Prva faza je poricanje

Njemački raketni stručnjak Robert Schmucker smatrao je izjave V. Putina potpuno nevjerojatnima. “Ne mogu zamisliti da Rusi mogu napraviti mali leteći reaktor”, rekao je stručnjak u intervjuu za Deutsche Welle.

Mogu, Herr Schmucker. Samo zamisli.

Prvi domaći satelit s nuklearnom elektranom (“Cosmos-367”) lansiran je s Bajkonura davne 1970. godine. 37 gorivnih sklopova malog reaktora BES-5 Buk, koji sadrži 30 kg urana, pri temperaturi u primarnom krugu od 700 ° C i oslobađanju topline od 100 kW, osigurali su električnu snagu instalacije od 3 kW. Težina reaktora je manja od jedne tone, procijenjeno vrijeme rada je 120-130 dana.

Stručnjaci će izraziti sumnju: snaga ove nuklearne "baterije" je premala... Ali! Pogledajte datum: to je bilo prije pola stoljeća.

Niska učinkovitost je posljedica termionske pretvorbe. S drugim oblicima prijenosa energije pokazatelji su puno veći, na primjer, za nuklearne elektrane vrijednost učinkovitosti je u rasponu od 32-38%. U tom smislu, toplinska snaga “svemirskog” reaktora je od posebnog interesa. 100 kW je ozbiljna ponuda za pobjedu.

Vrijedno je napomenuti da BES-5 "Buk" ne pripada obitelji RTG-ova. Radioizotopni termoelektrični generatori pretvaraju energiju prirodnog raspada atoma radioaktivnih elemenata i imaju zanemarivu snagu. Ujedno, Buk je pravi reaktor s kontroliranom lančanom reakcijom.

Sljedeća generacija sovjetskih reaktora male veličine, koja se pojavila u kasnim 1980-ima, odlikovala se još manjim dimenzijama i većim oslobađanjem energije. Bio je to jedinstveni Topaz: u usporedbi s Bukom, količina urana u reaktoru smanjena je tri puta (na 11,5 kg). Toplinska snaga porasla je za 50% i iznosila je 150 kW, kontinuirano vrijeme rada doseglo je 11 mjeseci (reaktor ovog tipa instaliran je na brodu izviđačkog satelita Cosmos-1867).

Nuklearni svemirski reaktori su izvanzemaljski oblik smrti. Ako bi se kontrola izgubila, “zvijezda padalica” nije ispunjavala želje, ali je “sretnicima” mogla oprostiti grijehe.

Godine 1992. dva preostala primjerka malih reaktora serije Topaz prodana su u SAD-u za 13 milijuna dolara.

Glavno pitanje je: imaju li takve instalacije dovoljno snage da se koriste kao raketni motori? Prolaskom radnog fluida (zraka) kroz vruću jezgru reaktora i dobivanjem potiska na izlazu prema zakonu održanja količine gibanja.

Odgovor: ne. “Buk” i “Topaz” su kompaktne nuklearne elektrane. Za stvaranje nuklearnog reaktora potrebna su druga sredstva. Ali opći trend vidljiv je golim okom. Kompaktne nuklearne elektrane odavno su stvorene i postoje u praksi.

Koju snagu mora imati nuklearna elektrana da bi se koristila kao pogonski motor za krstareću raketu slične veličine X-101?

Ne možete naći posao? Pomnoži vrijeme sa snagom!
(Zbirka univerzalnih savjeta.)

Pronalaženje snage također nije teško. N=F×V.

Prema službenim podacima, krstareće rakete Kha-101, poput obitelji raketa Kalibr, opremljene su kratkotrajnim turboventilatorskim motorom-50 koji razvija potisak od 450 kgf (≈ 4400 N). Brzina krstarećeg projektila je 0,8M, odnosno 270 m/s. Idealna izračunata učinkovitost turbomlaznog bajpas motora je 30%.

U ovom slučaju, potrebna snaga motora krstareće rakete samo je 25 puta veća od toplinske snage reaktora serije Topaz.

Unatoč sumnjama njemačkog stručnjaka, stvaranje nuklearnog turbomlaznog (ili ramjetnog) raketnog motora realan je zadatak koji zadovoljava zahtjeve našeg vremena.

Raketa iz pakla

"Ovo je sve iznenađenje - krstareća raketa na nuklearni pogon", rekao je Douglas Barry, viši suradnik na Međunarodnom institutu za strateške studije u Londonu. “Ova ideja nije nova, o njoj se govorilo 60-ih godina, ali je naišla na mnoge prepreke.”

Nisu samo pričali o tome. Tijekom testiranja 1964. nuklearni ramjet motor Tori-IIC razvio je potisak od 16 tona uz toplinsku snagu reaktora od 513 MW. Simulirajući nadzvučni let, instalacija je u pet minuta potrošila 450 tona komprimiranog zraka. Reaktor je dizajniran da bude vrlo “vruć” - radna temperatura u jezgri dosegla je 1600°C. Dizajn je imao vrlo uske tolerancije: u nizu područja dopuštena temperatura bila je samo 150-200 °C ispod temperature na kojoj su se elementi rakete topili i raspadali.

Jesu li ti pokazatelji bili dovoljni za korištenje mlaznih motora na nuklearni pogon kao motora u praksi? Odgovor je očit.

Nuklearni ramjet razvijao je veći (!) potisak od turbo-ramjet motora izviđačkog zrakoplova SR-71 “Crna ptica” od “tri maha”.

"Poligon-401", nuklearni ramjet testovi

Eksperimentalne instalacije "Tori-IIA" i "-IIC" su prototipovi nuklearnog motora krstarećeg projektila SLAM.

Đavolski izum, sposoban, prema izračunima, probiti 160 000 km svemira na minimalnoj visini pri brzini od 3M. Doslovno je udarnim valom i udarom groma od 162 dB (smrtonosna vrijednost za ljude) "pokosila" sve koji su se sreli na njenom žalosnom putu.

Reaktor borbenog zrakoplova nije imao nikakvu biološku zaštitu. Puknuti bubnjići nakon preleta SLAM-a činili bi se beznačajnima u usporedbi s radioaktivnim emisijama iz mlaznice rakete. Leteće čudovište za sobom je ostavilo trag širine više od kilometra s dozom zračenja od 200-300 rad. Procjenjuje se da je SLAM kontaminirao 1800 četvornih milja smrtonosnom radijacijom u jednom satu leta.

Prema izračunima, duljina letjelice mogla bi doseći 26 metara. Težina lansiranja - 27 tona. Borbeno opterećenje bila su termonuklearna punjenja, koja su morala biti uzastopno odbačena na nekoliko sovjetskih gradova duž rute leta projektila. Nakon izvršenja glavnog zadatka, SLAM je trebao još nekoliko dana kružiti iznad teritorija SSSR-a, zagađujući sve oko sebe radioaktivnim emisijama.

Možda najsmrtonosniji od svega što je čovjek pokušao stvoriti. Srećom, do pravih lansiranja nije došlo.

Projekt kodnog naziva "Pluton" otkazan je 1. srpnja 1964. godine. Istodobno, prema riječima jednog od developera SLAM-a, J. Cravena, nitko od američkog vojnog i političkog vodstva nije požalio zbog te odluke.

Razlog odustajanja od "niskoletećeg nuklearnog projektila" bio je razvoj interkontinentalnih balističkih projektila. Sposoban je uzrokovati potrebnu štetu u kraćem vremenu s neusporedivim rizicima za samu vojsku. Kao što su autori objave u časopisu Air&Space s pravom primijetili: ICBM, barem, nije ubio sve koji su bili u blizini lansera.

Još uvijek nije poznato tko je, gdje i kako planirao testirati zloduha. I tko bi bio odgovoran da je SLAM skrenuo s kursa i preletio Los Angeles. Jedan od suludih prijedloga je predlagao vezanje rakete na sajlu i vožnju u krug iznad pustih područja države. Nevada. No, odmah se postavilo još jedno pitanje: što učiniti s raketom kada u reaktoru izgore i posljednji ostaci goriva? Mjestu gdje SLAM “sleti” neće se prići stoljećima.

Život ili smrt. Konačan izbor

Za razliku od mističnog "Plutona" iz 1950-ih, projekt modernog nuklearnog projektila, koji je izrazio V. Putin, predlaže stvaranje učinkovitog sredstva za probijanje američkog sustava proturaketne obrane. Uzajamno zajamčeno uništenje je najvažniji kriterij za nuklearno odvraćanje.

Transformacija klasične "nuklearne trijade" u đavolski "pentagram" - uz uključivanje nove generacije dostavnih vozila (nuklearne krstareće rakete neograničenog dometa i strateška nuklearna torpeda "status-6"), zajedno s modernizacijom ICBM bojeve glave (manevriranje "Avangard"), razuman je odgovor na pojavu novih prijetnji. Politika proturaketne obrane Washingtona ne ostavlja Moskvi drugog izbora.

“Vi razvijate svoje proturaketne sustave. Povećava se domet proturaketa, povećava se točnost, to oružje se usavršava. Stoga na to trebamo adekvatno odgovoriti kako bismo mogli savladati sustav ne samo danas, nego i sutra, kada budete imali nova oružja.”

V. Putin u intervjuu za NBC.

Deklasificirani detalji pokusa u okviru programa SLAM/Pluton uvjerljivo dokazuju da je stvaranje nuklearnog krstarećeg projektila bilo moguće (tehnički izvedivo) prije šest desetljeća. Moderne tehnologije omogućuju nam da podignemo ideju na novu tehničku razinu.

Mač rđa od obećanja

Unatoč masi očitih činjenica koje objašnjavaju razloge za pojavu "predsjedničkog superoružja" i otklanjaju sve sumnje o "nemogućnosti" stvaranja takvih sustava, još uvijek postoji mnogo skeptika u Rusiji, kao iu inozemstvu. "Sva navedena oružja samo su sredstva informacijskog rata." A onda - niz prijedloga.

Vjerojatno ne treba ozbiljno shvaćati karikirane “stručnjake” kao što je I. Moiseev. Voditelj Instituta za svemirsku politiku (?), koji je rekao internetskoj publikaciji The Insider: “Ne možete staviti nuklearni motor na krstareću raketu. A takvih motora nema.”

Pokušaji “raskrinkavanja” predsjedničinih izjava rade se i na ozbiljnijoj analitičkoj razini. Takve “istrage” odmah postaju popularne u liberalno orijentiranoj javnosti. Skeptici daju sljedeće argumente.

Svi najavljeni sustavi odnose se na strateško top-tajno oružje čije postojanje nije moguće provjeriti niti opovrgnuti. (U samoj poruci Saveznoj skupštini prikazana je računalna grafika i snimka lansiranja, koja se ne razlikuje od testiranja drugih tipova krstarećih raketa.) Istovremeno, nitko ne govori, primjerice, o stvaranju teške jurišne bespilotne letjelice ili razarača. klasa ratni brod. Oružje koje će se uskoro morati jasno pokazati cijelom svijetu.

Prema nekim "zviždačima", vrlo strateški, "tajni" kontekst poruka može ukazivati ​​na njihovu nevjerojatnu prirodu. Pa, ako je ovo glavni argument, oko čega je onda svađa s ovim ljudima?

Postoji i drugo gledište. Šokantne izjave o nuklearnim projektilima i bespilotnim podmornicama od 100 čvorova daju se na pozadini očitih problema vojno-industrijskog kompleksa s kojima se susreće u provedbi jednostavnijih projekata "tradicionalnog" oružja. Izjave o projektilima koji odmah nadmašuju sva postojeća oružja u oštroj su suprotnosti s dobro poznatom situacijom s raketnom znanošću. Skeptici navode primjer masovnih kvarova tijekom lansiranja Bulave ili razvoja rakete-nosača Angara, koji se razvukao dva desetljeća. Sama je započela 1995.; govoreći u studenom 2017., potpredsjednik vlade D. Rogozin obećao je nastavak lansiranja Angare s kozmodroma Vostočni tek u... 2021. godini.

I, usput, zašto je Cirkon, glavna pomorska senzacija prošle godine, ostao bez pažnje? Hipersonični projektil sposoban uništiti sve postojeće koncepte pomorske borbe.

Vijest o dolasku laserskih sustava u trupe privukla je pozornost proizvođača laserskih sustava. Postojeće oružje usmjerene energije stvoreno je na opsežnoj osnovi istraživanja i razvoja visokotehnološke opreme za civilno tržište. Na primjer, američka brodska instalacija AN/SEQ-3 LaWS je "paket" od šest lasera za zavarivanje ukupne snage 33 kW.

Najava stvaranja super-snažnog borbenog lasera u kontrastu je s pozadinom vrlo slabe laserske industrije: Rusija nije jedan od najvećih svjetskih proizvođača laserske opreme (Coherent, IPG Photonics ili kineski Han "Laser Technology). Stoga , iznenadna pojava laserskog oružja velike snage izaziva istinski interes među stručnjacima.

Pitanja je uvijek više nego odgovora. Vrag je u detaljima, ali službeni izvori daju izuzetno lošu sliku najnovijeg oružja. Često nije ni jasno je li sustav već spreman za usvajanje ili je njegov razvoj u određenoj fazi. Dobro poznati presedani povezani sa stvaranjem takvog oružja u prošlosti pokazuju da se problemi koji se pojavljuju ne mogu riješiti pucketanjem prstiju. Ljubitelji tehničkih inovacija zabrinuti su zbog izbora mjesta za testiranje lansera projektila na nuklearni pogon. Ili metode komunikacije s podvodnim dronom "Status-6" (temeljni problem: radio komunikacija ne radi pod vodom; tijekom komunikacijskih sesija podmornice su prisiljene izroniti na površinu). Bilo bi zanimljivo čuti objašnjenje o metodama primjene: u usporedbi s tradicionalnim ICBM i SLBM, sposobnim započeti i završiti rat u roku od sat vremena, Status-6 će trebati nekoliko dana da stigne do američke obale. Kad tamo više nikoga neće biti!

Posljednja bitka je gotova.
Je li tko ostao živ?
Kao odgovor - samo zavijanje vjetra...

Korištenje materijala:
Air&Space Magazine (travanj-svibanj 1990.)
Tihi rat Johna Cravena

U jedan od odjeljaka Na LiveJournalu inženjer elektronike stalno piše o nuklearnim i termonuklearnim strojevima - reaktorima, instalacijama, istraživačkim laboratorijima, akceleratorima, kao i o. Nova ruska raketa, svjedočenje tijekom godišnjeg obraćanja predsjednika, izazvala je veliko zanimanje blogera. I evo što je pronašao na ovu temu.

Da, povijesno je bilo razvoja krstarećih projektila s ramjet nuklearnim zračnim motorom: projektil SLAM u SAD-u s reaktorom TORY-II, koncept Avro Z-59 u Velikoj Britaniji, razvoj u SSSR-u.

Moderni prikaz koncepta rakete Avro Z-59, težine oko 20 tona.

Međutim, sav je taj rad obavljen 60-ih godina kao istraživanje i razvoj različitih stupnjeva dubine (Sjedinjene Države su otišle najdalje, kao što je objašnjeno u nastavku) i nisu nastavljeni u obliku modela u službi. Nismo ga dobili iz istog razloga kao i mnoge druge razvoje Atomskog doba - avione, vlakove, projektile s nuklearnim elektranama. Sve te opcije vozila, iako imaju neke prednosti koje pruža suluda gustoća energije u nuklearnom gorivu, imaju vrlo ozbiljne nedostatke - visoku cijenu, složenost rada, zahtjeve za stalnom sigurnošću i konačno, nezadovoljavajuće razvojne rezultate, o kojima se obično malo zna ( objavljivanjem rezultata istraživanja i razvoja svima je isplativije prikazati postignuća i sakriti neuspjehe).

Konkretno, za krstareće projektile puno je lakše stvoriti nosač (podmornicu ili zrakoplov) koji će "odvući" mnogo lansera projektila na mjesto lansiranja nego se zajebavati s malom flotom (a nevjerojatno je teško razviti veliku flotu ) krstarećih projektila lansiranih s vlastitog teritorija. Univerzalni, jeftini proizvod masovne proizvodnje na kraju je pobijedio skupi proizvod male serije s dvosmislenim prednostima. Nuklearne krstareće rakete nisu otišle dalje od testiranja na zemlji.

Ova konceptualna slijepa ulica 60-ih Kirgistana s nuklearnim elektranama, po mom mišljenju, aktualna je i sada, pa je glavno pitanje prikazanom “zašto??”. Ali ono što ga čini još izraženijim su problemi koji se javljaju tijekom razvoja, testiranja i rada takvog oružja, o čemu ćemo dalje govoriti.

Dakle, počnimo s reaktorom. Koncepti SLAM i Z-59 bile su niskoleteće rakete od tri maha impresivne veličine i težine (20+ tona nakon što su rakete za lansiranje odbačene). Strašno skup niskoleteći nadzvučnik omogućio je maksimalno korištenje prisutnosti praktički neograničenog izvora energije na brodu; osim toga, važna značajka nuklearnog zračnog mlaznog motora je poboljšana operativna učinkovitost (termodinamički ciklus) s povećanjem brzine, tj. ista ideja, ali pri brzinama od 1000 km/h imao bi puno teži i veći motor. Konačno, 3M na visini od stotinjak metara 1965. godine značio je nepovredivost za protuzračnu obranu.Ispada da je ranije koncept lansera projektila s nuklearnim pogonom bio “vezan” na velike brzine, gdje su prednosti koncepta bile jake, a konkurenti s ugljikovodičnim gorivom su slabili Prikazana raketa po mom mišljenju izgleda transonično ili podzvučno (ako, naravno, vjerujete da je to ona na videu). Ali u isto vrijeme, veličina reaktora značajno se smanjila u usporedbi s TORY-II od rakete SLAM, gdje je bio čak 2 metra uključujući radijalni neutronski reflektor od grafita

Je li uopće moguće ugraditi reaktor promjera 0,4-0,6 metara?

Počnimo s fundamentalno minimalnim reaktorom - svinjom Pu239. Dobar primjer implementacije takvog koncepta je svemirski reaktor Kilopower, koji, međutim, koristi U235. Promjer jezgre reaktora je samo 11 centimetara! Ako prijeđemo na plutonij 239, veličina jezgre će pasti još 1,5-2 puta.Sada ćemo od minimalne veličine početi koračati prema pravom nuklearnom zračnomlaznom motoru, sjećajući se poteškoća.

Prva stvar koju treba dodati veličini reaktora je veličina reflektora - konkretno, u Kilopower BeO je utrostručena veličina. Drugo, ne možemo koristiti U ili Pu praznine - oni će jednostavno izgorjeti u struji zraka za samo minutu. Potrebna je ljuska, na primjer od incaloya, koja je otporna na trenutnu oksidaciju do 1000 C, ili druge legure nikla s mogućim keramičkim premazom. Uvođenje velike količine materijala ljuske u jezgru povećava potrebnu količinu nuklearnog goriva nekoliko puta odjednom - nakon svega, "neproduktivna" apsorpcija neutrona u jezgri sada se naglo povećala!

Štoviše, metalni oblik U ili Pu više nije prikladan - sami ti materijali nisu vatrostalni (plutonij se općenito tali na 634 C), a također su u interakciji s materijalom metalnih ljuski. Gorivo pretvaramo u klasični oblik UO2 ili PuO2 - dobivamo još jedno razrjeđenje materijala u jezgri, ovaj put s kisikom.

Na kraju, prisjetimo se namjene reaktora. Kroz nju trebamo upumpavati mnogo zraka, kojem ćemo predati toplinu. Otprilike 2/3 prostora će zauzimati "zračne cijevi".

Kao rezultat toga, minimalni promjer jezgre raste na 40-50 cm (za uran), a promjer reaktora s 10-centimetarskim reflektorom od berilija na 60-70 cm. potvrđeno dizajnom nuklearnog mlaznog motora GRINJA , dizajniran za letove u atmosferi Jupitera. Ovaj potpuno papirnati projekt (npr. pretpostavlja se da je temperatura jezgre 3000 K, a stijenke su napravljene od berilija koji može izdržati najviše 1200 K) ima promjer jezgre izračunat iz neutronike od 55,4 cm, unatoč činjenici da hlađenje s vodikom omogućuje malo smanjenje veličine kanala kroz koje se pumpa rashladna tekućina.

Po mom mišljenju, zračni nuklearni mlazni motor može se ugurati u raketu promjera oko metar, što doduše nije radikalno veće od navedenih 0,6-0,74 m, ali je ipak alarmantno. nuklearna elektrana će imati snagu od ~nekoliko megavata, pokretati ~10^16 raspada u sekundi. To znači da će sam reaktor stvarati polje zračenja od nekoliko desetaka tisuća rentgena na površini, a do tisuću rentgena duž cijele rakete. Čak ni instaliranje nekoliko stotina kg sektorske zaštite neće značajno smanjiti ove razine, jer Neutronske i gama zrake će se reflektirati od zraka i "zaobići zaštitu".

U nekoliko sati takav će reaktor proizvesti ~10^21-10^22 atoma produkata fisije c s aktivnošću od nekoliko (nekoliko desetaka) petabekerela, koji će čak i nakon gašenja stvoriti pozadinu od nekoliko tisuća rentgena u blizini reaktora.

Dizajn rakete aktivirat će se na oko 10^14 Bq, iako će izotopi prvenstveno biti beta emiteri i opasni su samo kočnim rendgenskim zrakama. Pozadina same strukture može doseći desetke rendgena na udaljenosti od 10 metara od tijela rakete.

Sva ta “zabava” daje naslutiti da je razvoj i testiranje takve rakete zadatak na rubu mogućeg. Potrebno je izraditi čitav niz navigacijske i upravljačke opreme otporne na zračenje, sve to ispitati na dosta opsežan način (zračenje, temperatura, vibracije - i sve to za statistiku). Ispitivanja leta s ispravnim reaktorom mogu se u svakom trenutku pretvoriti u radijacijsku katastrofu s ispuštanjem stotina terabekerela do nekoliko petabekerela. Čak i bez katastrofalnih situacija vrlo je vjerojatna depresurizacija pojedinih gorivih elemenata i ispuštanje radionuklida.

Naravno, u Rusiji ih još ima Novozemelsky poligon na kojima se takva ispitivanja mogu provesti, ali to bi bilo u suprotnosti s duhom sporazuma o zabrana testiranja nuklearnog oružja u tri okruženja (zabrana je uvedena kako bi se spriječilo sustavno onečišćenje atmosfere i oceana radionuklidima).

Na kraju, pitam se tko bi u Ruskoj Federaciji mogao razviti takav reaktor. Tradicionalno, Institut Kurchatov (opći dizajn i proračuni), Obninsk IPPE (eksperimentalna ispitivanja i gorivo) i Luch Research Institute u Podolsku (tehnologija goriva i materijala) u početku su bili uključeni u visokotemperaturne reaktore. Kasnije se tim NIKIET-a uključio u projektiranje takvih strojeva (na primjer, reaktori IGR i IVG su prototipovi jezgre nuklearnog raketnog motora RD-0410).

Danas NIKIET ima tim dizajnera koji rade na dizajnu reaktora ( visokotemperaturno hlađeni plinom RUGK , brzi reaktori MBIR, ), a IPPE i Luch nastavljaju se baviti povezanim proračunima i tehnologijama. Posljednjih desetljeća Institut Kurčatov više se pomaknuo prema teoriji nuklearnih reaktora.

Ukratko, želio bih reći da je stvaranje krstareće rakete sa zračno-mlaznim motorima s nuklearnom elektranom općenito izvediv zadatak, ali u isto vrijeme izuzetno skup i složen, zahtijeva značajnu mobilizaciju ljudskih i financijskih resursa , čini mi se u većoj mjeri od svih ostalih najavljenih projekata ("Sarmat", "Bodež", "Status-6", "Avangarda"). Vrlo je čudno da ta mobilizacija nije ostavila ni najmanjeg traga. I što je najvažnije, potpuno je nejasno koje su prednosti nabave takvih vrsta oružja (u usporedbi s postojećim nosačima) i kako one mogu nadmašiti brojne nedostatke - pitanja radijacijske sigurnosti, visoku cijenu, nekompatibilnost s ugovorima o smanjenju strateškog naoružanja .

p.s. Međutim, "izvori" već počinju ublažavati situaciju: "Izvor blizak vojno-industrijskom kompleksu rekao je" Vedomosti "da je radijacijska sigurnost osigurana tijekom testiranja rakete. Nuklearnu instalaciju na brodu predstavljala je električna maketa, kaže izvor.

03-03-2018

Valerij Lebedev (recenzija)

• U povijesti je već bilo razvoja krstarećih raketa s ramjet nuklearnim zračnim motorom: to je raketa SLAM (aka Pluto) u SAD-u s reaktorom TORY-II (1959.), koncept Avro Z-59 u Velikoj Britaniji, zbivanja u SSSR-u.
• Dotaknimo se principa rada rakete s nuklearnim reaktorom, govorimo samo o ramjet nuklearnom motoru, na što je Putin mislio upravo u svom govoru o krstarećoj raketi s neograničenim dometom leta i potpunom neranjivošću. atmosferski zrak u ovoj raketi nuklearni sklop zagrijava do visokih temperatura i izbacuje se iz stražnje mlaznice velikom brzinom. Ispitano u Rusiji (60-ih godina) i među Amerikancima (od 1959.). Ima dva značajna nedostatka: 1. Smrdi kao ista nuklearna bomba, tako da će tijekom leta sve na putanji biti začepljeno. 2. U toplinskom području toliko smrdi da ga čak i sjevernokorejski satelit s radio cijevima može vidjeti iz svemira. Sukladno tome, možete s potpunim povjerenjem srušiti takvu leteću petrolejku.
  Tako su me crtani filmovi prikazani u Manježu bacili u zbunjenost, koja je prerasla u zabrinutost za zdravlje (psihičko) redatelja ovog smeća.
  U sovjetsko doba takve slike (posteri i druga zadovoljstva za generale) zvale su se "Čeburaške".

  Općenito, ovo je konvencionalni ravni dizajn, osnosimetričan s aerodinamičnim središnjim tijelom i školjkom. Oblik središnjeg tijela je takav da se zbog udarnih valova na ulazu zrak komprimira (radni ciklus počinje brzinom od 1 M i više, do koje se ubrzava startnim akceleratorom na klasično kruto gorivo) ;
  - unutar središnjeg tijela nalazi se nuklearni izvor topline s monolitnom jezgrom;
  - središnje tijelo je spojeno na ljusku pomoću 12-16 pločastih radijatora, gdje se toplinske cijevi odvode iz jezgre. Radijatori se nalaze u zoni ekspanzije ispred mlaznice;
  - materijal radijatora i središnjeg tijela, na primjer, VNDS-1, koji održava strukturnu čvrstoću do 3500 K u granici;
  - sigurno ga zagrijavamo do 3250 K. Zrak koji struji oko radijatora ih zagrijava i hladi. Zatim prolazi kroz mlaznicu, stvarajući potisak;
  - za hlađenje ljuske na prihvatljive temperature, oko nje gradimo ejektor, koji ujedno povećava potisak za 30-50%.

  Inkapsulirana monolitna jedinica nuklearne elektrane može se ugraditi u kućište prije lansiranja ili držati u podkritičnom stanju do lansiranja, a po potrebi se može pokrenuti nuklearna reakcija. Ne znam kako točno, ovo je inženjerski problem (i stoga ga je moguće riješiti). Dakle, ovo je očito oružje prvog udara, ne idite kod babe.
  Inkapsulirana jedinica nuklearne elektrane može biti napravljena tako da zajamčeno neće biti uništena pri udaru u slučaju nesreće. Da, ispast će težak – ali će u svakom slučaju ispasti težak.

  Da biste dosegli hiperzvuk, morat ćete radnom fluidu dodijeliti potpuno nepristojnu gustoću energije po jedinici vremena. Uz vjerojatnost 9/10, postojeći materijali neće moći to podnijeti tijekom dugih vremenskih razdoblja (sati/dani/tjedni), stopa degradacije će biti luda.

  I općenito, okolina će biti agresivna. Zaštita od radijacije je teška, inače se svi senzori/elektronika mogu odjednom baciti na odlagalište (zainteresirani se mogu sjetiti Fukushime i pitanja: “zašto roboti nisu dobili posao čišćenja?”).

  Itd.... Takvo će čudo značajno “zasjati”. Nije jasno kako mu prenijeti upravljačke naredbe (ako je tamo sve u potpunosti prikazano).

  Dotaknimo se autentično izrađenih projektila s nuklearnom elektranom - američki dizajn - projektil SLAM s reaktorom TORY-II (1959.).

  Evo ovog motora s reaktorom:

  Koncept SLAM bio je niskoleteća raketa od tri maha impresivnih dimenzija i težine (27 tona, 20+ tona nakon što su lansirni pojačivači odbačeni). Strašno skup niskoleteći nadzvuk omogućio je maksimalno korištenje prisutnosti praktički neograničenog izvora energije na brodu; osim toga, važna značajka nuklearnog zračnog mlaznog motora je poboljšanje radne učinkovitosti (termodinamičkog ciklusa) s povećanje brzine, tj. ista ideja, ali pri brzinama od 1000 km/h imao bi puno teži i veći motor. Konačno, 3M na visini od stotinjak metara 1965. značio je nepovredivost za protuzračnu obranu.

  

  Motor TORY-IIC. Gorivi elementi u aktivnoj zoni su šesterokutne šuplje cijevi izrađene od UO2, prekrivene zaštitnim keramičkim omotačem, sastavljene u inkalo gorivne elemente.

  Ispostavilo se da je ranije koncept krstareće rakete s nuklearnom elektranom bio "vezan" za velike brzine, gdje su prednosti koncepta bile jake, a konkurenti s ugljikovodičnim gorivom slabili.

• Video o staroj američkoj raketi SLAM

• Projektil prikazan na Putinovoj prezentaciji je transoničan ili slabo nadzvučan (ako, naravno, vjerujete da je to ovaj na videu). No istovremeno se veličina reaktora značajno smanjila u odnosu na TORY-II iz rakete SLAM, gdje je iznosila čak 2 metra uključujući radijalni reflektor neutrona od grafita.
  Dijagram rakete SLAM. Svi pogoni su pneumatski, upravljačka oprema smještena je u kapsuli za prigušivanje zračenja.

  Je li uopće moguće ugraditi reaktor promjera 0,4-0,6 metara? Počnimo s fundamentalno minimalnim reaktorom - svinjom Pu239. Dobar primjer implementacije takvog koncepta je svemirski reaktor Kilopower, koji, međutim, koristi U235. Promjer jezgre reaktora je samo 11 centimetara! Ako prijeđemo na plutonij 239, veličina jezgre će pasti još 1,5-2 puta.
  Sada ćemo od minimalne veličine početi koračati prema pravom nuklearnom mlaznom motoru, sjećajući se poteškoća. Prva stvar koju treba dodati veličini reaktora je veličina reflektora - konkretno, u Kilopower BeO je utrostručena veličina. Drugo, ne možemo koristiti U ili Pu praznine - oni će jednostavno izgorjeti u struji zraka za samo minutu. Potrebna je ljuska, na primjer od incaloya, koja je otporna na trenutnu oksidaciju do 1000 C, ili druge legure nikla s mogućim keramičkim premazom. Uvođenje velike količine materijala ljuske u jezgru povećava potrebnu količinu nuklearnog goriva nekoliko puta odjednom - nakon svega, "neproduktivna" apsorpcija neutrona u jezgri sada se naglo povećala!
  Štoviše, metalni oblik U ili Pu više nije prikladan - sami ti materijali nisu vatrostalni (plutonij se općenito tali na 634 C), a također su u interakciji s materijalom metalnih ljuski. Gorivo pretvaramo u klasični oblik UO2 ili PuO2 - dobivamo još jedno razrjeđenje materijala u jezgri, ovaj put s kisikom.

  Na kraju, prisjetimo se namjene reaktora. Kroz nju trebamo upumpavati mnogo zraka, kojem ćemo predati toplinu. otprilike 2/3 prostora će zauzimati "zračne cijevi". Zbog toga minimalni promjer jezgre raste na 40-50 cm (za uran), a promjer reaktora s 10-centimetarskim reflektorom od berilija na 60-70 cm.

  Zračni nuklearni mlazni motor može se ugurati u raketu promjera oko metar, što doduše nije radikalno veće od navedenih 0,6-0,74 m, ali je ipak alarmantno.

  Na ovaj ili onaj način, nuklearna elektrana će imati snagu od ~nekoliko megavata, pokretati ~10^16 raspada u sekundi. To znači da će sam reaktor stvarati polje zračenja od nekoliko desetaka tisuća rentgena na površini, a do tisuću rentgena duž cijele rakete. Čak ni instaliranje nekoliko stotina kg sektorske zaštite neće značajno smanjiti ove razine, jer Neutronske i gama zrake će se reflektirati od zraka i "zaobići zaštitu". U nekoliko sati takav će reaktor proizvesti ~10^21-10^22 atoma produkata fisije s aktivnošću od nekoliko (nekoliko desetaka) petabekerela, koji će čak i nakon gašenja stvoriti pozadinu od nekoliko tisuća rentgena u blizini reaktora. Dizajn rakete aktivirat će se na oko 10^14 Bq, iako će izotopi prvenstveno biti beta emiteri i opasni su samo kočnim rendgenskim zrakama. Pozadina same strukture može doseći desetke rendgena na udaljenosti od 10 metara od tijela rakete.

  Sve te poteškoće daju naslutiti da je razvoj i testiranje takve rakete zadatak na rubu mogućeg. Potrebno je izraditi čitav niz navigacijske i upravljačke opreme otporne na zračenje, sve to ispitati na dosta opsežan način (zračenje, temperatura, vibracije - i sve to za statistiku). Ispitivanja leta s ispravnim reaktorom mogu se u svakom trenutku pretvoriti u radijacijsku katastrofu s ispuštanjem stotina terabekerela do nekoliko petabekerela. Čak i bez katastrofalnih situacija vrlo je vjerojatna depresurizacija pojedinih gorivih elemenata i ispuštanje radionuklida.
  Zbog svih tih poteškoća Amerikanci su 1964. odustali od rakete na nuklearni pogon SLAM.

  Naravno, u Rusiji još uvijek postoji poligon Novaya Zemlya gdje se mogu izvoditi takvi testovi, ali to će biti u suprotnosti s duhom ugovora o zabrani testiranja nuklearnog oružja u tri okruženja (zabrana je uvedena kako bi se spriječilo sustavno onečišćenje atmosfere i ocean s radionuklidima).

  Na kraju, pitam se tko bi u Ruskoj Federaciji mogao razviti takav reaktor. Tradicionalno, Institut Kurchatov (opći dizajn i proračuni), Obninsk IPPE (eksperimentalna ispitivanja i gorivo) i Luch Research Institute u Podolsku (tehnologija goriva i materijala) u početku su bili uključeni u visokotemperaturne reaktore. Kasnije se tim NIKIET-a uključio u projektiranje takvih strojeva (na primjer, reaktori IGR i IVG su prototipovi jezgre nuklearnog raketnog motora RD-0410). Danas NIKIET ima tim dizajnera koji rade na projektiranju reaktora (visokotemperaturni plinom hlađeni RUGK, brzi reaktori MBIR), a IPPE i Luch nastavljaju se baviti povezanim izračunima i tehnologijama. Posljednjih desetljeća Institut Kurčatov više se pomaknuo prema teoriji nuklearnih reaktora.

  Ukratko, možemo reći da je stvaranje krstareće rakete sa zračnim mlaznim motorima s nuklearnom elektranom općenito izvediv zadatak, ali u isto vrijeme izuzetno skup i složen, čini se da zahtijeva značajnu mobilizaciju ljudskih i financijskih resursa meni u većoj mjeri od svih ostalih najavljenih projekata ("Sarmat", "Bodež", "Status-6", "Avangarda"). Vrlo je čudno da ta mobilizacija nije ostavila ni najmanjeg traga. I što je najvažnije, potpuno je nejasno koje su prednosti nabave takvih vrsta oružja (u usporedbi s postojećim nosačima) i kako one mogu nadmašiti brojne nedostatke - pitanja radijacijske sigurnosti, visoku cijenu, nekompatibilnost s ugovorima o smanjenju strateškog naoružanja .

  Reaktor male veličine razvija se od 2010. godine, izvijestio je Kirijenko o tome u Državnoj dumi. Pretpostavljalo se da će biti postavljen na letjelicu s električnim pogonskim sustavom za letove na Mjesec i Mars i testiran u orbiti ove godine.
  Očito, sličan uređaj se koristi za krstareće rakete i podmornice.

  Da, moguće je ugraditi nuklearni motor, a uspješni 5-minutni testovi motora od 500 megavata, napravljenog u Sjedinjenim Državama prije mnogo godina za krstareću raketu s ram jetom za brzinu od 3 Macha, općenito su to potvrdili (Projekt Pluton). Testovi na stolu, naravno (motor je “napuhan” pripremljenim zrakom potrebnog tlaka/temperature). Ali zašto? Postojeće (i projektirane) balističke rakete dovoljne su za nuklearni paritet. Zašto stvarati oružje koje je potencijalno opasnije (za "naš vlastiti narod") za korištenje (i testiranje)? Čak je iu projektu Pluton implicirano da takva raketa leti iznad svog teritorija na znatnoj visini, spuštajući se na ispod radarske visine samo u blizini neprijateljskog teritorija. Nije dobro biti u blizini nezaštićenog zrakom hlađenog uranovog reaktora od 500 megavata s temperaturama materijala iznad 1300 Celzija. Istina, spomenute rakete (ako se doista budu razvijale) bit će manje moćne od Plutona (Slam).
  Animirani video iz 2007., objavljen u Putinovoj prezentaciji za prikaz najnovije krstareće rakete s nuklearnim pogonom.
  
  Možda je sve ovo priprema za sjevernokorejsku verziju ucjene. Prestat ćemo razvijati naše opasno oružje - a vi ćete nam ukinuti sankcije.
  Kakav tjedan - kineski gazda gura doživotnu vladavinu, ruski prijeti cijelom svijetu.

Sergejev Aleksej, 9. "A" razred, Gradska obrazovna ustanova "Srednja škola br. 84"

Znanstveni savjetnik: , zamjenik direktora neprofitnog partnerstva za znanstvene i inovativne aktivnosti "Tomsk Atomic Center"

Voditelj: , nastavnik fizike, Gradska obrazovna ustanova “Srednja škola br. 84” CATO Seversk

Uvod

Pogonski sustavi na svemirskoj letjelici dizajnirani su za stvaranje potiska ili zamaha. Prema vrsti potiska koji se koristi propulzijski sustav se dijeli na kemijski (CHRD) i nekemijski (NCRD). CRD se dijele na motore na tekuće gorivo (LPRE), raketne motore na čvrsto gorivo (motori na kruto gorivo) i kombinirane raketne motore (RCR). Zauzvrat, nekemijski pogonski sustavi dijele se na nuklearne (NRE) i električne (EP). Veliki znanstvenik Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky prije jednog stoljeća stvorio je prvi model pogonskog sustava koji je radio na kruto i tekuće gorivo. Nakon toga, u drugoj polovici 20. stoljeća, izvedene su tisuće letova s ​​uglavnom motorima na tekuće gorivo i raketnim motorima na čvrsto gorivo.

Međutim, trenutno, za letove na druge planete, a da ne spominjemo zvijezde, korištenje raketnih motora na tekuće gorivo i raketnih motora na čvrsto gorivo postaje sve neisplativije, iako su razvijeni mnogi raketni motori. Najvjerojatnije su mogućnosti raketnih motora na tekuće gorivo i raketnih motora na čvrsto gorivo potpuno iscrpljene. Razlog tome je što je specifični impuls svih kemijskih potisnika nizak i ne prelazi 5000 m/s, što zahtijeva dugotrajan rad potisnika i shodno tome velike rezerve goriva za razvoj dovoljno velikih brzina, odnosno, kao što je uobičajeno u astronautici, potrebne su velike vrijednosti broja Ciolkovskog, tj. omjera mase napunjene rakete i mase prazne. Tako lansirna raketa Energia, koja u nisku orbitu lansira 100 tona korisnog tereta, ima lansirnu masu od oko 3000 tona, što broju Ciolkovskog daje vrijednost unutar 30.

Za let na Mars, na primjer, broj Ciolkovskog trebao bi biti još veći, dosežući vrijednosti od 30 do 50. Lako je procijeniti da s nosivosti od oko 1000 tona, a unutar tih granica minimalna masa potrebno osigurati sve što je potrebno za posadu koja kreće na Mars varira. Uzimajući u obzir zalihe goriva za povratni let na Zemlju, početna masa letjelice mora biti najmanje 30.000 tona, što je očito iznad razine razvoja moderne astronautike, temeljen na korištenju motora na tekuće gorivo i raketnih motora na čvrsto gorivo.

Dakle, kako bi posade s ljudskom posadom dosegle čak i najbliže planete, potrebno je razviti rakete za lansiranje na motorima koji rade na principima drugačijim od kemijske propulzije. U tom pogledu najviše obećavaju električni mlazni motori (EPE), termokemijski raketni motori i nuklearni mlazni motori (NRE).

1.Osnovni pojmovi

Raketni motor je mlazni motor koji za rad ne koristi okolinu (zrak, vodu). Najviše se koriste kemijski raketni motori. Razvijaju se i ispituju i drugi tipovi raketnih motora - električni, nuklearni i drugi. Najjednostavniji raketni motori koji rade na komprimirane plinove također se široko koriste na svemirskim postajama i vozilima. Obično koriste dušik kao radnu tekućinu. /1/

Klasifikacija pogonskih sustava

2. Namjena raketnih motora

Prema namjeni raketni motori se dijele na nekoliko glavnih tipova: ubrzavajući (startni), kočni, pogonski, upravljački i drugi. Raketni motori se prvenstveno koriste na raketama (otuda i naziv). Osim toga, raketni motori se ponekad koriste u zrakoplovstvu. Raketni motori su glavni motori u astronautici.

Vojne (borbene) rakete obično imaju motore na čvrsto gorivo. To je zbog činjenice da se takav motor puni gorivom u tvornici i ne zahtijeva održavanje tijekom cijelog skladišnog i životnog vijeka same rakete. Motori na kruto gorivo često se koriste kao pojačivači za svemirske rakete. Posebno se široko koriste u ovom svojstvu u SAD-u, Francuskoj, Japanu i Kini.

Raketni motori na tekuće gorivo imaju veće karakteristike potiska od raketnih motora na čvrsto gorivo. Stoga se koriste za lansiranje svemirskih raketa u orbitu oko Zemlje i za međuplanetarne letove. Glavna tekuća pogonska goriva za rakete su kerozin, heptan (dimetilhidrazin) i tekući vodik. Za takve vrste goriva potreban je oksidans (kisik). Kao oksidansi u takvim motorima koriste se dušična kiselina i ukapljeni kisik. Dušična kiselina je inferiorna u odnosu na ukapljeni kisik u pogledu oksidacijskih svojstava, ali ne zahtijeva održavanje posebnog temperaturnog režima tijekom skladištenja, punjenja goriva i uporabe projektila

Motori za svemirske letove razlikuju se od onih na Zemlji po tome što moraju proizvoditi što veću snagu uz što manju masu i obujam. Osim toga, podliježu takvim zahtjevima kao što su iznimno visoka učinkovitost i pouzdanost te značajno vrijeme rada. Na temelju vrste energije koja se koristi, pogonski sustavi svemirskih letjelica dijele se na četiri tipa: termokemijski, nuklearni, električni, solarni. Svaki od navedenih tipova ima svoje prednosti i nedostatke i može se koristiti u određenim uvjetima.

Trenutno se svemirski brodovi, orbitalne stanice i Zemljini sateliti bez posade u svemir lansiraju raketama opremljenim snažnim termokemijskim motorima. Postoje i minijaturni motori s malim potiskom. Ovo je manja kopija snažnih motora. Neki od njih vam mogu stati na dlan. Sila potiska takvih motora je vrlo mala, ali dovoljna za kontrolu položaja broda u prostoru

3.Termokemijski raketni motori.

Poznato je da u motoru s unutarnjim izgaranjem, ložištu parnog kotla - gdje god dolazi do izgaranja, atmosferski kisik ima najaktivniju ulogu. U svemiru nema zraka, a za rad raketnih motora u svemiru potrebne su dvije komponente - gorivo i oksidans.

Tekući termokemijski raketni motori kao gorivo koriste alkohol, kerozin, benzin, anilin, hidrazin, dimetilhidrazin i tekući vodik. Kao oksidacijsko sredstvo koriste se tekući kisik, vodikov peroksid i dušična kiselina. Možda će se u budućnosti tekući fluor koristiti kao oksidacijsko sredstvo kada se izmisle metode za skladištenje i korištenje takve aktivne kemikalije

Gorivo i oksidans za tekuće mlazne motore pohranjuju se odvojeno u posebnim spremnicima i dovode u komoru za izgaranje pomoću pumpi. Kada se spoje u komori za izgaranje, temperature dosežu 3000 – 4500 °C.

Produkti izgaranja, šireći se, postižu brzine od 2500 do 4500 m/s. Odgurujući se od tijela motora, stvaraju mlazni potisak. Istodobno, što je veća masa i brzina protoka plina, to je veći potisak motora.

Specifični potisak motora obično se procjenjuje količinom potiska stvorenog po jedinici mase goriva izgorjelog u jednoj sekundi. Ta se veličina naziva specifičnim impulsom raketnog motora i mjeri se u sekundama (kg potiska / kg izgorjelog goriva u sekundi). Najbolji raketni motori na kruto gorivo imaju specifični impuls do 190 s, odnosno 1 kg goriva izgaranjem u jednoj sekundi stvara potisak od 190 kg. Raketni motor vodik-kisik ima specifični impuls od 350 s. Teoretski, motor vodik-fluor može razviti specifični impuls duži od 400 s.

Obično korišteni krug raketnog motora na tekućinu radi na sljedeći način. Komprimirani plin stvara potreban tlak u spremnicima s kriogenim gorivom kako bi se spriječila pojava plinskih mjehurića u cjevovodima. Pumpe opskrbljuju raketne motore gorivom. Gorivo se ubrizgava u komoru za izgaranje kroz veliki broj brizgaljki. Oksidator se također ubrizgava u komoru za izgaranje kroz mlaznice.

U svakom automobilu, kada gorivo izgara, stvaraju se veliki tokovi topline koji zagrijavaju stijenke motora. Ako ne ohladite stijenke komore, ona će brzo izgorjeti, bez obzira od kojeg je materijala napravljena. Tekući mlazni motor obično se hladi jednom od komponenti goriva. U tu svrhu, komora je napravljena od dvije stijenke. Hladna komponenta goriva teče u razmaku između zidova.

Aluminij" href="/text/category/alyuminij/" rel="bookmark">aluminij, itd. Osobito kao dodatak konvencionalnim gorivima, kao što je vodik-kisik. Takvi “trojni sastavi” mogu pružiti najveću moguću brzinu za kemijske ispuh goriva - do 5 km/s. Ali to je praktički granica resursa kemije. Više praktički ne može. Iako u predloženom opisu još uvijek dominiraju raketni motori na tekuće gorivo, mora se reći da su prvi u povijesti čovječanstva stvoren je termokemijski raketni motor koji koristi kruto gorivo - Raketni motor na kruto gorivo. Gorivo - na primjer, specijalni barut - nalazi se izravno u komori za izgaranje. Komora za izgaranje s mlaznom mlaznicom napunjenom krutim gorivom - to je cijeli dizajn. Način izgaranja krutog goriva ovisi o namjeni raketnog motora na kruto gorivo (lansirni, održavajući ili kombinirani). Za rakete na kruto gorivo koje se koriste u vojnim poslovima karakterizira prisutnost lansirnih i pogonskih motora. Lansirni raketni motor na kruto gorivo razvija se veliki potisak za vrlo kratko vrijeme, koje je potrebno da projektil napusti lanser i za njegovo početno ubrzanje. Sustainer raketni motor na čvrsto gorivo dizajniran je za održavanje konstantne brzine leta rakete na glavnom (pogonskom) dijelu putanje leta. Razlike između njih leže uglavnom u izvedbi komore za izgaranje i profilu površine izgaranja punjenja goriva, koji određuju brzinu izgaranja goriva o kojoj ovisi vrijeme rada i potisak motora. Za razliku od takvih raketa, svemirske rakete za lansiranje Zemljinih satelita, orbitalnih stanica i svemirskih letjelica, kao i međuplanetarne stanice rade samo u načinu lansiranja od lansiranja rakete do lansiranja objekta u orbitu oko Zemlje ili na međuplanetarnu putanju. Općenito, raketni motori na kruto gorivo nemaju mnogo prednosti u odnosu na motore na tekuće gorivo: jednostavni su za proizvodnju, mogu se dugo skladištiti, uvijek su spremni za djelovanje i relativno su protueksplozijski. Ali u pogledu specifičnog potiska, motori na kruto gorivo su 10-30% inferiorni u odnosu na tekuće motore.

4. Električni raketni motori

Gotovo svi gore spomenuti raketni motori razvijaju ogroman potisak i dizajnirani su za lansiranje svemirskih letjelica u orbitu oko Zemlje i njihovo ubrzavanje do kozmičkih brzina za međuplanetarne letove. Sasvim druga stvar su pogonski sustavi za letjelice koje su već lansirane u orbitu ili na međuplanetarnoj putanji. Ovdje su nam u pravilu potrebni motori male snage (nekoliko kilovata ili čak vata) koji mogu raditi stotine i tisuće sati i više puta se uključiti i isključiti. Omogućuju vam održavanje leta u orbiti ili duž zadane putanje, kompenzirajući otpor leta koji stvaraju gornji slojevi atmosfere i solarni vjetar. U elektroraketnim motorima zagrijavanjem električnom energijom radni fluid se ubrzava do određene brzine. Električna energija dolazi iz solarnih panela ili nuklearne elektrane. Metode zagrijavanja radnog fluida su različite, ali u stvarnosti se uglavnom koristi električni luk. Pokazao se vrlo pouzdanim i može izdržati veliki broj pokretanja. Vodik se koristi kao radni fluid u elektrolučnim motorima. Pomoću električnog luka vodik se zagrijava na vrlo visoku temperaturu te se pretvara u plazmu – električki neutralnu mješavinu pozitivnih iona i elektrona. Brzina istjecanja plazme iz motora doseže 20 km/s. Kada znanstvenici riješe problem magnetske izolacije plazme od stijenki komore motora, tada će biti moguće značajno povećati temperaturu plazme i povećati brzinu ispuha na 100 km/s. Prvi električni raketni motor razvijen je u Sovjetskom Savezu godine. pod vodstvom (kasnije tvorac motora za sovjetske svemirske rakete i akademik) u poznatom Gas Dynamics Laboratory (GDL)./10/

5.Ostale vrste motora

Postoje i egzotičniji dizajni nuklearnih raketnih motora, u kojima je fisibilni materijal u tekućem, plinovitom ili čak plazma stanju, ali implementacija takvih dizajna na sadašnjoj razini tehnike i tehnologije je nerealna. Postoje sljedeći projekti raketnih motora, koji su još uvijek u teoretskoj ili laboratorijskoj fazi:

Pulsni nuklearni raketni motori koji koriste energiju eksplozije malih nuklearnih punjenja;

Termonuklearni raketni motori, koji mogu koristiti izotop vodika kao gorivo. Energetska produktivnost vodika u takvoj reakciji je 6,8 * 1011 KJ/kg, što je otprilike dva reda veličine veća od produktivnosti reakcija nuklearne fisije;

Motori na solarna jedra – koji koriste pritisak sunčeve svjetlosti (solarni vjetar), čije je postojanje eksperimentalno dokazao ruski fizičar još 1899. godine. Znanstvenici su proračunom utvrdili da uređaj težak 1 tonu, opremljen jedrom promjera 500 m, može preletjeti od Zemlje do Marsa za oko 300 dana. Međutim, učinkovitost solarnog jedra brzo opada s udaljenošću od Sunca.

6.Nuklearni raketni motori

Jedan od glavnih nedostataka raketnih motora koji rade na tekuće gorivo povezan je s ograničenom brzinom protoka plinova. U nuklearnim raketnim motorima čini se mogućim koristiti kolosalnu energiju koja se oslobađa tijekom raspadanja nuklearnog "goriva" za zagrijavanje radne tvari. Princip rada nuklearnih raketnih motora gotovo se ne razlikuje od principa rada termokemijskih motora. Razlika je u tome što se radni fluid zagrijava ne zbog vlastite kemijske energije, već zbog "strane" energije koja se oslobađa tijekom intranuklearne reakcije. Radna tekućina prolazi kroz nuklearni reaktor, u kojem se odvija reakcija fisije atomskih jezgri (na primjer, urana) i zagrijava se. Nuklearni raketni motori eliminiraju potrebu za oksidansom i stoga se može koristiti samo jedna tekućina. Kao radnu tekućinu preporučljivo je koristiti tvari koje omogućuju motoru da razvije veću vučnu silu. Taj uvjet najpotpunije zadovoljava vodik, zatim amonijak, hidrazin i voda. Procesi u kojima se oslobađa nuklearna energija dijele se na radioaktivne transformacije, reakcije fisije teških jezgri i reakcije fuzije lakih jezgri. Radioizotopne transformacije ostvaruju se u tzv. izotopskim izvorima energije. Specifična masena energija (energija koju može osloboditi tvar mase 1 kg) umjetnih radioaktivnih izotopa znatno je veća nego kod kemijskih goriva. Tako za 210Po iznosi 5*10 8 KJ/kg, dok za energetski najučinkovitije kemijsko gorivo (berilij s kisikom) ta vrijednost ne prelazi 3*10 4 KJ/kg. Nažalost, još nije racionalno koristiti takve motore na svemirskim raketama. Razlog tome je visoka cijena izotopne tvari i poteškoće u radu. Uostalom, izotop neprestano oslobađa energiju, čak i kada se transportira u posebnom spremniku i kada je raketa parkirana na mjestu lansiranja. Nuklearni reaktori koriste energetski učinkovitije gorivo. Dakle, specifična masena energija 235U (fisijskog izotopa urana) jednaka je 6,75 * 10 9 KJ/kg, što je otprilike red veličine više od one izotopa 210Po. Ovi motori se mogu “paliti” i “isključivati”, nuklearno gorivo (233U, 235U, 238U, 239Pu) mnogo je jeftinije od izotopskog goriva. U takvim motorima kao radna tekućina može se koristiti ne samo voda, već i učinkovitije radne tvari - alkohol, amonijak, tekući vodik. Specifični potisak motora s tekućim vodikom je 900 s. U najjednostavnijoj izvedbi nuklearnog raketnog motora s reaktorom na kruto nuklearno gorivo, radna tekućina nalazi se u spremniku. Crpka ga dovodi u komoru motora. Raspršen pomoću mlaznica, radni fluid dolazi u dodir s nuklearnim gorivom koje stvara gorivo, zagrijava se, širi i velikom brzinom izbacuje kroz mlaznicu. Nuklearno gorivo je superiornije u energetskim rezervama od bilo koje druge vrste goriva. Tada se postavlja logično pitanje: zašto instalacije koje koriste ovo gorivo još uvijek imaju relativno nizak specifični potisak i veliku masu? Činjenica je da je specifični potisak nuklearnog raketnog motora na krutoj fazi ograničen temperaturom fisionog materijala, a elektrana tijekom rada emitira jako ionizirajuće zračenje koje štetno djeluje na žive organizme. Biološka zaštita od takvog zračenja vrlo je važna i nije primjenjiva na svemirskim letjelicama. Praktični razvoj nuklearnih raketnih motora na kruto nuklearno gorivo započeo je sredinom 50-ih godina 20. stoljeća u Sovjetskom Savezu i SAD-u, gotovo istovremeno s izgradnjom prvih nuklearnih elektrana. Rad se odvijao u atmosferi povećane tajnosti, ali poznato je da takvi raketni motori još nisu dobili pravu primjenu u astronautici. Sve je do sada bilo ograničeno na korištenje izotopskih izvora električne energije relativno male snage na bespilotnim umjetnim satelitima Zemlje, međuplanetarnim letjelicama i svjetski poznatom sovjetskom “lunarnom roveru”.

7.Nuklearni mlazni motori, principi rada, metode dobivanja impulsa u nuklearnom pogonskom motoru.

Nuklearni raketni motori dobili su naziv po tome što stvaraju potisak korištenjem nuklearne energije, odnosno energije koja se oslobađa kao posljedica nuklearnih reakcija. U općem smislu, ove reakcije znače sve promjene u energetskom stanju atomskih jezgri, kao i transformacije jednih jezgri u druge, povezane s restrukturiranjem strukture jezgri ili promjenom broja elementarnih čestica sadržanih u njima - nukleoni. Štoviše, nuklearne reakcije, kao što je poznato, mogu se dogoditi bilo spontano (tj. spontano) ili uzrokovane umjetno, na primjer, kada neke jezgre bombardiraju druge (ili elementarne čestice). Reakcije nuklearne fisije i fuzije premašuju kemijske reakcije za milijune, odnosno desetke milijuna puta u energiji. To se objašnjava činjenicom da je energija kemijske veze atoma u molekulama višestruko manja od energije nuklearne veze nukleona u jezgri. Nuklearna energija u raketnim motorima može se koristiti na dva načina:

1. Oslobođena energija koristi se za zagrijavanje radnog fluida, koji se zatim širi u mlaznici, kao i kod klasičnog raketnog motora.

2. Nuklearna energija se pretvara u električnu energiju i zatim koristi za ionizaciju i ubrzavanje čestica radne tekućine.

3. Konačno, impuls stvaraju sami produkti fisije, nastali u procesu DIV_ADBLOCK265">

Po analogiji s raketnim motorom na tekuće gorivo, početni radni fluid nuklearnog propulzijskog motora pohranjuje se u tekućem stanju u spremniku propulzijskog sustava i opskrbljuje se pomoću turbopumpnog agregata. Plin za rotaciju ove jedinice, koja se sastoji od turbine i pumpe, može se proizvoditi u samom reaktoru.

Dijagram takvog pogonskog sustava prikazan je na slici.

Postoji mnogo motora na nuklearni pogon s fisijskim reaktorom:

Čvrsta faza

Plinska faza

NRE s fuzijskim reaktorom

Pulsni nuklearni propulzijski motori i drugi

Od svih mogućih tipova nuklearnih propulzijskih motora najrazvijeniji su termički radioizotopni motor i motor s fisijskim reaktorom na čvrstoj fazi. Ali ako karakteristike radioizotopnih nuklearnih propulzijskih motora ne dopuštaju da se nadamo njihovoj širokoj upotrebi u astronautici (barem u bliskoj budućnosti), tada stvaranje nuklearnih propulzijskih motora čvrste faze otvara velike izglede za astronautiku. Tipični nuklearni propulzijski motor ovog tipa sadrži reaktor čvrste faze u obliku cilindra visine i promjera oko 1-2 m (ako su ovi parametri bliski, curenje fisijskih neutrona u okolni prostor je minimalno) .

Reaktor se sastoji od jezgre; reflektor koji okružuje ovo područje; tijela upravljanja; tijelo snage i drugi elementi. Jezgra sadrži nuklearno gorivo - fisibilni materijal (obogaćeni uran) sadržan u gorivim elementima i moderator ili razrjeđivač. Reaktor prikazan na slici je homogen - u njemu je moderator dio gorivih elemenata, koji je homogeno pomiješan s gorivom. Moderator se također može nalaziti odvojeno od nuklearnog goriva. U tom se slučaju reaktor naziva heterogenim. Razrjeđivači (mogu biti, na primjer, vatrostalni metali - volfram, molibden) koriste se za davanje posebnih svojstava fisibilnim tvarima.

Gorivi elementi reaktora krute faze prožeti su kanalima kroz koje teče radna tekućina nuklearnog pogonskog motora, postupno se zagrijavajući. Kanali su promjera oko 1-3 mm, a njihova ukupna površina iznosi 20-30% presjeka aktivne zone. Jezgra je obješena na posebnu rešetku unutar pogonske posude kako bi se mogla širiti kada se reaktor zagrije (inače bi kolabirala zbog toplinskih naprezanja).

Jezgra doživljava velika mehanička opterećenja povezana sa značajnim hidrauličkim padom tlaka (do nekoliko desetaka atmosfera) od strujanja radnog fluida, toplinskih naprezanja i vibracija. Povećanje veličine aktivne zone kada se reaktor zagrijava doseže nekoliko centimetara. Aktivna zona i reflektor smješteni su unutar izdržljivog kućišta snage koje apsorbira pritisak radne tekućine i potisak koji stvara mlaznica. Kutija je zatvorena izdržljivim poklopcem. U njemu su smješteni pneumatski, opružni ili električni mehanizmi za pogon regulacijskih tijela, točke pričvršćenja nuklearnog propulzijskog motora na svemirsku letjelicu i prirubnice za spajanje nuklearnog propulzijskog motora na dovodne cjevovode radnog fluida. Na poklopcu se može nalaziti i jedinica turbopumpe.

8 - Mlaznica,

9 - Ekspandirajuća mlaznica,

10 - Izbor radne tvari za turbinu,

11 - Power Corps,

12 - Kontrolni bubanj,

13 - Ispuh turbine (koristi se za kontrolu položaja i povećanje potiska),

14 - Pogonski prsten za upravljačke bubnjeve)

Početkom 1957. određen je konačni smjer rada u Laboratoriju u Los Alamosu te je donesena odluka o izgradnji grafitnog nuklearnog reaktora s uranovim gorivom raspršenim u grafitu. Reaktor Kiwi-A, stvoren u tom smjeru, testiran je 1. srpnja 1959. godine.

Američki nuklearni mlazni motor na čvrstoj fazi XE Prime na ispitnom stolu (1968.)

Osim izgradnje reaktora, Laboratorij Los Alamos bio je u punom zamahu na izgradnji posebnog poligona u Nevadi, a također je izvršio niz posebnih narudžbi američkih zračnih snaga u povezanim područjima (razvoj pojedinačnih jedinice TURE). U ime Laboratorija Los Alamos, sve posebne narudžbe za proizvodnju pojedinih komponenti izvršile su sljedeće tvrtke: Aerojet General, Rocketdyne divizija North American Aviation. U ljeto 1958. godine sva kontrola nad programom Rover prebačena je sa Zračnih snaga Sjedinjenih Država na novoorganiziranu Nacionalnu upravu za zrakoplovstvo i svemir (NASA). Kao rezultat posebnog sporazuma između AEC-a i NASA-e sredinom ljeta 1960., osnovan je Ured za svemirski nuklearni pogon pod vodstvom G. Fingera, koji je kasnije vodio program Rover.

Rezultati dobiveni iz šest "vrućih testova" nuklearnih mlaznih motora bili su vrlo ohrabrujući, a početkom 1961. godine pripremljeno je izvješće o ispitivanju leta reaktora (RJFT). Zatim je sredinom 1961. pokrenut projekt Nerva (korištenje nuklearnog motora za svemirske rakete). Za glavnog izvođača radova izabran je Aerojet General, a za podizvođača izgradnje reaktora Westinghouse.

10.2 Rad na TURE u Rusiji

Američki" href="/text/category/amerikanetc/" rel="bookmark">Amerikanci, ruski znanstvenici koristili su najekonomičnije i najučinkovitije testove pojedinačnih gorivih elemenata u istraživačkim reaktorima. Cijeli niz radova obavljenih 70-80-ih dopustio projektnom birou " Salyut", Dizajnerskom birou za kemijsku automatiku, IAE, NIKIET i NPO "Luch" (PNITI) da razviju različite projekte svemirskih nuklearnih pogonskih motora i hibridnih nuklearnih elektrana. U Dizajnerskom birou za kemijsku automatiku pod znanstvenim vodstvo NIITP-a (FEI, IAE, NIKIET, NIITVEL, NPO bili su odgovorni za elemente reaktora Luch", MAI) DVORIŠTE RD 0411 i nuklearni motor minimalne veličine RD 0410 potisak 40 odnosno 3,6 tona.

Kao rezultat toga, proizvedeni su reaktor, "hladni" motor i prototip stola za testiranje na vodik. Za razliku od američkog, sa specifičnim impulsom ne većim od 8250 m/s, sovjetski TNRE, zbog upotrebe gorivih elemenata otpornijih na toplinu i naprednijeg dizajna i visoke temperature u jezgri, imao je tu brojku jednaku 9100 m /s i više. Baza za ispitivanje TURE zajedničke ekspedicije NPO "Luch" nalazila se 50 km jugozapadno od grada Semipalatinsk-21. S radom je započela 1962. godine. U Na poligonu su testirani puni gorivi elementi prototipova raketnih motora na nuklearni pogon. U ovom slučaju, ispušni plin je ušao u zatvoreni ispušni sustav. Kompleks ispitnog stola Baikal-1 za testiranje nuklearnog motora u punoj veličini nalazi se 65 km južno od Semipalatinska-21. Od 1970. do 1988. godine izvršeno je oko 30 “vrućih startova” reaktora. Istodobno, snaga nije prelazila 230 MW uz potrošnju vodika do 16,5 kg/s i njegovu temperaturu na izlazu iz reaktora od 3100 K. Sva su lansiranja bila uspješna, bez problema i prema planu.

Sovjetski TNRD RD-0410 jedini je ispravan i pouzdan industrijski nuklearni raketni motor na svijetu

Trenutno su takvi radovi na gradilištu zaustavljeni, iako se oprema održava u relativno radnom stanju. Baza ispitnog stola NPO Luch jedini je eksperimentalni kompleks u svijetu u kojem je moguće testirati elemente nuklearnih pogonskih reaktora bez značajnih financijskih i vremenskih troškova. Moguće je da će nastavak rada na nuklearnim propulzijskim motorima za letove na Mjesec i Mars u okviru programa Inicijative za svemirska istraživanja uz planirano sudjelovanje stručnjaka iz Rusije i Kazahstana dovesti do obnove aktivnosti na baza Semipalatinsk i provedba "marsovske" ekspedicije 2020-ih.

Glavne karakteristike

Specifični impuls na vodik: 910 - 980 sek(teoretski do 1000 sek).

· Brzina istjecanja radne tekućine (vodika): 9100 - 9800 m/sec.

· Ostvarivi potisak: do stotina i tisuća tona.

· Maksimalne radne temperature: 3000°S - 3700°S (kratkotrajno uključivanje).

· Radni vijek: do nekoliko tisuća sati (periodična aktivacija). /5/

11.Uređaj

Dizajn sovjetskog nuklearnog raketnog motora čvrste faze RD-0410

1 - vod iz spremnika radne tekućine

2 - turbopumpna jedinica

3 - upravljački pogon bubnja

4 - zaštita od zračenja

5 - regulacijski bubanj

6 - usporivač

7 - sklop goriva

8 - reaktorska posuda

9 - vatreno dno

10 - linija za hlađenje mlaznice

11- komora mlaznice

12 - mlaznica

12.Načelo rada

TURE je po principu rada visokotemperaturni reaktor-izmjenjivač topline u koji se radna tekućina (tekući vodik) uvodi pod tlakom, a zagrijana na visoke temperature (preko 3000°C) izbacuje se kroz ohlađena mlaznica. Regeneracija topline u mlaznici je vrlo korisna, jer omogućuje mnogo brže zagrijavanje vodika i korištenjem značajne količine toplinske energije, specifični impuls se može povećati na 1000 sec (9100-9800 m/s).

Reaktor nuklearnog raketnog motora

MsoNormalTable">

Radna tekućina

Gustoća, g/cm3

Specifični potisak (na određenim temperaturama u komori za grijanje, °K), sek

0,071 (tekućina)

0,682 (tekućina)

1.000 (tekuće)

Ne. Dann

Ne. Dann

Ne. Dann

(Napomena: Tlak u komori za grijanje je 45,7 atm, ekspanzija do tlaka od 1 atm uz isti kemijski sastav radne tekućine) /6/

15. Prednosti

Glavna prednost TNRE-a u odnosu na kemijske raketne motore je postizanje većeg specifičnog impulsa, značajne rezerve energije, kompaktnost sustava i mogućnost postizanja vrlo velikog potiska (desetci, stotine i tisuće tona u vakuumu. Općenito, specifični impuls postignut u vakuumu veći je od istrošenog dvokomponentnog kemijskog raketnog goriva (kerozin-kisik, vodik-kisik) 3-4 puta, a pri radu na najvećem toplinskom intenzitetu 4-5 puta. Trenutno u SAD i Rusija imaju značajno iskustvo u razvoju i konstrukciji takvih motora, a po potrebi (posebni programi istraživanja svemira) takvi se motori mogu proizvesti u kratkom vremenu i imati će razumnu cijenu. U slučaju korištenja TURE za ubrzavanje svemirskih letjelica u svemiru, te dodatnom primjenom perturbacijskih manevara korištenjem gravitacijskog polja velikih planeta (Jupiter, Uran, Saturn, Neptun) dostižne granice proučavanja Sunčevog sustava značajno se šire, a vrijeme potrebno za postizanje udaljenih planeta značajno se povećava. smanjena. Osim toga, TNRE se mogu uspješno koristiti za uređaje koji rade u niskim orbitama divovskih planeta koristeći njihovu razrijeđenu atmosferu kao radni fluid ili za rad u njihovoj atmosferi. /8/

16. Nedostaci

Glavni nedostatak TNRE je prisutnost snažnog protoka prodornog zračenja (gama zračenje, neutroni), kao i uklanjanje visoko radioaktivnih spojeva urana, vatrostalnih spojeva s induciranim zračenjem i radioaktivnih plinova s ​​radnim fluidom. U tom smislu, TURE je neprihvatljiv za zemaljska lansiranja kako bi se izbjeglo pogoršanje ekološke situacije na mjestu lansiranja iu atmosferi. /14/

17.Poboljšanje karakteristika TURD. Hibridni turboprop motori

Kao i svaka raketa ili bilo koji motor općenito, nuklearni mlazni motor na čvrstoj fazi ima značajna ograničenja u pogledu najvažnijih karakteristika koje se mogu postići. Ova ograničenja predstavljaju nemogućnost rada uređaja (TJRE) u temperaturnom rasponu koji prelazi raspon maksimalnih radnih temperatura konstrukcijskih materijala motora. Za proširenje mogućnosti i značajno povećanje glavnih radnih parametara TNRE-a mogu se koristiti različite hibridne sheme u kojima TNRE igra ulogu izvora topline i energije te se koriste dodatne fizičke metode ubrzavanja radnih tekućina. Najpouzdanija, praktično izvediva, s visokim specifičnim impulsnim i potisnim karakteristikama je hibridna shema s dodatnim MHD krugom (magnetohidrodinamički krug) za ubrzavanje ioniziranog radnog fluida (vodik i posebni dodaci). /13/

18. Opasnost od zračenja nuklearnih pogonskih motora.

Ispravan nuklearni motor snažan je izvor zračenja – gama i neutronskog zračenja. Bez poduzimanja posebnih mjera zračenje može uzrokovati nedopustivo zagrijavanje radne tekućine i konstrukcije u letjelici, krtost metalnih konstrukcijskih materijala, uništavanje plastike i starenje gumenih dijelova, oštećenje izolacije električnih kabela te kvar elektroničke opreme. Zračenje može uzrokovati induciranu (umjetnu) radioaktivnost materijala – njihovu aktivaciju.

Trenutno se problem zaštite od zračenja svemirskih letjelica s nuklearnim pogonskim motorima smatra načelno riješenim. Također su riješena temeljna pitanja vezana uz održavanje nuklearnih propulzijskih motora na ispitnim postajama i poligonima. Iako radni NRE predstavlja opasnost za pogonsko osoblje, već dan nakon završetka rada NRE može se bez ikakvih osobnih zaštitnih sredstava stajati nekoliko desetaka minuta na udaljenosti od 50 m od NRE, pa čak i prići Najjednostavniji načini zaštite omogućuju operativnom osoblju da uđe u radno područje YARD ubrzo nakon ispitivanja.

Razina kontaminacije lansirnih kompleksa i okoliša po svemu sudeći neće biti prepreka korištenju nuklearnih pogonskih motora na nižim stupnjevima svemirskih raketa. Problem opasnosti od zračenja za okoliš i operativno osoblje uvelike je ublažen činjenicom da se vodik, koji se koristi kao radni fluid, praktički ne aktivira prilikom prolaska kroz reaktor. Stoga mlaz motora na nuklearni pogon nije ništa opasniji od mlaza raketnog motora na tekuće gorivo./4/

Zaključak

Pri razmatranju perspektive razvoja i uporabe nuklearnih propulzijskih motora u astronautici treba polaziti od postignutih i očekivanih karakteristika različitih tipova nuklearnih propulzijskih motora, od onoga što njihova primjena može dati astronautici te, konačno, od uske povezanosti s problema nuklearnih pogonskih motora s problemom opskrbe svemira energijom i uopće s pitanjima razvoja energetike.

Kao što je već spomenuto, od svih mogućih tipova nuklearnih propulzijskih motora najrazvijeniji su termalni radioizotopni motor i motor s fisijskim reaktorom na čvrstoj fazi. Ali ako karakteristike radioizotopnih nuklearnih propulzijskih motora ne dopuštaju da se nadamo njihovoj širokoj upotrebi u astronautici (barem u bliskoj budućnosti), tada stvaranje nuklearnih propulzijskih motora čvrste faze otvara velike izglede za astronautiku.

Na primjer, predložen je uređaj s početnom masom od 40 000 tona (tj. približno 10 puta većom od one najvećih modernih lansirnih vozila), pri čemu 1/10 te mase otpada na korisni teret, a 2/3 na nuklearni naknade . Ako detonirate jedno punjenje svake 3 sekunde, tada će njihova zaliha biti dovoljna za 10 dana neprekidnog rada nuklearnog pogonskog sustava. Za to vrijeme uređaj će ubrzati do brzine od 10.000 km/s i u budućnosti, nakon 130 godina, može stići do zvijezde Alpha Centauri.

Nuklearne elektrane imaju jedinstvene karakteristike koje uključuju gotovo neograničen energetski intenzitet, neovisnost rada o okolini i otpornost na vanjske utjecaje (kozmičko zračenje, oštećenja meteorita, visoke i niske temperature itd.). Međutim, najveća snaga nuklearnih radioizotopnih instalacija ograničena je na vrijednost reda veličine nekoliko stotina vata. Ovo ograničenje ne postoji za nuklearne reaktorske elektrane, što određuje isplativost njihove upotrebe tijekom dugotrajnih letova teških svemirskih letjelica u svemiru blizu Zemlje, tijekom letova na udaljene planete Sunčevog sustava iu drugim slučajevima.

Prednosti krute faze i drugih nuklearnih pogonskih motora s fisijskim reaktorima najpotpunije se otkrivaju u proučavanju tako složenih svemirskih programa kao što su letovi s ljudskom posadom na planete Sunčevog sustava (na primjer, tijekom ekspedicije na Mars). U ovom slučaju povećanje specifičnog impulsa potisnika omogućuje rješavanje kvalitativno novih problema. Svi ovi problemi uvelike su ublaženi uporabom nuklearnog raketnog motora na krutu fazu s dvostruko većim specifičnim impulsom od modernih raketnih motora na tekuće gorivo. U ovom slučaju također postaje moguće značajno smanjiti vrijeme leta.

Vrlo je vjerojatno da će u bliskoj budućnosti nuklearni pogonski motori na čvrstu fazu postati jedni od najčešćih raketnih motora. Nuklearni pogonski motori na krutu fazu mogu se koristiti kao uređaji za letove na velike udaljenosti, na primjer, do planeta poput Neptuna, Plutona, pa čak i za let izvan Sunčevog sustava. Međutim, za letove prema zvijezdama motor na nuklearni pogon temeljen na principima fisije nije prikladan. U ovom slučaju perspektivni su nuklearni motori ili točnije termonuklearni mlazni motori (TRE), koji rade na principu fuzijske reakcije, te fotonski mlazni motori (PRE), čiji je izvor zamaha reakcija anihilacije materije i antimaterije. . Međutim, najvjerojatnije će čovječanstvo koristiti drugačiji način prijevoza za putovanje u međuzvjezdanom prostoru, različit od mlažnjaka.

U zaključku ću dati parafrazu poznate Einsteinove rečenice - da bi putovali do zvijezda, čovječanstvo mora osmisliti nešto što bi se po složenosti i percepciji moglo usporediti s nuklearnim reaktorom za neandertalca!

KNJIŽEVNOST

Izvori:

1. "Rakete i ljudi. Knjiga 4. Mjesečeva utrka" - M: Znanie, 1999.
2. http://www. lpre. de/energomash/index. htm
3. Pervushin "Bitka za zvijezde. Kozmička konfrontacija" - M: znanje, 1998.
4. L. Gilberg “Osvajanje neba” - M: Znanie, 1994.
5. http://epizodsspace. *****/bibl/molodtsov
6. “Motor”, “Nuklearni motori za svemirske letjelice”, br. 5 1999.

7. "Motor", "Plinskofazni nuklearni motori za svemirske letjelice",

broj 6, 1999
7. http://www. *****/content/numbers/263/03.shtml
8. http://www. lpre. de/energomash/index. htm
9. http://www. *****/content/numbers/219/37.shtml
10., Čekalin transport budućnosti.

M.: Znanje, 1983.

11. , Chekalin istraživanje svemira. - M.:

Znanje, 1988.

12. “Energija - Buran” - korak u budućnost // Znanost i život.-

13. Svemirska tehnologija - M.: Mir, 1986.

14., Sergejuk i trgovina - M.: APN, 1989.

15.SSSR u svemiru. 2005 - M.: APN, 1989.

16. Na putu u duboki svemir // Energy. - 1985. - br. 6.

PRIMJENA

Glavne karakteristike nuklearnih mlaznih motora na čvrstoj fazi

Zemlja proizvođača	Motor	Potisak u vakuumu, kN	Specifični impuls, sek		Rad na projektu, god
	NERVA/Lox mješoviti ciklus

Ruska vojska uspješno je testirala krstareću raketu na nuklearni pogon. Njegov domet leta pri podzvučnoj brzini nije ograničen. Takvi su proizvodi sposobni zaobići područja zračne i raketne obrane na malim visinama, uništavajući neprijateljske ciljeve s visokom preciznošću. Ruski predsjednik Vladimir Putin najavio je pojavu novog proizvoda u svojoj poruci Saveznoj skupštini. Prema stručnjacima, ovi sustavi su oružje odvraćanja. Za kretanje koriste zrak zagrijan nuklearnom elektranom.

Prema riječima stručnjaka, govorimo o proizvodu s indeksom 9M730, koji je razvio Novator Design Bureau. Tijekom razdoblja prijetnje, takve se rakete mogu podići u zrak i razmjestiti na određena područja. Odatle će moći napasti važne neprijateljske ciljeve. Testiranja novog proizvoda su vrlo aktivna, au njima sudjeluju i leteći laboratoriji Il-976.

Krajem 2017. godine na Središnjem poligonu Ruske Federacije uspješno je lansirana najnovija ruska krstareća raketa s nuklearnim pogonom. Tijekom leta elektrana je postigla zadanu snagu i osigurala potrebnu razinu potiska”, rekao je Vladimir Putin u svom govoru. - Ruski perspektivni sustavi naoružanja temelje se na najnovijim jedinstvenim dostignućima naših znanstvenika, dizajnera i inženjera. Jedan od njih je stvaranje male, supermoćne nuklearne elektrane, koja se postavlja u tijelo krstareće rakete kao što je naša najnovija raketa X-101 koja se lansira iz zraka ili američki Tomahawk, ali u isto vrijeme pruža desetke puta - desetke puta! - veliki domet leta, koji je praktički neograničen. Niskoleteća, nevidljiva krstareća raketa s nuklearnom bojnom glavom, s praktički neograničenim dometom, nepredvidivom putanjom leta i sposobnošću zaobilaženja linija presretanja, neranjiva je za sve postojeće i buduće sustave proturaketne obrane i protuzračne obrane.

U predstavljenom videu gledatelji su mogli vidjeti lansiranje jedinstvene rakete. Let proizvoda snimljen je iz pratećeg lovca. Prema dolje prikazanoj kompjutorskoj grafici, “nuklearni projektil” je obletio mornaričke proturaketne obrambene zone u Atlantiku, obišao Južnu Ameriku s juga i pogodio Sjedinjene Države iz Tihog oceana.

Sudeći prema prikazanom videu, radi se ili o raketi s morskog ili kopnenog baziranja", rekao je za Izvestija Dmitrij Kornev, glavni urednik projekta MilitaryRussia. - U Rusiji postoje dva razvijača krstarećih raketa. Raduga proizvodi samo proizvode iz zraka. Kopno i more su u nadležnosti Novatora. Ova tvrtka ima liniju krstarećih raketa R-500 za komplekse Iskander, kao i legendarne rakete Kalibar.

Nedavno su se u otvorenim dokumentima dizajnerskog biroa Novator pojavile reference na dva nova proizvoda - 9M729 i 9M730. Prva je obična krstareća raketa dugog dometa, ali o 9M730 ništa se nije znalo. Ali ovaj proizvod je očito u aktivnom razvoju - nekoliko je natječaja objavljeno na ovu temu na web stranici državne nabave. Stoga možemo pretpostaviti da je "nuklearni projektil" 9M730.

Kao što je primijetio vojni povjesničar Dmitrij Boltenkov, princip rada nuklearne elektrane prilično je jednostavan.

Na stranama rakete nalaze se posebni odjeljci sa snažnim i kompaktnim grijačima koje pokreće nuklearna elektrana, istaknuo je stručnjak. - U njih ulazi atmosferski zrak koji se zagrijava do nekoliko tisuća stupnjeva i pretvara u radnu tekućinu motora. Protok vrućeg zraka stvara propuh. Takav sustav uistinu pruža gotovo neograničen domet leta.

Kako je rekao Vladimir Putin, novi proizvod je testiran na Središnjem ispitnom poligonu. Ovaj objekt nalazi se u regiji Arkhangelsk u selu Nenoksa.

Ovo je povijesno mjesto za testiranje dalekometnog oružja”, istaknuo je Dmitrij Boltenkov. - Odatle rute projektila vode duž sjeverne obale Rusije. Njihova duljina može doseći i nekoliko tisuća kilometara. Za uzimanje telemetrijskih parametara s projektila na takvim udaljenostima potrebne su posebne letjelice – leteći laboratoriji.

Prema riječima stručnjaka, nedavno su obnovljena dva jedinstvena zrakoplova Il-976. Riječ je o specijalnim vozilima, stvorenim na bazi transportnog Il-76, koja se već dugo koriste za testiranje raketnog oružja velikog dometa. Devedesetih su stavljeni naftalin.

Na internetu su objavljene fotografije Il-976 kako leti na aerodrom u blizini Arkhangelska, istaknuo je stručnjak. - Zanimljivo je da su automobili nosili amblem Rosatoma. Rusija je istovremeno izdala posebno međunarodno upozorenje NOTAM (Notice to Airmen) i zatvorila područje za brodove i zrakoplove.

Prema vojnom stručnjaku Vladislavu Shuryginu, nova "nuklearna raketa" nije ofenzivni borbeni sustav, već oružje odvraćanja.

U prijetećem razdoblju (zaoštravanje situacije, u pravilu, prije izbijanja rata), ruska vojska će moći povući te proizvode u određena patrolna područja, istaknuo je stručnjak. - To će spriječiti pokušaje neprijatelja da udari na Rusiju i njezine saveznike. "Nuklearne" rakete moći će poslužiti kao oružje odmazde ili izvesti preventivni udar.

Ruske oružane snage imaju nekoliko linija podzvučnih krstarećih projektila male visine. To su zrakoplovi Kh-555 i Kh-101, kopneni P-500 i pomorski 3M14 "Kalibar".