Ruski vojaški vesoljski pogon

Veliko hrupa v medijih in družbenih omrežjih so povzročile izjave Vladimirja Putina, da Rusija preizkuša križarsko raketo nove generacije s skoraj neomejeno dometa in je zato praktično neranljiv za vse obstoječe in načrtovane sisteme protiraketne obrambe.

»Konec leta 2017 na osrednjem poligonu Ruska federacija Najnovejša ruska križarska raketa je bila uspešno izstreljena iz jedrska energija namestitev. Med letom je elektrarna dosegla določeno moč in zagotovila zahtevano stopnjo potiska,« je dejal Putin med tradicionalnim nagovorom zvezni skupščini.

O raketi so razpravljali v kontekstu drugih naprednih ruskih razvojnih dosežkov na področju orožja, skupaj z novo medcelinsko balistično raketo Sarmat, hiperzvočno raketo Kinžal itd. Zato sploh ne preseneča, da so Putinove izjave analizirane predvsem v vojaško-politično žilico. Vendar je v resnici vprašanje veliko širše: zdi se, da je Rusija tik pred obvladovanjem prave tehnologije prihodnosti, ki je sposobna prinesti revolucionarne spremembe v raketno-vesoljsko tehnologijo in še kaj. Ampak najprej o vsem …

Reaktivne tehnologije: "kemična" slepa ulica

Skoraj zdaj sto let Ko govorimo o reaktivnem motorju, največkrat mislimo na kemični reaktivni motor. Tako reaktivna letala kot vesoljske rakete poganja energija, pridobljena z zgorevanjem goriva na krovu.

Na splošno deluje takole: gorivo vstopi v zgorevalno komoro, kjer se pomeša z oksidantom (atmosferski zrak v reaktivnem motorju ali kisik iz rezerv v raketnem motorju). Zmes se nato vname, pri čemer se hitro sprosti precejšnja količina energije v obliki toplote, ki se prenese na zgorevalne pline. Pri segrevanju se plin hitro razširi in se tako rekoč iztisne skozi šobo motorja s precejšnjo hitrostjo. Pojavi se reaktivni tok in ustvari reaktivni potisk, ki potisne letalo v smeri, nasprotni smeri toka curka.

He 178 in Falcon Heavy sta različna izdelka in motorja, a to ne spremeni bistva.

Reaktivni in raketni motorji v vsej svoji raznolikosti (od prvega letala Heinkel 178 do Falcon Heavy Elona Muska) uporabljajo prav ta princip – spreminjajo se le pristopi k njegovi uporabi. In vsi konstruktorji raket so se tako ali drugače prisiljeni sprijazniti s temeljno pomanjkljivostjo tega načela: potrebo po prenašanju znatne količine hitro porabljenega goriva na letalu. Več kot mora opraviti motor, več goriva mora biti na krovu in manj tovora, ki ga letalo lahko sprejme med letom.

Na primer, največja vzletna teža letala Boeing 747-200 je približno 380 ton. Od tega je 170 ton za samo letalo, približno 70 ton za tovor (teža tovora in potnikov) in 140 ton ali približno 35 %. gorivo tehta, ki med letom gori s hitrostjo približno 15 ton na uro. To pomeni, da je za vsako tono tovora 2,5 tone goriva. In raketa Proton-M za izstrelitev 22 ton tovora v nizko referenčno orbito porabi približno 630 ton goriva, torej skoraj 30 ton goriva na tono tovora. Kot lahko vidite, je "faktor učinkovitosti" več kot skromen.

Če govorimo o poletih na res dolge razdalje, na primer na druge planete sončnega sistema, potem razmerje obremenitve z gorivom postane preprosto ubijalsko. Na primer, ameriška raketa Saturn 5 bi lahko na Luno dostavila 45 ton tovora, pri tem pa bi porabila več kot 2000 ton goriva. In Falcon Heavy Elona Muska z izstrelitveno maso tisoč in pol ton lahko v Marsovo orbito dostavi le 15 ton tovora, kar je 0,1% njegove začetne mase.

Zato s posadko let na lunoše vedno ostaja naloga na meji tehnoloških zmožnosti človeštva, polet na Mars pa te meje presega. Še huje: teh zmogljivosti ni več mogoče bistveno razširiti, hkrati pa še naprej izboljševati kemične izstrelke. Človeštvo je v svojem razvoju »zadelo« v zgornjo mejo, ki jo določajo naravni zakoni. Da bi šli dlje, je potreben bistveno drugačen pristop.

"Atomski" potisk

Sežiganje kemičnih goriv že dolgo ni več najučinkovitejši znani način pridobivanja energije.

Iz 1 kilograma premoga lahko pridobite približno 7 kilovatnih ur energije, medtem ko 1 kilogram urana vsebuje približno 620 tisoč kilovatnih ur.

In če ustvarite motor, ki bo prejemal energijo iz jedrske energije in ne iz kemični procesi, potem bo takšen motor potreben na desettisoče(!) krat manj goriva za enako delo. Na ta način je mogoče odpraviti ključno pomanjkljivost reaktivnih motorjev. Od ideje do izvedbe pa je dolga pot, na kateri je treba rešiti kup kompleksnih problemov. Najprej je bilo treba ustvariti jedrski reaktor, ki bi bil dovolj lahek in kompakten, da bi ga lahko namestili na letalo. Drugič, natančno je bilo treba ugotoviti, kako uporabiti energijo razpada atomskega jedra za segrevanje plina v motorju in ustvarjanje curka.

Najbolj očitna možnost je bila preprosto spuščanje plina skozi vročo sredico reaktorja. Vendar bi ta plin postal v neposredni interakciji z gorivnimi sklopi zelo radioaktivno. Če bi motor zapustil v obliki reaktivnega toka, bi močno onesnažil vse okoli, zato bi bila uporaba takšnega motorja v ozračju nesprejemljiva. To pomeni, da je treba toploto iz jedra prenesti nekako drugače, ampak kako točno? In kje lahko dobite materiale, ki lahko obdržijo svoje strukturne lastnosti več ur pri tako visokih temperaturah?

Še lažje si je predstavljati uporabo jedrske energije v "globokomorskih plovilih brez posadke", ki jih je v istem sporočilu omenil tudi Putin. Pravzaprav bo to nekaj podobnega supertorpedu, ki bo posrkal morsko vodo, jo spremenil v segreto paro, ki bo oblikovala curek. Takšen torpedo bo lahko prepotoval na tisoče kilometrov pod vodo, se gibal na kateri koli globini in lahko zadel katero koli tarčo na morju ali obali. Hkrati pa ga bo skoraj nemogoče prestreči na poti do cilja.

Trenutno se zdi, da Rusija še nima pripravljenih vzorcev takšnih naprav za uporabo. Kar zadeva križarsko raketo na jedrski pogon, o kateri je govoril Putin, očitno govorimo o poskusni izstrelitvi "množičnega modela" takšne rakete z električnim grelcem namesto jedrskega. Točno to lahko pomenijo Putinove besede o "doseganju določene moči" in "ustreznem nivoju potiska" – preverjanje, ali lahko motor takšne naprave deluje s takimi "vhodnimi parametri". Seveda, za razliko od vzorca na jedrski pogon, "modelni" izdelek ne more preleteti pomembne razdalje, vendar se to od njega ne zahteva. Na takem vzorcu je mogoče testirati tehnološke rešitve, ki se nanašajo na čisto »pogonski« del, medtem ko se reaktor dodeluje in testira na stojnici. Ločite to stopnjo od dostave končan izdelek morda le malo časa - leto ali dve.

No, če se tak motor lahko uporablja v križarskih raketah, kaj bo potem preprečilo njegovo uporabo v letalstvu? Predstavljajte si letalo na jedrski pogon, sposoben prepotovati več deset tisoč kilometrov brez pristanka ali polnjenja goriva, ne da bi porabil stotine ton dragega letalskega goriva! Na splošno govorimo o odkritje, ki bi lahko v prihodnosti naredilo pravo revolucijo v transportnem sektorju...

Je Mars pred nami?

Vendar se glavni namen jedrskih elektrarn zdi veliko bolj vznemirljiv – postati jedrsko srce vesoljske ladje nove generacije, ki bo omogočila zanesljive prometne povezave z drugimi planeti sončnega sistema. Turboreaktivnih motorjev, ki uporabljajo zunanji zrak, seveda ni mogoče uporabljati v brezzračnem prostoru. Karkoli že lahko rečemo, snov boste morali vzeti s seboj, da boste tukaj ustvarili curek. Naloga je, da ga med delovanjem porabimo veliko bolj ekonomično, za to pa mora biti hitrost pretoka snovi iz šobe motorja čim višja. Pri kemičnih raketnih motorjih je ta hitrost do 5 tisoč metrov na sekundo (običajno 2–3 tisoč) in je ni mogoče bistveno povečati.

Veliko večje hitrosti je mogoče doseči z drugačnim principom ustvarjanja curka - pospeševanjem nabitih delcev (ionov) z električnim poljem. Hitrost curka v ionskem motorju lahko doseže 70 tisoč metrov na sekundo, kar pomeni, da bo za enako količino gibanja potrebno porabiti 20–30-krat manj snovi. Res je, takšen motor bo porabil kar veliko električne energije. In za proizvodnjo te energije boste potrebovali jedrski reaktor.

Model reaktorske naprave za jedrsko elektrarno megavatnega razreda

Električni (ionski in plazemski) raketni motorji že obstajajo, npr. davnega leta 1971 ZSSR je v orbito s stacionarjem izstrelila vesoljsko plovilo Meteor plazemski motor SPD-60, ki ga je razvil OKB Fakel. Danes se podobni motorji aktivno uporabljajo za korekcijo orbite umetnih zemeljskih satelitov, vendar njihova moč ne presega 3–4 kilovatov (5 in pol konjskih moči).

Vendar pa je leta 2015 Raziskovalno središče njim. Keldysh je napovedal izdelavo prototipa ionskega motorja z močjo reda 35 kilovatov(48 KM). Ne sliši se zelo impresivno, vendar je več teh motorjev povsem dovolj za pogon vesoljskega plovila, ki se premika v praznini in stran od močnih gravitacijskih polj. Pospešek, ki ga bodo takšni motorji posredovali vesoljskemu plovilu, bo majhen, a ga bodo lahko vzdrževali dolgo (obstoječi ionski motorji imajo neprekinjen čas delovanja). do treh let).

Pri sodobnih vesoljskih plovilih raketni motorji delujejo le kratek čas, medtem ko večji del leta ladja leti po vztrajnosti. Ionski motor, ki prejema energijo iz jedrskega reaktorja, bo deloval ves čas leta - v prvi polovici bo ladjo pospeševal, v drugi pa jo zaviral. Izračuni kažejo, da bi takšno vesoljsko plovilo lahko doseglo orbito Marsa v 30–40 dneh in ne v enem letu, kot ladja s kemičnimi motorji, in s seboj nosilo tudi spustni modul, ki bi lahko prinesel osebo na površje Rdeče. Planet, nato pa ga poberi od tam.

Sovjetski in ameriški znanstveniki že od sredine 20. stoletja razvijajo raketne motorje na jedrsko gorivo. Ta razvoj ni napredoval dlje od prototipov in posameznih testov, zdaj pa v Rusiji nastaja edini raketni pogonski sistem, ki uporablja jedrsko energijo. "Reaktor" je preučeval zgodovino poskusov uvedbe jedrskih raketnih motorjev.

Ko je človeštvo šele začelo osvajati vesolje, so se znanstveniki soočili z nalogo napajati vesoljska plovila. Raziskovalci so svojo pozornost usmerili na možnost uporabe jedrske energije v vesolju z ustvarjanjem koncepta jedrskega raketnega motorja. Takšen motor naj bi izkoriščal energijo cepitve oziroma fuzije jeder za ustvarjanje reaktivnega potiska.

V ZSSR so se že leta 1947 začela dela na ustvarjanju jedrskega raketnega motorja. Leta 1953 so sovjetski strokovnjaki ugotovili, da bo "uporaba atomske energije omogočila praktično neomejene dosege in dramatično zmanjšala težo leta raket" (citirano iz publikacije "Jedrski raketni motorji", ki jo je uredil A.S. Koroteev, M, 2001) . Takrat so bili pogonski sistemi z jedrsko energijo namenjeni predvsem opremi balističnih izstrelkov, zato je bil interes vlade za razvoj velik. Ameriški predsednik John Kennedy je leta 1961 državni program za izdelavo rakete z jedrskim raketnim motorjem (projekt Rover) imenoval za eno od štirih prednostnih področij pri osvajanju vesolja.

Reaktor KIWI, 1959. Fotografija: NASA.

V poznih petdesetih letih prejšnjega stoletja so ameriški znanstveniki ustvarili reaktorje KIWI. Velikokrat so bili preizkušeni, to so storili razvijalci veliko število modifikacije. Napake so se pogosto pojavljale med testiranjem, na primer, ko je bilo jedro motorja uničeno in je bilo odkrito veliko puščanje vodika.

V zgodnjih šestdesetih letih prejšnjega stoletja sta ZDA in ZSSR ustvarili predpogoje za izvedbo načrtov za ustvarjanje jedrskih raketnih motorjev, vendar je vsaka država sledila svoji poti. ZDA so ustvarile številne modele trdnofaznih reaktorjev za takšne motorje in jih testirale na odprtih stojalih. ZSSR je preizkušala gorivni sklop in druge elemente motorja, pripravljala proizvodno, testno in kadrovsko bazo za širšo »ofenzivo«.

Diagram NERVA YARD. Ilustracija: NASA.

V Združenih državah Amerike je že leta 1962 predsednik Kennedy izjavil, da "jedrska raketa ne bo uporabljena pri prvih poletih na Luno", zato je vredno sredstva, namenjena raziskovanju vesolja, usmeriti v drug razvoj. Na prehodu iz 60. v 70. leta 20. stoletja sta bila v okviru programa NERVA testirana še dva reaktorja (PEWEE leta 1968 in NF-1 leta 1972). Toda financiranje je bilo osredotočeno na lunarni program, zato se je ameriški program za jedrski pogon zmanjšal in leta 1972 zaprl.

Nasin film o jedrskem reaktivnem motorju NERVA.

V Sovjetski zvezi se je razvoj jedrskih raketnih motorjev nadaljeval do sedemdesetih let 20. stoletja, vodila pa ga je danes znana triada domačih akademskih znanstvenikov: Mstislav Keldysh, Igor Kurchatov in. Možnosti ustvarjanja in uporabe raket na jedrski pogon so ocenili precej optimistično. Zdelo se je, da bo ZSSR izstrelila takšno raketo. Požarni testi so bili izvedeni na poligonu Semipalatinsk - leta 1978 je potekal zagon prvega reaktorja jedrskega raketnega motorja 11B91 (ali RD-0410), nato pa še dve seriji testov - druga in tretja naprava 11B91- IR-100. To sta bila prva in zadnja sovjetska jedrska raketna motorja.

M.V. Keldysh in S.P. Korolev na obisku pri I.V. Kurchatova, 1959

Rusija je bila in ostaja vodilna na področju jedrske vesoljske energije. Organizacije, kot sta RSC Energia in Roscosmos, imajo izkušnje z načrtovanjem, konstrukcijo, izstrelitvijo in delovanjem vesoljskih plovil, opremljenih z jedrskim virom energije. Jedrski motor omogoča dolgoletno delovanje letal, kar močno poveča njihovo praktično primernost.

Zgodovinska kronika

Hkrati je za dostavo raziskovalnega vozila v orbite oddaljenih planetov Osončja potrebno povečati življenjsko dobo takšne jedrske naprave na 5-7 let. Dokazano je, da bo kompleks z jedrskim pogonskim sistemom z močjo približno 1 MW kot del raziskovalnega vesoljskega plovila omogočil pospešeno dostavo umetnih satelitov najbolj oddaljenih planetov, planetarnih roverjev na površje v 5-7 letih. naravni sateliti teh planetov in dostava zemlje s kometov, asteroidov, Merkurja in satelitov Jupitra in Saturna na Zemljo.

Vlačilec za večkratno uporabo (MB)

Eden najpomembnejših načinov za povečanje učinkovitosti transportnih operacij v prostoru je ponovna uporaba elementov transportnega sistema. Jedrski motor za vesoljska plovila z močjo najmanj 500 kW omogoča ustvarjanje vlačilca za večkratno uporabo in s tem znatno povečanje učinkovitosti večveznega vesoljskega transportnega sistema. Takšen sistem je uporaben predvsem v programu zagotavljanja velikih letnih tovorov. Primer bi bil program raziskovanja Lune z ustvarjanjem in vzdrževanjem stalno rastoče bivalne baze ter eksperimentalnih tehnoloških in proizvodnih kompleksov.

Izračun tovornega prometa

Po projektnih študijah RSC Energia naj bi med gradnjo baze na lunino površino dostavili module, ki tehtajo približno 10 ton, v lunino orbito pa do 30 ton.Celoten tovor tovora z Zemlje med gradnjo bivalna lunarna baza in obiskana lunarna orbitalna postaja je ocenjena na 700-800 ton, letni pretok tovora za zagotovitev delovanja in razvoja baze pa je 400-500 ton.

Vendar princip delovanja jedrskega motorja transporterju ne omogoča dovolj hitrega pospeševanja. Zaradi dolgega časa prevoza in s tem velikega časa, ki ga tovor porabi v sevalnih pasovih Zemlje, vsega tovora ni mogoče dostaviti z vlačilci na jedrski pogon. Zato je pretok tovora, ki ga je mogoče zagotoviti na osnovi jedrskih pogonskih sistemov, ocenjen na le 100-300 ton/leto.

Ekonomska učinkovitost

Kot merilo ekonomske učinkovitosti medorbitalnega transportnega sistema je priporočljivo uporabiti vrednost specifičnega stroška transporta enote mase koristnega tovora (PG) od površja Zemlje do ciljne orbite. RSC Energia je razvila ekonomsko-matematični model, ki upošteva glavne komponente stroškov v transportnem sistemu:

• ustvarjanje in izstrelitev v orbito vlačilnih modulov;
• za nakup delujoče jedrske naprave;
• operativni stroški, kot tudi stroški raziskav in razvoja ter morebitni kapitalski stroški.

Kazalniki stroškov so odvisni od optimalnih parametrov MB. S tem modelom je primerjalna ekonomska učinkovitost uporabe vlačilca za večkratno uporabo, ki temelji na jedrskem pogonskem sistemu z močjo približno 1 MW, in vlačilca za enkratno uporabo, ki temelji na naprednih sistemih pogona na tekočino, v programu zagotavljanja dostave tovora s skupno proučevali maso 100 ton/leto od Zemlje do lunine orbite na višini 100 km. Pri uporabi iste nosilne rakete z nosilnostjo, ki je enaka nosilnosti nosilne rakete Proton-M, in shemo dveh izstrelitev za konstrukcijo transportnega sistema, specifični strošek dostave enote mase koristnega tovora z vlačilcem na jedrski pogon bo trikrat nižja kot pri uporabi vlačilcev za enkratno uporabo na osnovi raket s tekočimi motorji tipa DM-3.

Zaključek

Učinkovit jedrski pogon za vesolje prispeva k rešitvi okoljevarstveni problemi Zemlja, človeški polet na Mars, izdelava sistema za brezžični prenos energije v vesolju, izvedba odlaganja zelo nevarnih radioaktivnih odpadkov v vesolju iz zemeljske jedrske energije s povečano varnostjo, izdelava bivalne lunarne baze in začetek industrijski razvoj Lune, ki zagotavlja zaščito Zemlje pred nevarnostjo asteroidov in kometov.

Vsakih nekaj let nekaj
novi podpolkovnik odkrije Pluton.
Po tem pokliče laboratorij,
izvedeti prihodnja usoda jedrski ramjet.

To je dandanes modna tema, vendar se mi zdi, da je jedrski ramjet motor veliko bolj zanimiv, ker mu ni treba nositi delovne tekočine s seboj.
Predvidevam, da je bilo predsednikovo sporočilo o njem, vendar so iz neznanega razloga danes vsi začeli objavljati o DVORIŠČU???
Naj zberem vse tukaj na enem mestu. Povem vam, zanimive misli se pojavijo, ko preberete temo. In zelo neprijetna vprašanja.

Ramjet motor (ramjet engine; angleški izraz je ramjet, iz ram - ram) je reaktivni motor, ki je po zasnovi najenostavnejši v razredu reaktivnih motorjev z dihanjem zraka (ramjet engines). Spada v vrsto reaktivnih motorjev z direktno reakcijo, pri katerih potisk ustvarja izključno reaktivni tok, ki teče iz šobe. Povečanje tlaka, potrebno za delovanje motorja, se doseže z zaviranjem prihajajočega zračnega toka. Ramjet ne deluje, ko nizke hitrosti letenja, zlasti pri ničelni hitrosti, je potreben en ali drug pospeševalnik, da ga spravimo na delovno moč.

V drugi polovici petdesetih let prejšnjega stoletja, v času hladne vojne, so v ZDA in ZSSR razvili zasnove ramjet z jedrskim reaktorjem.


Avtor fotografije: Leicht modifiziert aus http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Pluto1955.jpg

Vir energije teh ramjet motorjev (za razliko od drugih ramjet motorjev) ni kemijska reakcija zgorevanje goriva, temveč toplota, ki jo jedrski reaktor ustvari v grelni komori delovne tekočine. Zrak iz vhodne naprave v takem ramjetu prehaja skozi jedro reaktorja, ga ohladi, segreje na delovno temperaturo (približno 3000 K) in nato teče iz šobe s hitrostjo, ki je primerljiva z izpušnimi hitrostmi za večino napredni kemični raketni motorji. Možne destinacije letalo z naslednjim motorjem:
- medcelinska raketa za križarjenje z jedrskim nabojem;
- enostopenjski vesoljski zrakoplov.

Obe državi sta ustvarili kompaktne jedrske reaktorje z nizkimi viri, ki ustrezajo dimenzijam velike rakete. V ZDA so v okviru raziskovalnih programov Pluto in Tory jedrski ramjet leta 1964 opravili teste jedrskega ramjetnega motorja Tory-IIC (s polno močjo 513 MW za pet minut s potiskom 156 kN). Preizkusi letenja niso bili izvedeni in program je bil zaprt julija 1964. Eden od razlogov za zaprtje programa je bilo izboljšanje zasnove balističnih raket s kemičnimi raketnimi motorji, ki so v celoti zagotovili reševanje bojnih nalog brez uporabe shem s sorazmerno dragimi jedrskimi ramjetnimi motorji.
O drugem v ruskih virih zdaj ni običajno govoriti ...

Projekt Pluton naj bi uporabljal taktiko letenja na nizki nadmorski višini. Ta taktika je zagotovila tajnost pred radarji sistema zračne obrambe ZSSR.
Da bi dosegli hitrost, pri kateri bi deloval ramjet motor, je bilo treba Pluton izstreliti s tal s paketom običajnih raketnih pospeševalnikov. Zagon jedrskega reaktorja se je začel šele, ko je Pluton dosegel višino križarjenja in je bil dovolj oddaljen od naseljenih območij. Jedrski motor, ki je dajal skoraj neomejen obseg delovanja, je omogočal, da je raketa krožila nad oceanom, medtem ko je čakala na ukaz za preklop na nadzvočno hitrost proti cilju v ZSSR.

Konceptna zasnova SLAM

Odločeno je bilo, da se izvede statični test reaktorja polnega obsega, ki je bil namenjen za ramjet motor.
Ker je reaktor Pluton po izstrelitvi postal izjemno radioaktiven, so ga na poligon dostavili po posebej zgrajeni, popolnoma avtomatizirani železniški progi. Vzdolž te črte se je reaktor premaknil na razdalji približno dve milji, ki je ločevala statično testno stojalo in masivno zgradbo za "razstavljanje". V stavbi je bil "vroč" reaktor razstavljen za pregled z daljinsko vodeno opremo. Znanstveniki iz Livermora so proces testiranja opazovali s pomočjo televizijskega sistema, ki je bil nameščen v pločevinastem hangarju daleč od testnega stojala. Za vsak slučaj so v hangarju postavili protisevalno zavetje z dvotedensko zalogo hrane in vode.
Vlada Združenih držav je kupila cel rudnik samo za dobavo betona, potrebnega za gradnjo zidov stavbe za rušenje (ki so bili debeli šest do osem metrov).
Milijoni funtov stisnjenega zraka so bili shranjeni v 25 milj cevi za proizvodnjo nafte. Ta stisnjen zrak naj bi uporabili za simulacijo pogojev, v katerih se znajde ramjet motor med letom pri potovalni hitrosti.
Za zagotovitev visokega zračnega tlaka v sistemu si je laboratorij izposodil velikanske kompresorje iz podmorniške baze v Grotonu v Connecticutu.
Preizkus, med katerim je enota delovala s polno močjo pet minut, je zahteval potiskanje tone zraka skozi jeklene rezervoarje, napolnjene z več kot 14 milijoni jeklenih kroglic s premerom 4 cm.Ti rezervoarji so bili segreti na 730 stopinj z uporabo grelnih elementov, v katerih olje je zagorelo.

Tori-2S, nameščen na železniški ploščadi, je pripravljen za uspešno testiranje. maj 1964

14. maja 1961 je inženirjem in znanstvenikom v hangarju, iz katerega je bil nadzorovan eksperiment, zastal dih, ko je prvi jedrski ramjet motor na svetu, nameščen na svetlo rdečem železniškem peronu, z glasnim ropotom naznanil svoje rojstvo. Tori-2A je bil izstreljen le nekaj sekund, v tem času pa ni razvil svoje nazivne moči. Vendar je bil test ocenjen kot uspešen. Najpomembneje je bilo, da se reaktor ni vžgal, česar so se nekateri predstavniki odbora za atomsko energijo izjemno bali. Skoraj takoj po testih je Merkle začel delati na izdelavi drugega tory reaktorja, ki naj bi imel večjo moč z manjšo težo.
Delo na Tori-2B ni napredovalo dlje od risalne deske. Namesto tega so Livermore takoj zgradili Tory-2C, ki je tri leta po preizkusu prvega reaktorja prekinil tišino puščave. Teden dni pozneje so reaktor ponovno zagnali in pet minut deloval s polno močjo (513 megavatov). Izkazalo se je, da je bila radioaktivnost izpuha bistveno manjša od pričakovane. Teh testov so se udeležili tudi generali letalskih sil in uradniki iz odbora za atomsko energijo.

V tem času so stranke iz Pentagona, ki so financirale projekt Pluto, začeli premagati dvomi. Ker je bila raketa izstreljena z ozemlja ZDA in je preletela ozemlje ameriških zaveznic na nizki višini, da bi je izognili sovjetskim sistemom zračne obrambe, so se nekateri vojaški strategi spraševali, ali bo raketa predstavljala grožnjo zaveznikom. Še preden bo raketa Pluton odvrgla bombe na sovražnika, bo najprej omamila, zdrobila in celo obsevala zaveznike. (Pluton, ki je letel nad glavo, naj bi na tleh proizvedel okoli 150 decibelov hrupa. Za primerjavo, raven hrupa rakete, ki je poslala Američane na Luno (Saturn V), je bila pri polnem potisku 200 decibelov.) Seveda bi bili počeni bobniči najmanjši problem, če bi bili izpostavljeni golemu reaktorju, ki je letel nad vami in vas s sevanjem gama in nevtronov ocvrl kot piščanca.

Tori-2C

Čeprav so snovalci rakete trdili, da je Pluton tudi sam po sebi izmuzljiv, so vojaški analitiki izrazili začudenje nad tem, kako lahko nekaj tako hrupnega, vročega, velikega in radioaktivnega ostane neodkrito tako dolgo, kot je potrebno za dokončanje svoje misije. Istočasno so ameriške zračne sile že začele nameščati balistične rakete Atlas in Titan, ki so bile sposobne doseči cilje nekaj ur pred letečim reaktorjem, ter protiraketni sistem ZSSR, strah pred katerim je postal glavni zagon za nastanek Plutona, kljub uspešnim poskusnim prestrezanjem nikoli ni postal ovira za balistične rakete. Kritiki projekta so se domislili lastne dekodacije akronima SLAM - počasen, nizek in grd - počasi, nizko in umazano. Po uspešnem testiranju rakete Polaris je projekt začela opuščati tudi mornarica, ki je sprva izrazila zanimanje za uporabo raket za izstrelitev s podmornic ali ladij. In končno, stroški vsake rakete so bili 50 milijonov dolarjev. Nenadoma je Pluton postal tehnologija brez uporabe, orožje brez sposobnih ciljev.

Vendar je bil zadnji žebelj v Plutonovo krsto le eno vprašanje. Je tako varljivo preprosto, da se lahko Livermorejci opravičijo, ker namerno niso bili pozorni na to. »Kje izvajati teste letenja reaktorja? Kako ljudi prepričati, da med letom raketa ne bo izgubila nadzora in preletela Los Angeles ali Las Vegas na nizki višini?« je vprašal fizik Livermorskega laboratorija Jim Hadley, ki je na projektu Pluton delal do samega konca. Trenutno dela na odkrivanju jedrskih poskusov, ki se izvajajo v drugih državah za enoto Z. Po Hadleyjevem lastnem priznanju ni bilo nobenega zagotovila, da raketa ne bo ušla izpod nadzora in se spremenila v leteči Černobil.
Za ta problem je bilo predlaganih več rešitev. Ena bi bila izstrelitev Plutona blizu otoka Wake, kjer bi raketa z osmicami letela nad ameriškim delom oceana. "Vroče" rakete naj bi bile potopljene na globini 7 kilometrov v ocean. Toda tudi ko je Komisija za atomsko energijo prepričevala ljudi, da mislijo na sevanje kot na neomejen vir energije, je bil predlog, da se številne rakete, onesnažene s sevanjem, odvržejo v ocean, zadostoval za ustavitev dela.
Komisija za atomsko energijo in letalske sile sta 1. julija 1964, sedem let in šest mesecev po začetku del, zaprla projekt Pluton.

Vsakih nekaj let nov podpolkovnik letalskih sil odkrije Pluton, je dejal Hadley. Po tem pokliče laboratorij, da ugotovi nadaljnjo usodo jedrskega ramjeta. Navdušenje podpolkovnikov izgine takoj, ko Hadley spregovori o težavah s sevanjem in preizkusih letenja. Nihče ni poklical Hadley več kot enkrat.
Če kdo hoče Plutona oživiti, bo morda lahko našel nekaj rekrutov v Livermoru. Vendar jih ne bo veliko. Zamisel o tem, kaj bi lahko postalo noro orožje, je najbolje pustiti v preteklosti.

Tehnične lastnosti rakete SLAM:
Premer - 1500 mm.
Dolžina - 20000 mm.
Teža - 20 ton.
Domet je (teoretično) neomejen.
Hitrost na morski gladini je 3 Macha.
Oborožitev - 16 termonuklearnih bomb (vsaka z močjo 1 megatona).
Motor je jedrski reaktor (moč 600 megavatov).
Sistem vodenja - inercialni + TERCOM.
Najvišja temperatura kože je 540 stopinj Celzija.
Material ogrodja je visokotemperaturno nerjaveče jeklo Rene 41.
Debelina plašča - 4 - 10 mm.

Kljub temu je jedrski ramjet motor obetaven kot pogonski sistem za enostopenjska vesoljska letala in hitra medcelinska težka transportna letala. To je olajšano z možnostjo ustvarjanja jedrskega ramjet-a, ki lahko deluje pri podzvočni in ničelni hitrosti leta v načinu raketnega motorja, z uporabo rezerv goriva na krovu. To je na primer vesoljsko letalo z jedrskim ramjet zažene (vključno z vzletom), dovaja delovno tekočino motorjem iz vgrajenih (ali zunajkrmnih) rezervoarjev in, ko že doseže hitrost od M = 1, preklopi na uporabo atmosferskega zraka .

Kot je dejal ruski predsednik V. V. Putin, je bila v začetku leta 2018 »izvedena uspešna izstrelitev križarske rakete z jedrsko elektrarno«. Poleg tega je po njegovih besedah ​​doseg takšne križarke "neomejen".

Zanima me, v kateri regiji so bili ti poskusi opravljeni in zakaj so jih pristojne službe za spremljanje jedrskih poskusov zavrnile. Ali pa je jesenski izpust rutenija-106 v ozračje nekako povezan s temi testi? Tisti. Prebivalcev Čeljabinska niso le posipali z rutenijem, ampak tudi cvrli?
Ali lahko ugotovite, kam je padla ta raketa? Preprosto povedano, kje je bil jedrski reaktor razbit? Na katerem poligonu? Na Novi Zemlji?

**************************************** ********************

Zdaj pa preberimo nekaj o jedrskih raketnih motorjih, čeprav je to povsem druga zgodba

Jedrski raketni motor (NRE) je vrsta raketnega motorja, ki uporablja energijo cepitve ali fuzije jeder za ustvarjanje reaktivnega potiska. Lahko so tekoče (segrevanje tekoče delovne tekočine v grelni komori iz jedrskega reaktorja in sproščanje plina skozi šobo) in impulzno eksplozivne (jedrske eksplozije majhne moči v enakem časovnem obdobju).
Tradicionalni jedrski pogonski motor kot celota je struktura, ki jo sestavljajo grelna komora z jedrskim reaktorjem kot virom toplote, sistem za dovod delovne tekočine in šoba. Delovna tekočina (običajno vodik) se dovaja iz rezervoarja v jedro reaktorja, kjer se skozi kanale, segrete z reakcijo jedrskega razpada, segreje na visoke temperature in nato vrže ven skozi šobo, kar ustvarja reaktivni potisk. Obstajajo različne izvedbe jedrskih pogonskih motorjev: trdnofazni, tekočefazni in plinastofazni - ustrezen agregatno stanje jedrsko gorivo v sredici reaktorja - trdno, talino ali visokotemperaturni plin (ali celo plazma).


vzhod. https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1822546

RD-0410 (indeks GRAU - 11B91, znan tudi kot "Irgit" in "IR-100") - prvo in edino sovjetsko jedrsko raketni motor 1947-78 Razvit je bil v oblikovalskem biroju Khimavtomatika v Voronežu.
RD-0410 je uporabljal heterogeni toplotni nevtronski reaktor. Zasnova je vključevala 37 gorivnih sklopov, prekritih s toplotno izolacijo, ki jih je ločevala od moderatorja. ProjektPredvideno je bilo, da je tok vodika najprej šel skozi reflektor in moderator, pri čemer je ohranjal njuno temperaturo pri sobni temperaturi, nato pa vstopil v sredico, kjer se je segrel na 3100 K. Na stojalu sta reflektor in moderator hladila ločen vodik. tok. Reaktor je šel skozi veliko serijo preizkusov, vendar nikoli ni bil testiran za celotno trajanje delovanja. Komponente izven reaktorja so bile popolnoma izčrpane.

********************************

In to je ameriški jedrski raketni motor. Njegov diagram je bil na naslovni sliki


Avtor: NASA - Odlične slike v opisu NASA, javna domena, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6462378

NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) je skupni program ameriške komisije za atomsko energijo in Nase za izdelavo jedrskega raketnega motorja (NRE), ki je trajal do leta 1972.
NERVA je pokazala, da je jedrski pogonski sistem izvedljiv in primeren za raziskovanje vesolja, konec leta 1968 pa je SNPO potrdil, da najnovejša modifikacija NERVA, NRX/XE, izpolnjuje zahteve za misijo s posadko na Mars. Čeprav so bili motorji NERVA izdelani in preizkušeni v največji možni meri in so veljali za pripravljene za namestitev na vesoljsko plovilo, je Nixonova administracija večino ameriškega vesoljskega programa preklicala.

AEC, SNPO in NASA so NERVA ocenili kot zelo uspešen program, ki je dosegel ali presegel svoje cilje. Glavni cilj programa je bil "vzpostaviti tehnično osnovo za jedrske raketne pogonske sisteme, ki se bodo uporabljali pri načrtovanju in razvoju pogonskih sistemov za vesoljske misije." Skoraj vsi vesoljski projekti, ki uporabljajo jedrske pogonske motorje, temeljijo na modelih NERVA NRX ali Pewee.

Za propad NERVE so bile odgovorne misije na Mars. Člani kongresa iz obeh političnih strank so se odločili, da bi bila misija s posadko na Mars tiha zaveza ZDA, da bodo desetletja podpirale drago vesoljsko tekmo. Vsako leto je bil program RIFT odložen in cilji NERVA so postali bolj zapleteni. Konec koncev, čeprav je imel motor NERVA veliko uspešnih testov in močno podporo kongresa, ni nikoli zapustil Zemlje.

Novembra 2017 je China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) objavila časovni načrt za razvoj kitajskega vesoljskega programa za obdobje 2017–2045. Predvideva zlasti izdelavo ladje za večkratno uporabo, ki jo poganja jedrski raketni motor.

Varno metodo uporabe jedrske energije v vesolju so izumili v ZSSR in zdaj potekajo dela za ustvarjanje jedrske naprave na njeni osnovi, je povedal generalni direktor Državnega znanstvenega centra Ruske federacije "Raziskovalni center Keldysh", akademik Anatolij Koroteev.

"Zdaj inštitut aktivno deluje v tej smeri v velikem sodelovanju med podjetji Roscosmos in Rosatom. In upam, da bomo sčasoma tukaj dosegli pozitiven učinek,« je v torek dejal A. Koroteev na letnem »Kraljevem branju« na Moskovski državni tehnični univerzi Bauman.

Po njegovih besedah ​​je center Keldysh izumil shemo za varno uporabo jedrske energije v vesolju, ki omogoča brez izpustov in deluje v zaprtem krogu, zaradi česar je naprava varna tudi v primeru okvare in padca na Zemljo. .

»Ta shema močno zmanjša tveganje uporabe jedrske energije, še posebej če upoštevamo, da je ena temeljnih točk delovanje tega sistema v orbitah nad 800-1000 km. Nato je v primeru okvare čas "utripanja" takšen, da se ti elementi varno vrnejo na Zemljo po dolgem času," je pojasnil znanstvenik.

A. Koroteev je dejal, da je ZSSR že uporabljala vesoljska plovila na jedrsko energijo, vendar so bila potencialno nevarna za Zemljo in so jih morali pozneje opustiti. »ZSSR je uporabljala jedrsko energijo v vesolju. V vesolju je bilo 34 vesoljskih plovil z jedrsko energijo, od tega 32 sovjetskih in dve ameriški,« je spomnil akademik.

Po njegovih besedah ​​bo jedrska naprava, ki se razvija v Rusiji, lažja z uporabo hladilnega sistema brez okvirja, v katerem bo hladilna tekočina jedrskega reaktorja krožila neposredno v vesolju brez cevovodnega sistema.

Toda že v zgodnjih šestdesetih letih prejšnjega stoletja so oblikovalci menili, da so jedrski raketni motorji edina prava alternativa za potovanje na druge planete v sončnem sistemu. Ugotovimo zgodovino tega vprašanja.

Tekmovanje med ZSSR in ZDA, tudi v vesolju, je bilo takrat v polnem teku, inženirji in znanstveniki so se vključili v tekmo za ustvarjanje jedrskih pogonskih motorjev, tudi vojska je sprva podpirala projekt jedrskega raketnega motorja. Sprva se je naloga zdela zelo enostavna – izdelati je treba le reaktor, namenjen hlajenju z vodikom in ne z vodo, nanj pritrditi šobo in – naprej na Mars! Američani so se na Mars odpravljali deset let po Luni in si sploh niso mogli predstavljati, da ga bodo astronavti kdaj dosegli brez jedrskih motorjev.

Američani so zelo hitro izdelali prvi prototip reaktorja in ga julija 1959 že preizkusili (imenovali so jih KIWI-A). Ti testi so le pokazali, da je reaktor mogoče uporabiti za segrevanje vodika. Zasnova reaktorja - z nezaščitenim gorivom iz uranovega oksida - ni bila primerna za visoke temperature, vodik pa se je segrel le do tisoč in pol stopinj.

S pridobivanjem izkušenj je postajala zasnova reaktorjev za jedrske raketne motorje - NRE - bolj zapletena. Uranov oksid je bil zamenjan s toplotno odpornejšim karbidom, poleg tega je bil prevlečen z niobijevim karbidom, vendar se je pri poskusu doseganja projektne temperature reaktor začel sesedati. Še več, tudi v odsotnosti makroskopskega uničenja je prišlo do difuzije uranovega goriva v hladilni vodik in izguba mase je v petih urah delovanja reaktorja dosegla 20 %. Materiala, ki bi lahko deloval pri 2700-3000 0 C in se upira uničenju z vročim vodikom, še nikoli niso našli.

Zato so se Američani odločili žrtvovati učinkovitost in so v zasnovo letalskega motorja vključili specifični impulz (potisk v kilogramih sile, dosežen z izpustom enega kilograma mase delovne tekočine vsako sekundo; merska enota je sekunda). 860 sekund. To je bila dvakratna ustrezna številka za motorje na kisik in vodik tistega časa. A ko je Američanom začelo uspevati, je zanimanje za polete s posadko že padlo, program Apollo je bil okrnjen, leta 1973 pa je bil projekt NERVA (tako se je imenoval motor za odpravo s posadko na Mars) dokončno zaprt. Po zmagi na lunarni dirki Američani niso želeli organizirati marsovske dirke.

Toda lekcija, pridobljena iz desetin zgrajenih reaktorjev in desetin izvedenih testov, je bila, da so se ameriški inženirji preveč zavzeli za obsežne jedrske poskuse, namesto da bi izdelali ključne elemente brez vključevanja jedrske tehnologije, kjer bi se ji lahko izognili. In kjer to ni mogoče, uporabite manjša stojala. Američani so skoraj vse reaktorje zagnali s polno močjo, vendar niso mogli doseči projektne temperature vodika - reaktor se je začel sesedati prej. Skupno je bilo od leta 1955 do 1972 za program jedrskih raketnih motorjev porabljenih 1,4 milijarde dolarjev - približno 5% stroškov lunarnega programa.

Tudi v ZDA so izumili projekt Orion, ki je združil obe različici jedrskega pogonskega sistema (reaktivnega in impulznega). To je bilo storjeno na naslednji način: majhne jedrske polnitve z zmogljivostjo približno 100 ton TNT so bile izvržene iz repa ladje. Za njimi so izstrelili kovinske diske. Na razdalji od ladje je naboj eksplodiral, disk je izhlapel in snov se je razpršila v različne smeri. Del tega je padel v ojačani repni del ladje in jo premaknil naprej. Majhno povečanje potiska bi moralo biti zagotovljeno z izhlapevanjem plošče, ki sprejema udarce. Cena na enoto takega leta bi morala biti takrat le 150 dolarjev na kilogram tovora.

Prišlo je celo do točke testiranja: izkušnje so pokazale, da je gibanje s pomočjo zaporednih impulzov možno, prav tako je mogoče ustvariti krmno ploščo zadostne trdnosti. Toda projekt Orion je bil leta 1965 zaprt kot neobetaven. Je pa to zaenkrat edini obstoječi koncept, ki lahko omogoča odprave vsaj po sončnem sistemu.

V prvi polovici šestdesetih let prejšnjega stoletja so sovjetski inženirji odpravo na Mars razumeli kot logično nadaljevanje takrat razvitega programa poletov s posadko na Luno. Ob vznemirjenju, ki ga je povzročila prednostna naloga ZSSR v vesolju, so bili tudi tako izjemno zapleteni problemi ocenjeni z večjim optimizmom.

Eden najpomembnejših problemov je bil (in ostaja še danes) problem oskrbe z električno energijo. Jasno je bilo, da lahko raketni motorji na tekoče gorivo, tudi obetavni kisik-vodikovi, načeloma zagotovijo let s posadko na Mars, potem pa le z ogromnimi izstrelitvenimi masami medplanetarnega kompleksa, z velikim številom priklopov posameznih blokov v nizkozemeljsko orbito.

V iskanju optimalnih rešitev so se znanstveniki in inženirji obrnili k jedrski energiji in postopoma podrobneje preučili ta problem.

V ZSSR so se raziskave o problemih uporabe jedrske energije v raketni in vesoljski tehnologiji začele v drugi polovici 50-ih let, še pred izstrelitvijo prvih satelitov. V več raziskovalnih inštitutih so se pojavile manjše skupine zanesenjakov s ciljem ustvarjanja raketnih in vesoljskih jedrskih motorjev ter elektrarn.

Konstruktorji OKB-11 S. P. Korolev so skupaj s strokovnjaki iz NII-12 pod vodstvom V. Ya Likhushin obravnavali več možnosti za vesoljske in bojne (!) rakete, opremljene z jedrskimi raketnimi motorji (NRE). Kot delovno tekočino so ocenili vodo in utekočinjene pline - vodik, amoniak in metan.

Obet je bil obetaven; postopoma je delo našlo razumevanje in finančno podporo vlade ZSSR.

Že prva analiza je pokazala, da so med številnimi možnimi shemami vesoljskih jedrskih pogonskih sistemov (NPS) najbolj perspektivne tri:

• s trdnofaznim jedrskim reaktorjem;
• z jedrskim reaktorjem v plinski fazi;
• elektronuklearni raketni pogonski sistemi.

Sheme so bile bistveno drugačne; Za vsakega izmed njih je bilo začrtanih več možnosti za razvoj teoretičnega in eksperimentalnega dela.

Najbližje izvedbi se je zdel trdnofazni jedrski pogonski motor. Spodbudo za razvoj dela v tej smeri je zagotovil podoben razvoj, ki se izvaja v ZDA od leta 1955 v okviru programa ROVER, pa tudi možnosti (kot se je takrat zdelo) ustvarjanja domačega medcelinskega bombnika s posadko z jedrskim pogonom. sistem.

Trdnofazni jedrski pogonski motor deluje kot direktnotočni motor. Tekoči vodik vstopi v del šobe, ohladi reaktorsko posodo, gorivne sklope (FA), moderator, nato pa se obrne in pride v notranjost FA, kjer se segreje do 3000 K in se vrže v šobo, pospešuje do visokih hitrosti.

Načela delovanja jedrskega motorja niso bila vprašljiva. Vendar pa je bila njegova zasnova (in značilnosti) v veliki meri odvisna od "srca" motorja - jedrskega reaktorja in je bila določena predvsem z njegovim "polnjenjem" - jedrom.

Razvijalci prvih ameriških (in sovjetskih) jedrskih pogonskih motorjev so se zavzemali za homogeni reaktor z grafitnim jedrom. Nekoliko ločeno je potekalo delo iskalne skupine za nove vrste visokotemperaturnih goriv, ​​ustanovljene leta 1958 v laboratoriju št. 21 (vodja G. A. Meerson) NII-93 (direktor A. A. Bochvar). Pod vplivom dela na letalskem reaktorju (satovju berilijevega oksida), ki je potekalo v tistem času, je skupina poskušala (spet raziskovalno) pridobiti materiale na osnovi silicija in cirkonijevega karbida, ki so bili odporni proti oksidaciji.

Po spominih R.B. Kotelnikov, uslužbenec NII-9, se je spomladi 1958 vodja laboratorija št. 21 srečal s predstavnikom NII-1 V. N. Boginom. Povedal je, da kot glavni material za gorivne elemente (gorivne palice) reaktorja v njihovem inštitutu (mimogrede, takrat glavnem v raketni industriji; vodja inštituta V. Ya. Likhushin, znanstveni direktor M. V. Keldysh, vodja laboratorija V. M. Ievlev) uporabljajo grafit. Predvsem so se že naučili, kako na vzorce nanesti premaze za zaščito pred vodikom. NII-9 je predlagal preučitev možnosti uporabe karbidov UC-ZrC kot osnove za gorivne elemente.

Po kratkem času se je pojavil še en kupec gorivnih palic - Design Bureau M.M. Bondaryuk, ki je ideološko tekmoval z NII-1. Če je slednji predstavljal večkanalno zasnovo vseh blokov, potem se je Design Bureau M. M. Bondaryuka usmeril v različico z zložljivo ploščo, pri čemer se je osredotočil na enostavnost obdelave grafita in ni bil osramočen zaradi kompleksnosti delov - milimetrsko debelih plošče z enakimi rebri. Karbide je veliko težje obdelati; takrat je bilo iz njih nemogoče izdelati dele, kot so večkanalni bloki in plošče. Postalo je jasno, da je treba ustvariti neko drugo zasnovo, ki bi ustrezala posebnostim karbidov.

Konec leta 1959 - začetek leta 1960 je bil ugotovljen odločilni pogoj za gorivne palice NRE - jedro tipa palice, ki je zadovoljilo stranke - raziskovalni inštitut Likhushin in oblikovalski biro Bondaryuk. Zasnova heterogenega reaktorja na toplotne nevtrone je bila zanje utemeljena kot glavna; njegove glavne prednosti (v primerjavi z alternativnim homogenim grafitnim reaktorjem) so:

• možna je uporaba nizkotemperaturnega moderatorja, ki vsebuje vodik, kar omogoča ustvarjanje jedrskih pogonskih motorjev z visoko masno popolnostjo;
• možno je razviti majhen prototip jedrskega pogonskega motorja s potiskom približno 30...50 kN s visoka stopnja kontinuiteta za motorje in jedrske elektrarne naslednje generacije;
• možna je široka uporaba ognjevzdržnih karbidov v gorivnih palicah in drugih delih strukture reaktorja, kar omogoča maksimiranje temperature ogrevanja delovne tekočine in zagotavljanje povečanega specifičnega impulza;
• mogoče je avtonomno testirati, element za elementom, glavne komponente in sisteme jedrskega pogonskega sistema (NPP), kot so gorivni elementi, moderator, reflektor, turbočrpalka (TPU), krmilni sistem, šoba itd.; to omogoča vzporedno izvajanje testiranj, kar zmanjša količino dragih kompleksnih testiranj elektrarne kot celote.

Okoli 1962–1963 Delo na problemu jedrskega pogona je vodil NII-1, ki ima močno eksperimentalno bazo in odlično osebje. Manjkala jim je le uranova tehnologija, pa tudi jedrski znanstveniki. Z vključevanjem NII-9 in nato IPPE je nastalo sodelovanje, ki je za svojo ideologijo vzelo ustvarjanje minimalnega potiska (približno 3,6 tf), a "pravega" poletnega motorja z "naravnim" reaktorjem IR- 100 (test ali raziskava, 100 MW, glavni oblikovalec - Yu.A. Treskin). Podprto z vladnimi predpisi je NII-1 zgradil stojala za električni oblok, ki so vedno presenetila domišljijo - na desetine 6-8 m visokih valjev, ogromne vodoravne komore z močjo več kot 80 kW, oklepno steklo v škatlah. Udeležence srečanja so navdihnili pisani plakati z načrti poletov na Luno, Mars itd. Predvidevalo se je, da bodo v procesu ustvarjanja in testiranja jedrskega pogonskega motorja rešena konstrukcijska, tehnološka in fizična vprašanja.

Po besedah ​​​​R. Kotelnikova je zadevo na žalost zapletlo ne zelo jasno stališče raketnih znanstvenikov. Ministrstvo za splošno inženirstvo (MOM) je imelo velike težave pri financiranju programa testiranja in izdelave baze preskusne naprave. Zdelo se je, da IOM nima želje ali zmogljivosti za napredek programa NRD.

Do konca šestdesetih let prejšnjega stoletja je bila podpora konkurentom NII-1 - IAE, PNITI in NII-8 - veliko resnejša. Ministrstvo za srednje inženirstvo (»jedrski znanstveniki«) je aktivno podpiralo njihov razvoj; reaktor IVG z zanko (z jedrom in sklopi centralnega kanala v obliki palice, ki ga je razvil NII-9) je sčasoma prišel v ospredje do začetka 70. let; tam se je začelo testiranje gorivnih sklopov.

Zdaj, 30 let kasneje, se zdi, da je bila linija IAE pravilnejša: najprej - zanesljiva "zemeljska" zanka - testiranje gorivnih palic in sklopov, nato pa izdelava letalskega jedrskega pogonskega motorja zahtevane moči. A takrat se je zdelo, da je možno zelo hitro narediti pravi motor, pa čeprav majhen... Ker pa je življenje pokazalo, da objektivne (ali celo subjektivne) potrebe po takem motorju ni (k temu lahko tudi dodamo, da je bila resnost negativnih vidikov te usmeritve, na primer mednarodnih dogovorov o jedrskih napravah v vesolju, sprva močno podcenjena), nato pa se je temeljni program, katerega cilji niso bili ozki in specifični, izkazal za ustrezno pravilnejšega. in produktivno.

1. julija 1965 je bil pregledan idejni načrt reaktorja IR-20-100. Vrhunec je bila objava tehnične zasnove gorivnih elementov IR-100 (1967), sestavljenih iz 100 palic (UC-ZrC-NbC in UC-ZrC-C za vstopne odseke in UC-ZrC-NbC za izhod) . NII-9 je bil pripravljen izdelati veliko serijo jedrnih elementov za prihodnje jedro IR-100. Projekt je bil zelo napreden: po približno 10 letih, praktično brez bistvenih sprememb, so ga uporabili na področju aparata 11B91 in še zdaj so vse glavne rešitve ohranjene v sklopih podobnih reaktorjev za druge namene, z povsem drugačna stopnja računske in eksperimentalne upravičenosti.

"Raketni" del prvega domačega jedrskega RD-0410 je bil razvit v Voronežu Projektni biro kemijska avtomatizacija (KBKhA), "reaktor" (vprašanja nevtronskega reaktorja in sevalne varnosti) - Inštitut za fiziko in energijo (Obninsk) in Inštitut za atomsko energijo Kurchatov.

KBHA je znana po svojem delu na področju motorjev na tekoča goriva za balistične rakete, vesoljska plovila in nosilne rakete. Tu je bilo razvitih približno 60 vzorcev, od katerih jih je bilo 30 v množično proizvodnjo. Do leta 1986 je KBHA ustvaril najmočnejši enokomorni kisik-vodikov motor v državi RD-0120 s potiskom 200 tf, ki je bil uporabljen kot pogonski motor v drugi stopnji kompleksa Energia-Buran. Jedrski RD-0410 je bil ustvarjen skupaj s številnimi obrambnimi podjetji, oblikovalskimi biroji in raziskovalnimi inštituti.

V skladu s sprejetim konceptom sta bila tekoči vodik in heksan (inhibitorni dodatek, ki zmanjšuje hidrogeniranje karbidov in podaljšuje življenjsko dobo gorivnih elementov) s pomočjo TNA dovedena v heterogeni reaktor s toplotnimi nevtroni z gorivnimi sklopi, obdanimi z moderatorjem iz cirkonijevega hidrida. Njihove lupine so bile ohlajene z vodikom. Reflektor je imel pogone za vrtenje absorpcijskih elementov (cilindri iz borovega karbida). Črpalka je vključevala tristopenjsko centrifugalno črpalko in enostopenjsko aksialno turbino.

V petih letih, od 1966 do 1971, so bili ustvarjeni temelji tehnologije reaktorskega motorja, nekaj let kasneje pa je začela delovati močna eksperimentalna baza, imenovana "ekspedicija št. 10", nato pa eksperimentalna ekspedicija NPO "Luch" na poligon za jedrske poskuse Semipalatinsk.
Posebne težave so se pojavile med testiranjem. Zaradi sevanja ni bilo mogoče uporabiti običajnih stojal za izstrelitev jedrskega raketnega motorja v polnem obsegu. Odločeno je bilo, da se reaktor preizkusi na jedrskem poligonu v Semipalatinsku, "raketni del" pa v NIIkhimmash (Zagorsk, zdaj Sergiev Posad).

Za preučevanje procesov v komori je bilo izvedenih več kot 250 testov na 30 "hladnih motorjih" (brez reaktorja). Kot model grelnega elementa je bila uporabljena zgorevalna komora raketnega motorja kisik-vodik 11D56, ki ga je razvil KBKhimmash (glavni oblikovalec - A.M. Isaev). Največji čas delovanja je bil 13 tisoč sekund z deklariranim virom 3600 sekund.

Za testiranje reaktorja na poligonu Semipalatinsk so zgradili dva posebna jaška s podzemnimi servisnimi prostori. Eden od jaškov je bil povezan s podzemnim rezervoarjem za stisnjen vodikov plin. Uporaba tekočega vodika je bila opuščena zaradi finančnih razlogov.

Leta 1976 je bil izveden prvi energetski zagon reaktorja IVG-1. Vzporedno je OE ustvaril stojalo za testiranje "pogonske" različice reaktorja IR-100, nekaj let kasneje pa je bil testiran na drugačna moč(eden od IR-100 je bil naknadno spremenjen v raziskovalni reaktor za materiale majhne moči, ki še danes deluje).

Pred poskusnim zagonom so reaktor spustili v jašek s pomočjo nadometnega portalnega žerjava. Po zagonu reaktorja je vodik od spodaj vstopil v "kotel", se segrel na 3000 K in v ognjenem toku izbruhnil iz jaška. Kljub neznatni radioaktivnosti uhajajočih plinov podnevi ni smel biti zunaj v radiju enega in pol kilometra od poligona. Samemu rudniku se ni bilo mogoče približati mesec dni. Kilometer in pol dolg podzemni rov je iz varnega območja vodil najprej v en bunker, od tam pa v drugega, ki se nahaja v bližini rudnikov. Strokovnjaki so se premikali po teh edinstvenih "koridorjih".

Ievlev Vitalij Mihajlovič

Rezultati poskusov, izvedenih z reaktorjem v letih 1978–1981, so potrdili pravilnost projektnih rešitev. Načeloma je nastalo DVORIŠČE. Preostalo je le povezati oba dela in opraviti obsežne teste.

Okoli leta 1985 bi lahko RD-0410 (po drugem sistemu označevanja 11B91) izvedel svoj prvi vesoljski polet. Toda za to je bilo potrebno razviti pospeševalno enoto, ki temelji na njem. Žal to delo ni bilo naročeno nobenemu biroju za oblikovanje vesolja in za to je veliko razlogov. Glavna je tako imenovana perestrojka. Prenagljeni koraki so privedli do dejstva, da se je celotna vesoljska industrija takoj znašla "v nemilosti" in leta 1988 je bilo delo na jedrskem pogonu v ZSSR (takrat je ZSSR še obstajala) ustavljeno. To se ni zgodilo zaradi tehničnih težav, ampak zaradi trenutnih ideoloških razlogov.In leta 1990 je umrl idejni navdihnik programov jedrskih raketnih motorjev v ZSSR, Vitalij Mihajlovič Ievlev ...

Katere večje uspehe so razvijalci dosegli pri ustvarjanju pogonskega sistema jedrske energije "A"?

V reaktorju IVG-1 je bilo izvedenih več kot poldrugi ducat testov v polnem obsegu in pridobljeni so bili naslednji rezultati: Najvišja temperatura vodik – 3100 K, specifični impulz – 925 s, specifična toplotna sprostitev do 10 MW/l, skupni vir več kot 4000 s z 10 zaporednimi zagoni reaktorja. Ti rezultati bistveno presegajo ameriške dosežke v grafitnih conah.

Treba je opozoriti, da v celotnem obdobju testiranja NRE, kljub odprtemu izpuhu, izkoristek radioaktivnih fisijskih fragmentov ni presegel dovoljenih standardov niti na testnem mestu niti zunaj njega in ni bil registriran na ozemlju sosednjih držav.

Najpomembnejši rezultat dela je bilo ustvarjanje domače tehnologije za takšne reaktorje, proizvodnja novih ognjevzdržnih materialov, dejstvo o ustvarjanju reaktorskega motorja pa je povzročilo številne nove projekte in ideje.

Čeprav je bil nadaljnji razvoj tovrstnih jedrskih pogonskih motorjev prekinjen, so doseženi dosežki edinstveni ne le pri nas, ampak tudi v svetu. To je bilo v zadnjih letih večkrat potrjeno na mednarodnih simpozijih o vesoljski energetiki, pa tudi na srečanjih domačih in ameriških strokovnjakov (na slednjem je bilo ugotovljeno, da je stojalo reaktorja IVG danes edina delujoča testna naprava na svetu, ki lahko pomembno vlogo pri eksperimentalnem razvoju FA in jedrskih elektrarn).