Proiectarea motoarelor rachete pe combustibil nuclear. Fizica nucleară la îndemână
Citeste si
Adesea, în publicațiile educaționale generale despre astronautică, diferența dintre un motor de rachetă nucleară (NRE) și un sistem de propulsie electrică a rachetei nucleare (NRE) nu este distinsă. Cu toate acestea, aceste abrevieri ascund nu numai diferența dintre principiile conversiei energiei nucleare în tracțiunea rachetei, ci și o istorie foarte dramatică a dezvoltării astronauticii.
Drama istoriei constă în faptul că, dacă studiile asupra centralelor nucleare și nucleare s-ar fi oprit în principal din motive economice atât în URSS, cât și în SUA ar continua, atunci zborurile umane către Marte ar fi devenit de mult un loc obișnuit.
Totul a început cu aeronave atmosferice cu un motor nuclear ramjet
Designerii din SUA și URSS au considerat că „respira” instalații nucleare capabile să atragă aerul exterior și să-l încălzească la temperaturi colosale. Probabil, acest principiu de generare a forței a fost împrumutat de la motoarele ramjet, doar în loc de combustibil pentru racheta a fost folosită energia de fisiune nuclee atomice dioxid de uraniu 235.În SUA, un astfel de motor a fost dezvoltat ca parte a proiectului Pluto. Americanii au reușit să creeze două prototipuri ale noului motor - Tory-IIA și Tory-IIC, pe care reactoarele au fost chiar pornite. Capacitatea centralei urma să fie de 600 de megawați.
Motoarele dezvoltate în cadrul proiectului Pluto au fost planificate să fie instalate pe rachete de croazieră, care au fost create în anii 1950 sub denumirea SLAM (Rachetă supersonică de joasă altitudine, rachetă supersonică de joasă altitudine).
În Statele Unite, au plănuit să construiască o rachetă de 26,8 metri lungime, trei metri în diametru și cântărind 28 de tone. Corpul rachetei trebuia să găzduiască un focos nuclear, precum și un sistem de propulsie nucleară cu o lungime de 1,6 metri și un diametru de 1,5 metri. Pe fondul altor dimensiuni, instalația părea foarte compactă, ceea ce explică principiul de funcționare cu flux direct.
Dezvoltatorii credeau că, datorită motorului nuclear, raza de acțiune a rachetei SLAM va fi de cel puțin 182.000 de kilometri.
În 1964, Departamentul de Apărare al SUA a închis proiectul. Motivul oficial a fost că în zbor, o rachetă de croazieră cu propulsie nucleară poluează prea mult totul în jur. Dar, de fapt, motivul au fost costurile semnificative ale întreținerii unor astfel de rachete, mai ales că până atunci știința rachetelor se dezvolta rapid pe baza motoarelor de rachete cu propulsie lichidă, a căror întreținere era mult mai ieftină.
URSS a rămas fidelă ideii de a crea un NRE cu flux direct mult mai mult timp decât Statele Unite, închizând proiectul abia în 1985. Dar rezultatele au fost mult mai semnificative. Astfel, primul și singurul motor de rachetă nuclear sovietic a fost dezvoltat la biroul de proiectare Khimavtomatika, Voronezh. Acesta este RD-0410 (indice GRAU - 11B91, cunoscut și ca „Irbit” și „IR-100”).
În RD-0410, a fost utilizat un reactor cu neutroni termici eterogen, hidrura de zirconiu a servit ca moderator, reflectoarele de neutroni erau fabricate din beriliu, combustibilul nuclear era un material pe bază de uraniu și carburi de tungsten, îmbogățit în izotopul 235 aproximativ 80%.
Designul a inclus 37 de ansambluri de combustibil acoperite cu izolație termică care le separă de moderator. Proiectul prevedea ca fluxul de hidrogen să treacă mai întâi prin reflector și moderator, menținându-le temperatura la temperatura camerei, apoi să intre în miez, unde a răcit ansamblurile de combustibil, încălzind până la 3100 K. La stand, reflectorul și moderatorul au fost răcit printr-un flux separat de hidrogen.
Reactorul a trecut printr-o serie semnificativă de teste, dar nu a fost niciodată testat pe toată durata de funcționare. Cu toate acestea, în afara reactorului unitățile au fost pe deplin lucrate.
Specificații RD 0410
Împingere în gol: 3,59 tf (35,2 kN)
Puterea termică a reactorului: 196 MW
Impuls specific de tracțiune în vid: 910 kgf s/kg (8927 m/s)
Număr de incluziuni: 10
Resurse de lucru: 1 oră
Componentele combustibilului: fluid de lucru - hidrogen lichid, substanță auxiliară - heptan
Greutate cu protecție împotriva radiațiilor: 2 tone
Dimensiuni motor: inaltime 3,5 m, diametru 1,6 m.
Dimensiuni generale și greutate relativ mici, temperatură ridicată a combustibilului nuclear (3100 K) la sistem eficient Răcirea cu un flux de hidrogen indică faptul că RD0410 este un prototip aproape ideal de motor de rachetă nucleară pentru rachete de croazieră moderne. Și având în vedere tehnologii moderne obținerea de combustibil nuclear cu auto-oprire, creșterea resursei de la o oră la câteva ore este o sarcină foarte reală.
Proiecte de motoare de rachete nucleare
Motor de rachetă nucleară (NRE) - motor turboreactor, în care energia care decurge din reacție nucleară degradare sau sinteza, incalzeste fluidul de lucru (cel mai adesea, hidrogen sau amoniac).Există trei tipuri de NRE în funcție de tipul de combustibil pentru reactor:
- fază solidă;
- fază lichidă;
- fază gazoasă.
În motoarele cu rachete nucleare în fază gazoasă, combustibilul (de exemplu, uraniul) și fluidul de lucru sunt în stare gazoasă (sub formă de plasmă) și sunt păstrate în zonă de muncă câmp electromagnetic. Încălzită la zeci de mii de grade, plasma de uraniu transferă căldură fluidului de lucru (de exemplu, hidrogen), care, la rândul său, fiind încălzit la temperaturi ridicate, formează un jet.
După tipul de reacție nucleară, se disting un motor de rachetă cu radioizotop, un motor de rachetă termonuclear și un motor nuclear propriu-zis (se folosește energia fisiunii nucleare).
O opțiune interesantă este, de asemenea, un NRE pulsat - se propune utilizarea unei încărcături nucleare ca sursă de energie (combustibil). Astfel de instalații pot fi de tip intern și extern.
Principalele avantaje ale YRD sunt:
- impuls specific ridicat;
- rezervă de energie semnificativă;
- compactitatea sistemului de propulsie;
- posibilitatea de a obține o tracțiune foarte mare - zeci, sute și mii de tone în vid.
- fluxuri de radiații penetrante (radiații gamma, neutroni) în timpul reacțiilor nucleare;
- îndepărtarea compușilor foarte radioactivi ai uraniului și aliajelor acestuia;
- scurgerea gazelor radioactive cu fluidul de lucru.
Centrală nucleară
Având în vedere că orice informație fiabilă despre centralele nucleare din publicații, inclusiv din articole științifice, este imposibil de obținut, principiul de funcționare a unor astfel de instalații este cel mai bine luat în considerare pe exemplele de materiale brevetate deschise, deși acestea conțin know-how.Deci, de exemplu, remarcabilul om de știință rus Anatoly Sazonovich Koroteev, autorul invenției sub brevet, a oferit o soluție tehnică pentru compoziția echipamentelor unei centrale nucleare moderne. În continuare, dau o parte din documentul de brevet specificat text și fără comentarii.
Esența soluției tehnice propuse este ilustrată de diagrama prezentată în desen. Centrala nucleară care funcționează în modul propulsie-energie conține un sistem de propulsie electrică (EPP) (de exemplu, diagrama prezintă două motoare electrice de rachetă 1 și 2 cu sistemele de alimentare corespunzătoare 3 și 4), o centrală reactor 5, o turbină 6, un compresor 7, un generator 8, un schimbător de căldură-recuperator 9, un tub vortex Rank-Hilsch 10, un frigider-emițător 11. În acest caz, turbina 6, compresorul 7 și generatorul 8 sunt combinate într-un o singură unitate - un turbogenerator-compresor. Centrala nucleară este echipată cu conducte 12 ale fluidului de lucru și linii electrice 13 care leagă generatorul 8 și sistemul de propulsie electrică. Schimbătorul-recuperator de căldură 9 are așa-numitele intrări de temperatură înaltă 14 și temperatură joasă 15 ale fluidului de lucru, precum și ieșiri de temperatură înaltă 16 și temperatură joasă 17 ale fluidului de lucru.Linkuri:Ieșirea instalației de reactor 5 este conectată la intrarea turbinei 6, ieșirea turbinei 6 este conectată la intrarea de temperatură înaltă 14 a schimbătorului de căldură-recuperator 9. Ieșirea la temperatură joasă 15 a schimbătorului de căldură -recuperatorul 9 este conectat la intrarea la tubul vortex Ranque-Hilsch 10. Tubul vortex Ranque-Hilsch 10 are două ieșiri, dintre care una (prin fluidul de lucru „fierbinte”) este conectată la radiatorul-răcitor 11 și celălalt (prin fluidul de lucru „rece”) este conectat la admisia compresorului 7. Ieșirea radiatorului-răcitor 11 este conectată și la intrarea în compresor 7. Ieșirea compresorului 7 este conectată la temperatura scăzută. intrarea 15 la schimbătorul-recuperator de căldură 9. Ieșirea de temperatură înaltă 16 a schimbătorului-recuperator de căldură 9 este conectată la intrarea în instalația de reactor 5. Astfel, elementele principale ale centralei nucleare sunt interconectate printr-o singură funcționare. circuitul fluidului.
Yaedu lucrează în felul următor. Fluidul de lucru încălzit în instalația de reactor 5 este trimis la turbina 6, care asigură funcționarea compresorului 7 și a generatorului 8 al turbogeneratorului-compresor. Generatorul 8 generează energie electrică, care, conform linii electrice 13 este trimis la motoarele electrice de rachetă 1 și 2 și la sistemele lor de alimentare 3 și 4, asigurând funcționarea acestora. După părăsirea turbinei 6, fluidul de lucru este trimis prin orificiul de admisie la temperatură înaltă 14 către schimbătorul de căldură-recuperator 9, unde fluidul de lucru este parțial răcit.
Apoi, de la ieșirea la temperatură joasă 17 a schimbătorului-recuperator de căldură 9, fluidul de lucru este trimis către tubul vortex Rank-Hilsch 10, în interiorul căruia fluxul de fluid de lucru este împărțit în componente „fierbinte” și „rece”. Partea „fierbintă” a fluidului de lucru merge apoi la răcitorul-emițător 11, unde această parte a fluidului de lucru este răcită efectiv. Partea „rece” a fluidului de lucru urmează intrarea în compresor 7, iar după răcire, partea din fluidul de lucru care părăsește radiatorul-răcitor 11 urmează acolo.
Compresorul 7 furnizează fluidul de lucru răcit la schimbătorul de căldură-recuperator 9 prin orificiul de admisie la temperatură joasă 15. Acest fluid de lucru răcit în schimbătorul de căldură-recuperator 9 asigură răcirea parțială a fluxului de fluid de lucru care intră în schimbătorul de căldură. recuperatorul 9 de la turbina 6 prin orificiul de admisie la temperatură înaltă 14. În plus, fluidul de lucru parțial încălzit (datorită schimbului de căldură cu contracurent al fluidului de lucru din turbina 6) de la schimbătorul-recuperator de căldură 9 prin ieșirea de temperatură 16 intră din nou în instalația de reactor 5, ciclul se repetă din nou.
Astfel, un singur fluid de lucru situat într-o buclă închisă asigură muncă continuă Centrala nucleară și utilizarea tubului vortex Rank-Hilsch ca parte a centralei nucleare în conformitate cu soluția tehnică propusă îmbunătățește caracteristicile de greutate și dimensiune ale centralei nucleare, crește fiabilitatea funcționării acesteia, își simplifică schema de proiectare și face posibilă creșterea eficienței centralei nucleare în ansamblu.
Un motor rachetă, în care fluidul de lucru este fie o substanță (de exemplu, hidrogen), încălzită de energia eliberată în timpul unei reacții nucleare sau dezintegrare radioactivă, fie direct de către produsele acestor reacții. Distinge…… Dicţionar enciclopedic mare
Un motor rachetă în care fluidul de lucru este fie o substanță (de exemplu, hidrogen) încălzită de energia eliberată în timpul unei reacții nucleare sau dezintegrare radioactivă, fie direct de către produsele acestor reacții. Este in… … Dicţionar enciclopedic
motor de rachetă nucleară- branduolinis raketinis variklis statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Raketinis variklis, kuriame reaktyvinė trauka sudaroma vykstant branduolinei arba termobranduolinei reakcijai. Branduoliniams raketiniams varikliams sudaroma kur kas didesnė… … Artilerijos terminų žodynas
- (NRE) un motor de rachetă în care se creează tracțiune datorită energiei eliberate în timpul dezintegrarii radioactive sau a unei reacții nucleare. În funcție de tipul de reacție nucleară care are loc în NRE, un motor de rachetă cu radioizotop este izolat, ... ...
- (YARD) motor rachetă, în care sursa de energie este combustibilul nuclear. În CORTE cu un reactor nuclear. Căldura eliberată ca urmare a unei reacții nucleare în lanț este transferată în fluidul de lucru (de exemplu, hidrogen). Miezul unui reactor nuclear ......
Acest articol ar trebui să fie wikificat. Vă rugăm să formatați-l conform regulilor de formatare a articolelor. Motor de rachetă nucleară pe o soluție omogenă de săruri de combustibil nuclear (în engleză ... Wikipedia
Un motor de rachetă nucleară (NRE) este un tip de motor de rachetă care utilizează energia fisiunii nucleare sau a fuziunii pentru a crea tracțiunea jetului. Ele sunt de fapt reactive (încălzirea fluidului de lucru într-un reactor nuclear și îndepărtarea gazului prin ...... Wikipedia
Un motor cu reacție, sursa de energie și al cărui fluid de lucru se află în vehiculul însuși. Motorul rachetei este singurul practic stăpânit pentru a lansa o sarcină utilă pe orbita unui satelit artificial de pe Pământ și a o utiliza în ...... Wikipedia
- (RD) Un motor cu reacție care folosește pentru activitatea sa numai substanțe și surse de energie disponibile în stoc pe un vehicul în mișcare (aeronava, sol, subacvatic). Astfel, spre deosebire de motoarele cu reacție de aer (vezi ...... Marea Enciclopedie Sovietică
Motor de rachetă cu izotopi, un motor de rachetă nucleară care utilizează energia dezintegrarii izotopilor radioactivi ai substanțelor chimice. elemente. Această energie servește la încălzirea fluidului de lucru, sau produsele de degradare în sine sunt fluidul de lucru, formând ... ... Marele dicționar politehnic enciclopedic
La sfârșitul anului trecut, forțele ruse de rachete scop strategic a testat o armă complet nouă, a cărei existență, așa cum se credea anterior, era imposibilă. Racheta de croazieră cu propulsie nucleară, desemnată 9M730 de către experții militari, este tocmai noua armă despre care a vorbit președintele Putin în Discursul adresat Adunării Federale. Testul rachetei a fost efectuat probabil la locul de testare pamant nou, provizoriu la sfârșitul toamnei 2017, însă, datele exacte nu vor fi desecretizate în curând. Dezvoltatorul rachetei, de asemenea, probabil, este Novator Experimental Design Bureau (Ekaterinburg). Potrivit unor surse competente, racheta a lovit ținta în modul normal, iar testele au fost recunoscute ca fiind complet reușite. În plus, în mass-media au apărut presupuse fotografii cu lansarea (mai sus) a unei noi rachete cu o centrală nucleară, și chiar și dovezi indirecte legate de prezența la momentul estimat al testării în imediata apropiere a locului de testare a „zburatorului”. laborator" Il-976 LII Gromov cu semne Rosatom. Cu toate acestea, au apărut mai multe întrebări. Este realistă capacitatea declarată a rachetei de a zbura pe o rază nelimitată și cum se realizează?
Caracteristicile unei rachete de croazieră cu o centrală nucleară
Caracteristicile rachetei de croazieră cu propulsie nucleară care au apărut în mass-media imediat după discursul lui Vladimir Putin pot diferi de cele reale, care vor fi cunoscute ulterior. Până în prezent, următoarele date privind dimensiunea și caracteristicile de performanță ale rachetei au devenit cunoscute publicului:Lungime
- Acasă- nu mai puțin de 12 metri,
- defilare- nu mai puțin de 9 metri,
Diametrul corpului rachetei- aproximativ 1 metru,
Lățimea cocii- aproximativ 1,5 metri,
înălțimea cozii- 3,6 - 3,8 metri
Principiul de funcționare al rachetei de croazieră rusești cu propulsie nucleară
Dezvoltarea rachetelor cu o centrală nucleară a fost realizată de mai multe țări simultan, iar dezvoltarea a început încă din îndepărtatul anilor 1960. Proiectele propuse de ingineri diferă doar în detalii, principiul de funcționare poate fi descris într-un mod simplificat astfel: reactorul nuclear încălzește amestecul intrând în containere speciale ( diferite variante, de la amoniac la hidrogen) cu ejectie ulterioară prin duze sub presiune ridicata. Cu toate acestea, versiunea rachetei de croazieră care a fost menționată Președintele Rusiei, nu se potrivește cu niciunul dintre exemplele de design dezvoltate anterior.Cert este că, potrivit lui Putin, racheta are o rază de zbor aproape nelimitată. Acest lucru, desigur, nu poate fi înțeles în așa fel încât o rachetă să poată zbura ani de zile, dar poate fi privit ca o indicație directă că raza sa de zbor este de multe ori mai mare decât raza de zbor a rachetelor de croazieră moderne. Al doilea punct, care nu poate fi trecut cu vederea, este, de asemenea, asociat cu raza de zbor nelimitată declarată și, în consecință, cu funcționarea unității de putere a rachetei de croazieră. De exemplu, un reactor cu neutroni termici eterogen testat în motorul RD-0410, care a fost dezvoltat de Kurchatov, Keldysh și Korolev, a avut o durată de viață de doar 1 oră și, în acest caz, nu poate exista o rază de zbor nelimitată a unei astfel de croazieri. rachetă cu motor nuclear.vorbire.
Toate acestea sugerează că oamenii de știință ruși au propus un concept complet nou, anterior neconsiderat al structurii, în care o substanță este utilizată pentru încălzire și ejectare ulterioară din duză, care are o resursă mult mai economică pentru cheltuirea pe distanțe lungi. De exemplu, poate fi un motor nuclear cu reacție de aer (NaVRD) de un tip complet nou, în care masa de lucru este aerul atmosferic, pompat in rezervoare de lucru prin compresoare, incalzit de o instalatie nucleara cu evacuare ulterioara prin duze.
De asemenea, merită remarcat faptul că racheta de croazieră cu o unitate nucleară anunțată de Vladimir Putin este capabilă să zboare în zonele de operare activă a sistemelor de apărare aeriană și antirachetă, precum și să mențină calea către țintă la nivel scăzut și ultra- altitudini joase. Acest lucru este posibil doar prin echiparea rachetei cu sisteme de urmărire a terenului care sunt rezistente la interferența creată de echipamentele de război electronice inamice.
La câțiva ani unii
un nou locotenent colonel descoperă Pluto.
După aceea, sună la laborator,
pentru a afla soarta ramjetului nuclear.
Un subiect la modă astăzi, dar mi se pare că un motor nuclear ramjet este mult mai interesant, deoarece nu trebuie să transporte cu el un fluid de lucru.
Presupun că în mesajul Președintelui era vorba despre el, dar din anumite motive toată lumea a început să posteze despre YARD astăzi ???
Lasă-mă să pun totul într-un singur loc. Gândurile curioase, vă spun, apar atunci când înțelegeți subiectul. Și întrebări foarte incomode.
Un motor ramjet (ramjet; termenul englezesc este ramjet, de la ram - ram) - un motor cu reacție, este cel mai simplu din clasa motoarelor cu reacție cu aer (motoare ramjet) din punct de vedere al dispozitivului. Aparține tipului de reacție directă WJE, în care forța este generată numai de curentul de jet care curge din duză. Creșterea presiunii necesară funcționării motorului se realizează prin frânarea fluxului de aer care se apropie. Un ramjet este inoperabil la viteze mici de zbor, în special la viteză zero; este nevoie de unul sau altul accelerator pentru a-l aduce la putere de operare.
În a doua jumătate a anilor 1950, în timpul epocii război rece, în SUA și URSS au fost dezvoltate proiecte ramjet cu reactor nuclear.
Fotografie de: Leicht modifiziert aus http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Pluto1955.jpg
Sursa de energie pentru aceste motoare ramjet (spre deosebire de alte motoare ramjet) nu este reactie chimica arderea combustibilului, ci căldura generată de un reactor nuclear în camera de încălzire a fluidului de lucru. Aerul afară dispozitiv de intrareîntr-un astfel de ramjet, trece prin miezul reactorului, răcindu-l, încălzindu-se până la Temperatura de Operare(aproximativ 3000 K), și apoi expiră din duză la o viteză comparabilă cu vitezele de evacuare pentru cele mai avansate motoare cu rachete chimice. Scopul posibil al unei aeronave cu un astfel de motor:
- purtătorul de rachete de croazieră intercontinental cu încărcătură nucleară;
- aeronave aerospațiale cu o singură treaptă.
În ambele țări, au fost create reactoare nucleare compacte, cu resurse reduse, care se potrivesc cu dimensiunile unei rachete mari. În Statele Unite, în cadrul programelor de cercetare cu ramjet nuclear Pluto și Tory, în 1964 au fost efectuate teste de ardere pe banc ale motorului nuclear ramjet Tory-IIC (modul de putere maximă 513 MW timp de cinci minute cu o forță de 156 kN). Testele de zbor nu au fost efectuate, programul a fost închis în iulie 1964. Unul dintre motivele închiderii programului este îmbunătățirea proiectării rachetelor balistice cu motoare de rachete chimice, care a asigurat pe deplin soluția misiunilor de luptă fără utilizarea schemelor cu motoare nucleare ramjet relativ scumpe.
Acum nu este obișnuit să vorbim despre al doilea în sursele rusești ...
Proiectul Pluto urma să folosească tactici de zbor la joasă altitudine. Această tactică a furnizat stări de la radarul sistemului de apărare aeriană URSS.
Pentru a atinge viteza cu care ar funcționa un ramjet, Pluto ar trebui să fie lansat de la sol folosind un pachet de rachete de propulsie convenționale. Lansarea unui reactor nuclear a început abia după ce Pluto a atins altitudinea de croazieră și a fost suficient îndepărtat din zonele populate. Motorul nuclear, care a oferit o rază de acțiune practic nelimitată, a permis rachetei să zboare în cerc deasupra oceanului, așteptând ordinul să fie transferat la viteza supersonică la obiectivul din URSS.
Proiect de proiect SLAM
S-a decis să se efectueze un test static al unui reactor la scară maximă, care a fost destinat unui motor ramjet.
Deoarece reactorul Pluton a devenit extrem de radioactiv după lansare, livrarea lui la locul de testare a fost efectuată de o linie de cale ferată complet automatizată special construită. De-a lungul acestei linii, reactorul s-ar deplasa pe o distanță de aproximativ două mile, care despărțea instalația de testare statică și clădirea masivă „de dezmembrare”. În clădire, reactorul „fierbinte” a fost demontat pentru examinare folosind echipamente controlate de la distanță. Oamenii de știință de la Livermore au urmărit procesul de testare folosind un sistem de televiziune care se afla într-o magazie de tablă departe de bancul de testare. Pentru orice eventualitate, hangarul a fost echipat cu un adăpost antiradiații cu o aprovizionare de două săptămâni cu hrană și apă.
Doar pentru a asigura aprovizionarea cu betonul necesar pentru construirea pereților clădirii de demolare (șase până la opt picioare grosime), guvernul Statelor Unite a achiziționat o mină întreagă.
Milioane de kilograme de aer comprimat au fost stocate în 25 de mile de conducte de producție de petrol. Acest aer comprimat trebuia folosit pentru a simula condițiile în care se găsește un motor ramjet în timpul zborului la viteza de croazieră.
Pentru a asigura o presiune mare a aerului în sistem, laboratorul a împrumutat compresoare gigantice de la baza submarină (Groton, Connecticut).
Testul, în timpul căruia unitatea a funcționat la putere maximă timp de cinci minute, a necesitat să fie suflată o tonă de aer prin rezervoare de oțel umplute cu peste 14 milioane de bile de oțel, cu diametrul de 4 cm. Aceste rezervoare au fost încălzite la 730 de grade folosind elemente de încălzire, unde a fost ars uleiul.
Instalat pe o platformă feroviară, Tori-2S este pregătit pentru testare cu succes. mai 1964
Pe 14 mai 1961, inginerii și oamenii de știință din hangarul în care a fost controlat experimentul și-au ținut respirația - primul motor nuclear ramjet din lume, montat pe o platformă de cale ferată roșu aprins, și-a anunțat nașterea cu un vuiet puternic. Tori-2A a fost lansat doar pentru câteva secunde, timp în care nu și-a dezvoltat puterea nominală. Cu toate acestea, testul a fost considerat a fi de succes. Cel mai important lucru a fost că reactorul nu s-a aprins, lucru pe care unii reprezentanți ai comisiei energie nucleara. Aproape imediat după teste, Merkle a început să lucreze la crearea celui de-al doilea reactor Tory, care trebuia să aibă mai multă putere cu o greutate mai mică.
Lucrările la Tori-2B nu au progresat dincolo de planșa de desen. În schimb, cei de la Livermore au construit imediat Tory-2C, care a spart tăcerea deșertului la trei ani după ce primul reactor a fost testat. O săptămână mai târziu, acest reactor a fost repornit și a funcționat la putere maximă (513 megawați) timp de cinci minute. S-a dovedit că radioactivitatea eșapamentului este mult mai mică decât se aștepta. La aceste teste au participat și generali ai Forțelor Aeriene și oficiali din cadrul Comitetului pentru Energie Atomică.
În acest moment, clienții de la Pentagon, care au finanțat proiectul Pluto, au început să aibă îndoieli. Deoarece racheta a fost lansată din Statele Unite și a zburat deasupra teritoriului aliaților americani la joasă altitudine pentru a evita detectarea de către sistemele sovietice de apărare aeriană, unii strategi militari s-au întrebat dacă racheta ar reprezenta o amenințare pentru aliați? Chiar înainte ca racheta Pluto să arunce bombe asupra inamicului, mai întâi îi va uimi, zdrobi și chiar iradiază aliații. (Pluto care trecea deasupra capului era de așteptat să producă aproximativ 150 de decibeli de zgomot la sol. Prin comparație, racheta care i-a trimis pe americani pe Lună (Saturn V) cu tracțiunea maximă a fost de 200 de decibeli.) Desigur, timpanele rupte ar fi cea mai mică dintre problemele tale dacă te-ai găsi sub un reactor gol care zboară deasupra capului tău, prăjindu-te ca un pui cu radiații gamma și neutroni.
Tori-2C
Deși creatorii rachetei au susținut că și Pluto era în mod inerent evaziv, analiștii militari și-au exprimat nedumerirea de faptul că ceva atât de zgomotos, fierbinte, mare și radioactiv ar putea trece neobservat pentru perioada de timp necesară pentru a finaliza misiunea. În același timp, Forțele Aeriene ale SUA începuseră deja să desfășoare rachete balistice Atlas și Titan, care au putut atinge ținte cu câteva ore înaintea unui reactor zburător, și sistemul antirachetă al URSS, a cărui teamă a devenit principalul impuls pentru crearea lui Pluto. , nu a devenit niciodată un obstacol pentru rachetele balistice, în ciuda interceptărilor de succes. Criticii proiectului au venit cu propria lor decodare a abrevierei SLAM - slow, low, and messy - slow, low and dirty. În urma testării cu succes a rachetei Polaris, flota, care își exprimase inițial interesul de a folosi rachete pentru lansări de pe submarine sau nave, a început și ea să abandoneze proiectul. Și, în cele din urmă, costul fiecărei rachete a fost de 50 de milioane de dolari. Dintr-o dată Pluto a fost o tehnologie fără aplicații, o armă fără ținte potrivite.
Cu toate acestea, ultimul cui din sicriul lui Pluto a fost doar o întrebare. Este atât de înșelător de simplu încât Livermores pot fi scuzați pentru că l-au ignorat în mod deliberat. „Unde să efectuăm testele de zbor ale reactorului? Cum să convingi oamenii că în timpul zborului racheta nu va pierde controlul și va zbura deasupra Los Angeles sau Las Vegas la altitudine joasă? a întrebat fizicianul Livermore Jim Hadley, care a lucrat la proiectul Pluto până la capăt. În prezent, el este angajat în detectarea testelor nucleare care se desfășoară în alte țări pentru divizia Z. Potrivit lui Hadley însuși, nu existau garanții că racheta nu va scăpa de sub control și nu se va transforma într-un Cernobîl zburător.
Au fost propuse mai multe soluții la această problemă. Una dintre ele este lansarea lui Pluto lângă Insula Wake, unde racheta ar zbura, tăind în opt cifre peste partea de ocean deținută de Statele Unite. Rachetele „fierbinte” trebuiau să fie scufundate la o adâncime de 7 kilometri în ocean. Cu toate acestea, chiar și atunci când Comisia pentru Energie Atomică legăna mintea oamenilor cu privire la radiații ca o sursă nelimitată de energie, propunerea de a arunca în ocean o mulțime de rachete poluate radioactiv a fost suficientă pentru a pune munca în așteptare.
La 1 iulie 1964, la șapte ani și șase luni de la începerea lucrărilor, proiectul Pluto a fost închis de Comisia pentru Energie Atomică și Forțele Aeriene.
La fiecare câțiva ani, un nou locotenent colonel al Forțelor Aeriene descoperă Pluto, spune Hadley. După aceea, sună la laborator pentru a afla soarta ramjetului nuclear. Entuziasmul locotenent-colonelilor dispare imediat după ce Hadley vorbește despre probleme cu radiațiile și testele de zbor. Nimeni nu l-a sunat pe Hadley de mai multe ori.
Dacă Pluto vrea să readucă pe cineva la viață, atunci poate că va putea găsi câțiva recruți în Livermore. Totuși, nu vor fi mulți. Ideea a ceea ce ar putea fi o armă nebună infernală este cel mai bine lăsată în trecut.
Caracteristicile tehnice ale rachetei SLAM:
Diametru - 1500 mm.
Lungime - 20000 mm.
Greutate - 20 de tone.
Raza de acțiune nu este limitată (teoretic).
Viteza la nivelul mării - Mach 3.
Armament - 16 bombe termonucleare (puterea fiecărei 1 megaton).
Motorul este un reactor nuclear (capacitate 600 megawați).
Sistem de ghidare - inerțial + TERCOM.
Temperatura maximă a pielii este de 540 de grade Celsius.
Materialul corpului aeronavei este oțel inoxidabil Rene 41 la temperatură înaltă.
Grosimea învelișului - 4 - 10 mm.
Cu toate acestea, un ramjet nuclear este promițător ca sistem de propulsie pentru aeronavele aerospațiale cu o singură etapă și aviația de transport greu intercontinental de mare viteză. Acest lucru este facilitat de posibilitatea creării unui ramjet nuclear capabil să funcționeze la viteze de zbor subsonice și zero în modul motor rachetă, folosind stocurile de lichid de lucru la bord. Adică, de exemplu, o aeronavă aerospațială cu un ramjet nuclear pornește (inclusiv decolări), furnizează motoarele cu fluid de lucru din rezervoarele de la bord (sau din afara bordului) și, după ce a atins deja viteze de la M = 1, trece la utilizarea aerului atmosferic. .
După cum a declarat președintele Federației Ruse, V.V. Putin, la începutul anului 2018, „o rachetă de croazieră cu o centrală nucleară a fost lansată cu succes”. În același timp, potrivit acestuia, raza de acțiune a unei astfel de rachete de croazieră este „nelimitată”.
Mă întreb în ce regiune au fost efectuate testele și pentru ce au fost criticate de serviciile de monitorizare relevante testare nucleară. Sau eliberarea de ruteniu-106 din toamnă în atmosferă are cumva legătură cu aceste teste? Acestea. Locuitorii din Chelyabinsk nu au fost doar stropiți cu ruteniu, ci și prăjiți?
Și unde a căzut această rachetă? Mai simplu spus, unde a fost împărțit reactorul nuclear? La ce interval? Pe Pământul Nou?
**************************************** ********************
Și acum să citim puțin despre motoarele de rachete nucleare, deși aceasta este o poveste complet diferită.
Un motor de rachetă nucleară (NRE) este un tip de motor de rachetă care utilizează energia fisiunii nucleare sau a fuziunii pentru a crea tracțiunea jetului. Sunt lichide (încălzind fluidul de lucru lichid în camera de încălzire dintr-un reactor nuclear și gazul este îndepărtat printr-o duză) și explozive în impuls ( explozii nucleare putere redusă pentru aceeași perioadă de timp).
NRE tradițională în ansamblu este un design al unei camere de încălzire cu un reactor nuclear ca sursă de căldură, un sistem de alimentare cu fluid de lucru și o duză. Fluidul de lucru (de obicei hidrogen) este furnizat din rezervor către miezul reactorului, unde, trecând prin canalele încălzite prin reacția de descompunere nucleară, este încălzit la temperaturi ridicate și apoi ejectat prin duză, creând tracțiunea jetului. Exista diverse modele NRE: fază solidă, fază lichidă și fază gazoasă - corespunzătoare starea de agregare combustibil nuclear în miezul reactorului - gaz solid, topit sau la temperatură înaltă (sau chiar plasmă). 
Est https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1822546
RD-0410 (indice GRAU - 11B91, cunoscut și sub numele de „Irgit” și „IR-100”) - primul și singurul motor de rachetă nuclear sovietic din 1947-78. A fost dezvoltat în biroul de proiectare „Khimavtomatika”, Voronezh.
În RD-0410, a fost folosit un reactor cu neutroni termici eterogen. Designul a inclus 37 de ansambluri de combustibil acoperite cu izolație termică care le separă de moderator. ProiectS-a avut în vedere ca fluxul de hidrogen să treacă mai întâi prin reflector și moderator, menținându-le temperatura la temperatura camerei, și apoi să intre în miez, unde a fost încălzit până la 3100 K. La stand, reflectorul și moderatorul au fost răcite printr-un dispozitiv separat. fluxul de hidrogen. Reactorul a trecut printr-o serie semnificativă de teste, dar nu a fost niciodată testat pe toată durata de funcționare. Nodurile extra-reactorului au fost complet elaborate.
********************************
Și acesta este un motor de rachetă nuclear american. Diagrama lui era în poza de titlu 
Autor: NASA - Great Images in NASA Description, Public domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6462378
NERVA (Eng. Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) este un program comun al Comisiei pentru Energie Atomică a SUA și NASA pentru a crea un motor de rachetă nucleară (NRE), care a durat până în 1972.
NERVA a demonstrat că NRE era pe deplin operațional și potrivit pentru explorarea spațiului, iar la sfârșitul anului 1968, SNPO a confirmat că cea mai recentă modificare a NERVA, NRX / XE, îndeplinea cerințele pentru un zbor cu echipaj pe Marte. Deși motoarele NERVA au fost construite și testate la maximum măsura posibilăși considerat gata de instalare pe o navă spațială, cea mai mare parte a programului spațial american a fost anulată de administrația președintelui Nixon.
NERVA a fost evaluat ca un program de mare succes de către AEC, SNPO și NASA, atingând sau chiar depășind obiectivele sale. obiectivul principal programul a fost să „creeze o bază tehnică pentru sistemele de motoare de rachete nucleare care vor fi utilizate în proiectarea și dezvoltarea sistemelor de propulsie pentru misiuni spațiale". Practic, toate proiectele spațiale care utilizează NRE-uri se bazează pe modelele NERVA NRX sau Pewee.
Misiunile marțiane au fost cauza dispariției lui NERVA. Membrii Congresului din ambele partide politice au decis că o misiune cu echipaj pe Marte ar fi un angajament tacit al Statelor Unite de a sprijini cursa spațială costisitoare timp de decenii. În fiecare an, programul RIFT a fost amânat, iar obiectivele NERVA au devenit mai complexe. La urma urmei, deși motorul NERVA a trecut prin multe teste de succes și a avut un sprijin puternic din partea Congresului, nu a părăsit niciodată Pământul.
În noiembrie 2017, China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) a publicat o foaie de parcurs pentru dezvoltarea programului spațial al Chinei pentru perioada 2017-2045. Acesta prevede, în special, crearea unei nave reutilizabile alimentată de un motor de rachetă nucleară.
Motoarele de rachete lichide au făcut posibil ca omul să meargă în spațiu - pe orbite apropiate de Pământ. Dar viteza curentului cu jet în LRE nu depășește 4,5 km/s, iar pentru zborurile către alte planete sunt necesare zeci de kilometri pe secundă. O posibilă ieșire este utilizarea energiei reacțiilor nucleare.
Crearea practică a motoarelor de rachete nucleare (NRE) a fost realizată numai de URSS și SUA. În 1955, Statele Unite au început punerea în aplicare a programului Rover pentru a dezvolta un motor de rachetă nucleară pentru nave spațiale. Trei ani mai târziu, în 1958, proiectul a fost preluat de NASA, care a stabilit o sarcină specifică pentru navele cu YARD - un zbor către Lună și Marte. De atunci, programul a devenit cunoscut sub numele de NERVA, care înseamnă „motor nuclear pentru instalare pe rachete”.
Până la mijlocul anilor 1970, în cadrul acestui program, a fost planificată proiectarea unui motor de rachetă nucleară cu o tracțiune de aproximativ 30 de tone (pentru comparație, tracțiunea caracteristică a unui LRE din acea vreme era de aproximativ 700 de tone), dar cu o viteză de evacuare a gazelor de 8,1 km/s. Cu toate acestea, în 1973, programul a fost închis din cauza schimbării intereselor SUA către naveta spațială.
În URSS, proiectarea primei NRE a fost realizată în a doua jumătate a anilor '50. În același timp, designerii sovietici, în loc să creeze un model la scară largă, au început să realizeze părți separate ale YARD-ului. Și apoi aceste dezvoltări au fost testate în cooperare cu un reactor de grafit în impulsuri (IGR) special conceput.
În anii 70-80 ai secolului trecut, Biroul de proiectare Salyut, Biroul de proiectare Khimavtomatika și Asociația de cercetare și producție Luch au creat proiecte pentru motoarele de rachete nucleare spațiale RD-0411 și RD-0410 cu o tracțiune de 40, respectiv 3,6 tone. . În timpul procesului de proiectare, pentru testare au fost fabricate un reactor, un motor „rece” și un prototip de banc.
În iulie 1961 academician sovietic Andrei Saharov a anunțat proiectul de explozie nucleară în cadrul unei reuniuni a experților de top în domeniul nuclear de la Kremlin. Explozivul avea motoare de rachetă convenționale cu propulsie lichidă pentru decolare, în timp ce în spațiu ar fi trebuit să explodeze mici încărcături nucleare. Produsele de fisiune generate în timpul exploziei și-au transferat impulsul navei, făcând-o să zboare. Cu toate acestea, la 5 august 1963, la Moscova a fost semnat un tratat de interzicere a testelor. arme nucleareîn atmosferă spațiul cosmicși sub apă. Acesta a fost motivul închiderii programului de explozivi nucleari.
Este posibil ca dezvoltarea YARD să fi fost înaintea timpului său. Cu toate acestea, nu au fost prea prematuri. La urma urmei, pregătirea unui zbor cu echipaj pe alte planete durează câteva decenii, iar sistemele de propulsie pentru acesta trebuie pregătite în avans.
Proiectarea unui motor de rachetă nucleară
Un motor de rachetă nucleară (NRE) este un motor cu reacție în care energia generată de o reacție de dezintegrare nucleară sau de fuziune încălzește fluidul de lucru (cel mai adesea hidrogen sau amoniac).
Există trei tipuri de NRE în funcție de tipul de combustibil pentru reactor:
- fază solidă;
- fază lichidă;
- fază gazoasă.
Cel mai complet este fază solidă opțiunea motorului. Figura prezintă o diagramă a celui mai simplu NRE cu un reactor cu combustibil nuclear solid. Lichidul de lucru este situat într-un rezervor extern. Cu ajutorul unei pompe, este alimentat în camera motorului. În cameră, fluidul de lucru este pulverizat cu ajutorul duzelor și intră în contact cu combustibilul nuclear generator de căldură. Când este încălzit, se extinde și zboară din cameră printr-o duză cu viteză mare.
fază lichidă- combustibilul nuclear din miezul reactorului unui astfel de motor este sub formă lichidă. Parametrii de tracțiune ai unor astfel de motoare sunt mai mari decât cei în fază solidă, datorită temperaturii mai ridicate a reactorului.
ÎN fază gazoasă Combustibilul NRE (de exemplu, uraniu) și fluidul de lucru se află în stare gazoasă (sub formă de plasmă) și este reținut în zona de lucru de un câmp electromagnetic. Încălzită la zeci de mii de grade, plasma de uraniu transferă căldură fluidului de lucru (de exemplu, hidrogen), care, la rândul său, fiind încălzit la temperaturi ridicate, formează un jet.
După tipul de reacție nucleară, se disting un motor de rachetă cu radioizotop, un motor de rachetă termonuclear și un motor nuclear propriu-zis (se folosește energia fisiunii nucleare).
O opțiune interesantă este, de asemenea, un NRE pulsat - se propune utilizarea unei încărcături nucleare ca sursă de energie (combustibil). Astfel de instalații pot fi de tip intern și extern.
Principalele avantaje ale YRD sunt:
- impuls specific ridicat;
- rezervă de energie semnificativă;
- compactitatea sistemului de propulsie;
- posibilitatea de a obține o tracțiune foarte mare - zeci, sute și mii de tone în vid.
Principalul dezavantaj este riscul ridicat de radiații al sistemului de propulsie:
- fluxuri de radiații penetrante (radiații gamma, neutroni) în timpul reacțiilor nucleare;
- îndepărtarea compușilor foarte radioactivi ai uraniului și aliajelor acestuia;
- scurgerea gazelor radioactive cu fluidul de lucru.
Prin urmare, lansarea motor nuclear inacceptabil pentru lansări de pe suprafața Pământului din cauza riscului de contaminare radioactivă.