Injini za nyuklia kwa ndege. Injini ya detonation ni ya baadaye ya injini ya Kirusi.

Ubinadamu daima umejitahidi kwa nyota, lakini tu katika karne ya 20, na maendeleo ya sayansi na teknolojia, inaweza kufikia nafasi isiyo na hewa. Ni vigumu kuepuka kivutio cha duniani, na kufikia lengo lilikuwa ni lazima kuunda kitu maalum. Mitambo ya roketi ilifanya njia kama hiyo ya harakati. Na ikiwa tunazingatia kile kilicho sasa, na kile kinachoweza kuonekana hivi karibuni, basi ni matarajio gani ya ulimwengu wa kawaida kufanya ubinadamu?

Je, injini ya roketi ni nini, na kuna aina gani ya aina gani?

Chini ya injini ya roketi, utaratibu ambao mwili wa kazi na chanzo cha nishati kwa kazi ziko katika njia za harakati yenyewe zinaeleweka. Ni njia pekee ya uondoaji wa bidhaa zenye afya katika obiti ya dunia, na pia inaweza kufanya kazi kwa nafasi isiyo na hewa. Kiwango kikubwa kinafanywa kubadili nishati ya mafuta katika kinetic, ambayo hutumiwa kama ndege ya ndege. Kulingana na aina ya chanzo cha nishati, kemikali, nyuklia na umeme wa roketi ya umeme kutofautisha.

Kama tabia ya ufanisi, dhana ya msukumo maalum (au kuingiza) hutumiwa: uwiano wa kiasi cha harakati kwa kiwango cha mtiririko wa maji ya kazi. Mahesabu katika m / s. Lakini hata kama injini za roketi zina msukumo mkubwa, hii haimaanishi kwamba hutumiwa. Kwa nini hii inatokea, utajifunza kwa kusoma taratibu za nyuklia na umeme.

Kemikali ya Rocket Engine

Wao ni msingi wa mmenyuko wa kemikali ambayo wakala wa mafuta na oxidizing kuja. Wakati wa mmenyuko, bidhaa za mwako zinawaka moto kwa joto kubwa, wakati wanapanua na kuharakisha katika bulzzles kisha kuondoka injini. Joto lililotolewa na injini hiyo hutumiwa kupanua maji ya kazi yenye kuonekana kwa gesi. Kuna aina mbili za utaratibu wa aina hii.

Injini za mafuta imara zina kubuni rahisi, ni za bei nafuu katika viwanda na hazihitaji gharama kubwa na maandalizi ya uendeshaji. Hii inasababisha kuaminika na desalinity yao. Lakini wakati huo huo, aina hii ina drawback muhimu - matumizi ya juu ya mafuta. Pia ina hapa ya mchanganyiko wa mafuta na oxidizer. Ufanisi zaidi, lakini wakati huo huo, injini ya roketi ya kioevu ni ngumu. Ni mafuta na wakala wa oksidi ni katika mizinga tofauti na dose hulishwa ndani ya bubu. Faida muhimu ni kwamba inawezekana kurekebisha kiwango cha malisho na, kwa hiyo, kasi ya ndege ya ndege. Pamoja na ukweli kwamba injini hizo za roketi zina msukumo mdogo, huendeleza traction kali. Mali hii imesababisha ukweli kwamba katika mazoezi hutumiwa pekee.

Injini ya roketi ya nyuklia.

Hii ni moja ya analogues inayowezekana kwa mifumo ya kisasa ya mwendo. Katika injini ya kombora ya nyuklia, mwili wa kazi unawaka kutokana na nishati inayotolewa wakati wa kuoza kwa mionzi au awali ya thermonuklia. Njia hizo zinakuwezesha kufikia msukumo maalum. Na traction yao ya jumla ni sawa na kiashiria hiki katika injini za kemikali. Lakini aina ngapi za utaratibu kulingana na nishati ya nyuklia zinajulikana? Jumla ya 3:

1. Radioisotope.
2. Nyuklia.
3. Thermonuklear.

Matumizi ya injini ya roketi ya nyuklia katika anga ya dunia ni badala ya shida kutokana na uchafuzi wa mionzi. Suluhisho linalowezekana kwa tatizo hili litakuwa aina ya awamu ya gesi.

Injini ya roketi ya umeme.

Aina hii ina uwezekano mkubwa wa maendeleo na matumizi ya baadaye. Injini za roketi za umeme hulisha matumaini makubwa. Kwa hiyo, msukumo wao maalum unaweza kufikia maadili ya kilomita 210 / s. Kutofautisha aina 3 za injini:

1. Electrothermal.
2. ELECTROSTATIC (Ionic Rocket Engine, kwa mfano).
3. Electromagnetic.

Kipengele (kinachoweza kusema kuwa ni faida na hasara) ni kwamba kwa ongezeko la msukumo maalum, ni lazima mafuta kidogo, lakini nishati zaidi. Kutoka kwa mtazamo huu, nafasi nzuri ina injini ya roketi ya ion inayofanya kazi kwenye gesi. Kwa sasa inatumika katika mazoezi ya kurekebisha trajectory ya vituo vya orbital na satelaiti. Vyanzo vidogo vya umeme katika nafasi ya nje, pamoja na matatizo na utendaji kwa urefu wa kilomita zaidi ya 100, wakati wanaingilia kati kwa matumizi yao yote. Uwezekano mkubwa wa matumizi ina injini za roketi za plasma ambazo maji ya kazi yana hali ya plasma, lakini kwa sasa tu katika jaribio.

Injini za roketi za kisasa zinakabiliwa na kazi ya kuondoa vifaa katika obiti, lakini haifai kabisa kwa usafiri wa muda mrefu. Kwa hiyo, hakuna decad ya kwanza ya miaka, wanasayansi wanafanya kazi juu ya kuundwa kwa injini mbadala za nafasi ambazo zinaweza kuzidisha meli kabla ya kasi ya rekodi. Hebu tuchunguze mawazo saba makubwa kutoka eneo hili.

Emdrive.

Ili kuhamia, ni muhimu kushinikiza kitu - sheria hii inachukuliwa kama moja ya nguzo zisizoweza kutumiwa za fizikia na cosmonautics. Kutoka ambayo hupigwa mahsusi - kutoka chini, maji, hewa au ndege ya gesi ya jet, kama ilivyo katika injini ya roketi, sio muhimu sana.

Jaribio la akili linajulikana: fikiria kwamba astronaut aliingia nafasi ya wazi, lakini cable kuunganisha na meli, bila kutarajia kuvunja mbali na mtu huanza polepole kuruka mbali. Yote anayo ni sanduku na zana. Je, ni matendo yake? Jibu sahihi: anahitaji kutupa zana mbali na meli. Kwa mujibu wa sheria ya kuhifadhi msukumo, mtu atashuka kutoka kwa chombo hasa na nguvu sawa, na nini na chombo kutoka kwa mtu, hivyo itakuwa hatua kwa hatua kuelekea meli. Hii ni traction ya tendaji - njia pekee inayowezekana ya kuhamia kwenye nafasi tupu ya nje. Kweli, EmDrive, kama maonyesho ya maonyesho, ina nafasi fulani ya taarifa hii isiyoweza kustahili kupinga.

Muumba wa injini hii ni mhandisi wa Uingereza Roger Shairst, akianzisha kampuni yake ya utafiti wa satellite propulsion mwaka 2001. Design Design ni kubwa sana na ni aina ya ndoo ya chuma, imetengenezwa kwa mwisho wote. Ndani ya ndoo hii ni mawimbi ya umeme ya magnetron - sawa na katika microwave ya kawaida. Na inageuka kuwa ya kutosha kuunda tamaa ndogo sana, lakini inaonekana kabisa.

Mwandishi mwenyewe anaelezea kazi ya injini yake kwa njia ya tofauti katika shinikizo la mionzi ya umeme katika sehemu tofauti za "ndoo" - katika mwisho mdogo ni chini ya pana. Kutokana na hili, upeo huu umeundwa kuelekea mwisho mdogo. Uwezekano wa operesheni hiyo ya motor ilikuwa changamoto zaidi ya mara moja, lakini katika majaribio yote ufungaji wa mwinuko unaonyesha uwepo wa kuingizwa katika mwelekeo uliopendekezwa.

Miongoni mwa wachunguzi ambao walijaribu "Bucket" ya Steer, mashirika kama NASA, Chuo Kikuu cha Ufundi cha Dresden na Chuo cha Kichina cha Sayansi. Uvumbuzi ulizingatiwa katika hali mbalimbali, ikiwa ni pamoja na Vacuo, ambako ilionyesha kuwepo kwa kupungua kwa microns 20.

Hii ni kidogo sana kuhusu injini za ndege za kemikali. Lakini, kutokana na ukweli kwamba injini ya mchezo inaweza kufanya kazi kama haina haja ya hifadhi ya mafuta (operesheni ya magnetron inaweza kutoa paneli za jua), inaweza uwezekano wa kuharakisha ndege kwa kasi kubwa kipimo kama asilimia ya mwanga kasi.

Ili kuthibitisha kikamilifu ufanisi wa injini, ni muhimu kufanya vipimo vingi zaidi na kuondokana na madhara ambayo yanaweza kuzalishwa, kwa mfano, mashamba ya nje ya magnetic. Hata hivyo, ufafanuzi mbadala unaowezekana wa kuingizwa kwa kawaida kwa injini ya injini, ambayo, kwa ujumla, inakiuka sheria za kawaida za fizikia.

Kwa mfano, matoleo yanawekwa mbele kwamba injini inaweza kuunda kusudi kwa sababu ya kuingiliana na utupu wa kimwili, ambayo katika kiwango cha quantum ina nishati isiyo ya sifuri na imejazwa na daima ya kuzaliwa na kutoweka chembe za msingi za kawaida. Nani hatimaye atakuwa sawa - waandishi wa nadharia hii, mipira wenyewe au wasiwasi wengine, tutajifunza katika siku za usoni.

Sail Sunny.

Kama ilivyoelezwa hapo juu, mionzi ya umeme huweka shinikizo. Hii ina maana kwamba ni kinadharia, inaweza kubadilishwa kuwa mwendo - kwa mfano, kwa msaada wa sails. Vivyo hivyo, jinsi meli za karne zilizopita zilipata upepo katika sails zao, ndege ya siku zijazo ingeweza kukamata jua au mwanga mwingine wa nyota katika safari zake.

Tatizo, hata hivyo, ni kwamba shinikizo la mwanga ni kidogo sana na hupungua kwa umbali wa kuongeza kutoka kwa chanzo. Kwa hiyo, kuwa na ufanisi, meli hiyo lazima iwe na uzito mdogo sana na eneo kubwa sana. Na hii huongeza hatari ya uharibifu wa muundo mzima wakati wa kukutana na asteroid au kitu kingine.

Jaribio la kujenga na kuzindua safari ya jua katika nafasi tayari imetokea - mwaka wa 1993, kupima kwa safari ya jua kwenye meli "Maendeleo" yaliyofanyika Russia, na mwaka 2010, Japan imetekeleza vipimo vya mafanikio kwenye njia ya Venus. Lakini hakuna meli iliyotumiwa meli kama chanzo kikuu cha kuongeza kasi. Kuahidi kidogo zaidi katika suala hili, mradi mwingine unaonekana kama meli ya umeme.

Sail ya umeme

Jua huangaza si photons tu, lakini pia chembe za umeme za dutu: elektroni, protoni na ions. Wote huunda upepo unaoitwa jua, kila mwezi huangaza kutoka kwenye uso wa tani milioni moja ya dutu.

Upepo wa jua unatumika kwa mabilioni ya kilomita na ni wajibu wa matukio ya asili katika sayari yetu: dhoruba ya geomagnetic na taa za kaskazini. Nchi kutoka upepo wa jua inalindwa kwa kutumia shamba lake la magnetic.

Upepo wa jua, kama hewa ya upepo, inafaa kabisa kwa kusafiri, ni muhimu tu kumfanya apige ndani ya meli. Mradi wa meli ya umeme iliundwa mwaka 2006 mwanasayansi wa Kifinlandi Pecken Yanhound, nje ya kawaida haina kawaida na jua. Injini hii ina nyaya kadhaa za muda mrefu, sawa na sindano za gurudumu bila rim.

Kutokana na bunduki ya elektroni inayotokana na mwelekeo wa harakati, nyaya hizi zina uwezo wa kushtakiwa. Kwa kuwa umati wa elektroni ni karibu mara 1800 chini ya Misa ya Proton, traction inayoundwa na elektroni haitakuwa na dhana. Sio muhimu kwa meli hizo na elektroni za upepo wa jua. Lakini chembe za kushtakiwa vizuri - protoni na alpha mionzi - zitashughulikiwa kutoka kwenye nyaya, na hivyo kuunda traction ya tendaji.

Ingawa traction hii itakuwa karibu mara 200 chini ya meli ya jua, shirika la nafasi ya Ulaya ni nia. Ukweli ni kwamba meli ya umeme ni rahisi sana kujenga, kuzalisha, kupeleka na kufanya kazi katika nafasi. Aidha, kwa msaada wa mvuto, meli pia inakuwezesha kusafiri kwenye chanzo cha upepo wa nyota, na sio tu kutoka kwao. Na tangu eneo la uso wa meli hiyo ni chini ya ile ya jua, basi kwa asteroids na takataka ya cosmic, ni hatari kidogo. Labda meli ya kwanza ya majaribio kwenye meli ya umeme tutaona katika miaka michache ijayo.

Ion Engine.

Mtiririko wa chembe za kushtakiwa kwa dutu, yaani, ions, si nyota tu zinazotolewa. Gesi ya ionized inaweza kuundwa na kwa hila. Katika hali ya kawaida, chembe za gesi ni electrically neutral, lakini wakati atomi yake au molekuli kupoteza elektroni, wao kugeuka katika ions. Katika wingi wa jumla, gesi hiyo bado haina malipo ya umeme, lakini chembe zake binafsi zinashtakiwa, na kwa hiyo zinaweza kuhamia kwenye shamba la magnetic.

Katika injini ya ion, gesi ya inert (Xenon hutumiwa) ni ionized na mkondo wa elektroni high-nishati. Wanaondoa elektroni kutoka kwa atomi, na wanapata malipo mazuri. Kisha, ions zinazosababisha huharakishwa katika uwanja wa umeme kwa kasi ya karibu 200 km / s, ambayo ni mara 50 zaidi ya kiwango cha gesi kumalizika na injini za ndege za kemikali. Hata hivyo, injini za kisasa za ion zina mzigo mdogo sana - kuhusu milligions 50-100. Injini hiyo haikuweza hata kuondoka kutoka meza. Lakini ana pamoja na kubwa.

Msukumo mkubwa unaweza kupunguza kiasi cha gharama za mafuta katika injini. Kwa ionization ya gesi, nishati iliyopatikana kutoka kwa paneli ya jua hutumiwa, hivyo injini ya ion inaweza kufanya kazi kwa muda mrefu sana - hadi miaka mitatu bila mapumziko. Kwa muda huo, atakuwa na muda wa kueneza ndege ya ndege ili kuharakisha kwamba injini za kemikali hazikuota.

Injini za Ion zimepunguza mara kwa mara expanses ya mfumo wa jua kama sehemu ya misioni mbalimbali, lakini kwa kawaida kama msaidizi, sio kuu. Leo, kama mbadala inayowezekana kwa injini za ion, zinazidi kuzungumza juu ya injini za plasma.

Injini ya plasma.

Ikiwa kiwango cha ionization cha atomi kinakuwa cha juu (kuhusu 99%), basi hali hiyo ya jumla ya dutu hii inaitwa plasma. Inawezekana kufikia hali ya plasma kwa joto la juu, kwa hiyo, katika injini za plasma, gesi ya ionized inawaka kwa digrii milioni kadhaa. Inapokanzwa hufanyika kwa kutumia chanzo cha nishati ya nje - paneli za jua au, halisi, reactor ndogo ya nyuklia.

Plasma ya moto huponywa juu ya bomba la roketi, kuunda tamaa katika mara kadhaa zaidi kuliko injini ya ion. Mfano mmoja wa injini ya plasma ni mradi wa Vasimr, ambao unaendelea tangu miaka ya 70 ya karne iliyopita. Tofauti na injini za Ion, plasma katika nafasi bado hazijajaribiwa, lakini pamoja nao hufunga matumaini makubwa. Ni injini ya plasma Vasimr ni mmoja wa wagombea kuu kwa ndege za manned kwa Mars.

Injini ya thermonuclear.

Ili kuimarisha nishati ya awali ya thermonuclia, watu wanajaribu kutoka katikati ya karne ya ishirini, lakini hadi sasa haikuwezekana kufanya hivyo. Hata hivyo, awali ya thermonuklia ya kudhibitiwa bado ni ya kuvutia sana, kwa sababu ni chanzo cha nishati kubwa zilizopatikana kutoka kwa mafuta ya bei nafuu sana - helya na isotopes hidrojeni.

Hivi sasa, kuna miradi kadhaa ya kubuni ya injini ya tendaji juu ya nishati ya awali ya thermonuklia. Waahidi zaidi ni mfano kulingana na reactor ya resion ya plasma. Reactor ya thermonuclia katika injini hiyo itakuwa chumba cha cylindral cha leshedi cha mita 100-300 kwa urefu na mita 1-3 mduara. Mafuta kwa namna ya plasma ya juu ya joto yanapaswa kutolewa kwa chumba, ambayo, kwa shinikizo la kutosha, huingia katika majibu ya nyuklia. Coils ya mfumo wa magnetic iko karibu na chumba lazima kushikilia plasma hii kuwasiliana na vifaa.

Eneo la mmenyuko wa thermonucleal iko kando ya mhimili wa silinda hiyo. Kwa msaada wa mashamba ya magnetic, plasma ya moto sana inatokana na bomba la reactor, na kujenga tamaa kubwa, mara nyingi zaidi kuliko ile ya injini za kemikali.

Injini ya antimathyteria.

Dutu zote zinazozunguka Marekani zina fermions - chembe za msingi na nusu ya spin. Hii, kwa mfano, quarks ambayo protoni na neutroni zinajumuisha nuclei ya atomiki, pamoja na elektroni. Wakati huo huo, kila fermion ina antiparticle yake mwenyewe. Kwa elektroni, kuna positron, kwa Quark - Antiquarian.

Anticascies zina molekuli sawa na spin sawa kama "comrades" ya kawaida, tofauti katika ishara ya vigezo vingine vya quantum. Kinadharia, kupambana na patches zinaweza kuteka antimatter, lakini hadi sasa hakuna mahali katika ulimwengu haujasajiliwa. Kwa sayansi ya msingi ni swali kubwa kwa nini sio.

Lakini katika maabara, unaweza kupata baadhi ya antimatter. Kwa mfano, jaribio hili lilifanyika hivi karibuni kulinganisha mali ya protoni na antiprotons zilizohifadhiwa katika mtego wa magnetic.

Wakati wa kukutana na antimatter na dutu ya kawaida, mchakato wa kuangamiza kwa pamoja ni akiongozana na splash ya nishati ya rangi. Kwa hiyo, ikiwa tunachukua nafasi ya dutu hii na antimatter, kiasi cha nishati zilizotengwa katika mkutano wao kitakuwa sawa na mlipuko wa "tsar-bomu" - bomu yenye nguvu zaidi ya hidrojeni katika historia ya wanadamu.

Aidha, sehemu kubwa ya nishati itatenganishwa kwa njia ya photoni za mionzi ya umeme. Kwa hiyo, kuna hamu ya kutumia nishati hii kwa ajili ya makazi ya nafasi kwa kujenga injini ya photon sawa na meli ya jua, tu katika kesi hii mwanga utazalishwa na chanzo cha ndani.

Lakini ili kutumia mionzi kwa ufanisi katika injini ya ndege, ni muhimu kutatua tatizo la kujenga "kioo", ambayo inaweza kutafakari photons hizi. Baada ya yote, meli kwa namna fulani inahitaji kushinikiza ili kuunda tamaa.

Hakuna nyenzo ya kisasa tu itaendelea kuzaliwa katika kesi ya mlipuko huo wa mionzi na mara moja kuenea. Katika riwaya zao za ajabu, ndugu wa Strugatsky walitatua tatizo hili kwa kuunda "kutafakari kabisa". Katika maisha halisi, hakuna kitu kama hii haikuweza kufanyika. Kazi hii, pamoja na kuundwa kwa idadi kubwa ya antimatter na hifadhi yake ya muda mrefu, ni kesi ya fizikia ya siku zijazo.

Utangulizi

Miongo miwili na nusu hututenga kutoka Oktoba 4, 1957, ambayo ilipangwa kugawanya historia ya wanadamu katika nyakati mbili: usahihi na nafasi. Wakati huu, kizazi kilizaliwa na kukua, ambayo ujuzi wa msingi juu ya nafasi haukupewa kutoka kwa riwaya Jules Verne, lakini kutoka kwa karibu kila siku ya mashirika ya telegraph, bajeti za televisheni na habari. Nafasi leo kwa kiwango kimoja au nyingine "Je," mamia ya maelfu ya watu katika maabara, vituo vya kisayansi, ofisi za kubuni, viwanda na viwanda. Kwa muda mrefu imekoma kuwa hisia, lakini ikawa muhimu sana. Vifaa vya kupima, mawasiliano ya cosmic, satellites ya hali ya hewa na mifumo ya urambazaji kwa kiasi kikubwa huamua kuonekana kwa wakati wetu.

Hata hivyo, hakuna ajabu ya barabara ya Cosmos inaitwa mwinuko. Si kila mtu anayetokea kwao kama ilivyopenda. Ilibadilishwa kwa kiasi kikubwa zaidi ya miongo miwili na nusu ya ufahamu wa vipaumbele kwa ajili ya maendeleo ya nafasi ya nje. Karibu si tu kwa wapenzi, sayansi ya uongo, lakini pia kwa wataalamu wa "Magus", mstari wa maendeleo ya Luna-Mars - zaidi ya kila mahali "ilibadilishwa kwa kiasi kikubwa na mahitaji na uwezekano wa jamii. Miradi kadhaa, kama vile mtu anayepanda Mars, alikuwa karibu na mbinu ya nafasi ya kitaalam kutekelezwa kwa kiwango cha sasa na wakati huo huo zaidi ya gharama za gharama za kiuchumi zinazokubalika.

Ukweli wa kukataa kufuata njia kuu "kuu" inaonyesha kuwa ulimwengu na sekta ya nafasi ikageuka kuwa muhimu sana sio kihisia na kisiasa, lakini pia ni sababu ya kiuchumi. Kuongezeka kwa gharama zaidi kuna haki tu ikiwa kuna athari ambayo inashughulikia sehemu kubwa ya vifungo inaweza kutarajiwa kutoka kwa zana zilizounganishwa. Mahitaji ya malipo ya kiuchumi ya mipango ya nafasi katika hatua hii mpya kwa kiasi kikubwa huamua njia za maendeleo ya cosmonautics kwa ujumla.

Katika brosha hii, jaribio lilifanywa kufikiria njia zinazowezekana za kuendeleza mifumo ya moto ya kesho. Kwa kawaida, katika shida kama hiyo na ngumu kama kujenga madawa ya kulevya, daima kuna ufumbuzi wa kazi sawa. Aidha, arsenal ya mawazo ya kiufundi na uwezo hujazwa mara kwa mara, na wengi wa wapya wanaweza kuwa katika kitu bora zaidi kuliko wale wanaojulikana leo. Kwa hiyo, wale kutoka kwa wasomaji ambao wangependa kupokea jibu wazi kwa swali la nini motors itakuwa na vifaa vya spacecraft, kusema, baada ya miaka 30-50, inawezekana kukata tamaa. Brosha haina jibu lisilo na maana kwa swali hili, na haiwezekani kwamba kwa ujumla inawezekana. Hapa, mawazo na miradi kadhaa ya jadi na mpya katika uwanja wa injini za nafasi zinazingatiwa, uwezo wao na kufuata kwa kazi hizo ambazo leo zitakuwa muhimu zaidi katika mtazamo usio na muda mrefu sana.

Kutoka kwa mtazamo wa matarajio ya injini ya nafasi, maelekezo makuu ya maendeleo ya teknolojia ya nafasi yanaweza kugawanywa katika makundi manne.

1. Shirika la mtiririko mkubwa wa mizigo (kadhaa na mamia ya maelfu ya tani kwa mwaka) kutoka kwenye uso wa dunia hadi chini. Hivi sasa, mtiririko huu wa mizigo ni mara 10 chini. Ongezeko kubwa la mtiririko wa mizigo ni muhimu wote kutatua kazi mpya za kimsingi (hasa, kuunda uzalishaji wa teknolojia ya cosmic na nishati) na kuhakikisha utafiti ulioendelea katika nafasi ya mbali.

2. Usafiri wa mizigo kubwa ya ukubwa na orbits chini na nyuma, kusafirisha bidhaa sawa na orbits karibu na ardhi kwa mwezi. Kwa matatizo mengi, uondoaji wa spacecraft kwenye orbit ya kumbukumbu ni hatua ya kati. Satellites ya mawasiliano, mifumo ya nishati iliyotajwa na bidhaa nyingine nyingi za nafasi zinapaswa kuwa iko kwenye njia za juu. Kwa hiyo, haja ya njia za kiuchumi kwa ndege za interboronal inakua.

3. Ndege za kupambana na haraka.

4. Kujenga ndege kwa ndege nje ya mfumo wa jua, uzinduzi wa ndege kwa nyota za karibu.

Ili kuimarisha injini za nafasi zilizozingatiwa katika brosha ya kidunia imegawanywa katika vikundi vitatu: 1) autonomous, inayojulikana kwa kuwa wao ni bodi ya nishati na maji ya maji; 2) mifumo ya magari na vyanzo vya nishati ya nje na 3) mifumo ya magari ambayo hutumia vyanzo vya nje vya wingi kama maji ya kazi.

Kikundi cha kwanza kinajumuisha kioevu na injini nyingine za roketi za kemikali, injini za nyuklia na nyuklia, katika injini ya pili ya nafasi ambayo hutumia kuharakisha maji ya kazi na nishati ya lasers au jenereta za ultra-frequency ziko nje ya ndege, pamoja na injini, ndani fomu moja au matumizi mengine ya nishati ya jua. Hatimaye, kikundi cha tatu kinajumuisha injini ambayo anga, kati ya interplanetary, miamba ya mwamba na asteroids hutumiwa kama maji ya kazi.

Mfumo wa magari ya uhuru

Uwezo wa mifumo ya magari ya uhuru. Jukumu la injini ya roketi ni kubadilisha aina yoyote ya nishati katika nishati ya kinetic ya roketi. Kwa mujibu wa kanuni inayojulikana ya harakati ya tendaji, uongofu huu unaweza kutekelezwa kwa kuacha molekuli msaidizi, i.e. kwa ujumbe na mwili wa kazi wa injini ya kasi. Kwa hiyo, mfumo wowote wa magari unapaswa kuhusisha chanzo cha nishati, chanzo cha molekuli inayoenea (mwili wa kazi ya mwili) na injini yenyewe ni kifaa ambacho nishati ya chanzo inabadilishwa kuwa nishati ya kinetic ya maji ya kazi.

Katika miradi ya injini, chanzo cha nishati na mwili wa kazi inaweza kuunganishwa. Kwa mfano, katika injini za miamba ya kioevu (EDD), nishati imetengwa kwa sababu ya mmenyuko wa kemikali ya vipengele vya maji ya kazi. Ikiwa chanzo cha nishati na mwili wa kazi ziko kwenye bomba, basi mifumo hiyo ya magari inaitwa uhuru.

Kutoka kwa sheria ya uhifadhi wa nishati, inafuata kwamba hali ya chini ya bonde la roketi inapaswa kuwa sawa na kiasi cha nishati ya kinetic ya mzigo muhimu na kazi iliyotumiwa juu ya kushinda mvuto na upinzani wa hewa wakati roketi itaanza kutoka kwenye uso ya dunia. Kwa mfano, gharama ya kuleta wingi wa kilo 1 wakati satellite bandia katika orbit imezinduliwa, 300 km juu ni 4.5 · 10 7 J.

Kwa kuwa gharama ya chanzo cha nishati pia inahitaji gharama ya operesheni, ni kuhitajika kutumia vyanzo vile ambavyo vinaweza kuongezeka kwa nishati kwa kila kitengo cha kitengo. Nishati inaweza kuhifadhiwa katika fomu tofauti - mitambo, umeme, magnetic, kemikali, nyuklia. Tabia bora zina vyanzo vya nishati kwa kutumia athari za kemikali na nyuklia.

Nguvu maalum za athari zilizotumiwa sasa na athari za kuahidi zinaonyeshwa kwenye meza. moja.

Jedwali 1.

Vigezo vya vyanzo vya nishati kwa aina mbalimbali za injini za roketi

Inaweza kuhitimishwa kutoka kwao ili kuzindua satellite ya dunia katika obiti, tunaonekana kuwa nishati ya kutosha iliyotolewa wakati wa mmenyuko wa mchanganyiko wa oksijeni yenye uzito wa kilo 3.5 au wakati cleavage ya uranium-235 ni 0.5 mg. Hata hivyo, jumla ya mabadiliko ya nishati iliyohifadhiwa kwenye bomba, katika nishati yake ya kinetic katika mazoezi haiwezekani.

Kwanza, ni kutokana na ukweli kwamba ufanisi wa mabadiliko ya nishati kuhifadhiwa katika nishati ya kinetic ya maji ya kazi ni chini ya 100%. Sehemu ya nishati (katika kesi ya injini za umeme - nyingi) hazijalishiwa katika nafasi kwa njia ya mionzi ya joto, na nyingine hufanyika kwa namna ya nishati ya ndani ya molekuli iliyopwa (joto, nishati ya kuchanganyikiwa, na kadhalika.). Hasara hizi zina sifa ya ufanisi wa ufungaji wa magari.

Pili, matumizi kamili ya nishati ya kinetic ya molekuli iliyopotezwa inawezekana tu wakati kasi yake ni kinyume na sawa na kasi ya roketi, i.e. Ikiwa molekuli hii baada ya kuondoka kutoka kwa injini bado hutegemea jamaa na hatua ya kuanza kwa roketi. Hasara zinazosababishwa na tofauti katika maadili kamili ya kasi ya molekuli iliyopwa na roketi zina sifa ya ufanisi wa traction.

Katika Kielelezo. 1 inaonyesha mpango wa usawa wa nishati kwa injini mbalimbali za roketi. Maadili ya takriban ya hasara ya jamaa hutolewa kwa EDD, pamoja na magari ya umeme (katika mabano).

Kielelezo. 1. Usawa wa nishati ya mfumo wa magari katika EDD na ERD (katika mabango)

Kazi iliyotumiwa na injini ya roketi ili kuharakisha kitengo cha massing cha kombora, kina kiwango cha mraba wa kasi, kwa hiyo, kama kipimo cha kazi hii, ni rahisi kuchukua kasi ya tabia - v. x. Wakati roketi imeongezeka kwa kasi kwa kutokuwepo kwa mashamba ya mvuto, kasi hii inafanana na kasi yake ya roketi. Kwa hiyo, kazi iliyotumiwa kwa kasi katika injini ya maji ya kazi inaweza kuonyeshwa kwa kasi - kiwango kinachojulikana wakati wa kumalizika v. na.

Uhusiano kati ya kasi hizi, kwa kiwango cha muda wa muda mrefu, inaelezwa na usawa wa Tsiolkovsky v. x \u003d. v. na ln (1 + z.), wapi z. - Idadi ya tsiolkovsky, sawa na uwiano wa wingi wa maji ya kazi, kuhifadhiwa kwenye roketi, kwa wingi wa roketi ya "tupu" (ikiwa ni pamoja na wingi wa mizigo muhimu, injini na ujenzi).

Kasi ya kawaida huelezwa kwa njia ya kasi inayotokana na gharama ya nishati zinazohitajika kufanya kazi yoyote. Hii ni kasi ya kuondokana na nyanja ya kivutio, kasi ya orbital na kasi ya kuungana na sayari, ikiwa ni lengo la kukimbia. Kuzindua satellite ya bandia ya dunia, kwa mfano, kiwango cha tabia ni 9.5 km / s, ili kuondoka kwenye nyanja ya kivutio cha dunia - 12.5, kwa ndege za interplanetary - 30-50 km / s.

Idadi ya tsiolkovsky ni tabia muhimu zaidi ya roketi: kwa wingi fulani wa mzigo muhimu, huamua molekuli ya kuanzia ya roketi na kwa hiyo inahitajika kama thamani ndogo iwezekanavyo. Kutoka kwa usawa wa Tsiolkovsky ifuatavyo kwamba kwa kasi hii ya tabia, idadi ya tsiolkovsky inaweza kupunguzwa tu kwa kuongeza kiwango cha kumalizika. Kwa hiyo, kiwango cha kumalizika ni moja ya sifa kuu za injini, na ongezeko lake ni kazi kuu ya kuboresha injini za roketi.

Kulingana na uamuzi wa kiwango cha kumalizika kwa injini na vyanzo vya nishati pamoja na molekuli iliyoharibika, wakati mwili wa kazi unaharakisha kwa sababu ya nishati ya ndani, kiwango cha kumalizika ni rahisi kuhesabu, sawa na nishati ya kinetic ya molekuli iliyoharibika ya ndani yake Nishati, imeongezeka kwa ufanisi wa injini. Katika kichupo. 1 Kulikuwa na viwango vya kumalizika kwa sambamba na athari tofauti katika ufanisi wa injini ya injini, sawa na 100%.

Katika Kielelezo. 2 Dan grafu ya utegemezi wa kasi ya tabia kutoka kiwango cha kumalizika kwa idadi mbalimbali za Tsiolkovsky. Kutoka kulinganisha ratiba hii na meza ya data. 1 Inaweza kuhitimishwa kuwa kazi zote za ndege za ndege ni rahisi kutatua kutumia uranium-235 kama mafuta ya roketi, bila kutaja deuteria na tritium. Hakika, kwa kiwango cha tabia ya km 50 / s, ambayo ni muhimu kwa kukimbia kwa sayari, idadi ya Tsiolkovsky kwa kiwango cha kumalizika sambamba na nishati ya mgawanyiko wa uranium ni 5.5 · 10 -3. Hata kwa ufanisi wa injini, sawa na 1%, uwiano wa molekuli ya uranium kwa wingi wa roketi itakuwa 0.056 tu.

Hata hivyo, ili kufikia kiwango cha kumalizika kwa muda mrefu katika injini, atomi zote za uranium zinapaswa kuitikia. Tangu, kwa ajili ya utekelezaji wa mmenyuko wa nyuklia wa kujitegemea, wingi wa dutu inayogawanyika ni muhimu, sio chini ya kinachojulikana kama muhimu (kwa uranium takriban 1 kg), wakati wa injini wakati wa 10 - 6, nishati kubwa imesisitizwa 10 13 J. Mpito wa hata sehemu za nishati hii katika nishati ya kinetic ya roketi kwa muda mfupi sana inafanana na kasi kubwa sana, na kwa hiyo, na overloads ambazo haziwezi kuhimili muundo wa roketi. Aidha, bidhaa za majibu zina joto la zaidi ya milioni 50 k, na ushirikiano wao na kuta za injini zitasababisha uharibifu wake wa mafuta.

Kielelezo. 2. Utegemezi wa kasi ya tabia kutoka kiwango cha kumalizika kwa idadi mbalimbali za Tsiolkovsky

Katika kesi ya majibu ya nyuklia yenye kudhibitiwa polepole, ambayo hufanyika katika mitambo ya atomiki, vipande vya mgawanyiko hupoteza nishati kwa migongano na bado haikuitikia atomi, ukolezi ambao ni amri kadhaa ya ukubwa mkubwa kuliko, na kwa ujumla, yote yaliyoelezwa Dutu hupata nishati, nishati ndogo sana ya majibu ya nyuklia. Ili kutumia nishati hii ili kujenga kiwango cha kumalizika kwa dutu zaidi iliyogawanyika ni faida, kama nishati nyingi zitapotea kwa namna ya nishati ya ndani ya nuclei isiyojulikana, na kwa hiyo, ufanisi wa injini hautakubalika.

Kutokana na vikwazo hivi, matumizi ya athari za nyuklia katika injini za roketi hasa inamaanisha uhamisho wa nishati kwa wingi wa neutral, ambayo ni sumu ya bodi ya roketi, i.e., vyanzo vya nishati na molekuli iliyoharibika hugeuka kugawanywa.

Ikumbukwe tofauti yafuatayo katika mahitaji ya kiwango cha kumalizika kwa injini hizo na kwa injini ambazo mwili wa kazi ni wakati huo huo chanzo cha nishati. MODE - kiwango cha ndege na kiwango cha mara kwa mara cha kumalizika kielelezo kilichoelezwa na usawa wa Tsiolkovsky sio manufaa kutokana na mtazamo wa kupoteza kwa traction (ufanisi wa traction ni 100% tu wakati huo wa trajectory, ambapo kiwango cha kumalizika ni sawa na kasi ya roketi). Hakika, kama ifuatavyo kutoka kwa Kielelezo. 1, kwa motor kawaida na kiwango cha mara kwa mara cha kupoteza (EDD) hasara zinazohusiana na nishati ya kinetic ya molekuli iliyopwa, ni karibu nusu ya hasara zote.

Hata hivyo, kutokana na uchambuzi wa usawa wa roketi, inafuata kwamba kwa injini zinazotumia nishati ya ndani ya maji ya kazi kama chanzo cha nishati, na thamani ya chini ya idadi ya cylkovsky, ambayo ni kiwango cha juu cha motor, kiwango cha chini Thamani ya idadi ya cycolkovsky hutolewa bila kujali kasi ya tabia. Katika injini, na vyanzo vilivyotengwa vya nishati na kuongezeka kwa molekuli, mode ya kasi ya makombora kwa kiwango cha mara kwa mara ya kumalizika kwa muda mrefu sio sahihi, na ongezeko la ufanisi wa traction inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa sifa za roketi. Kiwango cha kumalizika katika kesi hii kinapaswa kuongezeka kwa kiwango cha roketi.

Utegemezi unaoelezea maadili maalum ya kiwango cha kumalizika muda ni ngumu sana na hatuwezi kuacha juu yao. Aidha, injini za kasi za kumalizika ni vigumu kutekeleza katika mazoezi. Kwa hiyo, injini zilizo na vyanzo vya nishati vilivyotengwa na wingi waliopotea ni vyema kutakuwa na kiwango cha wastani cha muda wa kumalizika. Ugavi wa nishati ya chini kwenye bodi ya roketi (inayojulikana, kwa mfano, wingi wa uranium-235) inafanikiwa kwa kiwango cha kumalizika kwa takriban 62% ya kasi ya tabia, na idadi ya Tsiolkovsky, sawa na 4. na kinyume chake, Ikiwa usambazaji wa nishati hutolewa katika ubao na kasi ya tabia, thamani hii ya moja kwa moja ya kasi ya kumalizika inafanana na upeo wa uwezekano wa roketi.

Inafuata kwamba katika injini zilizo na vyanzo vya nishati tofauti na wingi uliopotea, kiwango cha kumalizika kwa muda haipaswi kuzidi thamani bora ya kuamua na kazi maalum ya ndege ya nafasi. Mpangilio huu haupingana na idhini ya juu ya tamaa ya kuongeza kiwango cha kumalizika katika maendeleo ya injini mpya, kwa kuwa kiwango cha mwisho cha kumalizika hakijawahi kupatikana katika nyaya za injini zilizopo.

Katika baadhi ya matukio, hata kwa injini zinazotumia nishati ya ndani ya maji ya kazi, ni manufaa ya kupunguza kiwango cha kumalizika kwa kuongeza molekuli. Kwa mfano, kombora na kuhamishwa, na kuacha mwezi, lazima ujulishe mizigo muhimu ya kasi ya tabia ya karibu 2.5 km / s. Kiwango cha mwisho cha kumalizika kwa kufanya kazi hii ni 1.6 km / s (0.62 v. x). EDD ina kiwango kikubwa cha kumalizika kwa muda mrefu, na kwa hiyo inawezekana kuwa na manufaa ili kupunguza kwa moja kwa moja kutokana na kuongeza vumbi vya mwezi kwa maji ya kazi (ikiwezekana ya vipengele vyake vinavyotokana na joto la uendeshaji) ikiwa kuna mizinga ya kutosha , iliyotolewa wakati wa kutua mwezi. Kama matokeo ya operesheni hii, bidhaa za manufaa zinaweza kuongezeka kulingana na aina ya mafuta ya roketi kwa 20-50%.

Kielelezo. 3. Uainishaji wa injini za uhuru

Kipimo kingine muhimu ambacho injini za roketi zinalinganishwa ni kuingizwa, i.e. Nguvu iliyozalishwa na injini ili kuharakisha makombora. Ukubwa wa kuingizwa ni sawa na bidhaa ya wingi wa pili wa wingi unaoenea (injini ya kazi ya maji) kwa kiwango cha kumalizika. Kwa mujibu wa parameter hii, injini kubwa za kunung'unika zinajulikana wakati upeo unazidi uzito wa roketi na mwisho unaweza kuanza kutoka kwenye uso wa dunia, na ndogo ndogo, yanafaa tu kwa mwanzo na orbit ya satellite.

Kugawanyika kwa injini na upeo mdogo na mkubwa ni moja kwa moja kuhusiana na parameter nyingine - wingi maalum wa injini sawa na uwiano wa uzito wa injini kwa kuendelezwa. Kwa kawaida, injini za juu ni zaidi ya vitengo lazima zihusishwe na injini ndogo za traction.

Sasa tunazingatia mipango ya kuahidi ya injini za uhuru, pamoja na njia za kuboresha mipango iliyopo kutoka kwa mtazamo wa kuboresha vigezo vinavyozingatiwa, na kwanza ya kiwango cha kumalizika muda wote. Hata hivyo, tunatambua kwanza kuwa kwa mujibu wa njia ya mabadiliko ya nishati katika nishati ya kinetic ya molekuli iliyopwa, darasa kuu la injini za roketi linaweza kutofautiana - joto na umeme (Kielelezo 3). Aidha, kuna injini za kulipuka, photon, nk.

Injini za joto. Njia kuu ya kubadili nishati katika motors ya joto, kama katika mashine yoyote ya joto (mitambo ya gesi, injini za mwako ndani), ni upanuzi wa gesi, kabla ya kusisitiza na hasira kwa joto la juu. Kifaa kinachotumia mabadiliko haya ni bomba la kutengeneza (kituo cha profiled cha sehemu ya kubadilisha) ambayo maji ya kazi yanapomalizika katika nafasi ya nje.

Kiwango cha kumalizika wakati wa bomba ni sawa sawa na mraba wa mizizi kutoka kwa joto la maji ya kazi na inversely sawa na uzito wake wa Masi. Ufanisi wa thermodynamic wa bomba kama joto. Vita vya mashine vinatambuliwa na tofauti katika joto la gesi kwenye pembe na kwenye bandari ya bandari, ambayo, kwa upande wake, inategemea kushuka kwa shinikizo la jamaa, yaani, inategemea kiwango cha upanuzi wa gesi. Kiwango cha upanuzi wa gesi ni mdogo kwa ukubwa na uzito wa injini, na kwa hiyo, katika miundo halisi, ufanisi wa thermodynamic hauzidi 60-70%.

Kwa hiyo, kuna uwezekano wa tu wa kuboresha sifa za injini za miamba ya mafuta - ongezeko la joto la maji ya kazi na kupungua kwa uzito wake wa Masi.

Makala ya kikomo ya injini za kemikali. Katika injini za joto kwa kutumia nishati ya athari za kemikali ambazo EDD na injini za roketi za mafuta zimeenea wakati wetu (RDTT), maji ya kazi yanaundwa kama matokeo ya mmenyuko wa mafuta na wakala wa oxidizing. Joto la maji ya kazi imedhamiriwa na joto la majibu, na uzito wa Masi ni uzito wa molekuli wa bidhaa za majibu. Imesababisha meza. Matibabu 1 ya kemikali hutoa uhusiano bora kati ya uzito wa molekuli na joto kwa kiwango cha kiwango cha juu cha kumalizika muda.

Hivi sasa, injini za roketi za kemikali zimefikia kikomo cha sifa zao bora. Athari bora zaidi kwa kutumia oksijeni kama kioksidishaji vimefahamika kwa muda mrefu: injini za oksijeni-kerosene na hidrojeni zimetumiwa kwa miaka mingi katika teknolojia ya nafasi. Baadhi ya uboreshaji katika sifa zinaweza kupatikana kwa kutumia mawakala wa oksidi ya fluorine. Lakini tangu fluorine ni dutu ya kemikali sana, basi faida ndogo katika aina fulani, ambayo inaweza kuhalalisha matumizi ya kipengele hiki cha kemikali, hawezi kuhalalisha usumbufu wa uendeshaji.

Njia kubwa zaidi ya kuboresha sifa za injini za kemikali ni matumizi ya athari za kuimarisha radicals bure. Radical ya bure inaitwa atomi ya umeme ya neutral au kikundi cha atomi na hali imara ya shell ya elektroniki, ambayo hupatikana kama matokeo ya kufutwa kwa misombo ya molekuli. Kwa mfano, katika majibu ya H2O -\u003e Oh + H hydroxyl mabaki na hidrojeni atomiki ni radicals. Majibu ya malezi ya molekuli ya hidrojeni H + H -\u003e H 2 (nishati maalum ya mmenyuko huu inafanana na kiwango cha kumalizika kwa karibu 30 km / s).

Hata hivyo, kutokana na mwelekeo mkubwa wa radicals huru kwa kuunganisha katika molekuli imara, mkusanyiko wao na kuhifadhi inawezekana tu kwa joto karibu na 0 K, wakati kasi ya athari za kemikali hupunguzwa kwa kasi. Lakini saa 0 K, bado uwezekano wa athari inayoitwa tunnel. Kwa hiyo, kwa fomu safi, radicals bure haiwezi kuhifadhiwa. Inadhaniwa kushawishi radicals katika tumbo la neutral (kwa mfano, hidrojeni ya atomiki huwekwa kwenye safu ya kioo ya hidrojeni imara), wakati mkusanyiko wa radicals huru hauzidi 50%.

Hata mchanganyiko wa hidrojeni ya atomi ya 10% na 90% ya hidrojeni ya molekuli itapata kiwango cha kumalizika kwa kilomita 5 kwa joto la 1200 tu kwa zaidi ya miaka 20 ya kazi juu ya tatizo hili, iliwezekana kufikia mkusanyiko ya radicals bure si zaidi ya kumi. Asilimia. Hata hivyo, faida ambazo zinaweza kutumia radicals huru, kuchochea utafiti zaidi.

Motors ya joto ya nyuklia. Mwelekeo mkubwa zaidi wa kuboresha sifa za injini za roketi za mafuta huonekana kutumia nishati ya athari za nyuklia. Kama ilivyoelezwa tayari, athari za nyuklia zilitumika tu katika michoro na vyanzo vya nishati vilivyotengwa na wingi uliopotea. Mafuta ya nyuklia hapa hufanya kama chanzo cha joto kinachopitishwa kwa maji ya kazi.

Katika injini ya roketi ya nyuklia, kama katika mitambo ya mimea ya nyuklia, eneo la kazi lina mambo ya mafuta, ambayo ni misombo ya uranium au plutonium iliyofungwa kwenye shell. Kama matokeo ya uharibifu wa nyuklia wa mafuta, wao ni moto. Maji ya maji ya maji yanatumia pampu hutolewa kwenye eneo la kazi, ambako, kuchagua joto kutoka eneo la kazi, kuenea, joto huongeza, na kasi yake huongezeka katika bomba la kutengeneza.

Joto la juu la maji ya kazi ni mdogo kwa kiwango cha kiwango cha vipengele vya mafuta, na kuzingatia tofauti ya joto la lazima (kwa uhamisho wa joto) na upinzani wa kemikali wa vifaa hauwezi kuzidi 2000 K. Tangu katika injini za kemikali joto Ya maji ya kazi ni 3000-3500 K, basi njia pekee ya kuongeza kiwango cha kumalizika kwa injini za nyuklia na eneo la kazi imara ikilinganishwa na kemikali ni kupungua kwa uzito wa Masi ya maji ya kazi. Hydrogen (2 g / mol) ina uzito wa chini wa Masi, inawezekana kupata kiwango cha kumalizika kwa 8-9.5 km / s. Hii ni kikomo cha juu cha injini za miamba ya nyuklia na eneo la kazi imara. Tabia karibu na maadili haya yalipatikana nchini Marekani katika injini ya nyuklia ya majaribio ya "ujasiri".

Ili kuongeza ongezeko la joto la maji ya kazi katika injini za nyuklia, mabadiliko ya reactors ambayo dutu iliyogawanywa ni katika awamu ya gesi inahitajika. Hata hivyo, katika maendeleo ya reactors hizi za gesi-awamu ya nyuklia kuna matatizo kadhaa. Kwa majibu ya nyuklia ya kujitegemea, ni muhimu kwamba wingi wa mafuta ya nyuklia huhusishwa katika mmenyuko, sio muhimu sana. Kwa kuwa wiani wa mafuta ya nyuklia katika awamu ya gesi katika joto la juu ni ndogo, shinikizo la juu na kiasi kikubwa cha eneo la kazi zinahitajika ili kufikia wingi muhimu.

Tatizo la pili la wakati mgumu wa maendeleo ya reactors ya awamu ya gesi ni kuondolewa kwa mafuta ya nyuklia yasiyotambulika pamoja na maji ya kazi, ambayo hupunguza sana tabia za nishati za roketi.

Kulingana na kama maji ya kazi yenye kuwaka kwa nyuklia yanachanganywa au kutengwa na hayo, kuna nyaya za injini za pamoja na za heterogeneous. Hasara kubwa ya mipango ya kawaida ambayo inauliza uwezekano wao ni kuondolewa kwa uranium pamoja na maji ya kazi - karibu kilo 100 kwa tani 1 ya maji ya kazi.

Katika miradi isiyo ya kawaida, inawezekana kupunguza kiasi kikubwa kuondolewa kwa mafuta ya nyuklia au hata kupunguza kwa sifuri. Kwa kiasi cha reactor na solenoids, shamba kubwa la magnetic linaundwa, linaongezeka kwa kando. Usanidi wa shamba wakati huo huo huunda kinachojulikana kama magnetic "chupa". Magnetic "chupa" ina mali ambayo dutu hii katika hali ya plasma inaweza kuwekwa ndani yake kwa muda mrefu bila kuta yoyote imara. Kama matokeo ya athari za nyuklia, uranium huingia katika hali ya plasma na shamba la magnetic linashikilia kutoka kuchanganya na maji ya kazi (hidrojeni). Mwisho unapita karibu na magnetic "chupa" na nyuklia inayowaka, kuchukua joto kutoka kwao. Ili usiwe na mchanganyiko, hali ya laminar inapita inapaswa kuzingatiwa. Katika kesi hiyo, ufanisi wa joto kati ya eneo la kazi na maji ya kazi inawezekana tu kwa mionzi. Kwa kuwa hidrojeni ni uwazi wa mionzi ya plasma ya uranium, lithiamu imeongezwa kwa kiasi cha 1-2%, ambayo, ioning, inachukua mionzi. Mpango huo unatarajiwa kupata kiwango cha kumalizika kwa kilomita 20-30 na kuondolewa kwa uranium chini ya 2% kuhusiana na matumizi ya mwili.

Mipango ya injini za gesi-awamu pia zinachunguzwa, ambayo hakuna kuondolewa kwa dutu inayogawanyika. Mpango wa kipengele cha mafuta ya injini hiyo huonyeshwa kwenye Mchoro. 4. Injini ni capsule na kuta mbili, zilizofanywa kwa nyenzo za uwazi za uwazi (kwa mfano, leukosapphor). Ndani ya capsule imewekwa katika dutu inayogawanyika, ambayo katika hali ya uendeshaji iko katika awamu ya gesi. Kati ya kuta za baridi zao, pampu hidrojeni. Kwa kuwa kuta zote mbili na hidrojeni ni wazi kwa mionzi, nishati ya nyuklia iliyotolewa kwa njia ya mionzi inatoka nje, ambako hupunguza hidrojeni sawa, lakini tayari na vidonge vya lithiamu. Kati ya vipengele hivi vya mafuta, eneo la kazi la reactor linapatikana.

Utekelezaji wa mpango huu unazuiliwa na kutokuwepo kwa vifaa vya kufaa kwa kuta za uwazi, sugu katika kuwasiliana na uranium ya gesi chini ya hali ya joto la juu na mito mikubwa ya mionzi.

Wakati uhifadhi wa plasma katika "chupa" ya magnetic inawezekana utekelezaji wa injini ya thermonuclear, ambayo inatumia majibu ya awali ya nuclei. Hata hivyo, mipango ya msukumo itazingatiwa mbinu za kuahidi zaidi kwa kutumia awali ya thermonuclia, ambayo itachukuliwa kidogo baadaye.

Kielelezo. 4. Kiini cha eneo la kazi la yadi ya gesi ya heterogeneous: 1 - kuta za samafi, 2 - plasma ya uranium, mwili wa 3 - kazi

Injini ya ndege ya umeme. Injini ya ndege ya umeme ni kifaa cha mabadiliko ya nishati ya umeme zinazozalishwa kwenye roketi, ndani ya nishati ya kinetic ya molekuli iliyopwa. Njia rahisi ya kubadilisha hufanyika katika motors inayoitwa electrothermal wakati mwili wa kazi unawaka na umeme wa sasa na kisha huharakisha katika bomba la tendaji, kama katika motors kawaida ya mafuta.

Ingawa, kwa joto la umeme, joto la juu sana linaweza kupatikana, injini zilizopendekezwa zaidi na kasi ya umeme ya maji ya kazi. Katika injini hizo katika nishati ya kinetic, nishati ya shamba la umeme hubadilishwa na kwa hiyo, ni vikwazo vya ket thermodynamic kwa kiwango cha kiwango cha kumalizika na ufanisi wa uongofu wa nishati.

Kwa mujibu wa vikosi vya umeme, ambavyo hutumiwa kuharakisha maji ya kazi, kutofautisha Ionic, plasma na injini za juu-frequency. Katika injini za ion, kuongeza kasi hutokea kutokana na mwingiliano wa uwanja wa umeme na ions au kushtakiwa kazi ya watu waliosafishwa. Katika injini za plasma, mwingiliano wa sasa na shamba la magnetic hutumiwa. Hatimaye, katika injini ya juu-frequency, kasi inafanywa na uwanja wa wimbi la umeme linaloendesha. Katika injini za umeme, ni rahisi kupata viwango vingi vya kumalizika muda mrefu, hadi kasi karibu na kasi ya mwanga (kwa mfano, ikiwa hutumiwa kama kasi ya chembe ya msingi kama injini).

Kutokana na ukosefu wa nishati ya umeme ya umeme (betri), matumizi ya kanuni ya kuongeza kasi ya umeme ina maana tu pamoja na mabadiliko ya nishati ya nyuklia katika umeme. Hivi sasa, hakuna mbinu za moja kwa moja za moja kwa moja kwa mabadiliko hayo, na kwa hiyo matumizi ya motors ya umeme ya umeme yanazingatiwa daima pamoja na mmea wa nguvu ya nyuklia unaoendesha kwenye mzunguko wa mafuta.

Dhana ya kupanda nguvu ya nafasi ni pamoja na, pamoja na mmea wowote wa nguvu duniani, chanzo cha joto (katika kesi hii, reactor ya nyuklia), mashine ya joto (kubadilishwa kwa joto kali katika umeme) na friji (kifaa kilichofanya kazi joto). Tofauti kubwa zaidi katika mimea ya nguvu kutoka kwa analogues yao ya ardhi ni njia ya kuondolewa kwa joto. Katika nafasi ya nje, upya joto kunawezekana tu kwa mionzi.

Mbali na hii ni hali mbaya, unaweza kufikiria kutoka kwa mfano unaofuata. Kwa mionzi ya joto katika 1 kW, kwa joto la wastani la ugavi wa joto katika mimea ya nguvu ya ardhi, 50 ° C inahitaji eneo la kuchochea uso wa friji 1.64 m 2. Kwa motor umeme na uwezo wa kW 100, ambayo inafanana na nguvu ya EDD na mzigo wa kilo 30 tu, na ufanisi wa jumla wa mfumo wa magari 20% kwa joto moja itahitaji friji na eneo la 1300 m 2.

Nishati iliyotolewa na kitengo cha uso ni sawa na kiwango cha nne cha joto, na hivyo kupunguza eneo la friji ni muhimu kuongeza joto lake. Tangu ufanisi wa mmea wa nguvu kama mashine ya joto ni sawa na tofauti katika joto la chanzo cha joto na friji, kisha kuhifadhi ufanisi wa ufanisi, ni muhimu kuongeza joto la chanzo.

Kwa hiyo, kazi ya jumla ya kuboresha ufanisi wa motors zote za mafuta na umeme ni kuundwa kwa reactor ya juu ya joto. Mahitaji ya nishati ya cosmic yalisababisha utafiti mkubwa katika uwanja wa mabadiliko ya joto ya moja kwa moja ya joto katika umeme.

Mifumo ya mabadiliko ya kuahidi sana kwa mimea ya nafasi ilikuwa waongofu wa thermoelectronic (TEP). Kanuni ya uendeshaji wa TEP inaonyeshwa kwenye Kielelezo. 5, ambapo TEP ni diode, kibali cha kuaminika ambacho kinajazwa na jozi za cesium. Katika joto la juu, cathode hula elektroni ambazo zimefungwa kwenye anode, kuitumia kwa uwezekano wa kuhusiana na cathode. Matokeo yake, tofauti tofauti kati ya cathode na anode inatokea, na wakati wamefungwa kwa mzigo katika mlolongo, sasa umeme unaendelea.

Callode ya cathode iliyosababishwa na "evaporation" ya elektroni na hasara ya uchafu fidia na ugavi wa joto kutoka kwa reactor nyuklia. Joto lililotolewa kwenye anode kutokana na condensation ya elektroni na inapokanzwa sana kutoka kwa cathode, imeondolewa na mionzi ya baridi au moja kwa moja kwenye nafasi ya nje.

Kielelezo. 5. Mchoro wa schematic wa nishati ya joto ya nishati ya joto katika umeme: 1 - cathode, 2 - kibali cha kuaminika kujazwa na wanandoa wa cesium, 3 - anode, 4 - mzigo

Converter thermoelectron na cathode ya tungsten inaweza kufanya kazi kwa joto la cathode hadi 2500 K na joto la anode la 1000-1400 K na nguvu maalum ya 5 hadi 40 w / cm 2 na ufanisi hadi 25%. Hasara ya TEP ni voltage yake ndogo ya uendeshaji (kuhusu 0.5 v), na kwa hiyo uhusiano wa mfululizo wa vipengele hutumiwa.

Kinadharia, hali ya joto ya utafiti wa joto, ambayo ni mojawapo kutoka kwa mtazamo wa ukubwa wa friji, inapaswa kuwa 75% ya joto la chanzo cha joto. Kwa vikwazo vya joto vilivyowekwa na reactor imara-hali, friji-emitter daima itakuwa kama si vigumu, basi sehemu ya bulky ya nafasi ya nafasi ya nguvu yenyewe. Kwa uendeshaji bora wa jokofu, uso wake lazima uwe na joto karibu na joto la chini la mzunguko wa mafuta.

Haiwezekani kufikia hili kutokana na conductivity ya asili ya vifaa, uhamisho wa joto unahitajika kwa kuzunguka kioevu au baridi ya baridi. Wakati huo huo, hasara za ziada za nishati kwa kusukuma kuonekana kwa baridi, na ufungaji hugeuka kuwa hatari sana kwa kuvunjika kwa meteoric. Kwa nyuso kubwa za friji, uwezekano wa meteorite kwa ukubwa unaongezeka kwa kasi, kutosha kuharibu ukuta wa kituo na baridi, ambayo itasababisha kupungua na kushindwa kwa ufungaji.

Suluhisho la kujenga mafanikio zaidi ili kuzuia matatizo haya (kupoteza nguvu na kuvunjika kwa meteorite) ni matumizi ya mabomba ya mafuta. Bomba la joto ni channel na baridi inayozunguka, kwenye kuta za ndani ambazo ambazo huitwa wick ziko na pengo (katika kesi rahisi ni gridi nzuri). Bomba kabla ya kutupa ni kujazwa na kioevu kwa kiasi cha kutosha kujaza pengo kati ya phytylene na ukuta wa bomba, ambako hufanyika na majeshi ya capillary.

Bomba la joto linafafanua maeneo ya joto, uhamisho wa joto na baridi. Katika jokofu-emitter, maeneo mawili ya mwisho hujumuishwa. Joto linalotolewa kwenye eneo la joto linaenea kioevu, jozi ambazo zinapitia mashimo ya wick ndani ya nafasi ya ndani ya bomba na kukimbilia eneo la baridi. Kuna condensation ya maji na uhamisho wa joto wa kuta za bomba, ambayo huondolewa kwa mionzi. Kioevu kilichoundwa kama matokeo ya condensation inarudiwa na majeshi ya capillary yaliyoundwa katika wick na pengo kati ya wick na ukuta wa bomba, nyuma ya eneo la joto.

Mchakato huo wa uhamisho wa joto ni ufanisi sana kwamba, kwa mfano, mabomba ya sasa yanatumia flux ya joto ya kW 10 kwa 1 cm 2 ya sehemu ya msalaba wa bomba kwa umbali wa mita kadhaa na kushuka kwa joto kati ya mwisho wa bomba ni Chini ya 0.01 K. Hii ni sawa na uhamisho wa joto wa fimbo imara na mgawo wa conductivity ya mafuta, mara elfu kadhaa zaidi kuliko thamani sambamba kwa shaba. Mifumo tu yenye baridi ya chuma ya kioevu inaweza kushindana na mabomba ya mafuta katika uwezekano wa usafiri wa joto, lakini wanahitaji gharama za kazi juu ya kusukuma.

Kielelezo. 6. Mpango wa friji ya vumbi: 1 - pampu, 2 - exchanger joto, 3 - ferromagnetic vumbi, 4 - solenoid vilima, 5 - nguvu mistari ya shamba magnetic

Upeo wa friji-emitter umekusanyika kutoka kwenye mabomba ya joto. Eneo la ugavi wa joto linaweza kuwasiliana moja kwa moja na node iliyopozwa, au safisha baridi ya kati. Kwa kuwa kuna mabomba mengi ya joto ili kuunda uso wa radiating, na njia zao zinaweza kuhusishwa kwa kila mmoja, basi uharibifu wa mabomba moja au zaidi na meteorite itaathiri kwa kiasi kikubwa uendeshaji wa ufungaji wote.

Mipango ya usafiri wa joto inawezekana wakati baridi ni udongo wa ferromagnetic (Kielelezo 6), ambayo hupitia pampu kwa njia ya mchanganyiko wa joto, kuondoa joto la chuma, na linatupwa kwenye nafasi ya nje. Huko hukamatwa na kurudi tena kwenye pembejeo ya pampu. Katika shamba la magnetic, chembe za ferromagnetic, zinabadilishwa kwa kila mmoja, zimejengwa pamoja na mistari ya nguvu, na kujenga shell yenye radiating. Kwa upungufu wa magnetic ya kutosha ya dutu ya vumbi, shamba lote la magnetic nje linajilimbikizia katika shell hii na haitokei kueneza kwa maana.

Faida ya aina hii ya friji-emitter ni uvumbuzi wake kamili kwa uharibifu wa meteorites, pamoja na ukubwa mdogo wakati wa usafiri wa mimea ya nguvu kutoka kwa uso wa dunia ndani ya obiti ya satellite, kwani vumbi inaweza kuwa katika chombo cha ukubwa mdogo. Hivi sasa, mpango huu bado ni katika hatua ya wafanyakazi wa kinadharia. Utekelezaji wake unahusishwa na ukosefu wa vyanzo vya mwanga na kiuchumi vya shamba la magnetic.

Mitambo ya Pulse kwenye injini ndogo na ya photon. Kanuni ya utekelezaji wa injini ya nyuklia ya nyuklia (iyard), mipango ambayo inavyoonyeshwa kwenye Mchoro. 7, lakini Na b.Wao ni kwamba mlipuko wa nyuklia au thermonucliar huzalishwa juu ya uso wa kutafakari kwa kiasi kikubwa. Vipengele muhimu vya Ijard ni chanzo cha shamba la magnetic, ambalo linazuia bidhaa za majibu ya kushtakiwa kwenye uso wa kutafakari, na damper inayohudumia kunyoosha kwa mzigo wa pembe.

Kawaida katika injini hizo, kama matokeo ya mlipuko, ama nyenzo ya kutafakari imeenea, au mwili wa kazi hutolewa kwenye uso wa kutafakari. Aidha, kuboresha hali ya mmenyuko wa nyuklia, kuongeza sehemu ya atomi zilizofanyika na kupunguza joto la mlipuko, malipo ya nyuklia yamefungwa gerezani kwa kiasi kikubwa cha dutu la passi. Matokeo yake, wingi uliopotea utajumuisha hasa vitu ambavyo hazishiriki katika majibu (hidrojeni, lithiamu, nk), na kiwango cha kumalizika katika injini hizo ni mdogo kwa kilomita 100 / s.

Ikiwa ufumbuzi wa kiufundi wenye kuridhisha hupatikana kwa baridi kutafakari bila kuhama kwa nyenzo zake na itawezekana kutekeleza mmenyuko wa nyuklia bila kuundwa kwa shell, malipo ya jirani, basi kasi ya kumalizika katika injini hizo zinaweza kufikiwa kwa thamani ya kinadharia - 10 km / s. Wakati huo huo, Ijard itakuwa na molekuli ndogo zaidi kuliko motors umeme, kwa sehemu yao ya joto iliyotengwa itakuwa na kiasi kidogo (kwa injini ya umeme ni 75-90% ya nguvu ya ufungaji wa nyuklia), na kubadilishana joto inaweza kufanyika kwa joto la juu. Matokeo yake, eneo hilo na, kwa hiyo, wingi wa friji-emitter itakuwa chini sana.

Kielelezo. 7. Mipango ya injini za pulse (lakini - Juu ya vipengele vya transwanone,b. - Injini ya thermonuclear): 1 - Spacecraft, 2 - Damper, 3 - Mfumo wa ugavi wa mafuta ya nyuklia, 4 - reflection, 5 - Eneo la mlipuko, mfumo wa uongofu wa nishati 6, 7 - upepo wa kuunda shamba la magnetic, 8 - Mfumo wa kupuuza majibu ( Accelerators ya chembe za kushtakiwa au lasers)

Kwa athari za fission za nyuklia, shida kuu ni kupunguza wingi wa mafuta ya nyuklia yanayotakiwa kujitegemea mmenyuko wa nyuklia (molekuli muhimu). Kwa ajili ya mafuta ya nyuklia yaliyotumiwa sana kutoka uranium-235 na plutonium, molekuli muhimu ni kubwa (kusema, 1 na 3 kg), ambayo ni kwa sababu ya nishati nyingi zilizotengwa wakati wa mlipuko wa wingi huo, matumizi ya moja kwa moja ya vipengele hivi Ijard imeondolewa.

Inawezekana kupunguza kiasi kikubwa kwa kiasi kikubwa. Inawezekana ama kwa kuongeza wiani wa dutu kugawa kwa kuimarisha kwa shinikizo la 10 14-10 15 pa, au kuhamia vipengele vya kemikali na masuala makubwa ya nyuklia - vipengele vya transmanane. Mbinu ya kisasa inakuwezesha kujenga shinikizo la pigo la thamani inayohitajika, lakini hii inawezekana tu wakati wa kutumia vifaa vyenye ngumu na nzito ambavyo vinafaa zaidi kuomba athari za awali. Kwa hiyo, vipengele tu vya transwanone vinaweza kutumika kama mafuta katika Ijard ya Idara (hasa California-252).

Masi muhimu ya California ni takriban 7 g, na kwa mlipuko wa wingi huo kuna 10 J. Mzunguko wa injini kwa kutumia California umeonyeshwa kwenye Mchoro. 7, lakini. Ndani yake, kwa kutumia kasi ya haraka iliyo kwenye pembeni ya kutafakari, chembe za California zinapigwa risasi, ambazo zinakabiliwa wakati huo huo, hufanya molekuli muhimu, kuanzisha mlipuko wa nyuklia. Aidha, kutokana na ukandamizaji unaotokana na mgongano wa chembe, molekuli muhimu inaweza kupunguzwa kwa mara 1.5-2. Mlipuko huo ni mara kwa mara mpaka roketi itapungua kasi ya taka: Ili kuinua roketi na uzito wa mwisho wa 100 t kwa kasi ya 10 km / s, kilo fulani ya California inahitajika.

Hata hivyo, injini za kutumia vipengele vya transwan na unyenyekevu wao wote wa kanuni una idadi kubwa ya vikwazo muhimu na haiwezi kutekelezwa katika siku za usoni. California ni ghali sana, haipo katika asili na hupatikana kwa irradiation ya vipengele nzito katika kasi ya proton au mtiririko wa neutroni wenye nguvu. Wakati huo huo, mavuno muhimu ya California ni ndogo sana, na, kwa mfano, uzalishaji wa California nchini Marekani katika miaka ya 60 ilianzia 1 g kwa mwaka. Tangu nusu ya maisha ya California-252 ni miaka 2.5, basi katika kiwango hiki cha uzalishaji haiwezekani kukusanya molekuli muhimu.

Hatimaye, ikiwa kiasi kilichohitajika cha California kinapatikana, inawezekana kuihifadhi kwenye roketi tu kwa namna ya chembe ndogo zilizotengwa na idadi kubwa ya absorber ya neutron, ambayo huongeza wingi wa injini. Aidha, wakati wa mlipuko wa vipengele vya transmanane, vipande vikubwa vya mgawanyiko vinaundwa, ambavyo ni vigumu kuchelewesha uwanja wa magnetic wa kutafakari, na kiasi kikubwa cha neutroni ambazo haziingiliani na shamba la magnetic. Matokeo yake, baridi ya kubuni injini inakuwa tatizo ngumu.

Hifadhi ya California inaweza kupunguzwa kidogo ikiwa eneo la mlipuko ni 10 -6 - 10 -5 kutumikia uranium kwa kiasi kikubwa kama vile California. Wakati huo huo katika mtiririko wa neutron ulioundwa na mlipuko wa California, uranium huwaka mbali. Kisha, baada ya muda huo huo, unaweza kutumia sehemu yafuatayo ya uranium. Hivyo, mmenyuko wa cascade utaandaliwa, lakini inakua na baada ya mzunguko wa 3-5, ni muhimu kumpiga California tena.

Matumizi ya California kuanzisha mmenyuko wa thermonuclear inaweza kuwa na ahadi zaidi. Katika kesi hiyo, California hutumiwa mara moja tu, na kisha eneo la mmenyuko linaendelea kulishwa na sehemu za mafuta ya mafuta (kwa mfano, mchanganyiko wa deuterium-tritium). Mafuta ya thermonuclear ni ya bei nafuu kuliko ya California na sababu za kiuchumi hazitakuwa na jukumu muhimu katika kuendeleza injini hiyo. Kwa kuongeza, na mmenyuko wa thermonuclea, mambo ya mwanga hutengenezwa, ambayo hupunguza sana ulinzi wa mafuta ya kutafakari.

Hata hivyo, hata kama wewe hata kuvuruga kutokana na tatizo la kulisha mafuta ya thermonuklia kwa eneo la mwako, kiwango cha chini cha nguvu ya kuendelea kwa utekelezaji wa mmenyuko huu wa kujitegemea utakuwa 10 14 W. Hii ni zaidi ya mara 1000 kuliko nguvu ya injini ya roketi ya Saturn-5. Kwa kiwango cha kumalizika kwa kilomita 10 3 / s, injini hiyo itakuwa na hamu ya magari 10,000. Na, kwa hiyo, matatizo ya joto huzama na kiwango cha nguvu kinachohitajika kuwa ngumu sana. Ikiwa tunadhani kuwa katika vipengele vya vipengele vya kubuni injini, tu 0.1% ya nishati imetengwa, itahitaji pia friji ya friji-emitter na eneo la 10,000 m 2.

Kwa muda wa kutumia maji ya kazi, kiwango cha kumalizika kitapungua mara 3, na kwa hiyo traction itaongezeka hadi magari 30,000. Ili kuunda traction kama hiyo, matumizi ya mwili ni 1000 kg / s. Roketi yenye uzito wa tani 10,000 na injini hiyo inaweza kufikia kasi ya kilomita 100 kwa muda, kidogo zaidi ya saa 1.

Karibu na utekelezaji, hata hivyo, angalia mipango ya injini na microwaves ya thermonukr. Injini hizi zilijadiliwa sana katika kuchapishwa, miradi kadhaa ya dhana ya injini hizi zilichapishwa. Kiini cha microwaves ya thermonuclia ni uhifadhi wa inertial wa plasma, wakati mmenyuko una muda wa kutokea mapema kuliko chini ya ushawishi wa joto la juu muhimu kwa ajili ya moto wa majibu ya thermonuclear, mafuta ya joto ya mafuta yatagawanyika.

Katika mpango uliotajwa hapo awali wa reactor ya thermonuclea ya stationary, tatizo kuu na bado halijatatuliwa ni kushikilia plasma ya moto na shamba la magnetic. Ili kupata mmenyuko wa thermonuclear uliodhibitiwa kwa joto la digrii milioni kadhaa, kigezo cha Louson kinapaswa kufanywa. n.? \u003e \u003d 10 14, wapi n. - mkusanyiko wa chembe (idadi ya atomi katika 1 cm 3), eh? - Muda. Katika kushikilia inertial, kigezo cha Louson kinafanyika kutokana na ongezeko kubwa la mkusanyiko, kwa sababu hiyo, wakati unaohitajika kwa mtiririko wa majibu ya thermonuclea hupunguzwa kwa kiasi sawa.

Hii inafanikiwa na irradiation ya symmetric ya lengo ndogo la mafuta ya nyuklia, kwa kutumia mionzi ya laser yenye nguvu au mtiririko wa juu wa chembe za kushtakiwa (elektroni na ions). Aidha, mtiririko wa nishati wakati wa pigo lazima kuongezeka kwa kasi. Kama matokeo ya irradiation, uvukizi mkubwa wa safu ya uso wa lengo hutokea, kinachojulikana kama ablation. Chembe evaporating kupata kasi kubwa na, kama vile hutokea katika injini ya ndege, kujenga msukumo, ambayo inaongoza kwa maendeleo ya shinikizo kubwa kufikia pascal bilioni nyingi.

Athari ya ablation inaimarishwa kwa kasi ya wimbi la mshtuko, kwa sababu ya katikati ya lengo, wiani wa mafuta huongeza mara kadhaa elfu, na shinikizo linafikia thamani inayohusiana na shinikizo katikati ya nyota (karibu 10 16 PA). Katika kesi hiyo, inapokanzwa mafuta ya thermonuklia na hali ya mtiririko wa majibu ya thermonucleal hutokea.

Kwa utekelezaji wa microzerny, lengo la uzito tu 0.001 - 0.01 g. Misa hii inafanana na nishati ya sehemu ndogo ya 10 8 - 10 10 J. Kuhusu asilimia 80 ya dutu inayolengwa hufanyika kama matokeo ya ablation na haishiriki katika majibu; Aidha, mavuno ya majibu hayakuzidi 30%. Matokeo yake, kiwango cha muda wa kumalizika kwa microwaves itakuwa juu ya 6 · 10 6 m / s, ambayo inafanana na fimbo maalum 6 · 10 5 s. Kwa ajili ya mlipuko ulioanzishwa na makundi ya elektroni, ni muhimu kuzunguka lengo na shell ya vipengele na uzito mkubwa wa atomiki, ambayo itaongeza kiwango cha kupunguza kiwango cha kumalizika.

Mzunguko wa injini kwa kutumia microwaves ya thermonuclia unaonyeshwa kwenye Mchoro. 7, b.. Tofauti ya msingi ya injini hizo kutoka kwa injini za vipengele vya transwanone ni uwepo wa mfumo wa kuanzisha majibu ya thermonuclear na chanzo cha umeme kwa nguvu zake. Mfumo wa kuanzishwa ni ama seti ya vyanzo vya mionzi ya mwanga, au kasi ya chembe za kushtakiwa ziko kwa njia ya kuwa sawa na lengo. Kama chanzo cha mionzi, laser yenye nguvu inaweza kutumika kwenye mchanganyiko wa lasers.

Lengo linapigwa risasi katika nafasi juu ya kutafakari, na kwa sasa wakati inapita hatua ya lengo la mionzi, msukumo wa kupuuza umeundwa. Plasma ya thermonuclia inaonekana kutoka kwenye shamba la magnetic iliyoundwa na solenoids superconducting, na inatupwa katika nafasi ya nje, na kujenga traction tendaji. Ili kuzalisha umeme, ama solenoids maalum inaweza kutumika au solenoids sawa ambazo ni vyanzo vya uwanja wa magnetic ya kinga. Wakati plasma inayohamia imeingiliana na shamba la magnetic katika solenoids, EMC iko, na umeme unaozalishwa huenda kuzalisha pulse inayofuata.

Katika mradi wa Marekani wa injini ya thermonuclia na uingizaji hewa wa laser wa mmenyuko, ni nia ya kutumia laser na nishati katika pigo la mj 1, muda wa pulse ya 10 ns na mzunguko wa 500 hz pulses. Misa ya laser inakadiriwa kuwa tani 150. Katika nishati zilizotengwa katika sehemu moja ndogo, 10 J. injini hiyo, kwa mujibu wa mahesabu ya waandishi wa mradi huo, inaweza kutawanya mzigo muhimu unaozingatia tani 100 kwa Kiwango cha tabia ya kilomita 10 / s kwa siku. Kwa hili utahitaji kuhusu microwes 10 8.

Watafiti wa Uingereza katika mradi wa injini juu ya microwaves ya thermonuclia wanapendekezwa kuanzisha mmenyuko wa thermonucleal kwa kutumia kasi ya umeme. Mzunguko wa pulses "kupuuza" ni 100 Hz, nishati katika kila microzerlet ya 10 11 j. Katika injini ya overclocking malipo ya 100 t kwa kasi ya 0.15 ya kasi ya mwanga, tani mia kadhaa ya mafuta ya thermonuclear ni kuchomwa wakati wa mwaka.

Ugumu kuu katika kujenga injini za thermonuclear ya pulsed ni kuendeleza mfumo wa uanzishaji wa majibu. Ni ukosefu wa vifaa vya laser sahihi na kuharakisha kwa njia fulani inayoathiri kwamba majibu ya thermonucleal ya kudhibitiwa bado haijatekelezwa. Misa ya mfumo wa kuanzisha ni sawa na nishati ya microwave, hivyo ni muhimu kuwa na nishati ndogo ya kutolewa katika kila mlipuko iwezekanavyo. Lakini basi, kwa kuzingatia, mzunguko wa juu wa marudio unapaswa kuhakikisha, na kufikia kasi ya tabia - zaidi ya zaidi ya wingi wao. Nambari ya kuruhusiwa ya pulses ni mdogo na rasilimali ya mfumo.

Katika suala hili, wanasayansi wa Soviet E. P. Velikhov na V. V. Chernuha walipendekeza njia ya kupuuza kwa malengo ya thermonuclear. Kiini cha njia ni kwamba kwa wakati kuhusu 10 -6 s baada ya kupuuza kwa lengo la kwanza, lengo kubwa zaidi linatumika kwa eneo la mlipuko, kuanzisha mmenyuko ambayo sehemu ya nishati ya mlipuko wa kwanza hutumiwa . Kisha lengo la wingi mkubwa zaidi hutolewa, nk. Kutumia lengo na ongezeko la mara kumi katika kutolewa kwa nishati katika kila cascade, inawezekana kupata nishati ya mlipuko wa 10 10 - 10 11 J kwa mfumo wa kuanzishwa na kutolewa kwa nishati 10 J.

Katika kesi hiyo, mzunguko wa marudio ya marudio hupungua kwa hiyo, lakini wakati huo huo, bila shaka, mzigo wa pigo kwenye reflector huongezeka. Katika mpango wa cascade, inawezekana kutumia mafuta ngumu zaidi katika cascade (kwa mfano, deuterium safi) katika hatua zifuatazo (kwa mfano, deuterium safi). Hii inapunguza umuhimu wa Tritia na wakati huo huo hupunguza mavuno ya neutroni.

Kazi nyingine muhimu ya kuendeleza injini za thermonuclear ya kuendeleza ni kuondolewa kwa joto iliyotolewa katika kubuni. Kama ilivyoelezwa hapo awali, katika mmenyuko wa deuterium-tritium kwa 80% ya nishati hufanyika na neutroni ambazo hazijachelewa na shamba la magnetic la kutafakari. Suluhisho la msingi kwa tatizo litakuwa matumizi ya mchanganyiko wa hidrojeni ya kawaida na isotopu ya bor-11 kama mafuta ya mafuta. Ingawa kutolewa kwa nishati wakati wa mwako wa mafuta haya ni chini ya mchanganyiko wa deuterium-tritium, lakini neutroni hazipo kabisa. Hata hivyo, mmenyuko huu unahitaji joto la juu kwa ajili ya kuanzishwa kwake, na maendeleo yake ni wakati ujao.

Kulingana na posterate ya msingi ya nadharia ya uwiano, kasi ya juu iwezekanavyo katika asili ni kasi ya mwanga - 300,000 km / s. Kwa kawaida, kasi hii itakuwa ya kupunguza na kwa kiwango cha kumalizika katika injini za roketi. Inakaribia karibu na kasi ya mwanga inaweza kupatikana katika injini za umeme, kwa mfano katika accelerators elektroniki au ion. Hata hivyo, kama inavyofuata kutokana na masuala ya utetezi, katika kesi hii nishati iliyotumiwa juu ya kasi ya chembe inafaa zaidi kutoka kwa mtazamo wa kupata kasi ya kiwango cha juu cha kutumia ili kuunda mionzi ya umeme.

Inajulikana kuwa mionzi ya umeme, ambayo mwanga unaoonekana unamaanisha, una shinikizo kwenye miili ya vifaa. Kwa hiyo, mwili wa radiating unakabiliwa na pigo la photoni za kupungua kwa shamba la umeme. Kwa hiyo, kila mwili wa kutengeneza uongozi unaweza kuwa injini ya photon. Kusudi la ufanisi wa mionzi ya mwelekeo ni sawa na nguvu ya mionzi iliyogawanywa na kasi ya mwanga, yaani, kila kW 1 ya nguvu iliyotolewa inajenga 3 · 10 -7 kgf.

Injini ya Photon rahisi inaweza kuwa friji ya friji-emitter. Kwa kuwa asilimia 10 ya nishati yanayotokana na mmea wa nguvu ya bodi, inakuwa sawa na emitter, ambayo imeundwa na friji-emitter, kwa nishati ya mmea wa umeme, ni sawa na injini na friji.

Pamoja na urahisi wa jamaa ya injini za photon, haiwezekani kuitumia na vyanzo vyovyote vya sasa vinavyotumiwa, ikiwa ni pamoja na thermonuklear. Kawaida, sehemu tu ya molekuli ya chanzo hupita katika nishati: kwa athari za nyuklia - 0.5%, kwa thermonuklear-0.15%. Ikiwa photoni tu hutumia kama maji ya kazi, basi wakati huo huo na mizigo muhimu itapaswa kushinda kwa kasi ya mwisho na bidhaa za majibu. Kwa hiyo, injini za photon zinafanya akili kutumia tu pamoja na vyanzo vya nishati ambavyo molekuli nzima au angalau inabadilishwa kuwa nishati. Chanzo hicho kulingana na uwakilishi wa kisasa inaweza tu kuwa majibu ya kuangamiza, i.e. mwingiliano wa chembe na antiparticle.

Kwa awali ya antiparticles (kwa mfano, antiprotons), accelerators nguvu zinahitajika, na pato la antiparticles katika mmenyuko ni ndogo sana. Inaaminika kuwa kupata nishati katika 1 J, alihitimishwa katika antiprotons, itakuwa muhimu kutumia umeme wa angalau 100 kJ. Kwa hiyo, mkusanyiko wa kiasi kikubwa cha antimatter ni nje ya uwezekano wa teknolojia ya kisasa.

Tatizo jingine linalotokana na utekelezaji wa injini za photonic ni uhifadhi wa antimatter. Kwa kuwa vifaa vya kubuni vya roketi ni dutu ya kawaida, mawasiliano yote ya kuwasiliana na kuta za mizinga inapaswa kutengwa. Kwa hiyo, antimatter inaweza "kusimamishwa" katika mashamba ya umeme au magnetic.

Mahitaji ya mfumo wa nguvu ya joto katika injini za photon itakuwa ngumu sana. Hivi sasa kutekelezwa mifumo ya kuzama joto, ikiwa ni pamoja na friji-emitter, kuwa na wingi wa angalau 0.01 kg kwa 1 kW ya nguvu iliyotolewa. Katika kesi hiyo, hata kama unapuuza vipengele vingine vya roketi, itakuwa na kasi ya zaidi ya 2 · 10 -4 m / s 2, na overclocking roketi hiyo kwa kasi ni 10 km / s tu ya mwisho mwaka.

Kati ya yote hapo juu, inafuata kwamba kuundwa kwa injini ya photon ni kesi ya baadaye ya mbali sana. Watafiti kadhaa wanahoji wenye busara na hata fursa ya kanuni ya uumbaji wake, wengine hujumuisha injini ya photon kwenye uwanja wa sayansi ya uongo.

Mifumo ya magari yenye vyanzo vya nishati ya nje.

Juu ya mahitaji ya mifumo ya nafasi ya kuahidi ya aina ya uhuru, na inaonyeshwa jinsi mahitaji haya yanavyoamua maelekezo ya maendeleo ya mifumo ya magari ya uhuru. Katika mifumo ya uhuru, nishati na molekuli zinahitajika kuunda na kuongeza kasi ya spacecraft ni kwenye kifaa yenyewe. Kwa hiyo, maendeleo katika maendeleo ya injini hizo huhusishwa na uboreshaji wa sifa maalum za nishati, i.e., na ongezeko la kiasi cha nishati iliyohifadhiwa kwa kila kitengo cha maji ya kazi.

Hali inabadilika ikiwa chanzo cha nishati ambacho kinachotengenezwa ni nje ya kifaa. Katika kesi hiyo, tabia maalum hupoteza maana yake. Hata hivyo, bado ni muhimu kiasi gani nishati huingia katika ufungaji wa magari na kiasi gani - nishati zinazoingia zinafaa kwa overclocking maji ya kazi.

Ikiwa wakati wa kuvuruga kutokana na masuala ya uongofu ya nishati zinazoingia katika nishati ya kinetic ya mwili wa kufanya kazi kwa kasi ya juu, sababu kuu inakuwa kiasi cha nishati inayotolewa kwa kitengo cha magari kwa kila wakati. Inafuata kwamba sifa za ufungaji wa spacecraft hazitegemea sifa na sifa maalum za chanzo cha nishati, na hutegemea nguvu ya chanzo cha nje na ufanisi wa maambukizi ya nishati kutoka kwa chanzo ndani ya ufungaji wa magari spacecraft.

Kama ilivyo katika injini za uhuru na vyanzo vilivyotengwa vya nishati na wingi, katika injini na chanzo cha nishati ya nje na ongezeko la nguvu zilizoletwa katika ufungaji wa magari, matumizi ya mwili hupunguzwa ili kuunda kitengo cha kuingizwa, kwani kiwango cha Mwisho wa maji ya kazi yanaongezeka. Ikiwa kiwango cha kumalizika kinakuwa cha juu kuliko 4.5-5 km / s, roketi au ndege, iliyo na mfumo wa magari na chanzo cha nje, huanza kuzidi vifaa na misaada juu ya tabia hiyo muhimu kama uwiano wa matumizi ya malipo : Kuanza uzito.

Kipengele kingine muhimu cha matumizi ya vyanzo vya nje ni kupanua wigo wa miili ya kazi inayotumiwa katika injini. Hasa, matumizi yao yanaweza kuwezesha kwa kiasi kikubwa matumizi ya hewa ya anga kama maji ya kazi wakati wa kuondoa kifaa kuanzia kwenye uso wa dunia hadi obiti ya chini. Kuna sababu ya kudhani kuwa kwa misingi ya injini na vyanzo vya nishati ya nje, unaweza kuunda mifumo ya usafiri kwa kuondolewa kwa mizigo muhimu katika obiti ya ardhi na sifa, sifa bora za mifumo na injini za kemikali. Hizi ni kabla ya kuzingatia kuhusu matarajio ya mifumo ya magari na vyanzo vya nje vya nishati na pigo. Ni aina gani ya uwezekano, ikiwa ni pamoja na uwezo (baada ya yote, tunazungumzia kuhusu siku zijazo), tuna sayansi ya kisasa na teknolojia ya kutambua wazo la kutumia vyanzo vya nje kwa mitambo ya magari?

Fikiria mambo makuu ambayo mfumo wa magari unajumuisha chanzo cha nje. Hii, kwanza, ufungaji wa motor yenyewe (kubuni na sifa zake kwa kiasi kikubwa hutegemea aina ya maji ya kazi na aina ya nishati kutumika). Pili, chanzo cha nje cha nishati ya asili ya asili na bandia. Chanzo cha asili kinaweza kutumika kama jua, kati ya interplanetary na interstellar. Chanzo cha nje cha nje cha nishati ni, kwa mfano, chanzo chenye nguvu cha mionzi ya electromagnetic ya uongozi.

Kipengele cha tatu muhimu cha mfumo wa magari na chanzo cha nishati ya nje ni kifaa cha mapokezi na, ikiwa ni lazima, uongofu wa nishati katika fomu, kukubalika kubadili maji ya kazi kwa nishati ya kinetic. Hatimaye, ya mwisho, ya nne, kipengele muhimu cha mfumo wa magari ni njia ya maambukizi ya nishati kutoka kwa chanzo kwenye kifaa cha mapokezi. Mizani ya cosmic na kasi kubwa husababisha umbali mkubwa kati ya chanzo cha nishati na spacecraft. Aidha, hata kama ni ndogo wakati wa awali, huongezeka kwa kiasi kikubwa wakati wa uendeshaji wa ufungaji wa magari. Kwa hiyo, kutekeleza wazo la kutumia nishati ya nje ya chanzo, ni muhimu kuendeleza njia za maambukizi ya nishati ya ufanisi juu ya umbali mrefu (wakati wa kutumia vyanzo vya bandia).

Fikiria sifa za matumizi ya jua kama chanzo cha nje cha nishati. Uzito wa mionzi ya umeme hupungua kwa kiasi kikubwa katika mraba wa umbali kutoka jua, na kwa maana hii vigezo vya njia ya maambukizi ya nishati kutoka kwa chanzo cha ufungaji wa magari ni fasta (tu umbali kutoka jua hadi mabadiliko ya spacecraft) . Hata hivyo, kutokana na thamani ya parameter hii ya njia ya kutofautiana, sifa za ufungaji wa magari kwa ujumla inategemea.

Kwa kweli, wakati umbali wa chanzo cha nishati kwa ndege ni mara 2, wiani wa mtiririko wa nguvu hutofautiana mara 4. Hii inamaanisha kuwa nguvu ya ufungaji wa nguvu ya nguvu, ni muhimu kuongeza eneo la kifaa kupokea nishati ya jua ya umeme, pia mara 4. Wakati wa kuruka kwa sayari mbali, umbali ambao kutoka jua ni mara nyingi umbali wa dunia kutoka jua, wiani wa mionzi ya jua inakuwa ndogo sana kwamba matumizi ya nishati ya jua haifai kushauriwa. Lakini hata umbali huo ambao matumizi ya nishati ya jua ni haki ni kubwa - mamia ya mamilioni ya kilomita (vile ni tabia ya ukubwa wa njia ya maambukizi ya nishati).

Katika kesi ya kutumia vyanzo vya bandia, utekelezaji wa maambukizi ya nishati ya ufanisi kwa umbali huo ni shida sana. Fikiria, kwa mfano, njia ya kupeleka nishati ya electromagnetic ya chanzo cha bandia.

Kizuizi cha kwanza ambacho mara moja hukimbia kwenye jicho ni nguvu ndogo ya chanzo. Ikiwa nguvu ya mionzi ya jua kwa maagizo mengi ya ukubwa huzidi nguvu zinazohitajika ili kuimarisha ufungaji wa magari, na haina kupunguza uwezo wake, basi sifa za nishati za mfumo wa motor na chanzo cha bandia ni mdogo kwa nguvu ya chanzo Na wanapaswa kujitahidi kuhakikisha kuwa sehemu kubwa ya uwezo wa nje ya chanzo inaweza kufikia injini.. Kutoka hapa, haja ya ufanisi wa maambukizi ya nishati katika chanzo cha njia ni spacecraft. Hasa inahitaji nishati yote ya chanzo kuingia kwenye mpokeaji wa ndege. Kweli, hii inapaswa kuwa sehemu ya angalau kadhaa ya asilimia ya nguvu ya chanzo.

Maambukizi ya ufanisi wa mionzi ya umeme yanaweza kutekelezwa, kutengeneza mionzi kwenye boriti nyembamba. Uwezo wa kuunda boriti ya usanidi unaohitajika, uenezi na mapokezi ya mionzi ya umeme ya mwelekeo imedhamiriwa na wavelength (frequency), vipimo vya radiating au kupokea uso, vigezo vya kati ambayo usambazaji hutokea.

Mapokezi na uhamisho wa mawimbi ya electromagnetic. Mapokezi na uhamisho wa mawimbi ya umeme yanafanywa na antenna. Antenna ya kupokea na kupeleka ina mengi sana, na mara nyingi kifaa hicho kinatumika kama na kupeleka antenna. Wakati ilikuwa juu ya antenna ya kawaida, ambaye kazi yake ni kuhamisha au kupokea na kukusanya nishati ya umeme ya tukio. Hata hivyo, tayari kuna antenna ambazo zinachukua nishati ya umeme na kuifanya kuwa umeme pia ni paneli za jua, na vifaa vinavyoitwa rectinists, ambavyo vimeundwa kupokea mionzi ya monochromatic katika aina mbalimbali za frequency ya ultra-high (microwave mbalimbali) na kuibadilisha kuwa mara kwa mara Electrical sasa.

Kwa hiyo, kwa maana pana, chini ya antenna ya kukubali, tutaelewa kifaa kilichopangwa kwa ajili ya mapokezi na mabadiliko ya nishati ya mionzi ya umeme katika aina nyingine ya nishati. Vifaa vyote vile vinachanganya wakati wa jumla, kwa kiasi kikubwa kinachoathiri kuonekana kwa antenna. Kwanza kabisa, hii inahusisha uhusiano kati ya vipimo vya antenna, urefu wa mawimbi ya umeme au ya kupokea, muundo wa mionzi ya kupeleka antenna au uwezo wa kupokea mawimbi ya umeme kwa kupokea antenna.

Kiwango cha mionzi ya mionzi na wavelength ya?, Ambayo inaweza kutekelezwa kwa kutumia ukubwa wa antenna D.Inajulikana kwa ukubwa maalum - angle ya kutofautiana? ~ /? / D.. Wakati wa kupeleka nishati ya umeme na mgawo wa juu wa hatua ya uongozi (na hasara ndogo), boriti ya kusifiwa iko karibu kabisa juu ya uso wa antenna ya kupokea. Ikiwa umbali kati ya antenna ya kupeleka na kupokea ni kubwa, angle ya kutoroka ya mionzi inageuka kuwa ndogo sana. Kwa hiyo, vipimo vya antenna vinavyopimwa katika vitengo vya wavelengths lazima iwe kubwa.

Kwa mfano, wakati wa kutumia mionzi ya umeme na wavelength ya cm 1 kwa kupeleka nishati ya umeme bila hasara kubwa kwa umbali wa kilomita 1000, antenna ni ukubwa wa 100. Kutoka kwa mtazamo wa ufanisi wa maambukizi, ni faida zaidi kwa Tumia wavelengths mfupi, kwa kuwa umbali wa maambukizi ya ufanisi ni kinyume cha usawa na wavelength. Hata hivyo, kupungua kwa wavelength, kuchangia kwa suluhisho la tatizo moja (umbali), hujenga wengine. Hasa, mahitaji ya usahihi wa ujenzi wa kubuni, usahihi wa mwongozo, utulivu wa antenna katika mwelekeo wa mapokezi na maambukizi, nk, kama vile daima katika hali hiyo, wanahitaji maelewano mazuri kati ya mahitaji yaliyowekwa kwa kazi kuwa kutatuliwa, na uwezekano wa kiufundi na kiuchumi.

Uainishaji wa injini na vyanzo vya nje vya mionzi ya umeme. Mifumo ya tracts ya kufikiri na vyanzo vya nje ya mionzi ya umeme ni tofauti sana. Wanatumia vyanzo vya mionzi ya asili na bandia, na uwezekano wa aina mbalimbali za wavelengths zinazotumiwa kutoka X-ray hadi microwave. Aidha, wanatumia njia mbalimbali za kubadilisha nishati ya mionzi katika tamaa. Ukweli kwamba chanzo cha nishati ya kuunda ni nje ya spacecraft, inathiriwa sana na kuonekana kwa mfumo wa magari na ndege nzima. Tabia muhimu inakuwa antenna ya kupokea ya ukubwa muhimu.

Uainishaji wa mfano wa injini za ndege na vyanzo vya nje vya mionzi ya umeme hutolewa kwenye Mchoro. 8. Fikiria kwanza mifumo yote ya magari na chanzo cha asili cha mionzi - jua. Mionzi yake inaweza kutumika kutengeneza matoleo mawili: 1) Wakati wa kubadilisha nishati ya mionzi ya jua ndani ya umeme (kwa mfano, kwa kutumia seli za jua), ikifuatiwa na matumizi yake ya kuimarisha injini ya umeme; 2) Wakati wa kutumia shinikizo la mionzi ya umeme (katika kanuni hii, mifumo ya traction inatokana na meli ya jua).

Kielelezo. 8. Aina ya mifumo ya ndege ya ndege (RDS) na vyanzo vya nje vya mionzi ya umeme

Sunny Sail. Kiini cha kanuni ya utekelezaji wa mifumo hiyo, kutoka kwa jina ambalo inaweza kuwa brigant na caravel, ni sawa na kanuni ya hatua ya meli. Katika kesi hiyo, spacecraft ina uso ulioendelezwa sana uliofanywa na filamu nyembamba ya kioo. Mionzi ya jua, kuanguka kwa uso wa filamu na kutafakari kioo kutoka kwao, hujenga traction pia perpendicular kwa uso wa filamu. Kwa kunyonya sehemu ya mionzi, mwelekeo wa kuingizwa utakuwa na angle na uso huu, na, kuelekea meli, unaweza kupata tamaa katika mwelekeo sahihi.

Faida za mifumo hiyo ya traction ni dhahiri: hazihitaji matumizi ya mwili au mwili wa kufanya kazi. Hata hivyo, kupata kasi ya kutosha, ni muhimu kutumia filamu nyembamba sana ili uwiano wa savage ya meli kwa wingi wa meli pamoja na meli itakuwa kubwa sana. Square ya meli, kulingana na dhana ya kisasa, pia ni kubwa ya kutosha. Kwa mfano, kuunda kgf 1 kwa vifaa vilivyotoka jua kwa umbali wa 1 a. kutoka. (Kilomita 150), ni muhimu kuwa na eneo la meli 3 · 10 5 m 2.

Hata hivyo, kazi ya kujenga miundo kama hiyo na sifa za kukubalika ni halisi kwa sayansi na teknolojia ya kisasa. Hasa, nchini Marekani, aina mbalimbali za sail za jua zilizingatiwa kuhusiana na maendeleo ya ndege iliyopangwa kwa kukimbia kwa Comet ya Galle. Moja ya miundo ya meli yenye kuahidi ni "Sunny Gyro" - iliyoonyeshwa kwenye Mchoro. 9. "Gyroscope" hii ina 12 7.4 km muda mrefu na upana wa 8 m, wingi wa kila blade ya kilo 200; Ili kutoa rigidity juu ya blades kila m 150, "Reiki" hutolewa. Kwa mujibu wa mahesabu, meli sawa kwa umbali wa 1 a. e. Kutoka jua inapaswa kutoa 0.5 kgf kusonga. Kwa msaada wa meli, vifaa vya nafasi wakati wa kutatua kazi ya kukimbia kwa Comet Haloe, itakuwa ni lazima kuwajulisha kasi ya 55 km / s.

Kielelezo. 9. Moja ya miundo inayowezekana ya meli ya jua ni "gyroscope ya jua".

Kwa mujibu wa makadirio ya awali, kwa ajili ya realizability ya mradi huo, unene wa filamu unaofanya meli lazima iwe juu ya 0.0025 mm, na wingi maalum wa karibu 3 g / m 2. Kwa hiyo, ugumu kuu juu ya utekelezaji wa mradi ni uchaguzi wa vifaa vya filamu.

Mbali na ndege iliyotajwa kwa Comet Halley, kama iwezekanavyo shughuli na matumizi ya sails ya jua, harakati ya mizigo kubwa kati ya orbits chini na geostationary na utoaji wa udongo Martian duniani ni kuchukuliwa. Matumizi ya sails ya jua kwa ndege kwa sayari za nje inachukuliwa kuwa haifai.

Injini ya jet laser.Kanuni ya uendeshaji wa injini ya jet laser inategemea ukweli maalumu - uwezekano wa uvukizi wa nyenzo chini ya ushawishi wa mionzi ya laser. Uhamaji hutokea haraka na husababisha kuundwa kwa ndege ya supersonic wakati mkondo wa nishati juu ya uso wa dutu una wiani mkubwa. Pamoja na mafuriko ya juu, mvuke inaweza kuwa ionized, kutoa msukumo mkubwa sana. Kiasi cha hoja ya ndege husababisha kuundwa kwa njia sawa na katika kesi ya injini ya kawaida ya ndege. Wazo la kutumia nishati ya lasers yenye nguvu ya ardhi kwa hitimisho la Orbit Uzz ilielezwa na A. Kantorovitz mwaka 1971-1972.

Kimsingi, injini ya laser inachanganya msukumo mkubwa sana, tabia ya injini za nyuklia na umeme na mtazamo wa juu wa kusukuma kwa wingi, kwa kuaminika kwa asili ya injini za mafuta ya kemikali. Maadili ya juu ya msukumo maalum yanaweza kupatikana, kwa kuwa kama matokeo ya ngozi ya mionzi, mafua ya kazi yanaundwa na plasma ya joto la juu. Uwiano wa wingi wa mizigo muhimu kwa wingi wa roketi ni kuhakikisha na ukweli kwamba chanzo cha nishati ni duniani.

Utekelezaji wa faida hizi za msingi hutegemea, bila shaka, kutoka kutatua matatizo mawili. Kwanza, uhamisho wa boriti ya laser yenye nguvu na angle ndogo sana ya kutofautiana, na, pili, inahitajika kuunda lasers kubwa ya teknolojia na kiuchumi na vyanzo vya nguvu zao.

Hivi sasa, mbinu kadhaa za kuzalisha traction zinazingatiwa kulingana na matumizi ya mionzi ya laser. Mmoja wao, kwa mfano, ni uvukizi wa haraka wa mafuta imara, ambayo inachukua mionzi, kama matokeo ambayo ndege ya mvuke ya moto hutengenezwa. Ikiwa, zaidi ya hayo, mvuke huchukua sehemu ya nishati ya laser, basi kunaweza kuwa na joto la 5000 - 12,000 K. uso wa ndani wa bomba la roketi katika kesi hii ni kutafakari kwa paraboli, ili nozzle wakati huo huo hutumikia kama kioo kwa mionzi ya laser na pua kwa muda mfupi.

Mtazamaji wa kiburi huchukua boriti ya laser na wiani wa nguvu, chini ya mkondo wa juu unaopita bila kuvuruga kwa njia ya anga, na inazingatia kwenye fimbo ya mafuta iliyo katika lengo. Kwa hiyo, kuongezeka kwa mafuta hupita kupitia eneo la mionzi ya laser kwa kiwango cha juu (10 7 - 10 9 w / cm 2) na hupunguza hadi joto la juu. Kisha gesi inawaka moto kwa joto la juu, na nishati yake ya mafuta hubadilishwa kwa kinetic. Mfumo huo hutoa upeo wa juu kuliko mfumo rahisi wa evaporative.

Ili kuondoa makombora na mizigo muhimu isiyozidi tani 1, kwenye obiti ya geocentric katika moja ya miradi ambayo inapendekezwa kutumia lasers ya gesi ya dioksidi ya kaboni inayofanya kazi katika mode ya Pulse. Lasers vile hufanya iwezekanavyo kupata pulses mwanga na divergence boriti ya chini ya 0.2 "na muda wa milliseconds kadhaa.

Kwa mujibu wa makadirio ya awali, gharama ya kuondolewa kwa malipo ya uzito 1 kg katika obiti ya karibu-ardhi kwa kutumia ufungaji wa laser ya ardhi itakuwa karibu dola 50. Tatizo kuu katika kubuni ya mifumo hiyo ya kombora ni tatizo la mabadiliko ya ufanisi zaidi Nishati ya laser nishati katika harakati ya kinetic rocket nishati, kutosha kuondokana na mwisho karibu-ardhi orbit. Nishati ya jumla inayoingia ndani ya injini wakati wa kuondolewa kwa roketi katika obiti ni sawa na bidhaa ya nguvu ya chanzo wakati wa kuondoa wakati. Kwa wingi huo wa malipo, karibu haukutegemea wakati wa kuondolewa. Hii ina maana kwamba, kwa kuongeza muda wa kuondolewa, unaweza kupunguza nguvu ya chanzo na, kinyume chake, kuongeza nguvu ya chanzo, ni kupunguza muda wa pato la roketi katika obiti.

Nguvu ya chini ya laser inaweza kuwa juu ya MW 200-300, ikiwa roketi imeharakisha kwa muda mrefu, lakini hii pia inaongoza kwa ongezeko la eneo la overclocking - umbali wa juu ambao boriti ya laser inapaswa kuondokana na kupokea kifaa cha roketi. Ili kuhifadhi ufanisi wa juu wa maambukizi ya nishati, na umbali wa kuongezeka, ni muhimu, kama ilivyoelezwa tayari, au kupunguza tofauti ya boriti, au kuongeza ukubwa wa kifaa cha kupokea kwenye roketi. Chaguo la kwanza inahitaji optics bora ya laser, pili inaongoza kwa ongezeko la upinzani wa windshield wa roketi. Utegemezi wa mfano wa nguvu ya laser juu ya urefu wa eneo la kuongeza kasi ya mfumo wa kuondolewa, kutoa utoaji kwa obiti ya tani 1 za mzigo muhimu, umeonyeshwa kwenye Mchoro. 10.

Kielelezo 10. Utegemezi wa takriban ya nguvu ya laser kwenye urefu wa overclocking katika pato la mizigo muhimu ya uzito 1 t

Kipengele cha mradi kilichoelezwa ni matumizi ya nishati ya kemikali ya kemikali pamoja na nishati ya mionzi ya laser ili joto la maji ya kazi. Mzunguko wa injini huanza na moto wa moto na ugavi wa pigo la luminous. Pulse ya mwanga hutoa joto la ziada la maji ya kazi, kama matokeo ya aina gani ya plasma na joto la 20,000 K, kupanua na kuacha gesi kutoka kwa bomba la injini. Baada ya pato la gesi kutoka kwa bubu, pigo mpya la mwanga linafanywa, mafuta yanawaka, na mzunguko mzima unarudiwa tena.

Muda wa kupigwa kwa motor hutegemea muda wa pigo la mwanga. Kwa mfano, ili kuunda kwa 800 ° C (shinikizo la gesi kwenye msingi wa roketi hufikia MPA 3) ni muhimu kutoa pigo la mwanga na kiwango cha mtiririko wa nishati ya 2 · 10 7 na muda wa 10 -6 s, na kasi mwishoni mwa overclocking itafikia kilomita 8 / s. Kwa kuwa stust daima ni perpendicular kwa kukata bomba kukata, mwelekeo wa boriti laser haipaswi kuwa sambamba na mwelekeo wa mhimili longitudinal ya roketi.

Njia nyingine ya kuunda kutumiwa kwa kutumia ngozi ya mionzi ya laser ni mzuri kwa overclocking spacecraft katika sehemu ya anga ya trajectory. Ilipendekezwa na kundi la watafiti kutoka Fiana chini ya uongozi wa AM PROKHOROV mwaka wa 1973. Katika mfano huu, mionzi bila ngozi kubwa hupita kupitia anga na huanguka juu ya uso wa kutafakari, ambayo ni katika mkia wa ndege na kushikamana na hiyo. Upeo wa mionzi katika eneo kuu la uso huu unapaswa kuzidi kizingiti ambacho kuvunjika kwa umeme kwa hewa kunatokea. Upeo hutokea bila matumizi ya mafuta mengine yoyote, ila kwa hewa ya anga. Ikiwa mabadiliko ya hewa hutolewa kati ya vidonda vya laser, injini inafanya kazi kama injini ya laser ya ndege ya ndege.

Kielelezo. 11. Laser Pulsating VD: 1 - shell ya paraboli na uso wa ndani, 2 - paraboloid lengo, 3 - kuvunjika hewa, 4 - lasettonation wimbi, 5 - laser boriti

Mtazamo wa schematic wa laser pulsating.m Air-jet injini hutoa mchele. 11. Laser boriti kuanguka juu ya uso polished uso, inalenga na malezi ya mtiririko wa juu. Uvunjaji wa hewa ujao ni msisimko na wimbi la mshtuko, ambalo linaenea kuelekea kwenye pato la pato. Aidha, shinikizo la gesi la juu nyuma linabadilishwa kuwa nguvu kutenda juu ya kuta za bubu, i.e., tamaa

Laser MHD injini. Kama sehemu ya kazi juu ya uchambuzi wa injini za kuahidi kwa meli moja ya usafiri wa hatua nchini Marekani, utafiti ulifanyika juu ya kuundwa kwa magari ya MHD kwa kutumia laser. Faida kuu ya injini hiyo, ikilinganishwa na injini ya athari ya hewa ya laser, ni kwamba kutokana na kuongeza kasi ya maji ya kazi, kwa msaada wa vikosi vya electrodynamic, inawezekana kupata kasi ya ndege ya tendaji. Kama maji ya kazi, plasma iliyopatikana kutoka hewa ya anga hutumiwa; Chanzo cha nishati - jenereta za laser za vituo vya orbital au vya chini, ambako usafiri na ndege huenda.

MHD motor ya spacecraft ya usafiri na eneo la msalaba, sawa na eneo la msalaba wa sarurn-5 carrier, ina mpokeaji wa mionzi ya laser, nyuma yake ni ulaji wa hewa ya annular. Kutoka kwa ulaji wa hewa, hewa iko katika chumba cha ionization, ambapo, chini ya ushawishi wa mionzi ya laser, ionizors na hugeuka kuwa plasma mnene. Wengi wa mionzi ya laser hauingiziwi katika plasma inayosababisha, lakini inaonekana juu ya kuta ambayo transducers ya mionzi ya laser huwekwa katika sasa ya umeme. Umeme uliozalishwa hutumiwa kuunda, kama ilivyofanyika katika injini za mwisho za plasma: Plasma inaharakishwa na nguvu inayotokana na mwingiliano wa umeme wa sasa na shamba lake la magnetic. Jet ya plasma kuondoka kutoka injini inajenga traction tendaji.

Uchambuzi wa vigezo vya uendeshaji ulifanyika kuhusiana na thamani ya molekuli ya orbital ya usafiri wa ndege 22 t: sasa 360 ka - chini ya kiwango cha chini, 600 ka (kiwango cha juu) - na kuvuta kwa kasi kwa kasi ya kukimbia ya m 500 m / s na kwa kasi ya orbita ya 280 m / s, kiwango cha mwisho cha ndege ya ndege ya chembe za kushtakiwa mita mia kadhaa kwa pili duniani na kilomita 460 / s katika obiti. Nguvu ya mionzi ya laser huongezeka hadi 1.35 GW wakati wa kuongeza kasi ya ndege hadi kasi ya kukimbia ni 750 m / s, na kutokana na kasi ya ndege ya karibu 1.5 km / s linearly inakua kwa 3.75 GW katika kiwango cha ndege ya orbital.

Engine ya Electromagnetic resonator. Tofauti na mipango ya injini iliyopitiwa hapo awali, hakuna maji ya kazi katika injini hii, au badala, mionzi ya mionzi ya umeme katika jukumu lake. Tumezingatia uwezekano wa kutumia shinikizo la mionzi ya umeme ili kuunda mifumo ya safari ya jua na kujua kwamba wakati wa kutumia hata chanzo hicho cha ukomo wa nishati ya umeme, jinsi jua ni, thamani ya uwezekano wa kuzingatia ni kiasi fulani Kilo.

Je! Inawezekana kuhesabu kwa kuzingatia kuonekana kwa sababu ya shinikizo la mionzi ya umeme wakati wa kutumia chanzo cha mionzi ya bandia (kwa mfano, laser au jenereta yenye nguvu ya mawimbi ya umeme ya microwave mbalimbali)?

Fikiria mchakato wa kuunda kusudi kutokana na shinikizo la mionzi ya umeme. Hebu mtiririko wa mionzi ya umeme huanguka juu ya uso na wiani wa kutosha kwa eneo la kitengo. Ikiwa nguvu hii yote inaweza kubadilishwa kuwa tamaa, ukubwa wa mwisho kwa uso ulioendelezwa wa ulaji wa mionzi inaweza kuwa muhimu. Hata hivyo, mchakato wa kubadili nishati ya mionzi ya umeme katika nishati ya kinetic ya spacecraft ina kipengele ambacho ni sehemu ndogo sana ya nishati ya tukio (yaani W./c.wapi W. - mtiririko wa nishati; kutoka - Kasi ya mwanga) inabadilishwa kwa nishati ya kinetic ya spacecraft.

Wengine wa nishati tena bila kujali kwenda katika nafasi ya nje. Ikiwa nishati hii ilikuwa na uwezo wa kulazimisha kuanguka kwa mara kwa mara katika uso huo huo, itakuwa muhimu iwezekanavyo kuongeza ufanisi wa uongofu wa nishati ya mionzi ya umeme katika nishati ya kinetic ya harakati ya ndege. Wazo hili linatekelezwa katika injini ya resonator ya umeme.

Mchoro wa schematic wa injini ya resonator ya umeme (EMD) inavyoonyeshwa kwenye Mchoro. 12. Kuharakisha ya spacecraft hufanyika kutokana na shinikizo la mionzi ya umeme katika resonator ya wazi, iliyoundwa na vioo 2, 3, kwenye kioo cha spacecraft.

Pumzi ya mionzi ya umeme na chanzo 1 kwa resonator inafanywa kwa njia ya valve 4. Shinikizo la mionzi ya umeme katika resonator ni mara nyingi zaidi kuliko shinikizo la mionzi ya chanzo (kutokana na mkusanyiko wa mionzi ya electromagnetic katika resonator). Upeo wa kifaa unaendelea mpaka oscillation ya umeme ni attenuation kabisa katika resonator baada ya kuzima chanzo 1. Kwa kutokuwepo kwa kueneza kwa usawa na hasara katika vioo na kati, nishati ya oscillations ya umeme inapaswa kuingia kikamilifu katika nishati ya kinetic ya spacecraft.

Mfumo wa motor unafikiri uwepo wa vioo vyema katika chanzo cha kudumu na spacecraft. Hii inakuwezesha kutumia mara kwa mara pigo la mawimbi, inaonekana kwa njia tofauti kutoka kwa kila kioo, ili kuongeza pigo la ndege. Ni kutokana na matumizi ya mara kwa mara ya msukumo wa photon ambao hupeleka sehemu ndogo ya nishati nzima kwa ndege ya ndege na kila kutafakari kutoka kwenye kioo chake cha kusonga, mgawo wa juu wa uongofu wa nishati ya oscillations ya kinetic ya kifaa ni mafanikio, Ambayo ni faida kubwa ya EMD mbele ya aina nyingine za injini kwa kutumia shinikizo la kuunda mionzi ya umeme ya umeme. Wakati huo huo, matatizo makubwa ya kiteknolojia yanapaswa kuzingatiwa, ambayo yatashindwa wakati wa mpango huu.

Kielelezo. 12. Mchoro wa schematic wa injini ya resonator ya umeme: 1 - Chanzo cha mionzi ya umeme, 2 - Mirror ya ufungaji wa ardhi, 3 - Mirror ya ndege 4 - Valve, 5 - Spacecraft

Uchambuzi wa mpango wa EMDC unaonyesha kwamba vigezo kuu vya mfumo wa magari vinatambuliwa na sifa za vioo, chanzo cha mionzi na usahihi wa mwelekeo wa pamoja wa ufungaji wa stationary na spacecraft. Kwa upande mwingine, ufanisi wa EMD imedhamiriwa hasa na kuondolewa kwa kiwango cha juu cha kifaa. d.ambapo mgawo wa mabadiliko bado ni kubwa ya kutosha. Inaweza kuonyeshwa kuwa ufanisi wa juu wa maambukizi ya nguvu kati ya vioo viwili na mionzi ya umeme inategemea tu parameter?:? \u003d? d./R. 1 R. 2, wapi R. 1 R. 2 - ukubwa wa vioo. Kwa?< 1 КПД передачи может быть равным практически 100 %. С увеличением расстояния эффективность ЭМРД резко падает, как только перестает выполняться это условие.

Mahitaji ya maambukizi ya ufanisi ni ngumu sana. Kwa mfano, kwa ufanisi kamili wa mfumo wa 10%, ufanisi mdogo wa uhamisho wa maambukizi ni 99.9%. Tunaona, hata hivyo, kwamba 10% ni mahitaji ya juu sana kwa ufanisi kamili wa mfumo. Katika mpango wa jadi wa kuondokana na spacecraft katika orbit kutumia EDD, ufanisi kamili wa kubadilisha nishati ya kemikali ya mafuta katika nishati ya kinetic ya spacecraft ni 2-3% tu. Kwa kuwa katika tukio la EMD, chanzo cha nishati ni nje ya ndege, hata kupungua fulani kwa ufanisi kamili wa mabadiliko ya jamaa na thamani hii inaruhusiwa.

Ultrahigh-frequency tendaji ferive plasma injini. Mapema, nyaya za magari kulingana na vyanzo vya nje vya mionzi ya umeme hujadiliwa hasa, hasa kutumia lasers kama jenereta. Kwa hiyo, mzunguko wa radiated wa aina hizi za jenereta hulala katika bendi za infrared na zinazoonekana. Wavelengths sambamba na frequencies hizi kutoka 0.3 hadi 15 μm, na ingawa vipimo vya antenna muhimu kwa ajili ya malezi ya mionzi na tofauti ya chini hufanya mamia ya maelfu na hata mamilioni ya wavelengths, vipimo kabisa hazizidi mita kadhaa.

Uwezekano wa kutambua mihimili ndogo ya divergent kwa ukubwa mdogo wa antenna ni moja ya sababu za makini ya wazi na ya infrared, na kwa mtazamo wa mionzi ya ultraviolet na x-ray ili kutekeleza mifumo ya magari kulingana na vyanzo vya nishati ya nje . Hata hivyo, maendeleo ya kihistoria kwamba mapendekezo ya matumizi ya mionzi ya umeme ili kuunda kuhusishwa na mionzi ya microwave. Na inaweza iwezekanavyo kuwa licha ya faida kadhaa za bendi za macho na infrared, utekelezaji wa injini ya awali na vyanzo vya nishati vya nje (bandia) zitafanyika katika kiwango cha microwave.

Moja ya uwezekano wa kugeuza nishati ya microwave katika nishati ya nguvu ya nguvu ni kuanzishwa kwa nguvu ya microwave katika plasma ya kila mwaka katika mzunguko wa resonance ya cyclotron (yaani, kwa mzunguko ambao elektroni huzunguka kuzunguka magnetic mistari ya shamba). Kwa bahati mbaya ya mzunguko wa mionzi ya microwave na mzunguko wa resonance ya Cyclotron, kuna maambukizi makubwa ya nishati ya wimbi la electromagnetic ya elektroni za plasma. Katika mchakato wa migongano kati ya elektroni na ions, sehemu ya nishati ya elektroni hupitishwa kwa ions, kwa sababu hiyo, joto la plasma huongezeka, na mionzi ya microwave, inapita kupitia na kuacha nishati, hufa. Field ya magnetic inayohitajika B imeundwa katika sehemu ya nje ya accelerator.

Kielelezo. 13. Injini ya ndege ya ultrahigh-frequency: 1 - Waveguide, dirisha la dielectri ya nusu 2, 3 - solenoid, 4 - sindano ya maji ya kazi

Mpangilio unaowezekana wa vipengele vya injini ya microwave ya cosmic ni kielelezo kilichoonyeshwa kwenye Kielelezo. 13. Injini hiyo inajumuisha kimsingi kutoka kwa waveguide, madirisha ya solenoid na ya uwazi kwa mawimbi ya umeme ambayo mionzi ya microwave inapatikana. Dirisha hutumiwa kuzuia mtiririko wa mzunguko wa chembe za kusonga mbele ya chanzo cha mionzi ya microwave. Accelerator inajumuisha mfumo wa sindano ya maji (mafuta), pamoja na njia ya kuhakikisha kiwango cha mara kwa mara cha shamba la magnetic (kupata bahati mbaya ya mzunguko wa mionzi na mzunguko wa cyclotron katika nafasi ya mwingiliano). Katika kiwango cha nguvu ya kuendelea, utaratibu wa 1 kW na mtiririko wa flux zaidi hugeuka kuwa wa kutosha kwa ionization kamili ya maji ya sindano ya kazi na kwa ujumbe wa plasma kwa nishati ya kinetic.

Faida ya aina hiyo ya kuongeza kasi ya plasma ni kutokana na muundo wa umeme wa accelerator na kutokuwepo kwa sehemu za kusonga. Kwa hiyo, inawezekana kwa kweli kutarajia kwamba injini itajulikana kwa urahisi wa ujenzi na uimara. Injini za microwave ya chini ( 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 katika mode ya kuendelea) itawezekana ikiwa mifumo ya maambukizi ya nishati inatekelezwa kwa kutumia mihimili ya microwave (satellite ya mimea ya jua).

Matarajio ya kuundwa kwa vyanzo vya nguvu vya mionzi ya umeme. Matatizo ya matatizo ya kiufundi kutatuliwa wakati wa kujenga mfumo wa nafasi ya motor na vyanzo vya nje vya mionzi ya umeme, inayohusishwa kwa karibu na matatizo yanayokabiliwa na maeneo mengine ya sayansi na teknolojia, pamoja na matatizo zaidi ya jumla.

Lasers, kama unavyojua, ziliundwa zaidi ya uhusiano wowote na matatizo ya nafasi, na kwa zaidi ya miaka 10 hakuwa na wazo la kuitumia kama kipengele cha mifumo ya magari ya cosmic. Uendelezaji wa teknolojia ya laser, ambayo inajumuisha ukuaji wa nguvu za radiated, kutangaza safu zote mpya na mpya, kuboresha sifa, nk, ilitokea na ni vurugu kabisa. Inatosha kusema kwamba nguvu ya mionzi ya sampuli bora ya lasers ya kisasa saa 10 6 - 10 mara 8 huzidi nguvu ya mionzi ya lasers ya kwanza. Mafanikio hayo, ambayo tayari yameonekana na mwisho wa miaka ya 60, alituwezesha kuzingatia lasers kama vyanzo vyenye nguvu vya nishati rahisi kwa madhumuni mengi - mionzi ya umeme, mwanga, infrared na ultraviolet safu (sasa spectrum hii kupanua hata zaidi) .

Wazo hilo lilizaliwa kutumia lasers kwa makombora ya overclocking, ambayo yaliandaliwa na historia fupi ya teknolojia ya laser. Kwa upande mwingine, swali la matumizi ya vyanzo vya nishati vya nje vinaachwa katika teknolojia ya nafasi, ambako mara kwa mara akainuka na kujadiliana, kuanzia kazi za K. E. Tsiolkovsky, F. A. Zander na Wapainia wengine wa Cosmonautics.

Kwa upande wa mabadiliko ya nishati ya mionzi ya umeme katika nishati ya kinetic ya maji ya kazi, swali liliandaliwa na kazi kwenye plasma ya joto ya mionzi ya microwave na majaribio ya kwanza ya kuunda injini kwa kutumia nishati ya umeme ili kuunda traction.

Mawazo yanazaliwa kwa njia tofauti: baadhi huonekana muda mrefu kabla ya uwezekano wa utekelezaji, na wakati mwingine kufanya majaribio yaliyolengwa kwenye ukaguzi wao. Utekelezaji wa wengine, kwa kuzingatia kiwango cha jumla wa maendeleo ya sayansi na teknolojia, inaweza kuanza kwa kiasi kikubwa mapema kuliko walivyoondoka. Wazo la kutumia lasers na vyanzo vingine vya nguvu vya mionzi ya umeme katika mitambo ya nafasi ya nafasi haikupiga matukio na ilikuwa ya kuchelewa. Kuzaliwa kwake kwa kawaida ni pamoja na kuongezeka kwa fursa ya kufanya kazi kwa lengo la kutekeleza wazo hili.

Tatizo la kuondoa ndege katika orbit leo ni katika makutano ya maeneo kadhaa ya fizikia na teknolojia: injini za nafasi, lasers, mwingiliano wa mionzi na dutu, mechanics, mapokezi na maambukizi ya mihimili ya umeme ya umeme, nk. Kila moja ya maelekezo haya ya sayansi na Teknolojia ina maombi mengi Kwa hiyo, kwa hiyo, maendeleo katika maendeleo ya mawazo ya laser ya kuzuia ni kuamua si tu (na katika hatua ya awali na si sana) vigezo vya vifaa vya majaribio, lakini pia sifa ambazo vipengele vinajumuisha katika mifumo ya marudio mengine yanaamua.

Katika suala hili, ningependa kutaja kazi, ambayo baadaye itapata matumizi ya moja kwa moja katika mifumo na utoaji wa nishati ya ndege. Itakuwa zaidi kuhusu mimea ya nguvu ya nafasi. Swali la kujenga vituo vya jua vya satelaiti (SSE) vilizingatiwa tangu mwanzo wa miaka ya 70, wakati ikawa wazi kwamba kulikuwa na vikwazo kubwa katika uwezo wa kukidhi mahitaji ya nishati ya nchi nyingi kwa njia ya vyanzo vya mafuta. Mgogoro wa nishati katika nchi za Magharibi 1973-1974. Alitoa msukumo wa ziada kwa utekelezaji wa tatizo hili.

Kwa mujibu wa mawazo ambayo yameandaliwa katika mchakato wa kujadili uwezekano wa kujenga SSE, mwisho huo utakuwa mashamba ya gorofa ya seli za jua au mionzi mingine ya jua na mraba wa mamia ya kilomita za mraba, kuwekwa kwenye geostatimary au high-elliptical Orbits na - daima huelekea jua. Kipande cha nishati ya jua kinachoanguka kwenye mpokeaji (15-20%) kinabadilishwa kwa umeme. Pamoja na eneo la kilomita 100, nguvu ya umeme ya mmea wa nguvu kama hiyo iliyowekwa katika mzunguko wa satellite ya bandia ya dunia itakuwa 15-20 GW, yaani, nguvu kwamba 4-5 hydroelectric nguvu mimea ya Aina ya ndugu. Inatarajiwa kwamba wingi wa SSE utahesabiwa na makumi ya maelfu ya tani.

Tatizo kubwa ni uhamisho wa nishati uliopatikana kwenye SSE, watumiaji ambao wanaweza kuwa umbali kwa makumi ya maelfu ya kilomita kutoka kwenye mmea wa nguvu. Ufanisi na kwa njia ya njia pekee ya kupeleka nishati zilizopatikana kwenye SSE ni maambukizi kwa njia ya mionzi ya electromagnetic. Awali, lengo hili lilitakiwa kutumia mfumo wa maambukizi ya nishati ya microwave na wavelength ya cm 10-12. Kuchagua aina hii sio ajali. Ina faida kadhaa, kati ya ambayo uwazi wa ionosphere na anga kwa mawimbi ya umeme (ikiwa ni pamoja na chini ya hali ya hewa ya wingu na mvua), mbinu iliyoendelezwa vizuri ya kutoa ufanisi mkubwa wa mabadiliko ya sasa ya umeme katika nishati ya mionzi ya microwave na kadhalika.

Hata hivyo, kwa ajili ya maambukizi ya nishati ya ufanisi bila kupoteza kilomita 40,000 (i.e., na orbit ya juu-elliptical au geostationary duniani), ukubwa wa antenna ya kupeleka cosmic ni kilomita 1, na ardhi ya kupokea antenna inapaswa kuwa na kilomita 10-15 kwa kipenyo. Katika suala hili, maslahi zaidi na zaidi yanaonyeshwa kwa mifumo ya maambukizi ya nishati kwa kutumia mionzi ya laser.

Ikiwa nishati ya umeme inabadilishwa kuwa mionzi ya laser, transmitter laser (kwa wavelength ya 10.6 μm) inapaswa kuwa na antenna ya kupeleka kwa mduara wa m 31, na ukubwa wa antenna ya kupokea duniani - 31 x 40.3 m. Laser Mfumo unaweza kusambaza nishati sio tu duniani, lakini pia kwenye satelaiti nyingine, na pia kutoa nishati ya mitambo ya ndege na ndege. Ikiwa kwa mfumo wa microwave, mkondo wa nishati halali hauzidi 23 MW / cm 2, basi kwa mfumo wa laser uliofanywa kwa nguvu ya MW 500, mtiririko wa juu wa nishati ya radiant unaweza kufikia 185 w / cm 2 bila kupoteza hasara kwa mwingiliano wa boriti ya mwanga na anga.

Mojawapo ya aina tofauti za mfumo wa nishati ya laser ni uzinduzi wa SSE hadi Orbit ya chini ya karibu ya nchi ya jua-synchronous, mabadiliko ya baadaye juu ya kuongeza nguvu ya jua katika mionzi ya laser, kupeleka mwisho kwa satellites moja au mbili ya relay iko kwenye obiti ya geostationary. Hatimaye, uhamisho kutoka satelaiti hizi za mionzi ya laser hadi vituo vya kupokea duniani.

Kumbuka kuwa usanidi wa mfumo wa nishati kutumia satellite-repeater inawezekana tu wakati wa kufanya kazi katika kiwango cha laser wavelength. Wakati huo huo, uzinduzi wa SCE kwa obiti ya chini ya polar (na sio juu ya stationary au high-elliptical, kama katika dhana ya chanzo) inaruhusu mara 6 hadi 10 kupunguza uzito wa bidhaa ambazo zinapaswa kutolewa kwa Orbit ya kumbukumbu ili kuhakikisha uumbaji wa SSE. Kwa ujumla, wakati wa kutumia ufumbuzi wa kiufundi wa kuahidi, mifumo ya nishati ya laser itakuwa na faida kubwa juu ya mifumo inayofanya kazi katika microwave mbalimbali na sifa za misa, kwa suala la uchafuzi wa mazingira na gharama.

Ufanisi wa jumla wa mifumo hiyo inaweza kufikia 8 - 12%, ambayo ni sawa na ufanisi wa jumla wa mifumo ya microwave. Hata hivyo, kinyume na mifumo ya microwave, mifumo ya laser sio hali ya hewa yote, tangu mionzi ya laser inakabiliwa na ngozi ya nguvu wakati wa kusambazwa katika mawingu na maeneo ya mvua. Swali hili, linaloonekana, linaweza kutatuliwa kwa kuunda vituo vya kupokea duniani, pamoja na wakati wa kuweka vituo vya kupokea katika maeneo yenye uwezekano mdogo wa mvua. Wakati wa kutumia vituo vya nishati ya laser kama chanzo cha nishati ya nje ya overclocking spacecraft na makombora, hali ya hewa inaweza kuathiri tu sehemu ya anga ya trajectory.

Injini kutumia vyanzo vya nje vya wingi.

Katika karibu mifumo yote ya magari yaliyojadiliwa hapo awali, molekuli ambayo roketi imeondolewa (kupunguzwa kwa uzito) imejilimbikizia kwenye roketi. Kuhifadhi wingi inahitaji mizinga na kubuni yake ya kusaidia, ambayo huongeza sana wingi wa roketi, hupunguza wingi wake wa kuanzia na hupunguza uzito wa uzito wa mzigo muhimu katika wingi huu. Kutoka hapa, kwa kawaida, hamu ya kutumia katika injini za roketi ya watu wa nje, kama vile inavyofanyika chini na usafiri wa hewa, wakati ardhi au anga yake hutumiwa kama molekuli iliyopwa.

Utafiti mwingi juu ya matumizi ya anga ya dunia kwa ajili ya kuanzia makombora kutoka juu ya dunia yamefanyika. Wakati huo huo, faida mbili zilitarajiwa. Kwanza, oksijeni katika hewa inaweza kucheza nafasi ya wakala wa oksidi ya mafuta, yenye sumu kwenye bodi ya roketi, ambayo ni sawa na ongezeko la hifadhi ya jumla ya nishati kwenye bomba la roketi. Pili, ongezeko la kiasi cha kupunguzwa kwa kiasi kikubwa itapunguza kiwango cha kumalizika, na, kwa hiyo, ufanisi wa traction utaongezeka kwa sehemu ya awali ya njia ya kukimbia. Aidha, kwa nguvu ya injini kutokana na wingi wa ziada uliopotea, unaweza kuongeza hamu na kukimbia makombora ya raia kubwa ya kuanzia.

Kama chanzo cha oksijeni na wingi wa ziada, hewa hutumiwa sana katika turbine ya kisasa ya gesi na injini ya hewa ya moja kwa moja ya hewa (VDD).

Kanuni ya uendeshaji wa WFD ni kwamba hewa inayoingia injini na kasi ya ndege huongeza kasi yake kutokana na nishati zilizotengwa katika injini. Tofauti ya velocities hewa katika mlango wa injini na plagi yake, kuongezeka kwa mtiririko wa hewa, ni sawa na injini. Kwa kuwa kwa kutolewa kwa nishati na, pamoja na vitu vingine kuwa sawa, ongezeko la jamaa katika kasi ya hewa litaanguka, basi kwa ongezeko la kasi ya ndege itakuwa ipasavyo kupunguzwa VDD.

Vikwazo katika kasi ya kukimbia kwa injini kutumia molekuli ya nje inaweza kupunguzwa kwa kiasi kikubwa ikiwa unatumia nishati ya majibu ya nyuklia, kuichukua kwa hewa au moja kwa moja (wote katika mitambo ya gesi-awamu) au kutoka kwa chanzo cha umeme. Katika kesi ya kwanza, kuondolewa kwa bidhaa za mionzi ndani ya anga utafanyika, kwa pili, kutokana na raia kubwa ya mmea wa nguvu ya upande, mwanzo kutoka kwenye uso wa dunia hauwezekani. Kwa hiyo, matumizi ya molekuli ya nje katika injini hizo huchukuliwa tu katika nafasi ya nje.

Kutokana na wiani wa chini wa dutu katika nafasi, watoza wa hewa wa jadi kwa namna ya bomba na shamba tu kwa maana katika orbits chini (100-120 km). Kwa urefu wa juu, ufanisi wa ulaji wa hewa unaweza kuongezeka kwa kiasi kikubwa ikiwa injini ina vifaa vya shamba la magnetic (solenoid). Kati ya interplanetary ni gesi ionized (plasma), na kiwango cha ionization kinaongezeka na kuondolewa kutoka chini, na, kuanzia urefu wa kilomita 10,000, ionization karibu kabisa hutokea.

Kama ilivyoelezwa tayari, harakati ya chembe za plasma katika mistari ya nguvu ya shamba la magnetic ni vigumu, na shamba la magnetic linaweza kucheza nafasi ya funnel inayoongoza mtiririko wa chembe za kushtakiwa kwenye injini. Matokeo yake, eneo la massabery yenye ufanisi na mashamba ya magnetic inayoweza kufanikiwa inaweza kuongeza mara kadhaa elfu.

Kwa mfano, kwa chanzo cha shamba la magnetic kwa namna ya kugeuka na sasa na mduara wa m 15 na uingizaji wa shamba la magnetic katikati ya TC 10, eneo ambalo mtiririko wa plasma utakusanywa utakuwa kuhusu 2 km 2. Injini yenye ulaji wa uzito sawa juu ya orbits chini kwa kiwango cha kilomita 100 / s inaweza kuunda 2 kgf na kula nguvu ya kuunda 200 KW.

Injini hizo zinaweza kufaa kwa shughuli za usafiri kati ya orbits na urefu kutoka kilomita 300 hadi 10,000. Juu ya wiani wa kati ni imeshuka sana, na katika nafasi ya interplanetary, mkusanyiko wa chembe ni 10 cm -3 tu, ambayo inafanana na wiani wa kilo 10 -20 / m 3. Ili kufikiria kiwango hicho cha mtazamo wa dutu hii, tunatumia kulinganisha kwa Kiingereza ya astronomer inayojulikana J. Jeans: "Moja ya kutolea nje ya kuruka inaweza kujaza hewa ya wiani wa kanisa zima . "

Misa ya mtiririko kupitia injini itakuwa, bila shaka, kuongezeka kwa kasi ya roketi, lakini wakati huo huo kutokana na ongezeko la nishati ya mkondo na mvutano wa mara kwa mara wa shamba la magnetic, ukubwa wa ufanisi wa ulaji wa magnetic utapungua. Matokeo yake, matumizi ya wingi atakua tu kulingana na mizizi ya cubic kutoka kwa kasi.

Ikiwa injini, yenye vifaa vya ushuru wa magnetic, itakuwa safi ya ionic (bila kulipa malipo ya chembe zilizopotezwa), basi ongezeko fulani la mtiririko wa molekuli ya nje inawezekana kutokana na kuonekana kwa malipo ya umeme kwenye roketi. Kwa mfano, ikiwa injini ina kasi ya ions ya kushtakiwa, basi inapata malipo hasi na huanza kuvutia ions ya nafasi ya nje. Sehemu hizi za magnetic shamba zinaweza kuelekezwa kwa kasi na kutumika kama maji ya kazi.

Hata hivyo, kupata njia hii ya matumizi ya kutosha ya wingi kwa wiani wa kati ya interplanetary, uwezekano mkubwa wa roketi unahitajika kuhusiana na nafasi ya jirani. Kwa meli yenye kipenyo cha m 15 na uwezo wa 10 6 katika mtiririko wa wingi, 4 · 10 -8 kg / s. Wakati wa kupungua kwa thread hii, hebu sema, uwezekano ni mara 10 kubwa, injini hiyo itakuwa 0.03 kgf. Lakini kasi ya tofauti ya 10 7 B inafanana na nishati ya chembe zinazozalishwa wakati wa athari za thermonuclear. Katika kesi hiyo, ikiwa tunatumia kama wingi uliopotea, kuongeza kwa ions ya plasma ya cosmic haitatoa faida inayoonekana katika kusumbuliwa.

Kuzingatia yote hapo juu, inaweza kuhitimishwa kuwa matumizi ya interplanetary, na hata zaidi ya kati ya interstellar kama mwili wa kazi ya roketi itawezekana kama sifa za vyanzo zilizopo za shamba la magnetic zitaongezeka kwa mamia ya maelfu ya nyakati. Njia za ongezeko hili kwa sasa haijulikani.

Hata hivyo, katika nafasi ya interplanetary kuna idadi ya kutosha ya sayari za macrotel, satelaiti zao, asteroids, meteorites. Hatuwezi kuhusisha matumizi ya moja kwa moja ya miamba ambayo yanaanzisha miili ya cosmic, na anga zao. Kimsingi, vitu ambavyo miili ya cosmic inajumuisha inaweza kutumika katika injini yoyote iliyoelezwa hapa. Fikiria tu njia za matumizi yasiyo ya mawasiliano ya Makrotel.

Wengi sana katika nafasi ya nje inaonyesha mwingiliano wa mvuto. Kwa bahati mbaya, uwezekano wa matumizi yake kuharakisha ndege ni mdogo sana. Hakika, kupiga mbio nyuma ya mwili wa cosmic, roketi itaharakisha kutokana na kivutio chake hadi kufikia hatua ya chini ya kupitishwa. Kisha, braking yake itaanza, na mabadiliko ya jumla katika nishati ya kinetic ya roketi itakuwa sifuri. Ikiwa baada ya kuunganisha kiwango cha chini itawezekana kufanya nguvu ya mvuto au kubadilisha ishara yake kwa kinyume, basi kazi nyingi za ndege za ndege zitatatuliwa kwa urahisi. Lakini, ole, sayansi ya kisasa haijui hata kama njia hizo na shamba la mvuto zinawezekana kwa ujumla.

Hata hivyo, wakati mwingine, mwingiliano wa mvuto unaweza kutumika kupunguza hisa ya juu ya wingi. Hii inatumika hasa kwa kugeuza ndege za obiti ya ndege. Kwa mfano, wakati wa kuanza satellite ya geostationary na flip ya mwezi, unaweza kupunguza kiwango cha mtiririko wa maji ya kazi kwa 10% ikilinganishwa na uzinduzi wa moja kwa moja. Zaidi "Togo, mifumo ya magari, uendeshaji kutokana na vipimo vya shamba la mvuto, ambazo hazihitajiki katika uwanja wa uzito katika uwanja wa mvuto ili kuhamisha malipo ya shamba.

Kanuni ya kazi yao inategemea matumizi ya vikosi vinavyoitwa vibaya (Kielelezo 14). Ikiwa watu wawili wanaohusishwa na mzunguko wa cable katika obiti ya satellite ya bandia ya dunia, basi kwa ujumla mfumo huo unahamia kwa kasi kulingana na obiti ya katikati yake. Matokeo yake, wingi ambao ni mbali sana kutoka duniani utakuwa na kiwango kikubwa kuliko muhimu kwa harakati zake za usawa, na kwa hiyo nguvu ya centrifugal inapaswa kuendeshwa juu yake. Kwa upande wa karibu na ardhi, kinyume chake, kasi ni chini ya usawa na kuna nguvu nyingi za mvuto sawa na nguvu iliyoongozwa kinyume ilitumika kwa wingi wa juu.

Majeshi haya yanaitwa Tidal. Wao hunyoosha cable, na, cable raznaya na msuguano, sisi kulazimisha majeshi ya tidal kufanya kazi. Kazi hii inafanywa kwa gharama ya nishati ya kinetic ya mfumo, na kwa sababu hiyo, katikati ya mvuto itaenda kwenye obiti ya chini. Vile vile, vikosi vya habari vinavyofanya kati ya sayari husababisha ushirikiano wao wa pamoja. Kwa mfano, maji ya bahari yanayosababishwa na mwezi, kutokana na msuguano juu ya uso wa dunia, kusababisha kupungua kwa umbali kati ya mwezi na ardhi.

Na, kinyume chake, kufanya kazi dhidi ya hatua ya vikosi vya habari, unaweza kuongeza obiti ya katikati ya mvuto wa mfumo. Kurudia mzunguko baada ya kuunganishwa kamili ya raia, wanahitaji kushinikiza wakati cable iliyopasuka kwa uhuru. Lakini ufanisi wa mfumo kama wa motor katika nafasi ya karibu-dunia ni ndogo sana.

Ukubwa wa majeshi ya tidal ni sawa na bidhaa ya kuongeza kasi ya mvuto katika mzunguko wa uwiano wa umbali kati ya raia hadi eneo la obiti. Katika obiti na urefu wa kilomita 350 mbali kati ya raia wa kilomita 10, ni 1.4 · 10 -2 n / kg, kwenye obiti ya geostanism - 7 · 10 -5 n / kg. Kazi iliyofanyika katika mzunguko mmoja wa kuunganisha ni kwa mtiririko huo 7 · 10 -2 na 3.5 · 10 -4 J / kg. Ili kutafsiri spacecraft na obiti na urefu wa kilomita 350 kwenye obiti ya geostationary (kilomita 35,880), karibu na mzunguko wa 10 utahitajika. Hata kama tunadhani kwamba kila mzunguko utatimizwa kwa 1, basi harakati hiyo itahitajika kwa zaidi ya miaka 10.

Kielelezo. 14. Mpango wa injini ya "gravitational" (mishale ilionyesha mwelekeo wa vikosi vya habari): 1 - mzigo muhimu, 2 - cable, vifaa vya vilima vya cable, 4 - Dunia

Inawezekana kwamba wakati ubinadamu unapoanza kujenga makazi katika nafasi ya karibu na ya dunia na itatumwa kwa njia za juu za mamilioni ya tani za mizigo, njia ndogo ya kuhamisha programu yake. Faida ni dhahiri: ukosefu kamili wa wingi wa kutosha na nguvu ya chini ya mfumo wa magari.

Tangu, kinyume na mwingiliano wa mvuto, watu wa ushirikiano wa umeme walijifunza jinsi ya kusimamia, basi kuundwa kwa mifumo ya magari kwa kutumia Macotel kwa msingi huu. Katika kesi rahisi, injini hiyo ni kasi ya chembe za kushtakiwa. Wakati mwili wa cosmic unapigwa na mwili wa cosmic, ni irradiated na chembe za kushtakiwa (kwa mfano, elektroni). Matokeo yake, mwili wa cosmic na roketi hugeuka kuwa flygbolag ya mashtaka ya ishara tofauti.

Kivutio cha mashtaka husababisha kuongeza kasi ya roketi. Baada ya njia ya juu ya roketi na mwili wa cosmic, unaweza kuzima kasi ya accelerator, na mashtaka yanalipwa kwa haraka na plasma ya nafasi ya nje, au mpaka malipo kwenye mwili wa cosmic inachukuliwa, ili upakia upya roketi, Na kisha nguvu ya kivutio itaingia katika nguvu ya kupuuza.

Kuongezeka kwa kasi ya roketi kutokana na mwingiliano huo ni sawa na tofauti tofauti kati ya roketi na mwili wa kushtakiwa. Kwa mfano, kwa ndege, uzito wa tani 10 na tofauti ya tofauti ya 10 6 hadi kasi inaweza kuongezeka kwa 1 m / s, na saa 10 v - kwa mtiririko huo, 100 m / s. Ufanisi wa njia hiyo ya kuongeza kasi huongezeka na ongezeko la kasi ya jamaa ya roketi na mwili ulioshtakiwa na kwa kasi, b? LEED 10 km / s, inaweza kufikia 20%.

Kutokana na mafanikio madogo kwa mzunguko mmoja wa malipo, mifumo hiyo ya magari inashauriwa kuomba katika maeneo hayo ya nafasi, ambapo mikutano yenye miili ya cosmic ni mara kwa mara (kwa mfano, katika ukanda wa asteroids). Aidha, kasi ya umeme ya makombora inaweza kuwa na manufaa kwa trafiki kubwa ya mizigo kati ya satellites ya dunia. Kisha mpango wa kukimbia wafuatayo unaweza kufanywa. Kwa kila mmoja, orbits ya counter-friendly (orbits na mzunguko kinyume) ni kuonyeshwa mfumo wa satelaiti, baadhi ambayo ni vifaa na kasi ya chembe za kushtakiwa. Kutoa satelaiti ya kukabiliana na mzunguko wa kinyume, unaweza kubadilisha vigezo vya obiti ya mfumo mzima. Wakati huo huo, hali zote za matumizi bora ya njia ya kuongeza kasi ni kuridhika: mzunguko wa mikutano na kasi kubwa ya jamaa.

Moja ya upungufu muhimu wa kasi ya umeme ya spacecraft ni bombardment ya uso wao na chembe za plasma nafasi, kuharakisha kwa nguvu za juu na uwanja wa umeme wa kifaa. Matokeo yake, mionzi ya kuambukizwa ya gamma na radi ya radi hutokea. Hasara hii haitakuwa mbali wakati wa kutumia maingiliano ya magnetic.

Ikiwa roketi hutolewa na chanzo cha shamba la magnetic, litaingiliana na mashamba ya magnetic ya dunia, sayari na asteroids ya ngozi ya chuma. Nguvu ya mashamba ya magnetic ya cosmic ni maagizo kadhaa ya ukubwa katika vitengo vinavyolingana vya mashamba ya umeme. Lakini, kwa bahati mbaya, shamba la magnetic lina tabia ya dipole, na mwingiliano wake wa nguvu unaonyeshwa tu mbele ya inhomogeneties (gradient). Gradient ya shamba la cosmic ni ndogo sana: Ili kupata nguvu ya mwingiliano, kwa mfano, 0.1 kgf, na shamba la magnetic la dunia, solenoid inahitajika, ambayo ina zaidi ya 10 6 amp-zamu na kipenyo cha 100 m. Kwa njia zilizopo za kuzalisha shamba la magnetic la roketi na solenoid vile, hata kama tunapuuza wingi wa malipo, kutakuwa na kasi ya 10 -6 m / s 2 tu.

Kuahidi zaidi ni matumizi ya mifumo ya magnetic katika usafiri wa awali wa kisheria wakati wa usafiri wa makundi ya satelaiti, yanayozunguka katika kupambana na viungo. Kutokana na kivutio cha pamoja au kukataa vifaa vile, unaweza kubadilisha kasi ya orbital. Hata hivyo, tangu shamba la magnetic, kutokana na asili yake ya dipole, huanguka kwa mujibu wa Cuba ya umbali, na mraba wa umeme, mifumo hiyo ya motor itatoa umeme katika sifa zao za wingi.

Nadharia ya kisasa ya electromagnetism inaruhusu kuwepo kwa monopoles magnetic - analog mashtaka ya umeme. Ikiwa monopolis vile hugunduliwa na zinaweza kupatikana kwa kiasi cha kutosha, fursa kubwa zitafungua kabla ya teknolojia ya nafasi. Rocket yenye malipo ya magnetic ya ukiritimba inaweza kuanza kutoka kwenye uso wa dunia bila gharama yoyote ya upande wa wingi wa wingi, tu kwa kuingiliana na shamba lake la magnetic, na kuendelea kuendelea kuharakisha katika mashamba ya interstellar na interplanetary.

Kuhusu haki ya kuzaliwa na kuishi

Njia ya utekelezaji wa aina mpya za migodi ya mifumo ya magari na ngumu, na mara nyingi hutengenezwa tu katika kesi wakati faida zao kuhusiana na zilizopo hazielezeki katika vitengo vya maslahi, lakini kwa kiasi kikubwa kubadilisha hali hiyo. Ingawa viashiria vya kiuchumi vya shughuli za usafiri vimeboreshwa kwa kiasi kikubwa, au huruhusu kutatua matatizo ambayo hayajatatuliwa na njia zilizopo.

Je! Ni uwezekano gani wa mifumo mbalimbali ya magari wakati wa kutatua matatizo mengi yanayowakabili astronautics?

Shirika la mizigo kubwa hutoka kutoka kwenye uso wa dunia hadi chini. Kazi hiyo inatatuliwa tu kwa matumizi ya injini kubwa za kuingiza, kwa hiyo inashauriwa kuzingatia njia hiyo ya kutatua kama vile injini za kemikali, nyuklia ya nyuklia na thermonuklia na juu ya injini na maambukizi ya nishati ya mbali. Kutoka kwa injini zilizoonyeshwa, jukumu kuu katika kutatua tatizo la uondoaji kwa obiti ya chini ni na kwa muda mrefu itakuwa ni injini za kemikali. Kwa mujibu wa sifa za nishati na traction, injini za nyuklia za gesi-awamu na injini za thermonuclia zinafaa kutatua tatizo hili, lakini hatari ya maambukizi ya hali ya hewa ni kubwa mno.

Kwa ujumla, ni lazima ieleweke kuwa kwa kuongezeka kwa trafiki ya mizigo kutoka kwenye uso wa dunia hadi chini, masuala ya kupunguza athari kwenye michakato ya asili kwa njia ya kuondolewa ina maana ya kupata umuhimu mkubwa. Kwa kiwango cha kutosha cha uzinduzi na jamaa "uwezo wa chini" maana ya kubadilishana, michakato ya asili katika anga na ionosphere inaweza kulipa fidia kwa ajili ya uharibifu wa ndani wa vigezo vilivyoundwa wakati wa kuanza kwa missile. Kwa mfano, mchakato wa kuimarisha "dirisha" hutokea kwenye safu ya ozoni wakati mwisho huingiliana na tochi ya roketi. Hata hivyo, uwezo wa fidia wa mazingira ya asili sio kikomo, na haiwezekani kuzingatiwa.

Mahitaji ya athari ndogo kwenye michakato ya asili, inaonekana, itatumika kama motisha ya ziada ya kuunda zana za kuzima kwa kutumia vyanzo vya nishati za nje. Kutokana na ukweli kwamba katika injini na vyanzo vya nje vya nishati (hususan, na vyanzo vya laser), vitu vingi vinaweza kutumika kama maji ya kazi, uwezekano wa kuchagua maji ya kazi na athari ndogo kwenye michakato ya asili inaweza kuonekana .

Mwingine wa kuvutia wa matumizi ya injini na vyanzo vya nje katika zana za obiti ni ukweli kwamba sehemu ngumu zaidi ya vifaa (chanzo cha nishati na transmitter laser) ni nje ya kifaa, haijulikani kwa tabia ya kujitenga Hatua (overload, vibration, nk), na inapatikana kwa ajili ya matengenezo na ukarabati. Hatimaye, mfumo huo wa kuondolewa ni mfumo wa matumizi mengi (kwa hali yoyote, kwa maana ya matumizi ya vifaa vya sehemu ya mfumo), ambayo ni muhimu sana kwa kuandaa trafiki kubwa ya mizigo.

Kwa sababu hizi, injini za kutumia nishati ya laser ziko duniani au karibu-orbit, katika siku zijazo zitafanya ushindani mkubwa katika njia ya jadi ya kuondoa, hasa katika kazi za kutolewa kwa kiasi kikubwa cha mizigo ndogo. Kuibuka kwa mifumo hiyo inapaswa kutarajiwa mwanzoni mwa karne ijayo, sawa wakati imepangwa kutekeleza sces ya kwanza ambayo ina thamani ya viwanda.

Usafiri wa mizigo kubwa na orbits chini juu na nyuma, kusafirisha mizigo sawa kutoka orbit duniani kwa mwezi. Tofauti na pato la bidhaa kwa obiti ya chini, operesheni hii inaweza kufanyika na injini zote mbili na ndogo. Unapotumia injini kubwa, kifaa kinafikia obiti ya juu au mazingira ya mwezi kwa kasi zaidi kuliko wakati wa kutumia injini ndogo ndogo (vitengo na makumi ya kilo). Hata hivyo, sehemu ya malipo iliyotolewa kwa orbit ya juu inategemea kiwango cha kumalizika kwa maji ya kazi, na hapa injini za kuingizwa ndogo zinaweza kuwa na faida ikilinganishwa na aina fulani za injini kubwa.

Hasa, uchambuzi wa kulinganisha wa uwezekano wa kutatua tatizo hili kwa msaada wa vituo vya injini za EDD na umeme na mimea ya nyuklia inaonyesha kwamba ikiwa katika kesi ya kwanza sehemu ya mizigo iliyotolewa kutoka orbit ya chini hadi imara ni karibu 30%, basi Katika pili - 60-65%. Hali hii inaweza kuwa muhimu wakati wa kuchagua zana za kujifungua kwa kusafirisha mizigo kubwa, wakati sababu ya kuamua ni kiasi cha mizigo iliyosafirishwa katika ndege moja, na sio muda wa mwisho.

Matumizi ya injini ndogo ndogo ina kipengele ambacho kwa idadi ya bidhaa zilizosafirishwa inaweza kuwa faida kubwa: ndogo ndogo hujenga overloads ndogo. Katika suala hili, kuna fursa ya kukusanya miundo mikubwa kwa obiti chini na kisha kuwahamasisha kwa juu, bila kuzuia muundo wa mahitaji ya ngumu kwa overloads, tabia ya matumizi ya injini kubwa stust.

Katika miongo miwili ijayo, inaonekana, tu mimea ya umeme na umeme na betri za jua au mimea ya nyuklia itatumika kwa operesheni inayozingatiwa.

Katika siku zijazo, kwa lengo la usafiri na mipaka ya radius ya orbits, mwezi inaweza kutumika (na kwa ufanisi kabisa) injini na vyanzo vya nje bandia ya nishati. Hivyo, boriti ya laser inaweza kutumika kama chanzo cha nishati kwa injini sawa za umeme, lakini, bila shaka, hutumia kwa ufanisi nishati yake moja kwa moja ili kuharakisha maji ya kazi

Swali la asili ambalo hutokea wakati wa kujadili tatizo la kutumia injini za laser kwa umbali hadi kilomita 300,000: Je, vigezo vya ufungaji vinavyofanya malezi ya boriti iliyobeba nishati ya umeme kwa umbali mkubwa bila hasara kubwa?

Mahesabu yanaonyesha kwamba kwa umbali wa kilomita 300,000, ni muhimu kuwa na antenna kwenye vifaa na kwenye kituo cha nishati ya antenna kwa ukubwa wa 30-40 m. Na usahihi wa utengenezaji wa uso katika antenna hizi unapaswa kufanyika hadi 0.1 microns. Kutoka hapa ni wazi kwamba matumizi ya nishati yaliyopatikana kwa njia hii ili kuunda kubwa ni ngumu sana. Kwa upande mwingine, kusambaza juu ya channel ya kipekee kiasi kidogo (hadi megawati kadhaa) haifai kushauri angalau kwa sababu badala ya antenna ya kupokea kwenye kifaa ni faida zaidi kuweka nafasi ya jua.

Hata hivyo, inaonekana, kuna chaguzi za kutumia mifumo ya magari kwa kutumia mionzi ya laser kwa shughuli za usafiri wa juu na usafiri wa mizigo kwa mwezi, haki zote kutoka kwa mtazamo wa kiufundi na kiuchumi. Kuna matatizo ya kiufundi na matatizo juu ya njia hii, lakini huwasilishwa kabisa kushinda kama sehemu ya extrapolation ya kisasa ya teknolojia ya kisasa.

Ndege za kupinga majaribio. Ndege nyingi za vituo vya moja kwa moja kwa Venus, Mars na sayari za mbali za mfumo wa jua ziliunda hisia kwamba hii ni kazi ya leo leo kuliko kesho. Kwa hali yoyote, ndege za manned kwa Mars na Venus zimekoma kwa muda mrefu kuwa kitu cha fasihi za sayansi ya uongo. Wakati huo huo, suluhisho linalowezekana la kazi hizi ndani ya mfumo wa teknolojia ya kisasa, i.e., kwa kutumia EDD tu, inaonekana kuwa yenye nguvu sana na ya gharama kubwa sana. Mojawapo ya chaguo "za kawaida" kwa ajili ya safari ya Mars hutoa mzigo muhimu wa meli ya interplanetary 50 Taver vipengele vya kubuni ya meli na mafuta kwa jumla ya wingi wa tani 500-700 na uzito wa " Saturn-5 "makombora.

Lakini molekuli ya awali yenyewe inatisha, lakini haja ya kufanya kiasi kikubwa cha kazi ya ufungaji katika nafasi. Kuondolewa kwa malipo ya malipo ya uzito Kupima tani 500 - 1000, kama ilivyoelezwa tayari, itakuwa kazi ya kawaida ya kuongoza nguvu za cosmic mwishoni mwa miaka ya 80. Ikumbukwe kwamba ili kutatua tatizo la ndege ya moss kwa msaada wa injini za umeme za umeme na yau au kutumia reactor ya nyuklia imara kwa kiwango cha karibu 9 km / s, jumla ya jumla ya orbit msaada itakuwa tani 150-200. Muda wa safari ya Martian katika hali zote takriban sawa - miaka 2 miezi 8.

Kupunguza kwa urefu wa safari itahitaji ongezeko la nishati gharama ya ukubwa. Wakati huo huo, kupungua kwa safari kwa sayari ni kuhitajika sana. Kuna matarajio makubwa ya injini na viashiria vya juu vya nishati, hasa, injini za nyuklia za gesi-awamu, injini za thermonuklea na immonulse. Ni rahisi kuona kwamba hotuba hapa ni kuhusu injini, tatizo la kujenga uumbaji wa uwezo wa kisasa wa teknolojia. Katika suala hili, kwa hali yoyote, katika hatua za kwanza za ndege za interplanetary, faida kubwa inaweza kupatikana kwa njia ya matumizi ya injini kutumia vyanzo vya nje vya mionzi ya umeme kama injini za juu wakati wa kuanzia na obiti.

Tabia za kulinganisha za aina mbalimbali za injini kwa ajili ya safari ya Martian huonyeshwa kwenye meza. 2.

Jedwali 2.

Expeditions juu ya Mars.

Je! Ndege kwa nyota halisi? Kwa mujibu wa mawazo ya kisasa, injini za photon zinafaa zaidi kwa ndege za interstellar, ambazo hutumia majibu ya kuangamiza dutu na antimatistry. Hata hivyo, suluhisho la tatizo la kujenga injini hizo, pamoja na matatizo ya kuzalisha mafuta kwao, hadi sasa kutokana na uwezekano wa teknolojia ya kisasa, ambayo mapishi ni wazi bila kuharibiwa.

Kikundi cha watafiti wa Kiingereza walijaribu kuchambua tatizo la ndege za manned kwa nyota za karibu (Proxima Centauri, Centaurus, Bernard's Star), kulingana na sio mbali sana ya kupanua uwezo wa kisasa wa teknolojia. Kutoka kwa mifumo, iwezekanavyo kutoka kwa mtazamo wa teknolojia ya kisasa, tendaji ya umeme na mmea wa nguvu za nyuklia, mfumo wa kuongeza kasi na radius nishati kutoka kwa laser ya msingi ya cosmic, mifumo ya majira ya jua, motors ya nyuklia kubwa inachukuliwa. Kama ilivyobadilika, aina zilizoorodheshwa kwa sababu mbalimbali haziwezi kutatua kazi, na ndiyo sababu.

Magari ya umeme ya umeme na mmea wa nguvu ya nyuklia hutoa kiwango cha chini cha kasi ya kuweka kasi, ambayo inaongoza kwa muda mrefu wa safari. Overclocking mifumo na nishati ya ray kutoka laser ya msingi ya cosmic na mfumo wa mfumo wa jua una molekuli ndogo ikilinganishwa na mfumo wa umeme wa nyuklia, lakini sehemu ya nishati iliyobadilishwa (katika nishati ya kinetic ya harakati ya ndege) ni ndogo sana, ambayo pia inahitaji muda mrefu wa overclocking. Injini za nyuklia kubwa aina ya injini ya nyuklia ya mafuta "nerva" inaweza kutoa kasi ya kuongeza. Hata hivyo, kasi ya kumalizika kufanikiwa kwa kutumia mifumo hiyo, karibu na kilomita 10, na hii inamaanisha kuwa itachukua uhusiano mkubwa sana wa raia ili kufikia kasi ya mwisho ya mwisho. Kiasi cha mafuta kinachohitajika katika mifumo yote hiyo huwafanya wasiohesabiwa.

Karibu na utekelezaji wa mfumo wa magari unaofaa kwa kukimbia kwa nyota, waandishi wanaona injini ya silaha kwenye ukubwa mdogo na kuanzishwa kwa mmenyuko na accelerator ya umeme iliyoelezwa mapema. Hata hivyo, hitimisho la waandishi sio haiwezekani. Kesi hiyo ni hapa kwa uwezekano wa kutekeleza mpango uliopendekezwa na mbele ya mipango ya mashindano.

Kufanya wazi zaidi kufikiria nini kuruka katika sifa za injini lazima kutokea ili ndege interstellar iwezekanavyo, tu kuangalia meza. 3, ambapo data zinazohusiana na ndege kutoka duniani hadi sayari ya mbali zaidi ya mfumo wa jua - Pluto.

Jedwali la 3.

Ndege kwa Pluto.

Kazi hii ni rahisi zaidi kuliko kukimbia kwa nyota. Inatosha kulinganisha umbali ambao unahitaji kushinda katika kesi hiyo na tofauti. Sunlight ya Pluto, kueneza kwa kasi ya karibu 300,000 km / s, iko kwa masaa 5, wakati kwa nyota za karibu (? Centaurus) - kwa miaka 4.3. Hata hivyo, sawa (i.e. bila kutumia uendeshaji wa kupuuza), ndege za Pluto zinaweza kufanywa kwa wakati unaofaa, isipokuwa injini zina vigezo, utekelezaji ambao unahusishwa na kuundwa kwa injini za thermonuclia. Hata sifa za injini za nyuklia za gesi-awamu ya kufanya kazi hii haitoshi.

Kwa asili, tu na ujio wa injini hizo kama thermonuclear, itawezekana kushiriki katika ndege zilizopita ndani ya mfumo mzima wa jua. Wakati huo huo, mawakala tu wa magari wanatoa ndege za orbital ambazo zinaweza kuchukuliwa zaidi au chini. Kwa hiyo, licha ya mafanikio yote makubwa yaliyopatikana na astronautics, mapinduzi yatahitajika (na labda sio moja) katika mbinu ya injini ya cosmic, hivyo ndege za ndege za kwanza ni za kwanza kwa sayari za mbali, na kisha zaidi ya mfumo wa jua.

4 p. Inashughulikia

Vidokezo

1

Ikumbukwe kwamba mpango wa kufikia mtu wa mwezi gharama ya dola bilioni 24. Gharama ya mpango wa safari ya Martian inakadiriwa kuwa dola bilioni 70-80.

2

Bila shaka, kama kulikuwa na akiba ya mafuta ya roketi juu ya mwezi, basi refill na mizinga tupu ingeweza kutoa faida kubwa zaidi katika chakula. Lakini kuongeza mafuta hiyo ni sawa na ongezeko la hisa ya onboard ya nishati, na kwa hiyo masuala yanayowasilishwa kuhusu kiwango cha kumalizika kikamilifu haitatumika.

3

Katika teknolojia ya roketi, tabia ya injini badala ya kiwango cha kumalizika mara kwa mara hutumiwa na dhana nyingine sawa - maalum (msukumo maalum), ambayo ni sawa na kiwango cha kumalizika kwa muda uliogawanyika kwa kuharakisha kuanguka kwa bure (9.81 m / s 2) , na kwa mtiririko huo umehesabiwa kwa sekunde. Mtazamo maalum unafanana na upeo uliotengenezwa na mtiririko wa maji ya kazi yenye uzito wa kilo 1 katika 1 s. Katika siku zijazo, sisi, pamoja na kiwango cha kumalizika, pia tutatumia dhana hii. Maadili ya tag maalum kwa miili fulani ya kazi ilionyeshwa kwenye meza. moja.

4

Ufumbuzi wa muda mfupi unawezekana wakati wingi wa uranium iko katika hali imara, lakini ni sehemu ndogo tu katika awamu ya gesi. Lakini ni vigumu kupata joto la juu la maji ya kazi, kwani nishati nyingi zitatolewa kwa joto la chini.

5

Katika bwawa la ndege, utegemezi wa kuondokana na kasi ni kweli ngumu zaidi. Awali, inakua kutokana na ongezeko la ufanisi wa mzunguko wa joto, kwa kuwa kwa ongezeko la shinikizo la kasi, kiwango cha ongezeko la compression. Hata hivyo, kuanzia thamani fulani ya kasi, inakuwa chini.

Inawezekana kuanza makala hii kwa kifungu cha jadi kuhusu jinsi waandishi wa sayansi ya uongo waliweka mawazo ya ujasiri, na wanasayansi kisha wanawaingiza katika maisha. Unaweza, lakini sitaki kuandika timu. Ni vyema kukumbuka kwamba injini za kisasa za roketi, mafuta imara na kioevu, yana sifa zaidi zisizofaa kwa ndege kwenye umbali wa mbali. Ili kuleta mzigo ndani ya obiti ya dunia, wanakuwezesha kutoa kitu kwa mwezi - pia, ingawa ni gharama ya kukimbia kama hiyo. Lakini kuruka kwa Mars na injini hizo tayari si rahisi. Wanatoa wakala wa mafuta na oksidi katika kiasi cha lazima. Na kiasi hiki ni sawa sawa na umbali ambao lazima kushinda.

Njia mbadala ya injini za jadi za roketi - umeme, plasma na injini za nyuklia. Kati ya injini zote mbadala, mfumo mmoja tu umefikia hatua ya maendeleo ya injini - nyuklia (yadi). Katika Umoja wa Kisovyeti na nchini Marekani, katika miaka ya 50 ya karne iliyopita, kazi ilianza juu ya kuundwa kwa injini za nyuklia. Wamarekani walifanya kazi zote mbili kwa mmea huo wa nguvu: Jet na Pulse. Dhana ya kwanza inahusisha inapokanzwa kwa maji ya kazi kwa kutumia reactor ya nyuklia, ikifuatiwa na uzalishaji kupitia bomba. Yard ya imulsion, kwa upande wake, husababisha ndege kwa sababu ya mlipuko wa mfululizo wa kiasi kidogo cha mafuta ya nyuklia.

Pia nchini Marekani ilitengenezwa mradi wa Orion, ambao uliunganisha aina zote za yadi. Hii ilifanyika kama ifuatavyo: Kutoka sehemu ya mkia wa meli, mashtaka madogo ya nyuklia yalitupwa na uwezo wa tani 100 katika TNT sawa. Kufuata yao, discs ya chuma risasi. Kwa mbali kutoka meli ilikuwa imesababisha malipo, disk imeongezeka, na dutu hii ilionekana kwa njia tofauti. Alianguka katika mkia aliyeimarishwa wa meli na akaihamisha mbele. Kuongezeka kidogo kwa traction ilikuwa kutoa evaporation ya slab hosting makofi. Thamani maalum ya ndege hiyo inapaswa kuwa na dola 150 tu kwa kila kilo cha malipo.

Hata kabla ya vipimo: uzoefu umeonyesha kwamba harakati kwa msaada wa pulses mfululizo inawezekana, kama kuundwa kwa sahani ya forage ya nguvu ya kutosha. Lakini mradi "Orion" ulifungwa mwaka wa 1965 kama wasiotarajiwa. Hata hivyo, hii ndiyo dhana pekee iliyopo ambayo inaweza kuruhusu safari angalau na mfumo wa jua.

Kabla ya ujenzi wa nakala ya uzoefu, ilikuwa inawezekana kusafiri tu na yadi ya tendaji. Hizi ndizo Soviet Rd-0410 na Marekani Nerva. Walifanya kazi kulingana na kanuni hiyo: katika reactor ya "kawaida" ya nyuklia, maji ya kazi ni joto, ambayo, wakati uzalishaji wa nozzles, hujenga tamaa. Mwili wa kazi ya injini zote mbili ilikuwa kioevu hidrojeni, lakini heptane ilitumiwa kwenye Soviet kama excipient.

Traction ya RD-0410 ilikuwa tani 3.5, Nerva alitoa karibu 34, lakini kulikuwa na vipimo vingi: mita 43.7 ya urefu na 10.5 kwa kipenyo dhidi ya mita 3.5 na 1.6, kwa mtiririko huo, kutoka kwa injini ya Soviet. Wakati huo huo, injini ya Marekani ilipoteza mara tatu rasilimali ya Soviet - RD-0410 inaweza kufanya kazi kwa saa.

Hata hivyo, injini zote mbili, licha ya matarajio, pia alibakia duniani na hakuwa na kuruka popote. Sababu kuu ya kufungwa kwa miradi yote (NERVA katikati ya miaka ya 70, RD-0410 mwaka 1985) ni pesa. Tabia za injini za kemikali ni mbaya zaidi kuliko nyuklia, lakini bei ya uzinduzi mmoja wa meli na yadi na malipo sawa inaweza kuwa mara 8-12 uzinduzi wa "muungano" sawa na EDR. Na hii bado haifai gharama zote zinazohitajika kuleta injini za nyuklia kwa fitness kwa matumizi ya vitendo.

Hitimisho kutoka kwa uendeshaji wa "bei nafuu" shuttles na kutokuwepo kwa mafanikio ya mapinduzi ya hivi karibuni katika teknolojia ya nafasi inahitaji ufumbuzi mpya. Mnamo Aprili mwaka huu, mkuu wa Roscosmos A. Perminov alitangaza nia yake ya kuendeleza na kuweka kazi yadi mpya kabisa. Ni hii, kwa mujibu wa Roscosmos, inapaswa kuboresha kwa kiasi kikubwa "mazingira" katika ulimwengu wote Cosmonautics. Sasa ikawa ni nani anayepaswa kuwa wafuasi wa pili wa Astronautics: maendeleo ya yadi yatashiriki katika kituo cha Fsue Keldysh. Mkurugenzi Mkuu wa kampuni A. Koglyov tayari ameongeza umma kwamba mradi wa sketching wa ndege chini ya yadi mpya itakuwa tayari mwaka ujao. Mradi wa injini unapaswa kuwa tayari kwa 2019, na vipimo vimepangwa 2025.

Complex ilikuwa inaitwa tem - moduli ya usafiri na nishati. Itachukua gesi ya nyuklia iliyopozwa iliyopozwa. Kwa apura ya moja kwa moja, bado haijatambuliwa: ama itakuwa injini ya ndege kama RD-0410, au injini ya roketi ya umeme (ERD). Hata hivyo, aina ya mwisho ya mahali popote ulimwenguni haijawahi kutumika: wao vifaa tu spacecraft tatu tu. Lakini kwa ajili ya ERD, ukweli kwamba si tu injini inaweza kuhifadhiwa kutoka reactor, lakini pia wingi wengi au wote kutumia tem nzima kama kituo cha nguvu.

Urusi ilikusanya kwanza duniani.
Injini ya nafasi ya nyuklia.

Kwa sababu fulani, habari za kusikitisha kutoka Agosti 10 ulimwenguni na vyombo vya habari vilikuwa visivyojulikana dhidi ya historia ya Marekani Ferguson na Wukuby.
Nitajaribu kujaza pengo hili na kuweka makala kabisa kulingana na kanuni kama ilivyo. Kuhusu tukio hilo unahitaji kujua kila mtu na ninajivunia wanasayansi wetu na nchi.

Injini ya nyuklia kwa cosmole.

"Katika mmea wa OJSC Mashinostroitelny katika Elektrostal karibu na Moscow, wataalam walikusanya kipengele cha kwanza cha mafuta (TVEL) ya kubuni mara kwa mara kwa ajili ya ufungaji wa umeme wa nyuklia (yaedu). Hii inaripotiwa na huduma ya vyombo vya habari ya Shirika la Jimbo la Rosatom. Muumbaji mkuu wa Ufungaji wa reactor ni Nikieta.

Kazi inafanywa katika mfumo wa utekelezaji wa mradi "Kujenga usafiri na moduli ya nishati kulingana na darasa la megawatt". Kulingana na mkurugenzi na mtengenezaji mkuu wa OJSC Nikiet, Yuri Dragonov, kulingana na mpango, Yadu inapaswa kuwa tayari mwaka 2018, anaandika mkanda.

"Kwa upande wa ufungaji wa reactor, kwa upande wa kazi ya shirika la serikali" Rosatom "kila kitu kinakwenda kulingana na mpango, kulingana na barabara," alisema Drarubanov. Yaad imepangwa kutumiwa kwa ndege za muda mrefu na kazi ya muda mrefu katika obiti. Hasa, kuundwa kwa ufungaji huu itaruhusu kwa kiasi kikubwa kupunguza sehemu ya muda muhimu kwa ajili ya safari ya Martian.

Mradi wa Yadu uliidhinishwa mwaka 2009 Tume ya kisasa na maendeleo ya kiteknolojia ya uchumi wa Kirusi chini ya Rais wa Urusi. Mpangilio wa mchoro ulikamilishwa mwaka 2012.

Hii ni kuruka katika siku zijazo. Injini hii itatuwezesha kuanguka kwanza kwenye Mars, na kurudi. Hii ni kuruka tayari katika karne ya 22, kujitenga kwa wengine wote. Leo, Urusi inajaribu kutawala sekta ya nafasi, cosmodromes mpya na makombora yanajengwa. Natumaini tutaweza kurudi ukuu wa cosmonautics ya zamani ya Soviet "

Tayari mwishoni mwa miaka kumi nchini Urusi, spacecraft ya usafiri wa interplanetary kwenye traction ya nyuklia inaweza kuundwa. Na hii inabadilika hali katika nafasi ya karibu na ardhi, na chini yenyewe.

Yaida yeye mwenyewe atakuwa tayari kwa kukimbia mwaka 2018. Hii ilitangazwa na mkurugenzi wa Kituo cha Celdysh, Academician Anatoly Kitheev. "Tunapaswa kuandaa sampuli ya kwanza (mmea wa nguvu za nyuklia wa darasa la Megawatt. - Karibu." Mtaalam Online ") kwa majaribio ya kukimbia mwaka 2018. Yeye ataruka au la, hii ni suala jingine, kunaweza kuwa na foleni, lakini ni lazima iwe tayari kwa kukimbia, "RIA Novosti alimpeleka. Hii inamaanisha kuwa moja ya miradi ya Kiislamu-Kirusi yenye kipaumbele katika uwanja wa maendeleo ya nafasi inaingia awamu ya utekelezaji wa moja kwa moja.

Mwaka 2010, Rais wa Russia, na sasa Waziri Mkuu Dmitry Medvedev, amri iliamriwa mwishoni mwa miaka kumi kuunda usafiri wa nafasi na nishati katika nchi yetu kulingana na mmea wa nguvu za nyuklia wa darasa la Megawatt. Katika maendeleo ya mradi huu hadi 2018 kutoka kwa bajeti ya shirikisho, "Roskosmos" na "Rosatom" imepangwa kutenga rubles bilioni 17. Bilioni 7.2 kutoka kiasi hiki ilitengwa na majibu ya serikali "Rosatom" ili kuunda ufungaji wa reactor (Taasisi ya Utafiti na Maendeleo ya Taasisi ya Utafiti wa Pallezhal), jina la bilioni 4 la Celdysh ili kuunda mmea wa nishati ya nyuklia. Rubles bilioni 5.8 ni lengo la RKK "Nishati" ili kuunda moduli ya usafiri na nishati, yaani, tu kuzungumza, meli ya roketi.

Je, ni faida gani ya Urusi kutoka kwa maendeleo haya? Faida hii ni kubwa zaidi kuliko rubles ya bilioni 17, ambayo serikali inatarajia kutumia hadi 2018 juu ya kuundwa kwa kombora ya carrier na mmea wa nguvu za nyuklia kwenye ubao na uwezo wa MW 1. Kwanza, ni upanuzi mkali wa uwezekano wa nchi yetu na ubinadamu wakati wote. Ndege ya ndege yenye injini ya nyuklia inatoa fursa halisi ya kufanya safari ya Mars na sayari nyingine.

Pili, meli hizo zinawezesha kuimarisha shughuli katika nafasi ya karibu na kutoa fursa halisi ya mwanzo wa ukoloni wa mwezi (tayari kuna miradi ya ujenzi kwenye satellite ya ardhi ya vituo vya nyuklia). "Matumizi ya vituo vya nishati ya nyuklia yanazingatiwa kwa mifumo kubwa ya manned, na si kwa ndege ndogo ambayo inaweza kuruka kwenye aina nyingine za mitambo kwa kutumia injini za ion au nishati ya upepo wa jua. Unaweza kutumia yadu na injini za ion kwenye tug inayoweza kutumiwa. Kwa mfano, kubeba mizigo kati ya orbits ya chini na ya juu, ndege kwa asteroids. Unaweza kuunda mwezi uliotumika au kutuma safari kwa Mars, "alisema Profesa Oleg Gorshkov. Meli hiyo inabadilika sana uchumi wa maendeleo ya nafasi. Kwa mujibu wa mahesabu ya wataalam wa nishati ya RCC, roketi ya carrier juu ya traction ya nyuklia inahakikisha kupungua kwa gharama ya kuondolewa kwa malipo kwa obiti ya uvumba kwa zaidi ya mara mbili ikilinganishwa na injini za roketi ya kioevu. Tatu, haya ni vifaa na teknolojia mpya ambazo zitaundwa wakati wa utekelezaji wa mradi huu na kisha kutekelezwa katika viwanda vingine - metallurgy, uhandisi wa mitambo, nk. Hiyo ni, hii ni moja ya miradi hiyo ya mafanikio ambayo inaweza kweli kushinikiza Kirusi, na uchumi wa dunia.