Ako funguje raketový motor? Fyzika výletnej atómovej rakety (recenzia)

Dalo by sa začať tento článok tradičnou pasážou o tom, ako autori sci-fi predkladajú odvážne myšlienky a vedci ich potom uvádzajú do života. Dá sa, ale nechcem písať pečiatkami. Je lepšie si zapamätať, že moderné raketové motory, pevné aj kvapalné, majú viac než neuspokojivý výkon pre lety na relatívne veľké vzdialenosti. Umožňujú vám dať náklad na obežnú dráhu Zeme, dopraviť niečo na Mesiac – tiež, hoci takýto let je drahší. Let na Mars s takýmito motormi už ale nie je jednoduchý. Dajte im palivo a okysličovadlo v správnom množstve. A tieto objemy sú priamo úmerné vzdialenosti, ktorú treba prekonať.

Alternatívou k tradičným chemickým raketovým motorom sú elektrické, plazmové a jadrové motory. Zo všetkých alternatívnych motorov sa do štádia vývoja motora dostal len jeden systém – jadrový (NRE). V Sovietskom zväze a Spojených štátoch sa už v 50. rokoch začali práce na vytvorení jadrových raketových motorov. Američania pracovali na oboch možnostiach takejto elektrárne: prúdová a impulzná. Prvý koncept zahŕňa ohrev pracovnej tekutiny s nukleárny reaktor nasleduje vyhadzovanie cez trysky. Impulz YARD zase poháňa kozmická loď postupnými výbuchmi malého množstva jadrového paliva.

Aj v USA bol vynájdený projekt Orion, ktorý kombinuje obe verzie YARD. Stalo sa to nasledovne: z chvosta lode boli vyhodené malé jadrové nálože s kapacitou asi 100 ton TNT. Za nimi boli odpálené kovové kotúče. Vo vzdialenosti od lode bola nálož odpálená, disk sa odparil a látka sa rozptýlila rôznymi smermi. Časť zasiahla zosilnenú chvostovú časť lode a posunula ju dopredu. Malé zvýšenie ťahu malo byť dané vyparovaním platne, ktorá berie údery. Jednotková cena takéhoto letu mala byť len 150 potom dolárov za kilogram užitočného zaťaženia.

Došlo dokonca aj k testom: skúsenosti ukázali, že pohyb pomocou postupných impulzov je možný, ako aj vytvorenie dostatočne pevnej zadnej platničky. Ale projekt Orion bol v roku 1965 uzavretý ako neperspektívny. Ide však zatiaľ o jediný existujúci koncept, ktorý môže umožniť výpravy aspoň do slnečnej sústavy.

Pred postavením prototypu bolo možné dosiahnuť len tryskový YARD. Išlo o sovietsky RD-0410 a americký NERVA. Fungovali na rovnakom princípe: v „bežnom“ jadrovom reaktore sa ohrieva pracovná tekutina, ktorá po vyvrhnutí z trysiek vytvára ťah. Pracovnou kvapalinou oboch motorov bol kvapalný vodík, no v sovietskom sa ako pomocná látka používal heptán.

Ťah RD-0410 bol 3,5 tony, NERVA dala takmer 34, ale mala aj veľké rozmery: 43,7 metra na dĺžku a 10,5 v priemere oproti 3,5 a 1,6 metra, v tomto poradí, pre sovietsky motor. Zároveň americký motor trikrát stratil so sovietskym motorom, pokiaľ ide o zdroje - RD-0410 mohol pracovať hodinu.

Oba motory však napriek sľubom zostali tiež na Zemi a nikam nelietali. Hlavným dôvodom ukončenia oboch projektov (NERVA v polovici 70. rokov, RD-0410 v roku 1985) sú peniaze. Charakteristiky chemických motorov sú horšie ako jadrových motorov, ale cena jedného štartu lode s jadrovým raketovým motorom s rovnakým užitočným zaťažením môže byť 8-12 krát vyššia ako štart toho istého Sojuzu s raketovým motorom. A to bez zohľadnenia všetkých nákladov potrebných na to, aby boli jadrové motory vhodné na praktické použitie.

Vyradenie "lacných" raketoplánov a nedostatok nedávne časy revolučné objavy vo vesmírnych technológiách si vyžadujú nové riešenia. V apríli tohto roku vtedajší šéf Roskosmosu A. Perminov oznámil zámer vyvinúť a uviesť do prevádzky úplne nový NRE. Práve to by malo podľa Roskosmosu radikálne zlepšiť „situáciu“ v celej svetovej astronautike. Teraz je jasné, kto by sa mal stať ďalšími revolucionármi kozmonautiky: FSUE „Keldysh Center“ sa bude podieľať na vývoji NRE. To už verejnosť potešil generálny riaditeľ podniku A. Koroteev Predbežný návrh kozmická loď pre nový YARD bude pripravená v ďalší rok. Dizajn motora by mal byť hotový do roku 2019, pričom testy sú naplánované na rok 2025.

Komplex dostal názov TEM – dopravný a energetický modul. Bude niesť plynom chladený jadrový reaktor. O priamom pohone ešte nebolo rozhodnuté: buď to bude prúdový motor ako RD-0410, alebo elektrický raketový motor (EP). Posledný typ sa však zatiaľ nikde na svete masívne nepoužíval: vybavené nimi boli iba tri kozmické lode. V prospech EJE ale hovorí fakt, že reaktor dokáže poháňať nielen motor, ale aj mnohé ďalšie bloky, či dokonca využívať celý TEM ako vesmírnu elektráreň.

Vesmírny motor „Rosatom“ poletí na Mars o mesiac

Rosatom a Roskosmos spoločne vyvíjajú jadrový motor, ktorý umožní letieť na Mars za mesiac, povedal generálny riaditeľ Rosatomu Sergej Kirijenko v prejave v Rade federácie.

Podľa neho, nový motor umožní nielen letieť na Mars za mesiac a pol, ale aj vrátiť sa späť, keďže si zachová možnosť zrýchľovania aj manévrovania s loďou.

"Dnešné vesmírne inštalácie umožňujú letieť na Mars za rok a pol bez možnosti návratu späť a bez možnosti manévrovania," uviedol Kirijenko.

Zdroj: regnum.ru

Včera sme boli bez akéhokoľvek preháňania svedkami epochálnej udalosti, ktorá otvára nové, úplne fantastické perspektívy pre vojenskú techniku ​​a (v budúcnosti) pre energetiku a dopravu vôbec.

Najprv by som však rád pochopil, ako funguje jadrová elektráreň na rakety a podvodné vozidlá, o ktorých hovoril Putin. Čo presne to riadi? Odkiaľ pochádza trakcia? Nie kvôli neutrónom emitovaným z dýzy ...


Keď som sa zo slov kolegu dozvedel, že sme vytvorili rakety s takmer neobmedzeným doletom, zostal som zarazený. Zdalo sa, že mu niečo uniklo a slovo „neobmedzený“ bolo spomenuté v nejakom úzkom zmysle.

Ale informácie získané neskôr z pôvodného zdroja neboli pochybné. Znelo to takto:

„Jednou z nich je vytvorenie malej supervýkonnej jadrovej elektrárne, ktorá je umiestnená v tele riadenej strely ako naša najnovšia zo vzduchu odpaľovaná strela Kh-101 alebo americký Tomahawk, no zároveň poskytuje desiatky krát - desiatky krát! - veľký dosah letu, ktorý je prakticky neobmedzený.

Nedalo sa veriť tomu, čo počul, ale nedalo sa neveriť – to povedal ON. Zapol mozog a okamžite dostal odpoveď. Áno čo!
No sakra! No, géniovia! Normálneho človeka by to ani nenapadlo!

Doteraz sme teda vedeli len o jadrových pohonných systémoch pre vesmírne rakety. Vesmírne rakety nevyhnutne obsahujú látku, ktorá je zahrievaná alebo urýchľovaná urýchľovačom napájaným z jadrovej elektrárne silou vymrštená z trysky rakety a poskytuje jej ťah.

V tomto prípade sa látka spotrebuje a prevádzkový čas motora je obmedzený.

Takéto rakety už boli a budú. Ale vďaka čomu sa pohybuje nový typ rakety, ak je jej dolet „prakticky neobmedzený“?

Jadrová elektráreň na rakety

Čisto teoreticky, okrem ťahu na látku dostupnú v pažbe na rakete, je pohyb rakety možný vďaka ťahu elektromotorov s „vrtuľami“ (skrutkový motor). Elektrinu zároveň vyrába generátor poháňaný jadrovou elektrárňou.

Ale taká hmota bez veľkého krídla na skrutkovom ťahu a dokonca aj s vrtuľami s malým priemerom sa nedá udržať vo vzduchu - taký ťah je príliš malý. A toto je raketa, nie dron.

Celkovo najneočakávanejšie a ako sa ukázalo, aj najviac efektívna metóda poskytnutie rakety látkou na ťah – jej odoberanie z okolitého priestoru.

Teda, nech to znie akokoľvek prekvapivo, ale nová raketa funguje „vo vzduchu“!

V tom zmysle, že z jeho trysky uniká ohriaty vzduch a nič viac! A vzduch nedôjde, kým bude raketa v atmosfére. Preto je táto raketa riadenou raketou, t.j. jeho let prebieha výlučne v atmosfére.

Klasická technológia rakiet s dlhým doletom sa snažila, aby rakety lietali vyššie, aby sa znížilo trenie vzduchu a tým sa zvýšil ich dolet. Ako vždy sme rozbili formu a vyrobili raketu nielen veľkú, ale s neobmedzeným dosahom vo vzduchu.

Neobmedzený letový dosah umožňuje takýmto raketám fungovať v pohotovostnom režime. Odpálená raketa dorazí do priestoru hliadky a tam vyreže kruhy, pričom čaká na dodatočnú rekognoskáciu údajov o cieli alebo príchode cieľa do priestoru. Potom na cieľ nečakane okamžite zaútočí.

Jadrová elektráreň pre podvodné vozidlá

Myslím si, že jadrová elektráreň pre podvodné vozidlá, o ktorej hovoril Putin, je usporiadaná podobne. S novelou, že namiesto vzduchu sa používa voda.

Okrem toho o tom svedčí aj skutočnosť, že tieto podvodné vozidlá majú nízku hlučnosť. Slávne torpédo Shkval, vyvinuté späť v r Sovietsky čas, mal rýchlosť okolo 300 km/h, ale bol veľmi hlučný. V skutočnosti to bola raketa letiaca vo vzduchovej bubline.

Za nízkou hlučnosťou je nový princíp pohyb. A je rovnaký ako v rakete, pretože je univerzálny. Len by bolo životné prostredie minimálna požadovaná hustota.

Tomuto zariadeniu by sa hodil názov „Squid“, pretože v skutočnosti ide o prúdový motor v „jadrovej verzii“ :)

Čo sa týka rýchlosti, tá je násobkom rýchlosti najrýchlejších povrchových lodí. Najrýchlejšie lode (konkrétne lode, nie člny) majú rýchlosť až 100 - 120 km / h. Preto s minimálnym koeficientom 2 získame rýchlosť 200-250 km/h. Pod vodou. A nie veľmi hlučné. A s dosahom mnoho tisíc kilometrov... Nočná mora našich nepriateľov.

Relatívne obmedzený dosah v porovnaní s raketou je dočasný jav a vysvetľuje sa tým, že vysoká teplota morskej vody je veľmi agresívne prostredie a materiály komory, relatívne povedané, spaľovanie, majú obmedzené zdroje. Postupom času je možné rozsah týchto zariadení mnohonásobne zvýšiť iba vytvorením nových stabilnejších materiálov.

Jadrová elektráreň

Pár slov o samotnej jadrovej elektrárni.

1. Putinova veta je úžasná:
„S objemom stokrát menším ako majú moderné jadrové zariadenia, ponorky, má väčší výkon a 200-krát kratší čas na vstup do bojového režimu, teda na maximálny výkon.

Opäť nejaké otázky.
Ako to dosiahli? Aké konštrukčné riešenia a technológie sa používajú?

Myšlienky sú také.

1. Radikálne zvýšenie výkonu na jednotku hmotnosti o dva rády je možné len vtedy, ak sa prevádzkový režim jadrového reaktora blíži k výbušnosti. Zároveň je reaktor spoľahlivo riadený.
2. Keďže je spoľahlivo zabezpečený takmer výbušný režim prevádzky, ide s najväčšou pravdepodobnosťou o rýchly neutrónový reaktor. Podľa môjho názoru iba na nich je možné bezpečne používať takýto kritický režim prevádzky. Mimochodom, pre nich palivo na Zemi - po stáročia.
3. Ak časom zistíme, že ide o pomalý neutrónový reaktor, o to viac dávam klobúk dole pred našimi jadrovými vedcami, pretože bez oficiálneho vyjadrenia sa tomu absolútne nedá veriť.
V každom prípade je odvaha a vynaliezavosť našich jadrových vedcov úžasná a hodná tých najhlasnejších slov obdivu! Obzvlášť príjemné je, že naši chalani vedia pracovať v tichosti. A ako potom búchajú novinu po hlave – aj stáť, aj padať! :)

Ako to funguje

Približná sémantická schéma fungovania raketového motora založeného na jadrovej elektrárni vyzerá takto.

1. Vstupný ventil sa relatívne vzaté otvorí. Prichádzajúci prúd vzduchu cez ňu vstupuje do vykurovacej komory, ktorá je neustále ohrievaná prevádzkou reaktora.
2. Vstupný ventil sa zatvorí.
3. Vzduch v komore sa ohrieva.
4. Výfukový ventil sa otvorí a z trysky rakety vysokou rýchlosťou uniká vzduch.
5. Výfukový ventil sa zatvorí.

Cyklus sa opakuje s vysokou frekvenciou. Z toho vyplýva efekt nepretržitej prevádzky.

P.S. Mechanizmus opísaný vyššie, opakujem, je sémantický. Poskytuje sa na žiadosť čitateľov pre lepšie pochopenie toho, ako môže tento motor vôbec fungovať. V skutočnosti je možné, že je implementovaný náporový motor. Hlavnou vecou v tomto článku nie je určiť typ motora, ale identifikovať látku (vstupujúci vzduch), ktorá sa používa ako jediná pracovná tekutina, ktorá dáva ťah rakete.

Bezpečnosť

Využitie objavu ruských vedcov v civilnom sektore úzko súvisí s bezpečnosťou jadrovej elektrárne. Nie v zmysle jeho možnej explózie - myslím, že táto otázka je vyriešená - ale v zmysle bezpečnosti jeho výfuku.

Ochrana malého jadrového motora je zjavne nižšia ako ochrana veľkého, takže neutróny určite preniknú do „spaľovacej komory“, alebo skôr komory na ohrev vzduchu, čím sa s určitou pravdepodobnosťou stane rádioaktívne všetko, čo sa dá urobiť. vo vzduchu.

Dusík a kyslík majú rádioaktívne izotopy s krátkym polčasom rozpadu a nie sú nebezpečné. Rádioaktívny uhlík je vec s dlhou životnosťou. Ale sú tu aj dobré správy.

Rádioaktívny uhlík vzniká vo vyšších vrstvách atmosféry pod vplyvom kozmického žiarenia, a tak nemožno všetko hádzať na jadrové motory. Ale čo je najdôležitejšie, koncentrácia oxid uhličitý v suchom vzduchu je len 0,02÷0,04%.

Vzhľadom na to, že percento uhlíka, ktorý sa stáva rádioaktívnym, je o niekoľko rádov menšie, môžeme predbežne predpokladať, že výfukové plyny z jadrových motorov nie sú o nič nebezpečnejšie ako výfukové plyny z tepelnej elektrárne spaľujúcej uhlie.

Viac presné informácie sa objaví, keď príde reč na civilné využitie týchto motorov.

vyhliadky

Úprimne povedané, vyhliadky sú úchvatné. A to nehovorím o vojenských technológiách, tu je všetko jasné, ale o využití nových technológií v civilnom sektore.

Kde sa dajú použiť jadrové zbrane? elektrárne? Zatiaľ čo offhand, čisto teoreticky, v budúcnosti 20-30-50 rokov.

1. Vozový park vrátane civilnej dopravy. Veľa sa bude musieť preniesť na krídlové lode. Rýchlosť sa však dá ľahko zdvojnásobiť / strojnásobiť a náklady na prevádzku budú v priebehu rokov iba klesať.
2. Letectvo, predovšetkým doprava. Ak je však bezpečnosť z hľadiska rizika ožiarenia minimálna, je možné ho použiť aj na civilnú prepravu.
3. Letectvo s kolmým štartom a pristátím. S použitím zásobníkov stlačeného vzduchu dopĺňaných počas letu. V opačnom prípade pri nízkych rýchlostiach nemožno zabezpečiť potrebnú trakciu.
4. Lokomotívy vysokorýchlostných elektrických vlakov. S použitím medziľahlého elektrického generátora.
5. Nákladné autá na elektrickú energiu. Tiež, samozrejme, pomocou medziľahlého elektrického generátora. Myslím si, že to bude v dlhodobom horizonte, keď sa podarí niekoľkonásobne viac zredukovať elektrárne. Ale túto možnosť by som nevylučoval.

Nehovoriac o pozemnom/mobilnom využívaní jadrových elektrární. Je tu jeden problém – na prevádzku takýchto malých jadrových reaktorov nie je potrebný urán/plutónium, ale oveľa drahšie rádioaktívne prvky, ktorých výroba v jadrových reaktoroch je stále veľmi, veľmi drahá a vyžaduje si čas. Ale aj tento problém sa dá časom vyriešiť.

Priatelia, v oblasti energetiky a dopravy nastala nová éra. Podľa všetkého sa Rusko stane lídrom v týchto oblastiach na najbližšie desaťročia.

Prijmite prosím moje blahoželanie.
Nebude to nuda!

Konštantín Ivankov

METÓDA ŠTARTOVANIA JADROVÝCH RAKETOVÝCH MOTOROV ZALOŽENÁ NA REZONANČNO-DYNAMICKÝCH ŠTEPNÝCH A SYNTETICKÝCH REAKCIÁCH
(57) Abstrakt:

Podstata vynálezu: spôsob štartovania jadrových raketových motorov založený na rezonančne-dynamických štiepnych a fúznych reakciách, spočíva v zavedení plynu počiatočných fúznych jadier a pary alebo plynu zo štiepnej látky do jadra - magnetickej pasce reaktor - kým sa nedosiahne špecifikovaná hustota. Potom, počas iniciácie štiepnych a fúznych reakcií, sa do jadra reaktora zavedú vysokoenergetické protóny, ktoré rotujúc vnútri reaktora generujú neutróny z jadier štiepneho materiálu. Vďaka vhodnej voľbe energie - relativistickej hmotnosti protónov - dochádza k excitácii elektromagnetických a magnetoakustických vĺn, ktorých frekvencia sa zhoduje s frekvenciou rotácie jadier počiatočnej fúzie nachádzajúcich sa v paraxiálnej oblasti, a tým sa zahrievajú na termonukleárne teploty. Vysokoenergetické protóny navyše ionizujú štiepne a fúzne jadrá, v dôsledku čoho sa pôsobením skrížených elektrických a magnetických polí magnetickej pasce začnú otáčať okolo pozdĺžnej osi reaktora driftovou rýchlosťou, ktorá zabezpečuje rezonančné štiepenie jadier štiepnych látok pri ich zrážke s tepelnými neutrónmi vstupujúcimi do aktívneho jadra.zóna reaktora od moderátora, v ktorom boli získané z rýchlych neutrónov pri ich moderovaní. Po zapálení spoločných reakcií štiepenia a fúzie sa prísun vysokoenergetických protónov zastaví. Môže však pokračovať, ak je potrebné ďalej znižovať kritickú hustotu štiepneho materiálu alebo získať dodatočnú jadrovú energiu. Technický výsledok spočíva v umožnení spoločných reakcií rezonančne-dynamického štiepenia a termonukleárnej fúzie pomocou vysokoenergetických protónov zrýchlených na stovky MEV. 2 tab., 1 chor.

Osobne si však myslím, že všetko je jednoduchšie: riadená strela štartuje zvyčajným spôsobom, dosiahne výšku a rýchlosť a potom funguje náporový motor architektúry railgun, kde sa výbojové impulzy privádzajú z malého reaktora a vytvárajú prúd plazmy v vzduch - ionizovaný vzduch. To vám umožňuje udržiavať letový režim pri danej rýchlosti (zosilňovače railgun vám umožňujú vytvoriť pomerne rýchly prúdový prúd). Hlavnou úlohou prístroja je lietať želanou rýchlosťou čo najdlhšie, kŕčovitý prúd nie je rádioaktívny a v momente výbuchu rakety je jadrové zariadenie zničené a v epicentre sa pridáva rádioaktivita. Takáto schéma je zjavne implementovaná v tomto type zbrane - takto je riadená strela s jadrovou zbraňou elektráreň.

Raketový motor, v ktorom je pracovnou tekutinou buď látka (napr. vodík) zahrievaná energiou uvoľnenou pri jadrovej reakcii alebo rádioaktívnom rozpade, alebo priamo produktmi týchto reakcií. Rozlišovať…… Veľký encyklopedický slovník

Raketový motor, v ktorom je pracovnou tekutinou buď látka (napríklad vodík), zahrievaná energiou uvoľnenou pri jadrovej reakcii alebo rádioaktívnom rozpade, alebo priamo produktmi týchto reakcií. Je v… … encyklopedický slovník

jadrový raketový motor- 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) raketový motor, v ktorom sa ťah vytvára v dôsledku energie uvoľnenej počas rádioaktívneho rozpadu alebo jadrovej reakcie. Podľa typu jadrovej reakcie prebiehajúcej v NRE je rádioizotopový raketový motor izolovaný, ... ...

- (YARD) raketový motor, v ktorom je zdrojom energie jadrové palivo. Na DVORE s jadrovým reaktorom. Teplo uvoľnené v dôsledku reťazovej jadrovej reakcie sa prenáša do pracovnej tekutiny (napríklad vodíka). Jadro jadrového reaktora ......

Tento článok by mal byť wikiifikovaný. Naformátujte ho prosím podľa pravidiel formátovania článkov. Jadrový raketový motor na homogénnom roztoku solí jadrového paliva (anglicky ... Wikipedia

Jadrový raketový motor (NRE) je typ raketového motora, ktorý využíva energiu jadrového štiepenia alebo fúzie na vytvorenie prúdového pohonu. V skutočnosti sú reaktívne (ohrievanie pracovnej tekutiny v jadrovom reaktore a odstraňovanie plynu cez ... ... Wikipedia

Prúdový motor, ktorého zdroj energie a pracovnej tekutiny sa nachádza v samotnom vozidle. Raketový motor je jediný prakticky zvládnutý na vypustenie nákladu na obežnú dráhu umelého satelitu Zeme a jeho použitie v ... ... Wikipedia

- (RD) Prúdový motor, ktorý na svoju prácu využíva iba látky a zdroje energie dostupné na sklade na pohybujúcom sa vozidle (lietadlo, pozemné, pod vodou). Teda na rozdiel od vzduchových prúdových motorov (Pozri ... ... Veľká sovietska encyklopédia

Izotopový raketový motor, jadrový raketový motor, ktorý využíva energiu rozpadu rádioaktívnych izotopov chemikálie. prvkov. Táto energia slúži na ohrev pracovnej tekutiny alebo samotné produkty rozpadu sú pracovnou tekutinou, tvoriace ... ... Veľký encyklopedický polytechnický slovník

Ruská armáda úspešne otestovala riadenú strelu s jadrovým pohonom. Dosah jeho letu podzvukovou rýchlosťou nie je obmedzený. Takéto výrobky sú schopné obísť oblasti protivzdušnej obrany a protiraketovej obrany v nízkej nadmorskej výške vysoká presnosť ničenie nepriateľských cieľov. Vzhľad nových predmetov oznámil ruský prezident Vladimir Putin vo svojom posolstve Federálnemu zhromaždeniu. Podľa odborníkov sú tieto systémy zbraňami odstrašovania. Na pohyb využívajú vzduch ohriaty jadrovou elektrárňou.

Podľa odborníkov hovoríme o produkte s indexom 9M730, ktorý vyvinula spoločnosť OKB Novator. Počas ohrozeného obdobia môžu byť takéto rakety zdvihnuté do vzduchu a rozmiestnené do určených oblastí. Odtiaľ budú môcť zasiahnuť dôležité nepriateľské ciele. Testy novinky sú pomerne aktívne a zúčastňujú sa na nich lietajúce laboratóriá Il-976.

Koncom roka 2017 na cvičisku Central Ruská federácia Najnovšia ruská riadená strela s jadrovou elektrárňou bola úspešne odpálená. Počas letu dosiahla elektráreň nastaviť výkon poskytnuté požadovaná úroveň trakcia, - povedal vo svojom prejave Vladimir Putin. - Perspektívne ruské zbraňové systémy sú založené na najnovších unikátnych úspechoch našich vedcov, konštruktérov a inžinierov. Jednou z nich je vytvorenie malorozmernej ťažkej jadrovej elektrárne, ktorá je umiestnená v tele krídelnej strely ako naša najnovšia zo vzduchu odpaľovaná strela X-101 alebo americký Tomahawk, no zároveň poskytuje desiatky krát - desiatky krát! - veľký dosah letu, ktorý je prakticky neobmedzený. Nízko letiaca kradmá riadená strela s jadrovou hlavicou s prakticky neobmedzeným doletom, nepredvídateľnou dráhou letu a schopnosťou obísť záchytné línie je nezraniteľná voči všetkým existujúcim a budúcim systémom protiraketovej obrany aj protivzdušnej obrany.

V prezentovanom videu mohli diváci vidieť štart unikátnej rakety. Let produktu bol zachytený zo strany sprievodnej stíhačky. Podľa nasledujúceho počítačová grafika, „jadrová strela“ krúžila okolo námorných zón protiraketovej obrany v Atlantiku, obišla Južnú Ameriku z juhu a zasiahla Spojené štáty z Tichého oceánu.

Súdiac podľa prezentovaného videa ide buď o námornú alebo pozemnú raketu, uviedol pre Izvestija Dmitrij Kornev, šéfredaktor internetového projektu MilitaryRussia. - V Rusku sú dvaja vývojári riadených striel. "Rainbow" vyrába iba produkty na báze vzduchu. Pozemok a more – prevádzkuje „Innovator“. Vďaka tejto spoločnosti je rad riadených striel R-500 pre komplexy Iskander, ako aj legendárny Kaliber.

Nie je to tak dávno v otvorené dokumenty OKB "Novator" tam boli odkazy na dva nové produkty - 9M729 a 9M730. Prvá je obyčajná riadená strela s dlhým doletom, ale o 9M730 nebolo nič známe. Tento produkt je však zjavne v aktívnom vývoji – na webe verejného obstarávania bolo na túto tému zverejnených niekoľko súťaží. Preto môžeme predpokladať, že „jadrová strela“ je 9M730.

Ako poznamenal vojenský historik Dmitrij Boltenkov, princíp fungovania jadrovej elektrárne je pomerne jednoduchý.

Na bokoch rakety sú špeciálne priehradky s výkonnými a kompaktnými ohrievačmi poháňanými jadrovou elektrárňou, poznamenal odborník. - Do nich sa dostáva atmosférický vzduch, ktorý sa zohreje na niekoľko tisíc stupňov a zmení sa na pracovnú kvapalinu motora. Odtok horúceho vzduchu vytvára trakciu. Takýto systém skutočne poskytuje takmer neobmedzený dosah letu.

Podľa Vladimíra Putina boli nové položky testované na centrálnom testovacom mieste. Tento objekt sa nachádza v oblasti Archangeľsk v obci Nenoksa.

Toto je historické miesto na testovanie zbraní s dlhým doletom, - povedal Dmitrij Boltenkov. - Odtiaľ vedú pozdĺž severného pobrežia Ruska raketové trasy. Ich dĺžka môže dosiahnuť až niekoľko tisíc kilometrov. Na získanie telemetrických parametrov z rakiet na takéto vzdialenosti sú potrebné špeciálne lietadlá – lietajúce laboratóriá.

Dve unikátne lietadlá Il-976 boli podľa odborníka zreštaurované nie tak dávno. Tieto špeciálne vozidlá, vytvorené na základe transportného Il-76, sa už dlho používajú na testovanie raketových zbraní dlhého doletu. V 90. rokoch boli zastavené.

Fotografie Il-976 letiaceho na letisko pri Archangeľsku boli zverejnené na internete, poznamenal odborník. - Je pozoruhodné, že autá niesli znak Rosatomu. Rusko zároveň vydalo špeciálne medzinárodné varovanie NOTAM (Notice to Airmen) a uzavrelo oblasť pre lode a lietadlá.

Podľa vojenského experta Vladislava Shurygina nová „jadrová strela“ nie je útočným bojovým systémom, ale odstrašujúcou zbraňou.

Počas ohrozeného obdobia (zhoršenie situácie spravidla pred začiatkom vojny) bude môcť ruská armáda stiahnuť tieto produkty do určených hliadkových oblastí, poznamenal expert. - Tým sa zabráni pokusom nepriateľa udrieť na Rusko a jeho spojencov. „Jadrové“ rakety budú môcť hrať úlohu odvetnej zbrane alebo vykonávať preventívny úder.

Ruské ozbrojené sily majú niekoľko radov podzvukových riadených striel s malou výškou. Sú to Kh-555 a Kh-101 vzdušné, R-500 pozemné a 3M14 "Kaliber" na mori.

Ruská vojenská vesmírna jednotka

Veľký hluk v médiách a sociálnych sieťach vyvolali vyhlásenia Vladimíra Putina, že Rusko testuje riadenú strelu novej generácie, ktorá má takmer neobmedzené výkonovú rezervu a vďaka tomu je prakticky nezraniteľný voči všetkým existujúcim a projektovaným systémom protiraketovej obrany.

„Koncom roka 2017 bol úspešný štart najnovšej ruskej riadenej strely s jadrové energie inštalácia. Počas letu elektráreň dosiahla nastavený výkon za predpokladu správnej úrovne ťahu, “povedal Putin počas svojho tradičného prejavu vo Federálnom zhromaždení.

O rakete sa hovorilo v kontexte ďalšieho pokročilého vývoja ruských zbraní, spolu s novou medzikontinentálnou balistickou raketou Sarmat, hypersonickou raketou Kinžal atď. Preto nie je prekvapujúce, že Putinove vyjadrenia sú analyzované najmä vo vojensko-politickom duchu. . V skutočnosti je však otázka oveľa širšia: zdá sa, že Rusko je na pokraji zvládnutia skutočnej technológie budúcnosti, ktorá je schopná priniesť revolučné zmeny nielen do raketových a vesmírnych technológií. Najprv však…

Tryskové technológie: „chemická“ slepá ulička

Tu už skoro sto rokov Keď hovoríme o prúdovom motore, najčastejšie máme na mysli chemický prúdový motor. A prúdové lietadlá a vesmírne rakety sa uvádzajú do pohybu v dôsledku energie prijatej počas spaľovania paliva na palube.

AT vo všeobecnosti funguje to takto: palivo vstupuje do spaľovacej komory, kde sa zmiešava s okysličovadlom (atmosférický vzduch v motore dýchajúcom vzduch alebo kyslík z palubných zásob v raketovom motore). Zmes sa potom vznieti, čo má za následok rýchle uvoľnenie značného množstva energie vo forme tepla, ktoré sa prenáša do spalín. Pri zahriatí sa plyn rýchlo rozpína ​​a akoby sa značnou rýchlosťou vytláča cez trysku motora. Vzniká tryskový prúd a vytvára sa prúdový ťah, ktorý tlačí lietadla v smere opačnom k ​​smeru prúdenia.

He 178 a Falcon Heavy - produkty a motory sú odlišné, ale to nemení podstatu.

Prúdové a raketové motory v celej ich rozmanitosti (od prvého prúdové lietadlo„Heinkel 178“ až po Falcon Heavy od Elona Muska) využívajú presne tento princíp – menia sa iba prístupy k jeho aplikácii. A všetci konštruktéri raketovej techniky sú tak či onak nútení zmieriť sa so zásadným nedostatkom tohto princípu: s potrebou prepravovať na palube lietadla značné množstvo rýchlo spotrebovaného paliva. Čím viac práce musí motor vykonať, tým viac paliva musí byť na palube a tým menšie užitočné zaťaženie lietadlo so sebou unesie.

Napríklad maximálna vzletová hmotnosť dopravného lietadla Boeing 747-200 je asi 380 ton. Z toho 170 ton pripadá na samotné lietadlo, asi 70 ton na užitočné zaťaženie (hmotnosť nákladu a cestujúcich) a 140 ton alebo asi 35 %, váži palivo, ktorý horí za letu rýchlosťou asi 15 ton za hodinu. To znamená, že na každú tonu nákladu pripadá 2,5 tony paliva. A raketa Proton-M na vypustenie 22 ton nákladu na nízku referenčnú obežnú dráhu spotrebuje asi 630 ton paliva, teda takmer 30 ton paliva na tonu užitočného zaťaženia. Ako vidíte, „účinnosť“ je viac než skromná.

Ak hovoríme o skutočne dlhých letoch, napríklad na iné planéty slnečnej sústavy, potom sa pomer paliva a zaťaženia stáva jednoducho smrteľným. Napríklad americká raketa Saturn-5 by mohla dopraviť na Mesiac 45 ton nákladu a spáliť viac ako 2000 ton paliva. A Falcon Heavy od Elona Muska so štartovacou hmotnosťou jeden a pol tisíc ton je schopný vyniesť na obežnú dráhu Marsu len 15 ton nákladu, teda 0,1 % svojej pôvodnej hmotnosti.

Preto s posádkou let na Mesiac stále zostáva úlohou na hranici technologických možností ľudstva a let na Mars tieto hranice prekračuje. Ešte horšie je, že už nie je možné výrazne rozširovať tieto schopnosti a zároveň pokračovať v ďalšom zdokonaľovaní chemických rakiet. Pri ich vývoji ľudstvo „odpočívalo“ oproti stropu určenému prírodnými zákonmi. Ak chcete ísť ďalej, je potrebný zásadne odlišný prístup.

"Atómový" ťah

Spaľovanie chemického paliva už dávno prestáva byť najúčinnejším zo známych spôsobov výroby energie.

Z 1 kilogramu uhlia možno získať približne 7 kilowatthodín energie, pričom 1 kilogram uránu obsahuje približne 620-tisíc kilowatthodín.

A ak vytvoríte motor, ktorý bude prijímať energiu z jadra a nie z chemických procesov, bude takýto motor potrebovať desiatky tisíc(!) krát menej paliva na vykonanie rovnakej práce. Kľúčovú nevýhodu prúdových motorov tak možno odstrániť. Od nápadu k realizácii je však dlhá cesta k vyriešeniu množstva zložitých problémov. Najprv bolo potrebné vytvoriť dostatočne ľahký a kompaktný jadrový reaktor, aby ho bolo možné nainštalovať do lietadla. Po druhé, bolo potrebné vymyslieť, ako presne využiť energiu rozpadu atómového jadra na ohrev plynu v motore a vytvorenie tryskového prúdu.

Najzrejmejšou možnosťou bolo jednoducho prejsť plyn cez rozžeravené jadro reaktora. Avšak pri priamej interakcii s palivovými kazetami by sa tento plyn stal vysoko rádioaktívne. Ponechanie motora vo forme prúdového prúdu by silne infikovalo všetko naokolo, takže používanie takéhoto motora v atmosfére by bolo neprijateľné. To znamená, že teplo z jadra sa musí odovzdať iným spôsobom, ale ako presne? A kde možno nájsť materiály schopné udržať si svoje štrukturálne vlastnosti po mnoho hodín pri takých vysokých teplotách?

Ešte jednoduchšie je predstaviť si využitie jadrových elektrární v „bezpilotných hlbokomorských dopravných prostriedkoch“, ktoré v rovnakom posolstve spomenul aj Putin. V skutočnosti to bude niečo ako super torpédo, ktoré bude nasávať morskú vodu, premení ju na zohriatu paru, ktorá vytvorí tryskový prúd. Takéto torpédo bude schopné prekonať tisíce kilometrov pod vodou, pohybovať sa v akejkoľvek hĺbke a bude schopné zasiahnuť akýkoľvek cieľ na mori alebo na pobreží. Zároveň bude takmer nemožné ho zachytiť na ceste k cieľu.

Momentálne sa zdá, že Rusko ešte nemá vzorky takýchto zariadení pripravené na nasadenie. Pokiaľ ide o riadenú strelu s jadrovým pohonom, o ktorej hovoril Putin, tu zjavne hovoríme o skúšobnom štarte „masového modelu“ takejto strely s elektrickým ohrievačom namiesto jadrového. Presne to môžu znamenať Putinove slová o „dosiahnutí nastaveného výkonu“ a „správnej úrovni ťahu“ – kontrola, či motor takéhoto zariadenia dokáže pracovať s takýmito „príchodovými parametrami“. Samozrejme, na rozdiel od vzorky s atómovým pohonom, „figurína“ nie je schopná preletieť ľubovoľne významnú vzdialenosť, ale to sa od neho nevyžaduje. Na takejto vzorke si môžete zacvičiť technologické riešenia spojené s čisto „motorovou“ časťou – kým sa na stánku finalizuje a testuje reaktor. Veľmi málo času môže oddeliť túto fázu od dodania hotového výrobku - rok alebo dva.

No, ak sa takýto motor môže použiť v riadených strelách, čo potom zabráni jeho použitiu v letectve? Predstavte si dopravné lietadlo s jadrovým pohonom schopný prejsť desiatky tisíc kilometrov bez pristátia a tankovania, bez toho, aby zhltol stovky ton drahého leteckého paliva! Vo všeobecnosti hovoríme o objav schopný urobiť skutočnú revolúciu v sektore dopravy v budúcnosti...

Mars pred nami?

Oveľa vzrušujúcejším sa však zdá byť hlavný účel jadrových elektrární – stať sa jadrovým srdcom novej generácie kozmických lodí, ktoré umožnia spoľahlivú dopravnú komunikáciu s ostatnými planétami slnečnej sústavy. Samozrejme, vo vesmíre bez vzduchu nemôžete používať prúdové motory, ktoré využívajú vonkajší vzduch. Látku na vytvorenie prúdového prúdu tu, nech sa povie čokoľvek, budete musieť nosiť so sebou. Úlohou je využívať ho pri práci oveľa hospodárnejšie, a preto musí byť rýchlosť výtoku látky z trysky motora čo najvyššia. V chemických raketových motoroch je táto rýchlosť až 5 tisíc metrov za sekundu (zvyčajne 2-3 tisíc) a nie je možné ju výrazne zvýšiť.

Oveľa vyššie rýchlosti je možné dosiahnuť použitím iného princípu vytvárania lúča - zrýchlenia nabitých častíc (iónov) elektrickým poľom. Rýchlosť prúdu v iónovom motore môže dosiahnuť 70 000 metrov za sekundu, to znamená, že na dosiahnutie rovnakého množstva pohybu bude potrebné minúť 20 až 30-krát menej látky. Je pravda, že takýto motor spotrebuje dosť veľa elektriny. A na výrobu tejto energie je potrebný jadrový reaktor.

Model reaktorovej elektrárne pre jadrovú elektráreň triedy megawatt

Elektrické (iónové a plazmové) raketové motory už existujú, napr. ešte v roku 1971 ZSSR vypustil na obežnú dráhu kozmickú loď Meteor so stacionárnym plazmovým motorom SPD-60 vyvinutým OKB Fakel. Dnes sa podobné motory aktívne používajú na korekciu obežnej dráhy umelých satelitov Zeme, ale ich výkon nepresahuje 3-4 kilowatty (5 a pol konskej sily).

Avšak v roku 2015 Výskumné centrum. Keldysh oznámil vytvorenie prototypu iónového motora s výkonom objednávky 35 kilowattov(48 koní). Neznie to veľmi pôsobivo, ale pár týchto motorov stačí na pohon kozmickej lode pohybujúcej sa v prázdnote a preč od silných gravitačných polí. Zrýchlenie, ktoré takéto motory poskytnú kozmickej lodi, bude malé, ale budú ho môcť udržiavať po dlhú dobu (existujúce iónové motory majú nepretržitú prevádzku do troch rokov).

V modernom vesmírne lode raketové motory fungujú len krátko, pričom hlavnú časť letu letí loď zotrvačnosťou. Iónový motor, ktorý prijíma energiu z jadrového reaktora, bude pracovať počas celého letu – v jeho prvej polovici zrýchľuje loď, v druhej – spomaľuje ju. Výpočty ukazujú, že takáto kozmická loď by mohla dosiahnuť obežnú dráhu Marsu za 30 až 40 dní, a nie za rok, ako loď s chemickými motormi, a tiež so sebou niesť zostupové vozidlo, ktoré môže dopraviť človeka na povrch Červenej. Planéta, a potom ho odtiaľ vezmite.