Injini za nyuklia na plasma. Injini ya roketi ya nyuklia

© Oksana Viktorova / Collage / Ridus

Tangazo lililotolewa na Vladimir Putin wakati wa ujumbe wake kwa Bunge la Shirikisho juu ya uwepo huko Urusi wa kombora la kusafiri, lililosukumwa na injini inayotumia nyuklia, lilisababisha ghasia kubwa katika jamii na media. Wakati huo huo, hadi hivi karibuni, ilikuwa inajulikana kidogo juu ya injini hiyo na juu ya uwezekano wa matumizi yake, kwa umma na wataalamu.

"Reedus" alijaribu kugundua ni kifaa gani cha kiufundi ambacho rais angeweza kuzungumza na ni nini kinachofanya kuwa cha kipekee.

Kwa kuzingatia kwamba uwasilishaji katika Manege haukufanywa kwa watazamaji wa wataalam wa kiufundi, lakini kwa umma "kwa jumla", waandishi wake wangeweza kuruhusu uingizwaji fulani wa dhana, Georgy Tikhomirov, Naibu Mkurugenzi wa Taasisi ya Fizikia ya Nyuklia na Teknolojia ya NRNU MEPhI, haikatai.

"Kile rais alisema na kuonyesha, wataalam huita mitambo ya umeme ya kompakt, majaribio ambayo yalifanywa mwanzoni katika anga, na kisha katika uchunguzi wa kina wa anga. Hizi zilikuwa majaribio ya kutatua shida isiyoweza kufutwa ya usambazaji wa kutosha wa mafuta kwa ndege kwa umbali usio na ukomo. Kwa maana hii, uwasilishaji ni sahihi kabisa: uwepo wa injini kama hiyo inahakikisha usambazaji wa mifumo ya roketi au vifaa vyovyote kwa muda mrefu kiholela, "alimwambia Reedus.

Kufanya kazi na injini kama hiyo katika USSR ilianza haswa miaka 60 iliyopita chini ya uongozi wa Wanataaluma M. Keldysh, I. Kurchatov na S. Korolev. Katika miaka hiyo hiyo, kazi kama hiyo ilifanywa Merika, lakini ilifutwa mnamo 1965. Katika USSR, kazi iliendelea kwa karibu muongo mmoja kabla ya kutambuliwa pia kuwa haina maana. Labda ndio sababu Washington haikupotosha sana, ikisema kwamba hawakushangazwa na uwasilishaji wa kombora la Urusi.

Huko Urusi, wazo la injini ya nyuklia halijawahi kufa - haswa, tangu 2009, maendeleo ya vitendo ya ufungaji kama huo yamekuwa yakiendelea. Kwa kuzingatia wakati, vipimo vilivyotangazwa na rais vinafaa katika mradi huu wa pamoja wa Roscosmos na Rosatom - kwani watengenezaji walipanga kufanya majaribio ya uwanja wa injini mnamo 2018. Labda, kwa sababu ya sababu za kisiasa, walijivuta kidogo na kuhamisha maneno "kushoto."

“Kitaalam, imepangwa kwa njia ambayo kitengo cha nguvu za nyuklia kinapasha joto la gesi. Na gesi hii yenye joto inazunguka turbine au inaunda moja kwa moja ndege. Ujanja fulani katika uwasilishaji wa roketi, ambayo tulisikia, ni kwamba anuwai ya kuruka kwake bado haina ukomo: imepunguzwa na ujazo wa maji ya kufanya kazi - gesi ya maji, ambayo inaweza kusukumwa ndani ya mizinga ya roketi, ”mtaalamu anasema.

Wakati huo huo, roketi ya angani na kombora la kusafiri lina mipango tofauti kabisa ya kudhibiti ndege, kwani wana majukumu tofauti. Ya kwanza inaruka katika nafasi isiyo na hewa, haina haja ya kuendesha - inatosha kuipatia msukumo wa kwanza, halafu inasonga kwenye trajectory ya mahesabu ya mpira.

Kombora la kusafiri kwa meli, kwa upande mwingine, lazima liendelee kubadilisha njia yake, ambayo lazima iwe na usambazaji wa kutosha wa mafuta ili kuunda msukumo. Ikiwa mafuta haya yatawashwa na mtambo wa nyuklia au wa jadi sio muhimu katika kesi hii. Ugavi tu wa mafuta haya ndio msingi, Tikhomirov anasisitiza.

"Maana ya usanikishaji wa nyuklia wakati wa ndege za angani ni uwepo kwenye chanzo cha nishati ili kuwezesha mifumo ya gari kwa muda usio na kikomo. Katika kesi hii, kunaweza kuwa sio tu mtambo wa nyuklia, lakini pia jenereta za umeme za redio. Na maana ya ufungaji kama huo kwenye roketi, ambayo kukimbia kwake hakutadumu zaidi ya dakika kadhaa, bado haijafahamika kabisa kwangu, ”mwanafizikia huyo anakubali.

Ripoti ya Manege imechelewa kwa wiki chache ikilinganishwa na tangazo la NASA la Februari 15 kwamba Wamarekani wanaanza tena utafiti wa injini ya roketi ya nyuklia waliyoiacha nusu karne iliyopita.

Kwa njia, mnamo Novemba 2017, Shirika la Kichina la Sayansi na Teknolojia ya Anga (CASC) ilitangaza kwamba chombo cha nyuklia kitatengenezwa nchini China ifikapo 2045. Kwa hivyo, leo tunaweza kusema salama kwamba mbio za usukumo wa nyuklia zimeanza.

Mara nyingi, katika machapisho ya jumla ya elimu juu ya wanaanga, hayatofautishi kati ya injini ya roketi ya nyuklia (NRM) na mfumo wa umeme wa roketi ya nyuklia (NEPP). Walakini, vifupisho hivi huficha sio tu tofauti katika kanuni za kubadilisha nishati ya nyuklia kuwa nguvu ya roketi, lakini pia historia kubwa sana ya ukuzaji wa wanaanga.

Mchezo wa kuigiza wa historia uko katika ukweli kwamba ikiwa masomo ya kiwanda cha nguvu za nyuklia na kiwanda cha nguvu za nyuklia huko USSR na huko USA, kimesimama haswa kwa sababu za uchumi, kiliendelea, basi safari za ndege za mtu kwenda Mars zingekuwa kawaida zamani .

Yote ilianza na ndege za anga na injini ya nyuklia ya ramjet

Injini zilizotengenezwa kama sehemu ya mradi wa Pluto zilipangwa kusanikishwa kwenye makombora ya kusafiri, ambayo yaliundwa miaka ya 1950 chini ya jina SLAM (Kombora la Supersonic Low Altitude, kombora la chini-urefu).

Nchini Merika, walipanga kujenga roketi yenye urefu wa mita 26.8, kipenyo cha mita tatu, na uzani wa tani 28. Mwili wa roketi ulipaswa kuweka kichwa cha vita vya nyuklia, na pia mfumo wa kusukuma nyuklia, kuwa na urefu wa mita 1.6 na kipenyo cha mita 1.5. Ikilinganishwa na saizi zingine, kitengo kilionekana kuwa ngumu sana, ambayo inaelezea kanuni yake ya utendaji wa moja kwa moja.

Waendelezaji waliamini kuwa, kwa sababu ya injini ya nyuklia, safu ya makombora ya SLAM itakuwa angalau kilomita 182,000.

Mnamo 1964, Idara ya Ulinzi ya Merika ilifunga mradi huo. Sababu rasmi ilikuwa kwamba wakati wa kukimbia, kombora la kusafiri kwa nyuklia huchafua kila kitu karibu sana. Lakini kwa kweli, sababu ilikuwa gharama kubwa ya kuhudumia makombora kama haya, haswa kwa wakati huo roketi kulingana na injini za roketi-zenye kusukuma kioevu ilikuwa ikiendelea haraka, ambayo matengenezo yake yalikuwa ya bei rahisi sana.

USSR ilibaki mwaminifu kwa wazo la kuunda muundo wa ndege ya nyuklia ya moja kwa moja kwa muda mrefu zaidi kuliko Merika, baada ya kufunga mradi huo tu mnamo 1985. Lakini matokeo yalikuwa muhimu zaidi. Kwa hivyo, injini ya kwanza na ya pekee ya roketi ya Soviet ilitengenezwa katika ofisi ya muundo wa Khimavtomatika, Voronezh. Hii ni RD-0410 (fahirisi ya GRAU - 11B91, pia inajulikana kama "Irbit" na "IR-100").

Katika RD-0410, umeme wa heterogenible mafuta ulitumika, hydride ya zirconium ilitumika kama msimamizi, viakisi vya nyutroni vilitengenezwa na berili, na mafuta ya nyuklia yalikuwa nyenzo kulingana na uranium na tungsten carbides, na isotopu 235 utajiri wa karibu 80%.

Muundo huo ulijumuisha makusanyiko 37 ya mafuta yaliyofunikwa na insulation ya mafuta inayowatenganisha na msimamizi. Mradi ulitoa kwamba mtiririko wa haidrojeni kwanza ulipita kwenye kiboreshaji na msimamizi, ikidumisha hali yao ya joto kwenye joto la kawaida, kisha ikaingia katikati, ambapo ilipoza mikusanyiko ya mafuta, wakati inapokanzwa hadi 3100 K. Kwenye stendi, taa na msimamizi walipozwa na mtiririko tofauti wa haidrojeni.

Reactor imepitia safu kadhaa za majaribio, lakini haijawahi kupimwa kwa muda wake wote wa kufanya kazi. Walakini, nje ya vitengo vya reactor vilifanywa kabisa.

Maelezo RD 0410

Msukumo batili: 3.59 tf (35.2 kN)
Nguvu ya joto ya reactor: 196 MW
Msukumo maalum wa utupu: 910 kgf s / kg (8927 m / s)
Idadi ya kuanza: 10
Rasilimali ya kazi: saa 1
Vipengele vya mafuta: maji ya kufanya kazi - hidrojeni ya kioevu, dutu ya msaidizi - heptane
Uzito na kinga ya mionzi: tani 2
Vipimo vya injini: urefu wa 3.5 m, kipenyo 1.6 m.

Vipimo na uzani mdogo, joto la juu la mafuta ya nyuklia (3100 K) na mfumo mzuri wa baridi na mtiririko wa haidrojeni inaonyesha kuwa RD0410 ni mfano bora wa injini ya roketi ya nyuklia kwa makombora ya kisasa ya kusafiri. Na, kwa kuzingatia teknolojia za kisasa za kupata mafuta ya nyuklia ya kujizuia, kuongeza rasilimali kutoka saa hadi masaa kadhaa ni kazi ya kweli.

Miundo ya injini za roketi ya nyuklia

Kuna aina tatu za NRE kulingana na aina ya mafuta ya umeme.

• awamu imara;
• awamu ya kioevu;
• awamu ya gesi.

Katika NRE ya awamu ya gesi, mafuta (kwa mfano, urani) na giligili inayofanya kazi iko katika hali ya gesi (katika mfumo wa plasma) na hushikiliwa katika eneo la kazi na uwanja wa umeme. Plazma ya Urani iliyochomwa kwa makumi ya maelfu ya digrii huhamisha joto kwa kituo cha kufanya kazi (kwa mfano, haidrojeni), ambayo, kwa upande wake, inapokanzwa na joto kali, huunda mkondo wa ndege.

Kwa aina ya mmenyuko wa nyuklia, injini ya roketi ya radioisotopu, injini ya roketi ya nyuklia, na injini sahihi ya nyuklia (nishati ya fission ya nyuklia hutumiwa).

Chaguo la kupendeza pia ni NRE iliyopigwa - inapendekezwa kutumia malipo ya nyuklia kama chanzo cha nishati (mafuta). Ufungaji kama huo unaweza kuwa wa aina ya ndani na nje.

Faida kuu za NRE ni:

• msukumo maalum wa juu;
• uhifadhi mkubwa wa nishati;
• ujumuishaji wa mfumo wa msukumo;
• uwezekano wa kupata msukumo wa juu sana - makumi, mamia na maelfu ya tani kwenye ombwe.

• flux ya mionzi inayopenya (mionzi ya gamma, nyutroni) wakati wa athari za nyuklia;
• carryover ya misombo ya uranium yenye mionzi na aloi zake;
• utiririshaji wa gesi zenye mionzi na kioevu kinachofanya kazi.

Mfumo wa kusukuma nyuklia

Kwa hivyo, kwa mfano, mwanasayansi mashuhuri wa Urusi Anatoly Sazonovich Koroteev, mwandishi wa uvumbuzi chini ya hati miliki, alitoa suluhisho la kiufundi kwa muundo wa vifaa vya mtambo wa kisasa wa nyuklia. Kwa kuongezea, ninanukuu sehemu ya hati ya hati miliki iliyosemwa na bila maoni.

Kiini cha suluhisho lililopendekezwa la kiufundi kinaonyeshwa na mchoro ulioonyeshwa kwenye kuchora. Kiwanda cha nguvu za nyuklia kinachofanya kazi katika hali ya nguvu ya kusukuma-nguvu ina mfumo wa kusukuma umeme (EPP) (kwa mfano, mchoro unaonyesha injini mbili za umeme 1 na 2 na mifumo inayofanana ya usambazaji 3 na 4), kitengo cha reactor 5, turbine 6 , kujazia 7, jenereta 8, kibadilishaji-joto recuperator 9, bomba la vortex Ranque-Hilsch 10, jokofu-radiator 11. Katika kesi hii, turbine 6, compressor 7 na jenereta 8 imejumuishwa katika kitengo kimoja - turbo- jenereta-compressor. Kiwanda cha nguvu za nyuklia kina vifaa vya bomba 12 ya laini za maji na umeme 13 zinazounganisha jenereta 8 na EPP. Kigeuza-joto recuperator 9 ina kile kinachoitwa joto-juu 14 na joto-chini viingilio 15 vya giligili ya kufanya kazi, pamoja na joto la juu 16 na joto-chini 17 vituo vya maji ya kufanya kazi.

Sehemu ya mtambo 5 imeunganishwa na ghuba ya turbine 6, plagi ya turbine 6 imeunganishwa na ghuba ya joto la juu la 14 la mtoaji wa joto 9. Tundu la joto la chini 15 la mchanganyiko wa joto -shujaa 9 imeunganishwa na ghuba kwa bomba la Rank-Hilsch vortex 10. Bomba la Rank-Hilsch vortex 10 lina vituo viwili, moja ambayo (kupitia "maji moto" ya kufanya kazi) imeunganishwa na jokofu la radiator 11, na nyingine (kupitia maji ya "baridi" yanayofanya kazi) imeunganishwa na gombo la kujazia 7. Sehemu ya jokofu inayoangaza 11 pia imeunganishwa na kiboreshaji cha kujazia 7. 7 imeunganishwa na ghuba ya chini ya joto 15 kwa kigeuzaji cha joto. 9. Sehemu ya joto ya juu 16 ya kibadilishaji-joto recuperator 9 imeunganishwa na ghuba kwa usanikishaji wa mitambo. Kwa hivyo, vitu kuu vya mmea wa nguvu ya nyuklia vimeunganishwa na mzunguko mmoja wa maji ya kufanya kazi.

YaEDU inafanya kazi kama ifuatavyo. Kioevu cha kufanya kazi kilichopokanzwa kwenye mmea wa 5 wa kugeuza huelekezwa kwa turbine 6, ambayo inahakikisha operesheni ya kontena 7 na jenereta 8 ya jenereta ya turbine-compressor. Jenereta 8 inazalisha nishati ya umeme, ambayo inaelekezwa kupitia laini za umeme 13 kwa injini za roketi za umeme 1 na 2 na mifumo yao ya usambazaji 3 na 4, kuhakikisha utendaji wao. Baada ya kuacha turbine 6, giligili inayofanya kazi inaelekezwa kupitia ghuba ya joto la juu la 14 hadi kwa mchanganyiko wa joto-recuperator 9, ambapo giligili ya kufanya kazi imepozwa kwa sehemu.

Halafu, kutoka kwa joto la chini la joto la 17 la mchanganyiko wa joto-recuperator 9, giligili inayofanya kazi inaelekezwa kwa bomba-10 la Rank-Hilsch vortex, ndani ambayo mtiririko wa maji ya kufanya kazi umegawanywa katika vifaa vya "moto" na "baridi". Sehemu ya "moto" ya kioevu kinachofanya kazi basi huenda kwenye jokofu la radiator 11, ambapo sehemu hii ya maji ya kufanya kazi imepozwa vizuri. Sehemu ya "baridi" ya giligili inayofanya kazi huenda kwa ghuba kwa kontena 7; baada ya kupoza, sehemu ya giligili inayofanya kazi ikiacha jokofu-radiator 11 ifuatavyo.

Kompressor 7 hutoa maji ya kazi yaliyopozwa kwa kibadilishaji-joto recuperator 9 kupitia ghuba ya joto la chini 15. Giligili hii ya kazi iliyopozwa katika kigeuzi joto-recuperator 9 hutoa ubaridi wa sehemu ya mtiririko wa kaunta ya giligili inayofanya kazi inayoingia kwenye kisababishi cha moto 9 kutoka kwa turbine 6 kupitia ghuba yenye joto la juu 14. Zaidi ya hayo, Giligili inayofanya kazi kwa joto (kwa sababu ya kubadilishana kwa joto na mtiririko wa kaunta wa giligili inayofanya kazi kutoka kwa turbine 6) kutoka kwa kigeuza joto recuperator 9 kupitia joto la juu. plagi 16 inaingia tena kwenye kitengo cha reactor 5, mzunguko unarudiwa tena.

Kwa hivyo, giligili moja ya kufanya kazi iliyoko kwenye kitanzi kilichofungwa inahakikisha kuendelea kwa kazi ya mmea wa nyuklia, na utumiaji wa bomba la Rank-Hilsch vortex kwenye kiwanda cha nguvu za nyuklia kulingana na suluhisho lililopendekezwa la kiufundi hutoa uboreshaji wa uzito na saizi sifa za mmea wa nyuklia, huongeza uaminifu wa operesheni yake, hurahisisha muundo wake na inafanya uwezekano wa kuongeza ufanisi wa mmea wa nyuklia kwa ujumla.

Urusi imejaribu mfumo wa kupoza kwa kiwanda cha nguvu za nyuklia (NPP) - moja ya mambo muhimu ya chombo cha angani cha siku za usoni, ambayo itawezekana kufanya ndege za ndege. Kwa nini injini ya nyuklia inahitajika angani, inafanyaje kazi na kwanini Roscosmos anafikiria maendeleo haya kuwa kadi kuu ya turufu ya nafasi ya Urusi, Izvestia anasema.

Historia ya chembe

Ikiwa utaweka mkono wako moyoni mwako, basi tangu wakati wa Korolyov, gari za uzinduzi zilizotumiwa kwa ndege za angani hazijapata mabadiliko yoyote ya kimsingi. Kanuni ya jumla ya operesheni - kemikali kulingana na mwako wa mafuta na kioksidishaji - bado ni ile ile. Injini, mfumo wa kudhibiti, aina za mafuta zinabadilika. Msingi wa kusafiri kwa nafasi bado haujabadilika - msukumo wa ndege unasukuma roketi au chombo cha angani mbele.

Mara nyingi mtu husikia kwamba mafanikio makubwa yanahitajika, maendeleo ambayo yanaweza kuchukua nafasi ya injini ya ndege ili kuongeza ufanisi na kufanya safari za Mwezi na Mars kuwa za kweli zaidi. Ukweli ni kwamba kwa sasa, karibu misa nyingi ya vyombo vya angani ni mafuta na kioksidishaji. Lakini vipi ikiwa tutaacha injini ya kemikali kabisa na kuanza kutumia nishati ya injini ya nyuklia?

Wazo la kuunda mfumo wa kusukuma nyuklia sio mpya. Katika USSR, amri ya kina ya serikali juu ya shida ya kuunda injini ya roketi ya nyuklia ilisainiwa mnamo 1958. Hata wakati huo, tafiti zilifanywa kuonyesha kwamba, kwa kutumia injini ya roketi ya nyuklia ya nguvu ya kutosha, unaweza kufika Pluto (ambayo bado haijapoteza hadhi yake ya sayari) na kurudi katika miezi sita (mbili huko na nne nyuma), ikitumia tani 75 ya mafuta katika safari.

Katika USSR, walikuwa wakifanya maendeleo ya injini ya roketi ya nyuklia, lakini wanasayansi walianza kukaribia mfano halisi sasa tu. Sio juu ya pesa, mada hiyo ilikuwa ngumu sana kwamba hakuna nchi ambayo imeweza kuunda mfano wa kufanya kazi hadi sasa, na katika hali nyingi kila kitu kilimalizika na mipango na michoro. Nchini Merika, mfumo wa msukumo ulijaribiwa kwa ndege kwenda Mars mnamo Januari 1965. Lakini zaidi ya majaribio ya KIWI, mradi wa NERVA wa ushindi wa Mars kwenye injini ya nyuklia haukuhama, na ilikuwa rahisi zaidi kuliko maendeleo ya sasa ya Urusi. China imeweka katika mipango yake ya maendeleo ya nafasi kuunda injini ya nyuklia karibu na 2045, ambayo pia ni sana, sio hivi karibuni.

Huko Urusi, duru mpya ya kazi kwenye mfumo wa umeme wa nyuklia wa kiwango cha megawati (NEPP) kwa mifumo ya usafirishaji wa angani ilianza mnamo 2010. Mradi huo unatengenezwa kwa pamoja na Roskosmos na Rosatom, na inaweza kuitwa moja ya miradi mbaya na ya kutamani nafasi ya nyakati za hivi karibuni. Msimamizi mkuu wa mtambo wa nyuklia ni Kituo cha Utafiti. M.V. Keldysh.

Harakati za nyuklia

Katika kipindi chote cha maendeleo, habari zimesambazwa kwa waandishi wa habari juu ya utayari wa sehemu moja au nyingine ya injini ya nyuklia ya baadaye. Wakati huo huo, kwa ujumla, isipokuwa wataalam, watu wachache hufikiria jinsi na kwa njia gani itafanya kazi. Kweli, kiini cha nafasi ya injini ya nyuklia ni sawa na Duniani. Nishati ya mmenyuko wa nyuklia hutumiwa kupasha moto na kuendesha jenereta ya turbine-compressor. Kuweka tu, athari ya nyuklia hutumiwa kuzalisha umeme, kwa njia sawa na katika mmea wa kawaida wa nyuklia. Na tayari kwa msaada wa umeme, injini za roketi za umeme zinafanya kazi. Katika usanikishaji huu, haya ni nguvu kubwa za nguvu za ioni.

Katika injini za ioni, msukumo huundwa kwa kuunda msukumo wa ndege kulingana na gesi ya ioni iliyoharakishwa kwa kasi kubwa katika uwanja wa umeme. Injini za Ion bado zipo, zinajaribiwa angani. Kufikia sasa wana shida moja tu - karibu wote wana msukumo mdogo sana, ingawa wanatumia mafuta kidogo sana. Kwa kusafiri angani, injini kama hizo ni chaguo bora, haswa ikiwa utasuluhisha shida ya kuzalisha umeme angani, ambayo ndio usanikishaji wa nyuklia utafanya. Kwa kuongezea, vichocheo vya ioni vinaweza kufanya kazi kwa muda mrefu, kipindi cha juu cha operesheni endelevu ya mifano ya kisasa zaidi ya washawishi wa ioni ni zaidi ya miaka mitatu.

Ukiangalia mchoro, utaona kuwa nishati ya nyuklia haianzi kazi yake muhimu mara moja. Kwanza, mchanganyiko wa joto huwaka, kisha umeme hutengenezwa, tayari hutumiwa kuunda msukumo wa injini ya ioni. Ole, ubinadamu bado haujajifunza jinsi ya kutumia mitambo ya nyuklia kwa harakati kwa njia rahisi na bora zaidi.

Katika USSR, satelaiti zilizo na usanikishaji wa nyuklia zilizinduliwa kama sehemu ya tata ya jina la ndege ya kubeba makombora ya baharini, lakini hizi zilikuwa mitambo ndogo sana, na kazi yao ilitosha tu kutoa umeme kwa vifaa vilivyowekwa kwenye setilaiti. Chombo cha anga cha Soviet kilikuwa na uwezo wa ufungaji wa kilowatts tatu, lakini sasa wataalam wa Urusi wanafanya kazi kuunda kituo chenye uwezo wa zaidi ya megawatt.

Shida za nafasi

Kwa kawaida, ufungaji wa nyuklia angani una shida zaidi kuliko Duniani, na muhimu zaidi ni baridi. Katika hali ya kawaida, maji hutumiwa kwa hii, ambayo inachukua joto la injini kwa ufanisi sana. Katika nafasi, hata hivyo, hii haiwezi kufanywa, na injini za nyuklia zinahitaji mfumo mzuri wa baridi - zaidi ya hayo, joto kutoka kwao lazima liondolewe kwenye anga la juu, ambayo ni kwamba, hii inaweza kufanywa tu kwa njia ya mionzi. Kawaida, kwa hili, kutumia radiator za paneli za angani - zilizotengenezwa kwa chuma, na kipenyo kinazunguka kupitia wao. Ole, radiators kama hizo, kama sheria, zina uzito na vipimo vingi, kwa kuongezea, hazina ulinzi wowote kutoka kwa hit ya meteorite.

Mnamo Agosti 2015, kwenye onyesho la hewa la MAKS, mfano wa ubaridi wa matone ya mifumo ya ushawishi wa nguvu za nyuklia ulionyeshwa. Ndani yake, kioevu, kilichotawanyika kwa njia ya matone, nzi katika nafasi ya wazi, hupoa, na kisha hukusanya tena kwenye usanikishaji. Hebu fikiria chombo kikubwa cha angani, katikati yake kuna ufungaji mkubwa wa kuoga, ambayo mabilioni ya matone madogo ya maji hutoroka nje, kuruka angani, halafu huingizwa ndani ya kengele kubwa ya kusafisha utupu wa nafasi.

Hivi karibuni, ilijulikana kuwa mfumo wa kupoza wa mfumo wa kusukuma nyuklia ulijaribiwa katika hali ya ulimwengu. Wakati huo huo, mfumo wa baridi ni hatua muhimu zaidi katika uundaji wa ufungaji.

Sasa jambo ni kupima utendaji wake katika hali ya mvuto wa sifuri na tu baada ya hapo itawezekana kujaribu kuunda mfumo wa baridi katika vipimo vinavyohitajika kwa usanikishaji. Kila jaribio la mafanikio kama hayo huleta wataalam wa Urusi karibu kidogo na uundaji wa usanidi wa nyuklia. Wanasayansi wana haraka na nguvu zao zote, kwa sababu inaaminika kuwa kuweka injini ya nyuklia angani kunaweza kusaidia Urusi kurudisha nafasi yake ya uongozi angani.

Umri wa nafasi ya nyuklia

Tuseme inafanikiwa, na kwa miaka michache injini ya nyuklia itaanza kazi yake angani. Je! Hii itasaidiaje, inawezaje kutumika? Kuanza, ni muhimu kufafanua kwamba katika mfumo ambao mfumo wa kusukuma nyuklia upo leo, unaweza kufanya kazi tu katika anga za juu. Haiwezi kuchukua kutoka kwa Ardhi na ardhi kwa fomu hii kwa njia yoyote, hadi sasa haiwezi kufanya bila roketi za jadi za kemikali.

Kwa nini angani? Kweli, ubinadamu huruka kwa Mars na Mwezi haraka, na ndio hivyo? Sio kweli kwa njia hiyo. Hivi sasa, miradi yote ya viwanda vya orbital na viwanda vinavyofanya kazi kwenye obiti ya Dunia vimesitishwa kwa sababu ya ukosefu wa malighafi ya kazi. Haina maana kujenga kitu chochote angani mpaka njia ipatikane kuweka kiasi kikubwa cha malighafi inayohitajika kwenye obiti, kama vile madini ya chuma.

Lakini kwanini uwafufue kutoka duniani, ikiwa unaweza, badala yake, uwalete kutoka angani. Katika ukanda huo wa asteroid kwenye mfumo wa jua, kuna akiba kubwa tu ya metali anuwai, pamoja na zile za thamani. Na katika kesi hii, uundaji wa tug ya nyuklia itakuwa kuokoa tu maisha.

Leta platinamu kubwa au asteroid yenye kuzaa dhahabu kwenye obiti na uanze kuikata angani. Kulingana na mahesabu ya wataalam, uzalishaji kama huo, ukizingatia ujazo, inaweza kuwa moja ya faida zaidi.

Je! Kuna matumizi ya kupendeza kidogo kwa kuvuta nyuklia? Kwa mfano, inaweza kutumika kupeleka satelaiti kwenye mizunguko inayotakiwa au kuleta spacecraft kwa hatua inayotakikana angani, kwa mfano, kwa obiti ya mwezi. Kwa sasa, hatua za juu hutumiwa kwa hii, kwa mfano, "Fregat" ya Urusi. Ni za bei ghali, ngumu, na zinazoweza kutolewa. Kivutio cha nyuklia kitaweza kuwachukua katika obiti ya ardhi ya chini na kuwapeleka pale inapohitajika.

Vivyo hivyo ni kwa kusafiri kwa ndege. Bila njia ya haraka ya kupeleka mizigo na watu kwenye obiti ya Mars, hakuna nafasi ya ukoloni. Makombora ya nyongeza ya kizazi cha sasa yatafanya hii kuwa ya gharama kubwa sana na ya kutumia muda. Hadi sasa, muda wa kukimbia unabaki kuwa moja ya shida kubwa wakati wa kuruka kwenda kwenye sayari zingine. Kwa miezi kadhaa ya kukimbia kwenda Mars na kurudi kwenye kifurushi kilichofungwa cha chombo cha anga sio kazi rahisi. Kuvuta nyuklia kutaweza kusaidia hapa pia, kwa kiasi kikubwa kupunguza wakati huu.

Muhimu na ya kutosha

Kwa sasa, hii yote inaonekana kama ya kufikiria, lakini, kulingana na wanasayansi, ni miaka michache tu imebaki kabla ya kujaribu mfano huo. Jambo kuu ambalo linahitajika sio tu kumaliza maendeleo, lakini pia kudumisha kiwango muhimu cha cosmonautics nchini. Hata kwa kuanguka kwa ufadhili, makombora yanapaswa kuendelea kuondoka, vyombo vya anga vinapaswa kujengwa, na wataalam wenye thamani zaidi wanapaswa kufanya kazi.

Vinginevyo, injini moja ya nyuklia bila miundombinu inayofaa haitasaidia biashara; kwa ufanisi mkubwa, itakuwa muhimu sana sio tu kuuza maendeleo, lakini kuitumia kwa uhuru, kuonyesha uwezo wote wa gari mpya ya nafasi.

Wakati huo huo, wakaazi wote wa nchi ambao hawajafungwa kazini wanaweza tu kuangalia angani na kutumaini kwamba cosmonautics wa Urusi watafaulu. Na kuvuta kwa nyuklia na uhifadhi wa uwezo wa sasa. Sitaki kuamini katika matokeo mengine.

Injini za kisasa za roketi hufanya kazi nzuri ya kuweka teknolojia kwenye obiti, lakini hazifai kabisa kwa safari ndefu ya angani. Kwa hivyo, kwa zaidi ya miaka kumi na mbili, wanasayansi wamekuwa wakifanya kazi katika kuunda injini mbadala za nafasi ambazo zinaweza kuharakisha meli kurekodi kasi. Wacha tuangalie maoni saba kuu kutoka eneo hili.

EmDrive

Ili kusonga, unahitaji kujiondoa kutoka kwa kitu - sheria hii inachukuliwa kuwa moja ya nguzo zisizotikisika za fizikia na wanaanga. Nini hasa kuanza kutoka - kutoka ardhini, maji, hewa au ndege ya gesi, kama ilivyo kwa injini za roketi - sio muhimu sana.

Jaribio la kufahamika linalojulikana: Fikiria kwamba mwanaanga alitoka kwenda angani, lakini kebo inayomuunganisha na chombo hicho ilivunjika ghafla na mtu huanza kuruka polepole. Yote anayo ni sanduku la zana. Matendo yake ni yapi? Jibu sahihi: anahitaji kutupa zana mbali na meli. Kulingana na sheria ya uhifadhi wa kasi, mtu atatupwa mbali na chombo kwa nguvu sawa sawa na chombo kutoka kwa mtu, kwa hivyo atasonga kuelekea meli. Hii ni nguvu ya ndege - njia pekee inayowezekana ya kusonga kwenye nafasi tupu. Ukweli, EmDrive, kama majaribio yanavyoonyesha, ina nafasi kadhaa za kukanusha taarifa hii isiyoweza kutetereka.

Muundaji wa injini hii ni mhandisi wa Uingereza Roger Shaer, ambaye alianzisha kampuni yake mwenyewe Utaftaji wa Sateliti ya Utaftaji mnamo 2001. Ubunifu wa EmDrive ni wa kupindukia na ni ndoo ya chuma iliyofungwa, iliyofungwa katika miisho yote. Ndani ya ndoo hii kuna sumaku inayotoa mawimbi ya umeme - sawa na katika microwave ya kawaida. Na inageuka kuwa ya kutosha kuunda dhana ndogo sana, lakini inayoonekana kabisa.

Mwandishi mwenyewe anaelezea utendaji wa injini yake kupitia tofauti ya shinikizo ya mionzi ya umeme katika miisho tofauti ya "ndoo" - mwisho wake mwembamba ni chini ya pana. Hii inaunda msukumo ulioelekezwa mwisho mwembamba. Uwezo wa operesheni kama hiyo ya injini umepingwa zaidi ya mara moja, lakini katika majaribio yote, usanikishaji wa Shaer unaonyesha uwepo wa msukumo katika mwelekeo uliokusudiwa.

Wataalam ambao wamejaribu ndoo ya Schaer ni pamoja na mashirika kama NASA, Chuo Kikuu cha Ufundi cha Dresden, na Chuo cha Sayansi cha China. Uvumbuzi huo ulijaribiwa katika hali anuwai, pamoja na ombwe, ambapo ilionyesha uwepo wa mkusanyiko wa micronewtons 20.

Hii ni kidogo sana ikilinganishwa na injini za ndege za kemikali. Lakini, ikizingatiwa ukweli kwamba injini ya Shaer inaweza kufanya kazi kwa muda mrefu kama unavyotaka, kwani haiitaji usambazaji wa mafuta (betri za jua zinaweza kutoa sumaku ifanye kazi), inauwezo wa kuharakisha vyombo vya anga kwa kasi kubwa, iliyopimwa kama asilimia ya kasi ya mwanga.

Ili kudhibitisha utendaji wa injini, inahitajika kutekeleza vipimo vingi zaidi na kuondoa athari ambazo zinaweza kuzalishwa, kwa mfano, na uwanja wa sumaku wa nje. Walakini, maelezo mbadala yanayowezekana ya msukumo usio wa kawaida wa injini ya Shaer tayari yamewekwa mbele, ambayo, kwa ujumla, inakiuka sheria za kawaida za fizikia.

Kwa mfano, matoleo yanawekwa mbele kwamba injini inaweza kuunda msukumo kwa sababu ya mwingiliano wake na utupu wa mwili, ambao kwa kiwango cha kiasi ina nguvu isiyo ya sifuri na imejazwa na chembe za msingi zinazoibuka na kutoweka kila wakati. Nani atakuwa sahihi mwishowe - waandishi wa nadharia hii, Shaer mwenyewe au wakosoaji wengine - tutapata katika siku za usoni.

Meli ya jua

Kama ilivyoelezwa hapo juu, mionzi ya umeme inaleta shinikizo. Hii inamaanisha kuwa kwa nadharia inaweza kubadilishwa kuwa harakati - kwa mfano, kwa msaada wa baharia. Kama vile meli za karne zilizopita zilishika upepo katika sails zao, chombo cha angani cha siku za usoni kingeshika mwangaza wa jua au mwangaza mwingine wowote wa nyota kwenye sails zao.

Tatizo, hata hivyo, ni kwamba shinikizo nyepesi ni ndogo sana na hupungua na kuongezeka kwa umbali kutoka kwa chanzo. Kwa hivyo, ili iwe na ufanisi, meli hiyo lazima iwe nyepesi sana na kubwa sana katika eneo hilo. Na hii huongeza hatari ya uharibifu wa muundo mzima wakati inakutana na asteroid au kitu kingine.

Jaribio la kujenga na kuzindua meli za kusafiri kwa jua angani tayari zimefanyika - mnamo 1993, Urusi ilijaribu meli ya jua kwenye chombo cha Maendeleo, na mnamo 2010, Japani ilifanya majaribio mafanikio wakati wa kuelekea Venus. Lakini hakuna meli ambayo imewahi kutumia meli kama chanzo cha msingi cha kuongeza kasi. Mradi mwingine, meli ya umeme, inaonekana kuahidi zaidi katika suala hili.

Meli ya umeme

Jua haitoi fotoni tu, bali pia chembe za vitu vyenye umeme: elektroni, protoni na ioni. Zote zinaunda kile kinachoitwa upepo wa jua, ambao hubeba kutoka kwa uso wa jua karibu tani milioni moja ya vitu kila sekunde.

Upepo wa jua huenea zaidi ya mabilioni ya kilomita na inawajibika kwa matukio ya asili kwenye sayari yetu: dhoruba za geomagnetiki na taa za kaskazini. Dunia inalindwa na upepo wa jua na uwanja wake wa sumaku.

Upepo wa jua, kama upepo wa hewa, unafaa kabisa kwa kusafiri, unahitaji tu kuifanya iweze katika sails. Mradi wa meli ya umeme, iliyoundwa mnamo 2006 na mwanasayansi wa Kifini Pekka Janhunen, kwa nje ina uhusiano mdogo na ile ya jua. Injini hii ina nyaya kadhaa ndefu, nyembamba, sawa na spika za gurudumu bila mdomo.

Shukrani kwa bunduki ya elektroni inayotoa dhidi ya mwelekeo wa kusafiri, nyaya hizi hupata uwezo mzuri wa kushtakiwa. Kwa kuwa molekuli ya elektroni iko chini ya mara 1800 kuliko uzito wa protoni, msukumo ulioundwa na elektroni hautachukua jukumu la kimsingi. Elektroni za upepo wa jua sio muhimu kwa meli kama hiyo. Lakini chembe zilizochajiwa vyema - protoni na mionzi ya alpha - zitarudishwa kutoka kwa kamba, na hivyo kuunda msukumo wa ndege.

Ingawa msukumo huu utakuwa chini ya mara 200 kuliko ule wa meli ya jua, Shirika la Anga la Uropa linavutiwa. Ukweli ni kwamba meli ya umeme ni rahisi sana kubuni, kutengeneza, kupeleka na kufanya kazi angani. Kwa kuongezea, kwa kutumia mvuto, meli pia hukuruhusu kusafiri hadi chanzo cha upepo wa nyota, na sio mbali tu nayo. Na kwa kuwa eneo la uso wa meli kama hiyo ni kidogo sana kuliko ile ya jua, ni hatari sana kwa asteroidi na uchafu wa nafasi. Labda tutaona meli za kwanza za majaribio kwenye meli ya umeme katika miaka michache ijayo.

Injini ya Ion

Mtiririko wa chembe zilizochajiwa za vitu, ambayo ni ions, haitoi tu na nyota. Gesi iliyo na ionized pia inaweza kuundwa kwa hila. Kawaida, chembe za gesi haziingilii umeme, lakini wakati atomi zake au molekuli hupoteza elektroni, hubadilika kuwa ioni. Kwa jumla ya jumla, gesi kama hiyo bado haina malipo ya umeme, lakini chembe zake za kibinafsi huchajiwa, ambayo inamaanisha wanaweza kusonga kwenye uwanja wa sumaku.

Katika injini ya ioni, gesi isiyo na nguvu (kawaida xenon) huingizwa na mkondo wa elektroni zenye nguvu nyingi. Wanabisha elektroni kutoka kwa atomi, na wanapata malipo mazuri. Kwa kuongezea, ioni zinazosababishwa zinaharakishwa katika uwanja wa umeme hadi kasi ya utaratibu wa kilomita 200 / s, ambayo ni kubwa mara 50 kuliko kiwango cha utokaji wa gesi kutoka kwa injini za ndege za kemikali. Walakini, vichocheo vya kisasa vya ion vina msukumo mdogo sana - kama millinewtons 50-100. Injini kama hiyo haingeweza hata kuondoka kwenye meza. Lakini ana plus kubwa.

Msukumo maalum unaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa matumizi ya mafuta kwenye injini. Nishati inayopatikana kutoka kwa betri za jua hutumiwa ili ionize gesi, kwa hivyo injini ya ioni inaweza kufanya kazi kwa muda mrefu sana - hadi miaka mitatu bila usumbufu. Kwa kipindi kama hicho, atakuwa na wakati wa kuharakisha spacecraft kwa kasi ambayo injini za kemikali hazijawahi kuota.

Injini za Ion zimelima mara kwa mara ukubwa wa mfumo wa jua kama sehemu ya misioni anuwai, lakini kawaida kama msaidizi, na sio kuu. Leo, kama njia mbadala inayowezekana kwa vichanja vya ion, wanazidi kuzungumza juu ya vichochezi vya plasma.

Injini ya Plasma

Ikiwa kiwango cha ionization ya atomi kinakuwa cha juu (karibu 99%), basi hali kama hiyo ya jumla inaitwa plasma. Hali ya Plasma inaweza kupatikana tu kwa joto la juu, kwa hivyo, gesi ya ionized inapokanzwa hadi digrii milioni kadhaa katika injini za plasma. Inapokanzwa hufanywa kwa kutumia chanzo cha nje cha nishati - paneli za jua au, kwa ukweli zaidi, mtambo mdogo wa nyuklia.

Plasma ya moto huachiliwa kupitia bomba la roketi, na kuunda mara kumi kubwa kuliko ile ya mkusanyiko wa ioni. Mfano mmoja wa injini ya plasma ni mradi wa VASIMR, ambao umekuwa ukiendelea tangu miaka ya 70 ya karne iliyopita. Tofauti na vichocheo vya ion, vichochezi vya plasma bado haijajaribiwa angani, lakini matumaini makubwa yamewekwa juu yao. Ni injini ya plasma ya VASIMR ambayo ni moja ya wagombea wakuu wa ndege za ndege kwenda Mars.

Injini ya Fusion

Watu wamekuwa wakijaribu kupunguza nguvu ya mchanganyiko wa nyuklia tangu katikati ya karne ya ishirini, lakini hadi sasa hawajaweza kufanya hivyo. Walakini, fusion ya nyuklia iliyodhibitiwa bado inavutia sana, kwa sababu ni chanzo cha nishati kubwa inayopatikana kutoka kwa mafuta ya bei rahisi sana - isotopu za heliamu na hidrojeni.

Kwa sasa, kuna miradi kadhaa ya muundo wa injini ya ndege juu ya nishati ya fusion ya nyuklia. Ya kuahidi zaidi yao inachukuliwa kuwa mfano kulingana na nyuklia na kufungwa kwa plasma ya sumaku. Reactor ya nyuklia katika injini kama hiyo itakuwa chumba kinachovuja cha cylindrical urefu wa mita 100-300 na kipenyo cha mita 1-3. Chumba lazima kitolewe na mafuta kwa njia ya plasma ya joto la juu, ambayo, kwa shinikizo la kutosha, huingia kwenye athari ya nyuklia. Vipimo vya mfumo wa sumaku ulioko karibu na chumba lazima vihifadhi plasma hii kuwasiliana na vifaa.

Ukanda wa athari ya nyuklia iko kando ya mhimili wa silinda kama hiyo. Kwa msaada wa uwanja wa sumaku, plasma ya moto sana hutiririka kupitia bomba la umeme, na kuunda msukumo mkubwa, mara nyingi zaidi kuliko ule wa injini za kemikali.

Injini ya Antimatter

Jambo lote linalotuzunguka lina fermions - chembe za msingi na nusu-integer spin. Hizi ni, kwa mfano, quark ambazo hufanya protoni na nyutroni katika viini vya atomiki, pamoja na elektroni. Kwa kuongezea, kila fermion ina antiparticle yake mwenyewe. Kwa elektroni, hii ni positron, kwa quark - antiquark.

Antiparticles zina misa sawa na spin sawa na "wandugu" wao wa kawaida, tofauti katika ishara ya vigezo vingine vyote vya idadi. Kwa nadharia, antiparticles zina uwezo wa kuunda antimatter, lakini hadi sasa, antimatter haijarekodiwa popote Ulimwenguni. Kwa sayansi ya kimsingi, swali kubwa ni kwanini haipo.

Lakini chini ya hali ya maabara, unaweza kupata antimatter. Kwa mfano, jaribio lilifanywa hivi karibuni kulinganisha mali ya protoni na antiprotoni ambazo zilihifadhiwa kwenye mtego wa sumaku.

Wakati antimatter na vitu vya kawaida vinapokutana, mchakato wa kuangamiza pande zote hufanyika, ikifuatana na kupasuka kwa nguvu kubwa. Kwa hivyo, ikiwa tutachukua kilo moja ya vitu na antimatter, basi kiwango cha nguvu kinachotolewa wakati wanapokutana kitalinganishwa na mlipuko wa "Bomu la Tsar" - bomu la hidrojeni lenye nguvu zaidi katika historia ya wanadamu.

Kwa kuongezea, sehemu kubwa ya nishati itatolewa kwa njia ya picha za mionzi ya umeme. Kwa hivyo, kuna hamu ya kutumia nishati hii kwa kusafiri kwa nafasi kwa kuunda injini ya photon inayofanana na meli ya jua, tu katika kesi hii taa itazalishwa na chanzo cha ndani.

Lakini ili kutumia vizuri mionzi katika injini ya ndege, ni muhimu kutatua shida ya kuunda "kioo" ambacho kitaweza kuonyesha picha hizi. Baada ya yote, meli lazima kwa njia fulani isukume mbali ili kuunda msukumo.

Hakuna nyenzo za kisasa ambazo haziwezi kuhimili mionzi iliyozaliwa katika tukio la mlipuko kama huo na itavukiza mara moja. Katika riwaya zao za uwongo za sayansi, ndugu wa Strugatsky walitatua shida hii kwa kuunda "tafakari kamili". Katika maisha halisi, hakuna kitu kama hiki bado kimefanywa. Kazi hii, pamoja na maswala ya kuunda idadi kubwa ya antimatter na uhifadhi wake wa muda mrefu, ni suala la fizikia ya siku zijazo.

Hatua ya kwanza ni kukataa

Mtaalam wa Ujerumani katika uwanja wa roketi, Robert Schmucker, alizingatia taarifa za V. Putin hazina mashaka kabisa. "Siwezi kufikiria kwamba Warusi wanaweza kuunda mtambo mdogo wa kuruka," mtaalam huyo alisema katika mahojiano na Deutsche Welle.

Wanaweza, Herr Schmucker. Hebu fikiria.

Satelaiti ya kwanza ya ndani iliyo na mmea wa nyuklia (Kosmos-367) ilizinduliwa kutoka Baikonur mnamo 1970. Mikusanyiko 37 ya mafuta ya mtambo mdogo wa BES-5 Buk, iliyo na kilo 30 ya urani, kwa joto kwenye kitanzi cha msingi cha 700 ° C na kutolewa kwa joto kwa 100 kW, ikitoa nguvu ya umeme ya usanikishaji wa 3 kW. Uzito wa reactor ni chini ya tani moja, wakati uliokadiriwa wa kufanya kazi ni siku 120-130.

Wataalam wataelezea shaka: nguvu ya "betri" hii ya nyuklia ni ya chini sana ... Lakini! Unaangalia tarehe: ilikuwa nusu karne iliyopita.

Ufanisi mdogo ni matokeo ya ubadilishaji wa thermionic. Kwa aina zingine za usafirishaji wa nishati, viashiria ni kubwa zaidi, kwa mfano, kwa mimea ya nguvu za nyuklia, thamani ya ufanisi iko katika kiwango cha 32-38%. Kwa maana hii, nguvu ya mafuta ya kiunga cha "nafasi" ni ya kupendeza sana. 100 kW ni madai makubwa ya kushinda.

Ikumbukwe kwamba BES-5 Buk sio ya familia ya RTG. Jenereta za redio za umeme za redio hubadilisha nguvu ya uozo wa asili wa atomi za vitu vyenye mionzi na zina nguvu ndogo. Wakati huo huo, Buk ni mtambo halisi na mmenyuko wa mnyororo unaodhibitiwa.

Kizazi kijacho cha mitambo ndogo ya Soviet, ambayo ilionekana mwishoni mwa miaka ya 1980, ilikuwa ndogo na yenye nguvu zaidi. Hii ilikuwa "Topazi" ya kipekee: ikilinganishwa na "Buk" kiwango cha urani kwenye mtambo kilipunguzwa mara tatu (hadi kilo 11.5). Nguvu ya mafuta iliongezeka kwa 50% na ilifikia 150 kW, wakati wa operesheni endelevu ulifikia miezi 11 (mtambo wa aina hii uliwekwa kwenye bodi ya setilaiti ya upelelezi ya Kosmos-1867).

Mitambo ya nafasi za nyuklia ni aina ya kifo ya ulimwengu. Katika kesi ya kupoteza udhibiti, "nyota ya risasi" haikutimiza matamanio, lakini inaweza kuwasamehe "walio na bahati" ya dhambi zao.

Mnamo 1992, mitambo miwili ndogo ya Topaz iliyobaki iliuzwa Merika kwa $ 13 milioni.

Swali kuu ni: je! Kuna nguvu ya kutosha kwa mitambo kama hiyo kutumika kama injini za roketi? Kwa kupitisha giligili inayofanya kazi (hewa) kupitia kiini cha moto cha mtambo na kupata msukumo katika duka kwa mujibu wa sheria ya uhifadhi wa kasi.

Jibu ni hapana. Buk na Topazi ni mimea yenye nguvu ya nyuklia. Njia zingine zinahitajika kuunda NRM. Lakini mwenendo wa jumla unaonekana kwa macho. Compact NPPs zimeundwa kwa muda mrefu na zipo katika mazoezi.

Nguvu gani inapaswa kupanda mmea wa nyuklia kutumika kama injini ya kusafiri kwa kombora sawa na saizi ya Kh-101?

Je! Huwezi kupata kazi? Zidisha wakati na nguvu!
(Mkusanyiko wa vidokezo vya ulimwengu wote.)

Kupata nguvu pia sio ngumu. N = F × V.

Kulingana na data rasmi, makombora ya X-101 ya kusafiri, kama KR wa familia ya Caliber, yana vifaa vya injini ya muda mfupi ya turbojet-50, ambayo inaendeleza msukumo wa 450 kgf (≈ 4400 N). Kasi ya kusafiri kwa kombora - 0.8M, au 270 m / s. Ufanisi bora wa muundo wa injini inayopita-turbojet ni 30%.

Katika kesi hiyo, nguvu inayotakiwa ya injini ya kombora la baharini ni kubwa mara 25 tu kuliko nguvu ya mafuta ya mtambo wa safu ya Topaz.

Licha ya mashaka ya mtaalam wa Ujerumani, uundaji wa injini ya roketi ya nyuklia (au ramjet) ni kazi ya kweli ambayo inakidhi mahitaji ya wakati wetu.

Roketi kutoka kuzimu

"Hii ni mshangao - kombora la kusafiri kwa nyuklia," alisema Douglas Barry, mwenzake mwandamizi katika Taasisi ya Kimataifa ya Mafunzo ya Mkakati huko London. "Wazo hili sio geni, lilizungumziwa katika miaka ya 60, lakini ilikabiliwa na vizuizi vingi."

Hii haikuzungumziwa tu. Kwenye majaribio mnamo 1964, injini ya nyuklia ya ramjet "Tori-IIS" ilikuza msukumo wa tani 16 na nguvu ya joto ya mtambo wa 513 MW. Kuiga ndege ya hali ya juu, usanikishaji ulitumia tani 450 za hewa iliyoshinikizwa kwa dakika tano. Reactor ilitengenezwa kuwa "moto" sana - joto la kufanya kazi kwenye kiini lilifikia 1600 ° C. Ubunifu huo ulikuwa na uvumilivu mwembamba sana: katika maeneo kadhaa joto linaloruhusiwa lilikuwa chini ya 150-200 ° C tu kuliko hali ya joto ambayo vitu vya roketi viliyeyuka na kuanguka.

Je! Viashiria hivi vilitosha kwa matumizi ya injini ya ndege ya nyuklia kama injini katika mazoezi? Jibu ni dhahiri.

Injini ya ramjet ya nyuklia ilitengeneza zaidi (!) Kutia kuliko injini ya turbo-ramjet ya SR-71 "Blackbird" ndege za uchunguzi wa ndege tatu.

"Polygon-401", vipimo vya ramjet ya nyuklia

Ufungaji wa majaribio "Tory-IIA" na "-IIC" - prototypes za injini ya nyuklia ya kombora la meli ya SLAM.

Uvumbuzi wa Ibilisi, wenye uwezo, kulingana na mahesabu, kutoboa kilomita 160,000 za nafasi kwa urefu wa chini na kasi ya 3M. Kwa kweli "kukata chini" kila mtu aliyekutana kwenye njia yake ya huzuni na wimbi la mshtuko na roll ya radi ya 162 dB (thamani mbaya kwa wanadamu).

Reactor ya ndege ya kupambana haikuwa na kinga yoyote ya kibaolojia. Eardrums zilipasuka baada ya ndege ya SLAM ingeonekana kuwa hali isiyo na maana dhidi ya msingi wa uzalishaji wa mionzi kutoka kwa bomba la roketi. Monster anayeruka aliacha nyuma ya uchaguzi zaidi ya kilomita moja na kipimo cha mionzi ya 200-300 rad. Katika saa moja ya kukimbia, SLAM ilikadiriwa kuchafua maili za mraba 1,800 za mionzi hatari.

Kulingana na mahesabu, urefu wa ndege inaweza kufikia mita 26. Uzito wa uzinduzi ni tani 27. Zima mzigo - mashtaka ya nyuklia, ambayo yalilazimika kutupwa mfululizo kwa miji kadhaa ya Soviet, kando ya njia ya kuruka kwa roketi. Baada ya kumaliza kazi kuu, SLAM ilitakiwa kuzunguka eneo la USSR kwa siku kadhaa zaidi, ikichafua kila kitu karibu na uzalishaji wa mionzi.

Labda mbaya zaidi ya yote ambayo mwanadamu amejaribu kuunda. Kwa bahati nzuri, haikuja kwa uzinduzi wa kweli.

Mradi huo uliopewa jina la kificho Pluto, ulifutwa mnamo Julai 1, 1964. Wakati huo huo, kulingana na mmoja wa watengenezaji wa SLAM, J. Craven, hakuna kiongozi yeyote wa jeshi na siasa wa Merika aliyejuta uamuzi huo.

Sababu ya kukataliwa kwa "kombora la nyuklia linaloruka chini" ilikuwa maendeleo ya makombora ya baisikeli ya bara. Uwezo wa kuleta uharibifu unaohitajika kwa muda mfupi na hatari zisizo na kifani kwa wanajeshi wenyewe. Kama waandishi wa chapisho katika jarida la Air & Space walivyosema kwa usahihi: ICBMs, angalau, hawakuua kila mtu ambaye alikuwa karibu na kizindua.

Bado haijulikani ni nani, wapi na jinsi ilivyopangwa kufanya majaribio ya fiend ya kuzimu. Na ni nani angejibu ikiwa SLAM itaenda kozi na kuruka juu ya Los Angeles. Moja ya mapendekezo ya wazimu ilikuwa kufunga roketi kwenye kebo na kuendesha gari kwenye duara juu ya maeneo ambayo hayakaliwa na kipande hicho. Nevada. Walakini, swali lingine liliibuka mara moja: ni nini cha kufanya na roketi wakati mabaki ya mwisho ya mafuta yalichomwa nje kwenye mtambo? Mahali ambapo SLAM "inatua" haitafikiwa kwa karne nyingi.

Maisha au kifo. Chaguo la mwisho

Tofauti na "Pluto" ya kushangaza kutoka miaka ya 1950, mradi wa kombora la kisasa la nyuklia, lililotolewa na V. Putin, linatoa uundaji wa njia bora ya kuvunja mfumo wa ulinzi wa makombora ya Amerika. Njia za kuangamiza kuheshimiana ni kigezo muhimu zaidi cha kuzuia nyuklia.

Mabadiliko ya "triad ya nyuklia" ya kawaida kuwa "pentagram" ya kishetani - pamoja na ujumuishaji wa kizazi kipya cha magari ya kupeleka (makombora ya meli ya nyuklia ya anuwai isiyo na kikomo na torpedoes ya kimkakati ya "hadhi-6"), pamoja na kisasa cha ICBM vichwa vya vita (kuendesha "Vanguard") ni majibu ya busara kwa kuibuka kwa vitisho vipya. Sera ya ulinzi wa makombora ya Washington inaacha Moscow hakuna chaguo jingine.

“Unaendeleza mifumo yako ya kupambana na makombora. Mbalimbali ya kupambana na makombora inaongezeka, usahihi unaongezeka, na silaha hizi zinaboreshwa. Kwa hivyo, tunahitaji kujibu vya kutosha ili tuweze kushinda mfumo sio leo tu, bali pia kesho, wakati una silaha mpya. "

Maelezo yaliyotangazwa ya majaribio kwenye mpango wa SLAM / Pluto yanathibitisha kwa hakika kwamba uundaji wa kombora la nyuklia liliwezekana (kitaalam linalowezekana) miongo sita iliyopita. Teknolojia ya kisasa hukuruhusu kuleta wazo kwa kiwango kipya cha kiufundi.

Upanga hukimbilia na ahadi

Licha ya habari nyingi zilizo wazi kuelezea sababu za kuibuka kwa "chombo kikuu cha rais" na kuondoa mashaka yoyote juu ya "kutowezekana" kwa kuunda mifumo kama hiyo, kuna wakosoaji wengi nchini Urusi, na pia nje ya nchi. "Silaha hizi zote ni njia tu ya vita vya habari." Na kisha - anuwai ya mapendekezo.

Labda, haupaswi kuchukua "wataalam" wa caricature kama mimi. Moiseev kwa umakini. Mkuu wa Taasisi ya Sera ya Anga (?), Nani aliliambia The Insider: "Huwezi kuweka injini ya nyuklia kwenye kombora la kusafiri. Na hakuna injini kama hizo ”.

Jaribio la "kufichua" taarifa za rais zinafanywa kwa kiwango kikubwa zaidi cha uchambuzi. "Uchunguzi" kama huo ni maarufu mara moja kati ya umma wenye nia ya huria. Wakosoaji hutoa hoja zifuatazo.

Silaha zote zilizopigwa zinarejelea silaha za kimkakati za siri, uwepo wa ambayo haiwezekani kuthibitisha au kukataa. (Ujumbe kwa Bunge la Shirikisho yenyewe ulionyesha picha za kompyuta na picha za uzinduzi ambao hauwezi kutofautishwa na majaribio ya aina zingine za makombora ya baharini.) Wakati huo huo, hakuna mtu anayezungumza, kwa mfano, juu ya uundaji wa drone nzito ya shambulio au mwangamizi- meli ya kivita ya darasa. Silaha ambayo hivi karibuni italazimika kuonyeshwa wazi kwa ulimwengu wote.

Kulingana na "watoa taarifa" wengine, muktadha wa kimkakati, wa "siri" wa ujumbe unaweza kuonyesha hali yao isiyowezekana. Kweli, ikiwa hii ndio hoja kuu, basi mzozo na watu hawa ni nini?

Pia kuna maoni mengine. Hayo ya kushangaza juu ya makombora ya nyuklia na manowari zisizo na nambari 100 ambazo zimepangwa hufanywa dhidi ya msingi wa shida zilizo wazi za kiwanda cha kijeshi, kilichopatikana katika utekelezaji wa miradi rahisi ya silaha za "jadi". Madai juu ya makombora ambayo yamezidi silaha zote zilizopo mara moja yanasimama tofauti kabisa na hali inayojulikana na roketi. Wataalam wanataja kama mfano kushindwa kubwa wakati wa uzinduzi wa Bulava au kuunda gari la uzinduzi wa Angara ambalo lilichukua miongo miwili. Yenyewe ilianza mnamo 1995; akizungumza mnamo Novemba 2017, Naibu Waziri Mkuu D. Rogozin aliahidi kuanza tena uzinduzi wa Angara kutoka Vostochny cosmodrome tu mnamo ... 2021.

Na, kwa njia, kwa nini "Zircon", hisia kuu ya majini ya mwaka uliopita, iliondoka bila umakini? Kombora la hypersonic linaloweza kufuta dhana zote za kupambana na majini.

Habari ya kuwasili kwa mifumo ya laser kwa askari ilivutia watengenezaji wa mitambo ya laser. Mifano zilizopo za silaha za nishati zilizoelekezwa ziliundwa kwa msingi wa utafiti wa kina na msingi wa vifaa vya teknolojia ya hali ya juu kwa soko la raia. Kwa mfano, ufungaji wa meli ya Amerika AN / SEQ-3 LAWS inawakilisha "pakiti" ya lasers sita za kulehemu na nguvu ya jumla ya 33 kW.

Tangazo la kuundwa kwa laser ya nguvu ya kupambana na nguvu tofauti dhidi ya msingi wa tasnia dhaifu ya laser: Urusi sio miongoni mwa wazalishaji wakubwa ulimwenguni wa vifaa vya laser (Coherent, IPG Photonics au China "Han Technology Laser" ya China. kuonekana ghafla kwa silaha zenye nguvu za laser huamsha hamu ya kweli kati ya wataalamu.

Daima kuna maswali mengi kuliko majibu. Ibilisi yuko katika maelezo, lakini vyanzo rasmi vinatoa wazo dhaifu sana la silaha za hivi karibuni. Mara nyingi haijulikani hata ikiwa mfumo tayari uko tayari kupitishwa, au ukuzaji wake uko katika hatua fulani. Mifano inayojulikana inayohusishwa na uundaji wa silaha kama hizo hapo zamani zinaonyesha kuwa shida zinazotokea katika kesi hii haziwezi kutatuliwa na snap ya vidole. Mashabiki wa ubunifu wa kiufundi wana wasiwasi juu ya chaguo la mahali pa kujaribu vizibo vya makombora yenye nguvu ya nyuklia. Au njia za mawasiliano na drone ya chini ya maji "Hali-6" (shida ya kimsingi: mawasiliano ya redio hayafanyi kazi chini ya maji, wakati wa vikao vya mawasiliano manowari hulazimika kuinuka juu). Itafurahisha kusikia ufafanuzi juu ya jinsi ya kuitumia: ikilinganishwa na ICBM za jadi na SLBM, ambazo zinaweza kuanza na kumaliza vita ndani ya saa moja, Hali-6 itachukua siku kadhaa kufikia pwani ya Amerika. Wakati hakuna mtu mwingine hapo!

Vita vya mwisho vimekwisha.
Je! Kuna mtu yeyote aliye hai?
Kwa kujibu - mlio wa upepo tu ...

Kutumia vifaa:
Jarida la Anga na Anga (Aprili-Mei 1990)
Vita vya Kimya na John Craven