Можно было бы начать эту статью традиционным пассажем про то, как писатели-фантасты выдвигают смелые идеи, а ученые потом воплощают их в жизнь. Можно, но писать штампами не хочется. Лучше вспомнить, что современные ракетные двигатели, твердотопливные и жидкостные, имеют более чем неудовлетворительные характеристики для полетов на относительно дальние дистанции. Вывести груз на орбиту Земли они позволяют, доставить что-то на Луну – тоже, хотя и обходится такой полет дороже. А вот полететь на Марс с такими двигателями уже нелегко. Им подавай горючее и окислитель в нужных объемах. И объемы эти прямо пропорциональны расстоянию, которое надо преодолеть.
Альтернатива традиционным химическим ракетным двигателям – двигатели электрические, плазменные и ядерные. Из всех альтернативных двигателей до стадии разработки двигателя дошла только одна система – ядерная (ЯРД). В Советском Союзе и в США еще в 50-х годах прошлого века были начаты работы по созданию ядерных ракетных двигателей. Американцы прорабатывали оба варианта такой силовой установки: реактивный и импульсный. Первая концепция подразумевает нагрев рабочего тела при помощи ядерного реактора с последующим выбросом через сопла. Имульсный ЯРД, в свою очередь, движет космический аппарат за счет последовательных взрывов небольшого количества ядерного топлива.
Также в США был придуман проект «Орион», соединявший в себе оба варианта ЯРД. Сделано это было следующим образом: из хвостовой части корабля выбрасывались небольшие ядерные заряды мощностью около 100 тонн в тротиловом эквиваленте. Вслед за ними отстреливались металлические диски. На расстоянии от корабля производился подрыв заряда, диск испарялся, и вещество разлеталось в разные стороны. Часть его попадала в усиленную хвостовую часть корабля и двигала его вперед. Небольшую прибавку к тяге должно было давать испарение плиты, принимающей на себя удары. Удельная стоимость такого полета должна была быть всего 150 тогдашних долларов на килограмм полезной нагрузки.
Дошло даже до испытаний: опыт показал, что движение при помощи последовательных импульсов возможно, как и создание кормовой плиты достаточной прочности. Но проект «Орион» был закрыт в 1965 году как неперспективный. Тем не менее, это пока единственная существующая концепция, которая может позволить осуществлять экспедиции хотя бы по Солнечной системе.
До строительства опытного экземпляра удалось дойти только реактивным ЯРД. Это были советский РД-0410 и американский NERVA. Они работали по одинаковому принципу: в «обычном» ядерном реакторе нагревается рабочее тело, которое при выбросе из сопел и создает тягу. Рабочим телом обоих двигателей был жидкий водород, но на советском в качестве вспомогательного вещества использовался гептан.
Тяга РД-0410 составляла 3,5 тонны, NERVA давал почти 34, однако имел и большие габариты: 43,7 метров длины и 10,5 в диаметре против 3,5 и 1,6 метров соответственно у советского двигателя. При этом американский двигатель в три раза проигрывал советскому по ресурсу – РД-0410 мог работать целый час.
Однако оба двигателя, несмотря на перспективность, тоже остались на Земле и никуда не летали. Главная причина закрытия обоих проектов (NERVA в середине 70-х, РД-0410 в 1985 году) – деньги. Характеристики химических двигателей хуже, чем у ядерных, но цена одного запуска корабля с ЯРД при одинаковой полезной нагрузке может быть в 8-12 раз больше пуска того же «Союза» с ЖРД. И это еще без учета всех расходов, необходимых для доведения ядерных двигателей до пригодности к практическому применению.
Вывод из эксплуатации «дешевых» Шаттлов и отсутствие в последнее время революционных прорывов в космической технике требует новых решений. В апреле этого года тогдашний глава Роскосмоса А. Перминов заявил о намерении разработать и ввести в эксплуатацию совершенно новый ЯРД. Именно это, по мнению Роскосмоса, должно кардинально улучшить «обстановку» во всей мировой космонавтике. Теперь же выяснилось, кто должен стать очередными революционерами космонавтики: разработкой ЯРД займется ФГУП «Центр Келдыша». Генеральный директор предприятия А. Коротеев уже обрадовал общественность новостью о том, что эскизный проект космического корабля под новый ЯРД будет готов уже в следующем году. Проект двигателя должен быть готов к 2019, а испытания запланированы на 2025 год.
Комплекс получил название ТЭМ – транспортно-энергетический модуль. Он будет нести ядерный реактор с газовым охлаждением. С непосредственным движителем пока не определились: либо это будет реактивный двигатель наподобие РД-0410, либо электрический ракетный двигатель (ЭРД). Однако последний тип пока нигде в мире массово не применялся: ими оснащались всего три космических аппарата. Но в пользу ЭРД говорит тот факт, что от реактора можно запитывать не только двигатель, но и множество других агрегатов или вообще использовать весь ТЭМ как космическую электростанцию.
Автор: Кирилл Рябов
topwar.ru
Я́дерный раке́тный дви́гатель (ЯРД) — разновидность ракетного двигателя, которая использует энергию деления или синтеза ядер для создания реактивной тяги. Бывают реактивными (нагрев рабочего тела в ядерном реакторе и вывод газа через сопло) и импульсными (ядерные взрывы малой мощности при равном промежутке времени).
Традиционный ЯРД в целом представляет собой конструкцию из ядерного реактора, системы подачи рабочего тела, и сопла. Рабочее тело (как правило — водород) — подаётся из бака в активную зону реактора, где, проходя через нагретые реакцией ядерного распада каналы, разогревается до высоких температур и затем выбрасывается через сопло, создавая реактивную тягу. Существуют различные конструкции ЯРД — твёрдофазный, жидкофазный и газофазный, соответственно агрегатному состоянию ядерного топлива в активной зоне реактора — твёрдое, расплав или высокотемпературный газ (либо плазма). ЯРД активно разрабатывались и испытывались в СССР (см. РД-0410) и США (cм.
NERVA) с середины 1950-х годов. Исследования ведутся и в настоящее время.[1]Атомные заряды мощностью примерно в килотонну на этапе взлёта должны были взрываться со скоростью один заряд в секунду. Ударная волна — расширяющееся плазменное облако — должна была приниматься «толкателем» — мощным металлическим диском с теплозащитным покрытием, и, потом, отразившись от него, создать реактивную тягу. Импульс, принятый плитой толкателя, через элементы конструкции передавался кораблю. Затем, когда высота и скорость вырастут, частоту взрывов можно было уменьшить. При взлёте корабль должен был лететь строго вертикально, чтобы минимизировать площадь радиоактивного загрязнения атмосферы.
В США были проведены несколько испытаний модели летательного аппарата с импульсным приводом (для взрывов использовалась обычная химическая взрывчатка). Получены положительные результаты о принципиальной возможности управляемого полёта аппарата с импульсным двигателем.
Реальных испытаний импульсного ЯРД с подрывом ядерных устройств не проводилось. Дальнейшие практические разработки в области импульсных ЯРД были прекращены в конце 1960-х гг.
В США космические разработки с использованием импульсных ядерных ракетных двигателей осуществлялись с 1958 по 1965 год в рамках проекта «Орион» (англ. Project Orion) компанией «Дженерал Атомикс» (англ. «General Atomics») по заказу ВВС США.
Космический корабль проекта «Орион», рисунок художника Программа развития проекта «Орион» была рассчитана на 12 лет, расчётная стоимость — 24 миллиарда долларов, что было сопоставимо с запланированными расходами на лунную программу «Аполлон» («Apollon»). Интересно, что разработчики проводили предварительные расчеты постройки на базе этой технологии звездолёта-«ноева ковчега» с массой до 40 млн. т и экипажем до 20 000 человек[2]. Согласно их расчётам, один из уменьшенных вариантов такого ядерно-импульсного звездолёта (массой 100 тыс. т) мог бы достичь Альфы Центавра за 130 лет, разогнавшись до скорости 10 000 км/с.[3][4] Однако приоритеты изменились и в 1965 году проект был закрыт.
В СССР аналогичный проект разрабатывался в 1950—70-х годах.[источник не указан 566 дней] Устройство содержало дополнительные химические реактивные двигатели, выводящие его на 30-40 км от поверхности Земли и затем предполагалось включать основной ядерно-импульсный двигатель. Основной проблемой была прочность экрана-толкателя, который не выдерживал огромных тепловых нагрузок от близких ядерных взрывов. Вместе с тем были предложены несколько технических решений, позволяющих разработать конструкцию плиты-толкателя с достаточным ресурсом. Проект не был завершён.
В 1960-х годах США были на пути к Луне. Менее известным является тот факт, что в Зоне-25 (рядом со знаменитой Зоной-51) на полигоне Невады учёные работали над одним амбициозным проектом – полётом на Марс на ядерных двигателях. Проект был назван NERVA. Работая на полную мощность, ядерный двигатель должен был нагреваться до температуры в 2026,7 °C (2299,8° K) и охлаждаться жидким азотом.[источник не указан 395 дней]
Затем учёные из Лос-Аламоса решили узнать, что произойдёт, если контроль над одним из таких ядерных двигателей будет утерян, и он взорвётся. И тогда появился KIWI – эксперимент по намеренному взрыву одного из таких двигателей. В январе 1965 года ядерному ракетному двигателю под кодовым названием «KIWI» специально позволили перегреться. При температуре в 4 тысячи градусов по Цельсию реактор взорвался. Взрыв разметал 45 кг радиоактивного топлива на четверть мили. Учёные находились в воздухе, и измеряли количество радиации, которая оказалась в атмосфере.[источник не указан 395 дней]
Пять месяцев спустя произошла настоящая авария, когда перегрелся ядерный двигатель другой сборки, который носил кодовое название Phoebus. Он взорвался, когда случайно опустела одна из ёмкостей с жидким водородом.[источник не указан 395 дней]
15 апреля 2011 года состоялось четвёртое заседание Рабочей группы по космосу Российско-Американской президентской комиссии по вопросам сотрудничества, на котором среди прочих вопросов исследования космоса обсуждался вопрос создания двигательных установок[5].
22 апреля 2011 года на сайте российского Федерального космического агентства среди документации очередных открытых конкурсов размещена информация об объявлении конкурса на право заключения государственного контракта по разработке ядерной энергодвигательной установки большой мощности для межорбитального буксира, многофункциональной платформы на геостационарной орбите и межпланетных космических аппаратов[6]. Итоги конкурса будут объявлены 27 мая 2011 года[7].
Использование ядерной энергоустановки мегаваттного класса предполагается в космическом корабле для дальних космических полётов. Эскизный проект ядерного двигателя должен быть готов к 2012 году, после этого на дальнейшую разработку проекта потребуется 17 миллиардов рублей[7].
Космические полёты за лунную орбиту требуют новых технологий и единственным вариантом нового двигателя для космических кораблей является ядерная силовая установка:
«Полеты на Марс на современных двигателях займут очень много времени. Необходимо создание новой установки для сверхтяжелых ракет. Россия обладает всеми технологиями для создания двигателей подобного класса. Я надеюсь, что в 2019 году работа над двигателем должна быть закончена», — сказал глава Роскосмоса Анатолий Перминов[8].
dic.academic.ru
В конце прошлого года российские ракетные войска стратегического назначения испытали совершенно новое оружие, существование которого, как раньше считалось, невозможно. Крылатая ракета с ядерным двигателем, которой военные эксперты дают обозначение 9М730 - именно то новое оружие, о котором президент Путин говорил в своем Послании Федеральному собранию. Испытание ракеты проводилось предположительно на полигоне Новая земля, ориентировочно в конце осени 2017 года, однако точные данные будут рассекречены еще не скоро. Разработчиком ракеты, также предположительно, является Опытное конструкторское бюро "Новатор" (город Екатеринбург). По заявлению компетентных источников ракета в штатном режиме поразила цель и испытания были признаны полностью успешными. Далее в СМИ появились предполагаемые фотографии пуска (выше) новой ракеты с ядерной силовой установкой и даже косвенные подтверждения, связанные с присутствием в предполагаемое время испытаний в непосредственной близости от полигона "летающей лаборатории" Ил-976 ЛИИ Громова с отметками "Росатома". Однако вопросов появилось еще больше. Реальна ли заявленная возможность ракеты осуществлять полет неограниченной дальности и за счет чего она достигается? Длина- стартовая - не менее 12 метров,- маршевая - не менее 9 метров,
Диаметр корпуса ракеты - около 1 метра,Ширина корпуса - около 1.5 метров,Высота хвостового оперения - 3.6 - 3.8 метров
Дело в том, что, по словам Путина, ракета имеет практически неограниченную дальность полета. Это, конечно, нельзя понимать так, что ракета может летать годами, но можно расценить как прямое указание на то, что дальность ее полета многократно превышает дальность полета современных крылатых ракет. Второй момент, который нельзя не заметить, тоже связан с заявленной неограниченной дальностью полета и, соответственно, работы силового агрегата крылатой ракеты. К примеру гетерогенный реактор на тепловых нейтронах, испытанный в двигателе РД-0410, разработкой которого занимались Курчатов, Келдыш и Королев, имел ресурс работы на испытаниях только 1 час и в этом случае о неограниченной дальности полета такой крылатой ракеты с ядерным двигателем не может быть и речи.
Все это наводит на мысль о том, что российские ученые предложили совершенно новую, ранее не рассматриваемую концепцию строения, в которой для нагрева и последующего выброса из сопла используется вещество, имеющее намного экономный ресурс расходования на больших расстояниях. Как пример, это может быть ядерный воздушно-реактивный двигатель (ЯВРД) совершенно нового образца, в котором рабочей массой является атмосферный воздух, нагнетаемый в рабочие емкости компрессорами, нагреваемый ядерной установкой с последующим выбросом через сопла.
Также стоит отметить, что анонсированная Владимиром Путиным крылатая ракета с ядерным силовым агрегатом умеет облетать зоны активного действия систем противовоздушной и противоракетной обороны, а также держать путь к цели на малых и сверхмалых высотах. Это возможно только за счет оснащения ракеты системами следования ландшафту местности, устойчивыми к помехам, создаваемых средствами радиоэлектронной борьбы противника.
cashbuzz.ru
1 марта президент России Владимир Путин в обращении к Федеральному собранию объявил о создании новейших систем стратегического оружия, представленных как ответ на строительство Соединенными Штатами системы противоракетной обороны.
Путин перечислил следующее:
В США заявления Путина встретили со скептицизмом, связав их с предстоящими в России президентскими выборами. Телекомпания NBC привела мнения экспертов и неназванных официальных лиц, что названные Путиным вооружения не являются сюрпризом для американских специалистов и что часть из них не готова к использованию на поле боя, в частности, ядерная подводная торпеда. Пентагон заверил американцев, что военные США полностью готовы [к отражению подобных угроз].
Непредсказуемая траектория полета
В опубликованном в феврале обзоре ядерной политики США записано:
"В дополнение к модернизации "наследия" советских ядерных систем, Россия разрабатывает и вводит в действие новые ядерные боеголовки и средства запуска… Россия также разрабатывает по меньшей мере две новые межконтинентальные системы, гиперзвуковой планер (hypersonic glide vehicle), новую межконтинентальную, ядерную и с ядерным двигателем подводную автономную торпеду".
То есть в обзоре упоминаются по меньшей мере три типа из шести перечисленных Путиным вооружений. Не до конца понятно, "Кинжал" или "Авангард" имеются в виду под названием гиперзвуковой планер – скорее, "Авангард". Лазерное оружие не является стратегическим и потому не вызывает особых дискуссий. Подводная торпеда – по всей видимости, тот самый проект "Статус-6", картинки которого были, как утверждалось, случайно показаны российским телевидением в репортаже о совещании Путина с военными в 2015 году. Таким образом, по-настоящему сюрпризом могла быть только крылатая ракета с ядерным двигателем. И именно эта ракета из всего перечисленного Путиным стала предметом наибольшего обсуждения.
Вот как проект был описан Путиным: создана малогабаритная сверхмощная ядерная энергетическая установка, которая размещается в корпусе крылатой ракеты типа новейшей российской ракеты Х-101 воздушного базирования или американского "Томагавка" и имеет "практически неограниченную" дальность полета – в силу этого (и благодаря "непредсказуемой траектории полета", как выразился Путин) она способна обойти любые рубежи перехвата. В конце 2017 года на Центральном полигоне Российской Федерации состоялся ее успешный пуск. В ходе полета энергоустановка вышла на заданную мощность, обеспечила необходимый уровень тяги.
В качестве иллюстративного материала на выступлении Путина был приведен ролик, на котором ракета огибает зоны перехвата в Атлантическом океане, огибает американский континент с юга и идет на север.
Тут есть некоторая неясность: Путин говорит об установке ядерного двигателя на ракеты типа X-101, а это ракета воздушного базирования. На видео же запуск производится с земли.
Попытки создать крылатую ракету с ядерным двигателем восходят к середине прошлого века, в США это проект "Плутон"/SLAM. Компактный ядерный реактор устанавливается на ракету и во время полета нагревает забираемый снаружи воздух, который затем выбрасывается через сопло, создавая тягу.
Проект SLAM (иллюстрация) Плюсы подобного проекта: не нужен запас никакого топлива, кроме ядерного, то есть комбинация "ядерный реактор + воздух в качестве рабочего тела двигателя" обладает почти неограниченным запасом хода – и в этом совпадает с описанием российского президента.
В 1964 году проект был окончательно закрыт
Минусы, вынудившие американцев отказаться от проекта: реактор, чтобы быть достаточно компактным для ракеты, лишен защиты, охлаждается непосредственно протекающим воздухом, который становится радиоактивным и выбрасывается наружу. Испытывать подобную ракету чрезвычайно проблематично – она излучает огромное количество тепла, издает очень громкий звук и покрывает территорию, над которой пролетела, шлейфом радиоактивных осадков. Если же с ракетой что-то произойдет, ядерный реактор без защиты может упасть на населенной территории. (Например, трудно представить себе удар крылатыми ракетами с ядерными двигателями, подобный ударам ракетами "Калибр" по целям в Сирии, которые в 2015 году нанесли российские корабли из Каспийского моря.)
И все-таки двигатели, созданные в рамках проекта, были испытаны на стендах – они продемонстрировали высокую мощность, соответствующую ожидаемой, а радиоактивность выхлопа оказалась ниже, чем предполагали инженеры. Однако в 1964 году проект был оконачательно закрыт: он требовал больших затрат, любое воздушное испытание ракеты было бы чрезвычайно опасным, а главное, возникли сомнения в целесообразности крылатых ракет такого типа – к этому моменту стало ясно, что основой стратегического ядерного арсенала суждено стать межконтинентальным баллистическим ракетам. Ракеты с ядерными двигателями примерно в те же годы разрабатывались в СССР и Великобритании, но они не дошли даже до этапа стендовых испытаний.
Как может быть устроена ракета с ядерным двигателем
Начнем с размеров. Президент упомянул, что ее параметры сравнимы с ракетами “Томагавк” и “Х-101”. "Томагавк" имеет диаметр 0,53 см, а Х-101 (у нее не круглая форма) описанный диаметр 74 см. Для сравнения: диаметр ракеты SLAM должен был составить более трех метров. Независимый эксперт по ядерным технологиям Валентин Гибалов считает, что параметры новой российской разработки могут быть где-то посередине, а эффективно вписать конструкцию с ядерным реактором в диаметр 50–70 сантиметров очень тяжело и вряд ли имеет смысл. По видео испытаний, учитывая размеры пусковой установки, можно прикинуть, что диаметр новой ракеты составляет около 1,5 метров.
X-101 Что находится внутри этой трубы? Самый простой вариант – так называемый прямоточный реактивный двигатель, когда воздух, поступающий через воздухозаборник спереди, проходит через реактор, нагревается, расширяется, и с большей скоростью выходит из сопла, создавая реактивную тягу. На этом принципе как раз и был основан проект SLAM, впрочем, эта схема далеко не единственная. Новая разработка может использовать какой-то вариант турбореактивного двигателя, нагрев воздуха может происходить не напрямую, а через теплообменник, – реактор может вырабатывать электроэнергию и питать электрический двигатель, вращающий пропеллер.
Беспилотный дрон с длинными крыльями или кукурузник
Как ни экзотично звучит этот вариант, он мог бы сработать, только летала бы такая ракета со скоростью максимум 500 км/ч и внешне больше бы походила на беспилотный дрон с очень длинными крыльями или... на кукурузник. Дело в том, что ядерная установка, дополнительно преобразующая тепловую энергию в электрическую, будет иметь очень большую относительную массу при заданной мощности. “Скажем, есть проект, который ныне засекречен, но до 2016 года довольно широко был опубликован – это проект мегаваттного (мегаватт – полезная энергия при 4 мегаватт тепловой энергии) реактора РУГК и установки ТЭМ (Транспортно-энергетический модуль) на его базе, его везде называют ядерным буксиром космического базирования. В этом проекте вес реакторной установки плюс система преобразования энергии составляет почти семь тонн при мощности 1 мегаватт. Его можно сравнить с самолетом АН-2: у него взлетный максимальный вес примерно семь тонн и мощность двигателя примерно 1 мегаватт. Получается, что если у нас нет ничего кроме реактора и турбогенераторов, то выйдет что-то вроде АН-2”, – говорит Гибалов. Максимальная скорость АН-2 – 258 км/ч, такая ракета вряд ли нужна российской армии.
Ан-2 Еще один экзотический вариант упомянул в комментарии Федеральному агентству новостей профессор российской Академии военных наук Сергей Судаков: “Мы сейчас предлагаем совершенно новую технологию – это очень компактный двигатель совершенно нового поколения… Это все, что касается холодных реакций и холодного ядерного синтеза. Это двигатели совершенно другие, и они не имеют никакого отношения к тем установкам, которые США разрабатывали в 50-е годы”. Эксперт, по всей видимости, не имеющий отношения к проекту, поясняет, что российским инженерам удалось создать двигатель на "низкообогащенном уране", обладающем высоким КПД, и ядерный “выхлоп” будет, но будет минимальным. "Мы сделали ракету, которая летает на низких температурах и с практически минимальным загрязнением", – сказал Судаков.
Если у военных внезапно такой прекрасный источник энергии
Холодный термоядерный синтез, то есть термоядерная реакция, происходящая при относительно небольших стартовых энергиях (в классической термоядерной реакции, например при термоядерном взрыве, топливо изначально нужно нагреть до очень высокой температуры – например, лазером или взрывом) – это маргинальная теория. Научный консенсус состоит в том, что холодный термоядерный синтез невозможен в принципе, немногочисленные адепты этого подхода время от времени громко заявляют, что добились успеха, но их эксперименты еще никому не удалось повторить. Есть и другой аргумент против холодного термояда в новой ракете – его куда эффективнее можно было бы использовать для других военных целей: “В чем смысл тогда многочисленных финансируемых государством проектов автономных ядерных энергоустановок для Арктики, если у военных внезапно есть такой прекрасный источник тепла и энергии, и не возили бы тогда топливо на самолетах, как это сейчас происходит для дизелей”, – замечает Гибалов.
Устройство ракеты проекта SLAM Но и другие, более традиционные подходы, по мнению Гибалова, слишком сложны для двигателя, который должен работать очень долго и в условиях жесткого радиационного излучения:
– Например, воздушный реактивный двигатель с турбиной требует крайне сложной высокоточной механики, которая, если засунуть ее в условия ядерного реактора, не будет работать сколько-то продолжительное время. Нужно перебирать все узлы такого комбинированного двигателя и по каждому узлу проводить большое исследование – какими материалами надо его заменить, как его усовершенствовать. Чем дальше мы будем погружаться в детали такого возможного более сложного варианта, тем яснее будет, что такая разработка сопоставима, если не больше, по масштабам с разработкой СССР ядерных ракетных двигателей для космических ракет, а они потребовали строительства нескольких ядерных центров с реакторами, стендов на Семипалатинском полигоне, где сквозь ядерный реактор продувался водород. Все это затянулось где-то лет на 20, примерно 25 – отработка. И она была очень трудоемкая и очень ресурсоемкая. Я думаю, что любой другой вариант, кроме прямоточного, – это примерно то же самое.
Масло скорее польется из двигателя "Формулы-1", чем “Опеля”
По мнению эксперта, новая разработка, вероятнее всего, является продолжением идей 1960-х, в первую очередь, прямоточных реактивных двигателей проекта SLAM. Гибалов утверждает, что современные материалы, новые технологии производства тепловыводящих элементов позволяют сделать такую ракету намного более чистой, чем 60 лет назад:
– Все реакторы проектируются таким образом, чтобы удерживать продукты деления, то есть радиоактивную грязь, которая образуется в ходе работы. Они герметичны в этом плане. Здесь, конечно, есть определенная сложность: чем больше температура, тем сложнее это делать, то есть стенки начинают течь. Но, как мне кажется, в принципе эта проблема решаемая. Можно считать, что в безаварийном варианте такой прямоточный реактор сравним по выбросам в воздух с замкнутым реактором с теплообменниками и вторым контуром.
Впрочем, вряд ли стоит рассчитывать, что такая сложная и совершенно новая техника будет всегда функционировать штатно, особенно на стадии испытаний. “Масло скорее польется из двигателя "Формулы-1", чем рядового “Опеля”, – объясняет Гибалов.
Название
Название для российской крылатой ракеты с ядерным двигателем придумано не было – и даже организован конкурс, как ее назвать. Однако военный обозреватель Алексей Рамм в "Известиях" выдвигает версию, что речь идет об изделии 9М730 ОКБ "Новатор" – одного из разработчиков российских крылатых ракет. При этом в самой же статье упоминается, что "Новатор" специализируется на наземных и морских ракетах, а "изделия воздушного базирования" разрабатывает "Радуга". А упомянутая Путиным ракета Х-101 – именно воздушного базирования.
Изделия "Новатора" под номерами 9М728 и 9М729 – действительно крылатые ракеты, одна – для знаменитых "Искандеров", другая – наземный аналог упоминавшейся Путиным X-101. И действительно, судя по сайту госзакупок, изделие находится в состоянии активной разработки. Однако никаких подтверждений тому, что это и правда анонсированная Путиным ракета, нет.
В статье приводится описание ракеты с ядерным двигателем военного историка Дмитрия Болтенкова: "По бортам ракеты находятся специальные отсеки с мощными и компактными нагревателями, работающими от ядерной энергоустановки". Это несколько отличается от концепции, что воздух обтекает непосредственно реактор, и предполагает некую систему теплообмена.
Эксцентричные типы ядерных вооружений
Американский эксперт по российским вооружениям Майкл Кофман в своем блоге соглашается с предположением Рамма, что ракета с ядерным двигателем – это 9М730. Кофман считает, что речь идет о реакторе без защиты, исходя из размеров и веса ракеты.
Он также приводит высказывания бывшего министра обороны Эша Картера в статье 2017 года: "Россия инвестирует в новые подлодки с баллистическими ракетами, тяжелые бомбардировщики, разработку новых МКБР… Но они также сочетаются с новыми концепциями использования ядерного оружия и некоторыми новыми и даже эксцентричными типами систем ядерных вооружений", которые, по мнению Кофмана, теперь заиграли в новом свете.
Другой эксперт по вооружениям, Джеффри Льюис, в статье для Foreign Policy пишет, что все системы, обнародованные Путиным, были известны еще администрации Барака Обамы: "Даже крылатая ракета, по поводу которой, как я теперь понимаю задним числом, делали намеки уже какое-то время американские официальные лица".
Были ли испытания?
CNN и Foxnews сообщили со ссылкой на неназванных официальных лиц, что анонсированная Путиным ракета находится еще лишь в стадии разработки и что США наблюдали недавно попытку запустить такую ракету, которая закончилась падением в Арктике (хотя тут не до конца понятно, как отличить успешный запуск ракеты от запуска, закончившегося ее падением – и в любом случае, при настоящих испытаниях ракеты в конце полета ядерный реактор должен с большой скоростью врезаться в поверхность Земли).
По словам Путина, испытания прошли на Центральном полигоне. Рамм в "Известиях" приводит мнение, что это полигон в поселке Ненокса Архангельской области (Государственный центральный морской испытательный полигон ВМФ). При этом Центральный ядерный полигон Российской Федерации находится на архипелаге Новая Земля. Кофман также предполагает, что показанный в ролике запуск совершен на Новой Земле.
Первый подводный ядерный взрыв в СССР и первый ядерный взрыв на Новой Земле 21 сентября 1955 г. Испытание торпеды Т-5 мощностью 3,5 килотонны на глубине 12 м (бухта Чёрная). Авторы проекта Warzone вспоминают в связи с этим о непонятном выбросе в атмосферу радиоактивного вещества йод-131 в феврале прошлого года, источником которого был Кольский полуостров на севере России. Выброс йода-131, по их словам, был зафиксирован – среди десятков других изотопов – и в ходе испытаний ядерного двигателя в Неваде в 60-х годах.
Сразу четыре изотопа йода и два изотопа рутения
Правда, выброс одного изотопа йода без других радионуклидов вряд ли может быть следом испытания “грязной” ракеты с ядерным двигателем.
“Скорее всего, там были бы как минимум два изотопа и даже еще больше, – объясняет Гибалов. – Когда у нас течет, грубо говоря, из работающего реактора, то мы видим сразу четыре изотопа йода и два изотопа рутения (но это, по всей видимости, не относится к утечке рутения на Урале в прошлом году. – РС). Если у нас потекло какое-то количество йода сквозь стенку, то дальше все эти четыре изотопа путешествуют вместе. И это все очень хорошо мониторится и определяется, метод широко используется. Мое мнение: в случае реальных полетов даже на Новой Земле с включенным ядерным двигателем, именно полетов, а не наземных стендовых испытаний, мониторинговые станции их заметят – правда, при условии, что реактор “течет”.
При штатной работе, утверждает эксперт, обнаружить след от его работы будет достаточно сложно: “Да, все равно происходит активация воздуха. К сожалению, самый долгоживущий изотоп, который можно при этом обнаружить – это аргон-41, у него примерно два часа период полного распада. У США есть самолеты, которые оборудованы детекторами всяких продуктов активации, продуктов распада. Но, думаю, таким самолетом можно зафиксировать след от ракеты, практически только пролетев через него в течение не такого большого времени”. Но отсутствие протечек у нового ядерного двигателя, как было сказано выше, крайне маловероятно.
Путин в своей речи заявил, что успешные испытания были проведены в конце прошлого года. "Ведомости" внесли странное дополнение к этой информации, сообщив со ссылкой на источник, близкий к ВПК, что радиационная безопасность при испытаниях ракеты была обеспечена, поскольку "ядерную установку на борту представлял электрический макет".
Реактор с точки зрения техники – просто нагреватель
Можно ли было запустить прототип ракеты, в котором вместо ядерного двигателя стоит заменяющая его электрическая установка? Гибалов говорит, что это не только возможно, но и вполне логично:
– Реактор с точки зрения техники – просто нагреватель, его очень легко заменить тепловыделяющими элементами из проволоки, по которой течет ток, обычными ТЭМами. Это было бы очень разумное решение при первых полетах ракеты, чтобы понять, насколько правильно спроектирована аэродинамика, система управления. Просто выбрасываем, допустим, будущую боеголовку, и заменяем ее полутонной батареек, которые дают тепловой эквивалент реактора, может быть, сниженной мощности. Делают они это очень недолго, 10, 20, 30 секунд, не больше минуты, но позволяют исследовать это все, не опасаясь катастрофы прямо в первом полете.
В интервью журналистке NBC Меган Келли Путин сказал, что тесты новых вооружений прошли хорошо, "над некоторыми системами еще нужно поработать, поднастроить, а некоторые уже поступили в войска и находятся на боевом дежурстве". На просьбу под запись дать ответ на вопрос "есть ли у вас работающая межконтинентальная ракета с ядерным двигателем, которая успешно прошла тестирование", Путин заявил: "Они все прошли его удачно. Просто разные системы находятся на разных стадиях готовности".
Все закрыто на 100%
Гибалов называет создание крылатой ракеты с ядерной энергетической установкой теоретически решаемой задачей, учитывая современный уровень технологий, но все равно крайне дорогой и ресурсоемкой. Он называет косвенные аргументы, указывающие на то, что в действительности ракеты, которую представил Совету Федерации Владимир Путин, может не существовать:
– В отличие от других новых видов оружия, озвученных президентом, у этой конструкции не было никаких следов. Например, про разработку "Сармата" известно давно. То там, то сям вылезали элементы конструкции, прикидки, научные статьи, был какой-то шлейф косвенных признаков, что ведется такая разработка. Можно, конечно, отсутствие этого шлейфа в случае с крылатой ракетой объяснять тем, что здесь были гайки закручены по-настоящему. Например, по разработкам современного ядерного оружия ничего невозможно найти, какое оружие разрабатывается, какие там используются технические принципы – это все абсолютно закрыто на 100%. Но тут же есть не только ядерная часть, тут есть еще ракетно-крылатая часть. И, как кажется мне и другим коллегам, были бы какие-то следы. Думаю, как минимум этот проект находится на довольно ранней стадии разработки.
Стратегический баланс
Уильям Перри, министр обороны США в администрации Билла Клинтона и эксперт по разоружению, пишет в Politico, что новые вооружения, анонсированные Путиным, ничего не меняют в балансе ядерного сдерживания: России не нужно изобретать новые средства для преодоления средств обороны США, “заходить с юга”, потому что у нее и так есть все возможности для этого: система противоракетной обороны, как неоднократно заявлял Вашингтон, не в состоянии противостоять массированному запуску межконтинентальных ракет, ее цель – отдельные залпы государств-парий вроде Северной Кореи, а Россия и США и так обладают возможностями уничтожить друг друга. Перри обеспокоен тем, что США могут втянуться в эту новейшую гонку с Россией – у кого “ядерная кнопка” больше.
И ты в грязи, и свинья довольна
О том же говорит и Льюис: “Гонка вооружений с русскими бессмысленна. Русские ведут ее сами с собой. Гонка с российским военно-промышленным комплексом – как борьба со свиньей: и ты в грязи, и свинья довольна”. Кофман не верит ни в то, что Россия нуждается в новых вооружениях, чтобы обеспечивать жизнеспособность ядерного сдерживания, ни в то, что они фундаментально меняют военный баланс с США. По мнению эксперта, “Россия не уверена в своих конвенционных [военных] возможностях в грядущие годы или вообще когда-нибудь”.
Выступление российского президента содержало явное послание: "ничего подобного ни у кого в мире пока нет", "с нами никто по существу не хотел разговаривать, нас никто не слушал. Послушайте сейчас". Но интересно, что Путин использует в качестве обоснования новых российских вооружений только развитие противоракетной обороны США, не обсуждая, например, совершенствование американских баллистических ракет, которое, как утверждают эксперты в статье “Как модернизация ядерных сил США подрывает стратегическую стабильность”, может изменить баланс сил сдерживания, особенно учитывая ограниченность российской системы раннего оповещения.
В том же выступлении Путин заявил, что “в обновленном обзоре ядерной стратегии США... снижается порог применения ядерного оружия” и что Россия может использовать ядерное оружие “только в ответ на применение против нее или ее союзников... оружия массового поражения или в случае агрессии... когда под угрозу поставлено само существование государства”.
Однако США видят именно у России "снижение порога" в использовании ядерных сил: “Уверенность России в том, что, использовав первыми ядерное оружие, в том числе оружие малой мощности, можно получить такое преимущество, отчасти основана на представлении Москвы о том, что обладание бóльшим количеством и разнообразием нестратегических ядерных средств обеспечивает превосходство в кризисной ситуации или в условиях более ограниченного конфликта. Недавние заявления России относительно этой формирующейся доктрины применения ядерного оружия можно расценить как снижение Москвой "ядерного порога", переступив который можно первыми применить ядерное оружие... Заставить Россию отказаться от таких иллюзий – стратегическая задача первостепенной важности… Повысить гибкость и многообразие ядерного потенциала США, в том числе допустив возможность использования ядерного оружия малой мощности, важно для сохранения способности предотвратить агрессию в масштабах региона. Это поднимет "ядерный порог" и будет способствовать тому, что потенциальные противники осознают невозможность получения преимущества за счет ограниченной ядерной эскалации, что в свою очередь снизит вероятность применения ядерного оружия”.
www.svoboda.org
Я́дерный раке́тный дви́гатель (ЯРД) — разновидность ракетного двигателя, которая использует энергию деления или синтеза ядер для создания реактивной тяги. Бывают жидкостными (нагрев жидкого рабочего тела в нагревательной камере от ядерного реактора и вывод газа через сопло) и импульсно-взрывными (ядерные взрывы малой мощности при равном промежутке времени).
Традиционный ЯРД в целом представляет собой конструкцию из нагревательной камеры с ядерным реактором как источником тепла, системы подачи рабочего тела и сопла. Рабочее тело (как правило — водород) подаётся из бака в активную зону реактора, где, проходя через нагретые реакцией ядерного распада каналы, разогревается до высоких температур и затем выбрасывается через сопло, создавая реактивную тягу. Существуют различные конструкции ЯРД: твёрдофазный, жидкофазный и газофазный — соответствующие агрегатному состоянию ядерного топлива в активной зоне реактора — твёрдое, расплав или высокотемпературный газ (либо даже плазма).
В СССР развёрнутое постановление правительства по проблеме создания ЯРД было подписано в 1958 году. Этим документом руководство работами в целом было возложено на академиков Келдыша М. В., Курчатова И. В. и Королёва С. П.[1]. К работам были подключены десятки исследовательских, проектных, конструкторских, строительных и монтажных организаций. ЯРД активно разрабатывались КБХА в Воронеже и испытывались в СССР (см. РД-0410) и США (см. NERVA) с середины 1950-х годов. Исследования ведутся и в 2018 году[2].
По оценкам А. В. Багрова, М. А. Смирнова и С. А. Смирнова ядерный ракетный двигатель может добраться до Плутона за 2 месяца[3][4] и вернуться обратно за 4 месяца с затратой 75 тонн топлива, до Альфы Центавра за 12 лет, а до Эпсилон Эридана за 24,8 года[5].
Атомные заряды мощностью примерно в килотонну на этапе взлёта должны взрываться со скоростью один заряд в секунду. Ударная волна — расширяющееся плазменное облако — должна была приниматься «толкателем» — мощным металлическим диском с теплозащитным покрытием и потом, отразившись от него, создать реактивную тягу. Импульс, принятый плитой толкателя, через элементы конструкции должен передаваться кораблю. Затем когда высота и скорость вырастут, частоту взрывов можно будет уменьшить. При взлёте корабль должен лететь строго вертикально чтобы минимизировать площадь радиоактивного загрязнения атмосферы.
В США были проведены несколько испытаний модели летательного аппарата с импульсным приводом (для взрывов использовалась обычная химическая взрывчатка). Были получены положительные результаты о принципиальной возможности управляемого полёта аппарата с импульсным двигателем.
Реальных испытаний импульсного ЯРД с подрывом ядерных устройств не проводилось.
В США космические разработки с использованием импульсных ядерных ракетных двигателей осуществлялись с 1958 по 1965 год в рамках проекта «Орион» компанией «Дженерал Атомикс» по заказу ВВС США.
Космический корабль проекта «Орион», рисунок художника Программа развития проекта «Орион» была рассчитана на 12 лет, расчётная стоимость — 24 миллиарда долларов, что было сопоставимо с запланированными расходами на лунную программу «Аполлон» («Apollo»). Интересно, что разработчики проводили предварительные расчёты постройки на базе этой технологии корабля поколений с массой до 40 млн тонн и экипажем до 20 000 человек[6]. Согласно их расчётам один из уменьшенных вариантов такого ядерно-импульсного звездолёта (массой 100 тыс. т) мог бы достичь Альфы Центавра за 130 лет, разогнавшись до скорости 10 000 км/с.[7][8] Однако приоритеты изменились, и в 1965 году проект был закрыт.
В СССР аналогичный проект разрабатывался в 1950—70х годах[9]. Устройство содержало дополнительные химические реактивные двигатели, выводящие его на 30-40 км от поверхности, Земли и затем предполагалось включать основной ядерно-импульсный двигатель. Основной проблемой была прочность экрана-толкателя, который не выдерживал огромных тепловых нагрузок от близких ядерных взрывов. Вместе с тем были предложены несколько технических решений, позволяющих разработать конструкцию плиты-толкателя с достаточным ресурсом. Проект не был завершён.
В 1960-х годах США были на пути к Луне. Менее известным является тот факт, что в Зоне 25 (рядом со знаменитой Зоной 51) на полигоне Невады учёные работали над одним амбициозным проектом — полётом на Марс на ядерных двигателях. Проект был назван NERVA. Работая на полную мощность, ядерный двигатель должен был нагреваться до температуры в 2026,7 °C. В январе 1965 года были произведены испытания ядерного ракетного двигателя под кодовым названием «КИВИ»(KIWI).
В ноябре 2017 года Китайская корпорация аэрокосмической науки и техники (China Aerospace Science and Technology Corporation, CASC) опубликовала дорожную карту развития космической программы КНР на период 2017—2045 годы. Она предусматривает, в частности, создание многоразового корабля, работающего на ядерном ракетном двигателе[10].
В феврале 2018 года появились сообщения о том, что НАСА возобновляет научно-исследовательские работы по ядерному ракетному двигателю[11][12].
С 2010 года в России начались работы над проектом ядерной электродвигательной установки (ЯЭДУ) мегаваттного класса для космических транспортных систем[13][14]. По словам директора и генерального конструктора ОАО «НИКИЭТ» Юрия Драгунова, чьё предприятие конструирует реакторную установку, согласно плану ЯЭДУ должна быть готова в 2018 году[15][16]. На начало 2016 года завершено эскизное проектирование[17], проектная документация[18], завершены испытания системы управления реактором[19], проведены испытания ТВЭЛ[20], проведены испытания корпуса реактора[21], проведены испытания полномасштабных макетов радиационной защиты реакторной установки[22].
org-wikipediya.ru
Жидкостные ракетные двигатели дали возможность выйти человеку в космос — на околоземные орбиты. Но скорость истечения реактивной струи в ЖРД не превышает 4,5 км/с, а для полетов на другие планеты нужны десятки километров в секунду. Возможным выходом является использование энергии ядерных реакций.
Практическое создание ядерных ракетных двигателей (ЯРД) вели только СССР и США. В 1955 году в США началась реализация программы «Rover» по разработке ядерного ракетного двигателя для космических кораблей. Через три года, в 1958 году, проектом стало заниматься НАСА, которое поставило конкретную задачу для кораблей с ЯРД — полет на Луну и Марс. С этого времени программа стала называться NERVA, что расшифровывается как — «ядерный двигатель для установки на ракеты».
К середине 70-х годов в рамках этой программы предполагалось спроектировать ЯРД с тягой около 30 тонн (для сравнения у ЖРД этого времени характерная тяга была примерно 700 тонн), но со скоростью истечения газов — 8,1 км/с. Однако, в 1973 году программа была закрыта из-за смещения интересов США в сторону космических челноков.
В СССР проектирование первых ЯРД велось во второй половине 50-х годов. При этом советские конструкторы, вместо создания полномасштабной модели, стали делать отдельные части ЯРД. А потом эти наработки испытывались во взаимодействии со специально разработанным импульсным графитовым реактором (ИГР).
В 70—80-е годы прошлого века в КБ «Салют», КБ «Химавтоматики» и НПО «Луч» были созданы проекты космических ЯРД РД-0411 и РД-0410 с тягой 40 и 3,6 т соответственно. В течение процесса проектирования были изготовлены реактор, «холодный» двигатель и стендовый прототип для проведения испытаний.
Принципиальная и конструктивная схемы взрыволета А. Д. Сахарова
В июле 1961 года советский академик Андрей Сахаров сообщил о проекте ядерного взрыволета на совещании ведущих атомщиков в Кремле. Взрыволет имел обычные жидкостные ракетные двигатели для взлета, в космосе же предполагалось взрывать небольшие ядерные заряды. Возникающие при взрыве продукты деления передавали свой импульс кораблю, заставляя его лететь. Однако 5 августа 1963 года в Москве был подписан договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой. Это послужило причиной закрытия программы ядерных взрыволетов.
ракетный двигатель РД-0410
Возможно, что разработки ЯРД опережали свое время. Однако они не были слишком преждевременными. Ведь подготовка пилотируемого полета к другим планетам длится несколько десятилетий, и двигательные установки для него должны готовиться заранее.
Ядерный ракетный двигатель (ЯРД) — реактивный двигатель, в котором энергия, возникающая при ядерной реакции распада или синтеза, нагревает рабочее тело (чаще всего, водород или аммиак).
Существует три типа ЯРД по виду топлива для реактора:
Наиболее законченным является твердофазный вариант двигателя. На рисунке изображена схема простейшего ЯРД с реактором на твердом ядерном горючем. Рабочее тело располагается во внешнем баке. С помощью насоса оно подается в камеру двигателя. В камере рабочее тело распыляется с помощью форсунок и вступает в контакт с тепловыделяющим ядерным топливом. Нагреваясь, оно расширяется и с огромной скоростью вылетает из камеры через сопло.
Жидкофазный — ядерное топливо в активной зоне реактора такого двигателя находится в жидком виде. Тяговые параметры таких двигателей выше, чем у твердофазных, за счет более высокой температуры реакторе.
В газофазных ЯРД топливо (например, уран) и рабочее тело находится в газообразном состоянии (в виде плазмы) и удерживается в рабочей зоне электромагнитным полем. Нагретая до десятков тысяч градусов урановая плазма передает тепло рабочему телу (например, водороду), которое, в свою очередь, будучи нагретым до высоких температур и образует реактивную струю.
Принцип действия ЯРД
По типу ядерной реакции различают радиоизотопный ракетный двигатель, термоядерный ракетный двигатель и собственно ядерный двигатель (используется энергия деления ядер).
Интересным вариантом также является импульсный ЯРД — в качестве источника энергии (горючего) предлагается использовать ядерный заряд. Такие установки могут быть внутреннего и внешнего типов.
Основными преимуществами ЯРД являются:
Основным недостатком является высокая радиоционная опасность двигательной установки:
Поэтому запуск ядерного двигателя неприемлем для стартов с поверхности Земли из-за риска радиоактивного загрязнения.
www.sovkos.ru
Модная нынче тема, но мне представляется, что гораздо интереснее ядерный прямоточный воздушно-реактивный двигатель, ведь ему не надо таскать с собой рабочее тело.Предполагаю, что в послании Президента речь шла именно о нем, но почему-то все сегодня начали постить про ЯРД???Соберу-ка я тут все в одном месте. Прелюбопытные мысли, скажу я вам, появляются, когда вчитаешься в тему. И очень неудобные вопросы.
Прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД) — реактивный двигатель, является самым простым в классе воздушно-реактивных двигателей (ВРД) по устройству. Относится к типу ВРД прямой реакции, в которых тяга создается исключительно за счёт реактивной струи, истекающей из сопла. Необходимое для работы двигателя повышение давления достигается за счёт торможения встречного потока воздуха. ПВРД неработоспособен при низких скоростях полёта, тем более — при нулевой скорости, для вывода его на рабочую мощность необходим тот или иной ускоритель.
Во второй половине 1950-х годов, в эпоху холодной войны, в США и СССР разрабатывались проекты ПВРД с ядерным реактором.
Автор фото: Leicht modifiziert aus http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Pluto1955.jpg
Источником энергии этих ПВРД (в отличие от остальных ВРД) является не химическая реакция горения топлива, а тепло, вырабатываемое ядерным реактором в камере нагрева рабочего тела. Воздух из входного устройства в таком ПВРД проходит через активную зону реактора, охлаждая его, нагревается сам до рабочей температуры (около 3000 К), а затем истекает из сопла со скоростью, сравнимой со скоростями истечения для самых совершенных химических ЖРД. Возможное назначения летательного аппарата с таким двигателем:- межконтинентальная крылатая ракета-носитель ядерного заряда;- одноступенчатый воздушно-космический самолёт.
В обеих странах были созданы компактные малоресурсные ядерные реакторы, которые вписывались в габариты большой ракеты. В США по программам исследований ядерного ПВРД Pluto и Tory в 1964 году были проведены стендовые огневые испытания ядерного прямоточного двигателя Tory-IIC (режим полной мощности 513 МВт в течение пяти минут с тягой 156 кН). Лётные испытания не проводились, программа была закрыта в июле 1964 года. Одна из причин закрытия программы — совершенствование конструкции баллистических ракет с химическими ракетными двигателями, которые вполне обеспечили решение боевых задач без применения схем с сравнительно дорогостоящими ядерными ПВРД.
Про вторую в российских источниках сейчас не принято говорить... Но мы к ней еще вернемся.
В проекте Плутон должна была использоваться тактика полета на низких высотах. Данная тактика обеспечивала скрытность от радаров системы ПВО СССР.Для достижения скорости, на которой работал бы прямоточный воздушно-реактивный двигатель, Плутон должен был с земли запускаться при помощи пакета обычных ракетных ускорителей. Запуск ядерного реактора начинался только после того, как Плутон достигал высоты крейсерского полета и достаточно удалялся от населенных районов. Ядерный двигатель, дающий практически неограниченный радиус действия, позволял ракете летать над океаном кругами в ожидании приказа перехода на сверхзвуковую скорость к цели в СССР.
Эскизный проект SLAM
Было принято решение провести статическое испытание полномасштабного реактора, который предназначался для прямоточного двигателя.Поскольку после запуска реактор Плутона становился чрезвычайно радиоактивным, его доставка на место испытаний осуществлялась по специально построенной полностью автоматизированной железнодорожной линии. По данной линии реактор перемещаться на расстояние примерно двух миль, которые разделяли стенд статических испытаний и массивное демонтажное здание. В здании горячий реактор демонтировался для проведения обследования при помощи оборудования, управляемого дистанционно. Ученые из Ливермора наблюдали за процессом испытаний с помощью телевизионной системы, которая размещалась в жестяном ангаре далеко от испытательного стенда. На всякий случай ангар оборудовался противорадиационным укрытием с двухнедельным запасом пищи и воды.Только чтобы обеспечить поставки бетона необходимого для строительства стен демонтажного здания (толщина составляла от шести до восьми футов), правительство Соединенных Штатов приобрело целую шахту.Миллионы фунтов сжатого воздуха хранились в трубах, использующихся в нефтедобыче, общей протяженностью 25 миль. Данный сжатый воздух предполагалось использовать для имитации условий, в которых прямоточный двигатель оказывается во время полета на крейсерской скорости.Чтобы обеспечить в системе высокое воздушное давление, лаборатория позаимствовала с базы подводных лодок (Гротон, шт. Коннектикут) гигантские компрессоры.Для проведения теста, во время которого установка работала на полной мощности в течение пяти минут, требовалось прогонять тонну воздуха через стальные цистерны, которые заполнялись более чем 14 млн. стальных шариков, диаметром 4 см. Данные цистерны нагревались до 730 градусов при помощи нагревательных элементов, в которых сжигали нефть.
Установленный на железнодорожной платформе, Тори-2С готов к успешным испытаниям. Май 1964 года
14 мая 1961 г. инженеры и ученые, находящиеся в ангаре, откуда управлялся эксперимент, задержали дыхание — первый в мире ядерный прямоточный реактивный двигатель, смонтированный на ярко-красной железнодорожной платформе, возвестил о своем рождении громким ревом. Тори-2А запустили всего на несколько секунд, во время которых он не развивал своей номинальной мощности. Однако считалось, что тест являлся успешным. Самым важным стало то, что реактор не воспламенился, чего крайне опасались некоторые представители комитета по атомной энергетике. Почти сразу после испытаний Меркл приступил к работам по созданию второго реактора Тори , который должен был иметь большую мощность при меньшей массе.Работы по Тори-2B дальше чертежной доски не продвинулись. Вместо него ливерморцы сразу построили Тори-2C, который нарушил безмолвие пустыни спустя три года после испытаний первого реактора. Спустя неделю данный реактор был вновь запущен и проработал на полной мощности (513 мегаватт) в течение пяти минут. Оказалась что радиоактивность выхлопа значительно меньше ожидаемой. На этих испытаниях также присутствовали генералы ВВС и чиновники из комитета по атомной энергетике.
В это время заказчиков из Пентагона, финансировавших проект Плутон , начали одолевать сомнения. Поскольку ракета запускалась с территории США и летела над территорией американских союзников на малой высоте, чтобы избежать обнаружения системами ПВО СССР, некоторые военные стратеги задумались — а не будет ли ракета представлять для союзников угрозу? Еще до того как ракета Плутон сбросит бомбы на противника, она сначала оглушит, раздавит и даже облучит союзников. (Ожидалось, что от Плутона, пролетающего над головой, уровень шума на земле будет составлять около 150 децибел. Для сравнения — уровень шума ракеты, отправившей американцев на Луну (Сатурн-5), на полной тяге составила 200 децибел). Разумеется, разорванные барабанные перепонки были бы наименьшей проблемой, если бы вы оказались под пролетающим над вашей головой обнаженным реактором, который изжарил бы вас как цыпленка гамма- и нейтронным излучением.
Тори-2C
Хотя создатели ракеты утверждали, что Плутон изначально по своей сути также неуловим, военные аналитики выражали недоумение — как нечто такое шумное, горячее, большое и радиоактивное может оставаться незамеченным на протяжении времени, которое необходимо для выполнения задачи. В это же время военно-воздушные силы США уже начали развертывать баллистические ракеты Атлас и Титан , которые были способны достичь целей на несколько часов раньше летающего реактора, и противоракетная система СССР, страх перед которой стал основным толчком для создания Плутона , так и не стала для баллистических ракет помехой, несмотря на успешно проведенные испытательные перехваты. Критики проекта придумали собственную расшифровку аббревиатуры SLAM — slow, low, and messy — медленно, низко и грязно. После успешных испытаний ракеты Полярис флот, изначально проявлявший интерес к использованию ракет для пусков с подводных лодок или кораблей, также начал покидать проект. И, наконец, стоимость каждой ракеты составляла 50 миллионов долларов. Внезапно Плутон стал технологией, которой нельзя найти приложения, оружием, у которого не было подходящих целей.
Однако последним гвоздем в гроб Плутона стал всего один вопрос. Он настолько обманчиво простой, что можно извинить ливерморцев за то, что они ему сознательно не уделили внимания. Где проводить летные испытания реактора? Как убедить людей в том, что во время полета ракета не потеряет управление и не полетит над Лос-Анджелесом или Лас-Вегасом на малой высоте? — спрашивал физик ливерморской лаборатории Джим Хэдли, который до самого конца работал над проектом Плутон . В настоящее время он занимается обнаружением ядерных испытаний, которые проводятся в других странах, для подразделения Z. По признанию самого Хэдли, не было никаких гарантий, что ракета не выйдет из под контроля и не превратится в летающий Чернобыль.Было предложено несколько вариантов решения данной проблемы. Одно из них - запуск Плутона около острова Уэйк, где ракета летала бы, нарезая восьмерки над принадлежащей Соединенным Штатам частью океана. Горячие ракеты предполагалась затапливать на глубине 7 километров в океане. Однако даже тогда, когда комиссия по атомной энергетике склоняла мнение людей думать о радиации как о безграничном источнике энергии, предложения сбрасывать множество загрязненных радиацией ракет в океан было вполне достаточно, чтобы работы приостановили.1 июля 1964 г, спустя семь лет и шесть месяцев с начала работ, проект Плутон закрыли комиссия по атомной энергетике и военно-воздушные силы.
По словам Хэдли, каждые несколько лет какой-нибудь новый подполковник военно-воздушных сил открывает для себя Плутон . После этого он звонит в лабораторию, чтобы узнать дальнейшую судьбу ядерного ПВРД. Энтузиазм у подполковников пропадает сразу же после того как Хэдли рассказывает о проблемах с радиацией и летными испытаниями. Больше одного раза никто Хэдли не звонил.
Если кого-то захочет вернуть к жизни Плутон , то, возможно, ему удастся найти несколько новобранцев в Ливерморе. Однако их много не будет. Идею того, что могло стать адским безумным оружием, лучше оставить в прошлом.
Технические характеристики ракеты SLAM:Диаметр — 1500 мм.Длинна — 20000 мм.Масса — 20 тонн.Радиус действия — не ограниченный (теоретически).Скорость на уровне моря — 3 Маха.Вооружение — 16 термоядерных бомб (мощность каждой 1 мегатонна).Двигатель — ядерный реактор (мощность 600 мегаватт).Система наведения — инерциальная + TERCOM.Максимальная температура обшивки — 540 градусов Цельсия.Материал планера — высокотемпературная, нержавеющая сталь Рене 41.Толщина обшивки — 4 — 10 мм.
Тем не менее, ядерный ПВРД перспективен как двигательная система для одноступенчатых воздушно-космических самолётов и скоростной межконтинентальной тяжёлой транспортной авиации. Этому способствует возможность создания ядерного ПВРД, способного работать на дозвуковых и нулевых скоростях полёта в режиме ракетного двигателя, используя бортовые запасы рабочего тела. То есть, например, воздушно-космический самолёт с ядерным ПВРД стартует (в том числе взлетает), подавая в двигатели рабочее тело из бортовых (или подвесных) баков и, уже достигнув скоростей от М = 1, переходит на использование атмосферного воздуха.
Как заявил президент РФ В. В. Путин, в начале 2018 года состоялся успешный пуск крылатой ракеты с ядерной энергоустановкой . При этом, по его заявлению, дальность такой крылатой ракеты "неограниченная".
Интересно, а в каком регионе проводились испытания и почему их проушехлопили соответствующие службы мониторинга за ядерными испытаниями. Или все-таки осенний выброс рутения-106 в атмосфере как-то связан с этими испытаниями? Т.е. челябинцев не только присыпали рутением, но еще и поджарили?А куда упала эта ракета можно узнать? Проще говоря, где расколотили ядерный реактор? На каком полигоне? На Новой Земле?
************************************************************А теперь немного почитаем про ядерные ракетные двигатели, хотя это совсем другая история
Я́дерный раке́тный дви́гатель (ЯРД) — разновидность ракетного двигателя, которая использует энергию деления или синтеза ядер для создания реактивной тяги. Бывают жидкостными (нагрев жидкого рабочего тела в нагревательной камере от ядерного реактора и вывод газа через сопло) и импульсно-взрывными (ядерные взрывы малой мощности при равном промежутке времени).Традиционный ЯРД в целом представляет собой конструкцию из нагревательной камеры с ядерным реактором как источником тепла, системы подачи рабочего тела и сопла. Рабочее тело (как правило — водород) подаётся из бака в активную зону реактора, где, проходя через нагретые реакцией ядерного распада каналы, разогревается до высоких температур и затем выбрасывается через сопло, создавая реактивную тягу. Существуют различные конструкции ЯРД: твёрдофазный, жидкофазный и газофазный — соответствующие агрегатному состоянию ядерного топлива в активной зоне реактора — твёрдое, расплав или высокотемпературный газ (либо даже плазма).
Ист. https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1822546
РД-0410 (Индекс ГРАУ — 11Б91, известен также как Иргит и ИР-100 ) — первый и единственный советский ядерный ракетный двигатель 1947-78 гг. Был разработан в конструкторском бюро Химавтоматика , Воронеж.В РД-0410 был применён гетерогенный реактор на тепловых нейтронах. Конструкция включала в себя 37 тепловыделяющих сборок, покрытых теплоизоляцией, отделявшей их от замедлителя. Проектом предусматривалось, что поток водорода вначале проходил через отражатель и замедлитель, поддерживая их температуру на уровне комнатной, а затем поступал в активную зону, где нагревался при этом до 3100 К. На стенде отражатель и замедлитель охлаждались отдельным потоком водорода. Реактор прошёл значительную серию испытаний, но ни разу не испытывался на полную длительность работы. Внереакторные узлы были отработаны полностью.
********************************
А это американский ядерный ракетный двигатель.
Автор: NASA - Great Images in NASA Description, Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6462378
NERVA (англ. Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) — совместная программа Комиссии по атомной энергии США и НАСА по созданию ядерного ракетного двигателя (ЯРД), продолжавшаяся до 1972 года.NERVA продемонстрировал, что ЯРД вполне работоспособен и подходит для исследования космоса, и в конце 1968 года SNPO подтвердил, что новейшая модификация NERVA, NRX/XE, отвечает требованиям для пилотируемого полета на Марс. Хотя двигатели NERVA были построены и испытаны в максимально возможной степени и считались готовыми к установке на космический аппарат, бо́льшая часть американской космической программы была отменена администрацией президента Никсона.
NERVA была оценена AEC, SNPO и НАСА как высокоуспешная программа, достигшая или даже превысившая свои цели. Главная цель программы заключалась в создании технической базы для систем ядерных ракетных двигателей, которые будут использоваться в разработке и развитии двигательных установок для космических миссий . Практически все космические проекты, использующие ЯРД, основаны на конструкциях NERVA NRX или Pewee.
Марсианские миссии стали причиной упадка NERVA. Члены Конгресса из обеих политических партий решили, что пилотируемый полет на Марс будет молчаливым обязательством для Соединенных Штатов в течение десятилетий поддерживать дорогостоящую космическую гонку. Ежегодно программа RIFT задерживалась и цели NERVA усложнялись. В конце концов, хотя двигатель NERVA прошёл много успешных испытаний и имел мощную поддержку Конгресса, он никогда не покидал Землю.
В ноябре 2017 года Китайская корпорация аэрокосмической науки и техники (China Aerospace Science and Technology Corporation, CASC) опубликовала дорожную карту развития космической программы КНР на период 2017—2045 годы. Она предусматривает, в частности, создание многоразового корабля, работающего на ядерном ракетном двигателе.
В феврале 2018 года появились сообщения о том, что НАСА возобновляет научно-исследовательские работы по ядерному ракетному двигателю.
Источники:1. Ядерный ракетный двигатель2. РД-04103. NERVA4. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель5. "Плутон" - ядерное сердце крылатой ракеты
www.opentown.org
