Raketni motori na tekuće gorivo dali su čovjeku priliku da ode u svemir - u orbite oko Zemlje. Međutim, takve rakete izgore 99% goriva u prvih nekoliko minuta leta. Preostalo gorivo možda neće biti dovoljno za putovanje na druge planete, a brzina će biti toliko mala da će putovanje trajati desetke ili stotine godina. Nuklearni motori mogu riješiti problem. Kako? Skužimo to zajedno.

Princip rada mlaznog motora vrlo je jednostavan: gorivo pretvara u kinetičku energiju mlaza (zakon očuvanja energije), zbog smjera ovog mlaza, raketa se kreće u svemiru (zakon očuvanja količine gibanja). Važno je shvatiti da ne možemo ubrzati raketu ili zrakoplov do brzine veće od brzine istjecanja goriva - vrućeg plina bačenog natrag.

Svemirska letjelica Novi horizonti

Što razlikuje učinkovit motor od neuspješnog ili zastarjelog analoga? Prije svega, koliko je goriva potrebno da bi motor ubrzao raketu do željene brzine. Ovaj najvažniji parametar raketnog motora naziva se specifični impuls, koji se definira kao omjer ukupnog impulsa i potrošnje goriva: što je veći ovaj pokazatelj, to je učinkovitiji raketni motor... Ako se raketa gotovo u cijelosti sastoji od goriva (to znači da u njoj nema mjesta za korisni teret, ograničavajući slučaj), specifični impuls može se smatrati jednakim brzini odljeva goriva (radne tekućine) iz mlaznice rakete. Lansiranje rakete izuzetno je skup poduhvat; uzima se u obzir svaki gram ne samo korisnog tereta, već i goriva koje također teži i zauzima prostor. Stoga inženjeri biraju sve više i više aktivnog goriva čija bi jedinica dala maksimalan povrat, povećavajući specifični impuls.

Velika većina raketa u povijesti i modernosti bila je opremljena motorima koji koriste kemijsku reakciju izgaranja (oksidacije) goriva.

Omogućili su dosezanje Mjeseca, Venere, Marsa, pa čak i planeta dalekog pojasa - Jupitera, Saturna i Neptuna. Istina, svemirske ekspedicije trajale su mjesecima i godinama (automatske stanice Pioneer, Voyager, New Horizons itd.). Treba imati na umu da sve takve rakete troše značajan dio goriva da bi se podigle sa Zemlje, a zatim nastavljaju letjeti inercijom u rijetkim trenucima kada je motor uključen.

Svemirska letjelica Pioneer

Takvi su motori prikladni za lansiranje raketa u nisko-zemaljsku orbitu, ali da bi se ubrzao do barem četvrtine brzine svjetlosti, bit će potrebna nevjerojatna količina goriva (izračuni pokazuju da je potrebno 103.200 grama goriva, unatoč činjenici da masa naše Galaksije nije veća od 1056 grama). Očito je, da bismo došli do najbližih planeta, a još više zvijezda, potrebne dovoljno velike brzine, koje rakete s tekućim gorivom nisu u mogućnosti pružiti.

Nuklearni motor u plinskoj fazi

Duboki svemir je sasvim druga stvar. Uzmimo za primjer Mars, na kojem su uzduž i poprijeko „naseljeni“ pisci znanstvene fantastike: dobro je proučen i znanstveno obećavajući, i što je najvažnije, blizak je kao nijedan drugi. Poanta je "svemirski autobus", koji će posadu tamo moći dostaviti u razumnom roku, odnosno što je brže moguće. Ali postoje problemi s međuplanetarnim prijevozom. Teško je ubrzati do željene brzine, zadržavajući prihvatljivu veličinu i trošeći razumnu količinu goriva.

RS-25 (Rocket System 25) - raketni motor s tekućim gorivom Rocketdine, SAD. Korišten je na jedrilici Space Shuttle, od kojih je svaka bila opremljena s tri takva motora. Poznatiji kao SSME motor (engleski Space Shuttle Main Engine - glavni motor svemirskog broda). Glavne komponente goriva su tekući kisik (oksidans) i vodik (gorivo). RS-25 koristi shemu zatvorene petlje (s dogorijevanjem plina generatora).

Rješenje bi mogao biti "mirni atom" koji gura svemirske brodove. Inženjeri su počeli razmišljati o stvaranju laganog i kompaktnog uređaja sposobnog za izvođenje barem sebe u orbitu još potkraj 1950-ih. Glavna razlika između nuklearnih motora i raketa s motorima s unutarnjim izgaranjem je ta što se kinetička energija ne dobiva izgaranjem goriva, već toplinskom energijom raspada radioaktivnih elemenata. Usporedimo ove pristupe.

Od tekući motori izlazi usijani "koktel" ispušnih plinova (zakon očuvanja količine gibanja), nastao tijekom reakcije goriva i oksidansa (zakon očuvanja energije). U većini slučajeva to je kombinacija kisika i vodika (rezultat izgaranja vodika je obična voda). H2O ima puno veću molarnu masu od vodika ili helija, pa je teže ubrzati, specifični impuls za takav motor iznosi 4.500 m / s.

NASA-ina zemaljska ispitivanja novog lansirnog sustava svemirske rakete, 2016. (Utah, SAD). Ti će motori biti instalirani na letjelicu Orion na kojoj je planirana misija na Mars.

U nuklearni motori predlaže se korištenje samo vodika i njegovo ubrzavanje (zagrijavanje) zbog energije nuklearnog raspada. Dakle, štedi se na oksidansu (kisiku), što je već sjajno, ali ne sve. Budući da vodik ima relativno malu specifičnu težinu, lakše nam je ubrzati ga do većih brzina. Naravno, možete koristiti i druge plinove osjetljive na toplinu (helij, argon, amonijak i metan), ali svi su najmanje dvostruko lošiji od vodika u najvažnijem - dostižnom specifičnom impulsu (više od 8 km / s).

Pa vrijedi li ga izgubiti? Dobitak je toliko velik da inženjere ne odvraća složenost dizajna i upravljanja reaktorom, niti njegova velika težina, pa čak ni opasnost od zračenja. Štoviše, nitko neće krenuti s površine Zemlje - sastavljanje takvih brodova vršit će se u orbiti.

"Leteći" reaktor

Kako radi nuklearni motor? Reaktor u svemirskom motoru mnogo je manji i kompaktniji od kopnenih kolega, ali sve su glavne komponente i upravljački mehanizmi u osnovi jednaki. Reaktor djeluje kao grijač u koji se dovodi tekući vodik. Temperature u jezgri dosežu (i mogu prelaziti) 3000 stupnjeva. Zatim se zagrijani plin ispušta kroz mlaznicu.

Međutim, takvi reaktori emitiraju štetno zračenje. Da bi se posada i brojna elektronička oprema zaštitili od zračenja, potrebne su opsežne mjere. Stoga projekti međuplanetarnih brodova s \u200b\u200bnuklearnim motorom često nalikuju kišobranu: motor se nalazi u zaštićenom odvojenom bloku povezanom glavnim modulom dugom rešetkom ili cijevi.

"Komora za izgaranje" Jezgra reaktora služi kao nuklearni motor, u kojem se vodik koji se isporučuje pod visokim tlakom zagrijava na 3000 stupnjeva ili više. Ova se granica određuje samo toplinskom otpornošću materijala reaktora i svojstvima goriva, iako porast temperature povećava specifični impuls.

Elementi goriva - to su toplinski otporni rebrasti cilindri (za povećanje površine prijenosa topline) - "šalice" napunjene uranovim kuglicama. Njih „pere“ protok plina koji igra ulogu i radne tekućine i rashladne tekućine reaktora. Cijela je konstrukcija izolirana berilijevim reflektorskim zaslonima koji ne ispuštaju opasno zračenje prema van. Posebni okretni bubnjevi nalaze se uz zaslone za kontrolu stvaranja topline

Postoji niz obećavajućih izvedbi nuklearnih raketnih motora čija se primjena čeka u krilima. Napokon, uglavnom će se koristiti u međuplanetarnim putovanjima, koja, očito, nisu daleko.

Projekti nuklearnih motora

Ti su projekti zamrznuti iz različitih razloga - nedostatka novca, strukturne složenosti ili čak potrebe za montažom i instaliranjem na otvorenom prostoru.

"ORION" (SAD, 1950.-1960.)

Projekt svemirske letjelice s nuklearnim pulsom s posadom ("eksplodirati") za proučavanje međuplanetarnog i međuzvjezdanog svemira.

Načelo rada. Iz brodskog motora u smjeru suprotnom od leta izbacuje se i detonira nuklearni naboj malog ekvivalenta na relativno maloj udaljenosti od broda (do 100 m). Udarna sila odbija se od masivne reflektirajuće ploče u repu broda, "gurajući" je prema naprijed.

"PROMETHEUS" (SAD, 2002.-2005.)

Projekt NASA-ine svemirske agencije za razvoj nuklearnog motora za svemirske letjelice.

Načelo rada. Motor svemirske letjelice trebao se sastojati od ioniziranih čestica koje stvaraju potisak i kompaktnog nuklearnog reaktora koji elektrani daje energiju. Ionski motor stvara potisak reda veličine 60 grama, ali može raditi neprestano. U konačnici, brod će postupno moći poprimiti ogromnu brzinu - 50 km / s, trošeći minimalnu količinu energije.

"PLUTON" (SAD, 1957.-1964.)

Projekt za razvoj nuklearnog ramjet motora.

Načelo rada. Zrak kroz prednji dio vozila ulazi u nuklearni reaktor, gdje se zagrijava. Vrući zrak širi se, dobiva brzinu i pušta se kroz mlaznicu, pružajući potreban potisak.

NERVA (SAD, 1952-1972)

(eng. Nuklearni motor za primjenu raketnih vozila) zajednički je program Američke komisije za atomsku energiju i NASA-e za stvaranje nuklearnog raketnog motora.

Načelo rada. Tekući hidrogel se dovodi u poseban odjeljak, gdje se zagrijava nuklearnim reaktorom. Vrući plin se širi i ispušta u mlaznici stvarajući potisak.

U jedan od odjeljaka Inženjer elektronike "Live Journal" neprestano piše o nuklearnim i termonuklearnim strojevima - reaktorima, instalacijama, istraživačkim laboratorijima, akceleratorima, kao i o njima. Nova ruska raketa, svjedočenje tijekom predsjednikove godišnje poruke, izazvala je veliko zanimanje za blogera. I evo što je pronašao na ovu temu.

Da, u povijesti je razvoj krstarećih raketa s ramjet nuklearnim zračnim motorom bio: ovo je raketa SLAM u SAD-u s reaktorom TORY-II, koncept Avro Z-59 u Velikoj Britaniji i razvoj u SSSR-u.

Moderna izvedba koncepta rakete Avro Z-59, teške oko 20 tona.

Međutim, sav je taj posao prošao 60-ih godina kao istraživanje i razvoj različitog stupnja dubine (Sjedinjene Države su otišle najdalje, o čemu u nastavku) i nisu dobile nastavak u obliku uzoraka u službi. Nisu ga dobili iz istog razloga kao i mnoga druga istraživanja o atomskom dobu - avioni, vlakovi, rakete s nuklearnim elektranama. Sve ove mogućnosti za vozila, s nekim prednostima koje daje suluda gustoća energije u nuklearnom gorivu, imaju vrlo ozbiljne nedostatke - visoku cijenu, složenost rada, zahtjeve za stalnom zaštitom, konačno, nezadovoljavajuće razvojne rezultate, o kojima se obično malo zna (objavljivanje rezultata istraživanja i razvoja isplativije je za sve strane pokazati postignuća i sakriti neuspjehe).

Konkretno, za krstareće rakete puno je lakše stvoriti nosač (podmornicu ili zrakoplov) koji će do raketa lansirati mnogo raketnih bacača, nego zavaravati se s malom flotom (a nevjerojatno je teško savladati veliku flotu) krstarećih raketa lansiranih s njenog teritorija. Univerzalni, jeftini, masovni proizvod na kraju je pobijedio u ograničenom izdanju, skup i s dvosmislenim prednostima. Nuklearne krstareće rakete nisu nadilazile terenska ispitivanja.

Ovaj konceptualni ćorsokak 60-ih godina nuklearne elektrane, po mom mišljenju, i dalje je aktualan, stoga je glavno pitanje prikazanom "zašto ??" No, problemi koji se pojave tijekom razvoja, ispitivanja i rada takvog oružja čine ga još konveksnijim, o čemu ćemo kasnije.

Pa krenimo od reaktora. Koncepti SLAM i Z-59 bile su rakete s tri leta niskog leta impresivnih dimenzija i mase (20+ tona nakon ispuštanja pojačivača za lansiranje). Užasno skupi niskoletani nadzvuk omogućio je da se maksimalno iskoristi dostupnost gotovo neograničenog izvora energije na brodu, uz to je važna značajka nuklearnog zrakoplovnog mlaznog motora poboljšanje učinkovitosti rada (termodinamički ciklus) s povećanjem brzine, tj. ista ideja, ali pri brzinama od 1000 km / h imao bi puno teži i veći motor. Napokon, 3M na visini od stotinu metara 1965. godine značio je neranjivost za protuzračnu obranu. Ispada da je ranije koncept CD-a s nuklearnim elektranama bio "vezan" velikom brzinom, gdje su prednosti koncepta bile jake, a konkurenti s ugljikovodičnim gorivom slabili. Pokazana raketa, po mom mišljenju izgled, prezvučni ili slabo nadzvučni (ako, naravno, vjerujete da je to ona u videu). Ali istodobno, veličina reaktora značajno se smanjila u usporedbi sPRIČA-II iz rakete SLAM, gdje je iznosila čak 2 metra, uključujući radijalni neutronski reflektor izrađen od grafita

Je li moguće ugraditi reaktor u promjer 0,4-0,6 metara?

Počnimo s temeljno minimalnim reaktorom - praznom Pu239. Dobar primjer provedba takvog koncepta - svemirski reaktor Kilopower, koji međutim koristi U235. Promjer jezgre reaktora je samo 11 centimetara! Ako prijeđemo na plutonij 239., dimenzije jezgre smanjit će se još 1,5-2 puta, a sada ćemo s minimalne veličine početi prelaziti na pravi nuklearni zrakoplovni mlazni motor, sjećajući se poteškoća.

Veličina reaktora prva se dodaje veličini reflektora - posebno se u Kilopower BeO utrostručuje. Drugo, ne možemo koristiti U ili Pu prazno - oni će jednostavno izgorjeti u zračnoj struji za samo minutu. Potrebna je ljuska, na primjer, od inkaloja, koji se odupire oksidaciji do 1000 C, ili drugih legura nikla s mogućim keramičkim premazom. Uvod veliki broj materijala ljuski u jezgri odmah nekoliko puta povećava potrebnu količinu nuklearnog goriva - uostalom, sada je naglo porasla "neproduktivna" apsorpcija neutrona u jezgri!

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

Napokon se prisjećamo svrhe reaktora. Kroz njega moramo ispumpati puno zraka, kojem ćemo odavati toplinu. Otprilike 2/3 prostora zauzet će "zračne cijevi".

Kao rezultat, minimalni promjer jezgre raste na 40-50 cm (za uran), a promjer reaktora s 10-cm berilijevim reflektorom do 60-70 cm. Moje procjene duljine koljena "poput" potvrđuje projekt nuklearnog mlaznog motoraMITEE dizajniran za letove u atmosferi Jupitera. Ovaj projekt u potpunosti na papiru (na primjer, temperatura jezgre predviđena je na 3000 K, a zidovi su izrađeni od berilija koji može izdržati najviše 1200 K) ima neutronski izračunat promjer jezgre od 55,4 cm, dok vodikovo hlađenje omogućuje malo smanjenje veličine kanala kroz koje se pumpa rashladna tekućina ...

Po mom mišljenju, nuklearni mlazni motor u zraku može se gurnuti u raketu promjera oko metra, što, međutim, još uvijek nije radikalno više od glasovanih 0,6-0,74 m, ali je i dalje alarmantno. Na ovaj ili onaj način nuklearna će elektrana imati snagu ~ nekoliko megavati koje napaja ~ 10 ^ 16 raspada u sekundi. To znači da će sam reaktor stvoriti polje zračenja od nekoliko desetaka tisuća X-zraka na površini i do tisuću X-zraka duž cijele rakete. Čak ni ugradnja nekoliko stotina kg sektorske zaštite neće znatno smanjiti ove razine, budući da neutroni i gama kvante odrazit će se iz zraka i "zaobići zaštitu".

Za nekoliko sati takav će reaktor proizvesti ~ 10 ^ 21-10 ^ 22 atoma produkata cijepanja c s aktivnošću nekoliko (nekoliko desetaka) petabekerela, što će, čak i nakon zaustavljanja, stvoriti pozadinu od nekoliko tisuća roentgena u blizini reaktora.

Dizajn rakete aktivirat će se na oko 10 ^ 14 Bq, iako će izotopi uglavnom biti beta emiteri, a opasni samo zračenjem bremsstrahlungom. Pozadina same konstrukcije može doseći desetke roentgena na udaljenosti od 10 metara od tijela rakete.

Sve ove "veselosti" daju ideju da je razvoj i ispitivanje takve rakete zadatak na rubu mogućeg. Potrebno je stvoriti čitav niz opreme za navigaciju i kontrolu otpornu na zračenje, kako bi se sve to testiralo na prilično složen način (zračenje, temperatura, vibracije - i sve je to za statistiku). Letna ispitivanja s operativnim reaktorom u bilo kojem trenutku mogu se pretvoriti u radijacijsku katastrofu ispuštanjem stotina terabekerela u petabekerele. Čak i bez katastrofalnih situacija, vrlo je vjerojatno smanjenje tlaka pojedinih gorivih elemenata i ispuštanje radionuklida.

Naravno, Rusija to još uvijek imaPoligon Novaya Zemlya gdje se takvi testovi mogu provoditi, ali to bi bilo u suprotnosti s duhom ugovora ozabrana ispitivanja nuklearnog oružja u tri okruženja (zabrana je uvedena kako bi se spriječilo sustavno onečišćenje atmosfere i oceana radinuklidima).

Napokon, pitam se tko bi u Ruskoj Federaciji mogao razviti takav reaktor. Tradicionalno su Institut Kurčatov (opći dizajn i izračuni), Obninsk IPPE (eksperimentalni razvoj i gorivo) i Istraživački institut Luch u Podolsku (tehnologije goriva i materijala) u početku su bili uključeni u visokotemperaturne reaktore. Kasnije se tim NIKIET pridružio dizajnu takvih strojeva (na primjer, reaktori IGR i IVG - prototipovi jezgre nuklearnog raketnog motora RD-0410).

Danas NIKIET ima tim dizajnera koji izvode radove na projektiranju reaktora (visokotemperaturni plin hlađeni RUGK , brzi reaktoriMBIR, ), a IPPE i Luch nastavljaju se baviti povezanim izračunima, odnosno tehnologijama. Posljednjih desetljeća Institut Kurčatov više se približio teoriji nuklearnih reaktora.

Rezimirajući, želio bih reći da je stvaranje krstareće rakete s zrakoplovnim mlaznim motorima s nuklearnim elektranama općenito izvediv zadatak, ali istodobno izuzetno skup i težak, zahtijeva značajnu mobilizaciju ljudskih i financijskih resursa, čini mi se, u većoj mjeri od svih ostalih najavljenih projekata (" Sarmat "," Bodež "," Status-6 "," Vanguard "). Vrlo je čudno da ta mobilizacija nije ostavila ni traga. I što je najvažnije, potpuno je nejasno koja je svrha dobivanja takvih vrsta oružja (u pozadini dostupnih nosača) i kako oni mogu nadvladati brojne nedostatke - pitanja tradicionalne sigurnosti, visokih troškova, nekompatibilnosti sa ugovorima o smanjenju strateškog naoružanja.

p.s. Međutim, "izvori" već počinju ublažavati situaciju: "Rekao je izvor blizak vojno-industrijskom kompleksu"Vedomosti "Ta sigurnost zračenja tijekom raketnih ispitivanja bila je osigurana. Nuklearnu instalaciju na brodu predstavljala je električna maketa, kaže izvor.

Prva faza je poricanje

Njemački stručnjak na polju raketne tehnike Robert Schmucker smatrao je izjave V. Putina potpuno nevjerojatnima. "Ne mogu zamisliti da Rusi mogu stvoriti mali leteći reaktor", rekao je stručnjak u intervjuu za Deutsche Welle.

Mogu, Herr Schmucker. Samo zamisli.

Prvi domaći satelit s nuklearnom elektranom (Kosmos-367) lansiran je s Baikonura davne 1970. godine. 37 sklopova goriva malog reaktora BES-5 Buk koji sadrži 30 kg urana, pri temperaturi u primarnom krugu od 700 ° C i oslobađanju topline od 100 kW, pod uvjetom električna energija instalacije 3 kW. Masa reaktora je manja od jedne tone, a predviđeno vrijeme rada je 120-130 dana.

Stručnjaci će sumnjati da ova nuklearna "baterija" ima premalo snage ... Ali! Pogledajte datum: bilo je to prije pola stoljeća.

Niska učinkovitost posljedica je termionske pretvorbe. Za ostale oblike prijenosa energije pokazatelji su mnogo veći, na primjer, za nuklearne elektrane učinkovitost je u rasponu od 32-38%. U tom smislu, toplinska snaga reaktora "svemir" je od posebnog interesa. 100 kW ozbiljna je pobjeda.

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

Sljedeća generacija sovjetskih reaktora male veličine, koja se pojavila krajem 1980-ih, bila je još manja i energetski učinkovitija. Ovo je bio jedinstveni "Topaz": u usporedbi s "Bukom" količina urana u reaktoru smanjena je za tri puta (na 11,5 kg). Toplinska snaga povećala se za 50% i iznosila je 150 kW, vrijeme neprekidnog rada dosegnulo je 11 mjeseci (reaktor ovog tipa instaliran je na izvidničkom satelitu Kosmos-1867).

Nuklearni svemirski reaktori su vanzemaljski oblik smrti. U slučaju gubitka kontrole, "zvijezda padalica" nije ispunila želje, ali je "sretnicima" mogla oprostiti grijehe.

1992. godine dvije preostale kopije malih reaktora Topaz prodane su u Sjedinjenim Državama za 13 milijuna dolara.

Glavno je pitanje: ima li dovoljno snage za takve instalacije da ih koriste kao raketne motore? Propuštanjem radne tekućine (zraka) kroz vruću jezgru reaktora i postizanjem potiska na izlazu prema zakonu očuvanja količine gibanja.

Odgovor je negativan. Buk i Topaz kompaktne su nuklearne elektrane. Za stvaranje NRE potrebna su druga sredstva. Ali općeniti je trend vidljiv golim okom. Kompaktne nuklearne elektrane već su dugo stvorene i postoje u praksi.

Koju bi snagu nuklearna elektrana trebala koristiti kao pogon na krstareće rakete, slične veličine kao Kh-101?

Ne možete pronaći posao? Množite svoje vrijeme snagom!
(Zbirka univerzalnih savjeta.)

Pronalaženje moći također nije teško. N \u003d F × V.

Prema službenim podacima, krstareće rakete X-101, poput KR obitelji Caliber, opremljene su kratkotrajnim turbomlaznim motorom-50, koji razvija potisak od 450 kgf (≈ 4400 N). Kružna brzina krstareće rakete - 0,8M ili 270 m / s. Idealna učinkovitost dizajna turbo-mlaznog by-pass motora iznosi 30%.

U ovom je slučaju potrebna snaga motora krstarećeg projektila samo 25 puta veća od toplinske snage reaktora serije Topaz.

Unatoč sumnjama njemačkog stručnjaka, stvaranje nuklearnog turbomlaznog (ili ramjet) raketnog motora realan je zadatak koji udovoljava zahtjevima našega vremena.

Raketa iz pakla

"Sve je ovo iznenađenje - krstareća raketa na nuklearni pogon", rekao je Douglas Barry, stariji suradnik Međunarodnog instituta za strateške studije u Londonu. "Ova ideja nije nova, o njoj se govorilo 60-ih, ali suočila se s puno prepreka."

O tome se nije samo razgovaralo. Na ispitivanjima 1964. godine, nuklearni ramjet motor "Tori-IIS" razvio je potisak od 16 tona s toplinskom snagom reaktora od 513 MW. Simulirajući nadzvučni let, instalacija je potrošila 450 tona komprimiranog zraka u pet minuta. Reaktor je dizajniran da bude vrlo "vruć" - radna temperatura u jezgri dosegla je 1600 ° C. Konstrukcija je imala vrlo uske tolerancije: u nekim je područjima dopuštena temperatura bila samo 150-200 ° C niža od temperature na kojoj su se raketni elementi topili i urušavali.

Jesu li ti pokazatelji bili dovoljni za upotrebu nuklearnog mlaznog motora kao motora u praksi? Odgovor je očit.

Nuklearni mlazni motor razvio je veći (!) Potisak od turbo-mlaznog motora troletnog izviđačkog zrakoplova SR-71 "Blackbird".

"Poligon-401", nuklearni ramjet testovi

Eksperimentalne instalacije "Tory-IIA" i "-IIC" - prototipovi nuklearnog motora krstareće rakete SLAM.

Đavolski izum, sposoban, prema izračunima, probiti 160 000 km prostora na minimalnoj visini brzinom od 3M. Doslovno "pokosio" sve koji su se na njezinom tugaljivom putu susreli udarnim valom i gromoglasnim kotrljanjem od 162 dB (kobna vrijednost za ljude).

Borbeni zrakoplovni reaktor nije imao nikakvu biološku zaštitu. Bubne opne puknute nakon leta SLAM-a činile bi se beznačajnima u pozadini radioaktivnih emisija iz raketne mlaznice. Leteće čudovište ostavilo je trag širok više od kilometra s dozom zračenja od 200-300 rad. U jednom satu leta procijenjeno je da je SLAM kontaminirao 1800 četvornih kilometara smrtonosnog zračenja.

Prema izračunima, duljina zrakoplova mogla bi doseći 26 metara. Težina lansiranja je 27 tona. Borbeno opterećenje - termonuklearni naboji, koji su morali biti uzastopno bacani u nekoliko sovjetskih gradova, duž rute leta rakete. Nakon izvršenja glavne zadaće, SLAM je trebao još nekoliko dana kružiti teritorijom SSSR-a, kontaminirajući sve oko sebe radioaktivnim emisijama.

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

Projekt, kodnog imena Pluton, otkazan je 1. srpnja 1964. godine. Istodobno, prema jednom od programera SLAM-a J. Cravenu, nitko od američkog vojnog i političkog vodstva nije požalio zbog te odluke.

Razlog odbijanja "nuklearne rakete s niskim letenjem" bio je razvoj interkontinentala balističke rakete... Sposobni nanijeti potrebnu štetu u kraćem vremenu s neusporedivim rizicima za samu vojsku. Kao što su autori objave u časopisu Air & Space s pravom primijetili: ICBM-ovi barem nisu ubili sve koji su bili u blizini lansera.

Još uvijek nije poznato tko je, gdje i kako planirao provesti đavolska ispitivanja. I tko bi odgovorio da je SLAM otišao s kursa i preletio Los Angeles. Jedan od suludih prijedloga bio je vezati raketu za kabel i voziti se u krug preko nenaseljenih dijelova komada. Nevada. Međutim, odmah se postavilo još jedno pitanje: što učiniti s raketom kad su posljednji ostaci goriva izgorjeli u reaktoru? Mjestu gdje će SLAM "sletjeti" neće se prilaziti stoljećima.

Život ili smrt. Konačni izbor

Za razliku od mističnog "Plutona" iz 1950-ih, projekt moderne nuklearne rakete, koji je izrazio V. Putin, sugerira stvaranje učinkovitih sredstava za probijanje američkog proturaketnog sustava. Sredstvo zajamčenog međusobnog uništenja najvažniji je kriterij za nuklearno odvraćanje.

Pretvorba klasične "nuklearne trijade" u vražiji "pentagram" - uključivanjem nove generacije dostavnih vozila (nuklearne krstareće rakete neograničenog dometa i strateška nuklearna torpeda "status-6"), zajedno s modernizacijom ICBM-ovih bojevih glava (manevriranje "Vanguardom") razumna je odgovor na pojavu novih prijetnji. Vašingtonska raketna obrambena politika Moskvi ne ostavlja drugi izbor.

“Razvijate svoje proturaketne sustave. Domet proturaketnih projektila se povećava, preciznost se povećava, ovo oružje se poboljšava. Stoga na to moramo adekvatno odgovoriti kako bismo mogli prevladati sustav ne samo danas, već i sutra, kada imate novo oružje. "

Deklasificirani detalji pokusa na programu SLAM / Pluton uvjerljivo dokazuju da je stvaranje nuklearne krstareće rakete bilo moguće (tehnički izvedivo) prije šest desetljeća. Suvremena tehnologija omogućuje vam da ideju dovedete na novu tehničku razinu.

Mač zahrđa obećanjima

Unatoč masi očitih činjenica koje objašnjavaju razloge za pojavu "predsjednikova super oružja" i raspršuju sumnje u "nemogućnost" stvaranja takvih sustava, u Rusiji, ali i u inozemstvu, ima mnogo skeptika. "Sve je to oružje samo sredstvo informacijskog ratovanja." A onda - raznoliki prijedlozi.

Vjerojatno ne biste trebali ozbiljno shvaćati karikaturalne "stručnjake" poput I. Moisejeva. Šef Instituta za svemirsku politiku (?), Tko je rekao za The Insider: „Ne možete staviti nuklearni motor na krstareću raketu. A takvih motora nema ”.

Pokušaji "razotkrivanja" predsjednikovih izjava vrše se na ozbiljnijoj analitičkoj razini. Takve su "istrage" odmah popularne među liberalno nastrojenom javnošću. Skeptici iznose sljedeće argumente.

Svi zvučni kompleksi odnose se na strateško strogo tajno oružje, čije postojanje nije moguće provjeriti ili poreći. (Sama poruka saveznoj skupštini pokazala je računalnu grafiku i snimke lansiranja koja se ne razlikuju od ispitivanja drugih vrsta krstarećih raketa.) Istodobno, nitko ne govori, primjerice, o stvaranju teškog napadačkog bespilotnog letjelice ili ratnog broda klase razarača. Oružje koje bi uskoro trebalo jasno pokazati čitavom svijetu.

Prema nekim "zviždačima", izrazito strateški, "tajni" kontekst poruka može ukazivati \u200b\u200bna njihovu nevjerojatnu prirodu. Pa, ako je ovo glavni argument, u čemu je onda spor s tim ljudima?

Postoji i drugo gledište. Šokantne one o nuklearnim raketama i bespilotnim podmornicama sa 100 čvorova nastaju u pozadini očitih problema vojno-industrijskog kompleksa koji se susreću u provedbi jednostavnijih projekata "tradicionalnog" oružja. Tvrdnje o raketama koje su odjednom nadmašile sve postojeće oružje u oštroj su suprotnosti s dobro poznatom situacijom s raketnim oružjem. Skeptici kao primjer navode masovne kvarove tijekom lansiranja Bulave ili stvaranja lansirne rakete Angara koja su trajala dva desetljeća. Sam je započeo 1995; govoreći u studenom 2017., zamjenik premijera D. Rogozin obećao je da će nastaviti s lansiranjem Angare s kozmodroma Vostočni tek ... 2021.

I usput, zašto je „Cirkon“, glavna pomorska senzacija prethodne godine, ostao bez pažnje? Hipersonična raketa sposobna poništiti sve postojeće pomorske borbene koncepte.

Vijest o dolasku laserskih sustava u trupe privukla je pažnju proizvođača laserskih instalacija. Postojeći modeli usmjerenog energetskog oružja stvoreni su na opsežnoj bazi istraživanja i razvoja visokotehnološke opreme za civilno tržište. Na primjer, američka brodska instalacija AN / SEQ-3 LaWS predstavlja "paket" od šest lasera za zavarivanje ukupne snage 33 kW.

Najava stvaranja supermoćnog borbenog lasera suprotstavlja se pozadini vrlo slabe laserske industrije: Rusija nije među najvećim svjetskim proizvođačima laserske opreme (Coherent, IPG Photonics ili kineska Han "Laser Technology"). Stoga iznenadna pojava laserskog oružja velike snage pobuđuje istinski interes među stručnjacima. ...

Uvijek ima više pitanja nego odgovora. Vrag je u detaljima, ali službeni izvori daju krajnje oskudnu predodžbu o najnovijem oružju. Često nije jasno je li sustav već spreman za usvajanje ili je njegov razvoj u određenoj fazi. Poznati presedani povezani s stvaranjem takvog oružja u prošlosti ukazuju na to da se problemi koji se javljaju u ovom slučaju ne mogu riješiti pucanjem prstiju. Ljubitelji tehničkih inovacija zabrinuti su zbog izbora mjesta za ispitivanje raketnih bacača na nuklearni pogon. Ili metode komunikacije s podvodnim bespilotnim letjelicom "Status-6" (temeljni problem: radio komunikacija ne radi pod vodom, tijekom komunikacijskih sesija podmornice su prisiljene ustati na površinu). Bilo bi zanimljivo čuti objašnjenje o tome kako ga koristiti: u usporedbi s tradicionalnim ICBM-ovima i SLBM-ima, koji mogu započeti i završiti rat u roku od sat vremena, statusu-6 trebat će nekoliko dana da dosegne američku obalu. Kad tamo nema nikoga drugog!

Posljednja bitka je gotova.
Ima li koga živog?
Kao odgovor - samo zavijanje vjetra ...

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

Sigurna metoda korištenja nuklearne energije u svemiru izumljena je još u SSSR-u, a sada se radi na stvaranju nuklearne instalacije na njezinoj osnovi, rekao je akademik Anatolij Koroteev, generalni direktor Državnog znanstvenog središta Ruske Federacije "Istraživački centar imena Keldysh".

„Sada institut aktivno radi u ovom smjeru u velikoj suradnji poduzeća Roscosmosa i Rosatoma. I nadam se da ćemo ovdje pravovremeno postići pozitivan učinak ”, rekao je A. Koroteev na godišnjim„ Kraljevskim čitanjima ”na Moskovskom državnom tehničkom sveučilištu Bauman u utorak.

Prema njegovim riječima, Keldysh centar izumio je shemu za sigurno korištenje nuklearne energije u svemiru, koja izbjegava emisije i djeluje u zatvorenom krugu, što instalaciju čini sigurnom čak i u slučaju kvara i pada na Zemlju.

„Ova shema značajno smanjuje rizik od korištenja nuklearne energije, posebno s obzirom na to da je jedna od temeljnih točaka rad ovog sustava u orbitama iznad 800-1000 km. Tada je, u slučaju neuspjeha, vrijeme "bljeska" takvo da čini sigurnim povratak ovih elemenata na Zemlju nakon dužeg vremenskog razdoblja ", pojasnio je znanstvenik.

A. Koroteev rekao je da su ranije u SSSR-u svemirske letjelice koje rade na nuklearnu energiju već korištene, ali da su potencijalno opasne za Zemlju, a kasnije ih je trebalo napustiti. “SSSR je koristio nuklearnu energiju u svemiru. U svemiru su bile 34 svemirske letjelice na nuklearni pogon, od toga 32 sovjetske i dvije američke ”, prisjetio se akademik.

Prema njegovim riječima, nuklearna instalacija koja se razvija u Rusiji olakšat će se upotrebom rashladnog sustava bez okvira, u kojem će rashladna tekućina nuklearnog reaktora cirkulirati izravno u svemiru bez cjevovodnog sustava.

Ali još početkom 1960-ih, dizajneri su nuklearne raketne motore smatrali jedinom održivom alternativom za putovanje na druge planete Sunčevog sustava. Otkrijmo povijest ovog broja.

Natjecanje između SSSR-a i SAD-a, uključujući svemir, u ovom je trenutku bilo u punom jeku, inženjeri i znanstvenici ušli su u utrku za stvaranje nuklearnog raketnog motora, vojska je također na početku podržala projekt nuklearnog raketnog motora. Isprva se zadatak činio vrlo jednostavnim - trebate samo napraviti reaktor dizajniran za hlađenje vodikom, a ne vodom, na njega pričvrstiti mlaznicu i - naprijed na Mars! Amerikanci su išli na Mars deset godina nakon Mjeseca i nisu mogli ni zamisliti da će ga astronauti ikad stići bez nuklearnih motora.

Amerikanci su vrlo brzo izgradili prvi prototip reaktora i testirali ga već u srpnju 1959. (zvali su se KIWI-A). Ova ispitivanja samo su pokazala da se reaktor može koristiti za zagrijavanje vodika. Dizajn reaktora - s nezaštićenim gorivom uranij-oksid - nije bio prikladan za visoke temperature, a vodik se zagrijavao na samo 1500 stupnjeva.

S akumulacijom iskustva, dizajn reaktora za nuklearni raketni motor - NRE - zakomplicirao se. Uranov oksid zamijenjen je karbidom otpornijim na toplinu, osim toga, počeo je premazivati \u200b\u200bniobij-karbidom, ali kada je pokušavao postići projektnu temperaturu, reaktor se počeo urušavati. Štoviše, čak i u odsustvu makroskopskog uništavanja, uranovo je gorivo difundirano u hladni vodik, a gubitak mase dosegao je 20% u pet sati rada reaktora. Nikad nije pronađen materijal sposoban za rad na 2700-3000 0 C i otpor uništavanju vrućim vodikom.

Stoga su Amerikanci donijeli odluku da žrtvuju učinkovitost, a specifični impuls (potisak u kilogramima sile postignut izbacivanjem jednog kilograma mase radnog tijela svake sekunde; mjerna jedinica je sekunda) ugrađen je u dizajn letačkog motora. 860 sekundi. To je bilo dvostruko više od odgovarajuće vrijednosti za motore s kisikom i vodikom u to vrijeme. Ali kad su Amerikanci počeli nešto raditi, interes za letove s posadom već je pao, program Apollo je umanjen, a 1973. projekt NERVA konačno je zatvoren (ovo je bio naziv motora za ekspediciju s posadom na Mars). Pobijedivši na lunarnoj utrci, Amerikanci nisu željeli organizirati Marsovsku.

No, lekcije naučene iz desetak izgrađenih reaktora i nekoliko desetaka provedenih ispitivanja bile su da su se američki inženjeri previše zanosili cjelovitim nuklearnim ispitivanjima, umjesto da razrađuju ključne elemente bez uključivanja nuklearne tehnologije tamo gdje se to može izbjeći. A gdje ne - koristite manje stalke. Amerikanci su "vozili" gotovo sve reaktore punom snagom, ali nisu mogli doseći projektnu temperaturu vodika - reaktor se počeo rušiti ranije. Ukupno je od 1955. do 1972. godine na program nuklearnih raketnih motora potrošeno 1,4 milijarde dolara - otprilike 5% troškova mjesečevog programa.

Također u Sjedinjenim Državama izumljen je projekt Orion koji kombinira obje verzije nuklearnog reaktora (mlazni i pulsni). To je učinjeno na sljedeći način: mali nuklearni naboji kapaciteta oko 100 tona u ekvivalentu TNT-a izbačeni su iz repa broda. Za njima su ispaljeni metalni diskovi. Na udaljenosti od broda naboj je detoniran, disk je ispario, a tvar se raspršila u različitim smjerovima. Dio je pao u ojačani rep broda i gurnuo ga naprijed. Malo povećanje potiska trebalo je osigurati isparavanjem ploče koja je podnosila udarce. Jedinični trošak takvog leta trebao je biti samo 150 od tadašnjih dolara po kilogramu korisnog tereta.

Došlo je čak i do ispitivanja: iskustvo je pokazalo da je moguće kretanje uz pomoć uzastopnih impulsa, kao i stvaranje napojne ploče dovoljne čvrstoće. No, projekt Orion zatvoren je 1965. godine kao neperspektivan. Ipak, ovo je zasad jedini postojeći koncept koji može omogućiti izvođenje ekspedicija barem u Sunčevom sustavu.

U prvoj polovici šezdesetih godina sovjetski inženjeri smatrali su ekspediciju na Mars logičnim nastavkom leta s posadom na Mjesec koji se odvijao u to vrijeme. Uslijed entuzijazma za prioritet SSSR-a u svemiru, čak su i takvi izuzetno teški problemi ocijenjeni s povišenim optimizmom.

Jedan od najvažnijih problema bio je (i ostaje do danas) problem napajanja električnom energijom. Bilo je jasno da raketni motori s tekućim gorivom, čak i oni koji obećavaju one s kisikom i vodikom, ako u principu mogu pružiti let s posadom na Mars, tada samo s ogromnim lansirnim masama međuplanetarnog kompleksa, s velikim brojem dokova pojedinih blokova u sklopu bliske zemaljske orbite.

U potrazi za optimalnim rješenjima, znanstvenici i inženjeri okrenuli su se nuklearnoj energiji, postupno promatrajući ovaj problem.

U SSSR-u su istraživanja problema korištenja nuklearne energije u raketnoj i svemirskoj tehnologiji započela u drugoj polovici 50-ih, čak i prije lansiranja prvih satelita. U nekoliko istraživačkih instituta pojavile su se male skupine entuzijasta s ciljem stvaranja raketnih i svemirskih nuklearnih motora i elektrana.

Dizajneri OKB-11 S.P.Korolev, zajedno sa stručnjacima iz NII-12 pod vodstvom V.Ya Likhushin-a, razmotrili su nekoliko mogućnosti za svemirske i borbene (!) Rakete opremljene nuklearnim raketnim motorima (NRM). Voda i ukapljeni plinovi - vodik, amonijak i metan - ocijenjeni su kao radna tekućina.

Izgledi su bili obećavajući; postupno je rad pronalazio razumijevanje i financijsku potporu u vladi SSSR-a.

Već prva analiza pokazala je da među mnogim mogućim shemama svemirskih nuklearnih pogonskih sustava (NEPP), tri imaju najveće izglede:

• s nuklearnim reaktorom u čvrstoj fazi;
• s nuklearnim reaktorom u plinskoj fazi;
• elektronuklearni raketni EDU.

Sheme su se bitno razlikovale; za svakog od njih istaknuto je nekoliko mogućnosti za razmjenu teoretskog i eksperimentalnog rada.

Činilo se da je najbliži provedbi NRE u čvrstoj fazi. Poticaj za raspoređivanje rada u ovom smjeru bio je sličan razvoj događaja proveden u SAD-u od 1955. godine u okviru programa ROVER, kao i izgledi (kako se tada činilo) stvaranja domaćeg interkontinentalnog pilotiranog zrakoplova s \u200b\u200bnuklearnom elektranom.

Solid-phase YARD radi poput ramjet motora. Tekući vodik ulazi u odjeljak mlaznice, hladi posudu reaktora, sklopove goriva (FA), moderator, a zatim se odvija i ulazi u sklop goriva, gdje se zagrijava do 3000 K i izbacuje u mlaznicu, ubrzavajući do velikih brzina.

Načela djelovanja NRM-a nisu bila dvojbena. Međutim, njegove konstruktivne performanse (i karakteristike) u velikoj su mjeri ovisile o "srcu" motora - nuklearnom reaktoru i određivale su ga prije svega njegova "punjenja" - aktivna zona.

Razvojnici prvih američkih (i sovjetskih) nuklearnih raketnih motora zalagali su se za homogeni reaktor s grafitnom jezgrom. Rad grupe za traženje novih vrsta visokotemperaturnog goriva, stvoren 1958. godine u laboratoriju br. 21 (na čelu s G.A. Meersonom) u NII-93 (direktor A.A. Bochvar), pomalo se razdvojio. Pod utjecajem tada započetog rada na reaktoru za zrakoplov (saće od berilijevog oksida), grupa je pokušala (opet istraživački) dobiti materijale na bazi silicijevog karbida i cirkonija otpornih na oksidaciju.

Prema memoarima R.B. Kotelnikov, zaposlenik NII-9, u proljeće 1958. voditelj laboratorija br. 21 imao je sastanak s predstavnikom NII-1 VN Boginom. Rekao je da kao glavni materijal za gorivne elemente (gorivne elemente) reaktora u njihovom institutu (usput rečeno, u to vrijeme šef u raketnoj industriji; voditelj instituta V.Y. Likhushin, znanstveni voditelj M.V. Keldysh, voditelj laboratorija V.M. Ievlev) koriste grafit. Konkretno, već su naučili kako nanositi premaze na uzorke za zaštitu od vodika. NII-9 predložio je razmotriti mogućnost korištenja UC-ZrC karbida kao osnove za gorivne elemente.

Nakon kratkog vremena pojavio se još jedan kupac za gorivne elemente - OKB M. M. Bondaryuka, koji se ideološki natjecao s NII-1. Ako se potonji zalagao za višekanalni jednodijelni dizajn, tada je Dizajn-ured Bondaryuk krenuo prema verziji sklopivih ploča, usredotočujući se na jednostavnost obrade grafita i ne smeteći se zbog složenosti dijelova - ploča debljine milimetra s istim rebrima. Karbide je puno teže obraditi; u to je vrijeme bilo nemoguće od njih izrađivati \u200b\u200bdijelove poput višekanalnih blokova i ploča. Postalo je jasno da je potrebno stvoriti neki drugi dizajn, koji odgovara specifičnostima karbida.

Krajem 1959. - početkom 1960. pronađen je odlučujući uvjet za gorivne elemente YARD-a - šipkasta jezgra koja zadovoljava kupce - Istraživački institut Likhushin i Dizajn-ured Bondaryuk. Shema heterogenog toplinskog reaktora utemeljena je kao glavna za njih; njegove glavne prednosti (u usporedbi s alternativnim homogenim grafitnim reaktorom) su sljedeće:

• moguće je koristiti moderator s niskom temperaturom koji sadrži vodik, što omogućuje stvaranje NRE s visokim masenim savršenstvom;
• moguće je razviti prototip nuklearnog pogona male veličine s potiskom reda 30 ... 50 kN s visokim stupnjem kontinuiteta za motore i nuklearne elektrane sljedeće generacije;
• moguća je široka upotreba vatrostalnih karbida u gorivim elementima i ostalim detaljima izvedbe reaktora, što omogućuje maksimaliziranje temperature zagrijavanja radne tekućine i osiguravanje povećanog specifičnog impulsa;
• moguće je samostalno izvoditi samostalni rad po elementima na glavnim jedinicama i sustavima NRE (NEP), poput sklopova goriva, usporivača, reflektora, turbopumpne jedinice (TNA), upravljačkog sustava, mlaznice itd .; to omogućuje paralelno ispitivanje, smanjujući obujam skupih složenih ispitivanja elektrane u cjelini.

Oko 1962-1963. rad na problemu nuklearnog pogona vodio je NII-1 koji ima moćnu eksperimentalnu bazu i izvrsno osoblje. Nedostajala im je samo tehnologija urana, kao i nuklearni znanstvenici. Uključivanjem NII-9, a potom i IPPE, formirana je suradnja koja je za svoju ideologiju uzela stvaranje minimalnog potiska (oko 3,6 tf), ali "pravog" ljetnog motora s reaktorom "ramjet" IR-100 (test ili istraživanje, 100 MW, glavni dizajner - Yu.A. Treskin). Podržani vladinim uredbama, NII-1 izgradili su stalke za električne lukove koji su uvijek zadivili maštu - deseci cilindara visine 6–8 m, ogromne vodoravne komore snage preko 80 kW, blindirano staklo u kutijama. Sudionici sastanka bili su nadahnuti živopisnim plakatima s planovima leta za Mjesec, Mars itd. Pretpostavljalo se da će se u procesu stvaranja i ispitivanja NRM-a rješavati pitanja dizajna, tehnološkog, prostornog plana.

Prema R. Kotelnikovu, stvar se, nažalost, zakomplicirala zbog ne baš jasnog položaja projektila. Ministarstvo opće strojogradnje (IOM) s velikim je poteškoćama financiralo program ispitivanja i izgradnju ispitnog stola. Činilo se da IOM nije imao želju ili mogućnost promovirati program YARD.

Do kraja šezdesetih godina prošlog stoljeća podrška natjecateljima NII-1 - IAE, PNITI i NII-8 bila je puno ozbiljnija. Ministarstvo srednje strojarstva („nuklearni znanstvenici“) aktivno je podržavalo njihov razvoj; IVG reaktor s petljom (s jezgrom i sklopovima središnjeg kanala tipa štapa koji je razvio NII-9) na kraju je došao do izražaja početkom 70-ih; ondje je započelo ispitivanje sklopova goriva.

Sada, 30 godina kasnije, čini se da je IAE linija bila ispravnija: prvo pouzdana petlja "zemlja" - ispitivanje gorivih šipki i sklopova, a zatim stvaranje NRM leta potrebne snage. Ali tada se činilo da je moguće vrlo brzo napraviti pravi motor, iako mali ... Međutim, budući da je život pokazao da za takvim motorom nije postojala objektivna (ili čak subjektivna) potreba (ovome možemo dodati da je ozbiljnost negativnih aspekata ovog smjera, na primjer, međunarodna sporazumi o nuklearnim uređajima u svemiru, u početku su bili jako podcijenjeni), a zatim se, u skladu s tim, temeljni program, čiji ciljevi nisu bili uski i konkretni, pokazao ispravnijim i produktivnijim.

Pregledan je 1. srpnja 1965 idejni projekt reaktor IR-20-100. Vrhunac je bilo objavljivanje tehničkog projekta za sklopove goriva IR-100 (1967.), koji se sastojao od 100 šipki (UC-ZrC-NbC i UC-ZrC-C za ulazne dijelove i UC-ZrC-NbC za izlaz). NII-9 je bio spreman proizvesti veliku seriju osnovnih elemenata za buduću jezgru IR-100. Projekt je bio vrlo progresivan: nakon otprilike 10 godina, praktički bez značajnih promjena, korišten je u području aparata 11B91, a čak su i sada sve glavne odluke sačuvane u sklopovima sličnih reaktora u druge svrhe, s potpuno drugačijim stupnjem proračuna i eksperimentalne opravdanosti.

"Raketni" dio prvog ruskog nuklearnog RD-0410 razvili su u Voronježskom birou za kemijsku automatizaciju (KBKhA), "reaktor" (neutronski reaktor i pitanja sigurnosti zračenja) - Institut za fiziku i energiju (Obninsk) i Institut za atomsku energiju Kurčatov.

KBKhA je poznat po svom radu na polju motora s tekućim gorivom za balističke rakete, svemirske letjelice i lansirna vozila. Ovdje je razvijeno oko 60 uzoraka, od kojih je 30 dovedeno u serijsku proizvodnju. Do 1986. KBKhA je stvorio najmoćniji jednokomorni motor kisik-vodik u zemlji RD-0120 s potiskom od 200 tf, koji je korišten kao nosač u drugom stupnju kompleksa Energija-Buran. Nuklearni RD-0410 stvoren je zajedno s mnogim obrambenim poduzećima, projektnim biroima i istraživačkim institutima.

Prema prihvaćenom konceptu, tekući vodik i heksan (inhibicijski aditiv koji smanjuje zasićenje vodika karbidima i povećava vijek trajanja gorivih elemenata) dovedeni su pomoću TNA u heterogeni reaktor s toplinskim neutronom s gorivim sklopovima okruženim moderatorom cirkonijevog hidrida. Njihove su se školjke hladile vodikom. Reflektor je imao pogone za okretanje upijajućih elemenata (cilindri od borovog karbida). TNA je sadržavala trostupanjsku centrifugalnu pumpu i jednostupanjsku aksijalnu turbinu.

Pet godina, od 1966. do 1971., stvoreni su temelji tehnologije reaktorskih motora, a nekoliko godina kasnije puštena je u rad snažna eksperimentalna baza nazvana "Ekspedicija br. 10", kasnije eksperimentalna ekspedicija NPO "Luch" na nuklearnom poligonu Semipalatinsk. ...
Tijekom ispitivanja naišli su na posebne poteškoće. Bilo je nemoguće koristiti konvencionalne postolje za lansiranje punog NRM-a zbog zračenja. Odlučeno je da se reaktor testira na atomskom poligonu u Semipalatinsku i "raketna jedinica" u NIIkhimmash-u (Zagorsk, sada Sergiev Posad).

Za proučavanje procesa u komori izvedeno je više od 250 ispitivanja na 30 "hladnih motora" (bez reaktora). Komora za izgaranje motora s kisikom i vodikom na tekuće gorivo 11D56, razvijenog od KBkhimmash-a (glavni projektant A.M. Isaev), korištena je kao model grijaćeg elementa. Maksimalno vrijeme rada bilo je 13 tisuća sekundi s deklariranim resursom od 3600 sekundi.

Za ispitivanje reaktora na poligonu Semipalatinsk izgrađena su dva posebna okna s podzemnim servisnim sobama. Jedno od okna bilo je povezano s podzemnim rezervoarom za komprimirani plinoviti vodik. Upotreba tekućeg vodika napuštena je iz financijskih razloga.

1976. izvedeno je prvo pokretanje reaktora IVG-1. Paralelno je u OE stvoren stalak za ispitivanje verzije reaktora IR-100 s "pogonom", a nakon nekoliko godina testiran je na različitim razinama snage (jedan od IR-100 naknadno je pretvoren u znanstveni istraživački reaktor za male snage, koji je još uvijek u pogonu).

Prije eksperimentalnog lansiranja, reaktor je spušten u okno pomoću portalne dizalice instalirane na površini. Nakon pokretanja reaktora, vodik je ušao u "kotao" odozdo, zagrijao se do 3000 K i izbio iz okna kao vatreni mlaz. Unatoč beznačajnoj radioaktivnosti ispušnih plinova, tijekom dana nije smjelo biti vani u radijusu od jednog i pol kilometra od mjesta ispitivanja. Samom rudniku nije se moglo prići mjesec dana. Podzemni tunel od 1,5 kilometara vodio je iz sigurne zone, prvo do jednog bunkera, a od njega do drugog, smještenog u blizini rudnika. Specijalisti su se kretali tim neobičnim "hodnicima".

Ievlev Vitalij Mihajlovič

Rezultati pokusa provedenih s reaktorom u razdoblju 1978-1981 potvrdili su ispravnost projektnih rješenja. U principu je stvoren NRM. Preostalo je povezati dva dijela i provesti sveobuhvatna ispitivanja.

Otprilike 1985. RD-0410 (prema drugačijem sustavu označavanja 11B91) mogao bi izvršiti svoj prvi svemirski let. Ali za to je bilo potrebno na njemu razviti gornju fazu. Nažalost, ovaj posao nije naručio nijedan biro za dizajn svemira, a za to postoji mnogo razloga. Glavna je takozvana Perestrojka. Nepromišljeni koraci doveli su do toga da je cijela svemirska industrija trenutno pala u sramotu, a 1988. godine zaustavljen je rad na nuklearnim raketnim motorima u SSSR-u (tada je SSSR još uvijek postojao). To se nije dogodilo zbog tehničkih problema, već iz trenutnih ideoloških razloga. A 1990. godine umro je ideološki nadahnitelj programa YARD u SSSR-u Vitaly Mikhailovich Ievlev ...

Koji su glavni uspjesi koje su postigli programeri, stvarajući NRE shemu "A"?

Na reaktoru IVG-1 provedeno je više od jednog i pol tuceta cjelovitih ispitivanja, a dobiveni su sljedeći rezultati: maksimalna temperatura vodika - 3100 K, specifični impuls - 925 sek, specifično oslobađanje topline do 10 MW / L, ukupni resurs veći od 4000 sek s 10 uzastopnih pokretanja reaktora. Ovi rezultati znatno premašuju američka dostignuća u grafitnim zonama.

Treba imati na umu da za cijelo vrijeme ispitivanja NRE, unatoč otvorenom ispuhu, ispuštanje fragmenata radioaktivne fisije nije prelazilo dopuštene granice ni na poligonu ni šire, te nije registrirano na teritoriju susjednih država.

Najvažniji rezultat rada bilo je stvaranje domaće tehnologije takvih reaktora, proizvodnja novih vatrostalnih materijala i činjenica stvaranja reaktorskog motora iznjedrila je niz novih projekata i ideja.

Iako daljnji razvoj takav je NRE obustavljen, postignuta postignuća jedinstvena su ne samo u našoj zemlji, već i u svijetu. To je više puta potvrđeno u posljednjih godina na međunarodnim simpozijima o svemirskoj energiji, kao i na sastancima domaćih i američkih stručnjaka (na potonjem je prepoznato da je postolje reaktora IVG jedini operativni ispitni uređaj danas u svijetu, koji može igrati važnu ulogu u eksperimentalnom razvoju sklopova za gorivo i nuklearnih EDU-ova).

Valery Lebedev (recenzija)

• U povijesti je već bilo razvoja krstarećih raketa s ramjet nuklearnim zračnim motorom: ovo je raketa SLAM (zvana Pluton) u SAD-u s reaktorom TORY-II (1959.), koncept Avro Z-59 u Velikoj Britaniji, studije u SSSR-u.
• Dotaknimo se principa djelovanja rakete s nuklearnim reaktorom. Govorimo samo o ramjet nuklearnom motoru, na što je upravo Putin mislio u svom govoru o krstarećoj raketi s neograničenim dometom leta i potpunom neranjivošću. Zrak u ovoj raketi zagrijava se nuklearnim sklopom na visoke temperature. i sa velike brzine izbačen iz mlaznice straga. Testirano je u Rusiji (60-ih) i u Amerikanaca (od 1959). Ima dva značajna nedostatka: 1. Smrdi poput iste snažne bombe, pa će tijekom leta zaglaviti sve na putanji. 2. U toplinskom području smrdi tako da ga čak i sjevernokorejski satelit na radio-cijevima može vidjeti iz svemira. Sukladno tome, možete sasvim samouvjereno lupati takav leteći peć na petrolej.
  Tako su crtani filmovi prikazani u Manježu upali u zbunjenost, prerastajući u zabrinutost za zdravlje (mentalnog) direktora ovog smeća.
  U sovjetsko su vrijeme takve slike (plakati i druge radosti za generale) nazivali "Čeburaški".

  Općenito, ovo je uobičajena shema istodobnog protoka, osi simetrična s usredotočenim središnjim tijelom i ljuskom. Oblik središnjeg tijela je takav da se zbog udarnih valova na ulazu zrak stlači (radni ciklus započinje brzinom od 1 M i većom, na što je ubrzanje posljedica startnog akceleratora na običnom krutom gorivu);
  - unutar središnjeg tijela nuklearni izvor toplina iz monolitne jezgre;
  - središnje je tijelo pričvršćeno na školjku pomoću 12-16 pločastih radijatora, gdje se toplina iz jezgre uklanja toplinskim cijevima. Radijatori se nalaze u zoni širenja ispred mlaznice;
  - materijal radijatora i središnjeg tijela, na primjer, VNDS-1, koji zadržava strukturnu čvrstoću do 3500 K u ograničenju;
  - zasigurno ga zagrijavamo na 3250 K. Zrak koji struji oko radijatora zagrijava ih i hladi. Zatim prolazi kroz mlaznicu, stvarajući potisak;
  - za hlađenje ljuske na prihvatljive temperature - oko nje gradimo ejektor, koji istodobno povećava potisak za 30-50%.

  Kapsulirana monolitna nuklearna jedinica može se ugraditi u kućište prije lansiranja ili držati u podkritičnom stanju do lansiranja, a nuklearna reakcija može se pokrenuti ako je potrebno. Ne znam kako točno, ovo je inženjerski problem (što znači da se može riješiti). Dakle, ovo je očito oružje prvog udara, ne idi baki.
  Kapsulirana nuklearna jedinica može se izraditi tako da se zajamči da neće biti uništena prilikom udara u slučaju nesreće. Da, ispasti će težak - ali ionako će ispasti težak.

  Da bi se došlo do hipersonda, potrebno je potpuno nepristojnu gustoću energije u jedinici vremena preusmjeriti na radnu tekućinu. S vjerojatnosti 9/10 postojeći materijali neće to moći riješiti tijekom duljih vremenskih razdoblja (sati / dani / tjedni), stopa razgradnje bit će mahnita.

  U svakom slučaju, okolina će tamo biti agresivna. Zaštita od zračenja je teška, inače se svi senzori / elektronika mogu odbaciti odjednom (oni koji se žele mogu se sjetiti Fukushime i pitanja: "zašto roboti nisu dobili upute za čišćenje?").

  I tako dalje ... "Sjaj" takav će vunderfah biti zapažen. Kako na nju prenijeti upravljačke naredbe (ako je tamo sve u potpunosti pregledano) nije jasno.

  Dotaknimo se pouzdano stvorenih projektila s nuklearnom elektranom - američkog dizajna - projektila SLAM s reaktorom TORY-II (1959).

  Evo ovog motora s reaktorom:

  Koncept SLAM bio je trobrzinska raketa niskog leta impresivnih dimenzija i težine (27 tona, 20+ tona nakon ispuštanja pojačivača za lansiranje). Užasno skupi niskoletani nadzvučni zvuk omogućio je da se maksimalno iskoristi dostupnost gotovo neograničenog izvora energije na brodu; osim toga, važna značajka nuklearnog zrakoplovnog motora je poboljšanje učinkovitosti rada (termodinamički ciklus) s povećanjem brzine, tj. ista ideja, ali pri brzinama od 1000 km / h, imao bi puno teži i veći motor. Napokon, 3M na visini od stotinu metara 1965. godine značio je neranjivost za protuzračnu obranu.

  

  Motor TORY-IIC. Elementi za gorivo u aktivnoj zoni su šesterokutne šuplje cijevi od UO2, prekrivene zaštitnom keramičkom oblogom, sastavljene u sklopove goriva od inkaloa.

  Ispada da je ranije koncept krstareće rakete s nuklearnom elektranom bio "vezan" velikom brzinom, gdje su prednosti koncepta bile jake, a konkurenti s ugljikovodičnim gorivom slabili.

• Video o staroj američkoj raketi SLAM

• Raketa prikazana na Putinovoj prezentaciji je zvučna ili slabo nadzvučna (ako, naravno, vjerujete da je ona ta koja je na videu). Ali istodobno, veličina reaktora znatno se smanjila u usporedbi s TORY-II iz rakete SLAM, gdje je iznosila čak 2 metra, uključujući radijalni neutronski reflektor izrađen od grafita.
  SLAM raketni dijagram. Svi aktuatori su pneumatski, kontrolna oprema je u kapsuli za prigušivanje zračenja.

  Je li uopće moguće položiti reaktor u promjer od 0,4-0,6 metara? Počnimo s temeljno minimalnim reaktorom - praznom Pu239. Dobar primjer takvog koncepta je svemirski reaktor Kilopower, koji međutim koristi U235. Promjer jezgre reaktora je samo 11 centimetara! Ako prijeđemo na plutonij 239, veličina jezgre smanjit će se još 1,5-2 puta.
  Sada ćemo od minimalne veličine početi hodati prema pravom nuklearnom zrakoplovnom zrakoplovnom motoru, sjećajući se poteškoća. Veličina reaktora prva se dodaje veličini reflektora - posebno se u Kilopower BeO utrostručuje. Kao drugo, ne možemo koristiti U ili Pu prazno - oni će jednostavno izgorjeti u zračnoj struji za samo minutu. Potrebna je ljuska, na primjer, od inkaloja, koji se odupire oksidaciji do 1000 C ili drugim legurama nikla s mogućim keramičkim premazom. Uvođenje velike količine materijala za oblaganje u jezgru odmah povećava potrebnu količinu nuklearnog goriva za nekoliko puta - uostalom, "neproduktivna" apsorpcija neutrona u jezgri sada je naglo povećana!
  Štoviše, metalni oblik U ili Pu više nije prikladan - ti materijali sami po sebi nisu vatrostalni (plutonij se općenito topi na 634 C), a također djeluju u interakciji s materijalom metalnih ljuski. Gorivo pretvaramo u klasični oblik UO2 ili PuO2 - dobivamo još jedno razrjeđenje materijala u jezgri, sada kisikom.

  Napokon se prisjećamo svrhe reaktora. Kroz njega moramo ispumpati puno zraka, kojem ćemo odavati toplinu. otprilike 2/3 prostora zauzet će "zračne cijevi". Kao rezultat, minimalni promjer jezgre raste na 40-50 cm (za uran), a promjer reaktora s berilijevim reflektorom od 10 cm do 60-70 cm.

  Nuklearni mlazni motor u zraku može se gurnuti u raketu promjera oko metra, što, međutim, još uvijek nije radikalno više od glasovanih 0,6-0,74 m, ali i dalje alarmantno.

  Na ovaj ili onaj način, NE će imati snagu od ~ nekoliko megavata, napajaće se s ~ 10 ^ 16 raspada u sekundi. To znači da će sam reaktor stvoriti polje zračenja od nekoliko desetaka tisuća X-zraka na površini i do tisuću X-zraka duž cijele rakete. Čak ni ugradnja nekoliko stotina kg sektorske zaštite neće znatno smanjiti ove razine, budući da neutroni i gama kvante odrazit će se iz zraka i "zaobići zaštitu". Za nekoliko sati takav reaktor proizvest će ~ 10 ^ 21-10 ^ 22 atoma produkata cijepanja s aktivnošću nekoliko (nekoliko desetaka) petabekerela, što će, čak i nakon zaustavljanja, stvoriti pozadinu od nekoliko tisuća roentgena u blizini reaktora. Dizajn rakete aktivirat će se na oko 10 ^ 14 Bq, iako će izotopi biti uglavnom emiteri beta i opasni samo zračenjem bremsstrahlunga. Pozadina same konstrukcije može doseći desetke roentgena na udaljenosti od 10 metara od tijela rakete.

  Sve ove poteškoće daju naslutiti da je razvoj i ispitivanje takve rakete zadatak na rubu mogućeg. Potrebno je stvoriti čitav niz opreme za navigaciju i kontrolu otpornu na zračenje, kako bi se sve to testiralo na prilično složen način (zračenje, temperatura, vibracije - i sve je to za statistiku). Letačka ispitivanja s operativnim reaktorom u bilo kojem trenutku mogu se pretvoriti u radijacijsku katastrofu s oslobađanjem stotina terabekerela u petabekerele. Čak i bez katastrofalnih situacija, vrlo je vjerojatno smanjenje tlaka pojedinih gorivih elemenata i ispuštanje radionuklida.
  Zbog svih ovih komplikacija Amerikanci su napustili raketu nuklearnog pogona SLAM 1964. godine.

  Naravno, Rusija još uvijek ima poligon Novaya Zemlya na kojem se takva ispitivanja mogu provoditi, ali to bi bilo u suprotnosti s duhom ugovora o zabrani ispitivanja nuklearnog oružja u tri okruženja (zabrana je uvedena kako bi se spriječilo sustavno zagađivanje atmosfere i oceana radinuklidima).

  Napokon, pitam se tko bi u Ruskoj Federaciji mogao razviti takav reaktor. Tradicionalno su Institut Kurčatov (opći dizajn i izračuni), Obninsk IPPE (eksperimentalni razvoj i gorivo) i Istraživački institut Luch u Podolsku (tehnologije goriva i materijala) u početku su bili uključeni u visokotemperaturne reaktore. Kasnije je NIKIET-ov tim sudjelovao u dizajniranju takvih strojeva (na primjer, reaktori IGR i IVG - prototipovi jezgre nuklearnog raketnog motora RD-0410). Danas NIKIET ima tim dizajnera koji izvode radove na projektiranju reaktora (visokotemperaturni plinski hlađeni RUGK, brzi reaktori MBIR,), a IPPE i Luch nastavljaju se baviti povezanim proračunima, odnosno tehnologijama. Posljednjih desetljeća Institut Kurčatov više se prebacio na teoriju nuklearnih reaktora.

  Rezimirajući, možemo reći da je stvaranje krstareće rakete sa zrakoplovnim mlaznim motorima s nuklearnim elektranama općenito izvediv zadatak, ali istodobno izuzetno skup i težak, zahtijevajući značajnu mobilizaciju ljudskih i financijskih resursa, čini mi se, u većoj mjeri od svih ostalih najavljenih projekata (" Sarmat "," Bodež "," Status-6 "," Vanguard "). Vrlo je čudno da ta mobilizacija nije ostavila ni traga. I što je najvažnije, potpuno je neshvatljivo kakva je korist od nabave takvog oružja (u pozadini dostupnih nosača) i kako oni mogu nadvladati brojne nedostatke - pitanja tradicionalne sigurnosti, visokih troškova, nekompatibilnosti sa ugovorima o smanjenju strateškog naoružanja.

  Reaktor male veličine razvija se od 2010. godine, Kiriyenko je o tome izvijestio u Državnoj Dumi. Pretpostavljalo se da će biti instaliran na svemirskoj letjelici s električnim pogonskim sustavom za letove do Mjeseca i Marsa te će biti testiran u orbiti ove godine.
  Očito se sličan uređaj koristi za krstareće rakete i podmornice.

  Da, moguće je staviti atomski motor, a uspješni 5-minutni testovi motora od 500 megavata izrađenih u državama prije mnogo godina za krstareću raketu s okvirnim mlazom brzine 3 Macha, to su općenito i potvrdili (Plutov projekt). Bench testovi, naravno (motor je "puhao" pripremljenim zrakom potrebnog tlaka / temperature). Ali zašto? Postojeće (i predviđene) balističke rakete dovoljne su za nuklearni paritet. Zašto stvarati potencijalno opasnije (za "prijatelje") oružje koje će se koristiti (i testirati)? Čak se i u projektu Pluton podrazumijevalo da takva raketa leti preko svog teritorija na znatnoj visini, spuštajući se na visine ispod radara samo blizu neprijateljskog teritorija. Nije baš dobro biti u blizini nezaštićenog zračnog hlađenja uranovog reaktora od 500 megavata s temperaturama materijala preko 1300 Celzija. Istina, spomenute rakete (ako se doista razvijaju) bit će manje snažne od Plutona (Slam).
  Animacijski video 2007, objavljen u Putinovoj prezentaciji zbog prikazivanja najnovije krstareće rakete s nuklearnom elektranom.
  
  Možda je sve ovo priprema za sjevernokorejsku verziju ucjene. Prestat ćemo razvijati svoje opasno oružje - a vi ćete ukinuti sankcije s nas.
  Kakav tjedan dana - kineski šef probija cjeloživotnu vladavinu, ruski prijeti cijelom svijetu.