Spārnotā raķete ar kodolenerģiju. Darbības princips, foto. Kodolenerģijas déjà vu: vai pastāv ar kodolenerģiju darbināma raķete?

Ziņo, ka Krievija gatavojas veikt modernās ar kodolenerģiju darbināmās spārnotās raķetes Burevestnik prototipu izmēģinājumus. Departaments norādīja, ka slēptā spārnotā raķete ar praktiski neierobežotu darbības rādiusu ar kodolgalviņu ir neievainojama pret visām esošajām un topošajām gan pretraķešu aizsardzības, gan pretgaisa aizsardzības sistēmām.

TASS-DOSSIER redaktori sagatavoja izziņas materiāls par projektiem kodoldzinēju izmantošanai spārnotās raķetes Ak.

Kodoldzinēji

Ideja par kodoldzinēju izmantošanu aviācijā un astronautikā radās pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados, neilgi pēc kontrolētas atomreakcijas tehnoloģijas izveides. Šāda dzinēja priekšrocība ir ilgu laiku darbība ar kompaktu degvielas avotu, kas lidojuma laikā praktiski netiek patērēts, kas nozīmē neierobežotu lidojuma diapazonu. Trūkumi bija tā laika kodolreaktoru lielais svars un izmēri, grūtības to uzlādēt un nepieciešamība nodrošināt bioloģisko aizsardzību. apkalpojošais personāls. Kopš 1950. gadu sākuma PSRS un ASV zinātnieki ir neatkarīgi pētījuši radīšanas iespēju dažādi veidi kodoldzinēji:

  • kodolieroču reaktīvais dzinējs (NRJE): tajā caur gaisa ieplūdi ieplūstošais gaiss iekļūst reaktora aktīvajā zonā, uzsilst un tiek izmests caur sprauslu, radot nepieciešamo vilci;
  • kodolenerģijas turboreaktīvo dzinēju: darbojas pēc līdzīgas shēmas, bet gaiss tiek saspiests ar kompresoru pirms nonākšanas reaktorā;
  • kodolraķešu dzinējs: vilces spēku rada reaktors, sildot darba šķidrumu, ūdeņradi, amonjaku, citas gāzes vai šķidrumus, kas pēc tam tiek iemesti sprauslā;
  • kodolenerģijas impulsu dzinējs: reaktīvās vilces spēku rada pārmaiņus mazjaudas kodolsprādzieni;
  • elektriskais reaktīvais dzinējs: reaktora saražoto elektroenerģiju izmanto, lai uzsildītu darba šķidrumu līdz plazmas stāvoklim.

Vispiemērotākie spārnotajām raķetēm un lidmašīnām ir reaktīvie vai turboreaktīvie dzinēji. Spārnoto raķešu projektos tradicionāli priekšroka tiek dota pirmajam variantam.

PSRS darbu pie kodolreaktīvā dzinēja izveides veica OKB-670 Mihaila Bondarjuka vadībā. Ar kodolenerģiju darbināmais reaktīvais dzinējs bija paredzēts, lai pārveidotu starpkontinentālo spārnoto raķeti Burja (produkts 375), kuru kopš 1954. gada Semjona Lavočkina vadībā konstruēja OKB-301. Raķetes palaišanas svars sasniedza 95 tonnas, attālumam bija jābūt 8 tūkstošiem km. Tomēr 1960. gadā, dažus mēnešus pēc Lavočkina nāves, “tradicionālo” Burjas spārnotās raķetes projekts tika slēgts. Raķetes ar kodoldzinēju reaktīvo dzinēju izveide nekad nepārsniedza sākotnējās konstrukcijas robežas.

Pēc tam speciālisti no OKB-670 (pārdēvēts par Krasnaya Zvezda dizaina biroju) sāka veidot kodolraķešu dzinējus kosmosa un kaujas ballistiskajām raķetēm, taču neviens no projektiem nesasniedza testēšanas stadiju. Pēc Bondarjuka nāves darbs pie aviācijas kodoldzinējiem praktiski tika pārtraukts.

Viņiem tos atdeva tikai 1978. gadā, kad no bijušajiem Krasnaja Zvezda speciālistiem, kas strādāja ar reaktīvo dzinēju, Termisko procesu pētniecības institūtā tika izveidots projektēšanas birojs. Viens no viņu jauninājumiem bija kodolieroču reaktīvais dzinējs kompaktākai spārnotajai raķetei, salīdzinot ar Burya (palaišanas svars līdz 20 tonnām). Kā rakstīja mediji, "veiktie pētījumi parādīja projekta īstenošanas fundamentālo iespēju." Tomēr par tā izmēģinājumiem nav ziņots.

Pats projektēšanas birojs pastāvēja zem dažādi nosaukumi(NPVO "Plamya", OKB "Plamya-M") līdz 2004.gadam, pēc tam tika slēgts.

ASV pieredze

Kopš 1950. gadu vidus zinātnieki Livermoras radiācijas laboratorijā Kalifornijā projekta Pluton ietvaros ir izstrādājuši kodolreaktīvo dzinēju virsskaņas spārnotajai raķetei.

Līdz 60. gadu sākumam tika izveidoti vairāki ar kodolenerģiju darbināmu reaktīvo dzinēju prototipi, no kuriem pirmais Tory-IIA tika pārbaudīts 1961. gada maijā. 1964. gadā sākās jaunas dzinēja modifikācijas - Tory-IIC - testi, kas spēja darboties piecas minūtes, uzrādot aptuveni 500 MW siltuma jaudu un 16 tonnu vilces spēku.

Tomēr drīz projekts tika slēgts. Tradicionāli tiek uzskatīts, ka iemesls tam gan ASV, gan PSRS bija veiksmīga starpkontinentālo ballistisko raķešu izveide, kas spēj nogādāt kodolgalviņas ienaidnieka teritorijā. Šādā situācijā starpkontinentālās spārnotās raķetes nevarēja izturēt konkurenci.

Krievijā

2018. gada 1. martā, runājot ar vēstījumu Krievijas Federācijas Federālajai asamblejai, Krievijas prezidents Vladimirs Putins sacīja, ka 2017. gada nogalē Centrālajā poligonā Krievijas Federācija Veiksmīgi tika izmēģināta jaunākā ar kodolenerģiju darbināma spārnotā raķete, kuras lidojuma diapazons “ir praktiski neierobežots”. Tā attīstība sākās pēc ASV izstāšanās no 1972. gada Līguma par pretballistisko raķešu darbību 2001. gada decembrī. Nosaukumu “Burevestnik” raķete ieguva 2018. gada 22. martā, pamatojoties uz atklātā balsojuma rezultātiem Aizsardzības ministrijas mājaslapā.


Krievijas armija veiksmīgi izmēģinājusi kruīza kuģi ar atomelektrostaciju. Tā lidojuma diapazons zemskaņas ātrumā nav ierobežots. Šādi izstrādājumi spēj apiet gaisa un pretraķešu aizsardzības zonas zemā augstumā, iznīcinot ienaidnieka mērķus ar augstu precizitāti. Par jaunā produkta parādīšanos Krievijas prezidents Vladimirs Putins paziņoja vēstījumā Federālajai asamblejai. Pēc ekspertu domām, šīs sistēmas ir atturēšanas ieroči. Lai pārvietotos, viņi izmanto atomelektrostacijas uzsildītu gaisu.

Pēc ekspertu domām, mēs runājam par produktu ar indeksu 9M730, ko izstrādājis Novator Design Bureau. Apdraudējuma periodā šādas raķetes var pacelt gaisā un izvietot noteiktās teritorijās. No turienes viņi varēs uzbrukt svarīgiem ienaidnieka mērķiem. Jaunā produkta testēšana notiek diezgan aktīvi, un tajās piedalās Il-976 lidojošās laboratorijas.

2017. gada beigās Krievijas Federācijas Centrālajā izmēģinājumu poligonā veiksmīgi tika palaista jaunākā Krievijas spārnotās raķetes ar atomelektrostaciju. Lidojuma laikā spēkstacija sasniedza noteikto jaudu un nodrošināja nepieciešamo vilces līmeni,” savā runā sacīja Vladimirs Putins. - Krievijas daudzsološās ieroču sistēmas ir balstītas uz mūsu zinātnieku, dizaineru un inženieru jaunākajiem unikālajiem sasniegumiem. Viens no tiem ir maza izmēra, superjaudīgas atomelektrostacijas izveide, kas tiek ievietota tādas spārnotās raķetes korpusā kā mūsu jaunākā no gaisa palaižamā raķete X-101 vai amerikāņu Tomahawk, bet tajā pašā laikā. sniedz desmitiem reižu - desmitiem reižu! - liels lidojuma diapazons, kas ir praktiski neierobežots. Zemu lidojoša, slepena spārnotā raķete ar kodolgalviņu, ar praktiski neierobežotu darbības rādiusu, neparedzamu lidojuma trajektoriju un spēju apiet pārtveršanas līnijas, ir neievainojama pret visām esošajām un nākotnes sistēmām, gan pretraķešu aizsardzības, gan pretraķešu aizsardzības sistēmām.

Prezentētajā video skatītāji varēja redzēt unikālas raķetes palaišanu. Produkta lidojums tika notverts no eskorta iznīcinātāja. Saskaņā ar sekojošo datorgrafika, “kodolraķete” aplidoja jūras spēku pretraķešu aizsardzības zonas Atlantijas okeānā, apejot no dienvidiem. Dienvidamerika un skāra ASV no Klusā okeāna.

Spriežot pēc prezentētā video, šī ir vai nu jūras, vai sauszemes raķete,” izdevumam Izvestija sacīja projekta MilitaryRussia galvenais redaktors Dmitrijs Korņevs. – Krievijā ir divi spārnoto raķešu izstrādātāji. Raduga ražo tikai no gaisa palaižamus produktus. Zeme un jūra ir Novator jurisdikcijā. Šim uzņēmumam ir R-500 spārnoto raķešu līnija Iskander kompleksiem, kā arī leģendārās raķetes Caliber.

Pirms neilga laika OKB Novator atklātajos dokumentos parādījās atsauces uz diviem jauniem produktiem - 9M729 un 9M730. Pirmā ir parasta tāla darbības rādiusa spārnotās raķetes, taču par 9M730 nekas nebija zināms. Bet šis produkts nepārprotami atrodas aktīvas izstrādes stadijā - valsts iepirkumu vietnē ir publicēti vairāki konkursi par šo tēmu. Tāpēc mēs varam pieņemt, ka “kodolraķete” ir 9M730.

Kā atzīmēja militārais vēsturnieks Dmitrijs Boltenkovs, atomelektrostacijas darbības princips ir diezgan vienkāršs.

Raķetes sānos ir speciāli nodalījumi ar jaudīgiem un kompaktiem sildītājiem, kurus darbina atomelektrostacija, atzīmēja eksperts. - Tajos iekļūst atmosfēras gaiss, kas uzsilst līdz vairākiem tūkstošiem grādu un pārvēršas dzinēja darba šķidrumā. Karstā gaisa plūsma rada caurvēju. Šāda sistēma patiešām nodrošina gandrīz neierobežotu lidojumu diapazonu.

Kā norādīja Vladimirs Putins, jaunais produkts tika testēts centrālajā izmēģinājumu poligonā. Šī iekārta atrodas Arhangeļskas apgabalā Nenoksa ciemā.

Šī ir vēsturiska vieta tāla darbības rādiusa raķešu izmēģināšanai,” atzīmēja Dmitrijs Boltenkovs. - No turienes raķešu maršruti virzās gar Krievijas ziemeļu krastu. To garums var sasniegt vairākus tūkstošus kilometru. Lai ņemtu telemetrijas parametrus no raķetēm šādos attālumos, ir nepieciešamas īpašas lidojošas laboratorijas.

Pēc eksperta domām, nesen tika atjaunotas divas unikālas lidmašīnas Il-976. Tie ir speciāli transportlīdzekļi, kas izveidoti uz transporta Il-76 bāzes, kuri jau ilgu laiku izmantoti tāla darbības rādiusa raķešu ieroču izmēģināšanai. Deviņdesmitajos gados viņi tika mocīti.

Internetā tika publicētas fotogrāfijas, kurās Il-976 lidoja uz lidlauku netālu no Arhangeļskas, atzīmēja eksperts. - Zīmīgi, ka uz automašīnām bija Rosatom emblēma. Tajā pašā laikā Krievija izdeva īpašu starptautisku brīdinājumu NOTAM (Notice to Airmen) un slēdza teritoriju kuģiem un lidmašīnām.

Pēc militārā eksperta Vladislava Šurigina teiktā, jaunā “kodolraķete” nav uzbrūkoša kaujas sistēma, bet gan atturošs ierocis.

Apdraudētā periodā (parasti situācijas saasināšanās pirms kara uzliesmojuma) Krievijas militārpersonas varēs izvest šos produktus uz noteiktiem patrulēšanas rajoniem, atzīmēja eksperts. – Tas novērsīs ienaidnieka mēģinājumus sist Krievijai un tās sabiedrotajiem. "Kodolraķetes" varēs izmantot kā atbildes ieročus vai veikt preventīvu triecienu.

Krievijas bruņotajiem spēkiem ir vairākas zemskaņas zema augstuma spārnoto raķešu līnijas. Tie ir gaisa kuģi Kh-555 un Kh-101, uz zemes bāzētie P-500 un jūrā bāzētie 3M14 "Caliber".

Kodolraķešu dzinējs ir raķešu dzinējs, kura darbības princips ir balstīts uz kodolreakciju vai radioaktīvu sabrukšanu, kas atbrīvo enerģiju, kas silda darba šķidrumu, kas var būt reakcijas produkti vai kāda cita viela, piemēram, ūdeņradis.

Ir vairāki raķešu dzinēju veidi, kas izmanto iepriekš aprakstīto darbības principu: kodolieroču, radioizotopu, kodoltermisko. Izmantojot kodolraķešu dzinējus, ir iespējams iegūt specifiskas impulsa vērtības, kas ir ievērojami augstākas nekā tās, ko var sasniegt ar ķīmiskajiem raķešu dzinējiem. Konkrētā impulsa lielā vērtība ir izskaidrojama ar lielo darba šķidruma aizplūšanas ātrumu - aptuveni 8-50 km/s. Kodoldzinēja vilces spēks ir salīdzināms ar ķīmisko dzinēju vilces spēku, kas ļaus nākotnē visus ķīmiskos dzinējus aizstāt ar kodoldzinējiem.

Galvenais šķērslis pilnīgai nomaiņai ir radioaktīvais piesārņojums vidi, ko izraisa kodolraķešu dzinēji.

Tie ir sadalīti divos veidos - cietā un gāzes fāzē. Pirmā tipa dzinējos skaldāmo materiālu ievieto stieņu komplektos ar attīstītu virsmu. Tas ļauj efektīvi uzsildīt gāzveida darba šķidrumu, parasti ūdeņradis darbojas kā darba šķidrums. Izplūdes ātrumu ierobežo darba šķidruma maksimālā temperatūra, kas, savukārt, ir tieši atkarīga no konstrukcijas elementu maksimāli pieļaujamās temperatūras, un tas nepārsniedz 3000 K. Gāzes fāzes kodolraķešu dzinējos skaldāmā viela atrodas gāzveida stāvoklī. Tā noturēšana darba zonā tiek veikta elektromagnētiskā lauka ietekmē. Šāda veida kodolraķešu dzinējiem konstrukcijas elementi nav ierobežojošs faktors, tāpēc darba šķidruma izplūdes ātrums var pārsniegt 30 km/s. Tos var izmantot kā pirmās pakāpes dzinējus, neskatoties uz skaldāmā materiāla noplūdi.

70. gados XX gadsimts ASV un Padomju Savienībā aktīvi tika pārbaudīti kodolraķešu dzinēji ar skaldāmo vielu cietā fāzē. Amerikas Savienotajās Valstīs NERVA programmas ietvaros tika izstrādāta programma, lai izveidotu eksperimentālu kodolraķešu dzinēju.

Amerikāņi izstrādāja ar šķidru ūdeņradi dzesētu grafīta reaktoru, kas tika uzkarsēts, iztvaicēts un izmests caur raķetes sprauslu. Grafīta izvēli noteica tā temperatūras izturība. Saskaņā ar šo projektu iegūtā dzinēja īpašajam impulsam vajadzēja būt divreiz lielākam par atbilstošo ķīmisko dzinēju raksturlielumu ar 1100 kN vilces spēku. Nerva reaktoram bija paredzēts darboties nesējraķetes Saturn V trešā posma ietvaros, taču slēgšanas dēļ Mēness programma un citu uzdevumu trūkums šīs klases raķešu dzinējiem, reaktors nekad netika pārbaudīts praksē.

Gāzes fāzes kodolraķešu dzinējs pašlaik atrodas teorētiskās izstrādes stadijā. Gāzes fāzes kodoldzinējs ietver plutonija izmantošanu, kura lēnas kustības gāzes plūsmu ieskauj ātrāka dzesēšanas ūdeņraža plūsma. MIR un ISS orbitālajās kosmosa stacijās tika veikti eksperimenti, kas varētu dot impulsu tālākai attīstībai gāzes fāzes dzinēji.

Šodien mēs varam teikt, ka Krievija ir nedaudz “iesaldējusi” savus pētījumus kodoldzinēju sistēmu jomā. Krievijas zinātnieku darbs vairāk ir vērsts uz atomelektrostaciju pamatkomponentu un mezglu izstrādi un pilnveidošanu, kā arī to apvienošanu. Prioritārais virziens Turpmākie pētījumi šajā jomā ir kodolenerģijas piedziņas sistēmu izveide, kas spēj darboties divos režīmos. Pirmais ir kodolraķešu dzinēja režīms, bet otrais ir elektroenerģijas ražošanas uzstādīšanas režīms, lai darbinātu kosmosa kuģī uzstādīto aprīkojumu.

1. martā Krievijas prezidents Vladimirs Putins uzrunā Federālajai asamblejai paziņoja par radīšanu jaunākās sistēmas stratēģiskie ieroči, ko prezentēja kā atbildi uz ASV veikto pretraķešu aizsardzības sistēmas būvniecību.

Putins uzskaitīja sekojošo:

  • Raķešu sistēma ar smago starpkontinentālo raķeti "Sarmat": "nav praktiski nekādu darbības rādiusa ierobežojumu", "spēj uzbrukt mērķiem gan caur ziemeļu, gan dienvidu polu".
  • Spārnotā raķete ar atomelektrostaciju.
  • Bezpilota zemūdens transportlīdzekļi ar starpkontinentālu diapazonu ar ātrumu "vairākas reizes ātrāk nekā vismodernākās torpēdas".
  • Hiperskaņas lidmašīnu-raķešu komplekss "Dagger". Ātrgaitas lidmašīna nogādā raķeti uz izlaišanas punktu "dažu minūšu laikā". Raķete, kas "desmit reizes pārsniedz skaņas ātrumu", manevrē visās lidojuma fāzēs. Darbības rādiuss vairāk nekā divi tūkstoši kilometru, kodolieroču un parasto kaujas lādiņu. Kopš 1. decembra - eksperimentālā kaujas dienestā Dienvidu militārajā apgabalā.
  • Perspektīva stratēģiskā raķešu sistēma ar slīdošo kruīza vienību "Avangard". “Iet uz mērķi kā meteorīts”: temperatūra uz bloka virsmas sasniedz 1600–2000 grādus pēc Celsija. Pārbaudes ir veiksmīgi pabeigtas. Sākusies sērijveida ražošana.
  • Lāzera ieroči. "Kopš pagājušā gada karaspēks jau ir saņēmis kaujas lāzeru sistēmas."

ASV Putina izteikumi tika uztverti skeptiski, saistot tos ar gaidāmajām prezidenta vēlēšanām Krievijā. NBC atsaucās uz ekspertu un vārdā nenosauktu amatpersonu viedokļiem, ka Putina nosauktie ieroči amerikāņu ekspertiem nav pārsteigums un daži no tiem nav gatavi izmantošanai kaujas laukā, jo īpaši kodolieroču zemūdens torpēda. Pentagons apliecināja amerikāņiem, ka ASV armija ir pilnībā gatava [atvairīt šādus draudus].

Neparedzama lidojuma trajektorija

“Papildus padomju kodolsistēmu “mantojuma” modernizācijai Krievija izstrādā un laiž tirgū jaunas kodolgalviņas un nesējraķetes... Krievija izstrādā arī vismaz divas jaunas starpkontinentālās sistēmas, hiperskaņas slīdošo transportlīdzekli, jaunu starpkontinentālo, kodolieroču un autonoma zemūdens torpēda ar kodolenerģiju."

Proti, pārskatā minēti vismaz trīs veidi no sešiem Putina uzskaitītajiem ieročiem. Nav līdz galam skaidrs, vai ar nosaukumu hiperskaņas planieris ir domāts “Dagger” vai “Vanguard” – drīzāk “Vanguard”. Lāzerieroči nav stratēģiski un tāpēc neizraisa lielas diskusijas. Zemūdens torpēda acīmredzot ir tas pats projekts "Status-6", kura attēlus it kā rādīja Krievijas televīzija reportāžā par Putina tikšanos ar militārpersonām 2015.gadā. Tādējādi vienīgais īstais pārsteigums varētu būt ar kodolenerģiju darbināma spārnotā raķete. Un tieši šī raķete no visām Putina uzskaitītajām kļuva par vislielāko diskusiju objektu.

Tā projektu raksturoja Putins: izveidota maza izmēra, īpaši jaudīga atomelektrostacija, kas atrodas spārnotās raķetes korpusā kā jaunākā Krievijas no gaisa palaista raķete Kh-101 vai amerikāņu Tomahawk. un tam ir "praktiski neierobežots" lidojuma diapazons - šī iemesla dēļ (un pateicoties "neparedzamai lidojuma trajektorijai", kā teica Putins) tas spēj apiet visas pārtveršanas līnijas. 2017. gada beigās tā veiksmīga palaišana notika Krievijas Federācijas Centrālajā izmēģinājumu poligonā. Lidojuma laikā spēkstacija sasniedza noteikto jaudu un nodrošināja nepieciešamo vilces līmeni.

Kā ilustratīvs materiāls Putina runai tika demonstrēts video, kurā raķete riņķo apkārt pārtveršanas zonām. Atlantijas okeāns, iet apkārt Amerikas kontinentam no dienvidiem un dodas uz ziemeļiem.

Šeit ir zināma neskaidrība: Putins runā par kodoldzinēja uzstādīšanu tādām raķetēm kā X-101, un šī ir no gaisa palaižama raķete. Videoklipā palaišana tiek veikta no zemes.

Mēģinājumi izveidot ar kodolenerģiju darbināmu spārnoto raķeti aizsākās pagājušā gadsimta vidū, ASV tas ir Pluto/SLAM projekts. Kompakts kodolreaktors ir uzstādīts uz raķetes un lidojuma laikā uzsilda no ārpuses ņemto gaisu, kas pēc tam tiek izmests caur sprauslu, radot vilci.

Šāda projekta priekšrocības: nav nepieciešams piegādāt citu degvielu, izņemot kodoldegvielu, tas ir, kombinācijai “kodolreaktors + gaiss kā dzinēja darba šķidrums” ir gandrīz neierobežota jaudas rezerve - un tas sakrīt ar Krievijas prezidenta apraksts.

1964. gadā projekts beidzot tika slēgts

Trūkumi, kas lika amerikāņiem atteikties no projekta: reaktoram, lai tas būtu pietiekami kompakts raķetei, trūkst aizsardzības, to dzesē tieši plūstošs gaiss, kas kļūst radioaktīvs un tiek izmests ārā. Šādas raķetes pārbaude ir ārkārtīgi problemātiska – tā izdala milzīgu siltuma daudzumu, rada ļoti skaļu skaņu un pārklāj laukumu, pār kuru tā lido, ar radioaktīvo nokrišņu strūklu. Ja ar raķeti kaut kas notiks, apdzīvotā vietā var nokrist neaizsargāts kodolreaktors. (Piemēram, ir grūti iedomāties kodolenerģijas spārnotās raķetes triecienu, kas līdzīgs Kalibr raķešu triecieniem mērķiem Sīrijā 2015. Krievijas kuģi no Kaspijas jūras.)

Un tomēr projekta ietvaros radītie dzinēji tika pārbaudīti stendos – tie demonstrēja lielu jaudu atbilstoši gaidītajam, un izplūdes gāzu radioaktivitāte izrādījās zemāka, nekā inženieri gaidīja. Tomēr 1964. gadā projekts beidzot tika slēgts: tas prasīja lielus izdevumus, jebkura raķetes pārbaude no gaisa būtu ārkārtīgi bīstama, un pats galvenais, radās šaubas par šāda veida spārnotās raķešu iespējamību - līdz tam laikam kļuva skaidrs, ka stratēģiskā kodolarsenāla pamatā bija lemts kļūt par starpkontinentālajām ballistiskajām raķetēm. Aptuveni tajos pašos gados PSRS un Lielbritānijā tika izstrādātas ar kodolenerģiju darbināmas raķetes, taču tās pat nesasniedza stenda testēšanas stadiju.

Kā var uzbūvēt ar kodolenerģiju darbināmu raķeti?

Sāksim ar izmēriem. Prezidents minēja, ka tā parametri ir salīdzināmi ar raķetēm Tomahawk un X-101. Tomahawk diametrs ir 0,53 cm, un X-101 (tas nav apaļas formas) aprakstītais diametrs ir 74 cm Salīdzinājumam, SLAM raķetes diametram vajadzēja būt lielākam par trim metriem. Neatkarīgs kodoltehnoloģiju eksperts Valentīns Gibalovs uzskata, ka jaunās Krievijas izstrādes parametri var būt kaut kur pa vidu un ka kodolreaktora konstrukcijas efektīva iekārtošana 50–70 centimetru diametrā ir ļoti sarežģīta un diez vai ir jēga. Pamatojoties uz testa video, ņemot vērā palaišanas iekārtas izmērus, var lēst, ka jaunās raķetes diametrs ir aptuveni 1,5 metri.

X-101

Kas ir šīs caurules iekšpusē? Vienkāršākais variants ir tā sauktais reaktīvais dzinējs, kad gaiss, kas ieplūst caur gaisa ieplūdi priekšpusē, iziet cauri reaktoram, uzsilst, izplešas un lielāks ātrums izplūst no sprauslas, radot strūklas vilci. SLAM projekts tika balstīts uz šo principu, tomēr šī shēma nebūt nav vienīgā. Jaunajā attīstībā var izmantot kādu variantu turboreaktīvo dzinēju, gaisa sildīšana var notikt nevis tieši, bet caur siltummaini - reaktors var ražot elektrību un darbināt elektromotoru, kas rotē dzenskrūvi.

Bezpilota drons ar gariem spārniem vai kukurūzas mizu

Lai cik eksotiski izklausītos šis variants, tas varētu darboties, tikai tāda raķete lidotu ar maksimālo ātrumu 500 km/h un ārēji vairāk izskatītos pēc bezpilota drona ar ļoti gariem spārniem vai... pēc kukurūzas audzētāja. Fakts ir tāds, ka kodoliekārtai, kas papildus pārvērš siltumenerģiju elektroenerģijā, būs ļoti liela relatīvā masa noteiktai jaudai. “Pieņemsim, ir projekts, kas tagad ir klasificēts, bet līdz 2016. gadam bija diezgan plaši publicēts - tas ir megavatu (megavats ir lietderīgā enerģija ar 4 megavatiem siltumenerģijas) RUGK reaktora un TEM (Transport Energy Module) instalācijas projekts. uz tās bāzes visur to sauc par kosmosā bāzētu kodolvelkoni. Šajā projektā reaktora stacijas un enerģijas pārveidošanas sistēmas svars ir gandrīz septiņas tonnas ar jaudu 1 megavats. To var salīdzināt ar AN-2 lidmašīnu: tā maksimālā pacelšanās masa ir aptuveni septiņas tonnas un dzinēja jauda ir aptuveni 1 megavats. Izrādās, ja mums nav nekas cits kā reaktors un turboģeneratori, tad iznāks kaut kas līdzīgs AN-2,” stāsta Gibalovs. Maksimālais ātrums AN-2 - 258 km/h, šāda raķete Krievijas armijai diez vai būs vajadzīga.

Komentārā minēts vēl viens eksotisks variants Federālā aģentūra ziņas, Krievijas Militāro zinātņu akadēmijas profesors Sergejs Sudakovs: “Mēs tagad piedāvājam pilnībā jauna tehnoloģija- tas ir ļoti kompakts, pilnīgi jaunas paaudzes dzinējs... Tas viss ir par aukstām reakcijām un aukstu kodolsintēzi. Šie dzinēji ir pilnīgi atšķirīgi, un tiem nav nekāda sakara ar instalācijām, ko ASV izstrādāja 50. gados. Acīmredzot ar projektu nesaistīts eksperts skaidro, ka krievu inženieriem izdevies izveidot dzinēju, kurā izmantots “mazbagātināts urāns” ar augstu efektivitāti, un kodolenerģijas “izplūdes gāzes” būs, taču tās būs minimālas. "Mēs esam izveidojuši raķeti, kas lido zemā temperatūrā un praktiski ar minimālu piesārņojumu," sacīja Sudakovs.

Ja militārpersonām pēkšņi ir tik izcils enerģijas avots

Aukstā kodolsintēze, tas ir, kodoltermiskā reakcija, kas notiek pie salīdzinoši zemām sākuma enerģijām (klasiskā kodoltermiskā reakcijā, piemēram, kodoltermiskā sprādzienā, degviela sākotnēji jāuzsilda līdz ļoti augstai temperatūrai - piemēram, ar lāzeru vai sprādzienu ) ir malas teorija. Zinātniskā vienprātība ir tāda, ka aukstā kodolsintēze principā nav iespējama; Ir vēl viens arguments pret auksto kodolenerģiju jaunajā raķetē - to varētu daudz efektīvāk izmantot citiem militāriem mērķiem: “Kāda jēga toreizējiem daudzajiem valsts finansētajiem autonomo atomelektrostaciju projektiem Arktikai, ja militāristi pēkšņi ir tik lielisks siltuma un enerģijas avots, un tad viņi nepārvadātu degvielu lidmašīnās, kā tas tagad notiek ar dīzeļdzinējiem,” atzīmē Gibalovs.

Bet citas, tradicionālākas pieejas, pēc Gibalova domām, ir pārāk sarežģītas dzinējam, kam jādarbojas ļoti ilgi un skarba starojuma apstākļos:

“Piemēram, gaisa reaktīvajam dzinējam ar turbīnu ir nepieciešama ārkārtīgi sarežģīta augstas precizitātes mehānika, kas, nonākot kodolreaktora apstākļos, ilgi nedarbosies. Jāšķiro visas šāda kombinētā dzinēja sastāvdaļas un jāveic apjomīgi pētījumi par katru komponentu – ar kādiem materiāliem to nomainīt, kā to uzlabot. Jo vairāk mēs iedziļināsimies šāda iespējamā sarežģītāka risinājuma detaļās, jo skaidrāk kļūs, ka šāda attīstība ir salīdzināma, ja ne lielāka, mērogā ar PSRS izstrādāto kodolraķešu dzinēju izstrādi kosmosa raķetēm, un tiem bija nepieciešama konstrukcija. no vairākiem kodolcentriem ar reaktoriem, stāv Semipalatinskas izmēģinājumu poligonā, kur caur kodolreaktoru tika izpūsts ūdeņradis. Tas viss ievilkās kādus 20 gadus, ap 25 – trenēties. Un tas bija ļoti darbietilpīgi un ļoti resursietilpīgi. Es domāju, ka jebkura cita iespēja, izņemot tiešo plūsmu, ir aptuveni tāda pati.

Eļļa, visticamāk, plūst no Formula 1 dzinēja, nevis no Opel.

Pēc eksperta domām, jaunā attīstība, visticamāk, ir 60. gadu ideju turpinājums, pirmkārt, SLAM projekta ramjet dzinēji. Gibalovs apgalvo, ka mūsdienu materiāli un jaunas tehnoloģijas siltuma pārneses elementu ražošanai ļauj šādu raķeti padarīt daudz tīrāku nekā pirms 60 gadiem:

– Visi reaktori ir konstruēti tā, lai aizturētu skaldīšanas produktus, tas ir, radioaktīvos netīrumus, kas veidojas darbības laikā. Šajā ziņā tie ir hermētiski. Šeit, protams, ir zināmas grūtības: jo augstāka temperatūra, jo grūtāk to izdarīt, tas ir, sienas sāk plūst. Bet, man šķiet, principā šo problēmu var atrisināt. Var pieņemt, ka bezavārijas versijā šāds tiešās plūsmas reaktors pēc emisijām gaisā ir salīdzināms ar slēgtu reaktoru ar siltummaiņiem un sekundāro kontūru.

Tomēr diez vai var cerēt, ka tik sarežģītas un pilnīgi jaunas iekārtas vienmēr darbosies pareizi, it īpaši testēšanas stadijā. "Nafta, visticamāk, plūst no Formula 1 dzinēja nekā no parasta Opel," skaidro Gibalovs.

Vārds

Nosaukums Krievijas kodolieroču spārnotajai raķetei nav izdomāts – un pat ir sarīkots konkurss, kā to nosaukt. Tomēr militārais novērotājs Aleksejs Ramms Izvestijā izvirza versiju, ka runa ir par Novator Design Bureau, viena no Krievijas spārnotās raķešu izstrādātājiem, produktu 9M730. Tajā pašā laikā pašā rakstā minēts, ka Novator specializējas sauszemes un jūras raķetēs, un Raduga izstrādā "no gaisa palaižamus produktus". Un Putina pieminētā raķete X-101 ir precīzi palaista no gaisa.

Novator produkti ar numuru 9M728 un 9M729 patiešām ir spārnotās raķetes, viena slavenajiem Iskanderiem, otra ir Putina pieminētā X-101 zemes analogs. Un patiešām, spriežot pēc valsts iepirkumu vietnes, produkts atrodas aktīvas attīstības stadijā. Tomēr nekas neliecina, ka šī patiešām ir Putina pieteiktā raķete.

Rakstā sniegts militārā vēsturnieka Dmitrija Boltenkova raķetes ar kodoldzinēju apraksts: "Raķetes sānos ir īpaši nodalījumi ar jaudīgiem un kompaktiem sildītājiem, kurus darbina atomelektrostacija." Tas nedaudz atšķiras no koncepcijas, ka gaiss plūst tieši ap reaktoru, un tas paredz sava veida siltuma apmaiņas sistēmu.

Ekscentriskie kodolieroču veidi

Amerikāņu krievu ieroču eksperts Maikls Kofmans savā emuārā piekrīt Ramma pieņēmumam, ka kodolraķete ir 9M730. Kofmans uzskata, ka mēs runājam par reaktoru bez aizsardzības, pamatojoties uz raķetes izmēru un svaru.

Viņš arī citē bijušā aizsardzības ministra Eša Kārtera teikto 2017. gada rakstā: "Krievija investē jaunās ballistisko raķešu zemūdenēs, smagajos bumbvedējos, jaunos ICBM... Taču tās arī tiek apvienotas ar jaunām darbības koncepcijām. kodolieroči un daži jauni un pat ekscentriski kodolieroču sistēmu veidi”, kas, pēc Kofmana domām, tagad spēlēja jaunā gaismā.

Cits ieroču eksperts Džefrijs Lūiss rakstā Ārpolitikai raksta, ka visas Putina atklātās sistēmas bija zināmas Baraka Obamas administrācijai: “Pat spārnoto raķeti, par kuru, kā es tagad saprotu ar atpakaļejošu datumu, Amerikas amatpersonas jau kādu laiku dod mājienus."

Vai bija kādi testi?

CNN un Foxnews, atsaucoties uz vārdā nenosauktām amatpersonām, ziņoja, ka Putina paziņotā raķete joprojām ir izstrādes stadijā un ka ASV nesen bija liecinieki mēģinājumam palaist šādu raķeti, kas beidzās Arktikā (lai gan nav pilnībā skaidrs, kā atšķirt veiksmīgu raķetes palaišanu no palaišanas, kas beidzas ar tās kritienu - un jebkurā gadījumā reālos raķetes izmēģinājumos lidojuma beigās kodolreaktoram vajadzētu lielā ātrumā ietriekties Zemes virsmā).

Pēc Putina vārdiem, testi notikuši Centrālajā izmēģinājumu poligonā. Izvestija Ramm citē viedokli, ka šis ir poligons Nenoksas ciemā, Arhangeļskas apgabalā (Jūras spēku štata centrālais jūras izmēģinājumu poligons). Turklāt arhipelāgā atrodas Krievijas Federācijas Centrālā kodolizmēģinājumu vieta Jaunā Zeme. Kofmans arī norāda, ka video redzamā palaišana notikusi uz Novaja Zemļa.

Šajā sakarā Warzone projekta autori atgādina par pagājušā gada februārī notikušo noslēpumaino radioaktīvās vielas joda-131 noplūdi atmosfērā, kuras avots bija Kolas pussala Krievijas ziemeļos. Viņi saka, ka joda-131 izdalīšanās tika reģistrēta starp desmitiem citu izotopu kodoldzinēju testu laikā Nevadā 60. gados.

Četri joda izotopi un divi rutēnija izotopi uzreiz

Tiesa, viena joda izotopa izdalīšanās bez citiem radionuklīdiem diez vai var būt “netīras” ar kodolenerģiju darbināmas raķetes testēšanas sekas.

"Visticamāk, būtu vismaz divi izotopi un pat vairāk," skaidro Gibalovs. – Kad mums ir plūsma, rupji runājot, no strādājoša reaktora, mēs uzreiz redzam četrus joda izotopus un divus rutēnija izotopus ( taču šķiet, ka tas neattiecas uz rutēnija noplūdi Urālos pagājušajā gadā.–​RS). Ja mums caur sienu plūst zināms daudzums joda, tad visi šie četri izotopi ceļo kopā. Un tas viss ir ļoti labi uzraudzīts un noteikts, metode tiek plaši izmantota. Mans viedoklis: reālu lidojumu gadījumā, pat uz Novaja Zemļa ar ieslēgtu kodoldzinēju, proti, lidojumiem, nevis testiem uz zemes, monitoringa stacijas tos pamanīs - tomēr ar nosacījumu, ka reaktors “plūst”.

Normālas darbības laikā tā darba pēdas atklāt būšot diezgan sarežģīti, apgalvo eksperts: «Jā, gaisa aktivizēšanās tomēr notiek. Diemžēl visilgāk dzīvojošais izotops, ko var noteikt, ir argons-41, kura pilnīgs sabrukšanas periods ir aptuveni divas stundas. ASV ir lidmašīnas, kas aprīkotas ar visu veidu aktivizācijas produktu, sabrukšanas produktu detektoriem. Bet, manuprāt, ar šādu lidmašīnu ir iespējams fiksēt raķetes pēdas, praktiski tikai lidojot tai cauri ne tik ilgi. Bet noplūžu neesamība jaunā kodoldzinējā, kā minēts iepriekš, ir ārkārtīgi maz ticama.

Putins savā runā sacīja, ka veiksmīgi testi tika veikti pagājušā gada beigās. Vedomosti sniedza dīvainu papildinājumu šai informācijai, atsaucoties uz militāri rūpnieciskajam kompleksam tuvu avotu, ziņojot, ka radiācijas drošība raķešu izmēģinājumu laikā tika nodrošināta, jo "uz kuģa esošā kodoliekārta tika attēlota ar elektrisku maketu".

No tehniskā viedokļa reaktors ir tikai sildītājs

Vai ir iespējams palaist raķetes prototipu, kas kodoldzinēja vietā izmanto elektrisko iekārtu? Gibalovs saka, ka tas ir ne tikai iespējams, bet arī diezgan loģiski:

– No tehniskā viedokļa reaktors ir tikai sildītājs, to ir ļoti vienkārši nomainīt ar degvielas elementiem, kas izgatavoti no stieples, caur kuru plūst strāva, ar parastajiem TEM. Tas būtu ļoti saprātīgs lēmums pirmajos raķetes lidojumos, lai saprastu, cik labi ir izstrādāta aerodinamika un vadības sistēma. Mēs vienkārši izmetam, teiksim, nākotnes kaujas galviņu un aizstājam to ar pustonnu akumulatoru, kas nodrošina reaktora termisko ekvivalentu, iespējams, ar samazinātu jaudu. Viņi to dara ļoti īsu laiku, 10, 20, 30 sekundes, ne vairāk kā minūti, taču tie ļauj jums to visu izpētīt, nebaidoties no katastrofas jau pirmajā lidojumā.

Intervijā telekanāla NBC žurnālistei Meganai Kellijai Putins sacīja, ka jauno ieroču testi noritējuši labi, "pie dažām sistēmām vēl ir jāstrādā, jāpielāgo, un dažas jau ir ienākušas karaspēkā un pilda kaujas pienākumus". Kad viņam tika lūgts atbildēt uz jautājumu, "vai jums ir ar kodolenerģiju darbināma starpkontinentālā raķete, kas ir veiksmīgi izturējusi izmēģinājumu", Putins sacīja: "Viņi visi to veiksmīgi izturēja." dažādas sistēmas ir dažādās gatavības stadijās."

Viss ir 100% slēgts

Spārnotās raķetes ar atomelektrostaciju izveidi Gibalovs sauc par teorētiski atrisināmu uzdevumu, ņemot vērā mūsdienīgs līmenis tehnoloģijas, taču joprojām ārkārtīgi dārgas un resursietilpīgas. Viņš nosauc netiešus argumentus, kas norāda, ka patiesībā raķete, ko Vladimirs Putins prezentēja Federācijas padomei, var neeksistēt:

“Atšķirībā no citiem prezidenta paziņotajiem jauniem ieroču veidiem, šim dizainam nebija nekādu pēdu. Piemēram, Sarmata attīstība ir zināma jau sen. Šur tur parādījās dizaina elementi, tāmes, zinātniski raksti, bija kaut kādas netiešas pazīmes, ka šāda attīstība notiek. Šīs takas neesamību spārnotās raķetes gadījumā, protams, var izskaidrot ar to, ka šeit tiešām tika pievilkti uzgriežņi. Piemēram, nav iespējams kaut ko atrast par mūsdienu kodolieroču izstrādi, kādi ieroči tiek izstrādāti, kādi tehniskie principi tur tiek izmantoti - tas viss ir absolūti 100% slēgts. Bet ir ne tikai kodolenerģijas daļa, ir arī raķešu un spārnotās daļas. Un, kā man un citiem kolēģiem šķiet, kaut kādas pēdas būtu. Es domāju, ka vismaz šis projekts ir diezgan agrīnā attīstības stadijā.

Stratēģiskais līdzsvars

ASV aizsardzības ministrs Bila Klintona administrācijā un atbruņošanās eksperts Viljams Perijs izdevumā Politico raksta, ka Putina pieteiktie jaunie ieroči neko nemaina kodolatturēšanas līdzsvarā: Krievijai nav jāizgudro jauni līdzekļi, lai pārvarētu ASV aizsardzību. , “iebraucot no dienvidiem”, jo tai jau ir visas tam nepieciešamās iespējas: pretraķešu aizsardzības sistēma, kā Vašingtona jau vairākkārt ir norādījusi, nespēj izturēt masveida starpkontinentālo raķešu palaišanu, tās mērķis ir atsevišķas salvetes no tādiem pāris štatiem kā Ziemeļkoreja, un Krievijai un ASV jau ir iespēja viena otru iznīcināt. Perijs ir nobažījies, ka ASV varētu tikt iesaistītas šajā pēdējā sacensībā ar Krieviju, lai noskaidrotu, kuram ir lielāka kodolpoga.

Un tu esi dubļos, un cūka ir laimīga

Lūiss saka to pašu: “Ieroņošanās sacensība ar krieviem ir bezjēdzīga. Krievi to ņem pie sevis. Sacensības ar Krievijas militāri rūpniecisko kompleksu ir kā cīņa ar cūku: gan tu esi dubļos, gan cūka ir laimīga. Kofmans neuzskata, ka Krievijai ir nepieciešami jauni ieroči, lai nodrošinātu dzīvotspējīgu kodolieroču atturēšanu, kā arī to, ka tie būtiski maina militāro līdzsvaru ar ASV. Pēc eksperta domām, "Krievija nav pārliecināta par savām konvencionālajām [militārajām] spējām tuvākajos gados vai jebkad."

Krievijas prezidenta runa saturēja skaidru vēstījumu: "Nevienam pasaulē vēl nekas tāds nav", "neviens īsti negribēja ar mums runāt, neviens mūs neklausījās." Bet interesanti, ka Putins kā pamatojumu jauniem Krievijas ieročiem izmanto tikai ASV pretraķešu aizsardzības attīstību, nerunājot, piemēram, par ASV ballistisko raķešu pilnveidošanu, ko, kā argumentē eksperti rakstā “Kā notiek ASV kodolieroču modernizācija. spēki grauj stratēģisko stabilitāti,” varētu mainīt ierobežošanas spēku līdzsvaru, īpaši ņemot vērā ierobežoto Krievijas sistēma agrīna brīdināšana.

Tajā pašā runā Putins sacīja, ka "atjauninātais ASV kodolstratēģijas pārskats... pazemina kodolieroču izmantošanas slieksni" un ka Krievija var izmantot kodolieročus "tikai reaģējot uz izmantošanu pret to vai tās sabiedrotajiem. par masu iznīcināšanas ieročiem vai agresijas gadījumu... kad tiek apdraudēta pati valsts pastāvēšana.

Tomēr ASV uzskata Krieviju par “sliekšņa pazemināšanu” kodolspēku izmantošanā: “Krievijas pārliecība, ka, pirmā, kas izmanto kodolieročus, tostarp mazjaudas ieročus, var iegūt šādu priekšrocību, daļēji ir balstīta uz Maskavas ideja, ka lielāks nestratēģisko kodolieroču skaits un dažādība nodrošina pārākumu krīzes situācijā vai ierobežotākā konfliktā. Krievijas nesenie izteikumi saistībā ar šo topošo kodolieroču izmantošanas doktrīnu ir interpretējami kā Maskavas "kodolsliekšņa" pazemināšana, kuru pārkāpjot ir iespējams pirmajai pielietot kodolieročus... Piespiest Krieviju atteikties no šādām ilūzijām ir stratēģisks uzdevums. ārkārtīgi svarīgs uzdevums... Lai saglabātu spēju novērst agresiju reģionālā mērogā, ir svarīgi palielināt ASV kodolspēju elastību un daudzveidību, tostarp pieļaujot iespēju izmantot mazjaudas kodolieročus. Tas paaugstinās "kodolenerģijas slieksni" un mudinās potenciālos pretiniekus saprast, ka viņi nevar iegūt priekšrocības, izmantojot ierobežotu kodolieroču eskalāciju, kas savukārt samazinās kodolieroču izmantošanas iespējamību.

Bieži vien vispārīgās izglītojošās publikācijās par astronautiku netiek izdalīta atšķirība starp kodolraķešu dzinēju (NRE) un kodolraķešu elektriskās piedziņas sistēmu (NRE). Tomēr šie saīsinājumi slēpj ne tikai atšķirīgos principus kodolenerģijas pārvēršanai raķetes vilcē, bet arī ļoti dramatisku astronautikas attīstības vēsturi.

Vēstures dramaturģija slēpjas apstāklī, ka, ja būtu turpināti galvenokārt ekonomisku apsvērumu dēļ pārtrauktie pētījumi par kodoldzinēju un kodoldzinēju gan PSRS, gan ASV, tad cilvēku lidojumi uz Marsu jau sen būtu kļuvuši par ikdienu.

Viss sākās ar atmosfēras lidmašīnu ar reaktīvo kodoldzinēju

ASV un PSRS dizaineri uzskatīja par “elpojošām” kodoliekārtām, kas spēj piesaistīt āra gaisu un sasildīt to līdz kolosālai temperatūrai. Iespējams, šis vilces ģenerēšanas princips tika aizgūts no reaktīvajiem dzinējiem, tikai raķešu degvielas vietā tika izmantota urāna dioksīda 235 atomu kodolu skaldīšanas enerģija.

ASV šāds dzinējs tika izstrādāts Plutona projekta ietvaros. Amerikāņiem izdevās izveidot divus jaunā dzinēja prototipus - Tory-IIA un Tory-IIC, kas pat iedarbināja reaktorus. Instalācijas jaudai bija jābūt 600 megavatiem.

Plutona projekta ietvaros izstrādātos dzinējus bija plānots uzstādīt uz spārnotajām raķetēm, kuras pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados tika radītas ar apzīmējumu SLAM (Supersonic Low Altitude Missile, supersonic low-altitude missile).

ASV plānoja uzbūvēt 26,8 metrus garu, trīs metrus diametru un 28 tonnas smagu raķeti. Raķetes korpusā bija jābūt kodolgalviņai, kā arī kodoldzinēju sistēmai, kuras garums bija 1,6 metri un diametrs 1,5 metri. Salīdzinot ar citiem izmēriem, iekārta izskatījās ļoti kompakta, kas izskaidro tās tiešās plūsmas darbības principu.

Izstrādātāji uzskatīja, ka, pateicoties kodoldzinējam, SLAM raķetes lidojuma attālums būs vismaz 182 tūkstoši kilometru.

1964. gadā ASV Aizsardzības ministrija projektu slēdza. Oficiālais iemesls bija tāds, ka lidojuma laikā ar kodolenerģiju darbināma spārnotā raķete pārāk piesārņo visu apkārtējo. Bet patiesībā iemesls bija ievērojamās šādu raķešu uzturēšanas izmaksas, jo īpaši tāpēc, ka līdz tam laikam strauji attīstījās raķešu tehnika, kuras pamatā bija šķidrās degvielas raķešu dzinēji, kuru uzturēšana bija daudz lētāka.

PSRS palika uzticīga idejai izveidot reaktīvo dzinēju kodoldzinējam daudz ilgāk nekā ASV, projektu slēdzot tikai 1985. gadā. Taču rezultāti izrādījās daudz nozīmīgāki. Tādējādi pirmais un vienīgais padomju kodolraķešu dzinējs tika izstrādāts Himavtomatikas projektēšanas birojā Voroņežā. Tas ir RD-0410 (GRAU indekss - 11B91, zināms arī kā “Irbit” un “IR-100”).

RD-0410 izmantoja neviendabīgu termisko neitronu reaktoru, moderators bija cirkonija hidrīds, neitronu atstarotāji tika izgatavoti no berilija, kodoldegviela bija materiāls, kura pamatā ir urāns un volframa karbīdi, ar aptuveni 80% bagātinājumu 235 izotopu.

Projektā bija iekļauti 37 degvielas komplekti, kas pārklāti ar siltumizolāciju, kas tos atdalīja no moderatora. Konstrukcija paredzēja, ka ūdeņraža plūsma vispirms iziet cauri reflektoram un moderatoram, saglabājot to temperatūru istabas temperatūrā, un pēc tam iekļuva serdeņā, kur atdzesēja degvielas komplektus, uzkarsējot līdz 3100 K. Stendā bija reflektors un moderators. atdzesē ar atsevišķu ūdeņraža plūsmu.

Reaktors izgāja ievērojamu testu sēriju, taču nekad netika pārbaudīts visā tā darbības laikā. Tomēr ārējās reaktora sastāvdaļas bija pilnībā izsmeltas.

RD 0410 tehniskie parametri

Vilces spēks tukšumā: 3,59 tf (35,2 kN)
Reaktora siltuma jauda: 196 MW
Īpatnējais vilces impulss vakuumā: 910 kgf s/kg (8927 m/s)
Startu skaits: 10
Darba resurss: 1 stunda
Degvielas sastāvdaļas: darba šķidrums - šķidrais ūdeņradis, palīgviela - heptāns
Svars ar aizsardzību pret radiāciju: 2 tonnas
Dzinēja izmēri: augstums 3,5 m, diametrs 1,6 m.

Salīdzinoši mazi gabarīti un svars, augsta kodoldegvielas temperatūra (3100 K) plkst efektīva sistēma dzesēšana ar ūdeņraža plūsmu norāda, ka RD0410 ir gandrīz ideāls kodoldzinēja prototips mūsdienu spārnotajām raķetēm. Un, ņemot vērā modernās tehnoloģijas Pašapstājoties kodoldegvielas iegūšana, resursa palielināšana no stundas līdz vairākām stundām ir ļoti reāls uzdevums.

Kodolraķešu dzinēju konstrukcijas

Kodolraķešu dzinējs (NRE) ir reaktīvais dzinējs, kurā kodola sabrukšanas vai kodolsintēzes reakcijas laikā radītā enerģija silda darba šķidrumu (visbiežāk ūdeņradi vai amonjaku).

Atkarībā no reaktora degvielas veida ir trīs veidu kodoldzinēji:

  • cietā fāze;
  • šķidrā fāze;
  • gāzes fāze.
Vispilnīgākā ir dzinēja cietfāzes versija. Attēlā parādīta vienkāršākā kodoldzinēja shēma ar cietā kodoldegvielas reaktoru. Darba šķidrums atrodas ārējā tvertnē. Izmantojot sūkni, tas tiek piegādāts motora kamerā. Kamerā darba šķidrums tiek izsmidzināts, izmantojot sprauslas, un tas nonāk saskarē ar kodoldegvielu, kas rada degvielu. Sildot, tas izplešas un lielā ātrumā izlido no kameras caur sprauslu.

Gāzes fāzes kodoldegvielas dzinējos degviela (piemēram, urāns) un darba šķidrums atrodas gāzveida stāvoklī (plazmas veidā), un tos darba zonā notur elektromagnētiskais lauks. Urāna plazma, kas uzkarsēta līdz desmitiem tūkstošu grādu, nodod siltumu darba šķidrumam (piemēram, ūdeņradim), kas savukārt, uzkarsējot līdz augstām temperatūrām, veido strūklas plūsmu.

Pamatojoties uz kodolreakcijas veidu, izšķir radioizotopu raķešu dzinēju, kodoltermisko raķešu dzinēju un pašu kodoldzinēju (tiek izmantota kodola skaldīšanas enerģija).

Interesants variants ir arī impulsa kodolraķešu dzinējs - tiek ierosināts izmantot kodollādiņu kā enerģijas (degvielas) avotu. Šādas iekārtas var būt iekšēja un ārēja veida.

Galvenās kodoldzinēju priekšrocības ir:

  • augsts īpatnējais impulss;
  • ievērojamas enerģijas rezerves;
  • piedziņas sistēmas kompaktums;
  • iespēja iegūt ļoti lielu vilci - desmitiem, simtiem un tūkstošiem tonnu vakuumā.
Galvenais trūkums ir piedziņas sistēmas augstais radiācijas risks:
  • penetrējošā starojuma plūsmas (gamma starojums, neitroni) kodolreakciju laikā;
  • augsti radioaktīvu urāna un tā sakausējumu savienojumu atdalīšana;
  • radioaktīvo gāzu aizplūšana ar darba šķidrumu.

Kodolpiedziņas sistēma

Ņemot vērā, ka jebkura uzticama informācija par atomelektrostacijām no publikācijām, tajā skaitā no zinātniskie raksti, to nav iespējams iegūt, šādu iekārtu darbības principu vislabāk var apsvērt, izmantojot atklātu patentu materiālu piemērus, lai gan tie satur zinātību.

Piemēram, izcilais krievu zinātnieks Anatolijs Sazonovičs Korotejevs, patentētā izgudrojuma autors, sniedza tehnisku risinājumu mūsdienu PAGALMA aprīkojuma sastāvam. Zemāk burtiski un bez komentāriem izklāstu daļu no minētā patenta dokumenta.


Piedāvātā tehniskā risinājuma būtību ilustrē zīmējumā parādītā diagramma. Kodoldzinēju sistēma, kas darbojas dzinējspēka enerģijas režīmā, satur elektriskās piedziņas sistēmu (EPS) (shēmas piemērā parādīti divi elektriskie raķešu dzinēji 1 un 2 ar atbilstošām padeves sistēmām 3 un 4), reaktora iekārta 5, turbīna 6, kompresors 7, ģenerators 8, siltummainis-rekuperators 9, Ranck-Hilsch virpuļcaurule 10, ledusskapis-radiators 11. Šajā gadījumā turbīna 6, kompresors 7 un ģenerators 8 ir apvienoti vienā vienībā - turboģeneratorā-kompresorā. Kodoldzinējspēks ir aprīkots ar darba šķidruma cauruļvadiem 12 un elektriskajām līnijām 13, kas savieno ģeneratoru 8 un elektriskās piedziņas bloku. Siltummainim-rekuperatoram 9 ir tā sauktās augstas temperatūras 14 un zemās temperatūras 15 darba šķidruma ievades, kā arī augstas temperatūras 16 un zemas temperatūras 17 darba šķidruma izvades.

Reaktora bloka 5 izeja ir savienota ar turbīnas 6 ieeju, turbīnas 6 izeja ir savienota ar siltummaiņa-rekuperatora 9 augstas temperatūras ieeju 14. Siltummaiņa-rekuperatora zemas temperatūras izvade 15 9 ir savienots ar ieeju Ranck-Hilsch virpuļcaurulē 10. Ranck-Hilsch virpuļcaurulei 10 ir divas izejas, no kurām viena (caur “karsto” darba šķidrumu) ir savienota ar radiatora ledusskapi 11, bet otra ( caur “auksto” darba šķidrumu) ir savienots ar kompresora 7 ieeju. Radiatora ledusskapja 11 izeja ir savienota arī ar kompresora 7 ieeju. Kompresora izeja 7 ir savienota ar zemas temperatūras 15 ieeju siltummainis-rekuperators 9. Siltummaiņa-rekuperatora 9 augstas temperatūras izeja 16 ir savienota ar reaktora iekārtas 5 ievadi. Tādējādi kodolspēkstacijas galvenie elementi ir savstarpēji savienoti ar vienu darba šķidruma ķēdi. .

Atomelektrostacija darbojas šādi. Reaktora iekārtā 5 uzkarsētais darba šķidrums tiek nosūtīts uz turbīnu 6, kas nodrošina kompresora 7 un turboģeneratora-kompresora ģeneratora 8 darbību. Ģenerators 8 ģenerē elektroenerģiju, kas pa elektriskajām līnijām 13 tiek nosūtīta uz elektriskajiem raķešu dzinējiem 1 un 2 un to barošanas sistēmām 3 un 4, nodrošinot to darbību. Pēc iziešanas no turbīnas 6 darba šķidrums caur augstas temperatūras ieplūdi 14 tiek nosūtīts uz siltummaini-rekuperatoru 9, kur darba šķidrums tiek daļēji atdzesēts.

Pēc tam no siltummaiņa-rekuperatora 9 zemas temperatūras izejas 17 darba šķidrums tiek novadīts Ranque-Hilsch virpuļcaurulē 10, kuras iekšpusē darba šķidruma plūsma tiek sadalīta “karstajos” un “aukstos” komponentos. Pēc tam darba šķidruma “karstā” daļa nonāk ledusskapja emitētājā 11, kur šī darba šķidruma daļa tiek efektīvi atdzesēta. Darba šķidruma “aukstā” daļa nonāk kompresora 7 ieplūdē, un pēc atdzesēšanas tur seko arī tā darba šķidruma daļa, kas atstāj izstarojošo ledusskapi 11.

Kompresors 7 piegādā atdzesēto darba šķidrumu uz siltummaini-rekuperatoru 9 caur zemas temperatūras ieplūdi 15. Šis atdzesētais darba šķidrums siltummainī-rekuperatorā 9 nodrošina daļēju siltummainī-rekuperatorā ienākošā darba šķidruma pretplūsmas dzesēšanu. 9 no turbīnas 6 caur augstas temperatūras ieplūdi 14. Tālāk daļēji uzsildīts darba šķidrums (sakarā ar siltuma apmaiņu ar pretplūsmu darba šķidrumam no turbīnas 6) no siltummaiņa-rekuperatora 9 caur augstas temperatūras izvads 16 atkal nonāk reaktora iekārtā 5, cikls tiek atkārtots vēlreiz.

Tādējādi viens darba šķidrums, kas atrodas slēgtā kontūrā, nodrošina nepārtrauktu atomelektrostacijas darbību, un Ranque-Hilsch virpuļcaurules izmantošana atomelektrostacijas sastāvā saskaņā ar pieteikto tehnisko risinājumu uzlabo svara un izmēra raksturlielumus. AES, palielina tās darbības uzticamību, vienkāršo tās konstrukciju un dod iespēju kopumā paaugstināt atomelektrostaciju efektivitāti.

Saites: