Russisk raket med en atommotor. Atommotor af et globalt krydsermissil

Med nogle års mellemrum
den nye oberstløjtnant opdager Pluto.
Derefter ringer han til laboratoriet,
at finde ud af den fremtidige skæbne for den nukleare ramjet.

Det er et fashionabelt emne i disse dage, men det forekommer mig, at nuklear ramjet-luft er meget mere interessant. Flymotor, fordi han ikke behøver at bære arbejdsvæsken med sig.
Jeg går ud fra, at præsidentens besked handlede om ham, men af ​​en eller anden grund begyndte alle at skrive om VÆRVET i dag???
Lad mig samle alt her på ét sted. Jeg vil fortælle dig, interessante tanker dukker op, når du læser ind i et emne. Og meget ubehagelige spørgsmål.

En ramjetmotor (ramjetmotor; det engelske udtryk er ramjet, fra ram - ram) er en jetmotor, der er den enkleste i klassen af ​​luftåndende jetmotorer (ramjetmotorer) i design. Den tilhører typen af ​​direkte reaktions-jetmotorer, hvor fremdrift udelukkende skabes af den jetstrøm, der strømmer fra dysen. Den stigning i tryk, der er nødvendig for motorens drift, opnås ved at bremse den modkørende luftstrøm. Ramjet er ude af drift, når lave hastigheder flyvning, især ved nul hastighed, er en eller anden accelerator nødvendig for at bringe den til driftskraft.

I anden halvdel af 1950'erne, i æraen kold krig, i USA og USSR ramjet projekter med atomreaktor.


Foto af: Leicht modifiziert aus http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Pluto1955.jpg

Energikilden til disse ramjet-motorer (i modsætning til andre ramjet-motorer) er det ikke kemisk reaktion forbrænding af brændstof, men den varme, der genereres af en atomreaktor i arbejdsvæskens varmekammer. Luften fra indgangsanordningen i en sådan ramjet passerer gennem reaktorkernen, afkøler den, opvarmer sig selv til driftstemperaturen (ca. 3000 K) og strømmer derefter ud af dysen med en hastighed, der kan sammenlignes med udstødningshastighederne avancerede kemiske raketmotorer. Mulige formål med et fly med en sådan motor:
- interkontinentale løfteraket til krydstogt af en nuklear ladning;
- et-trins rumfartsfly.

Begge lande skabte kompakte atomreaktorer med lav ressource, der passer ind i dimensionerne af en stor raket. I USA blev prøvebænket udført under Pluto og Tory nukleare ramjet-forskningsprogrammer i 1964. brandprøver nuklear ramjetmotor "Tory-IIC" (fuld effekttilstand 513 MW i fem minutter med et tryk på 156 kN). Ingen flyveprøver blev udført, og programmet blev lukket i juli 1964. En af årsagerne til lukningen af ​​programmet var forbedringen af ​​designet af ballistiske missiler med kemiske raketmotorer, som fuldt ud sikrede løsningen af ​​kampmissioner uden brug af ordninger med relativt dyre atom-ramjetmotorer.
Det er ikke sædvanligt at tale om den anden i russiske kilder nu ...

Pluto-projektet skulle bruge flyvetaktik i lav højde. Denne taktik sikrede hemmeligholdelse fra radarerne fra USSRs luftforsvarssystem.
For at opnå den hastighed, hvormed en ramjetmotor ville fungere, skulle Pluto affyres fra jorden ved hjælp af en pakke med konventionelle raketforstærkere. Opsendelsen af ​​atomreaktoren begyndte først efter Pluto nåede krydshøjde og var tilstrækkeligt fjernet fra befolkede områder. Atommotoren, som gav en næsten ubegrænset rækkevidde, tillod raketten at flyve i cirkler over havet, mens den afventede ordren om at skifte til supersonisk hastighed mod et mål i USSR.

SLAM konceptdesign

Det blev besluttet at udføre en statisk test af en fuldskala reaktor, som var beregnet til en ramjetmotor.
Da Pluto-reaktoren blev ekstremt radioaktiv efter opsendelsen, blev den leveret til teststedet via en specialbygget, fuldautomatisk jernbanelinje. Langs denne linje bevægede reaktoren sig over en afstand på cirka to miles, som adskilte den statiske teststand og den massive "demonterings"-bygning. I bygningen blev den "varme" reaktor demonteret til inspektion ved hjælp af fjernstyret udstyr. Forskere fra Livermore observerede testprocessen ved hjælp af et tv-system, som var placeret i en blikhangar langt fra teststanden. For en sikkerheds skyld var hangaren udstyret med et beskyttelsesrum mod stråling med to ugers forsyning af mad og vand.
Blot for at levere den nødvendige beton til at bygge væggene i nedrivningsbygningen (som var seks til otte fod tyk), købte USAs regering en hel mine.
Millioner af pund komprimeret luft blev opbevaret i 25 miles af olieproduktionsrør. Det komprimeret luft var beregnet til at blive brugt til at simulere de forhold, som en ramjetmotor befinder sig i under flyvning med marchhastighed.
For at sikre et højt lufttryk i systemet lånte laboratoriet gigantiske kompressorer fra ubådsbasen i Groton, Connecticut.
Testen, hvor enheden kørte på fuld kraft i fem minutter, krævede at tvinge et ton luft gennem ståltanke, der var fyldt med mere end 14 millioner stålkugler med en diameter på 4 cm. Disse tanke blev opvarmet til 730 grader varmeelementer hvori der blev brændt olie.

Tori-2S er installeret på en jernbaneplatform og er klar til succesfuld test. maj 1964

Den 14. maj 1961 holdt ingeniører og videnskabsmænd i hangaren, hvorfra eksperimentet blev styret, vejret, da verdens første nukleare ramjetmotor, monteret på en knaldrød jernbaneperron, annoncerede sin fødsel med et højt brøl. Tori-2A blev lanceret i kun et par sekunder, hvor den ikke udviklede sin nominelle effekt. Testen blev dog betragtet som vellykket. Det vigtigste var, at reaktoren ikke antændte, hvilket nogle repræsentanter fra Atomenergiudvalget var ekstremt bange for. Næsten umiddelbart efter testene begyndte Merkle arbejdet med at skabe en anden Tory-reaktor, som skulle have mere kraft med mindre vægt.
Arbejdet med Tori-2B er ikke kommet længere end til tegnebrættet. I stedet byggede Livermores straks Tory-2C, som brød ørkenens stilhed tre år efter at have testet den første reaktor. En uge senere blev reaktoren genstartet og kørt ved fuld effekt (513 megawatt) i fem minutter. Det viste sig, at radioaktiviteten i udstødningen var væsentligt mindre end forventet. Disse tests blev også overværet af luftvåbnets generaler og embedsmænd fra Atomic Energy Committee.

På dette tidspunkt begyndte kunderne fra Pentagon, der finansierede Pluto-projektet, at blive overvundet af tvivl. Da missilet blev affyret fra amerikansk territorium og fløj over amerikanske allieredes territorium i lav højde for at undgå opdagelse af sovjetiske luftforsvarssystemer, spekulerede nogle militærstrateger på, om missilet ville udgøre en trussel mod de allierede. Selv før Pluto-missilet kaster bomber på fjenden, vil det først bedøve, knuse og endda bestråle allierede. (Pluto, der flyver over hovedet, forventedes at producere omkring 150 decibel støj på jorden. Til sammenligning var støjniveauet for raketten, der sendte amerikanerne til Månen (Saturn V), 200 decibel ved fuld fremdrift). Selvfølgelig ville sprængte trommehinder være det mindste af dine problemer, hvis du befandt dig med en nøgen reaktor, der flyver over hovedet, og steger dig som en kylling med gamma- og neutronstråling.

Tori-2C

Selvom rakettens skabere hævdede, at Pluto i sagens natur også var undvigende, udtrykte militæranalytikere forbløffelse over, hvordan noget så støjende, varmt, stort og radioaktivt kunne forblive uopdaget, så længe det tog at fuldføre sin mission. Samtidig var det amerikanske luftvåben allerede begyndt at indsætte Atlas- og Titan-ballistiske missiler, som var i stand til at nå mål flere timer før en flyvende reaktor, og USSR's antimissilsystem, hvis frygt blev den vigtigste drivkraft for skabelsen af ​​Pluto, blev aldrig en hindring for ballistiske missiler, på trods af de vellykkede testaflytninger. Kritikere af projektet kom med deres egen afkodning af akronymet SLAM - langsom, lav og rodet - langsomt, lav og beskidt. Efter vellykkede tests Polaris-missiler Flåden, som oprindeligt havde vist interesse for at bruge missilerne til affyring fra ubåde eller skibe, begyndte også at opgive projektet. Og endelig var prisen på hver raket 50 millioner dollars. Pludselig blev Pluto en teknologi uden anvendelser, et våben uden levedygtige mål.

Det sidste søm i Plutos kiste var dog kun ét spørgsmål. Det er så vildledende simpelt, at Livermoreianerne kan undskyldes for bevidst ikke at være opmærksomme på det. "Hvor skal man udføre reaktorflyvningstests? Hvordan overbeviser man folk om, at raketten under flyvningen ikke vil miste kontrollen og flyve over Los Angeles eller Las Vegas i lav højde?" spurgte Livermore Laboratory-fysiker Jim Hadley, som arbejdede på Pluto-projektet til det sidste. Han arbejder i øjeblikket på at opdage nukleare test, der bliver udført i andre lande for enhed Z. Efter Hadleys egen indrømmelse var der ingen garantier for, at missilet ikke ville komme ud af kontrol og blive til et flyvende Tjernobyl.
Flere løsninger på dette problem er blevet foreslået. Den ene ville være en Pluto-opsendelse nær Wake Island, hvor raketten ville flyve ottetal over USAs del af havet. "Hot" missiler skulle sænkes i en dybde på 7 kilometer i havet. Men selv når Atomenergikommissionen overtalte folk til at tænke på stråling som en ubegrænset energikilde, var forslaget om at dumpe mange strålingsforurenede raketter i havet nok til at stoppe arbejdet.
Den 1. juli 1964, syv år og seks måneder efter arbejdets begyndelse, blev Pluto-projektet lukket af Atomic Energy Commission og Air Force.

Ifølge Hadley en ny oberstløjtnant hvert par år luftvåben opdager Pluto. Herefter ringer han til laboratoriet for at finde ud af den videre skæbne for den nukleare ramjet. Oberstløjtnanternes begejstring forsvinder umiddelbart efter, at Hadley fortæller om problemer med stråling og flyveprøver. Ingen ringede til Hadley mere end én gang.
Hvis nogen vil bringe Pluto tilbage til livet, kan han måske finde nogle rekrutter i Livermore. Dem bliver der dog ikke mange af. Ideen om, hvad der kunne blive et helvedes skørt våben, er bedst tilbage i fortiden.

Tekniske egenskaber for SLAM-raketten:
Diameter - 1500 mm.
Længde - 20000 mm.
Vægt - 20 tons.
Rækkevidden er ubegrænset (teoretisk).
Hastighed ved havoverfladen er Mach 3.
våben - 16 termonukleare bomber(styrken af ​​hver er 1 megaton).
Motoren er en atomreaktor (effekt 600 megawatt).
Styresystem - inerti + TERCOM.
Den maksimale hudtemperatur er 540 grader Celsius.
Skrogmaterialet er højtemperatur Rene 41 rustfrit stål.
Beklædningstykkelse - 4 - 10 mm.

Ikke desto mindre er den nukleare ramjet-motor lovende som fremdriftssystem til et-trins rumfartsfly og højhastigheds interkontinentale tunge transport luftfart. Dette lettes af muligheden for at skabe en nuklear ramjet, der er i stand til at operere ved subsoniske og nul flyvehastigheder i raketmotor, ved hjælp af indbyggede arbejdsvæskereserver. Det vil sige, at for eksempel et rumfartsfly med en nuklear ramjet starter (inklusive starter), leverer arbejdsvæske til motorerne fra de indbyggede (eller påhængsmotorer) tanke og, efter at have nået hastigheder fra M = 1, skifter til at bruge atmosfærisk luft .

Som den russiske præsident V.V. Putin sagde i begyndelsen af ​​2018, "foregik en vellykket affyring af et krydsermissil med et atomkraftværk." Desuden er rækkevidden af ​​et sådant krydsermissil ifølge ham "ubegrænset."

Jeg spekulerer på, i hvilken region testene blev udført, og hvorfor de relevante atomprøveovervågningstjenester slog dem ned. Eller er efterårets frigivelse af ruthenium-106 i atmosfæren på en eller anden måde forbundet med disse tests? De der. Chelyabinsk-beboere blev ikke kun drysset med ruthenium, men også stegt?
Kan du finde ud af, hvor denne raket faldt? Kort sagt, hvor blev atomreaktoren brudt op? På hvilken træningsbane? På Novaja Zemlja?

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

Lad os nu læse lidt om nukleare raketmotorer, selvom det er en helt anden historie

En nuklear raketmotor (NRE) er en type raketmotor, der bruger energien fra fission eller fusion af kerner til at skabe jettryk. De kan være flydende (opvarmning af en flydende arbejdsvæske i et varmekammer fra en atomreaktor og frigivelse af gas gennem en dyse) og pulseksplosive ( atomeksplosioner lav effekt i en tilsvarende periode).
En traditionel nuklear fremdrivningsmotor som helhed er en struktur bestående af et varmekammer med en atomreaktor som varmekilde, et arbejdsvæskeforsyningssystem og en dyse. Arbejdsfluidet (normalt brint) tilføres fra tanken til reaktorkernen, hvor det passerer gennem kanaler, der er opvarmet af den nukleare henfaldsreaktion, opvarmes til høje temperaturer og skydes derefter ud gennem dysen, hvilket skaber stråletryk. Eksisterer forskellige designs NRE: fastfase, flydende fase og gasfase - svarende til aggregeringstilstanden for nukleart brændsel i reaktorkernen - fast, smeltet eller højtemperaturgas (eller endda plasma).


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

RD-0410 (GRAU Index - 11B91, også kendt som "Irgit" og "IR-100") - den første og eneste sovjetiske nukleare raketmotor 1947-78. Det blev udviklet på Khimavtomatika designbureau, Voronezh.
RD-0410 brugte en heterogen termisk neutronreaktor. Designet omfattede 37 brændstofsamlinger, dækket med termisk isolering, der adskilte dem fra moderatoren. ProjektDet var forudset, at brintstrømmen først passerede gennem reflektoren og moderatoren og holdt deres temperatur ved stuetemperatur og derefter ind i kernen, hvor den blev opvarmet til 3100 K. Ved standen blev reflektoren og moderatoren afkølet af en separat brint flyde. Reaktoren gennemgik en betydelig række tests, men blev aldrig testet i dens fulde driftstid. Komponenterne uden for reaktoren var fuldstændig opbrugte.

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

Og dette er en amerikansk atomraketmotor. Hans diagram var på titelbilledet


Forfatter: NASA - Great Images in NASA Description, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6462378

NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) er et fælles program af US Atomic Energy Commission og NASA til at skabe en nuklear raketmotor (NRE), som varede indtil 1972.
NERVA demonstrerede, at NER var levedygtig og egnet til rumudforskning, og i slutningen af ​​1968 bekræftede SNPO, at NERVAs nyeste modifikation, NRX/XE, opfyldte kravene til en bemandet mission til Mars. Selvom NERVA-motorerne blev bygget og testet i størst muligt omfang og blev betragtet som klar til installation på et rumfartøj, blev det meste af det amerikanske rumprogram aflyst af Nixon-administrationen.

NERVA er blevet vurderet af AEC, SNPO og NASA som et meget vellykket program, der har opfyldt eller overskredet sine mål. hovedformålet programmet var at "etablere en teknisk base for nukleare raketfremdrivningssystemer, der skulle bruges i design og udvikling af fremdriftssystemer til rummissioner." Næsten alle rumprojekter, der bruger nukleare fremdrivningsmotorer, er baseret på NERVA NRX- eller Pewee-design.

Mars-missioner var ansvarlige for NERVAs død. Kongresmedlemmer fra begge politiske partier besluttede, at en bemandet mission til Mars ville være en stiltiende forpligtelse for USA til at støtte det kostbare rumkapløb i årtier. Hvert år blev RIFT-programmet forsinket, og NERVAs mål blev mere komplekse. Når alt kommer til alt, selvom NERVA-motoren havde mange vellykkede tests og stærk støtte fra Kongressen, forlod den aldrig Jorden.

I november 2017 offentliggjorde China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) en køreplan for udviklingen af ​​Kinas rumprogram for perioden 2017-2045. Det giver især mulighed for at skabe et genanvendeligt skib drevet af en nuklear raketmotor.

I almindelige undervisningspublikationer om astronautik skelner de ofte ikke mellem en nuklear raketmotor (NRE) og en nuklear raket installation af elmotor(YAEDU). Disse forkortelser skjuler dog ikke kun forskellen i principperne for at konvertere atomenergi til rakettryk, men også en meget dramatisk historie om udviklingen af ​​astronautikken.

Dramaet i historien ligger i, at hvis de hovedsageligt kom forbi økonomiske årsager Siden forskningen i nuklear fremdrift og nuklear fremdrift i både USSR og USA fortsatte, ville menneskelige flyvninger til Mars for længst være blevet almindelige.

Det hele startede med atmosfæriske fly med en ramjet-atommotor

Designere i USA og USSR overvejede at "ånde" nukleare installationer, der kunne suge luft udefra og opvarme den til kolossale temperaturer. Sandsynligvis blev dette princip om fremdriftsgenerering kun lånt fra ramjet-motorer i stedet for raketbrændstof Spaltningsenergien af ​​atomkerner af urandioxid 235 blev brugt.

I USA blev en sådan motor udviklet som en del af Pluto-projektet. Amerikanerne formåede at skabe to prototyper af den nye motor - Tory-IIA og Tory-IIC, som endda drev reaktorerne. Installationskapaciteten skulle være 600 megawatt.

Motorerne udviklet som en del af Pluto-projektet var planlagt til at blive installeret på krydsermissiler, som i 1950'erne blev skabt under betegnelsen SLAM (Supersonic Low Altitude Missile, supersonisk lavhøjdemissil).

USA planlagde at bygge en raket, der var 26,8 meter lang, tre meter i diameter og vejede 28 tons. Raketlegemet skulle indeholde et nukleart sprænghoved samt et nukleart fremdriftssystem med en længde på 1,6 meter og en diameter på 1,5 meter. Sammenlignet med andre størrelser så installationen meget kompakt ud, hvilket forklarer dens direkte-flow-driftsprincip.

Udviklerne troede, at takket være atommotoren ville SLAM-missilets flyverækkevidde være mindst 182 tusinde kilometer.

I 1964 lukkede det amerikanske forsvarsministerium projektet. Den officielle årsag var, at et krydsermissil med nuklear motor forurener alt for meget. Men faktisk var årsagen de betydelige omkostninger ved at vedligeholde sådanne raketter, især da raketer på det tidspunkt hurtigt udviklede sig baseret på raketmotorer med flydende drivstof, hvis vedligeholdelse var meget billigere.

USSR forblev tro mod ideen om at skabe et ramjet-design til en atomdrevet motor meget længere end USA, hvilket først lukkede projektet i 1985. Men resultaterne viste sig at være meget mere markante. Således blev den første og eneste sovjetiske atomraketmotor udviklet på designbureauet Khimavtomatika, Voronezh. Dette er RD-0410 (GRAU Index - 11B91, også kendt som "Irbit" og "IR-100").

RD-0410 brugte en heterogen termisk neutronreaktor, moderatoren var zirconiumhydrid, neutronreflektorerne var lavet af beryllium, det nukleare brændsel var et materiale baseret på uran og wolframcarbider, med omkring 80% berigelse i 235 isotopen.

Designet omfattede 37 brændstofsamlinger, dækket med termisk isolering, der adskilte dem fra moderatoren. Designet forudsatte, at brintstrømmen først passerede gennem reflektoren og moderatoren og holdt deres temperatur ved stuetemperatur og derefter ind i kernen, hvor den afkølede brændstofsamlingerne og varmede op til 3100 K. Ved standen blev reflektoren og moderatoren afkøles af en separat brintstrøm.

Reaktoren gennemgik en betydelig række tests, men blev aldrig testet i dens fulde driftstid. Imidlertid var de udvendige reaktorkomponenter fuldstændig opbrugte.

Tekniske egenskaber for RD 0410

Tryk i tomrum: 3,59 tf (35,2 kN)
Reaktor termisk effekt: 196 MW
Specifik trykimpuls i vakuum: 910 kgf s/kg (8927 m/s)
Antal starter: 10
Arbejdsressource: 1 time
Brændstofkomponenter: arbejdsvæske - flydende brint, hjælpestof - heptan
Vægt s strålebeskyttelse: 2 tons
Motormål: højde 3,5 m, diameter 1,6 m.

Relativt små overordnede dimensioner og vægt, høj temperatur af nukleart brændsel (3100 K) med et effektivt kølesystem med en brintstrøm indikerer, at RD0410 er en næsten ideel prototype af en nuklear fremdriftsmotor til moderne krydsermissiler. Og under hensyntagen til moderne teknologier til fremstilling af selvstoppende nukleart brændsel er det en meget reel opgave at øge ressourcen fra en time til flere timer.

Nukleare raketmotordesign

En nuklear raketmotor (NRE) er en jetmotor, hvor energien, der genereres af et nuklear henfald eller fusionsreaktion, opvarmer arbejdsvæsken (oftest brint eller ammoniak).

Der er tre typer nukleare fremdrivningsmotorer afhængigt af typen af ​​brændstof til reaktoren:

• fast fase;
• flydende fase;
• gasfase.

Den mest komplette er solid-fase versionen af ​​motoren. Figuren viser et diagram over den enkleste atomdrevne motor med en fast atombrændselsreaktor. Arbejdsvæsken er placeret i en ekstern tank. Ved hjælp af en pumpe tilføres den til motorkammeret. I kammeret sprøjtes arbejdsvæsken ved hjælp af dyser og kommer i kontakt med brændstoffet nukleart brændsel. Når den opvarmes, udvider den sig og flyver ud af kammeret gennem dysen med stor hastighed.

I gasfase-atomdrivstofmotorer er brændstoffet (for eksempel uran) og arbejdsvæsken i gasform (i form af plasma) og holdes i arbejdsområdet af et elektromagnetisk felt. Uranplasma opvarmet til titusindvis af grader overfører varme til arbejdsvæsken (for eksempel brint), som igen bliver opvarmet til høje temperaturer danner en jetstrøm.

Baseret på typen af ​​kernereaktion skelnes der mellem en radioisotopraketmotor, en termonuklear raketmotor og selve atommotoren (energien fra nuklear fission bruges).

En interessant mulighed er også en pulserende nuklear raketmotor - det foreslås at bruge en nuklear ladning som energikilde (brændstof). Sådanne installationer kan være af interne og eksterne typer.

De vigtigste fordele ved atomdrevne motorer er:

• høj specifik impuls;
• betydelige energireserver;
• kompakthed af fremdrivningssystemet;
• muligheden for at opnå meget høj fremdrift - titusinder, hundreder og tusinder af tons i et vakuum.

Den største ulempe er den høje strålingsfare ved fremdriftssystemet:

• strømninger af gennemtrængende stråling (gammastråling, neutroner) under nukleare reaktioner;
• fjernelse af højradioaktive forbindelser af uran og dets legeringer;
• udstrømning af radioaktive gasser med arbejdsvæsken.

Nukleart fremdriftssystem

I betragtning af, at det er umuligt at opnå pålidelige oplysninger om atomkraftværker fra publikationer, herunder fra videnskabelige artikler, overvejes driftsprincippet for sådanne anlæg bedst ved at bruge eksempler på åbne patentmaterialer, selvom de indeholder knowhow.

For eksempel leverede den fremragende russiske videnskabsmand Anatoly Sazonovich Koroteev, forfatteren til opfindelsen under patentet, en teknisk løsning til sammensætningen af ​​udstyr til en moderne YARD. Nedenfor præsenterer jeg en del af det nævnte patentdokument ordret og uden kommentarer.

Essensen af ​​den foreslåede tekniske løsning er illustreret af diagrammet præsenteret på tegningen. Et nukleart fremdriftssystem, der fungerer i en fremdriftsenergitilstand, indeholder et elektrisk fremdriftssystem (EPS) (eksempeldiagrammet viser to elektriske raketmotorer 1 og 2 med tilsvarende fødesystemer 3 og 4), en reaktorinstallation 5, en turbine 6, en kompressor 7, en generator 8, varmeveksler-recuperator 9, Ranck-Hilsch hvirvelrør 10, køleskab-radiator 11. I dette tilfælde er turbine 6, kompressor 7 og generator 8 kombineret i en enkelt enhed - en turbogenerator-kompressor. Den nukleare fremdrivningsenhed er udstyret med arbejdsfluidrørledninger 12 og elektriske ledninger 13, der forbinder generatoren 8 og den elektriske fremdrivningsenhed. Varmeveksler-genvinderen 9 har de såkaldte højtemperatur 14 og lav temperatur 15 arbejdsfluid input, såvel som høj temperatur 16 og lav temperatur 17 arbejdsfluid output.

Udgangen af ​​reaktorenheden 5 er forbundet med indgangen på turbinen 6, udgangen af ​​turbinen 6 er forbundet med højtemperaturindgangen 14 på varmeveksleren-genvinderen 9. Lavtemperaturudgangen 15 på varmeveksleren-genvinderen 9 er forbundet til indgangen til Ranck-Hilsch-hvirvelrøret 10. Ranck-Hilsch-hvirvelrøret 10 har to udgange, hvoraf den ene (via den "varme" arbejdsvæske) er forbundet til radiatorkøleskabet 11, og den anden ( via den "kolde" arbejdsvæske) er forbundet til indgangen på kompressoren 7. Udgangen fra radiatorkøleskabet 11 er også forbundet med indgangen til kompressoren 7. Kompressorens udgang 7 er forbundet med lavtemperaturindgangen 15 til varmeveksler-genvinder 9. Højtemperaturudgangen 16 af varmeveksler-genvinder 9 er forbundet med indgangen til reaktorinstallationen 5. Således er hovedelementerne i atomkraftværket forbundet med et enkelt kredsløb af arbejdsfluidet .

Atomkraftværket fungerer som følger. Arbejdsfluidet, der opvarmes i reaktorinstallationen 5, sendes til turbinen 6, som sikrer driften af ​​kompressoren 7 og generatoren 8 af turbogenerator-kompressoren. Generator 8 genererer elektrisk energi, som sendes gennem elektriske ledninger 13 til elektriske raketmotorer 1 og 2 og deres forsyningssystemer 3 og 4, hvilket sikrer deres drift. Efter at have forladt turbinen 6 sendes arbejdsfluidet gennem højtemperaturindløbet 14 til varmeveksler-recuperatoren 9, hvor arbejdsfluidet afkøles delvist.

Derefter ledes arbejdsfluidet fra lavtemperaturudløbet 17 af varmeveksler-recuperatoren 9 ind i Ranque-Hilsch-hvirvelrøret 10, i hvilket arbejdsfluidstrømmen er opdelt i "varme" og "kolde" komponenter. Den "varme" del af arbejdsfluidet går derefter til køleskabsudsenderen 11, hvor denne del af arbejdsfluidet effektivt afkøles. Den "kolde" del af arbejdsfluidet går til kompressorens 7 indløb, og efter afkøling følger den del af arbejdsfluidet, der forlader det udstrålende køleskab 11 også dertil.

Kompressoren 7 tilfører det afkølede arbejdsfluidum til varmeveksler-recuperatoren 9 gennem lavtemperaturindløbet 15. Dette afkølede arbejdsfluid i varmeveksler-recuperatoren 9 tilvejebringer delvis afkøling af modstrømmen af ​​arbejdsfluidet, der kommer ind i varmeveksler-recuperatoren. 9 fra turbinen 6 gennem højtemperaturindløbet 14. Dernæst den delvist opvarmede arbejdsfluid (på grund af varmeveksling med modstrømmen af ​​arbejdsfluidet fra turbine 6) fra varmeveksler-recuperatoren 9 gennem højtemperaturudløbet 16 igen kommer ind i reaktorinstallationen 5, gentages cyklussen igen.

En enkelt arbejdsvæske placeret i et lukket kredsløb sikrer således kontinuerlig drift af atomkraftværket, og brugen af ​​et Ranque-Hilsch-hvirvelrør som en del af atomkraftværket i overensstemmelse med den påståede tekniske løsning forbedrer vægt- og størrelsesegenskaberne af atomkraftværket, øger pålideligheden af ​​dets drift, forenkler dets design og gør det muligt at øge effektiviteten af ​​atomkraftværker generelt.

Links:

Moskva. 12. marts. hjemmeside - Viceforsvarsminister i Den Russiske Føderation Yuri Borisov talte i et interview offentliggjort mandag med avisen Krasnaya Zvezda om det seneste russiske våben, som den 1. marts blev et af Vladimir Putins hovedemner for forbundsforsamlingen.

Atomdrevet krydsermissil

Blandt andre nye produkter har præsidenten et atomdrevet krydsermissil. Ifølge ham har intet andet land i verden noget lignende endnu.

"Det kan praktisk talt opdages på selve indflyvningen til målet, og dets manøvreevner gør krydsermissilet også usårligt, det kan flyve i dagevis," sagde viceforsvarsministeren til Krasnaya Zvezda.

"Vi formåede sandsynligvis at gøre dette for første gang. Mange tak til vores atomforskere, som gjorde dette eventyr til en praktisk realitet. Sidste år blev der udført omfattende test, de bekræftede alle de tilgange, der var indarbejdet i dette krydstogt. missil,” fortsatte Borisov.

Han præciserede, at under testene blev evnerne til at bringe et atomkraftværk til et givet effektniveau bekræftet. Viceministeren forklarede, at raketten affyres ved hjælp af konventionelle pulvermotorer, hvorefter atomanlægget opsendes, og opsendelsen skal ske i løbet af kort tid.

"Det unikke ved dette missil er, at det kan være langsommere sammenlignet med den hypersoniske Kinzhal, men det flyver langs en given bane, der omkranser terrænfolder i lav højde, hvilket gør det svært at opdage," sagde Borisov.

Hypersonisk kompleks "Avangard"

Repræsentanten for militærafdelingen var også opmærksom på Avangard hypersoniske kompleks. Ifølge ham er systemet gennemtestet, og Forsvarsministeriet har en kontrakt på dets masseproduktion. "Så dette er ikke et bluff, men virkelige ting," hævder Borisov.

Han bemærkede, at ved oprettelsen af ​​Avangard skulle russiske forskere overvinde en række vanskeligheder relateret til det faktum, at temperaturen på sprænghovedets overflade når 2 tusinde grader. "Det flyver virkelig i plasma Derfor var problemet med at kontrollere dette objekt og beskyttelsesproblemer meget akutte, men der blev fundet løsninger," bemærkede Borisov.

ICBM "Sarmat"

Sarmat interkontinentale ballistiske missil (ICBM) skulle erstatte Voevoda ICBM, fortsatte viceministeren.

"Det er underforstået, at det i modsætning til sine forgængere også kan udstyres med hypersoniske enheder, som øger problemet med dets aflytning med en størrelsesorden udefra anti-missil systemer", - han sagde.

Ifølge Borisov er alle praktiske, videnskabelige, tekniske og produktionsproblemer allerede løst, og den nødvendige produktionskapacitet er forberedt.

"Sidste år gik kastetestene godt. De vil helt sikkert fortsætte, for som du ved, kræver raketteknologi øget pålidelighed formidabelt våben, og det er forpligtet til at garantere dens 100 % anvendelse. Derfor er et stort antal tests naturligvis normal praksis,” sagde Borisov.

Ifølge ham vil affyringsvægten af ​​Sarmat-raketten overstige 200 tons.

"Hun kan flyve gennem både den nordlige og Sydpolen på grund af det faktum, at dens anvendelsesområde er betydeligt øget i forhold til Voevoda. Og muligheden for at udlede alvorlige nyttelast giver os mulighed for at bruge forskellige "fyldninger" - kampenheder, som sammen med tunge lokkemidler ret effektivt overvinder alle slags missilforsvarselementer,” sagde han.

”Det mest attraktive er selvfølgelig at skyde ned ballistisk missil i starten, når den er i den aktive fase af flyvningen. Vores nye produkt "Sarmat" har et meget mindre aktivt areal end dets stamfader "Voevoda". Det er det, der gør den nye ICBM mindre sårbar,” sagde Borisov.

Bortskaffelse af "Voevoda"

I den nærmeste fremtid vil det russiske militær begynde at afmontere Voevoda ICBM (ifølge NATO-klassifikation - SS-18 Satan).

"Alle har hørt godt om dette strategiske missil, og i vores land har det tilnavnet "Voevoda", og i Vesten kalder man det "Satan" Det blev udviklet tilbage i midten af ​​1980'erne og er på kamptjeneste, men tiden går , teknologien bevæger sig fremad, dette system er ved at blive forældet Det er allerede i slutningen af ​​dets livscyklus..." forklarede Borisov.

I mellemtiden, i december sidste år, udtalte chefen for de strategiske missilstyrker, generaloberst Sergei Karakaev, at Voevoda ville forblive i den operationelle sammensætning af missilstyrkerne strategiske formål(Strategic Missile Forces) indtil 2024. Han sagde, at komplekserne kunne forblive på kamptjeneste efter det, indtil 2025-2027.

Nuklear undervandsdrone

Undervandsfartøj med atomkraft kraftværk, som præsidenten beskrev med ordene "dette er simpelthen fantastisk", gør det muligt på dens basis at skabe en torpedo med rekordstore overordnede dimensioner og vægtegenskaber, sagde Borisov.

Han præciserede, at enheden kan dykke til en dybde på over 1.000 meter og manøvrere, mens den bevæger sig mod det tilsigtede mål, bevæger sig næsten autonomt.

"Det kræver ingen korrektion, dvs. gyroskopi og styresystem gør det muligt for det at nærme sig målet med tilstrækkelig høj nøjagtighed, hurtigt, "uden beviser, jeg kender i dag ikke nogen midler, der kan stoppe dette våben, fordi selv hastighedsegenskaberne." den er mange gange højere end den for eksisterende overflade- og undervandsaktiver, herunder torpedo våben", sagde Borisov.

Han kaldte det nye våben unikt, hvilket åbnede helt andre muligheder for forsvaret og sikkerheden i Den Russiske Føderation. Ifølge ham tager det i modsætning til nuværende atomubåde et spørgsmål om sekunder, ikke flere timer, at bringe den nye enhed til en given reaktoreffekt.

Hypersoniske komplekser "Dagger"

Til sidst, apropos hypersonisk missilsystemer"Dolk," bemærkede Borisov, at de kan ødelægge både stationære og bevægelige mål, herunder hangarskibe og skibe af krydser-, destroyer- og fregatklassen.

Ud over hypersonisk hastighed har Kinzhal evnen til at omgå alt farlige områder luft- eller missilforsvar. "Det er evnen til at manøvrere i hypersonisk flyvning, der gør det muligt at sikre dette produkts usårlighed og et garanteret hit på målet," sagde viceministeren.

Han mindede om, at de første "Daggers" siden december sidste år blev sat i eksperimentel kampoperation og allerede er på vagt.

I halvtredserne af det 20. århundrede drømte menneskeheden om atommotorer til biler og fly. Talrige science fiction-historier talte om erobringen af ​​rummet ved hjælp af fotoniske og nukleare raketter med en ubegrænset kraftreserve. Og på dette tidspunkt, i de hemmelige arsenaler af rivaliserende lande i USA og USSR, blev der udviklet atomreaktorer, som skulle drive fly og krydsermissiler med atomvåben. I Amerika er udviklingen af ​​et ubemandet atombombefly (eller missil) begyndt, der vil være i stand til at overvinde luftforsvar i lav højde. Projektet blev kaldt SLAM (Supersonic Low-Altitude Missile) - en supersonisk lavhøjderaket med en ramjet-atommotor. Udviklingen blev kaldt "Pluto".

Dette er en raket, der flyver i ultralav højde med en supersonisk hastighed på 3 Mach (mach tre). I dets arsenal var der termonukleare ladninger (ca. 14 stykker), som skulle affyres opad på det ønskede punkt og derefter bevæge sig langs en ballistisk bane til det tilsigtede mål. Samtidig var det ikke kun atomladninger, der havde en skadelig effekt. Raketterne, der bevægede sig med supersonisk hastighed, skabte luft chokbølge, tilstrækkelig til at ramme folk langs banen. Derudover var der problemet med radioaktivt nedfald - raketudstødningen indeholdt radioaktive fissionsprodukter.


Behovet for langtidsflyvning med M3-hastighed i ultralav højde krævede materialer, der ikke ville smelte eller kollapse under sådanne forhold (ifølge beregninger skulle trykket på raketten have været 5 gange større end trykket på den supersoniske X- 15).


For at accelerere til den hastighed, hvormed ramjet-motoren ville begynde at fungere, blev der brugt adskillige konventionelle kemiske acceleratorer, som derefter blev frigjort, som i rumopsendelser. Efter start og afgang befolkede områder raketten var nødt til at tænde for atommotoren og cirkle over havet (der var ingen grund til at bekymre sig om brændstof), afventende ordren om at accelerere til M3 og flyve til USSR.


Fordi effektiviteten af ​​en ramjet stiger med temperaturen, blev 500 MW reaktoren, kaldet Tory, designet til at være meget varm med en driftstemperatur på 2500F (over 1600C). Porcelænsproducenten Coors Porcelain Company fik til opgave at lave omkring 500.000 blyantlignende keramiske brændselsceller, der kunne modstå sådanne temperaturer og sikre en jævn varmefordeling inde i reaktoren. Den 14. maj 1961 tændte verdens første nukleare fremdrivningsmotor monteret på en jernbaneperron. Tory-IIA-prototypen virkede kun i få sekunder og udviklede kun en brøkdel af sin designkraft, men eksperimentet blev betragtet som en komplet succes. Vi var ved at forberede os på at begynde arbejdet med et nyt, forbedret projekt - Tory-III. Opdaterede data om radioaktiv forurening af området under test førte dog til lukningen af ​​dette projekt i 1964. De samlede omkostninger var $260 millioner.

Beregnet præstationsegenskaber: længde-26,8 m, diameter-3,05 m, vægt-28000 kg, hastighed: i en højde af 300 m-3M, i en højde af 9000 m-4,2M, loft-10700 m, rækkevidde: i en højde af 300 m - 21.300 km, i en højde af 9.000 m - mere end 100.000 km, kampenhed- fra 14 til 26 termonukleare sprænghoveder. Det var meningen, at raketten skulle affyres fra en jordbaseret løfteraket ved hjælp af boostere til fast brændsel, som skulle virke, indtil raketten nåede en hastighed, der var tilstrækkelig til at affyre en nuklear ramjetmotor. Designet var vingeløst, med små køl og små vandrette haler arrangeret i et canardmønster. Missilet var optimeret til lav højdeflyvning (25-300 m) og var udstyret med et terrænfølgesystem.

Testdata: 155 megawatt, omkring 300 kg/sek. luftstrøm, indre temperatur 1300 C, udstødningstemperatur omkring 1000 C. Diameteren af ​​reaktorens arbejdsområde er 90 cm, længde 120 cm 100 tusinde sekskantede brændselselementer. Keramisk struktur med molybdænramme. Vandkøling(da reaktoren er testet og stationær). Den første effekttest fandt sted i maj 1961, reaktoren nåede 50 megawatt ved en temperatur på 1100 C.
TORY-IIC-reaktoren var beregnet til test under betingelserne for en luftkølet raket.
Testet i 1964 ved fuld kraft, virkede i 5 minutter. Stråling ved 160 megawatt er 1000 røntgen i timen. Resterende stråling i testområdet efter 24 timer: inde i kammeret (direkte kontakt med udstødningen) - 200 r/time
Dosis til personale tre kilometer fra reaktoren er 20 milliroentgen/time ved fuld effekt.

I USSR blev der udviklet et atomfly (et fly med et atomkraftværk). Den 12. august 1955 blev resolution nr. 1561-868 fra USSR's ministerråd udstedt, der beordrede luftfartsvirksomheder til at begynde at designe et sovjetisk atomfly. Bureauet for A. N. Tupolev og V. M. Myasishchev måtte udvikle sig fly, der er i stand til at fungere på atomkraftværker. Og bureauet for N.D. Kuznetsov og A.M. Lyulka fik til opgave at bygge de samme kraftværker. Kurerede disse, ligesom alle de andre nukleare projekter USSR, Sovjets "fader". atombombe Igor Kurchatov.


Flere varianter af supersoniske bombefly er blevet foreslået. Myasishchev Design Bureau foreslog et projekt for M-60 supersoniske bombefly. Faktisk gik snakken om at udstyre den allerede eksisterende M-50 med et atomkraftværk åben type, designet i Arkhip Lyulkas kontor. Men vanskeligheden ved at betjene en "snavset" motor, behovet for at "fastgøre" den til flyet lige før flyvningen i automatisk tilstand og andre tekniske vanskeligheder tvang dette projekt til at opgive.


Et nyt projekt blev påbegyndt for at blive udviklet - M-30 nukleare fly med en lukket type nuklear installation. Designet af reaktoren var meget mere komplekst, men spørgsmålet om strålingsbeskyttelse var ikke så presserende. Flyet skulle udstyres med seks turbojetmotorer drevet af én atomreaktor. Hvis det er nødvendigt power point kunne også virke på petroleum. Vægten af ​​besætningsbeskyttelsen og motorerne var næsten halvdelen af ​​vægten af ​​M-60, takket være hvilken flyet kunne bære en nyttelast på 25 tons.


A. N. Tupolevs designbureau var ved at udvikle et tredje projekt - et subsonisk bombefly på en nuklear installation. Det eksisterende Tu-95 fly blev taget som grundlag, som skulle eftermonteres atomreaktor. Spørgsmålet om beskyttelse mod radioaktiv stråling. Beskyttelsesovertrækket bestod af en belægning af 5 centimeter tykke blyplader og et 20 centimeter lag af polyethylen og ceresin, et produkt fremstillet af råmaterialer fra petroleum og vagt minder om vaskesæbe.

I maj 1961 kom Tu-95M bombefly nr. 7800408, spækket med sensorer, til himlen med en atomreaktor om bord og fire turbopropmotorer med en kapacitet på hver 15.000 hestekræfter. Atomkraftværket var ikke forbundet til motorerne - flyet fløj på jetbrændstof, og den driftsreaktoren var stadig nødvendig for at vurdere udstyrets adfærd og piloternes strålingseksponeringsniveau. I alt fra maj til august foretog bombeflyet 34 testflyvninger.
Det viste sig, at piloterne under den to-dages flyvning modtog 5 rem stråling. Til sammenligning anses det i dag for normalt, at atomkraftværksarbejdere udsættes for stråling på op til 2 rem, men ikke i to dage, men i et år. Det blev antaget, at besætningen på atomflyet ville omfatte mænd over 40 år, som allerede har børn.
Strålingen blev også absorberet af bombeflyets krop, som efter flyvningen måtte isoleres til "rengøring" i flere dage. Generelt blev strålebeskyttelsen betragtet som effektiv, men ikke fuldt udviklet. Udover, i lang tid ingen vidste hvad de skulle stille op med mulige ulykker nukleare fly og efterfølgende forurening af store rum med nukleare komponenter. Efterfølgende blev det foreslået at udstyre reaktoren faldskærmssystem, der er i stand til at adskille en nuklear installation fra en flykropp i en nødsituation og blødt lande den.
I sidste ende blev dette projekt opgivet. Verdens første atomfly blev parkeret på en flyveplads nær Semipalatinsk og blev derefter ødelagt. Skabelsen af ​​raketter blev anerkendt som et prioriteret område.

Men tilsyneladende fortsatte udviklingen af ​​atomdrevne krydsermissiler. Nye materialer, der kan modstå høje temperaturer - op til 2.000 grader, nye designs af lukkede reaktorer, et nyt design gjorde det muligt at overvinde tekniske vanskeligheder, som ikke kunne overvindes i 50'erne - 60'erne af det 20. århundrede. Seneste præstationer moderne teknologier gjort det muligt at realisere krydsermissiler med et atomkraftværk i metal.

Historien om skabelsen af ​​en nuklear raketmotor

En nuklear raketmotor (NRE) er en type raketmotor, der bruger energien fra fission eller fusion af kerner til at skabe jettryk. Arbejdsvæsken (sædvanligvis brint) tilføres fra tanken til reaktorkernen, hvor den passerer gennem kanaler opvarmet af den nukleare henfaldsreaktion, opvarmes til høje temperaturer, omkring 3000K, og derefter kastes ud gennem dysen, hvilket skaber jet thrust. . I USSR blev et regeringsdekret om udvikling af "krydstogtmissiler med en ramjetmotor ved hjælp af atomenergi" underskrevet i 1953, og ledelsen af ​​arbejdet blev overdraget til akademikerne M. V. Keldysh, I. V. Kurchatov og S. P. Korolev.


RD-0410 brugte en heterogen termisk neutronreaktor. designet omfattede 37 brændstofsamlinger dækket med termisk isolering, der adskilte dem fra moderatoren. I 1972 fandt den fysiske opstart af IVG-reaktoren ved Baikal-komplekset sted.

Hovedindstillinger

Tryk i tomrum: 3,59 tf (35,2 kN)

Antal starter: 10

Arbejdsressource: 1 time

Brændstofkomponenter: arbejdsvæske - flydende brint, hjælpestof - heptan
Vægt med strålebeskyttelse: 2 tons

Motormål: højde 3,5 m, diameter 1,6 m.


USA havde sit eget program NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) - et fælles program af US Atomic Energy Commission og NASA til at skabe en nuklear raketmotor (NRE), som varede indtil 1972. Den første NERVA NRX i 1966 blev opsendt i næsten 2 timer, inklusive 28 minutter ved fuld kraft. Finansieringen til programmet blev skåret lidt ned i 1969, og den nye Nixon-administration skar det yderligere ned i 1970, hvilket stoppede produktionen af ​​Saturn-raketterne og annullerede Apollo-programmet efter Apollo 17. Uden Saturn S-N-raketten, som skulle føre NERVA i kredsløb, mistede projektet sin mening.

Egenskaber
Diameter: 10,55 m Længde: 43,69 m
Tørvægt: 34.019 kg. Totalvægt: 178.321 kg
Tryk i vakuum: 333,6 kN
Driftstid: 1200 s
Arbejdsvæske: flydende brint.


Vought SLAM (Supersonic Low-Altitude Missile - lavhøjde supersonisk missil) er et projekt af et amerikansk strategisk krydsermissil med en ramjet-atommotor. Det uløste problem med SLAM var den radioaktive forurening af området under rakettens flyvning og ødelæggelse langs dens rute, i Fredelig tid dette gjorde SLAM-test og træningslanceringer ekstremt vanskelige. Den kontinuerlige fjernelse af partikler af arbejdsvæsken fra reaktoren ved luftstrømmen førte til, at raketten efterlod en monstrøs sky af radioaktivt nedfald. På toppen af ​​SLAM-kroppen var 26 løfteraketter til termonukleare sprænghoveder placeret i to rækker. I 1964 blev SLAM-projektet lukket.