Flüssigbrennstoff-Raketentriebwerke gaben dem Menschen die Möglichkeit, in den Weltraum zu gelangen - in erdnahe Umlaufbahnen. Solche Raketen verbrauchen jedoch in den ersten Flugminuten 99% des Treibstoffs. Der verbleibende Treibstoff reicht möglicherweise nicht aus, um zu anderen Planeten zu gelangen, und die Geschwindigkeit ist so niedrig, dass die Reise zehn oder Hunderte von Jahren dauern wird. Kernmotoren können das Problem lösen. Wie? Lassen Sie es uns gemeinsam herausfinden.

Das Funktionsprinzip eines Strahltriebwerks ist sehr einfach: Es wandelt den Kraftstoff in die kinetische Energie des Strahls um (das Gesetz der Energieerhaltung). Aufgrund der Richtung dieses Strahls bewegt sich die Rakete im Weltraum (das Gesetz der Impulserhaltung). Es ist wichtig zu verstehen, dass wir eine Rakete oder ein Flugzeug nicht auf eine Geschwindigkeit beschleunigen können, die höher ist als die Geschwindigkeit des Treibstoffausatmens - ein heißes Gas, das zurückgeworfen wird.

Raumfahrzeuge Neue Horizonte

Was unterscheidet einen effizienten Motor von einem erfolglosen oder veralteten Analogon? Zunächst einmal, wie viel Kraftstoff der Motor benötigt, um die Rakete auf die gewünschte Geschwindigkeit zu beschleunigen. Dieser wichtigste Parameter eines Raketentriebwerks wird genannt spezifischer ImpulsDies ist definiert als das Verhältnis des Gesamtimpulses zum Kraftstoffverbrauch: Je größer dieser Indikator ist, desto effizienter raketenantrieb... Wenn die Rakete fast ausschließlich aus Kraftstoff besteht (dies bedeutet, dass kein Platz für die Nutzlast darin ist, der Grenzfall), kann der spezifische Impuls als gleich der Geschwindigkeit des Ausstoßes von Kraftstoff (Arbeitsfluid) aus der Raketendüse angesehen werden. Das Starten einer Rakete ist ein extrem teures Unterfangen, bei dem nicht nur jedes Gramm Nutzlast berücksichtigt wird, sondern auch Treibstoff, der auch wiegt und Platz beansprucht. Daher wählen die Ingenieure immer mehr aktiven Kraftstoff, dessen Einheit die maximale Rückgabe ergibt und den spezifischen Impuls erhöht.

Die überwiegende Mehrheit der Raketen in der Geschichte und Moderne wurde mit Motoren ausgestattet, die eine chemische Reaktion der Verbrennung (Oxidation) von Kraftstoff nutzen.

Sie ermöglichten es, den Mond, die Venus, den Mars und sogar die Planeten des fernen Gürtels zu erreichen - Jupiter, Saturn und Neptun. Zwar dauerten Weltraumexpeditionen Monate und Jahre (automatische Stationen Pioneer, Voyager, New Horizons usw.). Es ist zu beachten, dass alle diese Raketen einen erheblichen Teil des Treibstoffs verbrauchen, um von der Erde abzuheben, und dann in seltenen Momenten, in denen der Motor eingeschaltet ist, durch Trägheit weiterfliegen.

Pionier Raumschiff

Solche Triebwerke eignen sich zum Abfeuern von Raketen in die erdnahe Umlaufbahn, aber um sie auf mindestens ein Viertel der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, wird eine unglaubliche Menge an Kraftstoff benötigt (Berechnungen zeigen, dass 103.200 Gramm Kraftstoff benötigt werden, obwohl die Masse unserer Galaxie nicht mehr als 1056 Gramm beträgt). Um die nächsten Planeten und vor allem die Sterne zu erreichen, brauchen wir natürlich ausreichend hohe Geschwindigkeiten, die Flüssigbrennstoffraketen nicht bieten können.

Gasphasen-Kernmotor

Der Weltraum ist eine ganz andere Sache. Nehmen wir zum Beispiel den Mars, der von Science-Fiction-Autoren "bewohnt" wird: Er ist gut untersucht und wissenschaftlich vielversprechend, und vor allem ist er so nah wie kein anderer. Der Punkt ist der "Raumbus", der die Besatzung dort in angemessener Zeit, also so schnell wie möglich, ausliefern kann. Es gibt jedoch Probleme mit dem interplanetaren Transport. Es ist schwierig, auf die gewünschte Geschwindigkeit zu beschleunigen, während eine akzeptable Größe beibehalten und eine angemessene Menge Kraftstoff verbraucht wird.

RS-25 (Rocket System 25) - Rocketdine-Raketentriebwerk mit flüssigem Treibstoff, USA. Es wurde auf dem Space-Shuttle-Segelflugzeug eingesetzt, das jeweils mit drei solchen Triebwerken ausgestattet war. Besser bekannt als SSME-Motor (English Space Shuttle Main Engine - der Hauptmotor des Space Shuttles). Die Hauptkomponenten des Kraftstoffs sind flüssiger Sauerstoff (Oxidationsmittel) und Wasserstoff (Kraftstoff). Der RS-25 verwendet ein geschlossenes Regelkreisschema (mit Generatorgasnachverbrennung).

Die Lösung könnte ein "friedliches Atom" sein, das Raumschiffe antreibt. Die Ingenieure begannen Ende der 1950er Jahre darüber nachzudenken, ein leichtes und kompaktes Gerät zu entwickeln, mit dem man sich zumindest in die Umlaufbahn bringen kann. Der Hauptunterschied zwischen Kernmotoren und Raketen mit Verbrennungsmotoren besteht darin, dass kinetische Energie nicht durch Brennstoffverbrennung, sondern durch die Wärmeenergie des Zerfalls radioaktiver Elemente gewonnen wird. Vergleichen wir diese Ansätze.

Von flüssigkeitsmotoren Es entsteht ein glühender "Cocktail" aus Abgasen (das Gesetz der Impulserhaltung), der während der Reaktion des Kraftstoffs und des Oxidationsmittels (das Gesetz der Energieerhaltung) entsteht. In den meisten Fällen ist dies eine Kombination aus Sauerstoff und Wasserstoff (das Ergebnis der Wasserstoffverbrennung ist gewöhnliches Wasser). H2O hat eine viel höhere Molmasse als Wasserstoff oder Helium, daher ist es schwieriger zu beschleunigen. Der spezifische Impuls für einen solchen Motor beträgt 4.500 m / s.

NASA-Bodentests eines neuen Startsystems weltraumraketen, 2016 (Utah, USA). Diese Triebwerke werden auf dem Orion-Raumschiff installiert, auf dem eine Mission zum Mars geplant ist.

IM kernmotoren Es wird vorgeschlagen, nur Wasserstoff zu verwenden und ihn aufgrund der Energie des nuklearen Zerfalls zu beschleunigen (aufzuheizen). Somit wird das Oxidationsmittel (Sauerstoff) eingespart, was bereits großartig ist, aber nicht alle. Da Wasserstoff ein relativ geringes spezifisches Gewicht hat, ist es für uns einfacher, ihn auf höhere Geschwindigkeiten zu beschleunigen. Natürlich können Sie auch andere wärmeempfindliche Gase (Helium, Argon, Ammoniak und Methan) verwenden, aber alle sind in der wichtigsten Sache - dem erreichbaren spezifischen Impuls (mehr als 8 km / s) - mindestens doppelt so schlecht wie Wasserstoff.

Lohnt es sich also, es zu verlieren? Der Gewinn ist so groß, dass sich die Ingenieure nicht von der Komplexität der Konstruktion und Steuerung des Reaktors, seinem hohen Gewicht oder sogar der Strahlungsgefahr abschrecken lassen. Außerdem wird niemand von der Erdoberfläche aus starten - die Montage solcher Schiffe wird im Orbit durchgeführt.

"Fliegender" Reaktor

Wie funktioniert ein Kernmotor? Der Reaktor in einer Raumfahrtmaschine ist viel kleiner und kompakter als seine bodengestützten Gegenstücke, aber alle Hauptkomponenten und Steuermechanismen sind grundsätzlich gleich. Der Reaktor fungiert als Heizung, der flüssiger Wasserstoff zugeführt wird. Die Temperaturen im Kern erreichen (und können überschreiten) 3000 Grad. Das erhitzte Gas wird dann durch die Düse freigesetzt.

Solche Reaktoren emittieren jedoch schädliche Strahlung. Um die Besatzung und zahlreiche elektronische Geräte vor Strahlung zu schützen, sind umfangreiche Maßnahmen erforderlich. Daher ähneln Projekte interplanetarer Schiffe mit einem Kernmotor häufig einem Regenschirm: Der Motor befindet sich in einem abgeschirmten separaten Block, der durch ein langes Fachwerk oder Rohr mit dem Hauptmodul verbunden ist.

"Brennkammer" Der Kern des Reaktors dient als Kernmotor, in dem der unter hohem Druck zugeführte Wasserstoff auf 3000 und mehr Grad erhitzt wird. Diese Grenze wird nur durch die Wärmebeständigkeit der Reaktormaterialien und die Eigenschaften des Brennstoffs bestimmt, obwohl ein Temperaturanstieg den spezifischen Impuls erhöht.

Kraftstoffelemente - Dies sind hitzebeständige gerippte Zylinder (um die Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern) - "Becher", die mit Uranpellets gefüllt sind. Sie werden durch den Gasstrom "gewaschen", der sowohl die Rolle des Arbeitsmediums als auch des Reaktorkühlmittels spielt. Die gesamte Struktur ist mit Berylliumreflektorschirmen isoliert, die keine gefährliche Strahlung nach außen abgeben. Neben den Sieben befinden sich spezielle Rotationstrommeln zur Steuerung der Wärmeerzeugung

Es gibt eine Reihe vielversprechender Konstruktionen von Atomraketenmotoren, deren Umsetzung in den Startlöchern wartet. Schließlich werden sie hauptsächlich für interplanetare Reisen eingesetzt, die anscheinend nicht weit entfernt sind.

Nuklearmotorenprojekte

Diese Projekte wurden aus verschiedenen Gründen eingefroren - Geldmangel, strukturelle Komplexität oder sogar die Notwendigkeit, im Weltraum zusammenzubauen und zu installieren.

"ORION" (USA, 1950-1960)

Das Projekt eines bemannten Kernpuls-Raumfahrzeugs ("explodieren") zur Untersuchung des interplanetaren und interstellaren Raums.

Arbeitsprinzip. Vom Triebwerk des Schiffes wird in entgegengesetzter Richtung zum Flug eine Kernladung eines kleinen Äquivalents in relativ geringer Entfernung vom Schiff (bis zu 100 m) geworfen und gezündet. Die Aufprallkraft wird von der massiven reflektierenden Platte im Heck des Schiffes reflektiert und "nach vorne gedrückt".

"PROMETHEUS" (USA, 2002-2005)

NASA-Raumfahrtprojekt zur Entwicklung eines Atomtriebwerks für Raumfahrzeuge.

Arbeitsprinzip. Der Motor des Raumfahrzeugs sollte aus ionisierten Partikeln bestehen, die Schub erzeugen, und einem kompakten Kernreaktor, der die Anlage mit Energie versorgt. Der Ionenmotor erzeugt einen Schub in der Größenordnung von 60 Gramm, kann aber konstant arbeiten. Letztendlich wird das Schiff allmählich eine enorme Geschwindigkeit erreichen können - 50 km / s, wobei ein Minimum an Energie verbraucht wird.

"PLUTON" (USA, 1957-1964)

Projekt zur Entwicklung eines nuklearen Staustrahltriebwerks.

Arbeitsprinzip. Luft durch die Vorderseite des Fahrzeugs gelangt in den Kernreaktor, wo sie sich erwärmt. Die heiße Luft dehnt sich aus, erreicht eine hohe Geschwindigkeit und wird durch die Düse abgegeben, wodurch der erforderliche Schub bereitgestellt wird.

NERVA (USA, 1952-1972)

(dt. Nuklearmotor für Raketenfahrzeuge) ist ein gemeinsames Programm der US-amerikanischen Atomenergiekommission und der NASA zur Schaffung eines Nuklearraketenmotors.

Arbeitsprinzip. Flüssiges Hydrogel wird in ein spezielles Kompartiment eingespeist, wo es von einem Kernreaktor erhitzt wird. Das heiße Gas dehnt sich aus und wird in der Düse freigesetzt, wodurch Schub erzeugt wird.

IM einer der Abschnitte Der Elektronikingenieur "Live Journal" schreibt ständig über nukleare und thermonukleare Maschinen - Reaktoren, Anlagen, Forschungslabors, Beschleuniger sowie über. Die neue russische Rakete, ein Zeugnis während der jährlichen Botschaft des Präsidenten, weckte großes Interesse an dem Blogger. Und hier ist, was er zu diesem Thema gefunden hat.

Ja, historisch gesehen war die Entwicklung von Marschflugkörpern mit einem Ramjet-Kernlufttriebwerk: Dies ist die SLAM-Rakete in den USA mit dem TORY-II-Reaktor, das Avro Z-59-Konzept in Großbritannien und die Entwicklung in der UdSSR.

Moderner Render des Konzepts der Avro Z-59 Rakete mit einem Gewicht von ca. 20 Tonnen.

Alle diese Arbeiten wurden jedoch in den 60er Jahren als F & E in unterschiedlichem Ausmaß durchgeführt (die Vereinigten Staaten gingen am weitesten, worüber weiter unten) und wurden nicht in Form von in Betrieb befindlichen Mustern fortgesetzt. Sie erhielten es nicht aus dem gleichen Grund wie viele andere Studien zum Atomzeitalter - Flugzeuge, Züge, Raketen mit Kernkraftwerken. Alle diese Optionen für Fahrzeuge mit einigen Vorteilen, die die verrückte Energiedichte in Kernbrennstoffen mit sich bringt, haben sehr schwerwiegende Nachteile - hohe Kosten, Komplexität des Betriebs, Anforderungen an einen ständigen Schutz und schließlich unbefriedigende Entwicklungsergebnisse, über die normalerweise wenig bekannt ist (die Veröffentlichung von F & E-Ergebnissen ist für alle Beteiligten rentabler) Erfolge zeigen und Misserfolge verbergen).

Insbesondere für Marschflugkörper ist es viel einfacher, einen Träger (U-Boot oder Flugzeug) zu erstellen, der viele Raketenwerfer zum Startort "schleppt", als sich mit einer kleinen Flotte (und es ist unglaublich schwierig, eine große Flotte zu beherrschen) von Marschflugkörpern zu täuschen, die von seinem Territorium aus gestartet werden. Ein universelles, billiges Massenprodukt setzte sich schließlich gegen die limitierte, teure und mit mehrdeutigen Vorteilen durch. Nukleare Marschflugkörper gingen nicht über Bodentests hinaus.

Diese konzeptionelle Sackgasse der 60er Jahre des Kernkraftwerks ist meiner Meinung nach jetzt relevant, daher die Hauptfrage zum gezeigten "Warum?" Die Probleme, die bei der Entwicklung, Erprobung und dem Betrieb solcher Waffen auftreten, machen sie jedoch noch konvexer, worüber wir weiter sprechen werden.

Beginnen wir also mit dem Reaktor. Die Konzepte SLAM und Z-59 waren niedrig fliegende Drei-Flug-Raketen von beeindruckender Größe und Gewicht (über 20 Tonnen nach dem Abwurf der Startverstärker). Der furchtbar teure, tief fliegende Überschallklang ermöglichte es, die Verfügbarkeit einer nahezu unbegrenzten Energiequelle an Bord optimal zu nutzen. Darüber hinaus ist ein wichtiges Merkmal eines nuklearen Luftstrahltriebwerks Verbesserung der Arbeitseffizienz (thermodynamischer Zyklus) mit zunehmender Geschwindigkeit, d.h. die gleiche Idee, aber bei Geschwindigkeiten von 1000 km / h hätte es einen viel schwereren und größeren Motor. Schließlich bedeutete 3M in einer Höhe von hundert Metern im Jahr 1965 Unverwundbarkeit für die Luftverteidigung. Es stellte sich heraus, dass das Konzept einer CD mit Kernkraftwerken früher mit hoher Geschwindigkeit "gebunden" wurde, wo die Vorteile des Konzepts stark waren und die Konkurrenten mit Kohlenwasserstoffbrennstoff schwächer wurden. Die gezeigte Rakete in meinem Schauen Sie, transsonisch oder schwach Überschall (wenn Sie natürlich glauben, dass sie es ist, die im Video ist). Gleichzeitig hat sich die Größe des Reaktors im Vergleich zu erheblich verringertTORY-II von der SLAM-Rakete, wo es bis zu 2 Meter war, einschließlich eines radialen Neutronenreflektors aus Graphit

Ist es möglich, den Reaktor in einem Durchmesser von 0,4 bis 0,6 Metern einzubauen?

Beginnen wir mit einem grundsätzlich minimalen Reaktor - einem Pu239-Rohling. Gutes Beispiel Umsetzung eines solchen Konzepts - der Weltraumreaktor Kilopower, der jedoch das U235 verwendet. Der Durchmesser des Reaktorkerns beträgt nur 11 Zentimeter! Wenn wir zu Plutonium 239 wechseln, verringern sich die Abmessungen des Kerns um das 1,5- bis 2-fache. Ab der Mindestgröße werden wir nun zu einem echten nuklearen Luftstrahltriebwerk übergehen und uns an die Schwierigkeiten erinnern.

Das allererste, das zur Größe des Reaktors beiträgt, ist die Größe des Reflektors - insbesondere beim Kilopower BeO verdreifacht sich die Größe. Zweitens können wir keinen U- oder Pu-Rohling verwenden - sie brennen einfach in nur einer Minute in einem Luftstrom aus. Beispielsweise wird eine Hülle aus Incaloy benötigt, die einer Flash-Oxidation bis 1000 ° C oder anderen Nickellegierungen mit einer möglichen Keramikbeschichtung widersteht. Einführung eine große Anzahl Das Material der Schalen im Kern erhöht sofort die benötigte Menge an Kernbrennstoff um ein Vielfaches - schließlich hat die "unproduktive" Absorption von Neutronen im Kern jetzt stark zugenommen!

Darüber hinaus ist die metallische Form von U oder Pu nicht mehr geeignet - diese Materialien selbst sind nicht feuerfest (Plutonium schmilzt im Allgemeinen bei 634 ° C) und interagieren auch mit dem Material der Metallschalen. Wir wandeln den Brennstoff in die klassische Form UO2 oder PuO2 um - wir erhalten eine weitere Verdünnung des Materials im Kern, jetzt mit Sauerstoff.

Denken Sie schließlich an den Zweck des Reaktors. Wir müssen viel Luft durchpumpen, an die wir Wärme abgeben. Etwa 2/3 des Raumes werden von "Luftschläuchen" belegt.

Infolgedessen wächst der minimale Kerndurchmesser auf 40-50 cm (für Uran) und der Durchmesser des Reaktors mit einem 10-cm-Berylliumreflektor auf 60-70 cm. Meine knielangen Schätzungen "wie" werden durch das Projekt eines Kernstrahltriebwerks bestätigtMITEE konzipiert für Flüge in der Atmosphäre von Jupiter. Dieses vollständig auf Papier basierende Projekt (zum Beispiel ist die Kerntemperatur auf 3000 K vorgesehen und die Wände bestehen aus Beryllium, das höchstens 1200 K standhält) hat einen neutronisch berechneten Kerndurchmesser von 55,4 cm, während die Wasserstoffkühlung es ermöglicht, die Größe der Kanäle, durch die das Kühlmittel gepumpt wird, geringfügig zu verringern ...

Meiner Meinung nach kann ein in der Luft befindliches Atomkraftwerk in eine Rakete mit einem Durchmesser von etwa einem Meter geschoben werden, was jedoch immer noch nicht radikal mehr als die stimmhaften 0,6 bis 0,74 m ist, aber immer noch alarmierend. Auf die eine oder andere Weise wird das Kernkraftwerk eine Leistung von ~ mehreren haben Megawatt mit ~ 10 ^ 16 Zerfällen pro Sekunde. Dies bedeutet, dass der Reaktor selbst ein Strahlungsfeld von mehreren Zehntausend Röntgenstrahlen an der Oberfläche und bis zu tausend Röntgenstrahlen entlang der gesamten Rakete erzeugt. Selbst die Installation von mehreren hundert kg Sektorschutz wird diese Werte seitdem nicht wesentlich reduzieren Neutronen und Gammaquanten werden von der Luft reflektiert und "Bypass-Schutz".

In wenigen Stunden erzeugt ein solcher Reaktor ~ 10 ^ 21-10 ^ 22 Atome von Spaltprodukten c mit einer Aktivität von mehreren (mehreren zehn) Petabecquereln, die selbst nach dem Stoppen einen Hintergrund von mehreren tausend Röntgen in der Nähe des Reaktors erzeugen.

Das Raketendesign wird auf etwa 10 ^ 14 Bq aktiviert, obwohl die Isotope meistens Beta-Emitter sind und nur durch Bremsstrahlung-Röntgenstrahlen gefährlich werden. Der Hintergrund der Struktur selbst kann in einer Entfernung von 10 Metern vom Raketenkörper Dutzende Röntgen erreichen.

All diese "Fröhlichkeit" lässt vermuten, dass die Entwicklung und Erprobung einer solchen Rakete eine Aufgabe ist, die am Rande des Möglichen steht. Es ist notwendig, eine ganze Reihe strahlungsresistenter Navigations- und Steuergeräte zu erstellen, um alles auf ziemlich komplexe Weise zu testen (Strahlung, Temperatur, Vibration - und das alles für statistische Zwecke). Flugtests mit einem betriebsbereiten Reaktor können jederzeit zu einer Strahlungskatastrophe mit einer Freisetzung von Hunderten von Terrabecquerels zu Petabecquerels werden. Auch ohne katastrophale Situationen kommt es sehr wahrscheinlich zu einer Druckentlastung einzelner Brennelemente und zur Freisetzung von Radionukliden.

Natürlich hat Russland immer nochNovaya Zemlya Polygon wo solche Tests durchgeführt werden können, aber dies würde dem Geist des Vertrags widersprechenverbot von Atomwaffentests in drei Umgebungen (Das Verbot wurde eingeführt, um die systematische Verschmutzung der Atmosphäre und des Ozeans mit Radinukliden zu verhindern.)

Schließlich frage ich mich, wer in der Russischen Föderation an der Entwicklung eines solchen Reaktors beteiligt sein könnte. Traditionell waren das Kurchatov-Institut (allgemeine Konstruktion und Berechnungen), das Obninsk IPPE (experimentelle Entwicklung und Brennstoff) und das Luch-Forschungsinstitut in Podolsk (Brennstoff- und Materialtechnologien) zunächst an Hochtemperaturreaktoren beteiligt. Später schloss sich das NIKIET-Team der Konstruktion solcher Maschinen an (zum Beispiel der IGR- und IVG-Reaktoren - Prototypen des Kerns des Atomraketenmotors RD-0410).

Heute hat NIKIET ein Team von Designern, die an der Konstruktion von Reaktoren arbeiten (gasgekühlter Hochtemperatur-RUGK schnelle ReaktorenMBIR, ), und IPPE und "Luch" beschäftigen sich weiterhin mit verwandten Berechnungen bzw. Technologien. In den letzten Jahrzehnten hat sich das Kurchatov-Institut mehr der Theorie der Kernreaktoren zugewandt.

Zusammenfassend möchte ich sagen, dass die Schaffung eines Marschflugkörpers mit Luftstrahltriebwerken mit Kernkraftwerken im Allgemeinen eine machbare Aufgabe ist, aber gleichzeitig extrem teuer und schwierig ist und meines Erachtens eine erhebliche Mobilisierung der personellen und finanziellen Ressourcen in größerem Umfang erfordert als alle anderen angekündigten Projekte (" Sarmat "," Dolch "," Status-6 "," Vorhut "). Es ist sehr seltsam, dass diese Mobilisierung nicht die geringste Spur hinterlassen hat. Und vor allem ist völlig unklar, welchen Nutzen der Erwerb solcher Waffen hat (vor dem Hintergrund der verfügbaren Transportunternehmen) und wie sie die zahlreichen Nachteile überwiegen können - Probleme der traditionellen Sicherheit, hohe Kosten, Unvereinbarkeit mit strategischen Waffenreduktionsabkommen.

P.S. Die "Quellen" beginnen jedoch bereits, die Situation zu entschärfen: "Eine Quelle in der Nähe des militärisch-industriellen Komplexes sagte"Vedomosti "Diese Strahlungssicherheit während der Raketentests wurde gewährleistet. Die kerntechnische Anlage an Bord wurde laut Quelle durch ein elektrisches Modell dargestellt.

Die erste Stufe ist die Verleugnung

Der deutsche Raketentechniker Robert Schmucker hielt die Aussagen von V. Putin für völlig unplausibel. "Ich kann mir nicht vorstellen, dass die Russen einen kleinen Flugreaktor bauen können", sagte der Experte in einem Interview mit der Deutschen Welle.

Sie können, Herr Schmucker. Stell dir vor.

Der erste inländische Satellit mit einem Kernkraftwerk (Kosmos-367) wurde 1970 von Baikonur aus gestartet. Es wurden 37 Brennelemente des kleinen BES-5 Buk-Reaktors mit 30 kg Uran bei einer Temperatur im Primärkreislauf von 700 ° C und einer Wärmefreisetzung von 100 kW bereitgestellt elektrische Energie Anlagen 3 kW. Die Masse des Reaktors beträgt weniger als eine Tonne, die geschätzte Betriebszeit beträgt 120-130 Tage.

Experten werden Zweifel äußern: Die Leistung dieser nuklearen "Batterie" ist zu niedrig ... Aber! Schauen Sie sich das Datum an: es war vor einem halben Jahrhundert.

Ein geringer Wirkungsgrad ist eine Folge der thermionischen Umwandlung. Bei anderen Formen der Energieübertragung sind die Indikatoren viel höher, beispielsweise bei einem Kernkraftwerk liegt der Wirkungsgrad im Bereich von 32-38%. In diesem Sinne ist die Wärmeleistung des "Weltraum" -Reaktors von besonderem Interesse. 100 kW sind ein ernstzunehmender Gewinnanspruch.

Es ist zu beachten, dass BES-5 „Buk“ nicht zur RTG-Familie gehört. Thermoelektrische Radioisotopgeneratoren wandeln die Energie des natürlichen Zerfalls von Atomen radioaktiver Elemente um und haben eine vernachlässigbare Leistung. Gleichzeitig ist Buk ein echter Reaktor mit einer kontrollierten Kettenreaktion.

Die nächste Generation sowjetischer Kleinreaktoren, die Ende der 1980er Jahre auf den Markt kam, war noch kleiner und energieeffizienter. Dies war der einzigartige "Topas": Im Vergleich zum "Buk" wurde die Uranmenge im Reaktor um das Dreifache (auf 11,5 kg) reduziert. Die Wärmeleistung erhöhte sich um 50% und betrug 150 kW, die Dauerbetriebszeit erreichte 11 Monate (der Reaktor dieses Typs wurde an Bord des Aufklärungssatelliten Kosmos-1867 installiert).

Kernraumreaktoren sind eine außerirdische Form des Todes. Im Falle eines Kontrollverlustes erfüllte der „Shooting Star“ keine Wünsche, konnte aber den „Glücklichen“ ihre Sünden vergeben.

1992 wurden die beiden verbleibenden kleinen Reaktoren der Topaz-Serie in den USA für 13 Millionen US-Dollar verkauft.

Die Hauptfrage ist: Gibt es genug Leistung für solche Anlagen für ihre Verwendung als Raketentriebwerke? Durch Durchleiten des Arbeitsmediums (Luft) durch den heißen Kern des Reaktors und Erhalten eines Schubes am Auslass gemäß dem Gesetz der Impulserhaltung.

Die Antwort ist nein. Buk und Topaz sind kompakte Kernkraftwerke. Zum Erstellen eines NRE sind andere Mittel erforderlich. Der allgemeine Trend ist jedoch mit bloßem Auge sichtbar. Kompakte Kernkraftwerke sind seit langem entstanden und existieren in der Praxis.

Welche Kraft sollte ein Kernkraftwerk haben, um als Marschflugkörper mit der gleichen Größe wie die Kh-101 eingesetzt zu werden?

Sie finden keinen Job? Multiplizieren Sie Ihre Zeit mit Kraft!
(Eine Sammlung universeller Tipps.)

Macht zu finden ist auch nicht schwierig. N \u003d F × V.

Nach offiziellen Angaben sind die X-101-Marschflugkörper wie die KR der Calibre-Familie mit einem kurzlebigen Turbostrahltriebwerk 50 ausgestattet, das einen Schub von 450 kgf (≈ 4400 N) entwickelt. Reisegeschwindigkeit des Marschflugkörpers - 0,8 m oder 270 m / s. Die ideale Designeffizienz eines Turbojet-Bypass-Triebwerks beträgt 30%.

In diesem Fall ist die erforderliche Leistung des Marschflugkörpertriebwerks nur 25-mal höher als die Wärmeleistung des Reaktors der Topaz-Serie.

Trotz der Zweifel des deutschen Experten ist die Schaffung eines nuklearen Turbostrahl- (oder Ramjet-) Raketentriebwerks eine realistische Aufgabe, die den Anforderungen unserer Zeit entspricht.

Rakete aus der Hölle

"Das ist alles eine Überraschung - eine nuklear angetriebene Marschflugkörper", sagte Douglas Barry, Senior Fellow am International Institute for Strategic Studies in London. "Diese Idee ist nicht neu, es wurde in den 60er Jahren darüber gesprochen, aber sie war mit vielen Hindernissen konfrontiert."

Dies wurde nicht nur diskutiert. Bei Tests im Jahr 1964 entwickelte das nukleare Staustrahltriebwerk "Tori-IIS" einen Schub von 16 Tonnen bei einer Wärmeleistung des Reaktors von 513 MW. Die Anlage simulierte einen Überschallflug und verbrauchte in fünf Minuten 450 Tonnen Druckluft. Der Reaktor war sehr „heiß“ ausgelegt - die Betriebstemperatur im Kern erreichte 1600 ° C. Die Konstruktion hatte sehr enge Toleranzen: In einigen Bereichen war die zulässige Temperatur nur 150-200 ° C niedriger als die Temperatur, bei der die Raketenelemente schmolzen und zusammenbrachen.

Waren diese Indikatoren ausreichend für den Einsatz eines Kernstrahltriebwerks als Triebwerk in der Praxis? Die Antwort liegt auf der Hand.

Das nukleare Ramjet-Triebwerk entwickelte mehr (!) Schub als das Turbo-Ramjet-Triebwerk des dreiflugigen Aufklärungsflugzeugs SR-71 „Blackbird“.

"Polygon-401", nukleare Ramjet-Tests

Experimentelle Installationen "Tory-IIA" und "-IIC" - Prototypen des Kernmotors der SLAM-Marschflugkörper.

Eine teuflische Erfindung, die nach Berechnungen 160.000 km Raum in einer Mindesthöhe mit einer Geschwindigkeit von 3 m durchbohren kann. Im wahrsten Sinne des Wortes jeden „mähen“, der sich auf ihrem traurigen Weg mit einer Schockwelle und einem donnernden Wurf von 162 dB traf (tödlicher Wert für den Menschen).

Der Kampfflugzeugreaktor hatte keinen biologischen Schutz. Das Trommelfell, das nach dem SLAM-Flug gerissen war, schien vor dem Hintergrund der radioaktiven Emissionen der Raketendüse unbedeutend zu sein. Das fliegende Monster hinterließ eine mehr als einen Kilometer breite Spur mit einer Strahlungsdosis von 200-300 rad. In einer Flugstunde wurde geschätzt, dass der SLAM 1.800 Quadratmeilen tödliche Strahlung kontaminiert.

Berechnungen zufolge könnte die Länge des Flugzeugs 26 Meter erreichen. Das Startgewicht beträgt 27 Tonnen. Kampflast - thermonukleare Ladungen, die nacheinander auf mehrere sowjetische Städte abgeworfen werden mussten, entlang der Flugroute der Rakete. Nach Abschluss der Hauptaufgabe sollte SLAM noch einige Tage lang das Gebiet der UdSSR umkreisen und alles mit radioaktiven Emissionen kontaminieren.

Vielleicht das tödlichste von allen, das der Mensch zu erschaffen versucht hat. Zum Glück kam es nicht zu echten Starts.

Das Projekt mit dem Codenamen Pluto wurde am 1. Juli 1964 abgesagt. Gleichzeitig bereute laut einem der Entwickler von SLAM, J. Craven, keiner der militärischen und politischen Führer der USA die Entscheidung.

Der Grund für die Ablehnung der "niedrig fliegenden Atomrakete" war die Entwicklung von Interkontinental ballistische Raketen... Fähig, den notwendigen Schaden in kürzerer Zeit mit unvergleichlichen Risiken für das Militär selbst zuzufügen. Wie die Autoren der Veröffentlichung im Air & Space-Magazin zu Recht feststellten: ICBMs haben zumindest nicht jeden getötet, der sich in der Nähe des Werfers befand.

Es ist immer noch unbekannt, wer, wo und wie geplant ist, Tests des Teufels der Hölle durchzuführen. Und wer würde antworten, wenn SLAM vom Kurs abweicht und über Los Angeles fliegt? Einer der verrückten Vorschläge war, die Rakete am Kabel zu binden und im Kreis über unbewohnte Bereiche des Stücks zu fahren. Nevada. Es stellte sich jedoch sofort eine andere Frage: Was tun mit der Rakete, wenn die letzten Reste des Brennstoffs im Reaktor ausgebrannt sind? Der Ort, an dem der SLAM "landet", wird jahrhundertelang nicht erreicht.

Leben oder Tod. Endgültige Wahl

Im Gegensatz zum mystischen "Pluto" aus den 1950er Jahren schlägt das von V. Putin geäußerte Projekt einer modernen Atomrakete die Schaffung eines wirksamen Mittels zum Durchbrechen des amerikanischen Raketenabwehrsystems vor. Das Mittel zur gesicherten gegenseitigen Zerstörung ist das wichtigste Kriterium für die nukleare Abschreckung.

Die Umwandlung der klassischen "nuklearen Triade" in ein teuflisches "Pentagramm" - unter Einbeziehung einer neuen Generation von Lieferfahrzeugen (nukleare Marschflugkörper mit unbegrenzter Reichweite und strategischer nuklearer Torpedos "Status 6") in Verbindung mit der Modernisierung von ICBM-Sprengköpfen (Manövrieren von "Vanguard") ist vernünftig Reaktion auf die Entstehung neuer Bedrohungen. Washingtons Raketenabwehrpolitik lässt Moskau keine andere Wahl.

„Sie entwickeln Ihre Raketenabwehrsysteme. Die Reichweite der Raketenabwehr nimmt zu, die Genauigkeit nimmt zu, diese Waffe wird verbessert. Deshalb müssen wir angemessen darauf reagieren, damit wir das System nicht nur heute, sondern auch morgen überwinden können, wenn Sie eine neue Waffe haben. “

Die freigegebenen Details der Experimente zum SLAM / Pluto-Programm beweisen schlüssig, dass die Schaffung einer nuklearen Marschflugkörper vor sechs Jahrzehnten möglich (technisch machbar) war. Moderne Technologie ermöglicht es Ihnen, eine Idee auf ein neues technisches Niveau zu bringen.

Das Schwert rostet vor Versprechen

Trotz der Masse offensichtlicher Tatsachen, die die Gründe für die Entstehung der „Präsidenten-Superwaffe“ erklären und Zweifel an der „Unmöglichkeit“ der Schaffung solcher Systeme zerstreuen, gibt es sowohl in Russland als auch im Ausland viele Skeptiker. "Alle diese Waffen sind nur ein Mittel zur Informationskriegsführung." Und dann - eine Vielzahl von Vorschlägen.

Wahrscheinlich sollten Sie karikierte "Experten" wie I. Moiseev nicht ernst nehmen. Der Leiter des Instituts für Raumfahrtpolitik (?), Der gegenüber The Insider sagte: „Sie können keine Nuklearmaschine auf eine Marschflugkörper setzen. Und solche Motoren gibt es nicht “.

Versuche, die Aussagen des Präsidenten "aufzudecken", werden auf einer ernsthafteren analytischen Ebene unternommen. Solche "Ermittlungen" sind in der liberal gesinnten Öffentlichkeit sofort beliebt. Skeptiker machen die folgenden Argumente.

Alle klingenden Komplexe beziehen sich auf strategische streng geheime Waffen, deren Existenz nicht überprüft oder geleugnet werden kann. (Die Nachricht an die Bundesversammlung selbst zeigte Computergrafiken und Startmaterial, das nicht vom Testen anderer Arten von Marschflugkörpern zu unterscheiden war.) Gleichzeitig spricht niemand über die Schaffung einer schweren Angriffsdrohne oder eines Kriegsschiffes der Zerstörerklasse. Eine Waffe, die bald der ganzen Welt klar demonstriert werden müsste.

Laut einigen „Whistleblowern“ kann der hoch strategische, „geheime“ Kontext der Nachrichten auf ihre unplausible Natur hinweisen. Nun, wenn dies das Hauptargument ist, worum geht es dann im Streit mit diesen Leuten?

Es gibt auch einen anderen Standpunkt. Die schockierenden über Atomraketen und unbemannte U-Boote mit 100 Knoten werden vor dem Hintergrund der offensichtlichen Probleme des militärisch-industriellen Komplexes gemacht, die bei der Umsetzung einfacherer Projekte "traditioneller" Waffen auftreten. Behauptungen über Raketen, die alle vorhandenen Waffen auf einmal übertroffen haben, stehen in scharfem Kontrast zu der bekannten Situation mit Raketen. Skeptiker führen als Beispiel massive Misserfolge während der Bulava-Starts oder der Entwicklung der Angara-Trägerrakete an, die zwei Jahrzehnte dauerte. Selbst begann im Jahr 1995; Im November 2017 versprach der stellvertretende Ministerpräsident D. Rogozin, die Einführung von Angara vom Kosmodrom Vostochny erst im Jahr 2021 wieder aufzunehmen.

Und warum wurde „Zirkon“, die wichtigste Marine-Sensation des Vorjahres, übrigens nicht beachtet? Eine Hyperschallrakete, die alle bestehenden Konzepte des Seekampfs aufheben kann.

Die Nachricht von der Ankunft von Lasersystemen in den Truppen zog die Aufmerksamkeit der Hersteller von Laserinstallationen auf sich. Die vorhandenen Modelle für gezielte Energiewaffen wurden auf der Grundlage einer umfassenden Forschungs- und Entwicklungsbasis für High-Tech-Geräte für den zivilen Markt entwickelt. Beispielsweise repräsentiert die amerikanische Schiffsinstallation AN / SEQ-3 LaWS eine "Packung" von sechs Schweißlasern mit einer Gesamtleistung von 33 kW.

Die Ankündigung der Schaffung eines supermächtigen Kampflasers steht im Kontrast zu dem Hintergrund einer sehr schwachen Laserindustrie: Russland gehört nicht zu den weltweit größten Herstellern von Lasergeräten (Coherent, IPG Photonics oder Chinas Han "-Lasertechnologie). Daher weckt das plötzliche Auftreten von Hochleistungslaserwaffen echtes Interesse bei Spezialisten. ...

Es gibt immer mehr Fragen als Antworten. Der Teufel steckt im Detail, aber offizielle Quellen geben eine äußerst schlechte Vorstellung von den neuesten Waffen. Es ist oft nicht einmal klar, ob das System bereits zur Einführung bereit ist oder sich in einem bestimmten Stadium befindet. Die bekannten Präzedenzfälle, die in der Vergangenheit mit der Herstellung solcher Waffen verbunden waren, zeigen, dass die in diesem Fall auftretenden Probleme nicht mit einem Fingerschnipp gelöst werden können. Fans technischer Innovationen sind besorgt über die Wahl eines Ortes zum Testen von Raketenwerfern mit Atomantrieb. Oder die Kommunikationsmethoden mit der Unterwasserdrohne "Status-6" (Grundproblem: Funkkommunikation funktioniert unter Wasser nicht, während Kommunikationssitzungen müssen die U-Boote an die Oberfläche steigen). Es wäre interessant, eine Erklärung zu hören, wie man es benutzt: Im Vergleich zu herkömmlichen ICBMs und SLBMs, die einen Krieg innerhalb einer Stunde beginnen und beenden können, wird Status-6 mehrere Tage brauchen, um die US-Küste zu erreichen. Wenn sonst niemand da ist!

Die letzte Schlacht ist vorbei.
Ist jemand am Leben?
Als Antwort - nur das Heulen des Windes ...

Materialien verwenden:
Air & Space Magazine (April-Mai 1990)
Der stille Krieg von John Craven

Eine sichere Methode zur Nutzung der Kernenergie im Weltraum wurde bereits in der UdSSR erfunden. Derzeit wird daran gearbeitet, eine darauf basierende Nuklearanlage zu schaffen, sagte der Akademiker Anatoly Koroteev, Generaldirektor des staatlichen wissenschaftlichen Zentrums der Russischen Föderation "Forschungszentrum nach Keldysh benannt".

„Jetzt arbeitet das Institut in der großen Zusammenarbeit der Unternehmen Roscosmos und Rosatom aktiv in diese Richtung. Und ich hoffe, dass wir hier zu gegebener Zeit einen positiven Effekt erzielen “, sagte A. Koroteev bei den jährlichen„ Royal Readings “an der staatlichen technischen Universität Bauman in Moskau am Dienstag.

Ihm zufolge hat das Keldysh Center ein System zur sicheren Nutzung der Kernenergie im Weltraum erfunden, das Emissionen vermeidet und in einem geschlossenen Kreislauf arbeitet, wodurch die Installation auch im Falle eines Ausfalls und eines Sturzes auf die Erde sicher ist.

„Dieses System reduziert das Risiko der Nutzung der Kernenergie erheblich, insbesondere angesichts der Tatsache, dass einer der grundlegenden Punkte der Betrieb dieses Systems in Umlaufbahnen über 800 bis 1000 km ist. Im Falle eines Ausfalls ist die Zeit des "Blinkens" so, dass diese Elemente nach langer Zeit sicher zur Erde zurückkehren können ", stellte der Wissenschaftler klar.

A. Koroteev sagte, dass früher in der UdSSR Raumschiffe eingesetzt wurden, die mit Kernenergie betrieben wurden, aber potenziell gefährlich für die Erde waren und später aufgegeben werden mussten. „Die UdSSR nutzte die Kernenergie im Weltraum. Es gab 34 atomgetriebene Raumschiffe im Weltraum, von denen 32 sowjetische und zwei amerikanische waren “, erinnerte sich der Akademiker.

Ihm zufolge wird die in Russland in Entwicklung befindliche Kernanlage durch die Verwendung eines rahmenlosen Kühlsystems erleichtert, in dem das Kühlmittel des Kernreaktors ohne Rohrleitungssystem direkt im Weltraum zirkulieren wird.

In den frühen 1960er Jahren betrachteten Designer Atomraketenmotoren als die einzig gangbare Alternative, um zu anderen Planeten im Sonnensystem zu reisen. Lassen Sie uns die Geschichte dieser Ausgabe herausfinden.

Der Wettbewerb zwischen der UdSSR und den USA, auch im Weltraum, war zu dieser Zeit in vollem Gange. Ingenieure und Wissenschaftler traten in den Wettlauf um die Schaffung eines Atomraketenmotors ein. Das Militär unterstützte zunächst auch das Projekt eines Atomraketenmotors. Anfangs schien die Aufgabe sehr einfach zu sein - Sie müssen nur einen Reaktor herstellen, der für die Kühlung mit Wasserstoff und nicht mit Wasser ausgelegt ist, eine Düse daran anbringen und - zum Mars weiterleiten! Die Amerikaner gingen zehn Jahre nach dem Mond zum Mars und konnten sich nicht einmal vorstellen, dass Astronauten ihn jemals ohne Atommotoren erreichen würden.

Die Amerikaner bauten sehr schnell den ersten Prototyp eines Reaktors und testeten ihn bereits im Juli 1959 (sie hießen KIWI-A). Diese Tests zeigten nur, dass der Reaktor zum Erhitzen von Wasserstoff verwendet werden kann. Das Design des Reaktors - mit ungeschütztem Uranoxidbrennstoff - war für hohe Temperaturen nicht geeignet, und der Wasserstoff wurde nur auf 1.500 Grad erhitzt.

Mit der Anhäufung von Erfahrungen wurde die Konstruktion von Reaktoren für einen Atomraketenmotor - NRE - komplizierter. Uranoxid wurde durch ein hitzebeständigeres Carbid ersetzt, außerdem begann es mit Niobcarbid beschichtet zu werden, aber als versucht wurde, die Auslegungstemperatur zu erreichen, begann der Reaktor zusammenzubrechen. Darüber hinaus wurde der Uranbrennstoff auch ohne makroskopische Zerstörung in den kühlenden Wasserstoff diffundiert, und der Massenverlust erreichte in fünf Stunden Reaktorbetrieb 20%. Es wurde nie ein Material gefunden, das bei 2700-3000 ° C arbeiten und der Zerstörung durch heißen Wasserstoff widerstehen kann.

Daher trafen die Amerikaner die Entscheidung, die Effizienz zu opfern, und der spezifische Impuls (Schub in Kilogramm Kraft, der durch das Auswerfen eines Kilogramms der Arbeitskörpermasse pro Sekunde erreicht wird; die Maßeinheit ist eine Sekunde) wurde in die Konstruktion des Flugtriebwerks einbezogen. 860 Sekunden. Dies war zu diesem Zeitpunkt doppelt so viel wie bei Sauerstoff-Wasserstoff-Motoren. Aber als die Amerikaner anfingen, etwas zu tun, war das Interesse an bemannten Flügen bereits gesunken, das Apollo-Programm wurde eingeschränkt und 1973 wurde das NERVA-Projekt endgültig eingestellt (so hieß der Motor für eine bemannte Expedition zum Mars). Nachdem die Amerikaner das Mondrennen gewonnen hatten, wollten sie kein Marsrennen arrangieren.

Die Lehren aus einem Dutzend gebauter Reaktoren und einigen Dutzend durchgeführten Tests waren jedoch, dass amerikanische Ingenieure zu sehr von umfassenden Atomtests mitgerissen wurden, anstatt Schlüsselelemente zu erarbeiten, ohne die Kerntechnik einzubeziehen, wo dies vermieden werden könnte. Und wo nicht - verwenden Sie kleinere Ständer. Die Amerikaner "fuhren" fast alle Reaktoren mit voller Leistung, konnten jedoch die Auslegungstemperatur von Wasserstoff nicht erreichen - der Reaktor begann früher zusammenzubrechen. Insgesamt wurden von 1955 bis 1972 1,4 Milliarden US-Dollar für das Atomraketenprogramm ausgegeben - ungefähr 5% der Kosten des Mondprogramms.

Ebenfalls in den USA wurde das Orion-Projekt erfunden, bei dem beide Versionen eines nuklear angetriebenen Raketentriebwerks (reaktiv und impulsiv) kombiniert wurden. Dies geschah wie folgt: Kleine Nuklearladungen mit einer Kapazität von etwa 100 Tonnen TNT-Äquivalent wurden aus dem Heck des Schiffes ausgestoßen. Metallscheiben wurden nach ihnen abgefeuert. In einiger Entfernung vom Schiff wurde die Ladung gezündet, die Scheibe verdampft und die Substanz in verschiedene Richtungen gestreut. Ein Teil davon fiel in das verstärkte Heck des Schiffes und bewegte es vorwärts. Eine geringfügige Erhöhung des Schubes sollte durch das Verdampfen der Platte, die die Schläge aufnimmt, gegeben sein. Die Stückkosten eines solchen Fluges sollten damals nur 150 betragen dollar pro Kilogramm Nutzlast.

Es kam sogar zum Testen: Die Erfahrung hat gezeigt, dass Bewegung mit Hilfe aufeinanderfolgender Impulse möglich ist, sowie die Schaffung einer Vorschubplatte mit ausreichender Stärke. Das Orion-Projekt wurde jedoch 1965 als vielversprechend abgeschlossen. Dies ist jedoch bislang das einzige existierende Konzept, mit dem Expeditionen zumindest im Sonnensystem durchgeführt werden können.

In der ersten Hälfte der 1960er Jahre betrachteten sowjetische Ingenieure die Expedition zum Mars als logische Fortsetzung des damaligen Programms des bemannten Fluges zum Mond. Im Zuge der Begeisterung, die durch die Priorität der UdSSR im Weltraum ausgelöst wurde, wurden selbst solche äußerst schwierigen Probleme mit erhöhtem Optimismus bewertet.

Eines der wichtigsten Probleme war (und ist bis heute) das Problem der Stromversorgung. Es war klar, dass Raketentriebwerke mit flüssigem Treibstoff, die sogar Sauerstoff-Wasserstoff-Triebwerke versprechen, wenn sie im Prinzip einen bemannten Flug zum Mars ermöglichen können, dann nur mit riesigen Startmassen des interplanetaren Komplexes mit einer großen Anzahl von Docks einzelner Blöcke in der erdnahen Umlaufbahn.

Auf der Suche nach optimalen Lösungen wandten sich Wissenschaftler und Ingenieure der Kernenergie zu und befassten sich schrittweise mit diesem Problem.

In der UdSSR begannen die Forschungen zu den Problemen der Nutzung der Kernenergie in der Raketen- und Weltraumtechnologie in der zweiten Hälfte der 50er Jahre, noch vor dem Start der ersten Satelliten. In mehreren Forschungsinstituten sind kleine Gruppen von Enthusiasten mit dem Ziel entstanden, Raketen- und Weltraum-Kernmotoren und Kraftwerke zu entwickeln.

Die Designer von OKB-11 S.P. Korolev erwogen zusammen mit Spezialisten von NII-12 unter der Leitung von V.Ya. Likhushin verschiedene Optionen für Weltraum- und Kampfraketen (!), Die mit Atomraketenmotoren (NRM) ausgestattet waren. Wasser und Flüssiggase - Wasserstoff, Ammoniak und Methan - wurden als Arbeitsmedium bewertet.

Die Aussicht war vielversprechend; Allmählich fand die Arbeit Verständnis und finanzielle Unterstützung in der Regierung der UdSSR.

Die allererste Analyse hat gezeigt, dass unter den vielen möglichen Schemata von Weltraumantriebssystemen (NEPP) drei die größten Aussichten haben:

• mit einem Festphasen-Kernreaktor;
• mit einem Gasphasen-Kernreaktor;
• elektronenkernraketen-EDUs.

Die Schemata waren grundlegend unterschiedlich; Für jeden von ihnen wurden verschiedene Optionen für den Einsatz theoretischer und experimenteller Arbeiten skizziert.

Am nächsten an der Implementierung schien ein Festphasen-NRE zu sein. Der Anstoß für den Einsatz von Arbeiten in dieser Richtung war die ähnliche Entwicklung, die in den Vereinigten Staaten seit 1955 im Rahmen des ROVER-Programms durchgeführt wurde, sowie die Aussichten (wie es damals schien) auf die Schaffung eines inländischen interkontinentalen bemannten Bomberflugzeugs mit einem Kernkraftwerk.

Festphasen-YARD funktioniert wie ein Staustrahltriebwerk. Flüssiger Wasserstoff tritt in den Düsenabschnitt ein, kühlt das Reaktorgefäß, die Brennelemente (FA) und den Moderator und entfaltet sich dann und tritt in das Brennelement ein, wo es auf 3000 K erhitzt und in die Düse ausgestoßen wird und auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt.

Die Funktionsprinzipien des NRM standen außer Zweifel. Seine konstruktive Leistung (und Eigenschaften) hingen jedoch weitgehend vom "Herzen" des Motors ab - einem Kernreaktor - und wurden vor allem durch seine "Füllung" - den Kern - bestimmt.

Die Entwickler der ersten amerikanischen (und sowjetischen) Atomraketenmotoren standen für einen homogenen Reaktor mit Graphitkern. Die Arbeit der Suchgruppe für neue Arten von Hochtemperaturbrennstoffen, die 1958 im Labor Nr. 21 (unter der Leitung von G. A. Meerson) am NII-93 (unter der Leitung von A. A. Bochvar) erstellt wurde, ging etwas auseinander. Unter dem Einfluss der damaligen Arbeiten am Reaktor des Flugzeugs (Berylliumoxid-Wabe) unternahm die Gruppe (erneut explorativ) Versuche, oxidationsbeständige Materialien auf der Basis von Siliciumcarbid und Zirkonium zu erhalten.

Nach den Memoiren von R.B. Kotelnikov, ein Mitarbeiter von NII-9, hatte im Frühjahr 1958 ein Treffen mit einem Vertreter von NII-1 VN Bogin, dem Leiter des Labors Nr. 21. Er sagte, dass als Hauptmaterial für die Brennelemente (Brennelemente) des Reaktors in ihrem Institut (übrigens damals der Leiter der Raketenindustrie; der Leiter des Instituts V.Ya. Likhushin, wissenschaftlicher Leiter M.V. Keldysh, Leiter des Labors V.M. Ievlev) Graphit verwenden. Insbesondere haben wir bereits gelernt, wie man Beschichtungen auf Proben aufträgt, um sie vor Wasserstoff zu schützen. Seitens NII-9 wurde vorgeschlagen, die Möglichkeit der Verwendung von UC-ZrC-Carbiden als Grundlage für Brennelemente in Betracht zu ziehen.

Nach kurzer Zeit erschien ein weiterer Kunde für Brennelemente - das M.M. Bondaryuk Design Bureau, das ideologisch mit NII-1 konkurrierte. Wenn letzteres für ein einteiliges Mehrkanal-Design stand, dann entschied sich das Bondaryuk Design Bureau für eine zusammenlegbare Plattenversion, die sich auf die einfache Bearbeitung von Graphit konzentrierte und sich nicht für die Komplexität der Teile schämte - Platten mit einer Dicke von Millimetern und denselben Rippen. Karbide sind viel schwieriger zu verarbeiten; Zu dieser Zeit war es unmöglich, Teile wie Mehrkanalblöcke und Platten daraus herzustellen. Es wurde klar, dass es notwendig war, ein anderes Design zu erstellen, das den Besonderheiten der Karbide entsprach.

Ende 1959 - Anfang 1960 - wurde die entscheidende Bedingung für die Brennelemente von YARD gefunden - ein Kerntyp, der die Kunden zufriedenstellt - das Likhushin Research Institute und das Bondaryuk Design Bureau. Das Schema eines heterogenen thermischen Reaktors wurde als das Hauptschema für sie begründet; Die Hauptvorteile (im Vergleich zu einem alternativen homogenen Graphitreaktor) sind folgende:

• es ist möglich, einen wasserstoffhaltigen Niedertemperatur-Moderator zu verwenden, der es ermöglicht, ein NRE mit hoher Massenperfektion zu erzeugen.
• es ist möglich, einen kleinen Prototyp eines NRE mit einem Schub in der Größenordnung von 30 ... 50 kN mit einem hohen Grad an Kontinuität für Motoren und Kernkraftwerke der nächsten Generation zu entwickeln.
• es ist möglich, feuerfeste Karbide in Brennstäben und anderen Details der Reaktorkonstruktion in großem Umfang zu verwenden, wodurch es möglich wird, die Erwärmungstemperatur des Arbeitsmediums zu maximieren und einen erhöhten spezifischen Impuls bereitzustellen.
• es ist möglich, die Haupteinheiten und Systeme des Kernantriebssystems (KKW) wie Brennelemente, Moderator, Reflektor, Turbopumpeneinheit (TNA), Steuersystem, Düse usw. Element für Element autonom auszuführen. Dies ermöglicht parallele Tests und reduziert das Volumen kostspieliger komplexer Tests des gesamten Kraftwerks.

Um 1962-1963. Die Arbeit am Problem des nuklearen Antriebs wurde von NII-1 geleitet, das über eine starke experimentelle Basis und exzellentes Personal verfügt. Ihnen fehlten nur die Urantechnologie sowie Nuklearwissenschaftler. Unter Beteiligung von NII-9 und anschließend von IPPE wurde eine Kooperation gebildet, deren Ideologie die Schaffung eines Mindestschubs (ca. 3,6 tf), aber eines "echten" Sommermotors mit einem "Ramjet" -Reaktor IR-100 (Test oder Forschung, 100 MW,) war. Chefdesigner - Yu.A. Treskin). Unterstützt durch Regierungsverordnungen bauten NII-1 Lichtbogenständer, die ausnahmslos die Fantasie verwirren - Dutzende von Zylindern mit einer Höhe von 6 bis 8 m, riesige horizontale Kammern mit einer Leistung von über 80 kW und gepanzertes Glas in den Kästen. Die Teilnehmer des Meetings ließen sich von farbenfrohen Postern mit Flugplänen zum Mond, Mars usw. inspirieren. Es wurde davon ausgegangen, dass beim Erstellen und Testen des NRE Probleme in Bezug auf Design, Technologie und physischen Plan gelöst werden.

Laut R. Kotelnikov wurde die Angelegenheit leider durch die nicht sehr klare Position der Raketenmänner erschwert. Das Ministerium für allgemeinen Maschinenbau (IOM) finanzierte das Testprogramm und den Bau eines Prüfstands mit großen Schwierigkeiten. Es schien, dass IOM weder den Wunsch noch die Fähigkeit hatte, das YARD-Programm zu fördern.

Ende der 1960er Jahre war die Unterstützung für die Konkurrenten von NII-1 - IAE, PNITI und NII-8 - viel ernster. Das Ministerium für mittleren Maschinenbau („Nuklearwissenschaftler“) unterstützte aktiv ihre Entwicklung; Der IVG "Loop" -Reaktor (mit dem Kern und den Baugruppen des von NII-9 entwickelten Zentralkanals des Stabtyps) trat schließlich Anfang der 70er Jahre in den Vordergrund; Dort begannen die Tests der Brennelemente.

Jetzt, 30 Jahre später, scheint die IAE-Linie korrekter zu sein: Zuerst eine zuverlässige "Erdschleife", die Brennstäbe und Baugruppen testet und dann ein Flug-NRE mit der erforderlichen Leistung erstellt. Aber dann schien es, als könnte man sehr schnell einen echten Motor bauen, wenn auch einen kleinen ... Da das Leben jedoch gezeigt hat, dass es keinen objektiven (oder sogar subjektiven) Bedarf für einen solchen Motor gab (dazu können wir hinzufügen, dass die Ernsthaftigkeit der negativen Aspekte dieser Richtung, zum Beispiel, international ist Vereinbarungen über Nukleargeräte im Weltraum wurden zunächst stark unterschätzt. Dementsprechend erwies sich das Grundprogramm als korrekter und produktiver, dessen Ziele nicht eng und spezifisch waren.

Der 1. Juli 1965 wurde überprüft vorläufiges Design Reaktor IR-20-100. Der Höhepunkt war die Veröffentlichung des technischen Designs für die IR-100-Brennelemente (1967), bestehend aus 100 Stäben (UC-ZrC-NbC und UC-ZrC-C für die Einlassabschnitte und UC-ZrC-NbC für den Auslass). NII-9 war bereit, eine große Menge von Stabelementen für den zukünftigen IR-100-Kern herzustellen. Das Projekt war sehr fortschrittlich: Nach etwa 10 Jahren wurde es im Bereich der 11B91-Apparatur praktisch ohne wesentliche Änderungen eingesetzt, und auch jetzt werden alle Hauptentscheidungen in Baugruppen ähnlicher Reaktoren für andere Zwecke aufbewahrt, bereits mit einem völlig anderen Berechnungsgrad und experimenteller Begründung.

Der "Raketenteil" des ersten inländischen Kernkraftwerks RD-0410 wurde vom Voronezh Design Bureau of Chemical Automation (KBKhA), dem "Reaktor" (Neutronenreaktor und Strahlenschutzfragen) - vom Institut für Physik und Energie (Obninsk) und dem Kurchatov-Institut für Atomenergie entwickelt.

KBKhA ist bekannt für seine Arbeit im Bereich LPRE für ballistische Raketen, Raumfahrzeuge und Trägerraketen. Hier wurden ca. 60 Muster entwickelt, von denen 30 in Serie gingen. Bis 1986 hatte KBKhA den leistungsstärksten Einkammer-Sauerstoff-Wasserstoff-Motor RD-0120 des Landes mit einem Schub von 200 tf entwickelt, der in der zweiten Stufe des Energia-Buran-Komplexes als Erhalter eingesetzt wurde. Die nukleare RD-0410 wurde gemeinsam mit vielen Verteidigungsunternehmen, Designbüros und Forschungsinstituten entwickelt.

Gemäß dem akzeptierten Konzept wurden flüssiger Wasserstoff und Hexan (ein inhibierendes Additiv, das die Wasserstoffsättigung von Carbiden verringert und die Lebensdauer von Brennelementen erhöht) mit Hilfe einer TNA in einen heterogenen thermischen Neutronenreaktor mit Brennelementen eingespeist, die von einem Zirkoniumhydridmoderator umgeben sind. Ihre Schalen wurden mit Wasserstoff gekühlt. Der Reflektor hatte Antriebe zum Drehen der absorbierenden Elemente (Borcarbidzylinder). Die TNA umfasste eine dreistufige Kreiselpumpe und eine einstufige Axialturbine.

Für fünf Jahre, von 1966 bis 1971, wurden die Grundlagen für die Technologie von Reaktormotoren geschaffen, und einige Jahre später wurde eine leistungsstarke experimentelle Basis namens "Expedition Nr. 10" in Betrieb genommen, später eine experimentelle Expedition NPO "Luch" am Atomteststandort Semipalatinsk ...
Während der Tests traten besondere Schwierigkeiten auf. Aufgrund der Strahlung war es unmöglich, herkömmliche Stände für den Start eines NRM in Originalgröße zu verwenden. Sie beschlossen, den Reaktor am Atomteststandort in Semipalatinsk und die "Raketeneinheit" in NIIkhimmash (Zagorsk, jetzt Sergiev Posad) zu testen.

Um die Prozesse in der Kammer zu untersuchen, wurden mehr als 250 Tests an 30 "kalten Motoren" (ohne Reaktor) durchgeführt. Die Brennkammer eines von KBhimmash (Chefdesigner A.M. Isaev) entwickelten Sauerstoff-Wasserstoff-Flüssig-Treibmittel-Motors 11D56 wurde als Modellheizelement verwendet. Die maximale Betriebszeit betrug 13.000 Sekunden bei einer deklarierten Ressource von 3600 Sekunden.

Für die Prüfung des Reaktors am Prüfstandort Semipalatinsk wurden zwei Spezialschächte mit unterirdischen Serviceräumen gebaut. Eine der Wellen war mit einem unterirdischen Reservoir für komprimiertes Wasserstoffgas verbunden. Die Verwendung von flüssigem Wasserstoff wurde aus finanziellen Gründen aufgegeben.

1976 wurde der erste Stromstart des IVG-1-Reaktors durchgeführt. Parallel dazu wurde in der OE ein Stand zum Testen der "Antriebs" -Version des IR-100-Reaktors geschaffen und nach einigen Jahren bei verschiedenen Leistungen getestet (einer der IR-100 wurde anschließend in einen noch in Betrieb befindlichen materialwissenschaftlichen Forschungsreaktor mit geringem Stromverbrauch umgewandelt).

Vor dem Versuchsstart wurde der Reaktor mit einem auf der Oberfläche installierten Portalkran in den Schacht abgesenkt. Nach dem Starten des Reaktors trat Wasserstoff von unten in den "Kessel" ein, erwärmte sich auf 3000 K und platzte als feuriger Strahl aus dem Schacht. Trotz der unbedeutenden Radioaktivität der ausströmenden Gase durfte es tagsüber nicht außerhalb des Radius von anderthalb Kilometern vom Testgelände sein. Die Mine selbst konnte einen Monat lang nicht angefahren werden. Ein 1,5 Kilometer langer unterirdischer Tunnel führte von der Sicherheitszone zuerst zu einem Bunker und von dort zu einem anderen in der Nähe der Minen. Die Spezialisten bewegten sich entlang dieser eigenartigen "Korridore".

Ievlev Vitaly Mikhailovich

Die Ergebnisse von Experimenten, die 1978-1981 mit dem Reaktor durchgeführt wurden, bestätigten die Richtigkeit der Entwurfslösungen. Grundsätzlich wurde der NARD geschaffen. Es blieb, die beiden Teile zu verbinden und komplexe Tests durchzuführen.

Um 1985 hätte die RD-0410 (nach einem anderen Bezeichnungssystem 11B91) ihren ersten Raumflug machen können. Dafür war es jedoch notwendig, eine darauf basierende Oberstufe zu entwickeln. Leider wurde diese Arbeit von keinem Raumgestaltungsbüro in Auftrag gegeben, und es gibt viele Gründe. Die wichtigste ist die sogenannte Perestroika. Gedankenlose Schritte führten dazu, dass die gesamte Raumfahrtindustrie sofort in Ungnade fiel und 1988 die Arbeit an Atomraketenmotoren in der UdSSR (damals existierte die UdSSR noch) eingestellt wurde. Dies geschah nicht aufgrund technischer Probleme, sondern aus momentanen ideologischen Gründen. Und 1990 starb der ideologische Inspirator der YARD-Programme in der UdSSR, Vitaly Mikhailovich Ievlev ...

Was sind die wichtigsten Erfolge der Entwickler bei der Erstellung des NRE-Schemas "A"?

Am IVG-1-Reaktor wurden mehr als ein Dutzend Tests im großen Maßstab durchgeführt, und die folgenden Ergebnisse wurden erhalten: Die maximale Wasserstofftemperatur beträgt 3100 K, der spezifische Impuls beträgt 925 Sekunden, die spezifische Wärmefreisetzung beträgt bis zu 10 MW / L, die Gesamtressource beträgt mehr als 4000 Sekunden bei 10 aufeinanderfolgenden Reaktorstarts. Diese Ergebnisse übertreffen die amerikanischen Erfolge in den Graphitzonen erheblich.

Es ist zu beachten, dass während der gesamten Zeit der NRE-Tests trotz des offenen Abgases die Freisetzung radioaktiver Spaltfragmente weder am Teststandort noch darüber hinaus die zulässigen Grenzwerte überschritt und nicht im Hoheitsgebiet der Nachbarstaaten registriert war.

Das wichtigste Ergebnis der Arbeiten war die Schaffung von Haustechnik für solche Reaktoren, die Herstellung neuer feuerfester Materialien und die Schaffung eines Reaktormotors führten zu einer Reihe neuer Projekte und Ideen.

Obwohl weitere Entwicklung Eine solche NRE wurde ausgesetzt. Die erzielten Erfolge sind nicht nur in unserem Land, sondern auch in der Welt einzigartig. Dies wurde wiederholt in bestätigt letzten Jahren Auf internationalen Symposien zur Raumfahrtenergie sowie bei Treffen einheimischer und amerikanischer Spezialisten (bei letzteren wurde anerkannt, dass der IVG-Reaktorstand heute das einzige funktionsfähige Testgerät der Welt ist, das eine wichtige Rolle bei der experimentellen Entwicklung von Brennelementen und atomaren EDUs spielen kann).

Valery Lebedev (Rezension)

• In der Geschichte gab es bereits Entwicklungen von Marschflugkörpern mit einem Ramjet-Kernlufttriebwerk: Dies ist die SLAM-Rakete (auch bekannt als Pluto) in den USA mit dem TORY-II-Reaktor (1959), das Avro Z-59-Konzept in Großbritannien, Studien in der UdSSR.
• Lassen Sie uns das Prinzip des Betriebs einer Rakete mit einem Kernreaktor ansprechen. Wir sprechen nur von einem Ramjet-Kernmotor, genau das hatte Putin in seiner Rede über eine Marschflugkörper mit unbegrenzter Flugreichweite und vollständiger Unverwundbarkeit im Sinn. Die atmosphärische Luft in dieser Rakete wird durch eine Kernanordnung auf hohe Temperaturen erhitzt. und mit schnelle Geschwindigkeit aus der Düse hinten ausgestoßen. Es wurde in Russland (in den 60er Jahren) und in den Amerikanern (seit 1959) getestet. Es hat zwei wesentliche Nachteile: 1. Es stinkt wie dieselbe kräftige Bombe, so dass es während des Fluges alles auf der Flugbahn blockiert. 2. Im thermischen Bereich stinkt es, so dass selbst ein nordkoreanischer Satellit auf Funkröhren es aus dem Weltraum sehen kann. Dementsprechend können Sie einen solchen fliegenden Petroleumofen ziemlich sicher schlagen.
  Die in der Manege gezeigten Cartoons gerieten in Verwirrung und wurden zunehmend besorgt über die Gesundheit des (mentalen) Direktors dieses Mülls.
  In der Sowjetzeit wurden solche Bilder (Plakate und andere Freuden für Generäle) "Cheburashki" genannt.

  Im Allgemeinen ist dies das übliche Direktströmungsschema, achsensymmetrisch mit einem stromlinienförmigen Zentralkörper und einer Schale. Die Form des Zentralkörpers ist so, dass aufgrund der Stoßwellen am Einlass die Luft komprimiert wird (der Arbeitszyklus beginnt mit einer Geschwindigkeit von 1 M und höher, bis zu der die Beschleunigung auf das Startbeschleuniger bei gewöhnlichen festen Brennstoffen zurückzuführen ist);
  - im zentralen Körper nukleare Quelle Wärme vom monolithischen Kern;
  - Der zentrale Körper wird mit 12-16 Plattenheizkörpern an der Schale befestigt, wobei die Wärme durch Wärmerohre vom Kern abgeführt wird. Die Heizkörper befinden sich in der Expansionszone vor der Düse;
  - Material von Heizkörpern und Zentralkörper, zum Beispiel VNDS-1, das seine strukturelle Festigkeit bis zu 3500 K im Grenzbereich beibehält;
  - Natürlich heizen wir es auf 3250 K auf. Die Luft, die um die Heizkörper strömt, erwärmt und kühlt sie. Dann geht es durch die Düse und erzeugt Schub;
  - um die Schale auf akzeptable Temperaturen abzukühlen - bauen wir einen Ejektor um sie herum, der gleichzeitig den Schub um 30-50% erhöht.

  Das eingekapselte monolithische Kernkraftwerk kann entweder vor dem Start in das Gehäuse eingebaut oder bis zum Start in einem unterkritischen Zustand gehalten werden, und die Kernreaktion kann bei Bedarf gestartet werden. Ich weiß nicht genau, wie genau dies ein technisches Problem ist (was bedeutet, dass es gelöst werden kann). Das ist also eindeutig eine Waffe des Erstschlags, geh nicht zur Großmutter.
  Das gekapselte Kernkraftwerk kann so hergestellt werden, dass es bei einem Aufprall im Falle eines Unfalls garantiert nicht zerstört wird. Ja, es wird sich als schwer herausstellen - aber es wird sich trotzdem als schwer herausstellen.

  Um einen Hypersound zu erreichen, muss eine völlig unanständige Energiedichte pro Zeiteinheit auf das Arbeitsfluid umgeleitet werden. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 9/10 werden vorhandene Materialien dies über lange Zeiträume (Stunden / Tage / Wochen) nicht bewältigen können, die Abbaurate wird hektisch sein.

  Wie auch immer, die Umwelt dort wird aggressiv sein. Der Schutz vor Strahlung ist schwer, sonst können alle Sensoren / Elektronikgeräte gleichzeitig entsorgt werden (wer möchte, kann sich an Fukushima und die Fragen erinnern: "Warum wurden die Roboter nicht angewiesen, aufzuräumen?").

  Und so weiter ... "Shine" so eine Wunderwaffel wird bemerkenswert sein. Wie Steuerbefehle darauf übertragen werden (wenn dort alles vollständig überprüft wird), ist nicht klar.

  Lassen Sie uns auf die zuverlässig hergestellten Raketen mit einem Kernkraftwerk - ein amerikanisches Design - eingehen, die SLAM-Rakete mit dem TORY-II-Reaktor (1959).

  Dieser Motor mit einem Reaktor:

  Das SLAM-Konzept war eine niedrig fliegende Drei-Gang-Rakete mit beeindruckenden Abmessungen und einer beeindruckenden Masse (27 Tonnen, mehr als 20 Tonnen nach dem Abwurf der Startverstärker). Der furchtbar kostspielige, tief fliegende Supersound ermöglichte es, die Verfügbarkeit einer praktisch unbegrenzten Energiequelle an Bord optimal zu nutzen. Ein wichtiges Merkmal eines nuklearen Luftstrahltriebwerks ist außerdem die Verbesserung der Betriebseffizienz (thermodynamischer Zyklus) mit zunehmender Geschwindigkeit, d. H. die gleiche Idee, aber bei Geschwindigkeiten von 1000 km / h hätte es einen viel schwereren und größeren Motor. Schließlich bedeutete ein 3M in einer Höhe von hundert Metern im Jahr 1965 Unverwundbarkeit für die Luftverteidigung.

  

  Motor TORY-IIC. Die Brennelemente in der aktiven Zone sind sechseckige Hohlrohre aus UO2, die mit einer schützenden Keramikummantelung bedeckt sind und in Invaloy-Brennelementen zusammengebaut sind.

  Es stellte sich heraus, dass früher das Konzept einer Marschflugkörper mit einem Kernkraftwerk mit hoher Geschwindigkeit "gebunden" wurde, wobei die Vorteile des Konzepts stark waren und die Konkurrenten mit Kohlenwasserstoffkraftstoff schwächer wurden.

• Video über die alte amerikanische Rakete SLAM

• Die Rakete, die bei Putins Präsentation gezeigt wird, ist transsonisch oder schwach überschallt (wenn Sie natürlich glauben, dass sie es ist, die auf dem Video ist). Gleichzeitig hat sich die Größe des Reaktors im Vergleich zum TORY-II der SLAM-Rakete mit bis zu 2 Metern, einschließlich eines radialen Neutronenreflektors aus Graphit, erheblich verringert.
  SLAM-Raketendiagramm. Alle Aktuatoren sind pneumatisch, die Steuereinrichtung befindet sich in einer strahlungsdämpfenden Kapsel.

  Ist es möglich, den Reaktor überhaupt in einem Durchmesser von 0,4 bis 0,6 Metern zu verlegen? Beginnen wir mit einem grundsätzlich minimalen Reaktor - einem Pu239-Rohling. Ein gutes Beispiel für ein solches Konzept ist der Kilopower-Weltraumreaktor, der jedoch den U235 verwendet. Der Durchmesser des Reaktorkerns beträgt nur 11 Zentimeter! Wenn wir zu Plutonium 239 wechseln, verringert sich die Kerngröße um das weitere 1,5-2-fache.
  Ab der Mindestgröße werden wir uns nun einem echten nuklearen Luftstrahltriebwerk nähern und uns an die Schwierigkeiten erinnern. Das allererste, das zur Größe des Reaktors beiträgt, ist die Größe des Reflektors - insbesondere beim Kilopower BeO verdreifacht sich die Größe. Zweitens können wir keinen U- oder Pu-Rohling verwenden - sie brennen einfach in nur einer Minute in einem Luftstrom aus. Beispielsweise wird eine Hülle aus Incaloy benötigt, die einer Flash-Oxidation bis 1000 ° C oder anderen Nickellegierungen mit einer möglichen Keramikbeschichtung widersteht. Das Einbringen einer großen Menge Mantelmaterial in den Kern erhöht sofort sofort die erforderliche Menge an Kernbrennstoff - schließlich hat die "unproduktive" Absorption von Neutronen im Kern jetzt stark zugenommen!
  Darüber hinaus ist die metallische Form von U oder Pu nicht mehr geeignet - diese Materialien selbst sind nicht feuerfest (Plutonium schmilzt im Allgemeinen bei 634 ° C) und interagieren auch mit dem Material der Metallschalen. Wir wandeln den Brennstoff in die klassische Form UO2 oder PuO2 um - wir erhalten eine weitere Verdünnung des Materials im Kern, jetzt mit Sauerstoff.

  Schließlich erinnern wir uns an den Zweck des Reaktors. Wir müssen viel Luft durchpumpen, an die wir Wärme abgeben. Etwa 2/3 des Raumes werden von "Luftschläuchen" belegt. Infolgedessen wächst der minimale Kerndurchmesser auf 40-50 cm (für Uran) und der Durchmesser eines Reaktors mit einem 10-cm-Berylliumreflektor auf 60-70 cm.

  Ein Luft-Nuklearstrahltriebwerk kann in eine Rakete mit einem Durchmesser von etwa einem Meter geschoben werden, was jedoch immer noch nicht radikal mehr als die stimmhaften 0,6 bis 0,74 m ist, aber immer noch alarmierend.

  Auf die eine oder andere Weise wird das KKW eine Leistung von ~ mehreren Megawatt haben, die mit ~ 10 ^ 16 Zerfällen pro Sekunde betrieben wird. Dies bedeutet, dass der Reaktor selbst ein Strahlungsfeld von mehreren Zehntausend Röntgenstrahlen an der Oberfläche und bis zu tausend Röntgenstrahlen entlang der gesamten Rakete erzeugt. Selbst die Installation von mehreren hundert kg Sektorschutz wird diese Werte seitdem nicht wesentlich reduzieren Neutronen und Gammaquanten werden von der Luft reflektiert und "umgehen den Schutz". In wenigen Stunden erzeugt ein solcher Reaktor ~ 10 ^ 21-10 ^ 22 Atome von Spaltprodukten mit einer Aktivität von mehreren (mehreren zehn) Petabecquereln, die selbst nach dem Stoppen einen Hintergrund von mehreren tausend Röntgen in der Nähe des Reaktors erzeugen. Das Raketendesign wird auf etwa 10 ^ 14 Bq aktiviert, obwohl die Isotope meistens Beta-Emitter sind und nur durch Bremsstrahlung-Röntgenstrahlen gefährlich werden. Der Hintergrund der Struktur selbst kann in einer Entfernung von 10 Metern vom Raketenkörper Dutzende Röntgenstrahlen erreichen.

  All diese Schwierigkeiten lassen vermuten, dass die Entwicklung und Erprobung einer solchen Rakete eine Aufgabe ist, die am Rande des Möglichen steht. Es ist notwendig, eine ganze Reihe strahlungsresistenter Navigations- und Steuergeräte zu erstellen, um alles auf ziemlich komplexe Weise zu testen (Strahlung, Temperatur, Vibration - und das alles für statistische Zwecke). Flugtests mit einem betriebsbereiten Reaktor können jederzeit zu einer Strahlungskatastrophe mit einer Freisetzung von Hunderten von Terrabecquerels zu Petabecquerels werden. Auch ohne katastrophale Situationen kommt es sehr wahrscheinlich zu einer Druckentlastung einzelner Brennelemente und zur Freisetzung von Radionukliden.
  Aufgrund all dieser Schwierigkeiten gaben die Amerikaner 1964 die SLAM-Rakete mit Atomantrieb auf.

  Natürlich hat Russland immer noch den Teststandort Novaya Zemlya, an dem solche Tests durchgeführt werden können, aber dies würde dem Geist des Vertrags widersprechen, der Atomwaffentests in drei Umgebungen verbietet (das Verbot wurde eingeführt, um die systematische Verschmutzung der Atmosphäre und des Ozeans mit Radinukliden zu verhindern).

  Schließlich frage ich mich, wer in der Russischen Föderation einen solchen Reaktor entwickeln könnte. Traditionell waren das Kurchatov-Institut (allgemeine Konstruktion und Berechnungen), das Obninsk IPPE (experimentelle Entwicklung und Brennstoff) und das Luch-Forschungsinstitut in Podolsk (Brennstoff- und Materialtechnologien) zunächst an Hochtemperaturreaktoren beteiligt. Später schloss sich das NIKIET-Team der Konstruktion solcher Maschinen an (zum Beispiel der IGR- und IVG-Reaktoren - Prototypen des Kerns des Kernraketenmotors RD-0410). Heute hat NIKIET ein Team von Designern, die an der Konstruktion von Reaktoren (gasgekühltes Hochtemperatur-RUGK, schnelle Reaktoren MBIR) arbeiten, und IPPE und Luch beschäftigen sich weiterhin mit verwandten Berechnungen bzw. Technologien. In den letzten Jahrzehnten hat sich das Kurchatov-Institut mehr der Theorie der Kernreaktoren zugewandt.

  Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Schaffung eines Marschflugkörpers mit Lufttriebwerken mit Kernkraftwerken im Allgemeinen eine realisierbare Aufgabe ist, aber gleichzeitig extrem teuer und schwierig ist und meines Erachtens eine erhebliche Mobilisierung der personellen und finanziellen Ressourcen in größerem Umfang erfordert als alle anderen angekündigten Projekte (" Sarmat "," Dolch "," Status-6 "," Vorhut "). Es ist sehr seltsam, dass diese Mobilisierung nicht die geringste Spur hinterlassen hat. Und vor allem ist es völlig unverständlich, welchen Nutzen der Erwerb solcher Waffen hat (vor dem Hintergrund der verfügbaren Transportunternehmen) und wie sie die zahlreichen Nachteile überwiegen können - Probleme der traditionellen Sicherheit, hohe Kosten, Unvereinbarkeit mit strategischen Waffenreduktionsabkommen.

  Der kleine Reaktor befindet sich seit 2010 in der Entwicklung, berichtete Kiriyenko in der Staatsduma darüber. Es sollte auf einem Raumschiff mit elektrischem Antriebssystem für Flüge zum Mond und zum Mars installiert und dieses Jahr im Orbit getestet werden.
  Offensichtlich wird ein ähnliches Gerät für Marschflugkörper und U-Boote verwendet.

  Ja, es ist möglich, ein Atomtriebwerk einzusetzen, und die erfolgreichen 5-Minuten-Tests eines 500-Megawatt-Triebwerks, die vor vielen Jahren in den USA für eine Marschflugkörper mit einem Rahmenstrahl mit einer Geschwindigkeit von Mach 3 durchgeführt wurden, bestätigten dies im Allgemeinen (Plutos Projekt). Bench-Tests natürlich (der Motor wurde mit vorbereiteter Luft mit dem erforderlichen Druck / der erforderlichen Temperatur "geblasen"). Aber wieso? Vorhandene (und projizierte) ballistische Raketen reichen für die nukleare Parität aus. Warum sollte eine potenziell gefährlichere (für "Freunde") Waffe verwendet (und getestet) werden? Selbst im Pluto-Projekt wurde verstanden, dass eine solche Rakete in beträchtlicher Höhe über ihr Territorium fliegt und nur in der Nähe des feindlichen Territoriums in Subradarhöhen abfällt. Es ist nicht sehr gut, sich in der Nähe eines ungeschützten luftgekühlten Uranreaktors mit 500 Megawatt und einer Materialtemperatur von mehr als 1.300 Grad Celsius zu befinden. Die erwähnten Raketen (wenn sie wirklich entwickelt werden) sind zwar weniger mächtig als Pluto (Slam).
  Animationsvideo 2007, veröffentlicht in Putins Präsentation zur Darstellung der neuesten Marschflugkörper mit einem Kernkraftwerk.
  
  Vielleicht ist das alles Vorbereitung auf die nordkoreanische Version der Erpressung. Wir werden aufhören, unsere gefährlichen Waffen zu entwickeln - und Sie werden die Sanktionen von uns aufheben.
  Was für eine Woche - der chinesische Chef durchbricht die lebenslange Herrschaft, der russische bedroht die ganze Welt.