SPACECRAFTin ydinmoottorit. Restonointimoottori on Venäjän moottorin tulevaisuus

Ihmiskunta on aina pyrkinyt tähdille, mutta vain 1900-luvulla, kehittämällä tieteen ja teknologian, voisivat saavuttaa ilmattomia tilaa. Maanpäällisen vetovoiman välttämiseksi on vaikea välttää, ja tavoitteen saavuttaminen oli välttämätöntä keksiä jotain erityistä. Rocket-moottorit tekivät tällaisen liikkumisvälineen. Ja jos harkitsemme nyt, mikä on nyt, ja mikä saattaa näkyä pian, niin mitä mahdollisuuksia Far Cosmos ihmiskuntaa on?

Mikä on raketti moottori, ja millaisia \u200b\u200btyyppejä on olemassa?

Rakettimoottorin alla mekanismi, jossa työryhmä ja työn energialähde sijaitsevat itse liikkumisvälineellä, ymmärretään. Se on ainoa keino terveellisten tavaroiden peruuttamisesta maan kiertoradalle ja voi toimia myös ilmaton ulkotilassa. Tärkeimmät korot on muunnettu potentiaalisen polttoainerenergian muuntamiseksi kineettiseksi, jota käytetään suihkuna. Energialähteen, kemiallisten, ydinvoimaloiden ja sähköisten rakettimoottoreiden perusteella erottaa toisistaan.

Tehokkuuden ominaispiirteenä käytetään tiettyä impulssin (tai työntövoiman) käsitettä: liikkeen määrän suhde työfluidin virtausnopeuteen. Lasketaan m / s. Mutta vaikka rakettimoottoreilla on merkittävä impulssi, tämä ei tarkoita sitä, että niitä käytetään. Miksi tämä tapahtuu, opit lukemalla ydin- ja sähköiset mekanismit.

Kemiallinen raketti moottori

Ne perustuvat kemialliseen reaktioon, jossa tulee polttoaine ja hapettava aine. Reaktion aikana polttotuotteita kuumennetaan huomattaviin lämpötiloihin, kun ne laajenee ja kiihdytetään suuttimissa, jotta moottori lähtee sitten. Tällaisen moottorin vapauttamaa lämpöä käytetään laajentamaan työfluidia, jolla on kaasumaista ulkonäköä. Tällaisia \u200b\u200btällaisia \u200b\u200bmekanismeja on olemassa.

Kiinteillä polttoaine-moottoreilla on yksinkertainen muotoilu, ne ovat edullisia valmistuksessa ja eivät vaadi huomattavia varastointikustannuksia ja käyttövalmisteita. Tämä aiheuttaa niiden luotettavuuden ja desaliteetin käytössä. Samanaikaisesti tällainen tyyppi on merkittävä haitta - erittäin korkea polttoaineen kulutus. Se koostuu myös tästä polttoaineen ja hapettimen seoksesta. Tehokkaampi, mutta samanaikaisesti nestemäinen raketti moottori on monimutkainen. Se on polttoaine ja hapettava aine on eri säiliöissä ja annosteltiin syötetään suuttimeen. Tärkeä etu on se, että syöttötaso on mahdollista säätää ja vastaavasti avaruusaluksen nopeus. Huolimatta siitä, että tällaisilla rakettimoottoreilla on alhainen spesifinen impulssi, ne kehittävät voimakasta vetovoimaa. Tämä ominaisuus on johtanut siihen, että käytännössä niitä käytetään yksinomaan.

Ydinvoiman moottori

Tämä on yksi nykyaikaisten liikejärjestelmien todennäköisistä analogeista. Ydullisessa ohjusmoottorissa työryhmä kuumennetaan energian vuoksi, joka vapautuu radioaktiivisen hajoamisen tai lämpöhermoraarisen synteesin aikana. Tällaiset mekanismit mahdollistavat merkittävän erityisen impulssin. Ja niiden kokonaisveto on verrattavissa tähän indikaattoriin kemiallisissa moottoreissa. Kuinka monta ydinenergiaan perustuvia mekanismeja erotetaan? Yhteensä 3:

1. Radioisotooppi.
2. Ydin.
3. Thermonuclear.

Ydinvoimaloiden käyttö maan ilmakehässä on melko ongelmallinen säteilyn pilaantumisen vuoksi. Mahdollinen ratkaisu tähän ongelmaan on kaasufaasityyppi.

Sähköinen raketti moottori

Tämäntyyppisellä on suurin kehitys ja tulevaisuuden käyttö. Sähköinen raketti moottorit syövät suuria toiveita. Joten niiden spesifinen impulssi voi saavuttaa 210 km / s arvot. Erota 3 erilaista moottoria:

1. Elektrolainen.
2. Esimerkiksi sähköstaattinen (ioninen raketti moottori).
3. Sähkömagneettinen.

Ominaisuus (joista voidaan sanoa, että se on sekä etu ja haitta), että spesifisen impulssin lisääntyminen on tarpeen vähemmän polttoainetta, mutta energiaa. Tästä näkökulmasta on hyvä mahdollisuus, joka toimii Ion Rakettimoottorilla, joka toimii kaasulla. Tällä hetkellä sitä sovelletaan käytännössä orbitaalisten asemien ja satelliittien liikerataa. Sähkön rajoitetut lähteet ulkoavaruudessa sekä suorituskyvyn ongelmat yli 100 kilometrin korkeudella, kun he häiritsevät niiden laajaa käyttöä. Suuri käyttöpotentiaali on plasman raketti moottorit, joissa työfluidilla on plasmatila, mutta tähän mennessä vain kokeessa.

Moderni rakettimoottorit ovat hyvin selviytyneitä laitteiden poistamiseksi kiertoradalle, mutta täysin sopimaton pitkäaikaiseen avaruusmatkalle. Siksi ei ensimmäistä dekaadia vuotta, tutkijat työskentelevät vaihtoehtoisten avaruusmoottoreiden luomisessa, jotka voisivat ylittää alukset ennen rekisterin nopeuksia. Tarkastellaan seitsemän suurta ideaa tästä alueelta.

EMDRIVE.

Siirretään, on tarpeen työntää jotain - tätä sääntöä pidetään yhtenä fysiikan ja kosmonaalisten pilareiden irraamattomista pilareista. Mistä se on nimenomaisesti hylätty - maasta, vedestä, ilmasta tai vesikaasuista, kuten rakettimoottoreiden tapauksessa, ei ole niin tärkeä.

Henkinen kokeilu on hyvin tunnettu: Kuvittele, että astronautti meni avoimeen tilaan, mutta kaapeli, joka yhdistää sen alukseen, odottamattomasti irrota ja henkilö alkaa hitaasti lentää pois. Kaikki hän on laatikko työkaluilla. Mitkä ovat hänen toimintansa? Oikea vastaus: Hänen täytyy heittää työkalut pois alusta. Impulssin säilyttämisen lakien mukaan henkilö laskee työkalusta täsmälleen samalla voimalla, mitä ja henkilö on henkilö, joten se siirtyy vähitellen kohti alusta. Tämä on reaktiivinen vetovoima - ainoa mahdollinen tapa liikkua tyhjään ulompaan tilaan. Todellinen, EMDRIVE, kuten kokeiluversiona, on joitain mahdollisuuksia tämän epätavallisen lausunnon hävittämiseksi.

Tämän moottorin luoja on British In Engineer Roger Shoirst, joka perustaa oman satelliitti-propulsiotutkimusyrityksen vuonna 2001. EMDRIVE Design on erittäin ylellinen ja se on metalliryhmän muoto, joka on juotettu molemmissa päissä. Tämän kauhan sisällä on magnetroni, joka lähetetään sähkömagneettisia aaltoja - sama kuin tavanomaisessa mikroaaltouunissa. Ja se osoittautuu tarpeeksi luomaan hyvin pieni, mutta melko huomaamaton himo.

Kirjoittaja itse selittää sen moottorin työn eron kautta sähkömagneettisen säteilyn paineessa eri osissa "ämpäri" - kapeassa päässä se on pienempi kuin leveä. Tästä johtuen thrust luodaan kapeaan päähän. Tällaisen moottorin toiminnan mahdollisuutta haastattiin useammin kuin kerran, mutta kaikissa kokeissa jyrkempien asennus osoittaa työntövoiman läsnäolon ehdotetussa suunnassa.

Kokeilijoiden keskuudessa, jotka testasivat ohjausta, organisaatioita, kuten NASA, Dresdenin tekninen yliopisto ja Kiinan tiedeakatemia. Keksintö tarkistettiin erilaisissa olosuhteissa, mukaan lukien tyhjössä, jossa se osoitti työntövoiman läsnäoloa 20 mikronia.

Tämä on hyvin vähän kemiallisten jet-moottoreiden osalta. Mutta kun otetaan huomioon, että pelin moottori voi toimia ikään kuin se ei tarvitse polttoaineen varausta (magnetronin toiminta voi tarjota aurinkopaneeleja), se voi mahdollisesti nopeuttaa avaruusaluetta valtaville nopeuksille, jotka mitataan prosentteina valolta nopeus.

Moottorin tehokkuuden osoittaminen on välttämätöntä suorittaa paljon enemmän mittauksia ja päästä eroon haittavaikutuksista, jotka voidaan tuottaa esimerkiksi ulkoisissa magneettikentän. Vaihtoehtoiset mahdolliset selitykset moottorimoottorin epänormaalista työntövoimasta, joka yleensä rikkoo fysiikan tavanomaista lakeja.

Esimerkiksi versiot tuodaan esille, että moottori voi luoda työntövoiman johtuen vuorovaikutuksesta fyysistä tyhjiö, joka kvanttitasolla on nollasta poikkeava energiaa ja täytetään jatkuvasti syntynyt ja katoavat virtuaalisen alkeishiukkaset. Kuka lopulta on oikeassa - tämän teorian kirjoittajat, pallot itse tai muut skeptikot, opimme lähitulevaisuudessa.

Aurinkoinen purje

Kuten edellä mainittiin, sähkömagneettinen säteily asettaa paineen. Tämä tarkoittaa sitä, että se on teoriassa, se voidaan muuntaa liikkeeksi - esimerkiksi purjeiden avulla. Vastaavasti, miten viime vuosisatojen alukset saivat tuulen purjeissaan, tulevaisuuden avaruusalus saisi aurinkoisen tai minkä tahansa muun tähden valon purjeissaan.

Ongelmana on kuitenkin, että valon paine on erittäin vähän ja pienenee lisäämällä etäisyyttä lähteestä. Siksi tehokas, tällaisella purjeilla on oltava hyvin pieni paino ja erittäin suuri alue. Ja tämä lisää koko rakenteen tuhoamisen riskiä, \u200b\u200bkun tapaat asteroidia tai muuta kohdetta.

Yritetään rakentaa ja käynnistää auringon purjeveneet avaruudessa on jo tapahtunut - vuonna 1993 aurinko purjehtia aluksella "Edistyminen", ja vuonna 2010 Japani toteutti menestyksekkäitä testejä Venuksen matkalla. Mutta mitään alusta käytti purjeet tärkeimpänä kiihdytyksen lähteenä. Hieman lupaavaa tässä suhteessa, toinen hanke näyttää sähköisen purjeena.

Sähkörengas

Aurinko säteilee paitsi fotonit vaan myös sähköisesti varautuneita aineita aineesta: elektronit, protonit ja ionit. Kaikki ne muodostavat niin sanotun aurinkoisen tuulen, kuukausittaisen valaistuksen, joka on noin miljoona tonnia ainetta.

Aurinkoinen tuuli koskee miljardeja kilometrejä ja vastaa joitain luonnollisia ilmiöitä planeetallamme: geomagneettiset myrskyt ja pohjoiset valot. Auringon tuulen maa on suojattu käyttämällä omaa magneettikentänsä.

Sunny tuuli, kuten tuuli ilma, on melko sopiva matkoille, on vain välttämätöntä saada hänet puhaltaa purjeen. Sähköisen purjeen hanke vuonna 2006 Suomen tiedemies Pecken Yanhound, ulkoisesti on vähän yleistä aurinkoisena. Tämä moottori koostuu useista pitkistä ohut kaapeleista, jotka ovat samanlaisia \u200b\u200bkuin pyörän neulat ilman vanteen.

Elektroni-aseen, joka lähetetään liikkumissuuntaa vastaan, nämä kaapelit hankkivat positiivisen varautuvan potentiaalin. Koska elektronimassa on noin 1800 kertaa pienempi kuin protonimassa, elektronien luominen ei ole käsitettä. Ei ole tärkeää sellaisten purjeiden ja aurinko tuulen elektroneja varten. Mutta positiivisesti varautuneet hiukkaset - protonit ja alfa-säteily - hylätään kaapeleista, mikä luo reaktiivisen vetovoiman.

Vaikka tämä veto on noin 200 kertaa pienempi kuin aurinko purje, Euroopan avaruusjärjestö on kiinnostunut. Tosiasia on, että sähköinen purjehdus on paljon helpompi rakentaa, tuottaa, ottaa käyttöön ja toimivat avaruudessa. Lisäksi painopisteen avulla purjehdus mahdollistaa myös matkustaa tähtituulen lähteeseen eikä vain siitä. Ja koska tällaisen purjeen pinta-ala on paljon pienempi kuin aurinkoinen, asteroideja ja kosmiset roskat, se on haavoittuva vähemmän. Ehkä ensimmäiset kokeelliset alukset sähköpurvessa näemme lähivuosina.

Ionimoottori

Aineen varautuneiden hiukkasten virtaus, eli ionit, ei vain tähdet lähettävät. Ionisoitu kaasu voidaan luoda ja keinotekoisesti. Tavallisessa tilassa kaasukastikot ovat sähköisesti neutraaleja, mutta kun sen atomeja tai molekyylit menettävät elektronit, ne muuttuvat ioneiksi. Kokonaisessa massassa tällaisella kaasulla ei vielä ole sähkömaksua, mutta sen yksittäiset hiukkaset veloitetaan ja siksi voivat liikkua magneettikentässä.

Ion-moottorissa inertti kaasu (Xenon käytetään tavallisesti) ionisoituu korkean energian elektronien virtauksella. He koputtavat elektroneja atomeista, ja he hankkivat positiivisen varauksen. Seuraavaksi saadut ionit nopeutetaan sähköstaattisessa kentässä noin 200 km / s nopeuksille, mikä on 50 kertaa enemmän kuin kaasunopeus kemiallisista jet-moottoreista. Nykyaikaisilla ionimoottoreilla on kuitenkin hyvin pieni taakka - noin 50-100 milligionia. Tällainen moottori ei voinut edes siirtyä taulukosta. Mutta hänellä on vakava plus.

Suuri spesifinen impulssi voi merkittävästi vähentää polttoainekustannuksia moottorissa. Kaasu ionisaatiolle käytetään aurinkopaneeleista saatua energiaa, joten ionimoottori pystyy työskentelemään hyvin pitkään - jopa kolme vuotta ilman taukoa. Tällaiseen termiin hänellä on aikaa hajota avaruusalus nopeuksille, että kemialliset moottorit eivät ole unelmoineet.

Ion-moottorit ovat toistuvasti vahvistaneet aurinkokunnan laajennukset osana erilaisia \u200b\u200btehtäviä, mutta yleensä apulaitteina, ei tärkein. Tänään mahdollisena vaihtoehtona ionimoottoreille, he puhuvat yhä enemmän plasman moottoreista.

Plasma-moottori

Jos atomien ionisaatioaste muuttuu korkeaksi (noin 99%), niin aineen tällainen aggregaatti tila kutsutaan plasmaksi. On mahdollista saavuttaa plasmatila korkeissa lämpötiloissa, joten plasman moottoreissa ionisoitu kaasu kuumennetaan useaan miljoonaan asteeseen. Lämmitys suoritetaan käyttämällä ulkoisia energialähdettä - aurinkopaneeleja tai todellisempia, pieniä ydinreaktoria.

Kuuma plasma heitetään sitten raketin suuttimeen, mikä aiheuttaa himoja kymmeniä kertaa suurempi kuin ionimoottori. Yksi esimerkki plasman moottorista on VASIMR-projekti, joka kehittyy viime vuosisadan 70-luvulta lähtien. Toisin kuin ion-moottorit, avaruudessa plasmaa ei vielä testattu, mutta heidän kanssaan sitovat suuria toiveita. Se on plasma-moottori Vasimr on yksi miehitettyjen lentojen tärkeimmistä ehdokkaista Marsille.

Thermonuclear-moottori

Thermonukleaarisen synteesin energian kiristäminen ihmiset yrittävät keskeltä kahdennenkymmenennen vuosisadan, mutta toistaiseksi ei ollut mahdollista tehdä sitä. Kuitenkin kontrolloitu termonukleaarinen synteesi on edelleen erittäin houkutteleva, koska se on valtava energia, joka on saatu erittäin edullisesta polttoaineesta - Helya- ja vety-isotooppeista.

Tällä hetkellä on olemassa useita hankkeita reaktiivisen moottorin suunnittelusta lämpöhermonavan synteesin energiasta. Lupaavimmat niistä on malli, joka perustuu plasman magneettiseen reaktioreaktoriin. Tällaisessa moottorissa termonukleaarinen reaktori on leshedral-sylinterimäinen kammio 100-300 metriä pitkä ja halkaisijaltaan 1-3 metriä. Polttoaine korkean lämpötilan plasman muodossa tulisi syöttää kammioon, joka riittävällä paineella syötetään ydinsynteesin reaktioon. Kammion ympärillä sijaitsevilla magneettisysteemikeloilla on oltava tämä plasma kosketuksesta laitteeseen.

Thermonuklearisen reaktion vyöhyke sijaitsee tällaisen sylinterin akselilla. Magneettikenttien avulla erittäin kuuma plasma varret reaktorin suuttimen läpi, mikä luo valtavan himoa, monta kertaa suurempi kuin kemialliset moottorit.

Moottori Anttimathyteriassa

Kaikki meille ympäröivä aine koostuu fermions - peruspartikkeleista, joissa on puoli-Heer spin. Tämä esimerkiksi kvarkit, joista protonit ja neutronit koostuvat atomi-ytimistä sekä elektroneista. Samanaikaisesti jokaisella Fermionilla on oma antiparticle. Elektronille on positron, Quark - Antiquian.

Anticasciesilla on sama massa ja sama spin kuin tavalliset "toverit", jotka eroavat kaikkien muiden kvanttiparametrien merkissä. Teoriassa anti-laastarit kykenevät laatimaan antimateriaaleja, mutta niin kaukana maailmankaikkeudessa ei rekisteröity. Perustekniikka on suuri kysymys, miksi se ei ole.

Mutta laboratoriossa voit saada joitakin antimateriaaleja. Esimerkiksi kokeilu tehtiin äskettäin vertaamalla protonien ja antiprotonien ominaisuuksia, jotka on varastoitu magneettiseen ansaan.

Antimateriaalin ja tavanomaisen aineen täyttämisen yhteydessä keskinäisen tuhoutumisprosessin mukana on viljelykasvatus. Joten, jos ryhdymme aineen ja antimateriaalin nousuun, heidän kokouksessaan myönnetty energian määrä on verrattavissa "Tsar-pommi" räjähdykseen - voimakkain vetypommi ihmiskunnan historiassa.

Lisäksi merkittävä osa energiaa erotetaan sähkömagneettisen säteilyn fotonien muodossa. Näin ollen on haluta käyttää tätä energiaa avaruusliikkeille luomalla fotoni-moottori, joka on samanlainen kuin aurinkoinen purje, vain tässä tapauksessa valo syntyy sisäisellä lähteellä.

Mutta tehokkaasti käyttämään säteilyä suihkumoottorissa, on välttämätöntä ratkaista "peilin" ongelman, joka pystyy heijastamaan näitä fotoneja. Loppujen lopuksi alus on jotenkin työnnettävä, jotta voit luoda himo.

Moderni materiaali ei yksinkertaisesti kestä syntynyt tällaisen säteilyn räjähdyksen tapauksessa ja haihtuu välittömästi. Hänen fantastisissa romaaneissaan Strugatsky Brothers ratkaisi tämän ongelman luomalla "ehdoton heijastin". Todellisessa elämässä mitään tällaista ei voitu tehdä. Tämä tehtävä sekä suuri määrä antimateriaalia ja sen pitkän aikavälin varastointi on tulevaisuuden fysiikan tapaus.

Johdanto

Kaksi ja puoli vuosikymmentä erottaa meidät 4. lokakuuta 1957, joka oli tarkoitus jakaa ihmiskunnan historia kahteen epochiin: tarkkuus ja tila. Tänä aikana sukupolvi syntyi ja kasvoi, mikä ensisijainen tietämys on hankkinut Avaruudesta, joka ei ole peräisin uusista Jules Verneista, vaan lähes päivittäisistä viesteistä Telegrafin virastojen, televisiobudjettien ja sanomalehtien. Avaruus tänään tai toisessa "Do" satoja tuhansia ihmisiä laboratorioissa, tieteellisissä keskuksissa, suunnitteluvirastoissa, tehtaissa ja tehtaissa. Se on pitkään lakannut olemaan tunne, mutta siitä tuli erittäin tarpeellinen. Piloble laite, kosminen viestintä, meteorologiset satelliitit ja navigointijärjestelmät määrittävät suurelta osin aikamme ulkonäkö.

Kuitenkaan kosmosin tietä ei kuitenkaan kutsutaan jyrkältä. Kaikki eivät tapahdu heille, kuten se haluaisi. Muutettu radikaalisti kahden ja puolen vuosikymmenen ajan ymmärtämään ensisijaisia \u200b\u200btavoitteita ulkotilan kehittämiseen. Lähes ilmeinen paitsi ystäville, tieteiskirjallisuudelle, myös "Magus" -asiantuntijoille, Luna-Mars - Seuraava kehityslinja - edelleen kaikkialla "muutettiin merkittävästi yhteiskunnan tarpeisiin ja mahdollisuuksiin. Useat projektit, kuten Mars-henkilö, olivat avaruustekniikan reunalla, joka on teknisesti toteutettu nykyisellä tasolla ja samalla tavoin taloudellisesti sallittujen kustannusten kustannukset.

Tosiasia kieltäytyy entisestään "tärkein" polku osoittaa, että kosmos ja avaruusteollisuus muuttuivat erittäin merkittäväksi paitsi emotionaaliseksi ja poliittiseksi vaan myös taloudelliseksi tekijäksi. Kustannusten kasvu on perusteltua vain, jos on vaikutusta, joka kattaa merkittävän osan liitteistä, voidaan odottaa liitteenä olevista työkaluista. Tässä uudessa vaiheessa olevien avaruusohjelmien taloudellisen takaisinmaksun vaatimus määrittelee suurelta osin koskemmonaalisten keinoja yleensä.

Tässä esitteessä yritettiin kuvitella mahdollisia keinoja kehittää huomenna tilaa moottorijärjestelmiä. Luonnollisesti niin vaikeaa ja kovaa asiaa kuin Cosmic-lääkkeiden luominen, on aina olemassa lukuisia ratkaisuja samaan tehtävään. Lisäksi teknisten ideoiden ja valmiuksien arsenal täydennetään jatkuvasti, ja monet uudet voivat olla jotain parempaa kuin nykyään tunnettuja. Siksi lukijoilta, jotka haluavat saada selkeän vastauksen kysymykseen siitä, mitä moottoreita on varustettu avaruusaluksella, sanotaan 30-50 vuoden kuluttua, on mahdollista pettää. Esite ei sisällä yksiselitteistä vastausta tähän kysymykseen, ja on epätodennäköistä, että se on yleensä mahdollista. Täällä tarkastellaan useita perinteisiä ja uusia ideoita ja hankkeita avaruusmoottoreiden alalla, niiden kykyjä ja vaatimustenmukaisuus niille tehtäville, jotka nykyään ovat tärkeimmät eivät ole kovin pitkän aikavälin näkökulmaa.

Avaruusmoottorin näkymien näkökulmasta avaruusteknologian kehittämisen tärkeimmät ohjeet voidaan jakaa neljään ryhmään.

1. Suurten rahtivirtojen organisointi (kymmeniä ja satoja tuhansia tonnia vuodessa) maan pinnasta matalalla kiertoradalla. Tällä hetkellä nämä rahtivirrat ovat noin 10 kertaa vähemmän. Rahtivirtojen huomattava kasvu on välttämätöntä sekä ratkaisemaan pohjimmiltaan uusia tehtäviä (erityisesti kosmisen teknologisen tuotanto- ja energiajärjestelmien luomiseksi) ja varmistaakseen jatkuvan tutkimuksen paljon tilaa.

2. Suurikokoisten lastien kuljettaminen alhaisilla kiertoradoilla korkealle ja takaisin, kuljettaa samankaltaisia \u200b\u200btavaroita, joilla on lähes maan kiertorata kuuhun. Useimmille ongelmille avaruusaluksen peruuttaminen viitetiedostossa on välivaihe. Viestintäsatelliitit, mainitut energiajärjestelmät ja monet muut avaruustuotteet olisi sijaittava suurilla kiertoradalla. Siksi interoroalisten lentojen taloudellisen keinon tarve kasvaa.

3. Nopeat interplanetaariset lennot.

4. Avaruusalusten luominen aurinkokunnan ulkopuolelle, avaruusaluksen käynnistäminen lähimpään tähtiin.

Esitteessä pidettävien avaruusmoottoreiden systemaattimiseksi ehdollisesti jakautuvat kolmeen ryhmään: 1) itsenäisesti, tunnettu siitä, että ne ovat energia- ja työfluidin lähteellä; 2) ulkoiset energialähteet ja 3) moottorijärjestelmät, jotka käyttävät ulkoisia massan lähteitä työfluidina.

Ensimmäisessä ryhmässä on nestemäisiä ja muita kemiallisia rakettimoottoreita, ydin- ja termonavan moottoreita, jotka ovat toisessa avaruusmoottorit, jotka käyttävät nopeuttamaan toimintanestettä lasereiden tai ultra-taajuusgeneraattoreiden energian kanssa, jotka sijaitsevat avaruusaluksen ulkopuolella, samoin kuin moottorit yksi muoto tai toinen. Lopuksi kolmas ryhmä sisältää moottorit, joissa ilmapiiri, interplanetaarinen väliaine, rock-kiviä ja asteroideja käytetään työfluidina.

Autonomiset moottorijärjestelmät

Autonomisten moottorijärjestelmien ominaisuudet. Rocket-moottorin rooli on muuntaa minkä tahansa energian tyyppi raketin kineettiseen energiaan. Reaktiivisen liikkeen tunnetun periaatteen mukaisesti tämä muuntaminen voidaan toteuttaa hylkäämällä apulaite, ts. Viesti jonkin verran nopeuden moottorin työvoimalla. Näin ollen minkä tahansa moottorijärjestelmän tulisi sisältää energianlähde, pyyhkäisevän massan (moottorin työrunko) lähde ja itse moottori on laite, jossa lähde-energia muunnetaan työfluidin kineettiseksi energiaksi.

Joissakin moottorijärjestelmissä energialähde ja työskentelyelin voidaan yhdistää. Esimerkiksi nestemäisissä rakettimoottoreissa (EDD) energia jaetaan työfluidin komponenttien kemiallisen reaktion vuoksi. Jos energianlähde ja työrengas sijaitsevat raketin aluksella, tällaisia \u200b\u200bmoottorijärjestelmiä kutsutaan itsenäiseksi.

Energiansäästöoikeuden lainsäädännöstä seuraa, että raketin vähimmäisvesi on yhtä suuri kuin käyttökelpoisen kuormituksen kineettisen energian määrä ja ilman painopisteen ja vastuksen voittamiseksi, kun raketti alkaa pinnasta maasta. Esimerkiksi 1 kg: n massa, kun keinotekoinen satelliitti kiertoradalla käynnistetään, 300 km korkea on 4,5 · 10 7 J.

Koska energialähteen kustannukset edellyttävät myös toimintakustannuksia, on toivottavaa käyttää tällaisia \u200b\u200blähteitä, jotka olisi maksimoitu energian vapauttaminen yksikkömassassa. Energia voidaan säilyttää monipuolisimmassa muodossa - mekaaninen, sähköinen, magneettinen, kemiallinen, ydinvoima. Parhaat ominaisuudet ovat energialähteitä käyttäen kemiallisia ja ydinreaktioita.

Taulukossa on esitetty erityisiä energiaa tällä hetkellä käytetyistä reaktioista ja lupaavista reaktioista. yksi.

pöytä 1

Energialähteiden parametrit eri rakettimoottoreille

Se voidaan päätellä, että maapallon satelliitin käynnistämiseksi kiertoradalle näyttäisi olevan riittävän energia vapautettu 3,5 kg: n painoisen happea vapaan seoksen reaktion aikana tai kun uraani-235-katkaisu on 0,5 mg. Kuitenkin rakettiin varastoitujen energian kokonaismuuttaminen kineettisessä energiassa käytännössä on epäkäytännöllinen.

Ensinnäkin se johtuu siitä, että varastoidun energian muunnoksen tehokkuus työfluidin kineettiseen energiaan on aina alle 100%. Osa energiasta (sähkömoottoreiden osalta - useimmat) on hyödyttömiä lämmön säteilyn muodossa ja toinen suoritetaan hävitetyn massan sisäisen energian muodossa (lämpö, \u200b\u200bdissosiaatioenergia, jne.). Näille tappioille on ominaista moottorin asennuksen tehokkuus.

Toiseksi hävitetyn massan kineettisen energian täydellinen käyttö on mahdollista vain silloin, kun sen nopeus on päinvastainen ja yhtä suuri kuin raketin nopeus, ts. Jos tämä massa sen jälkeen, kun moottorin poistuminen on kiinteä suhteessa raketin alkupisteeseen. Hävitetyn massan ja raketin nopeuksien absoluuttisten arvojen aiheuttamat tappiot, joille on tunnusomaista ns.

Kuviossa 1 Kuvio 1 esittää erilaisten rakettimoottoreiden energiatasapainon järjestelmää. Suhteellisten tappioiden likimääräiset arvot annetaan EDD: lle sekä sähkömoottorille (suluissa).

Kuva. 1. EDD: n ja ERD: n moottorijärjestelmän energiatasapaino (suluissa)

Rocket-moottorin, joka nopeuttaa ohjuksen massayksikön nopeuttamista, on nopeusneliön ulottuvuus, joten tämän työn mitta on kätevää ottaa tyypillistä nopeutta - v. x. Kun raketti nopeutetaan tyhjästi puuttuessa gravitaatiokenttiä, tämä nopeus vastaa omaa rakettinopeuttaan. Näin ollen työfluidin moottorin kiihdytykseen käytetty työ voidaan ilmaista nopeudella - ns. Päättymisnopeus v. ja.

Näiden nopeuksien välinen suhde, vakion päättymisnopeudella, kuvataan Tsiolkovskin yhtälössä v. X \u003d. v. ja ln (1 + z.), missä z. - TSIOLKOVSKI-numero, joka vastaa raketin aluksella tallennetun työfluidin massan suhde "tyhjän" raketin massaan (mukaan lukien käyttökelpoisen lastin, moottorin ja rakentamisen massa).

Tyypillinen nopeus ilmaistaan \u200b\u200btavallisesti vastaavien nopeuksien kautta, jotka aiheutuvat energian kustannuksista, jotka ovat tarpeen tehtävän suorittamiseen. Tämä on nopeus, joka poistuu vetovoiman, orbitaalin nopeuden ja lähentymisnopeuden planeetan kanssa, jos se on lennon tavoite. Esimerkiksi keinotekoisen satelliitin käynnistämiseksi esimerkiksi ominaisprosentti on 9,5 km / s, poistumaan maapallon vetovoimasta - 12,5, interplanetaariset lennot - 30-50 km / s.

TSIOLKOVSKI: n määrä on raketin tärkein ominaisuus: tietylle hyödylliselle kuormitukselle se määrittää raketin lähtömassa ja se on siten toivottavaa kuin mahdollista kuin mahdollista. TSIOLKOVSKI-yhtälöstä seuraa, että tämän ominaisuuden nopeutta varten Tsiolkovskin määrää voidaan vähentää vain lisäämällä päättymisnopeutta. Näin ollen voimassaoloprosentti on yksi moottorin pääominaisuuksista, ja sen kasvu on tärkein tehtävä parantaa rakettimoottoreita.

Yhdistettyjen energialähteiden ja hävitetyn massan käyttömoottoreiden voimassaolon päättymisen perusteella, kun työryhmä nopeutetaan sisäisen energiansa vuoksi, viimeinen käyttö on helppo laskea, yhden sisäisen massan kineettisen energian yhdenmukaisen energian vuoksi Energia kerrotaan moottorin tehokkuudella. Tab. 1 Moottorin moottorin tehokkuuden eri reaktioita vastaavat viimeiset reaktiot, jotka olivat 100%.

Kuviossa 1 2 DAN-kaavio ominaisuuden nopeuden riippuvuudesta eräiden Tsiolkovskin eri numeroiden erääntymisnopeudesta. Tämän aikataulun vertailusta tietotaulukon kanssa. 1 Voidaan päätellä, että kaikki avaruuslentotehtävät on helppo ratkaista uraania-235: n avulla rakettipolttoaineena, puhumattakaan Deuteriaa ja Tritiumia. Itse asiassa 50 km / s, joka on välttämätöntä planeetoihin, Tsiolkovskin määrä uraaniseuran energian vanhenemisen määrä on 5,5 · 10 -3. Jopa moottorin tehokkuuden kanssa, joka on 1%, uraanin massan suhde raketin massaan on vain 0,056.

Kuitenkin moottorin arvioidun voimassaolon päättymisen saavuttamiseksi kaikki uraaniatomien tulisi reagoida. Koska itsestään kestävän ydinfission reaktion toteuttaminen on välttämätöntä jakoa olevan aineen massa, vähintään niin kutsuttu kriittinen (uraani noin 1 kg), kun taas moottorissa noin 10 - 6, valtava energia on korostettu 10 13 J. Jopa tämän energian siirtyminen raketin kineettisestä energiasta vastaavat erittäin suuria kiihdytyksiä ja näin ollen ylikuormituksia, jotka eivät kykene kestämään raketin suunnittelua. Lisäksi reaktiotuotteilla on yli 50 miljoonaa k lämpötila ja niiden vuorovaikutus moottorin seinillä johtaa sen lämpöhähdöön.

Kuva. 2. Ominaisuuden nopeuden riippuvuus eräiden Tsiolkovskin eri numeroiden voimassaolosta

Hitaasti kontrolloidussa ydinreaktiossa, joka toteutetaan atomiireaktoreissa, jakautumisen fragmentit menettävät energiaa törmäyksissä, joilla ei ole vielä reagoida atomeja, joiden pitoisuus on useita suuruusluokkaa suurempia kuin ja yleensä kaikki määritellyt aine hankkii energian, paljon vähemmän ydinreaktion energiaa. Käyttää tätä energiaa luomaan eniten jaetun aineen päättymisnopeuden, koska liian paljon energiaa menetetään reagoimattomien ytimien sisäisen energian muodossa, joten moottorin tehokkuutta ei voida hyväksyä.

Näiden rajoitusten vuoksi ydinreaktioiden käyttö rakettimoottoreissa merkitsee ensisijaisesti energian siirtoa neutraalille massalle, joka on myrkytetty raketti, ts. Energianlähteet ja hylätty massa osoittautuu jaetaan.

On huomattava, että tällaisten moottoreiden voimassaolon päättymisvaatimukset ja moottorit, joissa työelin on samanaikaisesti energianlähde. MODE - Lennonopeus, jolla on Tsiolkovskin yhtälön kuvattu vakioprosentti, ei ole hyödyllistä vetohäviöiden näkökulmasta (vetovoimakkuus on 100% vain kyseisessä vaiheessa, jossa päättymisnopeus on yhtä suuri kuin nopeus raketin). Itse asiassa kuv. Kuviossa 1 tyypillinen moottori, jolla on vakioprosentti vanhentunut (EDD), jotka liittyvät hävitetyn massan kineettiseen energiaan, ovat noin puolet kaikista tappioista.

Kuitenkin rakettiliikeyhtiön analyysistä seuraa, että moottoreille, jotka käyttävät työfluidin sisäistä energiaa energianlähteenä, vähimmäisarvo Cyolkovskin määrän, joka on suurin tie tietylle moottorille, vähimmäismäärä Cycolkovskin numeron arvo annetaan tyypillisestä nopeudesta riippumatta. Moottoreissa, erotetuilla energialähteillä ja hävitetyllä massalla, ohjusten kiihdytysmoodi vakion päättymisnopeudella ei enää ole optimaalinen, ja vetovoiman lisääntyminen voi merkittävästi parantaa raketin ominaisuuksia. Tämän tapauksen päättymisnopeuden pitäisi kasvaa suhteessa raketin nopeuteen.

Vanhentumisnopeuden erityiset arvot kuvaavat riippuvuudet ovat melko monimutkaisia, emmekä pysähdy niitä. Lisäksi vanhentumisnopeusmoottoreita on vaikea toteuttaa käytännössä. Siksi erotetut energialähteet ja hylätty massa on suositeltavaa karakterisoida tietty keskimääräinen voimassaolonopeus. Raketin vähimmäisenergianlähde (esimerkiksi uraani-235: n massa) saavutetaan noin 62%: n viimeisellä nopeudella ja Tsiolkovskin lukumäärä, joka on sama kuin 4. ja päinvastoin, Jos energian tarjonta annetaan aluksella ja tyypillisessä nopeudella, tämän voimassaolonopeuden optimaalinen arvo vastaa raketin mahdollisimman suurta käyttökelpoisuutta.

Tästä seuraa, että moottoreissa erotetut energialähteet ja hävitetty massa, päättymisnopeus ei saisi ylittää optimaalista arvoa, joka määritetään avaruuslennon erityisellä tehtävällä. Tämä säännös ei ole ristiriidassa edellä mainitun hyväksynnän lisäämiseksi uusien moottoreiden kehittämisessä, koska optimaalista voimassaolon päättymistä ei ole vielä saavutettu olemassa olevissa moottoripiireissä.

Joissakin tapauksissa jopa moottoreiden, jotka käyttävät työfluidin sisäistä energiaa, on hyödyllistä vähentää päättymisnopeutta lisäämällä passiivista massaa. Esimerkiksi ohjus siirtämällä kuun, joka jättää kuun, on ilmoitettava hyödyllisestä rahtille noin 2,5 km / s. Tämän tehtävän suorittamisen optimaalinen päättymisnopeus on 1,6 km / s (0,62 v. x). EDD: llä on huomattavasti suurempi päättymisnopeus, ja siksi on edullista vähentää sitä optimaalisesti kuun pölyn lisäämisestä työfluidiin (edullisesti sen komponenteista, jotka haihtuvat moottorin käyttölämpötilassa) , vapautetaan, kun laskeutuu kuuhun. Tämän toiminnan seurauksena hyödyllisiä tavaroita voidaan lisätä riippuen rakettipolttoaineen tyypistä 20-50%.

Kuva. 3. Autonomien moottoreiden luokittelu

Toinen tärkeä parametri, jolla rakettimoottorit verrataan, on työntövoima, ts. Moottorin tuottama voima ohjusten nopeuttamiseksi. Työntekijän suuruus on yhtä suuri kuin pyyhkäisemisen massan (moottorin käyttöfluidin) toisen massan tuote. Tämän parametrin mukaan suuret työntömoottorit erotetaan, kun työntövoima ylittää raketin painon ja jälkimmäinen voi alkaa maan pinnalta ja pieni työntö, joka sopii vain STARTin kanssa satelliittiradan kanssa.

Moottoreiden erottaminen pienellä ja suurella työntövoimalla liittyy suoraan toiseen parametriin - moottorin spesifinen massa on yhtä suuri kuin moottorin painosuhde työntövoimaiseen kehitettyyn. Luonnollisesti suuritehoiset moottorit ovat enemmän kuin yksiköt on osoitettava pienistä vetokoimoista.

Tarkastelemme nyt autonomisten moottoreiden lupaavia järjestelmiä sekä keinoja parantaa olemassa olevia järjestelmiä tarkasteltavien parametrien parantamiseksi ja ennen kaikkea voimassaolon päättymistä. Ensimmäisesti huomamme kuitenkin, että energian muutosmenetelmän mukaan hävitetyn massan kineettiseen energiaan voidaan erottaa kaksi pääkylmää rakettimoottoreista - lämpö ja sähköinen (kuva 3). Lisäksi moottorit räjähtävät, fotonia jne.

Lämpökoneet. Päämekanismi energian muuntamiseksi lämpömoottoreissa, kuten kaikki lämpökoneet (kaasuturbiinit, polttomoottorit), on kaasun laajentaminen, esiasennettu ja kuumennettu korkean lämpötilaan. Tämän muunnoksen käyttämä laite on reaktiivinen suutin (profiloitu vuorottelevan kanavan), jonka kautta työfluidi päättyy ulkoisella tilassa.

Suutin ulostulon päättymisnopeus on suoraan verrannollinen juurikeskukseen työfluidin lämpötilasta ja kääntäen verrannollinen sen molekyylipainoon. Suuttimen termodynaaminen tehokkuus lämpöä. Koneen taistelu määräytyy kaasun lämpötilan erolla tuloaukossa ja poistoaukossa, joka puolestaan \u200b\u200briippuu suhteellisesta painehäviöstä, eli se riippuu kaasun laajennuksen asteesta. Kaasun laajennuksen astetta rajoittaa moottorin koko ja paino, joten todellisissa rakenteissa termodynaaminen tehokkuus ei ylitä 60-70%.

Näin ollen on vain kaksi mahdollisuutta parantaa lämpöketjujen moottoreiden ominaisuuksia - työfluidin lämpötilan nousu ja sen molekyylipainon väheneminen.

Kemiallisten moottoreiden raja-ominaisuudet. Lämpömoottoreissa käyttäen kemiallisten reaktioiden energiaa, johon EDD- ja kiinteät polttoaineen rakettimallit ovat laajalle levinneitä aikamme (RDTT), työfluidi muodostetaan polttoainesäiriön seurauksena hapettavan aineen kanssa. Työnesteen lämpötila määräytyy reaktion lämmöllä ja molekyylipaino on reaktiotuotteiden molekyylipaino. LED taulukossa. 1 Kemialliset reaktiot antavat optimaalisen suhteen molekyylipainon ja lämpötilan välillä korkeimmalla voimassaoloprosessina.

Tällä hetkellä kemialliset rakettimoottorit lähes saavuttivat optimaalisen ominaisuuden rajan. Optimaalimmat reaktiot käyttäen happea hapettimena on hallittu pitkään: happea-kerosiinia ja vetyhappimoottoria on käytetty useiden vuosien ajan avaruusteknologiassa. Ominaisuuksien parannusta voidaan saada käyttämällä fluoria sisältäviä hapettavia aineita. Mutta koska fluori on kemiallisesti erittäin aggressiivinen aine, sitten suhteellisen pieni vahvistus tietyssä tyypissä, joka voi perustella tämän kemiallisen elementin käytön, voi tuskin oikeuttaa toiminnallisiin haittoihin.

Radikallisin tapa parantaa kemiallisten moottoreiden ominaisuuksia on vapaiden radikaalien rekombinaation reaktioiden käyttö. Vapaa radikaali kutsutaan sähköisesti neutraaliksi atomille tai ryhmäksi atomeja, joilla on epästabiili elektronisen kuoren tila, joka saadaan molekyyliyhdisteiden dissosiaation seurauksena. Esimerkiksi H20 -\u003e OH + H: n hydroksyylitähde ja atomi vety ovat radikaaleja. Vetymolekyylin H + H -\u003e H2 (tämän reaktion spesifinen energia vastaa noin 30 km / s).

Kuitenkin johtuen vapaiden radikaalien suuren kaltevuuden vuoksi stabiiliin molekyyliin, niiden kertyminen ja varastointi ovat mahdollisia vain lähellä 0 K: n lämpötiloissa, kun kemiallisten reaktioiden nopeus pienenee jyrkästi. Mutta 0 k: ssa se pysyy ns. Tunneli reaktioiden mahdollisuus. Siksi puhtaassa muodossa vapaita radikaaleja ei voi tallentaa. Sen oletetaan rikkovan radikaalit neutraaliksi matriisiksi (esimerkiksi atomi vety sijoitetaan kiinteän vedyn kiteiseen ristikkoon), kun taas vapaiden radikaalien pitoisuus ei ylitä 50%.

Jopa 10%: n atomivedyn ja 90%: n molekyylivedyn seos saavat noin 5 km / s: n voimassaolonopeuden vain 1200 K: n lämpötilassa yli 20 vuoden ajan tällä ongelmalla, oli mahdollista saavuttaa keskittymä Vapaa radikaalit eivät ylitä kymmenesosaa. prosenttia. Kuitenkin edut, jotka voivat soveltaa vapaata radikaalia, edistää lisää tutkimusta.

Ydinvoimamoottorit. Lämpöketjuisten moottoreiden ominaisuuksien parantaminen vaikuttaa käyttämään ydinreaktioiden energiaa. Kuten jo mainittiin, ydinreaktioita sovellettiin vain kaavioissa, joissa on erotettuja energialähteitä ja hävitettyä massaa. Ydinpolttoaine toimii lämpölähteenä, joka lähetetään työfluidille.

Yksinkertaisimmassa ydinvoimalaitoksessa, kuten ydinvoimalaitosten reaktoreissa aktiivinen vyöhyke koostuu polttoaine-elementeistä, jotka ovat uraania tai plutoniumia, jotka on suljettu kuoreen. Polttoaineen ydinkappaleen seurauksena ne lämmitetään. Nestemäistä työfluidia käyttäen pumppuja toimitetaan aktiivisille vyöhykkeelle, jossa se, joka valitsee lämmön aktiivisesta vyöhykkeestä, haihtuu, lämpötila kasvaa ja sen nopeus kasvaa reaktiivisessa suuttimessa.

Työnesteen korkein lämpötila rajoittaa polttoaineelementtien sulamispiste ja ottaen huomioon tarvittava lämpötilaero (lämmönsiirtoon) ja materiaalien kemiallinen vastus ei saa ylittää 2000 k. Koska kemialliset moottorit lämpötila Työnesteestä on 3000-3500 K, ja sitten ainoa tapa lisätä ydinmoottoreiden päättymisnopeutta kiinteällä aktiivisella vyöhykkeellä verrattuna kemikaaliin, on väheneminen työfluidin molekyylipainoon. Vety (2 g / mol) on vähimmäismolekyylipaino, on mahdollista saada voimassaoloprosentti 8-9,5 km / s. Tämä on ydinlämpökomponenttien yläraja, jolla on kiinteä aktiivinen vyöhyke. Näiden arvojen lähellä olevat ominaisuudet saatiin Yhdysvalloissa kokeellisessa ydinvoimalaitoksessa "hermo".

Ydinmoottoreiden työfluidin lämpötilaa lisäämiseksi tarvitaan siirtymistä reaktoreihin, joissa jakautuva aine on kaasumaisessa vaiheessa. Näiden kaasuvaiheiden ydinreaktoreiden kehittämisessä on kuitenkin useita ongelmia. Self-ylläpitävä ydinreaktio on välttämätöntä, että ydinpolttoaineen massa on mukana reaktiossa, ei vähemmän kriittinen. Koska ydinpolttoaineen tiheys kaasumaisessa vaiheessa korkeissa lämpötiloissa on pieni, tarvitaan suuria paineita ja suuria määriä aktiivista vyöhykettä, kriittisen massan saavuttamiseksi.

Kaasufaasireaktoreiden kehityksen toinen kova ongelma on reagoimattoman ydinpolttoaineen poistaminen yhdessä työfluidin kanssa, mikä vähentää suuresti raketin energiaominaisuuksia.

Riippuen siitä, onko ydinliitäntä, joka on sekaisin tai erotettu siitä, että se on sekoitettu tai erotettu siitä, on vastaavasti homogeeniset ja heterogeeniset moottorit. Homogeenisten järjestelmien pääasiallinen haitta, joka kyseenalaistaa niiden toteutettavuus, on suuri uraanin poisto yhdessä työfluidin kanssa - noin 100 kg 1 tonnin työfluidia kohden.

Heterogeenisissä järjestelmissä on mahdollista vähentää merkittävästi ydinpolttoaineen poistamista tai jopa vähentää sitä nollaan. Reaktorin tilavuudessa solenoidien kanssa luodaan voimakas magneettikenttä, mikä lisää reunoja. Kenttäkokoonpano samanaikaisesti muodostaa ns. Magneettisen "pullon". Magneettinen "pullo" on ominaisuus, jonka ainetta plasmatilassa voidaan pitää riittävän kauan ilman kiinteitä seiniä. Ydinreaktioiden seurauksena uraani kulkee plasmatilaan ja magneettikenttä pitää sen sekoituksesta työfluidilla (vety). Jälkimmäiset virtaa magneettisen "pullon" ympärillä ydinlamputtomalla, ottamalla lämpöä. Jotta ei sekoitettava, laminaarin virtaus on noudatettava. Tällöin tehokas lämmönvaihto aktiivisen vyöhykkeen ja työfluidin välillä on mahdollista vain säteilyllä. Koska vety on uraanin plasman säteilyn läpinäkyvyys, litium lisätään siihen määrään 1-2%, mikä, ionignaali imee voimakkaasti säteilyä. Tällaisen järjestelmän odotetaan saavan 20-30 km / s: n voimassaolon päättymisen, kun uraani on alle 2% suhteessa työrengaskulutukseen.

Kaasufaasimoottoreiden järjestelmiä tutkitaan myös, jossa ei ole dividing-ainetta. Tällaisen moottorin polttoaine-elementin järjestelmä on esitetty kuviossa 2. 4. Moottori on kapseli, jossa on kaksinkertaiset seinät, jotka on valmistettu läpinäkyvästä tulenkestävästä materiaalista (esimerkiksi leukokapphor). Kapselin sisällä asetetaan jako-aineeseen, joka käyttöolosuhteissa kaasufaasissa. Seinien välissä niiden jäähdytys, vetypumput. Koska molemmat seinät ja vety ovat läpinäkyviä säteilylle, säteilyn muodossa vapautettu ydinenergia tulee ulospäin, jossa hän lämmittää samaa vetyä, mutta jo litiumin lisäaineita. Näistä polttoaine-elementeistä reaktorin aktiivinen vyöhyke on saatava.

Tämän järjestelmän toteutus estetään ilman sopivia materiaaleja läpinäkyville seinille, kestäväksi kosketuksissa kaasumaisen uraanin kanssa korkeiden lämpötiloissa ja suurissa säteilyvirroissa.

Kun plasman säilyttäminen magneettisessa "pullossa" on mahdollista ternukleaarisen moottorin toteutus, joka käyttää ytimien synteesin reaktiota. Impulssijärjestelmiä pidetään kuitenkin lupaavia menetelmiä ternukleaarisen synteesin käyttämiseksi, joita pidetään hieman myöhemmin.

Kuva. 4. Vihaseterogeenisen kaasupihan aktiivisen vyöhykkeen solu: 1 - Sapphiren seinät, 2 - Uraani Plasma, 3 - Työryhmä

Sähköiset jet-moottorit. Sähköinen suihkumoottori on laite raketin aluksella tuotetun sähköenergian muuttamiseksi, hylätyn massan kineettiseen energiaan. Helpoin tapa muuntaa muutetaan ns. Electrothermaalisissa moottoreissa, kun työryhmää kuumennetaan sähkövirralla ja kiihdytetään sitten reaktiivisessa suuttimessa, kuten tavanomaisissa lämpömoottoreissa.

Vaikka sähkölämmityksellä voidaan saada erittäin korkeat lämpötilat, edullisemmat moottorit työfluidin sähkömagneettisen kiihtyvyyden kanssa. Tällaisissa moottoreissa kineettisestä energiasta sähkömagneettisen kentän energia muunnetaan ja siksi ne ovat KET termodynaamisia rajoituksia vanhentumisnopeuden ja energian muuntamisen tehokkuudesta.

Sähkömagneettisten voimien mukaan, joita käytetään työfluidin nopeuttamiseksi, erottaa ioniset, plasmat ja suurtaajuusmoottorit. Ion-moottoreissa kiihdytys tapahtuu sähkökentän vuorovaikutuksen vuoksi ionien tai varautuneiden työfluidien puhdistetuilla miehillä. Plasman moottoreissa käytetään nykyistä vuorovaikutusta magneettikentän kanssa. Lopuksi korkean taajuuden moottorilla kiihdytys suoritetaan käynnissä olevan sähkömagneettisen aallon kentällä. Sähkömoottoreissa on suhteellisen helppo saada monia korkeita vanhentumiskorkoja, nopeuttaa valon nopeutta (esimerkiksi, jos sitä käytetään moottorina olevan suosiota kiihdyttiminä).

Kevyt sähkökäyttöisten asemien (paristojen) puutteen vuoksi sähkömagneettisen kiihtyvyyden periaatteen käyttö on järkevää vain yhdessä ydinenergian transformoinnin kanssa sähköksi. Tällä hetkellä ei ole tehokkaita suoraa välittömiä menetelmiä tällaiselle muutokselle, ja siksi itsenäisten sähkömoottoreiden käyttöä pidetään aina yhdessä lämpösyklin toimivan laivan ydinvoimalaitoksen kanssa.

Space Power -laitoksen käsite sisältää sekä minkä tahansa maanpäällisen voimalaitoksen, lämmönlähteen (tässä tapauksessa ydinreaktorin), lämpökoneen (vaihdettava lämmitettyyn kuumuuteen) ja jääkaappi (laite, joka on toiminut lämpö). Merkittävin ero avaruusvoimaloiden maanpäällisistä analogeista on lämmönpoistomenetelmä. Ulkotilassa lämpö nollaus on mahdollista vain säteilyllä.

Sikäli kuin tämä on vakava seikka, voit kuvitella seuraavasta esimerkistä. Lämmön säteilyä 1 kkalessa maanpäällisten voimalaitosten lämmönsyötön keskimäärin lämpötilassa 50 ° C vaatii jääkaapin emittoilun pinta-alaa 1,64 m 2. Sähkömoottorilla, jonka kapasiteetti on 100 kW, joka vastaa EDD: n voimaa, jossa on vain noin 30 kgf, ja moottorijärjestelmän kokonaistehokkuus 20% samalla lämpötilassa vaatii jääkaapelin 1300 m 2.

Pintayksikön lähettämä energia on verrannollinen neljänteen lämpötilan asteeseen ja siksi jääkaapin alueen vähentäminen on välttämätöntä sen lämpötilan lisäämiseksi. Koska voimalaitoksen tehokkuus lämpökoneina on verrannollinen lämmönlähteen ja jääkaapin lämpötilan eroon, tehokkuuden tehokkuuden säilyttämiseksi on tarpeen lisätä lähteen lämpötilaa.

Näin ollen sekä lämpö- että sähkömoottoreiden tehokkuuden parantaminen on korkean lämpötilan reaktorin luominen. Kosmisen energian tarpeet aiheuttivat intensiivistä tutkimusta korkean lämpötilan välittömän lämmön muutoksen alalla sähköksi.

Avaruuskasvien lupaavimmat transformaatiojärjestelmät olivat termelektroniset muuntimet (TEP). TEP: n toimintaperiaatetta on kuvattu kuviossa 2. 5, jossa TEP on diodi, jonka interrektriinipuhdistuma on täynnä cesiumparia. Korkeissa lämpötiloissa katodi syö elektroneja, jotka kondensoidaan anodilla, joka lataa se negatiiviseksi potentiaaliksi suhteessa katodiin. Tämän seurauksena potentiaalinen ero katodin ja anodin välillä syntyy, ja kun ne suljetaan ketjun kuormitukseen, sähkövirta on käynnissä.

Ydinreaktorin lämmönsyötön kompensoitu "haihduttaminen", joka johtuu "haihduttamalla" Jäähdytysnesteen ja suoraan säteilyn poistuu katodista ja säteilyn ulkopuolelle tai suoraan säteilylle ulompaan tilaan.

Kuva. 5. Thermal Energy Converter Lämpöenergian kaavio sähköenergiaksi: 1 - katodi, 2 - interelektriinipuhdistus, joka on täytetty cesium pariskunnilla, 3 - anodi, 4 - kuormitus

Thermoelectron-muunnin, jossa on volframi-katodi, voi toimia katodilämpötilassa 2500 k: een ja anodilämpötila 1000-1400 k, spesifisellä teholla 5 - 40 W / cm2 tehokkuudella jopa 25%. TEP: n haitta on pieni käyttöjännite (noin 0,5 V), ja siksi elementtien sekventiaalinen liitäntä käytetään.

Teoreettisesti lämpötutkimuksen lämpötila, joka on optimaalinen jääkaapin koon näkökulmasta, tulisi olla 75% lämmönlähteen lämpötilasta. Kiinteän tila-reaktorin asettamat lämpötilan rajoitteet jääkaapin emitteri on aina, jos ei vaikeinta, sitten itsetilan voimalaitoksen suuri osa. Jääkaapin tehokkaaseen toimintaan sen pinnalla on oltava lämpötila lähellä lämpösyklin alempaa lämpötilaa.

Tämä on mahdotonta saavuttaa, koska materiaalien luonnollinen lämmönjohtavuus, pakotettu lämmönsiirto tarvitaan kierrättämällä nestettä tai kaasumaista jäähdytysnestettä. Samanaikaisesti jäähdytysnesteen pumppaamisen lisäämisen lisää energiahäviöt näkyvät ja asennus osoittautuu erittäin alttiiksi meteorien hajoamiselle. Jääkaapin suurilla pinnoilla meteoriitin todennäköisyys kasvaa voimakkaasti, riittää tuhoamaan kanavan seinämän jäähdytysnesteen kanssa, mikä johtaa asennuksen paineenasennukseen ja epäonnistumiseen.

Menestyksekteellinen rakentava ratkaisu näiden ongelmien kiertämiseen (tehohäviö ja meteoriitti) ovat lämpöputkien käyttö. Lämpöputki on kanava, jossa on kiertävä jäähdytysneste, sisäseinillä, joiden ns. Wick sijaitsee rakolla (yksinkertaisimmassa tapauksessa se on hieno verkko). Preponging-putki on täynnä nesteen määränä, joka on riittävä täyttämään kukka ja putkeinän välinen kuilu, jossa se on sitten kapillaarivoimissa.

Lämpöputki erottaa lämmitysvyöhykkeet, lämmönsiirto ja jäähdytys. Jääkaapin emitterissä viimeiset kaksi vyöhykettä yhdistetään yleensä. Lämmitysvyöhykkeelle syötetty lämpö haihtuu nestettä, joiden parit kulkevat silkki reikien läpi putken sisätilaan ja ryntäsi jäähdytysvyöhykkeeseen. Nesteen kondensaatio on putkeinien lämmönsiirto, josta se poistetaan säteilyllä. Kondensaation seurauksena muodostettu neste palautetaan kapillaarivoimilla, jotka on luotu junassa ja junan ja putken seinän välissä takaisin lämmitysvyöhykkeeseen.

Tällainen lämmönsiirtoprosessi on niin tehokas, että esimerkiksi putket, jotka tällä hetkellä lähettävät 10 kW: n lämpövirtaus putken poikkileikkausta kohti useita metrejä putken päiden päiden välissä, on Alle 0,01 K. Tämä vastaa kiinteän sauvan lämmönsiirtoa lämpöjohtavuuden kerroin, useita tuhat kertaa suurempi kuin vastaava kuparin arvo. Vain nestemäisen metallin jäähdytysnesteen järjestelmät voivat kilpailla lämpöputkilla lämpökuljetusten mahdollisuuksissa, mutta ne edellyttävät pumppauskustannuksia.

Kuva. 6. Pölyn jääkaapin järjestelmä: 1 - pumppu, 2 - lämmönvaihdin, 3 - Ferromagneettinen pöly, 4 - magneettikentän 5 - Virtalinjat

Jääkaapin emitterin pinta kootaan lämpöputkista. Lämmönsyöttöalue voi joko suoraan koskettaa jäähdytettyyn solmun kanssa tai pese väliin jäähdytysnesteen. Koska siellä on paljon lämpöputkia säteilevän pinnan luomiseksi, ja niiden kanavat voivat olla toisiinsa yhteydessä toisiinsa, niin yhden tai useamman putken vauriot meteoriitilla vaikuttavat vain koko asennuksen toimintaan.

Lämpö-rahtijärjestelmät ovat mahdollisia, kun jäähdytysneste on ferromagneettinen pöly (kuvio 6), joka pumput pumpun läpi lämmönvaihtimen läpi, poistamalla voimalaitoksen käytetyn lämmön ja heitetään ulkoiseen tilaan. Siellä ne on otettu ja palautetaan uudelleen pumpun syöttöön. Magneettikentässä ferromagneettiset hiukkaset, jotka sopeutuvat toisiinsa, rakennetaan virtajohdoille, jolloin muodostuu säteilevä kuori. Pölyaineen riittävän magneettisen läpäisevyyden myötä koko ulkoinen magneettikenttä konsentroidaan tässä kuoressa ja ei tapahdu sen hyödytöntä sirontaa.

Tämäntyyppisen jääkaapin emitterin etu on täydellinen haavoittuvuus meteoriittien vahingoittumiseen sekä pienikokoihin voimalaitosten kuljetuksen aikana maan pinnasta satelliitin kiertoradalle, koska pöly voi olla a Pienikokoinen säiliö. Tällä hetkellä tämä järjestelmä on edelleen teoreettisten työntekijöiden vaiheessa. Sen toteutus rajoittaa magneettikentän kevyiden ja taloudellisten lähteiden puute.

Mikrokokoisen ja Photon-moottorin pulssimoottorit. Impulssi ydinaseiden moottoreiden (Iyard) toimintaperiaate, jonka järjestelmät on esitetty kuviossa 1. 7, ja ja b.Ne ovat, että säännölliset ydin- tai lämpörahastot valmistetaan massiivisen heijastimen pinnan yläpuolella. IJARD: n olennaiset elementit ovat magneettikentän lähde, joka estää varautuneiden reaktiotuotteiden heijastimen pinnalle ja vaimennin, joka palvelee raketin lähettämän pulssikuorman tasoitusta.

Yleensä tällaisissa moottoreissa räjähdyksen seurauksena joko heijastimen materiaali haihdutetaan tai heijastimen pinnalle syötetty työvoima. Lisäksi ydinreaktion olosuhteiden parantaminen ja reagoidun atomien osuus ja räjähdyslämpötilan vähentäminen ydinmaksu on vangittu riittävän paksuksi passiivisen aineen. Tämän seurauksena hylätty massa koostuu pääasiassa aineista, jotka eivät osallistu reaktioon (vety, litium jne.) Ja tällaisten moottoreiden viimeinen käyttöaste on rajoitettu 100 km / s.

Jos tyydyttävät tekniset ratkaisut löytyvät heijastimen jäähdyttämiseksi ilman materiaalinsa haihduttamista ja on mahdollista suorittaa ydinreaktio ilman kuoren muodostamista, ympäröivän latauksen, tällaisten moottoreiden vanhentumisnopeudesta voidaan lähestyä teoreettisesti mahdollisia arvoja - 10 5 km / s. Samaan aikaan IJardilla on pienempi spesifinen massa kuin sähkömoottorit, sillä niiden osuus jakautuneesta lämpöä on huomattavasti vähemmän (sähkömoottoreille, 75-90% ydinasennuksen tehosta) ja lämmönvaihto voidaan suorittaa korkeammalla lämpötilassa. Tämän seurauksena alue ja vastaavasti jääkaapin emitterin massa on huomattavasti vähemmän.

Kuva. 7. Pulssimoottoreiden järjestelmät (ja - Transuranone-elementeissä,b. - Thermonuclear Moottori): 1 - avaruusalus, 2 - vaimennin, 3 - ydinpolttoaineen syöttöjärjestelmä, 4 - heijastin, 5 - räjähdysvyöhyke, 6 - Energy Conversion System, 7 - Paluu magneettikentän luomiseen 8 - Reaction Sytytysjärjestelmä ( Varautuneiden hiukkasten tai lasereiden kiihdyttimet)

Ydinfissioreaktioiden osalta tärkein ongelma on vähentää itsestään kestävä ydinreaktiota (kriittinen massa) tarvittava ydinpolttoaine (kriittinen massa). Uraani-235: n ja plutoniumin laajasti käytettyyn ydinpolttoaineen osalta kriittinen massa on niin suuri (sanotaan, 1 ja 3 kg), mikä johtuu liikaa energiaa, joka on myönnetty tällaisen massan räjähdyksessä, näiden elementtien suoran käytön aikana IJard poistetaan.

On mahdollista vähentää merkittävästi kriittistä massaa. On mahdollista joko lisäämällä jako-aineen tiheyttä puristamalla se paineessa 10 14-10 15 Pa tai siirtyminen kemiallisiin elementteihin suurilla ydinmassoilla - transurananeelementit. Moderni tekniikka antaa sinulle mahdollisuuden luoda vaaditun arvon pulssipaine, mutta tämä on mahdollista vain käytettäessä monimutkaisia \u200b\u200bja raskaita laitteita, jotka sopivat enemmän synteesireaktioita. Siksi vain transuranonielementtejä voidaan käyttää polttoaineena Division of Division (ensisijaisesti Kalifornia-252).

Kalifornian kriittinen massa on noin 7 g, ja tällaisen massan räjähdys on 10 10 J. Moottoripiiri Kalifornian avulla on esitetty kuviossa 2. 7, ja. Siinä käyttämällä heijastimen kehällä sijaitsevia erityisiä kiihdyttimiä, Kalifornian hiukkaset ammutaan, mikä samanaikaisesti kohtaavat, muodostavat kriittisen massan, joka käynnistää ydinräjähdyksen. Lisäksi hiukkasten törmäystä johtuvan puristuksen vuoksi kriittistä massaa voidaan vähentää 1,5-2 kertaa. Räjähdykset toistetaan, kunnes raketti putoaa halutun nopeuden: ylikelloon raketti, jolla on äärellinen paino 100 t 10 km / s nopeudella, tarvitaan hieman kilogrammaa Kaliforniaa.

Kuitenkin moottorit, jotka käyttävät transuraania elementtejä kaikilla periaatteellisilla yksinkertaisuuksilla on useita merkittäviä haittoja ja tuskin toteutetaan lähitulevaisuudessa. Kalifornia on erittäin kallista, se on luonteeltaan poissa ja saadaan säteilytyksellä raskaiden elementtien protonin kiihdyttimissä tai voimakkaita neutronivirtoja. Samanaikaisesti Kalifornian hyödyllinen tuotto on hyvin pieni, ja esimerkiksi Kalifornian tuotanto Yhdysvalloissa 60-luvulla vaihteli noin 1 g vuodessa. Koska Kalifornian 252 puoliintumisaika on 2,5 vuotta, niin tällä tuotantoasteella ei ole mahdollista kerätä kriittistä massaa.

Lopuksi, jos haluttu määrä Kaliforniasta saadaan, on mahdollista tallentaa se rakettiin vain pienten hiukkasten muodossa, jotka on erotettu suurella määrällä neutroniverkkoja, mikä lisää moottorin massaa. Lisäksi muodostuu transauranaanisten elementtien räjähdyksen aikana, ja divisioonan raskaat fragmentit ovat vaikeita viivyttää heijastimen magneettikentän ja suuren määrän neutroneja, jotka eivät käytännössä ole vuorovaikutusta magneettikentän kanssa. Tämän seurauksena moottorisuunnittelun jäähdytys muuttuu vaikeaksi.

Kalifornian varaus voidaan hieman pienentää, jos räjähdysalue on 10 -6 - 10 -5 palvelemaan uraania suunnilleen samoin kuin Kaliforniassa. Samanaikaisesti Kalifornian räjähdys, uraani palaa erilleen neutronivirtauksella. Sitten samana ajanjakson jälkeen voit soveltaa uraanin seuraavaa osaa. Siten järjestetään kaskadireaktio, mutta se on häipyminen ja 3-5 syklin jälkeen, on välttämätöntä voittaa Kalifornia uudelleen.

Kalifornian käyttö lämmönukiallisen reaktion aloittamiseksi voi olla lupaavampi. Tällöin Kaliforniaa sovelletaan vain kerran, ja sitten reaktiovyöhykkeessä syötetään jatkuvasti lämpöä (esimerkiksi deuterium-tritium-seos). Thermonukleaarinen polttoaine on ristiriidassa halvempaa kuin Kaliforniassa ja taloudellisilla tekijöillä ei ole merkittävää roolia tällaisen moottorin kehittämisessä. Lisäksi termonukleaarisella reaktiolla muodostetaan kevyitä elementtejä, jotka yksinkertaisesti yksinkertaistavat heijastimen lämpösuojaa.

Vaikka edes häiritsisi myös termonukleavan polttoaineen syöttämisen ongelmasta polttovyöhykkeelle, jatkuvan voiman vähimmäistaso tämän itsestään kestävän reaktion toteuttamiseen on 10 14 W. Tämä on yli 1000 kertaa suurempi kuin Saturn-5-raketin moottoriteho. 10 3 km / s: n voimassaolon lopussa tällaisella moottorilla on 10 000 ajoneuvoa. Ja näin ollen lämpöalustan ongelmat vaaditulla tehotasolla ovat erittäin vaikeita. Jos oletamme, että moottorisuunnitteluelementtien elementeissä vain 0,1% energiasta jaetaan, se vaatii myös jääkaapinlähteen jääkaapin, jonka pinta-ala on 10 000 m 2.

Työnesteen käyttämisen avulla päättymisnesteet vähenevät 3 kertaa, joten veto nousee 30 000 ajoneuvoon. Tällaisen vetovoiman luominen on 1000 kg / s. Raketti, joka painaa 10 000 tonnia tällaisella moottorilla, voisi nopeuttaa 100 km / s ajanjaksoa, hieman yli 1 tunti.

Täytäntöönpanoa kuitenkin katso kuitenkin moottoreiden järjestelmiä, joilla on ternukleaariset mikroaaltouunit. Näitä moottoreita oli melko laajalti tulostettu, useat näiden moottoreiden käsitteelliset hankkeet julkaistiin. Thermonukleaaristen mikroaaltojen olemus on plasman niin kutsuttu inertiaalinen retentio, kun reaktiolla on aikaa tapahtua aikaisemmin kuin korkeiden lämpötilojen vaikutuksen kohteena, joka on välttämätöntä lämpösympäristön, lämmitetty termisidi polttoaine jakautuvat.

Kiinteän lämpöhermokerron aiemmin mainitussa järjestelmässä pää ja silti ei ratkaistu ongelma on pitää kuumaa plasmaa magneettikentällä. Saadakseen kontrolloitu lämpöhäiriö reaktio useiden miljoonan asteen lämpötilassa, louhenkriteeri on suoritettava. n.? \u003e \u003d 10 14, missä n. - Hiukkaspitoisuus (atomien lukumäärä 1 cm3), EH? - aika. Inertiaalisessa pidossa Louuson-kriteeri suoritetaan, mikä johtuu pitoisuuden voimakkaasta kasvusta, minkä seurauksena lämpöhermonaalisen reaktion virtauksen edellyttämä aika pienenee samaan määrään.

Tämä saavutetaan pienen ydinpolttoainetavoitteen symmetrisellä pulssited säteilyllä käyttäen voimakasta lasersäteilyä tai varautuneiden hiukkasten (elektronien ja ionien) voimakas lasersäteilyvirta. Lisäksi pulssin energian virtaus kasvaa dramaattisesti. Säteilytyksen seurauksena tavoitteen pintakerroksen intensiivinen haihtuminen tapahtuu, niin kutsuttu ablaatio. Haihduttavat hiukkaset hankkivat suuremman nopeuden ja samoin kuin jet-moottoreissa syntyy sysäytys, joka johtaa valtavan paineen kehittämiseen monien miljardin Pascalin saavuttamiseen.

Ablaatiovaikutus paranee toistuvasti lähentyvällä iskun aalloilla, mikä johtuu tavoitteen keskelle, polttoaineen tiheys kasvaa useita tuhansia kertoja, ja paine saavuttaa arvon, joka vastaa painetta tähtien keskellä (noin 10 16 PA). Tällöin lämpöterleaarisen polttoaineen lämmitys ja ternukleaarisen reaktion virtauksen olosuhteet ilmenevät.

Mikrozernyn toteuttamiseksi vain 0,001 - 0,01 g. Tämä massa vastaa mikro-osaa 10 8 - 10 10 J. noin 80% kohde-aineesta suoritetaan ablaation seurauksena ja ei osallistu reaktioon; Lisäksi reaktion saanto ei ylitä 30%. Tämän seurauksena Thermonukleaaristen mikroaaltojen raja-arvon päättymisnopeus on noin 6 10 6 m / s, joka vastaa spesifistä tankoa 6 · 10 5 s. Elektronien nippujen aloittamat räjähdykset on välttämätöntä ympäröidä kohteen ympäröimä elementtien kuoren kanssa suurella atomipainolla, mikä vähentää entisestään vanhentumisnopeutta.

Kuviossa 2 on esitetty moottorin piiri käyttäen lämpöä. 7, b.. Tällaisten moottoreiden perustavanlaatuinen ero transuranone-elementtien moottoreista on järjestelmän, jolla aloitetaan termonukleaarinen reaktio ja sähkölähde sen teholle. Aloitusjärjestelmä on joko kevyitä säteilylähteitä tai varautuneiden hiukkasten kiihdyttimet, jotka sijaitsevat siten, että se on symmetisesti säteilytetty tavoite. Säteilyn lähteenä voidaan käyttää yhtä voimakasta laseria moninkertaisesti tai lasereiden yhdistelmällä.

Tavoitteena on avaruuteen heijastimen yläpuolelle ja tällä hetkellä, kun se kulkee säteiden tarkennuspisteen, syntyy sytytysimpulssi. Thermonukleaarinen plasma heijastuu magneettikentältä, joka on luotu suprajohtavilla solenoideilla ja heitetään ulkoiseen tilaan, mikä luo reaktiivisen vetovoiman. Sähkön luominen voidaan käyttää joko erityisiä solenoideja tai samoja solenoideja, jotka ovat suojaavan magneettikentän lähteitä. Kun liikkuva plasma on vuorovaikutuksessa magneettikentällä solenoideissa, EMC sijaitsee, ja syntynyt sähkö laskee myöhempää pulssia.

Thermonukleaarisen moottorin amerikkalaisessa projektissa, jossa on reaktion laserilmailmuilu, on tarkoitus käyttää laseria, jonka energia on 1 MJ pulssi, pulssin kesto 10 Ns ja 500 Hz: n pulssitaajuus. Laserin massan arvioidaan 150 tonnia. Yhdessä mikro-osassa, 10 8 J. Tällainen moottori, projektin kirjoittajien laskelmien mukaan, voi hajauttaa 100 tonnin painoisen hyödyllisen kuorman Ominaisuus 10 km / s päivässä. Tätä varten tarvitset noin 10 8 mikroaaltoa.

Miconukleaaristen mikroaaltouunien moottoriprojektin brittiläisiä tutkijoita ehdotetaan aloittamaan lämpöhermopolea käyttäen elektronisia kiihdyttimiä. "Sytytin" pulssien taajuus on 100 Hz, kunkin mikrokuvan 10 11 j. Moottorissa, joka ylittää hyötykuorman 100 T: n nopeuteen 0,15: n nopeudella, useita satoja tonnia lämpöhermonaalista polttoainetta poltetaan vuoden aikana.

Tärkein vaikeudet pulssien lämpöteknisten moottoreiden luomisessa on kehittää reaktion aloitusjärjestelmä. Se on asianmukaisten laser- ja kiihdytyslaitteiden puuttuminen tietyllä tavalla, joka vaikuttaa siihen, että kontrolloitu lämpöhermoraarinen reaktio ei ole vielä toteutettu. Aloitusjärjestelmän massa on verrannollinen mikroaalto-energiaan, joten on toivottavaa saada pienempi energian vapautuminen jokaisessa räjähdyksessä. Mutta sitten tietyllä työntövoimalla olisi taattava pulssien toistuminen, ja saavuttaa tietyn ominaisuuden nopeus - enemmän kuin niiden määrä. Järjestelmävara rajoittaa pulssien sallittua määrää.

Tältä osin Neuvostoliiton tutkijat E. P. Velikhov ja V. V. Chernuha ehdottivat menetelmää lämpösytistymän sytyttämiseksi. Menetelmän ydin on se, että läpi noin 10 -6 S ensimmäisen tavoitteen sytytyksen jälkeen massiivisempi tavoite levitetään räjähdysalueeseen, aloittamaan reaktio, jossa käytetään ensimmäisen räjähdyksen energiaa osaa . Sitten toimitetaan jopa suuremman massan tavoite jne. Käyttämällä tavoitetta, jossa on kymmenkertainen energian vapautumisen lisääntyminen kussakin kaskadissa, on mahdollista saada räjähdysenergia 10 10 - 10 11 J aloitusjärjestelmään energian vapauttamiseksi 10 8 J.

Tällöin pulssien toistuminen pienenee vastaavasti, mutta samalla tietenkin heijastimen pulssikuormitus kasvaa. Cascade-järjestelmässä on mahdollista käyttää vaikeampaa polttoainetta kaskadissa (esimerkiksi puhdas deuterium) myöhemmissä vaiheissa (esimerkiksi puhdas deuterium). Tämä vähentää dramaattisesti Tritian tarvetta ja samalla vähentää neutronia.

Toinen yhtä tärkeä tehtävä kehittää impulssi-termonuclear-moottorit on lämmönpoisto, joka vapautuu suunnittelussa. Kuten aiemmin on esitetty, deuterium-tritium-reaktiossa 80 prosenttiin energiasta suoritetaan neutroneilla, joita heijastimen magneettikenttä ei viivästy. Ongelman perusratkaisu olisi tavallisen vedyn seoksen käyttö BOR-11-isotoopin kanssa teralidipolttoaineena. Vaikka energian vapautuminen tämän polttoaineen polttamisen aikana on pienempi kuin deuterium-tritium-seoksella, mutta neutronit puuttuu kokonaan. Tämä reaktio edellyttää kuitenkin korkeampaa lämpötilaa sen aloittamiseksi, ja sen kehitys on tulevaisuus.

Relatiivisuuden teorian peruspäätöksen mukaan luonteeltaan suurin mahdollinen nopeus on valon nopeus - 300 000 km / s. Luonnollisesti tämä nopeus rajoittaa ja rakettimoottoreiden voimassaolon päättymiselle. Nopeudet lähellä valon nopeutta voidaan saada sähkömoottoreissa, esimerkiksi elektronisissa tai ionisyöttölaitteissa. Kuitenkin, kuten asianajotoiminnasta seuraa, tässä tapauksessa hiukkasten kiihtymiseen käytetty energia on tarkoituksenmukaisempi siitä, että suurin ominaisuuden nopeus saadaan aikaan työntövoiman luomiseksi sähkömagneettisen säteilyn avulla.

On tunnettua, että sähkömagneettinen säteily, johon näkyvä valo viittaa, on paineita materiaalimuodoille. Näin ollen säteilevä runko kokee sähkömagneettisen kentän fotosien palauttamisen pulssin. Siksi jokainen suunnaton emittoiva elin voi olla fotonimoottori. Suuntaisen säteilyn reaktiivinen työntövoima on yhtä suuri kuin säteilyteho jaettuna valon nopeudella, eli jokaisen 1 kW: n emittoidun tehon luo huijauksen 3,3 10 -7 kgf.

Yksinkertainen fotonimoottori voi olla jääkaappi-emitterin jääkaappi. Siitä lähtien noin 10% käynnissä olevan voimalaitoksen tuottamasta energiasta tulee vertailukelpoinen emitterille, joka on luotu jääkaapin emitterillä sähkövoimalaitoksen energiaan verrattavissa moottoriin jääkaapin kanssa.

Photon-moottoreiden suhteellisesta helppoudesta huolimatta on epäkäytännöllistä soveltaa niitä tällä hetkellä käytetyillä nykyisillä lähteillä, mukaan lukien lämpösäästö. Yleensä vain osa lähdemassasta kulkee energiaan: ydinfissioreaktioihin - 0,5%, lämpöhermoraalusta - 0,15%. Jos vain fotonit käyttävät työfluidina, samanaikaisesti hyödyllisen lastin kanssa on voitettava lopullisiin nopeus- ja reaktiotuotteisiin. Siksi fotonikorkot ovat järkeviä käyttämään vain yhdessä energialähteiden kanssa, joissa koko massa tai ainakin sen muutos energiaan. Tällainen lähde nykyaikaisten esitysten mukaan voi olla vain tuhoutumisen reaktio, ts. Hiukkasten ja antipartikkelin vuorovaikutus.

Antipartikkeleiden (esimerkiksi antiprotons) synteesiä varten tarvitaan tehokkaita kiihdyttimiä ja reaktion antipartikkeleiden lähtö on hyvin pieni. Uskotaan, että energian saamiseksi 1 j, jotka on tehty antiprotoneissa, on välttämätöntä viettää vähintään 100 kJ: n sähkö. Näin ollen merkittävän määrän antimaatin kertyminen on nykyaikaisen teknologian mahdollisuuksien ulkopuolella.

Toinen fotonikonimoiden toteutuksesta syntyvä ongelma on antimateriaalin varastointi. Koska raketin suunnittelumateriaali on tavanomainen aine, kaikki kontaktin antimateriaali säiliöiden seinillä on suljettava pois. Siksi antimateria voidaan "keskeyttää" sähkö- tai magneettikentillä.

Photonimoottoreiden lämpötehon järjestelmät ovat erittäin jäykkä. Tällä hetkellä toteutetut jääkaapin järjestelmät, mukaan lukien jääkaapin emitteri, on vähintään 0,01 kg 1 kW / 1 kW tyhjentynyt teho. Tällöin vaikka laiminnät raketin muita komponentteja, sillä on kiihdytys enintään 2 · 10 - 4 m / s 2 ja ylikellotus tällainen raketti nopeuteen on vain 10 km / s kestää enemmän kuin vuosi.

Kaikista edellä mainituista, siitä seuraa, että fotonin moottorin luominen on erittäin kaukaisen tulevaisuuden tapaus. Useat tutkijat, jotka kyseenalaistavat järkevyyttä ja jopa periaatteellista mahdollisuutta sen luomiseen, toiset sisältävät suoraan fotonimoottorin tieteiskirjallisuuden alalla.

Moottorijärjestelmät, joilla on ulkoiset energialähteet

Autonomisen tyypin lupaavien avaruusmoottorijärjestelmien vaatimusten yläpuolella, ja näkyy, miten nämä vaatimukset määrittävät autonomisten moottorijärjestelmien kehittämisen suunnat. Itsenäisissä järjestelmissä, energia ja massa, joka tarvitaan luomaan työntövoiman ja kiihtyvyyden avaruusaluksen nopeutta, ovat itse laitteessa. Siksi tällaisten moottoreiden kehittymisen edistyminen liittyy erityisten energiaominaisuuksien parantamiseen, ts. Työnesteen säästämän energian määrän kasvuun.

Tilanne muuttuu, jos energialähde, jolla työntövoima luodaan, on laitteen ulkopuolella. Tällöin määritetty ominaisuus menettää merkityksensä. Kuitenkin on edelleen tärkeää, kuinka paljon energiaa siirtyy moottorin asennukseen ja kuinka paljon - saapuva energia soveltuu työfluidin ylikellotukseen.

Jos aikaa häiritä tulevan energian muuntokysymyksistä työryhmän kineettiseen energiaan, joka päättyy suurella nopeudella, tärkein tekijä tulee moottoriyksikölle toimitetun energian määrän ajan. Tästä seuraa, että avaruusaluksen moottorin asennuksen ominaisuudet eivät riipu energialähteen massa- ja erityispiirteistä, ja ne määräytyvät ulkoisen lähteen voimalla ja energiansiirron teholla lähteestä moottorin asennukseen avaruusalus.

Kuten itsenäisten moottoreiden osalta, joissa on erilliset energialähteet ja massa, moottoreissa, joissa on ulkoinen energialähde moottorin asennukseen käyttöön otettujen tehon kasvaessa, kulutusruutukulutus vähennetään luomaan työntövoimayksikkö, koska nopeus on Työnesteiden päättyminen kasvaa. Jos vanhentumisnopeus on yli 4,5-5 km / s, raketti tai avaruusalus, joka on varustettu ulkoisella lähteellä varustettulla moottorijärjestelmällä, alkaa ylittää laitteita, joilla on helpotus tällaisesta tärkeästä ominaisuudesta kuin hyötykuorman käytön suhde : Aloita paino.

Ulkoisten lähteiden käytön toinen olennainen piirre on laajentaa moottoreissa käytettyjen työlaitosten spektriä. Erityisesti niiden käyttö voi merkittävästi helpottaa ilmakehän ilmaa työfluidina, kun poistat laitteen maan pinnalta matala kiertoradalle. On syytä olettaa, että ulkoisten energialähteiden moottoreiden perusteella voit luoda kuljetusjärjestelmiä hyödyllisten kuormien poistamiseksi maapallon kiertoradalle ominaisuuksilla, jotka ovat merkittäviä järjestelmien ominaisuuksia kemiallisten moottoreiden kanssa. Nämä ovat esiasetuksia moottorijärjestelmien mahdollisuuksista, joilla on ulkoiset energialähteet ja pulssia. Millaisia \u200b\u200bmahdollisuuksia, mukaan lukien mahdollisuudet (loppujen lopuksi puhumme tulevaisuudesta), ovat nykyaikaisia \u200b\u200btiedettä ja tekniikkaa ymmärtämään ajatus käyttää ulkoisia lähteitä moottorin asennuksille?

Harkitse tärkeimmät elementit, joista moottorijärjestelmä koostuu ulkoisesta lähteestä. Tämä ensinnäkin moottorin asennus (sen suunnittelu ja ominaisuudet ovat suurelta osin riippuvaisia \u200b\u200btyöfluidin tyypistä ja käytettävän energian tyypistä). Toiseksi luonnollisen alkuperän ja keinotekoisen energianlähde. Luonnollinen lähde voi toimia aurinkona, interplanearisena ja interstellarin väliaineena. Keinotekoinen ulkoinen energianlähde on esimerkiksi voimakas suunnan sähkömagneettinen säteilyn lähde.

Moottorijärjestelmän kolmas tarvittava elementti ulkoisen energianlähteen kanssa on vastaanottolaite ja tarvittaessa energian muuntaminen muotoon, joka on hyväksyttävä, joka voidaan muuntaa työfluidin kineettiseen energiaan. Lopuksi, viimeinen, neljäs, moottorijärjestelmän keskeinen osa on energiansiirtopolku lähteestä vastaanottolaitteeseen. Kosminen vaa'at ja valtavat nopeudet johtavat valtaviin etäisyyksiin energialähteen ja avaruusaluksen välillä. Lisäksi vaikka se on suhteellisen pieni alkuvaiheessa, se kasvaa merkittävästi moottorin asennuksen toiminnan aikana. Siksi ajatus ulkoisen lähdereyden käyttämisestä, on välttämätöntä kehittää keinoja tehokkaaseen energiansiirtoon pitkiä matkoja (keinotekoisia lähteitä).

Harkitse aurinko käytön ominaisuuksia ulkoisen energianlähteenä. Sähkömagneettisen säteilyn tiheys pienenee käänteisesti auringon neliöön auringosta, ja tässä mielessä energiansiirtopolun parametrit lähteestä moottorin asennukseen on kiinnitetty (vain etäisyys auringosta avaruusalueelle) . Tämän yksittäisen muuttujan polkuparametrin arvosta kuitenkin moottorin asennuksen ominaisuudet riippuvat.

Itse asiassa, kun etäisyys energianlähteestä avaruusalueelle on 2 kertaa, tehon virtaus tiheys vaihtelee 4 kertaa. Tämä tarkoittaa sitä, että moottorin asentaminen kiinteän voiman asentamiseksi on tarpeen lisätä auringon sähkömagneettista energiaa vastaanottaa laitetta, myös 4 kertaa. Kun lentävät kaukaisiin planeetoihin, minkä auringon etäisyys on monta kertaa maan etäisyys auringosta, aurinkosäteilyn tiheys on niin pieni, että aurinkoenergian käyttö on tuskin suositeltavaa. Mutta jopa niistä etäisyydet, joilla aurinkoenergian käyttö on perusteltu, on valtava - satoja miljoonia kilometrejä (sellaiset ovat ominaisuuksia energiansiirtopolun koot).

Keinotekoisten lähteiden käytön tapauksessa tehokkaan energiansiirron toteuttaminen tällaisiin etäisyyksiin on äärimmäisen ongelmallinen. Harkitse esimerkiksi keinotekoisen lähteen sähkömagneettisen energian lähettämistä.

Ensimmäinen rajoitus, joka välittömästi ryntää silmään, on rajoitettu lähdevoima. Jos auringon koko säteilyteho ylittää moottorin asennuksen tehon, ja se ei rajoita sen ominaisuuksia, moottorijärjestelmän energiaominaisuudet keinotekoisella lähteellä rajoittuvat lähteen tehoon ja sen pitäisi pyrkiä varmistamaan, että ulkoisen lähteen kapasiteetin suurempi osuus voi nousta moottoriin.. Tästä lähtien korkean energiansiirron tehokkuuden tarve polun lähde on avaruusalus. Ihanteellisesti edellyttää, että kaikki lähderengas syöttää avaruusalan vastaanotin. Todellakin, tämän pitäisi olla murto-osa ainakin kymmeniä prosentteista lähdevoimasta.

Sähkömagneettisen säteilyn tehokas siirto voidaan toteuttaa, muodostaen säteilyn kapeaan palkkiin. Kyky muodostaa vaaditun konfiguraation säde, suuntaisen sähkömagneettisen säteilyn eteneminen ja vastaanotto määräytyy aallonpituudella (taajuus), säteilevän tai vastaanottavan pinnan mitat, väliaineen parametrit, joissa jakelu tapahtuu.

Sähkömagneettisten aaltojen vastaanotto ja siirto. Sähkömagneettisten aaltojen vastaanotto ja siirto suoritetaan antenneilla. Vastaanotto- ja lähetysantennit ovat paljon yhteisiä, ja usein samaa laitetta käytetään ja lähetys- ja vastaanottoantenni. Vaikka se oli tavallisista antenneista, joiden tehtävä joko siirtää tai vastaanottaa ja kerätä tapahtuman sähkömagneettista energiaa. Kuitenkin jo antennit, jotka käyttävät sähkömagneettista energiaa ja muuttavat sen sähköiseen, ovat myös aurinkopaneeleja ja laitteet, joita kutsutaan peräseuduksille, jotka on suunniteltu vastaanottamaan monokromaattisia säteilyä ultra-korkeiden taajuuksien (mikroaaltouuni) alueella ja muuntaa se vakioksi sähkövirta.

Siksi laajemmassa mielessä adoptiivisen antennin alla ymmärrämme laitteen, joka on tarkoitettu sähkömagneettisen säteilyn energian vastaanottoon ja muuttamiseen johonkin muuhun energiaan. Kaikki tällaiset laitteet yhdistävät useita yleisiä hetkiä, jotka vaikuttavat suurelta osin antennin ulkonäköön. Ensinnäkin tämä koskee antennin mitat, emittoidut tai vastaanotettujen sähkömagneettisten aaltojen pituudet, säteilykuvio antennien lähettämiseksi tai kykyä tehokkaasti vastaanottaa sähkömagneettisia aaltoja antennien vastaanottamiseksi.

Säteilytedyn aste, jolla on aallonpituus, joka voidaan toteuttaa antennin koon avulla D.On ominaista erityinen koko - ero divergenssi? ~? / D.. Sähkömagneettisen energian lähettämisen jälkeen suurella suunnatuskertoimella (pienillä tappioilla), lähetyspalkki on lähes kokonaan vastaanottavan antennin pinnalle. Jos lähetys- ja vastaanottoantennien välinen etäisyys on suuri, haluttu säteilyn erotus kulma osoittautuu erittäin pieneksi. Näin ollen aallonpituuksien yksiköissä mitattujen antennien mitat on oltava huomattavia.

Esimerkiksi kun käytät sähkömagneettista säteilyä 1 cm: n aallonpituudella sähkömagneettisen energian lähettämiseksi ilman merkittäviä tappioita noin 1000 kilometrin etäisyydelle, antenni on kooltaan 100 metriä. Lähetystehokkuuden näkökulmasta on kannattavampia Käytä lyhyempiä aallonpituuksia, koska tehokkaan lähetyksen etäisyys on kääntäen verrannollinen aallonpituuteen. Kuitenkin aallonpituuden väheneminen, joka edistää yhden ongelman ratkaisua (etäisyydet), luo muita. Erityisesti suunnittelun rakentamisen tarkkuus, ohjeiden tarkkuus, antennien stabilointi vastaanotto- ja lähetyssuunnassa jne., Kuten aina tällaisissa tapauksissa, tarvitsevat tehokkaan kompromissin asetettujen vaatimusten välillä tehtävänä on ratkaista ja teknisiä ja taloudellisia mahdollisuuksia.

Moottoreiden luokittelu sähkömagneettisen säteilyn ulkoisiin lähteisiin. Hypoteettiset vetojärjestelmät, joissa on ulkoiset sähkömagneettisen säteilyn lähteet, ovat hyvin erilaisia. He käyttävät luonnollisia ja keinotekoisia säteilylähteitä ja mahdolliset käytetyt aallonpituudet ulottuvat röntgensäteestä mikroaaltoon. Lisäksi he käyttävät erilaisia \u200b\u200btapoja muuttaa säteilyenergiaa himoon. Se seikka, että energialähde työntövoiman luomiseksi on avaruusaluksen ulkopuolella, vaikuttaa merkittävästi moottorijärjestelmän ulkonäkö ja koko avaruusalus. Välttämätön attribuutti muuttuu merkittävän koon vastaanottavaksi antenniksi.

Kuviossa 2 on esitetty esimerkinomainen vesimoottoreiden luokittelu sähkömagneettisen säteilyn ulkoisiin lähteisiin. 8. Harkitse ensin kaikki moottorijärjestelmät luonnollisella säteilylähteellä - aurinko. Sen säteilyä voidaan käyttää luomaan kaksi versiota: 1) konvertoimalla aurinkosäteilyn energiaa sähköksi (esimerkiksi aurinkokennojen käyttäminen), jota seuraa sen käyttö sähkömoottorin käyttöön; 2) Kun käytät sähkömagneettisen säteilyn painetta (tässä periaatteessa vetojärjestelmä perustuu aurinko purjeeseen).

Kuva. 8. JET-moottorijärjestelmien (RDS) tyypit, joissa on sähkömagneettisen säteilyn ulkoiset lähteet

Sunny purje. Tällaisten järjestelmien toimintaperiaatteen ydin, jonka nimi voi olla Britannia ja Caravel, on itse asiassa samanlainen kuin purjeen toimintaperiaate. Tässä tapauksessa avaruusalus on äärimmäisen kehittynyt pinta, joka on muodostettu ohut peilikalvo. Aurinkosäteily, joka laski kohtisuoraan kalvon pinnalle ja heijastaa peiliä siitä, luo vetoketjun myös kohtisuorassa kalvon pinnalle. Säteilyn osittaisella absorptiolla työntövoiman suunta on jonkinlainen kulma tämän pinnan kanssa ja suuntaa purje, voit saada halunsa oikeaan suuntaan.

Tällaisten vetojärjestelmien edut ovat ilmeisiä: ne eivät vaadi kulutusta joko energiaa tai työryhmää. Riittävän kiihdytysten saamiseksi on kuitenkin käytettävä erittäin ohut kalvo siten, että purjehtimen suhde aluksen massaan yhdessä purjeen kanssa olisi melko suuri. Purjehdusneliö, nykyaikaisten käsitteiden mukaan, on myös tarpeeksi suuri. Esimerkiksi, jotta voit luoda 1 kgf: n työntövoiman auringon laitteesta 1 a: n etäisyydellä. alkaen. (150 miljoonaa km), on välttämätöntä olla purjealue 3 · 10 5 m 2.

Tästä huolimatta tehtävänä on luoda tällaiset rakenteet hyväksyttävistä massaominaisuuksista on melko todellinen nykyaikaiselle tiedelle ja teknologiaan. Erityisesti Yhdysvalloissa tarkasteltiin erilaisia \u200b\u200baurinko purjeita, jotka liittyvät lennolle, joka on tarkoitettu lennolle Gallea Cometille. Yksi lupaavimmista purjerakenteista on "aurinkoinen gyro" - 9. Tämä "gyroskooppi" koostuu 12 7,4 km: n pituisesta terästä ja leveys 8 m, kunkin 200 kg: n terän massa; Antaa jonkin verran jäykkyyttä terät 150 m: n välein "Reiki" toimitetaan. Laskelmien mukaan samanlainen purje 1 a: n etäisyydellä. e. Sunista on tarjottava 0,5 kgf työntövoimaa. Purjeen avulla avaruuslaitteisto ratkaista lennon tehtävää Comet Haloe, olisi välttämätöntä ilmoittaa nopeudesta 55 km / s.

Kuva. 9. Yksi aurinkoen purjeen mahdollisista rakenteista on "aurinkoinen gyroskooppi".

Alustavien arvioiden mukaan projektin toteutettavuus, kalvon paksuus, joka muodostaa purjeen, on oltava noin 0,0025 mm ja spesifinen massa noin 3 g / m 2. Siksi hankkeen toteuttamisen tärkein vaikeus on elokuvamateriaalin valinta.

Mainitun lennon lisäksi Comet Halay -palveluun mahdollisimman mahdolliset toiminnot aurinko purjeiden käytöllä, suurien kuormien liikkuminen alhaisten ja geostatiorbittien välillä ja Marsin maaperän toimittamisesta maan päälle. Solar-purjeiden käyttö ulkoisiin planeettoihin pidetään sopimattomina.

Laser Jet-moottorit.Laser-jet-moottoreiden toiminnan periaate perustuu tunnettuihin tosiin - materiaalin haihduttamiseen mahdollisuuksia lasersäteilyn vaikutuksen alaisena. Haihdutus tapahtuu nopeasti ja johtaa supersonic-suihkun muodostumiseen, kun aineen pinnalla oleva energiavirta on suuri tiheys. Jopa korkeammat tulvat, höyry voi olla ionisoitu, jolloin saadaan erittäin korkea impulssi. JET-liikkeen määrä johtaa työntövoiman luomiseen samalla tavoin kuin tavanomaisen jet-moottorin tapauksessa. Ajatus käyttää voimakkaiden maanpäällisten lasereiden energiaa kiertoradalla UZZ: ssä ilmaisi A. Kantorovitz 1971-1972.

Periaatteessa lasermoottori yhdistää hyvin erityisen impulssin, joka on ominaista ydinvoima- ja sähkömoottoreille, joilla on suuri asenne massassa, luotettavuus luontaisesti kemiallisissa polttoaine-moottoreissa. Erityisen impulssin suuria arvoja voidaan saavuttaa, koska säteilyn imeytymisen seurauksena työinfluenssa muodostuu korkean lämpötilan plasman kanssa. Raketin massaan hyödyllisen lastin massan suhde varmistetaan se, että energianlähde on maan päällä.

Näiden perusetojen toteutus riippuu tietenkin kahden ongelman ratkaisemisesta. Ensinnäkin voimakas lasersäteen siirto, jolla on erittäin pieni ero ja toiseksi sen on luotava teknologisesti ja taloudellisesti edullisia suuria lasereita ja niiden voimanlähteitä.

Tällä hetkellä useat menetelmät vetovoiman tuottamiseksi katsotaan lasersäteilyn käytön perusteella. Yksi niistä on esimerkiksi kiinteän polttoaineen nopea haihtuminen, joka imee säteilyä, jonka seurauksena on muodostettu kuumaa höyryä. Jos lisäksi höyry imee osan laserenergiasta, voi olla lämpötiloja 5000 - 12 000 K. Tämän pakkaussuuttimen sisäpinta tässä tapauksessa on parabolinen heijastin niin, että suutin toimii samanaikaisesti lasersäteilyn peilinä ja suutin kaasujen päättymiseen.

Parabolinen heijastin ottaa lasersäteen, jolla on tehostiheys, pienempi kuin suurin virta, joka kulkee ilman vääristymiä ilmakehän läpi ja keskittyy sen polttoainesuodossa, joka sijaitsee tarkennuksessa. Siten polttoaineen haihdutus kulkee lasersäteilyalueen läpi suurella intensiteetillä (10 7 - 10 9 W / cm 2) ja kuumenee korkeisiin lämpötiloihin. Sitten kaasu kuumennetaan korkeaan lämpötilaan laajenee ja sen lämpöenergia muunnetaan kineettiseksi. Tällainen järjestelmä antaa suuremman spesifisyyden kuin yksinkertainen haihdutusjärjestelmä.

Jos haluat poistaa raketteja, joilla on käyttökelpoinen rahti, joka on enintään 1 tonnia, geocentrisessä kiertoradalla yhdessä projektissa, ehdotetaan, että hiilidioksidilaserit käyttävät pulssitilassa. Tällaiset laserit mahdollistavat kevyiden pulssien saamisen, jonka säteen ero on alle 0,2 "ja useiden millisekuntien kesto.

Alustavien arvioiden mukaan hyötykuorman poistamiskustannukset, joiden paino 1 kg lähialueille lähtee maadoituslaserasennus on noin 50 dollaria. Suurin ongelma tällaisten ohjusjärjestelmien suunnittelussa on ongelma tehokkaimmasta muutoksesta Lasersäteen energiaa kineettiseen rakettiliikkeen energiaan, joka riittää poistamaan jälkimmäisen lähialueiden kiertoradan. Moottoriin tulevan kokonaisenergiaa raketin poistamisen aikana kiertoradalla on verrannollinen lähdevoiman tuotteeseen eliminaatioajan aikana. Saman hyötykuorman massa, se ei lähes riipu irrotushetkestä. Tämä tarkoittaa sitä, että lisäämällä poistumisaikaa voit vähentää lähteen voimaa ja päinvastoin lähdekoodin voiman lisääminen on vähentää raketin lähtöaikaa kiertoradalla.

Pienin laservirta voi olla noin 200-300 MW, jos raketti kiihtyy pitkään aikaan, mutta tämä johtaa myös ylikellotusvyöhykkeen nousuun - suurimman etäisyyden, jonka lasersäteen tulisi voittaa päästäkseen vastaanottoon raketin laite. Energiansiirron korkean hyötysuhteen säilyttämiseksi lisäämällä etäisyyttä, on tarpeen, kuten jo mainittiin tai vähentää palkin eroa tai lisätä raketin vastaanottavan laitteen kokoa. Ensimmäinen vaihtoehto edellyttää parempaa laseropiaa, toinen johtaa raketin tuulilasinkestävyyden kasvuun. Kuviossa 2 on esitetty poistojärjestelmän kiihdytysvyöhykkeen pituus, joka tarjoaa poistojärjestelmän kiihdytysvyöhykkeen pituuden, joka tarjoaa toimituksen 1 tonnin käyttökelpoiseen kuormitukseen kiertoradalle. kymmenen.

Kuva 10. Likimääräinen riippuvuus laserin ominaistehon ylikellotuspituudella, joka on annettu käyttökelpoisen lastin 1 t

Kuvattu projektin ominaisuus on kemiallisen reaktion energian käyttö yhdessä lasersäteilyenergian kanssa työfluidin lämmittämiseksi. Moottorin sykli alkaa polttoaineen sytytys- ja valopulssi. Valon pulssi tuottaa työfluidin ylimääräisen lämmityksen, jonka seurauksena plasman muodot, joiden lämpötila on noin 20 000 K, laajentamalla ja ulos kaasun suuttimesta. Suuttimen kaasun ulostulon jälkeen uusi valopulssi syötetään, polttoaine on syttyvä, ja koko sykli toistetaan uudelleen.

Moottorin työntövoiman kesto riippuu valopulssin kestosta. Esimerkiksi 800 ° C: n työntövoiman luominen (raketin pohjaan ulottuu 3 MPa), on välttämätöntä toimittaa valopulssi 2 · 10 7 W 2: n energiavirtaustiheydellä ja 10 -6: n kesto S, ja ylikellotuksen lopussa nopeus nousee 8 km / s. Koska työntövoima on aina kohtisuorassa moottorin suutinleikkaukseen, lasersäteen suunta ei välttämättä ole samansuuntainen raketin pitkittäisakselin suuntaan.

Toinen tapa luoda työntövoima käyttäen lasersäteilyn absorptiota sopii avaruusaluksen ylikellottamiseen liikenteen ilmakehän osassa. Sitä ehdotettiin Fianasta AM Prokhorovin johdolla vuonna 1973. Tässä suoritusmuodossa säteily ilman merkittävää absorptiota kulkee ilmakehän läpi ja putoaa paraboliseen heijastavaan pintaan, joka on ilma-aluksen hännän osalla ja on liitetty siihen jäykästi. Tämän pinnan painopistealueen säteilyn intensiteetti ylittää kynnysarvo, jossa siellä sijaitsevan ilmaston sähköinen hajoaminen tapahtuu. Pyrkimys tapahtuu ilman muuta polttoainetta, lukuun ottamatta ilmakehän ilmaa. Jos ilmamuutos on laserpulssien välissä, moottori toimii laserpulsinairisena ilma-suihkukoneena.

Kuva. 11. Laser sykkivä Vd: 1 - parabolinen kuori kiillotetulla sisäpinnalla, 2 - paraboloidin tarkennus, 3 - Ilman hajoaminen, 4 - Lasettonation Wave, 5 - Lasersäde

Kaavamainen näkymä laser sykkivästäm Air-Jet -moottori antaa riisiä. 11. Laserpalkki, joka putoaa kiillotetulle sisäpinnalle, keskittyy suuren intensiteettivirran muodostumiseen. Seuraava ilmakehitys on innoissaan iskun aallosta, joka leviää kohti lähtöpaikkaa. Lisäksi kaikki korkeat kaasupaine sen takana muunnetaan voimaan, joka toimii suuttimen seinillä, ts.

Laser MHD -moottori. Yhdysvaltojen yksivaiheisen kuljetuslaivan lupaavien moottoreiden analysoinnissa tutkimuksessa tehtiin tutkimus MHD-moottorin luomisessa laserilla. Tällaisen moottorin tärkein etu verrattuna laserilereaktiiviseen moottoriin on se, että työfluidin kiihtyvyys johtuu elektrodynaamisten voimien avulla, on mahdollista saada suuret reaktiiviset suihkut. Työnesteenä käytetään ilmakehän ilmasta saatua plasmaa; Energialähde - orbitaalisten tai maa-asemien lasergeneraattorit, pitkin kuljetus- ja avaruusalus liikkuu.

Kuljetusvälineen MHD-moottori poikkileikkausalueella, joka on yhtä suuri kuin Saturn-5-kantolaitteen poikkileikkausalue, on lasersäteilyn vastaanotin, takana on rengasmainen ilmanotto. Ilman saannesta ilma putoaa ionisaatiokammioon, jossa lasersäteilyn, ionizursin ja muuttuu tiheään plasmaan. Suurin osa lasersäteilystä ei imeytyy tuloksena olevaan plasmaan, vaan heijastuu seiniin, joihin lasersäteilyn antureita sijoitetaan sähkövirtaan. Luodut sähköä käytetään luomaan työntövoimaa, aivan kuten se tehdään lopullisissa plasman moottoreissa: plasmaa nopeutetaan voimalla, joka syntyy sähkövirran vuorovaikutuksesta omalla magneettikentällään. Moottorista peräisin oleva plasman jet luo reaktiivinen veto.

Toimintaparametrien analyysi suoritettiin suhteessa kuljetusvälineen 22 T: n orbitaalisen massan arvoon: nykyinen 360 ka - maanpinnalla 600 ka (enimmäismäärä) - maksimaalinen veto nopeuteen 500 m / s ja orbitaalisella nopeudella 280 m / s, varautuneiden hiukkasten viimeisimmän nopeuden, joka on useita satoja metriä sekunnissa maan päällä ja 460 km / s kiertoradalla. Lasersäteilyteho kasvaa 1,35 GW: iin avaruusaluksen kiihtyvyyden aikana, kunnes lennonopeus on 750 m / s, ja lennonopeudesta noin 1,5 km / s lineaarisesti kasvaa 3,75 GW orbital-lennolla.

Sähkömagneettinen resonaattori moottori. Toisin kuin aiemmin tarkistetut moottorijärjestelmät, tässä moottorissa ei ole työfluidia tai pikemminkin sähkömagneettinen säteily toimii roolissaan. Olemme jo pitäneet mahdollisuutta käyttää sähkömagneettisen säteilyn painetta luomaan aurinkoa aurinkojärjestelmissä ja havaitsemaan, että kun käytät jopa sellaista käytännössä rajoittamatonta sähkömagneettista energiaa, kuinka aurinko on, työntövoiman mahdollinen arvo on jonkin verran Kilogrammaa.

Onko mahdollista laskea huomattavasta työntövoimasta sähkömagneettisen säteilyn paineen vuoksi käytettäessä keinotekoista säteilylähdettä (esimerkiksi mikroaaltouunivalikoiman sähkömagneettisten aaltojen laser- tai tehokas generaattori)?

Harkitse prosessia luoda työntövoima sähkömagneettisen säteilyn paineen vuoksi. Anna sähkömagneettisen säteilyn virtaus pinnalle riittävän suurella tiheydellä yksikköalueella. Jos kaikki tämä teho voitaisiin muuttaa himoiksi, jälkimmäisen suuruus säteilyn saannin melko kehittyneellä pinnalla voi olla merkittävä. Sähkömagneettisen säteilyn energian muuntamisprosessi avaruusaluksen kineettiseen energiaan on ominaisuus, että vain erittäin pieni osa onnettomasta energiasta (nimittäin W./c.missä W. - energiavirta; peräkkäin - Valon nopeus) muunnetaan avaruusaluksen kineettiseksi energiaksi.

Loput energia taas irtisanotaan ulompaan tilaan. Jos tämä energia pystyi pakottamaan se toistuvasti samaan pintaan, olisi merkittävää lisätä sähkömagneettisen säteilyenergian muuntamisen tehokkuutta avaruusalan liikkeen kineettiseksi energiaksi. Tämä ajatus toteutetaan sähkömagneettisessa resonaattorimoottorissa.

Sähkömagneettisen resonaattorimoottorin (EMD) kaavakuva on kuviossa 2 esitetty. 12. Avaruusaluksen kiihtyminen suoritetaan sähkömagneettisen säteilyn paineen vuoksi avoimessa resonaattorissa, jotka on muodostettu peilillä 2, 3, avaruusaluksen peilissä.

Sähkömagneettisen säteilyn pumppaus lähteellä 1 resonaattorille suoritetaan venttiilin kautta. Sähkömagneettisen säteilyn paine resonaattorissa on monta kertaa suurempi kuin lähdekyllystyspaine (sähkömagneettisen säteilyn kertymisen vuoksi resonaattori). Laitteen kiihtyvyys jatkuu, kunnes sähkömagneettinen värähtely on täysin vaimennus resonaattorissa lähdön sammuttamisen jälkeen 1. Jos sivusuuntaiset sironnan ja menetysten puuttuessa sähkömagneettisten värähtelyn energian tulee siirtyä täysin Kineettiseen energiaan avaruusalus.

Moottorijärjestelmä ottaa tiukasti suuntautuneiden peilien läsnäolon kiinteässä lähteessä ja avaruusalueella. Näin voit käyttää toistuvasti aaltojen pulssia, heijastua vuorotellen jokaisesta peilistä, lisätäksesi avaruusalan pulssin. Se johtuu fotonimulssien toistuvasta käytöstä, joka lähettää pienen osan koko energiasta avaruusalukselle jokaisella heijastuksella liikkuvasta peilistä, jolloin sähkömagneettisten värähtelyjen energian muuntaminen laitteen kineettiseen energiaan aikaansaadaan, Mikä on EMD: n vakava etu muiden moottoreiden edessä käyttämällä painetta sähkömagneettista säteilyä. Samanaikaisesti olisi huomattava valtavia teknisiä vaikeuksia, jotka on voitettava tämän järjestelmän tapauksessa.

Kuva. 12. Sähkömagneettisen resonaattorin moottori: 1 - Sähkömagneettisen säteilyn lähde, 2 - maadoitusasennuksen peili, 3 - Ilma-aluspeili 4 - Venttiili, 5 - avaruusalus

EMDC-järjestelmän analyysi osoittaa, että moottorijärjestelmän tärkeimmät parametrit määräytyvät peilien ominaisuuksilla, säteilylähteellä ja paikallaan olevan asennuksen ja avaruusaluksen keskinäisen orientaation tarkkuus. Säännöllisesti EMD: n tehokkuus määritetään pääasiassa laitteen suurimmalla poistolla. d.jossa muutoskerroin on riittävän suuri. Voidaan osoittaa, että sähkösiirron maksimaalinen tehokkuus sähkömagneettisella säteilyllä riippuu vain parametrista?:? \u003d? d./R. 1 R. 2, missä R. 1 R. 2 - peilien koot. Varten?< 1 КПД передачи может быть равным практически 100 %. С увеличением расстояния эффективность ЭМРД резко падает, как только перестает выполняться это условие.

Tehokkuuslähetyksen vaatimukset ovat melko vaikeita. Esimerkiksi 10 prosentin järjestelmän täydellä tehokkuudella lähetyksen vähimmäismäärä on 99,9%. Huomaa kuitenkin, että 10 prosenttia on erittäin suuri vaatimus järjestelmän täydellisestä tehokkuudesta. Perinteisessä järjestelmässä radalla kiertoradalla EDD: n avulla täydellinen tehokkuus polttoaineen kemiallisen energian muunnoksen muuttamiseksi avaruusalan kineettiseen energiaan on vain 2-3%. Koska EMD: n tapauksessa energialähde on avaruusaluksen ulkopuolella, jopa tietty väheneminen muutoksen täydellisessä tehokkuudessa suhteessa tähän arvoon on sallittua.

Ultrahigh-taajuusreaktiiviset plasman moottorit. Aikaisemmin sähkömagneettisen säteilyn ulkoisiin lähteisiin perustuvat moottoripyörät käsitellään pääasiassa lasereina generaattorina. Näin ollen tällaisten generaattorien säteilevät taajuudet sijaitsevat infrapuna- ja näkyvisillä nauhoilla. Näitä taajuuksia vastaavat aallonpituudet vaihtelevat 0,3 - 15 um ja vaikka antennien mitat, jotka ovat välttämättömiä säteiden muodostumiseen alhaisella erolla, muodostavat satoja tuhansia ja jopa miljoonia aallonpituuksia, absoluuttiset mitat eivät ylitä useita metrejä.

Mahdollisuus saada pieniä erilaisia \u200b\u200bpalkkeja suhteellisen pienikokoisten antennien kanssa on yksi syy huomion näkyviin ja infrapuna aallonpituusalueisiin ja näkökulmasta ultravioletti- ja röntgensäteilytasolle ulkoisten energialähteiden perustuvien moottorijärjestelmien toteuttamiseksi . Kuitenkin historiallisesti kehitettiin ehdotuksia sähkömagneettisen säteilyn käyttämiseksi työntövoiman luomiseksi liittyi mikroaaltosäteilyyn. Ja voi olla erittäin mahdollista, että useista optisten ja infrapunayhtymien etuja huolimatta moottoreiden alkuperäinen toteutus ulkoisten (keinotekoisten) energialähteiden kanssa toteutetaan mikroaaltoalueella.

Yksi mahdollisuuksista muuntamalla mikroaaltouunivalikoima työntövoiman energiaan on mikroaaltotehon käyttöönotto erittäin vuotuiseksi plasmalle syklotroniresonanssin taajuudella (eli taajuudella, jolla elektronit pyörivät magneettisen Kenttälinjat). Mikroaaltosäteilyn taajuuden sattumaa ja syklotronin resonanssin taajuus, plasmaelektronien sähkömagneettisen aallon energiaa on intensiivinen lähetys. Elektronien ja ionien törmäysprosessissa osa elektroninergiasta lähetetään ioneille, minosineena plasman lämpötila kasvaa ja mikroaaltosäteily, joka kulkee sen läpi ja antaa energiaa, haalistuu. Vaadittu magneettikenttä B luodaan kiihdyttimen ulkoiseen osaan.

Kuva. 13. Ultrahigh-taajuus Jet Engine: 1 - Aaltoputki, 2 - puoli-aalto dielektrinen ikkuna, 3 - solenoidi, 4 - Työnesteen injektointi

Kosmisen mikroaaltorin moottorin elementtien mahdollinen järjestely on esitetty kaavamaisesti kuviossa 2. 13. Tällainen moottori koostuu olennaisesti aaltoputkesta, solenoidista ja läpinäkyvistä ikkunoista sähkömagneettisille aalloille, joiden kautta mikroaaltosäteily vastaanotetaan. Ikkunaa käytetään estämään liikkuvien hiukkasten käänteinen virtaus mikroaaltosäteilylähteen suuntaan. Kiihdytin kuuluu työnesteen ruiskutusjärjestelmä (polttoaine) sekä keinot varmistaa magneettikentän vakiovoimakkuus (saamaan sattumansa säteilytaajuuden ja syklotionin taajuuden sattuman sattumalta vuorovaikutustilassa). Jatkuvan voiman tasolla 1 kW: n tilaus ja enemmän virtausvirta osoittautuu riittäviksi injektoidun työfluidin täydelliseen ionisointiin ja plasmaviestin haluttuun kineettiseen energiaan.

Tällaisen plasman kiihtyvyyden edut johtuvat kiihdyttimen elektrokelisesta rakenteesta ja liikkuvien osien täydellisestä puuttumisesta. Näin ollen on mahdollista, että moottori erottaa rakentamisen ja kestävyyden rajoituksella. Matalan voiman mikroaaltouunit ( R < 100 кВт) могут найти применение в недалеком будущем, после того как в них будут внесены некоторые технические усовершенствования. Использование же СВЧ-двигателей для создания основной тяги (R \u003e 100 kW jatkuvassa tilassa) on mahdollista, jos energiasiirtojärjestelmät toteutetaan mikroaaltopalkkien avulla (satelliitti-aurinkovoimalaitokset).

Näkymät voimakkaiden sähkömagneettisen säteilyn lähteisiin. Erityisten teknisten ongelmien monimutkainen, kun luodaan moottoritilajärjestelmä, jossa on ulkoiset sähkömagneettiset säteilylähteet, jotka liittyvät läheisesti toisiinsa muihin tieteen ja teknologian alueilla sekä yleisemmillä ongelmilla.

Laserit, kuten tiedätte, luotiin minkä tahansa yhteydenpitoa avaruusongelmia ja yli 10 vuotta ei ollut aavistustakaan käyttää niitä kosmisen moottorijärjestelmien elementiksi. Lasertekniikan kehittäminen, joka koostuu säteilevän voiman kasvusta, kaikkien uusien ja uusien alueiden hallitsemisesta, ominaisuuksien parantamisesta jne., Ja se on melko väkivaltainen. Riittää, että parhaan modernin laserinäytteiden säteilyvoima 10 6 - 10 8 kertaa ylittää ensimmäisen laserin säteilytehon. Tällainen edistys, joka on jo havaittavissa 60-luvun loppuun mennessä, antoi meille mahdollisuuden harkita mahdollisia voimakkaita energialähteitä monissa tarkoituksissa - sähkömagneettinen säteily, valo, infrapuna ja ultravioletti-alueet (nyt tämä spektri laajensi vielä enemmän) .

Ajatus syntyi käyttämään lasereita ylikellotusraketteja varten, joka valmistettiin koko Laser-teknologian koko lyhyellä historialla. Toisaalta ulkoisten energialähteiden käyttöä hylätään avaruusteknologiassa, jossa hän toistuvasti nousi ja keskusteltiin K. Tsiolkovskyn teoksista F. A. Zander ja muut Cosmonautics Pioneers.

Sähkömagneettisen säteilyenergian muuttamisen osalta työfluidin kineettiseen energiaan, kysymys valmistettiin työssä mikroaaltosäteilyn lämmitysplasmassa ja ensimmäisissä kokeissa, joilla luodaan moottoreita, jotka käyttävät sähkömagneettista energiaa vetovoimaan.

Ideat ovat syntyneet eri tavoin: jotkut näyttävät kauan ennen täytäntöönpanon mahdollisuutta ja joskus johtavat kohdennettuja kokeita niiden todentamisessa. Toisten täytäntöönpano, jonka perusteella tieteen ja teknologian kehittämisen yleinen taso voisi alkaa huomattavasti aikaisemmin kuin ne syntyivät. Ajatus käyttää lasereita ja muita tehokkaita sähkömagneettisia säteilylähteitä avaruusmoottorin asennuksissa ei voittanut tapahtumia ja oli myöhässä. Hänen syntymää lähestyi käytännössä mahdollisuuksien syntyyn työhön, jolla pyritään toteuttamaan tämän ajatuksen.

Avaruusaluksen poistamisongelma kiertoradalla tänään on useiden fysiikan ja teknologian alueiden risteyksessä: avaruusmoottorit, laserit, säteily vuorovaikutus aineen kanssa, mekaniikka, vastaanotto ja voimakas sähkömagneettinen säteilypalkki jne. Jokainen näistä tieteen suuntautuvista ja Teknologialla on siis paljon sovelluksia, joten laserlaitteiden ideoiden kehityksen edistyminen määritellään kokeellisten laitteiden (ja alkuvaiheessa eikä niin paljon) parametreihin, mutta myös ominaisuuksia, joita koskevat elementit, jotka sisältyvät järjestelmiin Toinen kohde määräytyy.

Tältä osin haluan mainita työn, joka tulevaisuudessa löytää suoran käytön järjestelmissä, joilla on avaruusalan energia. Se on enemmän avaruusvoimaloista. Kysymys satelliitti-aurinkokuntien (SSE) luomisesta tarkasteltiin vakavasti 70-luvun alusta lähtien, kun käydyttiin vakavia rajoituksia kykyyn vastata useimpien maiden energiatarpeisiin fossiilisten lähteiden kautta. Energiakriisi länsimaissa 1973-1974. Antoi lisää vauhtia tämän ongelman toteuttamiseen.

SSE: n luomismahdollisuuksien käsittelyssä kehitettyjen ideoiden mukaan jälkimmäinen on aurinkokennojen tai muiden aurinkosäteilyvastaanottimien litteitä alueita satoja neliökilometrejä, jotka on asetettu geostatioon tai korkean elliptiseen kiertoradalla ja - jatkuvasti suunnattu auringossa. Vastaanottimeen (15-20%) putoaa aurinkoenergiaa muunnetaan sähköksi. 100 km 2: n alueella, tällaisen voimalaitoksen sähköinen voima, joka sijoitetaan maan kiertoradalle maan kiertoradalle, on 15-20 GW, eli teho, joka 4-5 vesivoimalaitokset Vaihtotyyppi on. SSE: n massan odotetaan mitataan kymmeniä tuhansia tonnia.

Vakava ongelma on SSE: llä saadun energian siirto, kuluttajat, jotka voivat olla etäisyydellä kymmeniä tuhansia kilometrejä voimalaitokselta. Tehokas ja käytännöllisesti katsoen ainoa keino lähettää SSE: ssä saadut energian lähetys on lähetys suunnan sähkömagneettisen säteilyn avulla. Aluksi tämän tavoitteen tarkoituksena oli käyttää mikroaalto-energialähetysjärjestelmää aallonpituudella 10-12 cm. Valikoima ei ole vahingossa. Siinä on useita etuja, joista ionosfäärin ja sähkömagneettisten aaltojen ilmakehän (mukaan lukien pilven sää- ja sademäärä) avoimuus, hyvin kehittynyt tekniikka, joka kykenee tarjoamaan suurta tehokkuutta muuttuvan vakion sähkövirran energiaan Mikroaaltosäteily ja niin edelleen.

Kuitenkin tehokkaasta energiansiirrosta ilman menetystä 40 000 km (eli korkean elliptisen tai geostationaarisen kiertoradan kanssa), kosmisen lähetysantennin koko on 1 km, ja maansiirtoantenni on halkaisijaltaan 10-15 km. Tältä osin yhä enemmän kiinnostusta ilmenee energiansiirtojärjestelmille lasersäteilyn avulla.

Jos sähköenergia muunnetaan lasersäteilyyn, laserlähetin (aallonpituudella 10,6 um: llä) tulisi lähettää lähetysantenni, jonka halkaisija on 31 m ja vastaanottavaan antennin koko maan päällä - 31 x 40,3 m. Laser Järjestelmä voi lähettää energiaa paitsi maapallon, vaan myös muihin satelliitteihin sekä tarjota ilma-alusten ja avaruusalusten moottorin asennusten energiaa. Jos mikroaaltojärjestelmään suurin sallittu energiavirta ei ylitä 23 MW / cm2, sitten laserjärjestelmälle, joka on suunniteltu 500 MW: n voimalle, säteilevän energian suurin virtaus voi saavuttaa 185 W / cm 2 lisäämättä tappioita valonsäteen vuorovaikutukseen ilmakehän kanssa.

Yksi laser-energiajärjestelmän mahdollisista variantteista on SSE: n lanseeraus alhaiseen lähialueen aurinkosynkroniseen kiertoradalle, seuraavaan transformaatioon aurinkoenergian lisäämiseksi lasersäteilyyn, joka lähetetään jälkimmäinen yhdelle tai kahdelle Relay-satelliitteelle geostationary orbit. Lopuksi siirto näistä satelliiteista lasersäteilyä maan vastaanottoasemille.

Huomaa, että energiajärjestelmän konfigurointi satelliittisoittimella on mahdollista vain, kun se toimii laser-aallonpituusalueella. Samanaikaisesti SCE: n käynnistäminen alhaiselle polaariselle kiertoradolle (eikä paikallaan tai korkean elliptiseen, kuten lähdekokonaisuuteen) mahdollistaa 6 - 10 kertaa vähentämään tavaroiden kokonaispainoa, joka on saatava Viite Orbit varmistaa SSE: n luominen. Yleensä käytettäessä useita lupaavia teknisiä ratkaisuja, laserenergiajärjestelmillä on todennäköisesti vakavia etuja mikroaaltoalueella toimivien järjestelmien kautta massaominaisuuksilla ympäristön saastumisen ja kustannusten osalta.

Tällaisten järjestelmien yleinen tehokkuus voi saavuttaa 8 - 12%, mikä on melko verrattavissa mikroaaltojärjestelmien yleiseen tehokkuuteen. Toisin kuin mikroaaltojärjestelmät, laserjärjestelmät eivät ole kaikki säällä, koska lasersäteilyllä on vahva imeytyminen, kun se jakautuu saostuksen pilviin ja vyöhykkeisiin. Tämä kysymys, ilmeisesti voidaan ratkaista luomalla varmuuskopioiden maanpäälliset vastaanottoasemat sekä sijoittamalla vastaanottoasemat alueilla, joilla on alhainen saostumisen todennäköisyys. Käytettäessä Laser-kosmisia energiaasemia ulkoisena energianlähteenä ylikellotusalueelle ja raketteille, sääolosuhteet voivat vaikuttaa vain liikeradan ilmakehän osaan.

Moottorit, joissa käytetään ulkoisia massalähteitä

Lähes kaikissa aiemmin keskustelluissa moottorijärjestelmissä massa, josta raketti hylätään (hylätty paino), konsentroidaan raketin aluksella. Massan tallentaminen vaatii säiliöitä ja sen tukirakennetta, mikä lisää voimakkaasti raketin massaa, rajoittaa sen lähtömassaan ja vähentää tämän massan käyttökelpoisen kuormituksen massan ominaisuutta. Täältä luonnollisesti halu käyttää ulompien massojen rakettimoottoreissa aivan kuten maa- ja lentoliikenteessä, kun joko maa tai sen ilmapiiri käytetään hävitetyn massana.

Paljon tutkimusta maan ilmapiirin käytöstä Maan pinnasta lähtien on suoritettu. Samanaikaisesti odotettiin kaksinkertainen voitto. Ensinnäkin, happi ilmassa voi olla polttoaineen hapettava aineen rooli, joka on myrkytetty raketin päälle, mikä vastaa raketin kokonaisergiavarauksen kasvua. Toiseksi hävitetyn massan määrän kasvu vähentää päättymisnopeutta, ja näin ollen vetovoima nousee lentoreitin alkuperäiselle osalle. Lisäksi tietyllä moottoriteholla johtuen ylimääräisen hylätyn massan vuoksi voit lisätä himoa ja suorittaa suurien aloitusmassan ohjuksia.

Happea ja ylimääräisen massan lähteenä ilmaa käytetään laajalti nykyaikaisessa kaasuturbiinissa ja suoravirtausilma-moottoreissa (VDD).

WFD: n toimintaperiaate on se, että moottorin syöttäminen ilma-aluksen nopeudella lisää nopeutta moottorissa olevan energian vuoksi. Ilman nopeuksien ero moottorin sisäänkäynnin ja sen ulostuloon, joka kerrotaan ilman massavirta, on vain yhtä suuri kuin moottori. Koska tietyn energian vapautumisen myötä ja muillakin asioilla on yhtä suuri, ilman nopeuden suhteellinen kasvu laskee, sitten ilma-aluksen nopeuden kasvu vähenee asianmukaisesti VDD: ää.

Ulkopuolisen massan käyttämistä moottoreiden lennonopeuden rajoituksia voidaan merkittävästi pienentää, jos ydinreaktioenergian levittäminen, ottaen sen ilmaan tai suoraan (sekä kaasufaasireaktoreihin) että sähkön lähteestä. Ensimmäisessä tapauksessa radioaktiivisten tuotteiden poistaminen ilmakehään tapahtuu toisessa, koska sivuvirtalaitoksen suuret massat johtuvat maan pinnalta mahdottomaksi. Siksi ulkoisen massan käyttöä tällaisissa moottoreissa pidetään vain ulkotilassa.

Koska aineen alhainen tiheys avaruudessa perinteiset ilmakokoelmat putken muodossa kentällä on järkevää hyvin alhaisella kierroksella (100-120 km). Korkean korkeuden vuoksi ilmanottoaukon tehokkuutta voidaan merkittävästi lisätä, jos moottori on varustettu magneettikentällä (solenoidi). Interplanetaarinen väliaine on ionisoitu kaasu (plasma) ja ionisointiaste kasvaa poistumalla maasta ja alkaen 10 000 km: n korkeuksista lähes täydellinen ionisointi tapahtuu.

Kuten jo mainittiin, plasman hiukkasten liikkuminen magneettikentän virtajohtojen yli on vaikeaa ja magneettikenttä voi toistaa suppilon roolia, joka ohjaa varautuneiden hiukkasten virtauksen moottoriin. Tämän seurauksena tehokas masentavan alue, jossa käytännöllisesti saatavana magneettikentät voivat lisätä useita tuhat kertaa.

Esimerkiksi magneettikentän lähde kierros muodossa, jonka läpimitta on 15 m ja magneettikentän induktio 10 Tc: n keskellä, alue, jolla plasman virtaus kerätään, tulee olemaan Noin 2 km 2. Moottori, jolla on samanlainen painonottoa alhaisella kierroksella 100 km / s: n nopeudella, voi aiheuttaa työntövoiman 2 kgf: n ja kuluttaa tehoa 200 kW: n työntövoiman luomiseksi.

Tällaiset moottorit voivat olla sopivia kuljetustoimintaan kierroksen välillä, joiden korkeus on 300-10 000 km. Väliaineen tiheys on erittäin pudonnut ja interplanetaarisessa tilassa hiukkaspitoisuus on vain 10 cm -3, joka vastaa 10 - 20 kg / m3 tiheyttä. Kuvittelemaan tällainen käsitys aineelle, käytämme tunnetun englantilaisen tähtitieteilijän J. farkut: "Yksi lennon uloshengitys voi täyttää tällaisen tiheyden koko katedraalista . "

Maan virtaus moottorin läpi kasvaa tietenkin kasvavan raketinopeuden kanssa, mutta samanaikaisesti johtuen virran energian lisääntymisestä, jossa on magneettikentän jännitys, magneettisen saantimen tehokas koko laskee. Tämän seurauksena massan kulutus kasvaa vain suhteessa kuutioiden juureen nopeudesta.

Jos moottori, joka on varustettu magneettisella massan keräilijällä, on puhdas ioninen (ilman hylättyjen hiukkasten varausta), sitten ulomman massan virtauksen kasvu on mahdollista raketin sähköisen varauksen ulkoasun vuoksi. Esimerkiksi, jos moottori nopeuttaa positiivisesti varautuneita ioneja, se hankkii negatiivisen varauksen ja alkaa houkutella ulkotilan ioneja. Nämä ionit magneettikenttä voidaan ohjata kiihdyttimeen ja sitä käytetään työfluidina.

Kuitenkin tämän massan riittävän suuren kulutuksen hankkiminen interplanetaarisen väliaineen tiheydellä tarvitaan erittäin suuria rakettipotentiaaleja suhteessa ympäröivään tilaan. Aluksesta, jonka halkaisija on 15 m, potentiaalinen 10 6 massan virtauksessa, 4 · 10 - 8 kg / s. Kun tämän langan seisokit sanotaan, potentiaali on 10 kertaa suuri, moottorin työntövoima on 0,03 kgf. Mutta 10 7 B: n potentiaalisten erojen nopeuttaminen vastaa ternukleaaristen reaktioiden aikana syntyneiden hiukkasten energiaa. Tässä tapauksessa, jos käytämme niitä hävitetyksi massaksi, kosmisen plasman ionien lisääminen ei anna huomattavaa hyötyä työntövoimasta.

Kaikkien edellä mainittujen yhteenlaskettu, voidaan päätellä, että interplanetarin käyttö ja vieläkin enemmän siten interstellar-väliaine, koska rakettimoottoreiden työryhmä tulee mahdolliseksi, jos magneettikentän olemassa olevien lähteiden ominaisuudet kasvavat satoja tuhansia ajat. Tämän korotuksen tavoitteet ovat tällä hetkellä jopa tuntemattomia.

Yhteyslaitoksessa on kuitenkin riittävä määrä Macrotel - planeetat, niiden satelliitit, asteroidit, meteoritit. Emme koske kallioiden suoria kulutusta, joka perustaa kosmista elimiä ja niiden ilmakehää. Periaatteessa aineet, joista kosmiset elimet koostuvat, voidaan soveltaa missä tahansa tässä kuvatusta moottorista. Harkitse vain MAKROTELin kosketusmenetelmiä.

Vahvimmin ulkotilassa esitetään gravitaatiovaikutus. Valitettavasti mahdollisuus käyttää nopeuttamaan avaruusalusta on voimakas. Itse asiassa kosmisen rungon ohi, raketti nopeutuu sen vetovoiman takia, kunnes lähiverkko kulkee. Seuraavaksi sen jarrutus alkaa ja raketin kineettisen energian kokonaismäärä on nolla. Jos pienimmän lähentymisen jälkeen olisi mahdollista tehdä voimavoiman voima tai muuttaa sen merkkiä päinvastoin, niin monet avaruuslennon tehtävät olisi helppo ratkaista. Valitettavasti nykyaikainen tiede ei edes tiedä, onko tällaiset manipulaatiot gravitaatiokentän kanssa yleisesti.

Joissakin tapauksissa gravitaatiovaikutusta voidaan kuitenkin käyttää massan alalaitoksen vähentämiseen. Tämä pätee ensisijaisesti kääntämällä avaruusaluksen kiertoradalle. Esimerkiksi geostationaarisen satelliitin aloittaessasi kuun läppä, voit vähentää työfluidin virtausnopeutta 10% verrattuna suoraan käynnistykseen. Lisää "Togo, moottorijärjestelmät, jotka toimivat gravitaatiokentän inhomogeenisuhteista, joita ei tarvita painon alalla painovoiman siirtämiseksi kentällä.

Työnsä periaate perustuu niin sanottujen vuorovesivoimien käyttöön (kuvio 14). Jos kaksi massaa liittyy kaapeliin pyörivällä maapallon keinotekoisen satelliitin kiertoradalla, sitten yleisesti tällainen järjestelmä liikkuu nopeudella, joka vastaa massan keskuksen kiertoradan. Tämän seurauksena maasta kaukaisimmalla massalla on suurempi nopeus kuin tasapainon liikkeen kannalta, ja siksi ylimääräistä keskipakoisvoimaa olisi käytettävä siinä. Maapallon läheisyydessä päinvastoin nopeus on pienempi kuin tasapaino ja liiallinen gravitaatiovoima, joka on yhtä suuri kuin ylemmassa massassa käytetty vastustettu voima.

Näitä voimia kutsutaan vuoroveksi. He venyttävät kaapelia ja raznaya-kaapelia kitkalla voimme työntää vuorovesivoimat toimimaan. Tämä työ suoritetaan järjestelmän kineettisen energian kustannuksella, ja sen seurauksena painopiste menee alemmalle kiertoradalle. Samoin planeettojen väliset vuorovesivoimat aiheuttavat keskinäistä lähentymistä. Esimerkiksi kuun aiheuttamat valtamerivesi, seurauksena maan pinnalle kitkaa, johtaa kuun ja maan välisen etäisyyden vähenemiseen.

Ja päinvastoin tekemällä työtä vuorovesivoimien toimintaa vastaan, voit lisätä järjestelmän painopisteen kiertoradan. Jos haluat toistaa syklin massojen täydellisen lähentämisen jälkeen, niiden on painettava, kun vapaasti liukeneva kaapeli. Mutta tällaisen moottorijärjestelmän tehokkuus lähialueessa on hyvin pieni.

Kytkentävoimien suuruus on yhtä suuri kuin painovoiman kiihtyvyys kiertoradalla massojen välisen etäisyyden suhteessa kiertoradan säteelle. Kiertoradalla, jonka korkeus on 350 km etäisyydellä 10 km: n massojen välillä, se on 1,4 · 10 - 2 n / kg, geostanismin kiertoradalla - 7 · 10 -5 h / kg. Yhdessä lähiverkon syklissä suoritettu työ on vastaavasti 7 · 10 -2 ja 3,5 · 10 - 4 J / kg. Avaruusaluksen kääntäminen kiertoradalla 350 kilometrin korkeudella geostatiorraarisessa kiertoradalla (35 880 km), tarvitaan noin 10 8 sykliä. Vaikka oletamme, että jokainen sykli suoritetaan 1 s: lle, niin tällainen liike vaaditaan yli 10 vuotta.

Kuva. 14. "Gravitationation" -moottorin järjestelmä (nuolet ilmoitti vuorovesivoimien suuntaan): 1 - Hyödyllinen kuorma, 2 - kaapeli, 3 - Kaapelilaitteet, 4 - maa

On mahdollista, että kun ihmiskunta alkaa luoda siirtokunnia lähikaupungissa ja kuljetetaan monien miljoonien tonnien rahdin suurille kiertoradoille, niin pieni tapa siirtää sovelluksensa. Edut ovat ilmeisiä: täydellinen puuttuminen kulutusta massa ja matala voima moottorijärjestelmän.

Koska toisin kuin gravitaatiomainen vuorovaikutus, sähkömagneettinen vuorovaikutus ihmiset saivat hallita, sitten moottorijärjestelmien luominen Macotelin avulla tällä perusteella. Yksinkertaisimmassa tapauksessa tällainen moottori on varautuneiden hiukkasten kiihdytin. Kun kosminen runko liittää kosmisen rungon, se säteilytetään varautuneilla hiukkasilla (esimerkiksi elektronit). Tämän seurauksena kosminen elin ja raketti osoittautuvat vastakkaisten merkkien maksujen kuljettajiksi.

Maksujen vetovoima johtaa raketin kiihtyvyyteen. Raketin maksimaalisen lähestymistavan jälkeen kosmisen rungon avulla voit joko sammuttaa kiihdyttimen ja lataukset kompensoidaan nopeasti ulomman tilan plasmassa tai kunnes kosmisen rungon lataus säilyy, raketti uudelleen, Ja sitten vetovoima siirtyy repulsiovoimaan.

Tällaisen vuorovaikutuksen vuoksi raketin nopeuden kasvu on verrannollinen raketin ja varatun kehon potentiaaliseen eroon. Esimerkiksi avaruusalukselle, paino 10 tonnia, joiden potentiaalinen ero 10 6 nopeudelle voidaan nostaa 1 m / s ja 10 8 V - vastaavasti 100 m / s. Tällaisen kiihdytysmenetelmän tehokkuus kasvaa raketin suhteellisen nopeuden kasvuun ja varautuneeseen kehon ja nopeuksiin, B? LEED 10 km / s, voi nousta 20%.

Yhden latausjakson pienten nopeuksien ansioiden vuoksi tällaisia \u200b\u200bmoottorijärjestelmiä on suositeltavaa soveltaa niillä avaruusalueella, joissa kosmisen elinten kokoukset ovat melko usein (esimerkiksi asteroidien hihnassa). Lisäksi rakettien sähköstaattinen kiihdytys voi olla käyttökelpoinen suurille rahtiliikenteille maapallon satelliittien kiertoradan. Sitten voidaan suorittaa seuraava lentojärjestelmä. Toisessa toisessa vasta-ystävällinen kiertorata (kiertoketju) on näytetty satelliittijärjestelmä, joista osa on varustettu varautuneiden hiukkasten kiihdyttimillä. Vastavalvonnan vasta-satelliittien lataaminen Voit muuttaa koko järjestelmän kiertoradan parametreja. Samanaikaisesti kaikki tällaisen kiihdytysmenetelmän tehokkaan käytön edellytykset ovat tyytyväisiä: koko kokoustaajuus ja suuret suhteelliset nopeudet.

Yksi avaruusaluksen sähköstaattisen kiihtyvyyden olennaisista puutteista on niiden pinnan pommitus avaruusplasmapartikkeleilla, nopeutettu suuriin energioihin laitteen sähkökentällä. Tämän seurauksena gamma- ja röntgensäteilyalueiden tunkeutuva säteily tapahtuu. Tämä haitta ei ole poissa, kun käytät magneettista vuorovaikutusta.

Jos raketti on varustettu magneettikentän lähde, se vuorovaikuttaa maapallon magneettisten kenttien, planeettojen ja rauta-nahkaisten asteroidien kanssa. Kosmisen magneettikenttien vahvuus on useita suuruusluokkaa vertailukelpoisissa sähkökentillä. Valitettavasti magneettikentällä on dipoli-merkki, ja sen tehon vuorovaikutus ilmenee vain inhomogeenisuuksien (kaltevuus) läsnä ollessa. Kosminen kenttägradientti on hyvin pieni: vuorovaikutuksen voiman saamiseksi, esimerkiksi 0,1 kgf, maan magneettikenttä, tarvitaan solenoidi, jolla on yli 10 6 ampeeria ja halkaisija 100 m. Olemassa olevilla menetelmillä raketin magneettikentän tuottamiseksi tällaisella solenoidilla, vaikka laiminlyömme hyötykuorman massa, on kiihdytys vain 10 -6 m / s 2.

Lupaampaa on magneettisten järjestelmien käyttö aiemmin sitovalla kuljetuksella satelliittien ryhmien kuljetuksen aikana, pyörivät vasta-orbit. Tällaisten laitteiden keskinäisen vetovoiman tai kaatumisen vuoksi voit muuttaa orbitaalisen nopeudensa. Kuitenkin magneettikentän jälkeen sen dipolin luonteen vuoksi se laskee suhteessa etäisyyden Kuubaan, ja sähköaukiot, tällaiset moottorijärjestelmät luopuvat sähköstaattisista massaominaisuuksissaan.

Sähkömagneettisuuden moderni teoria mahdollistaa magneettisten monopolien olemassaolon - sähköiset lataukset analogit. Jos tällainen monopoli havaitaan ja ne voidaan saada riittävässä määrin, valtava mahdollisuus aukea ennen avaruusteknologiaa. Raketti, jolla on monopoli magneettinen maksu, voisi alkaa maapallon pinnalta ilman minkään osan massaa koskevan puolen kustannuksia vain vuorovaikutuksessa sen magneettikentän kanssa ja edelleen edelleen kiihdyttää interstellar- ja interplanetaatiopelloissa.

Oikeudesta syntyä ja selviytyä

Polku uudentyyppisten moottorijärjestelmien kaivoksista ja vaikeista, ja ne yleensä luodaan vain siinä tapauksessa, että niiden etuja suhteessa olemassa oleviin ei ilmaistu kiinnostuksen yksiköissä, mutta muuttaa tilannetta merkittävästi. Kumpikin liikennetoiminnan taloudelliset indikaattorit parantuvat radikaalisti tai ne mahdollistavat ongelmien ratkaisemisessa, joita ei ole ratkaistu olemassa olevilla keinoilla.

Mitkä ovat mahdollisuudet erilaisten moottorijärjestelmien ratkaisemisessa ongelmien ratkaisemisessa astronautiona?

Suurten rahtivirtojen organisointi virtaa maan pinnalta matalalle kiertoradalle. Tehtävä ratkaistaan \u200b\u200bvain suurilla työntömoottoreilla, joten on suositeltavaa tarkastella tällaisia \u200b\u200bkeinoja, kuten kemiallisia moottoreita, lämpöä ydinvoimalaitteita ja lämpöteknisiä moottoreita, joilla on energialähde. Ilmoitetuista moottoreista tärkein rooli vetäytymisongelman ratkaisemisessa matala kiertoradalle kuuluu ja pitkään kuuluu kemiallisiin moottoreihin. Energia- ja vetoominaisuuksien mukaan kaasufaasi ydinmoottorit ja lämpötekniset moottorit soveltuvat tämän ongelman ratkaisemiseen, mutta ilmakehän radioaktiivisen infektion vaara on liian suuri.

Yleensä on huomattava, että rahtiliikenteen tehostamalla maapallon pinnasta alhaisiin kiertoratkaisuihin, jotka vaikuttavat luonnollisiin prosesseihin irrotusvälineiden suhteen, hankkivat suuremman merkityksen. Käynnistävien ja suhteellisten "matala kapasiteetin" vaihdettavien ja suhteellisten "matala-kapasiteetin voimakkuus ilmakehässä ja ionosfäärissä pystyvät kompensoimaan ohjusten aikana muodostettujen parametrien paikalliset häiriöt. Esimerkiksi "ikkunan" kiristämisprosessi tapahtuu otsonikerroksessa, kun jälkimmäinen vuorovaikuttaa rakettirapelin kanssa. Luonnon ympäristön korvausominaisuudet eivät kuitenkaan ole rajoittamaton, ja sitä ei voida harkita.

Vaatimus vähäisistä vaikutuksista luonnollisiin prosesseihin, ilmeisesti, toimii edelleen kannustimena ulkoisten energialähteiden ulkoisten energialähteiden avulla. Koska moottoreissa, joilla on ulkoisia energialähteitä (erityisesti laserlähteitä), voidaan käyttää monenlaisia \u200b\u200baineita työfluidina, voidaan näyttää mahdollisuutta valita työfluidi, jolla on vähäinen vaikutus luonnollisiin prosesseihin, saattaa ilmetä .

Toinen houkutteleva puoli moottoreiden käytöstä kiertoradallisissa työkaluissa on se, että laitteiston monimutkaisin osa (energianlähde ja laserlähde) ovat laitteen ulkopuolella, ei altistu erottamisen vaikutukselle Vaihe (ylikuormitus, tärinä jne.), ja se on käytettävissä huoltoon ja korjaukseen. Lopuksi tällainen poistojärjestelmä on moninkertainen käyttöjärjestelmä (joka tapauksessa järjestelmän maadoitusosan laitteiden käyttö), mikä on erittäin tärkeä intensiivisen rahtiliikenteen järjestämiseksi.

Näistä syistä moottorit, jotka käyttävät maapallon tai lähialueiden kiertoradalla sijaitsevaa laserenergiaa, tulevaisuudessa vakava kilpailu perinteisessä eliminointimenetelmässä erityisesti suhteellisen pienen lastin massajohdon tehtävissä. Tällaisten järjestelmien syntymistä olisi odotettavissa seuraavan vuosisadan alussa, samoin, kun on suunniteltu toteuttamaan ensimmäiset sces, joilla on teollinen arvo.

Suurten kokoisten lastien kuljetus alhaisilla kiertoradoilla korkealla ja takana, kuljettaa samanlaista rahtia maan kiertoradasta kuuhun. Toisin kuin tavaroiden tuotos matala kiertoradalle, tämä toiminta voidaan suorittaa moottoreilla sekä suuri että pieni vetovoima. Kun käytät suuria työntömoottoreita, laite saavuttaa korkean kiertoradan tai kuun ympäristön paljon nopeammin kuin käytettäessä pieniä työntömoottoreita (yksiköitä ja kymmeniä kilogrammit). Korkean kierroksen hyötykuorman osuus kuitenkin riippuu työfluidin päättymisestä, ja tässä pienen työntövoiman moottorit voivat olla etuja verrattuna eräisiin suuriin työntömoottoreihin.

Erityisesti vertaileva analyysi tämän ongelman ratkaisemiseksi EDD- ja sähkömoottoriasemien avulla ydinvoimalaitosten kanssa osoittaa, että jos ensimmäisessä tapauksessa matalan kiertoradan osuus kiinteästä kiertoradasta on noin 30%, sitten Toisena - 60-65%. Tämä seikka voi olla ratkaiseva valittaessa toimitustyökaluja suurikokoisen lastin kuljettamiseen, kun määritettävä tekijä on yhden lennon kuljettamien lastin määrä eikä jälkimmäisen kesto.

Pienien työntömoottoreiden käyttö on ominaisuus siitä, että useille kuljetetuille tavaroille voi olla suuri etu: pieni työntövoima aiheuttaa pieniä ylikuormituksia. Tältä osin on olemassa tilaisuus kerätä suurikokoisia rakenteita matalalla kiertoradalla ja siirrä ne sitten korkeiksi estämättä rakenteellisesti luotujen ylikuormitusten kovaa vaatimuksia, jotka ovat ominaisia \u200b\u200bsuurten työntömoottoreiden käytöstä.

Seuraavien kahden vuosikymmenen aikana käydään ilmeisesti vain EDD- ja sähkövoimalaitoksia, joissa on aurinkokäyttöisiä akkuja tai ydinvoimalaitoksia.

Tulevaisuudessa kiertoradan kuljetuksen ja rajojen osalta kuun voidaan käyttää (ja melko tehokkaasti) moottoreita, joilla on ulkoiset keinotekoiset energialähteet. Siten lasersäde voidaan käyttää energialähteenä samoille sähkökäyttöisille moottoreille, mutta tietenkin paljon tehokkaammin käyttää energiaansa suoraan työfluidin nopeuttamiseksi

Luonnollinen kysymys, jossa keskusteltiin lasermoottoreiden käytöstä jopa 300 tuhatta kilometrin etäisyyksillä: Mitkä ovat asennuksen parametrit, jotka suorittavat sähkömagneettisen energian muodostumisen tällaiseen etäisyyteen ilman merkittäviä tappioita?

Laskelmat osoittavat, että 300 tuhatta kilometriä etäisyydellä on oltava antenni laitteessa ja antennin energiaasemalla koossa 30-40 m. Ja pinnan valmistuksen tarkkuus näissä antenneissa olisi pidettävä jopa 0,1 mikronia. Täältä on selvää, että tällä tavalla saadun energian käyttö suuren työntövoiman luomiseksi on äärimmäisen vaikeaa. Toisaalta lähetetään tällaisella ainutlaatuisella kanavalla suhteellisen pieniä kapasiteettia (jopa useita megawatteja), on tuskin suositeltavaa ainakin syystä, että laitteen vastaanottavan antennin sijasta on kannattavampaa sijoittaa aurinkopaneeli.

Ilmeisesti ilmeisesti on vaihtoehtoja moottorijärjestelmien käyttämiseen, jotka käyttävät lasersäteilyä korkean saastuneiden kuljetustoimien ja lastinkuljetuksen kuuhun, perusteltua sekä teknisestä että taloudellisesta näkökulmasta. On olemassa teknisiä vaikeuksia ja ongelmia tällä tiellä, mutta ne esitetään melko voittaneet osana nykyaikaisen teknologian kohtuullista ekstrapolaatiota.

Päällekkäiset interplanetaariset lennot. Lukuisat Automaattisten asemien lentoliikenteen ja aurinkokunnan kaukainen planeettojen lennot loivat vaikutelman, että tämä on tänään tänään tänään kuin huomenna. Joka tapauksessa miehitetyt lennot Mars ja Venus ovat pitkään lopettaneet tieteiskirjallisuuden kohteena. Samanaikaisesti näiden tehtävien mahdollinen ratkaisu nykyaikaisen teknologian puitteissa, toisin sanoen vain EDD: ssä, se näyttää erittäin suurelta osin ja erittäin kalliiksi. Yksi Marsin eniten "vaatimattomista" vaihtoehdoista, joka tarjoaa interplanetaarisen laivan 50 tavan hyödyllisen kuorman aluksen ja polttoaineen elementit yhteensä 500-700 tonnin kokonaispainosta " Saturn-5 "raketit.

Mutta alkuperäinen massa itse pelottaa, mutta tarve suorittaa suuri määrä monimutkaista asennustyötä avaruudessa. Kumulatiivisen hyötykuorman poistaminen 500 - 1000 tonnia, kuten jo todettiin, on tavallinen tehtävä johtaville kosmisille voimille 80-luvun loppuun mennessä. On syytä huomata, että sammalen lentoongelman ratkaisemiseksi pienen vetovoiman ja YAU: n sähkömoottoreiden avulla tai kiinteän faasin ydinreaktorin käyttäminen nopeudella noin 9 km / s, tukiorubit: n massa on 150-200 tonnia. Marsin retkikunnan kesto kaikissa tapauksissa suunnilleen sama - 2 vuotta 8 kuukautta.

Retkikunnan pituuden väheneminen edellyttää energian kasvua suuruusluokkaa. Samaan aikaan planeettojen retkien lasku on erittäin toivottavaa. On olemassa laajat mahdollisuudet moottoreille, joilla on korkeat energiaindikaattorit, erityisesti kaasufaasi ydinmoottorit, termonukleaariset ja impulssimonukarit. On helppoa nähdä, että puhut ovat noin moottorit, ongelma nykyaikaisten teknisten valmiuksien luomisesta. Tältä osin joka tapauksessa miehitettyjen interplanetaaristen lentojen ensimmäisissä vaiheissa voidaan saavuttaa merkittävää voittoa käyttämällä moottoreita, jotka käyttävät sähkömagneettisen säteilyn ulkoisia lähteitä korkeina työntömoottoreina kiertoradalla.

Taulukossa esitetään erilaisten moottoreiden eri tyyppisten moottoreiden vertailevia ominaisuuksia. 2.

Taulukko 2

Retket Marsissa

Ovatko lennot tähdisiin todellisiin? Nykyaikaisten ideoiden mukaan fotonit moottorit sopivat parhaiten keskipitkille lennoille, mikä käyttää aineen tuhoutumisen reaktiota anttimatismin kanssa. Kuitenkin ratkaisu tällaisten moottoreiden luomisen ongelmaan sekä polttoaineen tuottamisen ongelmista tähän mennessä nykyaikaisen teknologian mahdollisuuksista, joita resepti on selvästi pesemätön.

Ryhmä englantilaisia \u200b\u200btutkijoita yritti analysoida miehitettyjen lentojen ongelmaa lähimpään tähtiin (Proxima Centauri, Centaurus, Bernardin tähti), joka perustuu liian pitkälle ekstrapoloimalla nykyaikaisiin teknologisiin valmiuksiin. Järjestelmistä, jotka mahdollistavat nykyaikaisen teknologian näkökulmasta sähkövoimalaitoksen, kiihdytysjärjestelmän, jolla on kiihdytysjärjestelmä säde-energiaa kosmisen pohjalta laser, aurinkoiset kesäjärjestelmät, ydinmoottoreita suurta työntövoimaa. Kuten se osoittautui, eriteltyjä moottoreita eri syistä ei voi ratkaista tehtävää, ja siksi.

Sähköreaktiivinen moottori ydinvoimalaitoksella antaa liian alhaiseksi nopeussarjan, mikä johtaa suureen matkan kestoon. Overclocking Systems kanssa RAY-energiaa kosmisen pohja-laserista ja aurinkoisessa järjestelmässä on pienempi massa verrattuna ydinvoimajärjestelmään, mutta muunnetun energian osuus (avaruusaluksen liikevaihdossa) on niin pieni, mikä myös vaatii pitkää ylikellotusaikaa. Ydinmoottorit Suuri työntövoiman mittatila "nerva" voi tarjota vaaditun kiihdytyksen. Kuitenkin tällaisten järjestelmien avulla saavutettavat viimeiset nopeudet, noin 10 km / s, ja tämä tarkoittaa, että massat ovat erittäin suuret suhde tarvittavan äärellisen nopeuden saavuttamiseksi. Kaikissa tällaisissa järjestelmissä vaaditun polttoaineen määrä tekee niistä realisoitumattomat.

Lähin lentokoneeseen sopivan moottorin järjestelmän toteuttaminen tähdille, kirjoittajat pitävät mikrokokoistuneen armeijan moottorin, jossa reaktion aloittaminen aikaisemmin kuvatun elektronisen kiihdyttimen avulla. Kirjoittajien päätelmät eivät kuitenkaan ole kiistaton. Asia on täällä sekä ehdotetun järjestelmän toteuttamisen mahdollisuuksissa ja kilpailevien järjestelmien läsnäollessa.

Jos haluat selkeästi kuvitella, mikä hypätä moottoreiden ominaisuuksissa pitäisi tapahtua siten, että interstellar lennot ovat mahdollisia, katsokaa pöytää. 3, jossa maapallon lentoja koskevat tiedot aurinkokunnan kaukaisimmalle planeetalle - Pluto.

Taulukko 3.

Lennot Plutoon.

Tämä tehtävä on paljon helpompaa kuin lentoa tähdet. Se riittää vertailemaan etäisyyttä, joka on voitettava tässä ja eri tapauksissa. Pluto auringonvalo, leviää nopeudella noin 300 000 km / s, sijaitsee 5 tuntia, kun taas lähimpään tähdet (? Centaurus) - 4,3 vuotta. Kuitenkin suora (eli ilman häiriöitä), Plutoon lennot voidaan suorittaa kohtuullisen ajan myötä, ellei moottorit ole parametreja, joiden toteuttaminen liittyy termonaulujen moottoreiden luomiseen. Jopa kaasufaasien ydinmoottoreiden ominaisuudet tämän tehtävän suorittamiseksi ei riitä.

Pohjimmiltaan vain sellaisten moottoreiden kynnyksellä kuin termonukleaarinen, on mahdollista vakavasti harjoittaa pilotoituja lentoja koko aurinkokunnassa. Sillä välin vain miehitettyjen orbitaalisten lentojen tarjoamista moottoriaineita voidaan pitää enemmän tai vähemmän. Siksi kaikista astronauticsin jo saavuttamat valtavat menestys vaaditaan kosmisen moottoritekniikan vallankumous (ja mahdollisesti yksi), joten miehitetyt lennot ensin ovat ensin kaukaisiin planeetoihin ja sitten aurinkokunnan todellisuuden ulkopuolelle.

4. s. Peitteet

Toteaa

1

On huomattava, että kuun saavuttamisohjelma maksaa noin 24 miljardia dollaria. Marsin Expedition ohjelman kustannukset arvioidaan 70-80 miljardilla dollarilla.

2

Tietenkin, jos kuussa oli rakettipolttoaineiden varauksia, sitten tyhjien säiliöiden täyttö antaisi vielä suuremman voiton ruokavaliossa. Mutta tällainen tankkaus vastaa energian alaryhmän kasvua, joten optimaalista voimassaolon päättymistä koskevia näkökohtia ei sovelleta.

3

Rakettiteknologiassa moottoreiden ominaisuutta vanhentumisnopeuden sijasta käytetään usein toisella vastaavalla konseptisella (spesifisellä impulssilla), joka on numeerisesti yhtä suuri kuin viimeinen syksy (9,81 m / s 2) , ja se on vastaavasti mitattuna muutamassa sekunnissa. Spesifinen veto vastaa työntöfluidin virtausta, joka painaa 1 kg 1 s. Tulevaisuudessa meillä on myös viimeinen käyttökohde. Joidenkin työlaitosten spesifisen tunnisteen arvot esitettiin taulukossa. yksi.

4

Väliaikaiset ratkaisut ovat mahdollisia, kun suurin osa uraanista on kiinteässä tilassa, mutta vain pieni osa siitä kaasumaisessa vaiheessa. Mutta sitten on vaikea saada työryhmän korkea lämpötila, koska suurin osa energiasta vapautuu suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa.

5

Lentokone-altaassa nopeuden työntövoima on todella monimutkaisempi. Aluksi se kasvaa lämpökierron tehokkuuden vuoksi, koska suurnopeuspaine kasvoi, puristusaste nousee. Kuitenkin tietystä nopeuden arvosta, se muuttuu vähemmän.

Olisi mahdollista aloittaa tämä artikkeli perinteisellä kappaleella siitä, miten Science Fiction-kirjailijat esittivät rohkeita ideoita ja tiedemiehet muodostavat ne elämään. Voit, mutta en halua kirjoittaa postimerkkejä. On parempi muistaa, että nykyaikaiset rakettimaksut, kiinteä polttoaine ja neste, ovat yli epätyydyttäviä ominaisuuksia suhteellisen kaukaisista etäisyyksistä. Voit tuoda kuorman maan kiertoradalle, jotta voit toimittaa jotain kuuhun - myös, vaikka se maksaa tällaisen lennon enemmän. Mutta lentäminen Marsille tällaisten moottoreiden kanssa ei ole jo helppoa. Ne antavat polttoaineen ja hapettavan aineen tarvittaviin tilavuuteen. Ja nämä volyymit ovat suoraan verrannollisia etäisyyteen, joka on voitettava.

Vaihtoehto perinteisille kemiallisille rakettimoottoreille - sähkö-, plasma- ja ydinvoimalaitteet. Kaikista vaihtoehtoisista moottoreista vain yksi järjestelmä on saavuttanut moottorin kehittämisvaiheen (piha). Neuvostoliitossa ja Yhdysvalloissa, viime vuosisadan 50-luvulla, työ alkoi ydinrakennusmoottoreiden luomisesta. Amerikkalaiset työskentelivät molemmat vaihtoehdot tällaiselle voimalaitokselle: suihku ja pulssi. Ensimmäinen konsepti koskee työfluidin lämmitystä ydinreaktorin avulla, jota seuraa päästöt suuttimen läpi. Immiulsiopiha vuorostaan \u200b\u200bsiirtää avaruusalusta johtuen pienen ydinpolttoaineen peräkkäisten räjähdyksien vuoksi.

Myös Yhdysvalloissa keksittiin Orion-projekti, joka yhdisti molemmat telakan variantit. Tämä tehtiin seuraavasti: Aluksen hännän osaan pienet ydinmaksut heitettiin noin 100 tonnin kapasiteettiin TNT-ekvivalentissa. Seuraavat ne, metallilevyjä. Etäisyydellä aluksesta heikennettiin maksu, levy haihdutettiin ja aine tajettiin eri suuntiin. Hän putosi aluksen vahvistetun hännän osaan ja siirsi sen eteenpäin. Pieni kasvu veto on antaa haihduttamalla lautan hosting blows. Tällaisen lennon erityisarvo olisi pitänyt olla vain 150 dollaria kilogrammaa kohti hyötykuormaa.

Jopa ennen testejä: kokemus on osoittanut, että peräkkäisten pulssien avulla on mahdollinen liike, joka on riittävän lujuuden rehurevy. Mutta projekti "Orion" suljettiin vuonna 1965 ei-mahdollinen. Tämä on kuitenkin ainoa nykyinen käsite, joka voi sallia retkikunnan ainakin aurinkokunta.

Ennen kokeneen kopion rakentamista oli mahdollista matkustaa vain reaktiivisella pihalla. Nämä olivat Neuvostoliiton RD-0410 ja amerikkalainen nervo. He työskentelivät saman periaatteen mukaisesti: "Tavallinen" ydinreaktori, joka on lämmitetty työfluidi, mikä, kun suuttimien päästöt luovat himoa. Molempien moottoreiden työryhmä oli nestemäistä vetyä, mutta Neuvostoliitossa käytettiin heptaania täyteaineena.

RD-0410-veto oli 3,5 tonnia, Nerva antoi lähes 34, mutta suuret mitat olivat 43,7 metriä pituutta ja 10,5 halkaisijaltaan 3,5 ja 1,6 metriä vastaan \u200b\u200bNeuvostoliiton moottorista. Samaan aikaan amerikkalainen moottori menetti kolme kertaa Neuvostoliiton resurssi - RD-0410 voisi työskennellä tunnin ajan.

Kuitenkin molemmat moottorit, vaikka näkymät huolimatta pysyivät maan päällä ja eivät lentäneet missään. Tärkein syy molempien hankkeiden sulkemiseen (Nervo 70-luvun puolivälissä, RD-0410 vuonna 1985) on rahaa. Kemiallisten moottoreiden ominaisuudet ovat huonompi kuin ydinvoima, mutta yhden laivan käynnistämisen hinta, jolla on sama hyötykuorma, voi olla 8-12 kertaa samaa "unioni" käynnistää EDR: n kanssa. Ja tämä ei kuitenkaan sulje pois kaikkiin ydinmoottoreihin tarvittavat kustannukset käytännön käyttöön.

Päätelmä "halpojen" kuljetusten toiminnasta ja viimeaikaisten vallankumouksellisten läpimurtojen puuttuminen avaruusteknologiassa edellyttää uusia ratkaisuja. Tänä vuonna huhtikuussa Roscosmos A. Permanovin johtaja ilmoitti aikomuksensa kehittää ja ottaa käyttöön täysin uusi piha. Tämä on, Roskosmosin mukaan pitäisi parantaa merkittävästi "ympäristö" koko maailman Cosmonauticsissa. Nyt se osoittautui, kenen pitäisi olla seuraavassa astronautin vallankumoukselliset vallankumouksiksi: telakan kehittäminen on mukana FSUE-keskuksessa Keldysh. Yhtiön pääjohtaja A. Koglyov on jo edistynyt yleisölle, että uuden pihan alapuolella olevan avaruusaluksen luonnoksen hanke on valmis ensi vuonna. Moottorihankkeen on oltava valmis 2019, ja testit on suunniteltu 2025.

Kompleksi oli nimeltään TEM - kuljetus- ja energiamoduuli. Se kuljettaa ydinkaasun jäähdytettyä reaktoria. Suoraan propultery, ei vielä tunnistettu: joko se on jet-moottori, kuten RD-0410 tai sähköinen raketti moottori (ERD). Maailman viimeistä tyyppiä ei kuitenkaan ole massiivisesti käytetty: niissä on vain kolme avaruusalusta. Mutta ERD: n hyväksi, se, että moottoria ei voi tallentaa reaktorista, mutta myös monia muita aggregaatteja tai ollenkaan käyttää koko TEM-voimalaitoksena.

Venäjä keräsi ensimmäisen maailman
Ydinvoiman moottori

Joista jostain syystä sensaatiomainen uutinen 10. elokuuta maailmassa ja tiedotusvälineet olivat huomaamatta amerikkalaisen Fergusonin ja Wukhibyn tapahtumien taustalla.
Yritän täyttää tämän aukon ja laittaa artikkelin kokonaan periaatteen mukaan. Tietoja tällainen tapahtuma sinun täytyy tietää kaikki ja olen ylpeä tutkijoistamme ja maastamme.

Ydinmoottori kosmolille

"OJSC Mashinostroitelny -laitoksessa Elektrostalin lähellä Moskovaa, asiantuntijat kokoontuivat säännöllisen suunnittelun ensimmäisestä polttoaine-elementistä (YAEDU). Tämä on raportoitu Rosatom State Corporationin lehdistöpalvelu. Tärkein suunnittelija Reaktorin asennus on Nikieta.

Työ toteutetaan hankkeen toteuttamisen yhteydessä "Liikenne- ja energiamoduulin luominen megawatin luokkaan". OJSC Nikietin johtajan ja yleisen suunnittelijan mukaan Yuri Dragunov suunnitelman mukaan Yadun pitäisi olla valmis vuonna 2018, kirjoittaa nauhan.

"Reaktorin asennuksen kannalta valtion yritys" Rosatom "Kaikki menee suunnitelmien mukaan etenemissuunnitelman mukaan", sanoi Dragunov. Yaud on tarkoitus käyttää pitkän aikavälin avaruuslentoja ja pitkäaikaista työtä kiertoradalla. Erityisesti tämän laitoksen luominen mahdollistaa dramaattisesti Marsin Expedition kannalta tarpeellisen aikarajan vähentämisen.

Yadun hanke hyväksyi vuonna 2009 komissio Venäjän talouden nykyaikaistamisesta ja teknologisesta kehityksestä Venäjän presidentin johdolla. Sketch Design valmistui vuoteen 2012 mennessä

Tämä on hypätä tulevaisuudessa. Tämä moottori antaa meille mahdollisuuden pudota ensin Marsissa ja palata takaisin. Tämä on hyppy jo 22. vuosisadalla, kaikkien muiden erottaminen. Tänään Venäjä yrittää hallita avaruusteollisuutta, uusia kosmodromeja ja raketteja rakennetaan. Toivon, että voimme palauttaa kerran entisen Neuvostoliiton Cosmonauticsin suuruuden "

Jo tämän vuosikymmenen lopussa Venäjällä voidaan luoda avaruusalus interplanetaarisen matkan ydinvoimaa varten. Ja tämä dramaattisesti muuttaa tilannetta lähialueessa ja itse maan päällä.

Yaida itse on valmis lentoon vuonna 2018. Tämä ilmoitti Celdysh Centerin johtaja, akateemikko anatoly kitheev. "Meidän on laadittava ensimmäinen näyte (Megawatt-luokan ydinvoimala. - Noin." Asiantuntija online ") lentokokeille vuonna 2018. Hän lentää tai ei, tämä on toinen asia, voi olla jonoa, mutta sen on oltava valmis lennolle ", Ria Novosti siirsi hänet. Tämä tarkoittaa, että yksi avaruuskehityksen kunnianhimoisimmista Neuvostoliiton hankkeista tulee suoran käytännön toteutuksen vaiheeseen.

Vuonna 2010 Venäjän presidentti ja nyt pääministeri Dmitri Medvedev tilattiin tämän vuosikymmenen loppuun mennessä luomaan maakuljetus- ja energiamoduuli Megawatin luokan ydinvoimalaitoksessa. Tämän hankkeen kehittämisestä vuoteen 2018 saakka liittovaltion talousarviosta "Roskosmos" ja "Rosatom" on tarkoitus jakaa 17 miljardia ruplaa. 7,2 miljardia tästä määrästä osoitettiin valtion vastaus "Rosatom" Reaktorin asennuksen luomiseksi (Palazhalin tutkimuslaitoksen tutkimus- ja kehityslaitos), 4 miljardia Celdyshin nimeä ydinvoimalaitoksen luomiseksi. 5,8 miljardia ruplaa on tarkoitettu RKK: lle "energiaan" liikenne- ja energiamoduulin luomiseksi, eli vain puhetta, rakettili.

Mikä on Venäjän käytännön hyöty näistä kehityksestä? Tämä etu on paljon suurempi kuin 17 miljardia ruplaa, joita valtio aikoo viettää vuoteen 2018 lähtien johtavan ohjaajan ohjuksen perustamisesta ydinvoimalaitoksella, jonka kapasiteetti on 1 MW. Ensinnäkin se on voimakas laajennus maamme ja ihmiskunnan mahdollisuuksista lainkaan. Avaruusalus, jossa on ydinvoima, antaa todellisia mahdollisuuksia tehdä matkan Marsille ja muille planeetoille.

Toiseksi tällaiset alukset mahdollistavat voimakkaasti tehostamaan toimintaa lähes tyhjässä tilassa ja antavat todellisen mahdollisuuden KOON kolonisaation alkuun (ydinasemien maan satelliittilla on jo rakennushankkeita). "Ydinvoimalaitosten käyttöä pidetään suurille miehitetyille järjestelmille eikä pienille avaruusalukselle, joka voi lentää muuntyyppisillä laitoksilla käyttäen ionimoottoreita tai aurinkoenergiaa. Voit käyttää Yadua ionimoottoreilla inter-sitovalla uudelleenkäytettävällä hinalla. Esimerkiksi kuljettaa lastia alhaisten ja suurien kiertoradan välillä, asteroideihin. Voit luoda uudelleenkäytettävän kuun hinaajan tai lähettää retkikunnan Marsiksi ", sanoi professori Oleg Gorshkov. Tällaiset alukset muuttavat dramaattisesti avaruuskehityksen taloutta. Energian RCC-asiantuntijoiden laskelmien mukaan ydinvoiman kantaja-raketti takaa hyötykuorman poistamiskustannukset suitsukkeen kiertoradalle yli kaksi kertaa verrattuna nestemäisiin rakettimoottoreihin. Kolmanneksi nämä ovat uusia materiaaleja ja tekniikoita, jotka luodaan tämän hankkeen toteuttamisen aikana ja toteutetaan sitten muilla teollisuudenaloilla - metallurgia, koneenrakennus jne. Toisin sanoen tämä on yksi tällaisista läpimurtoprojekteista, jotka voivat todella työntää venäläistä ja maailmantaloutta.