Միջուկային հրթիռային շարժիչներ և միջուկային հրթիռային էլեկտրական շարժիչ համակարգեր: Ինչու միջուկային հրթիռային շարժիչներն իրականություն չեն դարձել

Արդեն այս տասնամյակի վերջում Ռուսաստանում կարող են ստեղծվել տիեզերանավմիջմոլորակային միջուկային էներգիայով ճամփորդությունների համար։ Եվ դա կտրուկ կփոխի իրավիճակը ինչպես մերձերկրյա տիեզերքում, այնպես էլ հենց Երկրի վրա:

Ատոմակայանը (ԱԷԿ) թռիչքի պատրաստ կլինի 2018թ. Այս մասին հայտարարել է Կելդիշ կենտրոնի տնօրեն, ակադեմիկոս Անատոլի Կորոտեև... «Մենք պետք է պատրաստենք առաջին նմուշը (Մեգավատտ դասի ատոմակայանի. մոտ. «Expert Online») թռիչքային փորձարկումների համար 2018թ. Թռչել-չ Սա նշանակում է, որ տիեզերական հետազոտության ոլորտում խորհրդային-ռուսական ամենահավակնոտ նախագծերից մեկը թեւակոխում է անմիջական գործնական իրականացման փուլ։

Այս նախագծի էությունը, որի արմատները հասնում են անցյալ դարի կեսերին, սա է. Այժմ թռիչքները դեպի երկրային տարածություն իրականացվում են հրթիռներով, որոնք շարժվում են իրենց շարժիչներում հեղուկ կամ հեղուկի այրման պատճառով: պինդ վառելիք... Ըստ էության, սա նույն շարժիչն է, որը հայտնաբերվել է մեքենայում: Միայն մեքենայի մեջ բենզինը, այրվելով, մղում է մխոցները բալոնների մեջ՝ դրանց միջոցով փոխանցելով իր էներգիան դեպի անիվները։ Իսկ հրթիռային շարժիչում կերոսինի կամ հեպտիլի այրումը ուղղակիորեն առաջ է մղում հրթիռը:

Անցած կես դարի ընթացքում այս հրթիռային տեխնոլոգիան կատարելագործվել է ամբողջ աշխարհում մինչև ամենափոքր մանրամասնությունը: Սակայն հրթիռագետներն իրենք են դա խոստովանում։ Բարելավելու համար - այո, պետք է: Փորձելով բարձրացնել հրթիռների կրող հզորությունը ներկայիս 23 տոննայից մինչև 100 և նույնիսկ 150 տոննա՝ հիմնվելով «բարելավված» այրման շարժիչների վրա. այո, դուք պետք է փորձեք: Բայց սա էվոլյուցիայի տեսանկյունից փակուղի է։ « Որքան էլ աշխատեն ամբողջ աշխարհում հրթիռային շարժիչների մասնագետները, առավելագույն էֆեկտը, որը մենք կստանանք, կհաշվարկվի տոկոսի կոտորակներով։ Կոպիտ ասած, գոյություն ունեցող հրթիռային շարժիչներից ամեն ինչ քամվել է, լինեն դրանք հեղուկ, թե պինդ շարժիչներ, իսկ մղումը և կոնկրետ իմպուլսը մեծացնելու փորձերը պարզապես ապարդյուն են։ Միջուկային շարժիչ համակարգերը ժամանակի ավելացում են տալիս: Դեպի Մարս թռիչքի օրինակով. այժմ ձեզ հարկավոր է մեկուկես-երկու տարի այնտեղ և հետ թռչել, բայց երկու-չորս ամսում հնարավոր կլինի թռչել: »,– ժամանակին իրավիճակը գնահատել է Ռուսաստանի Դաշնային տիեզերական գործակալության նախկին ղեկավարը Անատոլի Պերմինով.

Ուստի դեռ 2010թ.՝ Ռուսաստանի այն ժամանակվա նախագահը, իսկ այժմ՝ վարչապետը Դմիտրի ՄեդվեդևԱյս տասնամյակի վերջում հրաման է տրվել մեր երկրում ստեղծել մեգավատ կարգի ատոմակայանի հիման վրա տիեզերական տրանսպորտի և էներգիայի մոդուլ։ Այս նախագծի զարգացման համար նախատեսվում է մինչեւ 2018 թվականը դաշնային բյուջեից, «Ռոսկոսմոսից» եւ «Ռոսատոմից» հատկացնել 17 միլիարդ ռուբլի։ Այդ գումարից 7,2 միլիարդը հատկացվել է «Ռոսատոմ» պետական ​​կորպորացիային՝ ռեակտորային կայանք ստեղծելու համար (դա անում է Դոլլեժալի էներգետիկայի գիտահետազոտական ​​և նախագծային ինստիտուտը), 4 միլիարդը՝ Կելդիշ կենտրոնին՝ միջուկային էներգիայի ստեղծման համար։ գործարան. RSC Energia-ն մտադիր է 5,8 միլիարդ ռուբլի տրանսպորտային և էներգետիկ մոդուլ ստեղծելու համար, այլ կերպ ասած՝ հրթիռ-նավ։

Բնականաբար, այս ամբողջ աշխատանքը դատարկ տեղում չի արվում։ 1970-1988 թվականներին միայն ԽՍՀՄ-ը տիեզերք արձակեց ավելի քան երեք տասնյակ լրտեսական արբանյակներ՝ հագեցած ցածր էներգիայի ատոմակայաններով, ինչպիսիք են Բուկը և Տոպազը: Դրանք օգտագործվել են Համաշխարհային օվկիանոսի ողջ ջրային տարածքում մակերևութային թիրախների համար եղանակային տեսահսկման համակարգ ստեղծելու և զենք կրողներին կամ հրամանատարական կետերին փոխանցվող թիրախների նշանակման համար. ):

NASA-ն և ամերիկյան ընկերությունները, որոնք արտադրում են տիեզերանավեր և դրանց առաքման մեքենաներ, այս ընթացքում ձախողվել են, չնայած երեք անգամ փորձել են ստեղծել միջուկային ռեակտոր, որը կայուն կաշխատի տիեզերքում: Հետևաբար, 1988-ին ՄԱԿ-ի միջոցով իրականացվեց միջուկային շարժիչ համակարգերով տիեզերանավերի օգտագործման արգելք, և Խորհրդային Միությունում դադարեցվեց US-A արբանյակների արտադրությունը ատոմակայանով:

Զուգահեռաբար անցած դարի 60-70-ական թվականներին Կելդիշ կենտրոնը անցկացրեց ակտիվ աշխատանքիոնային շարժիչի (էլեկտրոպլազմային շարժիչ) ստեղծման մասին, որն առավել հարմար է միջուկային վառելիքի վրա աշխատող բարձր հզորության շարժիչ համակարգ ստեղծելու համար։ Ռեակտորը ջերմություն է առաջացնում, այն գեներատորի միջոցով վերածվում է էլեկտրականության։ Էլեկտրականության օգնությամբ նման շարժիչի իներտ գազային քսենոնը սկզբում իոնացվում է, այնուհետև դրական լիցքավորված մասնիկները (դրական քսենոնային իոնները) էլեկտրաստատիկ դաշտում արագանում են մինչև կանխորոշված ​​արագություն և ստեղծում շարժիչը լքելով շարժիչը: Սա իոնային շարժիչի սկզբունքն է, որի նախատիպն արդեն ստեղծվել է Կելդիշ կենտրոնում։

« 20-րդ դարի 90-ականներին մենք Կելդիշ կենտրոնում վերսկսեցինք աշխատանքը իոնային շարժիչների վրա: Հիմա պետք է նոր համագործակցություն ստեղծել նման հզոր նախագծի համար։ Արդեն կա իոնային շարժիչի նախատիպը, որը կարող է օգտագործվել հիմնական տեխնոլոգիական և դիզայներական լուծումները փորձարկելու համար։ Իսկ ստանդարտ արտադրանք դեռ պետք է ստեղծվի։ Մենք վերջնաժամկետ ենք սահմանել՝ մինչև 2018 թվականը արտադրանքը պետք է պատրաստ լինի թռիչքային փորձարկումներին, իսկ մինչև 2015 թվականը պետք է ավարտվի շարժիչի հիմնական մշակումը։ Հետագա - ամբողջ միավորի կյանքի թեստերը և թեստերը որպես ամբողջություն», - նշել է անցյալ տարի գիտահետազոտական ​​կենտրոնի էլեկտրաֆիզիկայի ամբիոնի վարիչ Մ.Վ. Քելդիշը, աերոֆիզիկայի ֆակուլտետի պրոֆեսոր և տիեզերքի հետազոտություն MIPT Օլեգ Գորշկով.

Ո՞րն է այս զարգացումների գործնական օգուտը Ռուսաստանի համար։Այս օգուտը շատ ավելին է, քան 17 միլիարդ ռուբլին, որը պետությունը մտադիր է մինչև 2018 թվականը ծախսել 1 ՄՎտ հզորությամբ ատոմակայանով մեկնարկային մեքենայի ստեղծման վրա։ Նախ, դա մեր երկրի և ընդհանրապես մարդկության կարողությունների կտրուկ ընդլայնումն է։ Միջուկային էներգիայով աշխատող տիեզերանավը մարդկանց իրական հնարավորություններ է տալիս այլ մոլորակների հետ աշխատելու համար: Հիմա շատ երկրներ ունեն նման նավեր։ ԱՄՆ-ում դրանք վերսկսվեցին 2003 թվականին, այն բանից հետո, երբ ամերիկացիները ստացան ատոմակայաններով ռուսական արբանյակների երկու նմուշ։

Սակայն, չնայած դրան, NASA-ի անձնակազմով թռիչքների հատուկ հանձնաժողովի անդամ Էդվարդ Քրոուլի,Օրինակ, նա կարծում է, որ դեպի Մարս միջազգային թռիչքի համար ինքնաթիռում պետք է լինեն ռուսական միջուկային շարժիչներ: « Միջուկային շարժիչների մշակման ռուսական փորձը պահանջված է։ Կարծում եմ՝ Ռուսաստանը մեծ փորձ ունի թե՛ հրթիռային շարժիչների մշակման, թե՛ միջուկային տեխնոլոգիաների ոլորտում։ Նա նաև տիեզերական պայմաններին մարդու հարմարվելու մեծ փորձ ունի, քանի որ ռուս տիեզերագնացները շատ երկար թռիչքներ են կատարել: Քրոուլին լրագրողներին ասել է անցյալ տարվա գարնանը Մոսկվայի պետական ​​համալսարանում տիեզերական օդաչուների հետախուզման ամերիկյան ծրագրերի մասին դասախոսությունից հետո:

Երկրորդ, նման նավերը հնարավորություն են տալիս կտրուկ ակտիվացնել գործունեությունը մերձերկրյա տարածության մեջ և իրական հնարավորություն են ընձեռում Լուսնի գաղութացման սկզբի համար (Արդեն կան Երկրի արբանյակի վրա ատոմակայանների կառուցման նախագծեր)։ « Միջուկային շարժիչ համակարգերի կիրառումը դիտարկվում է մեծ կառավարվող համակարգերի համար, այլ ոչ թե փոքր տիեզերանավերի համար, որոնք կարող են թռչել այլ տեսակի կայանքներում՝ օգտագործելով իոնային շարժիչներ կամ արևային քամու էներգիա: Հնարավոր է օգտագործել ատոմային էլեկտրակայանը իոնային մղիչներով միջերկրածովային բազմակի օգտագործման քարշակի վրա: Օրինակ՝ ցածր և բարձր ուղեծրերի միջև բեռներ տեղափոխել, դեպի աստերոիդներ թռիչքներ իրականացնել։ Դուք կարող եք ստեղծել բազմակի օգտագործման լուսնային քարշակ կամ ուղարկել արշավ դեպի Մարս», - ասում է պրոֆեսոր Օլեգ Գորշկովը։ Նման նավերը կտրուկ փոխում են տիեզերական հետազոտության տնտեսությունը: RSC Energia-ի մասնագետների հաշվարկների համաձայն՝ միջուկային շարժիչով մեկնարկային մեքենան ապահովում է ավելի քան երկու անգամ՝ համեմատած հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների հետ օգտակար բեռի արձակման արժեքի կրճատում:

Երրորդ, սրանք նոր նյութեր և տեխնոլոգիաներ են, որոնք կստեղծվեն այս նախագծի իրականացման ընթացքում և այնուհետև կներդրվեն այլ ոլորտներ՝ մետալուրգիա, մեքենաշինություն և այլն։ Այսինքն՝ սա այնպիսի բեկումնային նախագծերից է, որն իսկապես կարող է առաջ մղել թե՛ ռուսական, թե՛ համաշխարհային տնտեսությունը։

Ստորին ատոմային ռումբեր նետելու գաղափարը չափազանց դաժան է ստացվել, բայց էներգիայի այն քանակությունը, որը տալիս է միջուկային տրոհման ռեակցիան, էլ չասած միաձուլման մասին, չափազանց գրավիչ է տիեզերագնացության համար: Ուստի ստեղծվել են բազմաթիվ ոչ իմպուլսային համակարգեր՝ զերծ տախտակում հարյուրավոր միջուկային ռումբերի և կիկլոպյան շոկի կլանիչներ պահելու խնդիրներից։ Նրանց մասին կխոսենք այսօր։

Միջուկային ֆիզիկան ձեր մատների վրա

Ի՞նչ է միջուկային ռեակցիան: Շատ պարզ բացատրելու համար պատկերը կլինի հետևյալի նման. Դպրոցական ուսումնական ծրագրից մենք հիշում ենք, որ նյութը բաղկացած է մոլեկուլներից, ատոմների մոլեկուլներից, իսկ ատոմներից՝ պրոտոններից, էլեկտրոններից և նեյտրոններից (ներքևում կան մակարդակներ, բայց դա մեզ բավական է): Որոշ ծանր ատոմներ ունեն հետաքրքիր հատկություն՝ եթե նեյտրոնը հարվածում է նրանց, նրանք քայքայվում են ավելի թեթև ատոմների և մի քանի նեյտրոններ են թողարկում: Եթե ​​այս արձակված նեյտրոնները հարվածեն մոտակա մյուս ծանր ատոմներին, ապա քայքայումը կկրկնվի, և մենք կստանանք միջուկային շղթայական ռեակցիա։ Նեյտրոնների շարժումը մեծ արագությամբ նշանակում է, որ այդ շարժումը վերածվում է ջերմության, երբ նեյտրոնները դանդաղում են։ Հետևաբար, ատոմային ռեակտորը շատ հզոր ջեռուցիչ է: Նրանք կարող են ջուրը եռացնել, ստացված գոլորշին ուղարկել տուրբին, ստանալ ատոմակայան։ Կամ կարող եք տաքացնել ջրածինը և դուրս շպրտել՝ ստանալով միջուկ ռեակտիվ շարժիչ... Այս գաղափարից են ծնվել առաջին շարժիչները՝ NERVA-ն և RD-0410-ը։

ՆԵՐՎԱ

Նախագծի պատմություն

Ատոմային հրթիռային շարժիչի գյուտի պաշտոնական հեղինակությունը (արտոնագիրը) պատկանում է Ռիչարդ Ֆեյնմանին, ըստ նրա սեփական հուշագրության՝ «Դուք, անշուշտ, կատակում եք, պարոն Ֆեյնման»։ Գիրքն, ի դեպ, խիստ խորհուրդ է տրվում կարդալ։ Լոս Ալամոսի լաբորատորիան սկսեց միջուկային հրթիռային շարժիչների մշակումը 1952 թվականին։ 1955 թվականին սկսվեց Rover նախագիծը։ Ծրագրի KIWI-ի առաջին փուլում կառուցվել են 8 փորձարարական ռեակտորներ և 1959-1964 թվականներին ուսումնասիրվել է աշխատող հեղուկի փչումը ռեակտորի միջուկով։ Ժամանակի համար նշենք, որ Orion նախագիծը գոյություն է ունեցել 1958-ից 1965 թվականներին: Rover-ն ուներ երկրորդ և երրորդ փուլերը՝ ուսումնասիրելով ավելի բարձր հզորության ռեակտորները, բայց NERVA-ն հիմնված էր KIWI-ի վրա՝ 1964 թվականին տիեզերքում առաջին փորձնական արձակման պլանների պատճառով. ավելի առաջադեմ տարբերակներ մշակելու ժամանակ չկար: Ժամկետը աստիճանաբար ընկավ և NERVA NRX / EST շարժիչի առաջին վերգետնյա գործարկումը (EST - Շարժիչի համակարգի փորձարկում - փորձարկում շարժիչային համակարգ) տեղի է ունեցել 1966 թ. Շարժիչը հաջողությամբ աշխատել է երկու ժամ, որից 28 րոպեն լրիվ դրսում էր: Երկրորդ NERVA XE շարժիչը գործարկվել է 28 անգամ և աշխատել է ընդհանուր առմամբ 115 րոպե: Պարզվել է, որ շարժիչը հարմար է տիեզերական տեխնոլոգիաների համար, և փորձարկման նստարանը պատրաստ է փորձարկել նոր հավաքված շարժիչները: Թվում էր, թե ՆԵՐՎԱ-ին պայծառ ապագա է սպասվում՝ թռիչք դեպի Մարս 1978 թվականին, Լուսնի վրա մշտական ​​բազա 1981 թվականին, ուղեծրային քաշքշումներ։ Բայց նախագծի հաջողությունը խուճապ առաջացրեց Կոնգրեսում. լուսնային ծրագիրը ԱՄՆ-ի համար շատ թանկ էր, մարսյան ծրագիրը նույնիսկ ավելի թանկ կլիներ: 1969 և 1970 թվականներին տիեզերքի ֆինանսավորումը լրջորեն կրճատվեց. Apollo 18-ը, 19-ը և 20-ը չեղարկվեցին, և ոչ ոք հսկայական գումարներ չէր հատկացնի Մարսի ծրագրի համար: Արդյունքում նախագծի վրա աշխատանքներն իրականացվել են առանց լուրջ ֆինանսավորման եւ այն փակվել է 1972 թվականին։

Դիզայն

Տանկից ջրածինը մտել է ռեակտոր, այնտեղ տաքացել և դուրս շպրտվել՝ առաջացնելով ռեակտիվ մղում։ Որպես աշխատանքային հեղուկ ընտրվել է ջրածինը, քանի որ այն ունի թեթև ատոմներ, և դրանք ավելի հեշտ է արագացնել մինչև բարձր արագություն։ Որքան բարձր է ռեակտիվ արտանետման արագությունը, այնքան ավելի արդյունավետ հրթիռային շարժիչ.
Օգտագործվել է նեյտրոնային ռեֆլեկտոր՝ նեյտրոնները վերադարձնելու ռեակտոր՝ միջուկային շղթայական ռեակցիան պահպանելու համար։
Ռեակտորը կառավարելու համար օգտագործվել են կառավարման ձողեր։ Յուրաքանչյուր այդպիսի ձող բաղկացած էր երկու կեսից՝ ռեֆլեկտորից և նեյտրոնային կլանիչից։ Երբ ձողը պտտվում էր նեյտրոնային ռեֆլեկտորի կողմից, դրանց հոսքը ռեակտորում մեծանում էր, իսկ ռեակտորը մեծացնում էր ջերմության փոխանցումը։ Երբ ձողը պտտվում էր նեյտրոնային կլանիչի կողմից, դրանց հոսքը ռեակտորում նվազում էր, իսկ ռեակտորը նվազեցնում էր ջերմության փոխանցումը։
Ջրածինը նույնպես օգտագործվում էր վարդակը սառեցնելու համար, իսկ վարդակային հովացման համակարգից տաք ջրածինը վերածեց տուրբո պոմպի՝ ավելի շատ ջրածին մատակարարելու համար:

Շարժիչը աշխատում է։ Ջրածինը բռնկվել է հատուկ վարդակի ելքի մոտ՝ պայթյունի վտանգից խուսափելու համար, տիեզերքում այրում չի լինի։

NERVA շարժիչը ստեղծեց 34 տոննա մղում, մոտավորապես մեկուկես անգամ պակաս J-2 շարժիչից, որը գտնվում էր Saturn-V հրթիռի երկրորդ և երրորդ փուլերում: Հատուկ իմպուլսը 800-900 վայրկյան էր, ինչը երկու անգամ ավելի մեծ էր, քան թթվածին-ջրածին վառելիքի զույգով աշխատող լավագույն շարժիչները, բայց ավելի քիչ, քան EJE կամ Orion շարժիչը:

Մի փոքր անվտանգության մասին

Նոր հավաքված և չգործարկված միջուկային ռեակտորը՝ վառելիքի նոր, դեռևս չգործարկվող բլոկներով, բավականաչափ մաքուր է: Ուրանը թունավոր է, ուստի անհրաժեշտ է ձեռնոցներով աշխատել, բայց ոչ ավելին։ Հեռակառավարվող մանիպուլյատորներ, կապարի պատեր կամ որևէ այլ բան անհրաժեշտ չէ: Արտանետվող ամբողջ կեղտը առաջանում է ռեակտորի գործարկումից հետո՝ նեյտրոնների ցրման, նավի ատոմների «փչացման», հովացուցիչ նյութի և այլնի պատճառով։ Հետևաբար, նման շարժիչով հրթիռի վթարի դեպքում մթնոլորտի և մակերևույթի ճառագայթային աղտոտվածությունը փոքր կլինի, և, իհարկե, շատ ավելի քիչ, քան ստանդարտ Orion արձակումը: Հաջող մեկնարկի դեպքում վարակը կլինի նվազագույն կամ ընդհանրապես բացակայում է, քանի որ շարժիչը պետք է գործարկվի մթնոլորտի վերին կամ արդեն տիեզերքում:

RD-0410

Նման պատմություն ունի խորհրդային RD-0410 շարժիչը: Շարժիչի գաղափարը ծնվել է 40-ականների վերջին հրթիռային և միջուկային տեխնոլոգիաների առաջամարտիկների շրջանում: Rover նախագծի նման, սկզբնական գաղափարը բալիստիկ հրթիռի առաջին փուլի ատոմային ռեակտիվ շարժիչն էր, այնուհետև զարգացումը տեղափոխվեց տիեզերական արդյունաբերություն: RD-0410-ը մշակվել է ավելի դանդաղ, հայրենական մշակողները տարվել են գազաֆազ միջուկային ռեակտորի գաղափարով (այս մասին ավելին ստորև): Ծրագիրը սկսվել է 1966 թվականին և շարունակվել մինչև 1980-ականների կեսերը: «Մարս 94» առաքելությունը՝ 1994 թվականին Մարս թռչող մարդատար թռիչք, որպես շարժիչի թիրախ է անվանվել։
RD-0410 սխեման նման է NERVA-ին. ջրածինը անցնում է վարդակով և ռեֆլեկտորներով, սառեցնում է դրանք, սնվում ռեակտորի միջուկը, այնտեղ տաքանում և արտանետվում:
Ըստ իր բնութագրերի՝ RD-0410-ն ավելի լավն էր, քան NERVA-ն՝ ռեակտորի միջուկի ջերմաստիճանը NERVA-ի համար 2000 K-ի փոխարեն 3000 Կ էր, իսկ կոնկրետ իմպուլսը գերազանցում էր 900 վրկ-ը։ RD-0410-ն ավելի թեթև և կոմպակտ էր, քան NERVA-ն և զարգացրեց տասն անգամ ավելի քիչ մղում:

Շարժիչի փորձարկումներ. Ներքևի ձախ կողմում գտնվող կողային ջահը բռնկում է ջրածինը, որպեսզի կանխի պայթյունը:

Կոշտ ֆազ NRE-ի մշակում

Մենք հիշում ենք, որ որքան բարձր է ջերմաստիճանը ռեակտորում, այնքան մեծ է աշխատանքային հեղուկի արտահոսքի արագությունը և այնքան բարձր է շարժիչի հատուկ իմպուլսը: Ի՞նչն է խանգարում բարձրացնել ջերմաստիճանը NERVA-ում կամ RD-0410-ում: Բանն այն է, որ երկու շարժիչներում էլ վառելիքի տարրերը գտնվում են ամուր վիճակում։ Եթե ​​ջերմաստիճանը բարձրանա, դրանք կհալվեն ու ջրածնի հետ միասին դուրս կթռչեն։ Հետևաբար, ավելի բարձր ջերմաստիճանների համար անհրաժեշտ է միջուկային շղթայական ռեակցիան իրականացնելու այլ եղանակ գտնել:

Աղի շարժիչ

Միջուկային ֆիզիկայում գոյություն ունի կրիտիկական զանգված: Հիշեք միջուկային շղթայական ռեակցիան գրառման սկզբում: Եթե ​​տրոհվող ատոմները շատ մոտ են միմյանց (օրինակ՝ սեղմվել են հատուկ պայթյունի ճնշման արդյունքում), ապա կառաջանա ատոմային պայթյուն՝ շատ ջերմություն շատ կարճ ժամանակում։ Եթե ​​ատոմներն այնքան ամուր չեն սեղմվում, բայց տրոհումից առաջացած նոր նեյտրոնների հոսքը մեծանում է, ապա կառաջանա ջերմային պայթյուն։ Նման պայմաններում սովորական ռեակտորը կխափանվի։ Այժմ պատկերացրեք, որ մենք վերցնում ենք տրոհվող նյութի ջրային լուծույթը (օրինակ՝ ուրանի աղերը) և դրանք անընդհատ սնվում այրման պալատի մեջ՝ ապահովելով այնտեղ կրիտիկականից մեծ զանգված: Արդյունքը շարունակաբար այրվող միջուկային «մոմ» է, որի ջերմությունը արագացնում է արձագանքը միջուկային վառելիքև ջուր.

Գաղափարն առաջարկվել է 1991 թվականին Ռոբերտ Զուբրինի կողմից և, ըստ տարբեր գնահատականների, խոստանում է կոնկրետ իմպուլս 1300-ից մինչև 6700 վրկ՝ տոննայով չափվող մղումով։ Ցավոք, այս սխեման ունի նաև թերություններ.

• Վառելիքի պահպանման դժվարություն. տանկի մեջ շղթայական ռեակցիայից պետք է խուսափել՝ վառելիքը տեղադրելով, օրինակ, նեյտրոնային կլանիչներից պատրաստված բարակ խողովակներում, ուստի տանկերը կլինեն բարդ, ծանր և թանկ:


• Միջուկային վառելիքի մեծ սպառում - փաստն այն է, որ ռեակցիայի արդյունավետությունը (քայքայված ատոմների քանակը / ծախսված ատոմների քանակը) կլինի շատ ցածր: Նույնիսկ ատոմային ռումբում տրոհվող նյութն ամբողջությամբ չի «այրվում», և արժեքավոր միջուկային վառելիքի մեծ մասը կվնասի:


• Վերգետնյա փորձարկումները գործնականում անհնար են. նման շարժիչի արտանետումները շատ կեղտոտ կլինեն, նույնիսկ ավելի կեղտոտ, քան Orion-ը:


• Որոշ հարցեր կան միջուկային ռեակցիայի վերահսկման վերաբերյալ. փաստ չէ, որ բանավոր նկարագրության մեջ պարզ սխեման հեշտ կլինի տեխնիկական իրագործման մեջ:

Գազաֆազ ԲԱԿ

Հաջորդ միտքը. իսկ եթե ստեղծենք աշխատանքային հեղուկի հորձանուտ, որի կենտրոնում միջուկային ռեակցիա կլինի։ Այս դեպքում միջուկի բարձր ջերմաստիճանը չի հասնի պատերին՝ կլանվելով աշխատող հեղուկով, և այն կարող է բարձրացվել մինչև տասնյակ հազարավոր աստիճաններ։ Այսպես ծնվեց բաց ցիկլով գազաֆազ NRE-ի գաղափարը.

Գազաֆազ NRE-ն խոստանում է կոնկրետ իմպուլս մինչև 3000-5000 վայրկյան: ԽՍՀՄ-ում գործարկվեց գազաֆազ միջուկային ռեակտորի նախագիծը (RD-600), որը, սակայն, նույնիսկ չհասավ հատակագծի փուլին։
«Բաց ցիկլը» նշանակում է, որ միջուկային վառելիքը դուրս է նետվելու, ինչը, բնականաբար, նվազեցնում է արդյունավետությունը։ Հետևաբար, հորինվեց հետևյալ գաղափարը, որը դիալեկտիկորեն վերադարձավ պինդ փուլ NRE. եկեք շրջապատենք միջուկային ռեակցիայի շրջանը բավականաչափ ջերմակայուն նյութով, որը կփոխանցի ճառագայթվող ջերմությունը։ Որպես այդպիսի նյութ առաջարկվել է քվարցը, քանի որ տասնյակ հազարավոր աստիճանների դեպքում ջերմությունը փոխանցվում է ճառագայթման միջոցով, իսկ տարայի նյութը պետք է լինի թափանցիկ։ Արդյունքը փակ ցիկլով գազաֆազ միջուկային ռեակտոր է կամ «միջուկային լույսի լամպ».

Այս դեպքում միջուկի ջերմաստիճանի սահմանափակումը կլինի «լույսի լամպի» ծածկույթի ջերմային ուժը: Քվարցի հալման կետը 1700 աստիճան Ցելսիուս է, ակտիվ սառեցման դեպքում ջերմաստիճանը կարելի է բարձրացնել, բայց, ամեն դեպքում, կոնկրետ իմպուլսը բաց միացումից ցածր կլինի (1300-1500 վրկ), բայց միջուկային վառելիքը ավելի շատ կսպառվի։ տնտեսապես, իսկ արտանետումները ավելի մաքուր կլինեն։

Այլընտրանքային նախագծեր

Բացի պինդ փուլային NRE-ի մշակումից, կան օրիգինալ նախագծեր:

Ճեղքվող բեկորների շարժիչ

Այս շարժիչի գաղափարը աշխատող հեղուկի բացակայության մեջ է. դա արտանետվող ծախսված միջուկային վառելիքն է: Առաջին դեպքում ենթակրիտիկական սկավառակները պատրաստվում են տրոհվող նյութերից, որոնք ինքնուրույն չեն սկսում շղթայական ռեակցիա։ Բայց եթե սկավառակը տեղադրվի նեյտրոնային ռեֆլեկտորներով ռեակտորի գոտում, կսկսվի շղթայական ռեակցիա։ Իսկ սկավառակի պտույտը և աշխատանքային հեղուկի բացակայությունը կհանգեցնեն նրան, որ քայքայված բարձր էներգիայի ատոմները կթռչեն դեպի վարդակ՝ առաջացնելով մղում, իսկ ոչ քայքայված ատոմները կմնան սկավառակի վրա և հնարավորություն կստանան սկավառակի հաջորդ հեղափոխությունը.

Էլ ավելի հետաքրքիր գաղափարը տրոհվող նյութերից փոշոտ պլազմա ստեղծելն է (հիշենք ISS-ի վրա), որտեղ միջուկային վառելիքի նանոմասնիկների քայքայման արգասիքները իոնացվում են էլեկտրական դաշտով և դուրս են թափվում՝ առաջացնելով մղում.

Նրանք խոստանում են ֆանտաստիկ կոնկրետ իմպուլս՝ 1,000,000 վայրկյան: Ոգեւորությունը սառեցնում է այն, որ զարգացումը տեսական հետազոտությունների մակարդակում է։

Միջուկային միաձուլման շարժիչներ

Էլ ավելի հեռավոր ապագայում միջուկային միաձուլման համար շարժիչների ստեղծում։ Ի տարբերություն միջուկային տրոհման ռեակցիաների, որտեղ ատոմային ռեակտորները ստեղծվել են ռումբի հետ գրեթե միաժամանակ, ջերմամիջուկային ռեակտորներդեռ չեն տեղափոխվել «վաղվանից» դեպի «այսօր», և միաձուլման ռեակցիաների կիրառումը հնարավոր է միայն «Օրիոնի» ոճով՝ ջերմամիջուկային ռումբեր նետել։

Միջուկային ֆոտոնային հրթիռ

Տեսականորեն հնարավոր է միջուկը տաքացնել այնքան, որ ֆոտոնների արտացոլմամբ առաջանա մղում։ Չնայած տեխնիկական սահմանափակումների բացակայությանը, նման շարժիչները անբարենպաստ են տեխնոլոգիայի ներկա մակարդակի վրա. մղումը չափազանց փոքր կլինի:

Ռադիոիզոտոպային հրթիռ

Հրթիռը, որը տաքացնում է աշխատանքային հեղուկը RTG-ից, լիովին կգործի։ Բայց RTG-ն համեմատաբար քիչ ջերմություն է արտանետում, ուստի նման շարժիչը շատ անարդյունավետ կլինի, թեև շատ պարզ:

Եզրակացություն

Տեխնոլոգիայի ներկայիս մակարդակով հնարավոր է հավաքել պինդ վիճակի NRM NERVA կամ RD-0410 ոճով - տեխնոլոգիաները յուրացված են: Բայց նման շարժիչը կպարտվի «միջուկային ռեակտոր + ERE» համակցությամբ հատուկ իմպուլսում, ձեռք բերելով մղում: Իսկ ավելի առաջադեմ տարբերակները դեռ միայն թղթի վրա են: Հետևաբար, անձամբ ինձ համար ավելի խոստումնալից է թվում «ռեակտոր + ERE» համակցությունը։

Տեղեկատվության աղբյուրներ

Տեղեկատվության հիմնական աղբյուրը անգլերեն Վիքիպեդիան է և նրանում որպես հղումներ նշված ռեսուրսները։ Պարադոքսալ կերպով, կան հետաքրքիր հոդվածներ NRE-ի մասին ավանդույթների մասին՝ պինդ փուլ NRE և գազաֆազ NRE: Հոդված շարժիչների մասին Միջուկային շարժիչներ

40-ականների վերջին, ինչպես ԱՄՆ-ում, այնպես էլ ԽՍՀՄ-ում միջուկային էներգիայի օգտագործման հեռանկարներից առաջացած էյֆորիայի հետևանքով, աշխատանք էր ծավալվում միջուկային շարժիչների տեղադրման վրա այն ամենի վրա, ինչը ունակ էր շարժվել: Նման «մշտական» շարժիչ ստեղծելու գաղափարը հատկապես գրավիչ էր զինվորականների համար։ Ատոմային էլեկտրակայանները (ԱԷԿ) հիմնականում օգտագործվում էին նավատորմում, քանի որ նավի էլեկտրակայանները ենթակա չէին այնպիսի խիստ ընդհանուր և քաշային պահանջների, ինչպիսին, օրինակ, ավիացիայում: Այնուամենայնիվ, ռազմաօդային ուժերը չկարողացան «անցնել» ռազմավարական ավիացիայի գործողությունների շառավիղը անորոշ ժամանակով մեծացնելու հնարավորությունը։ 1946-ի մայիսին։ ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերի հրամանատարությունը հաստատել է «Միջուկային էներգիա օդանավերի շարժման համար» ռազմավարական ռմբակոծիչների սարքավորման համար միջուկային շարժիչներ ստեղծելու նախագիծը (կրճատ՝ NEPA, թարգմանաբար՝ «Միջուկային էներգիա ինքնաթիռների շարժիչների համար»): Դրա իրականացման աշխատանքները սկսվել են Oak Ridge ազգային լաբորատորիայում: 1951 թվականին։ այն փոխարինվեց Օդային ուժերի և Ատոմային էներգիայի հանձնաժողովի (CAE) օդանավերի միջուկային շարժման (ANP) համատեղ ծրագրով։ General Electric Company-ն ստեղծեց տուրբոռեակտիվ շարժիչ, որը տարբերվում էր «սովորականից» միայն նրանով, որ սովորական այրման պալատի փոխարեն կար միջուկային ռեակտոր, որը տաքացնում էր կոմպրեսորով սեղմված օդը։ Միաժամանակ օդը դարձավ ռադիոակտիվ՝ բաց միացում։ Այդ տարիներին դրան վերաբերվում էին ավելի պարզ, բայց, այնուամենայնիվ, իրենց օդանավակայանը չաղտոտելու համար ենթադրվում էր, որ թռիչքի և վայրէջքի համար նախատեսված օդանավը հագեցված լիներ սովորական շարժիչներով, որոնք սնուցվում են կերոսինով: ԱՄՆ առաջին ատոմային ինքնաթիռի նախագիծը հիմնված էր B-58 գերձայնային ռազմավարական ռմբակոծիչի վրա: Մշակողը («Convair» ֆիրման), նա ստացել է X-6 անվանումը: Դելտայի թևի տակ տեղակայված են եղել չորս ատոմային տուրբոռեակտիվ շարժիչներ, բացի այդ, թռիչքի և վայրէջքի ժամանակ պետք է գործեին ևս 2 «պայմանական» տուրբոռեակտիվ շարժիչներ։ 1950-ականների կեսերին արտադրվել է 1 ՄՎտ հզորությամբ փոքր օդով հովացվող միջուկային ռեակտորի նախատիպը։ Նրա թռիչքային փորձարկումների և անձնակազմի պաշտպանության փորձարկումների համար հատկացվել է B-36H ռմբակոծիչ։ Թռչող լաբորատորիայի անձնակազմը գտնվում էր պաշտպանիչ պարկուճում, սակայն բուն ռեակտորը, որը գտնվում էր ռումբի խցիկում, չուներ կենսաբանական պաշտպանություն։ Թռչող լաբորատորիան ստացել է NB-36H անվանումը։ 1955 թվականի հուլիսից։ մինչև 1957 թվականի մարտը նա կատարել է 47 թռիչք Տեխասի և Նյու Մեքսիկոյի անապատային շրջաններով, որոնց ընթացքում ռեակտորը միացվել և անջատվել է։ Հաջորդ փուլում ստեղծվեց նոր միջուկային ռեակտոր HTRE (նրա վերջին մոդելն ուներ 35 ՄՎտ հզորություն, որը բավարար էր երկու շարժիչով աշխատելու համար) և փորձարարական X-39 շարժիչը, որը հաջողությամբ անցավ համատեղ ցամաքային նստարանի փորձարկումները: Այնուամենայնիվ, այս պահին ամերիկացիները հասկացան, որ բաց միացումը չի աշխատի, և սկսեցին նախագծել ջերմափոխանակիչում օդի ջեռուցմամբ էլեկտրակայան: «Convair» ընկերության NX-2 նոր մեքենան ուներ «բադ» սխեման (հորիզոնական պոչը գտնվում էր թևի դիմաց)։ Միջուկային ռեակտորը պետք է տեղակայվեր կենտրոնական հատվածում, շարժիչները՝ ետնամասում, օդային ընդունիչները՝ թևի տակ։ Ենթադրվում էր, որ ինքնաթիռը պետք է օգտագործեր 2-ից 6 օժանդակ տուրբոռեակտիվ շարժիչներ։ Բայց մարտին 1961 թ. ՀԱԾ ծրագիրը փակվել է. 1954-1955 թթ. Լոս Ալամոսի լաբորատորիայի մի խումբ գիտնականներ զեկույց են պատրաստել միջուկային հրթիռային շարժիչի (NRM) ստեղծման հնարավորության մասին։ ԱՄՆ CAE-ն որոշել է սկսել աշխատանքները դրա ստեղծման ուղղությամբ: Ծրագիրը ստացել է «Ռովեր» անունը։ Զուգահեռաբար աշխատանքներ են տարվել Լոս Ալամոսի գիտական ​​լաբորատորիայում և Լիվերմորի Ռադիացիոն լաբորատորիայում. Կալիֆորնիայի համալսարան... 1956 թվականից Ռադիացիոն լաբորատորիայի բոլոր ջանքերն ուղղված են եղել ՊԼՈՒՏՈ նախագծի համաձայն միջուկային ռամկետ շարժիչի (YPVRD) ստեղծմանը (Լոս Ալամոսում սկսեցին ստեղծել միջուկային հրթիռային շարժիչ):

YAPVRD-ը նախատեսվում էր տեղադրել մշակված գերձայնային ցածր բարձրության հրթիռի վրա (Supersonic Low-Altitude Missile - SLAM): Հրթիռը (այժմ այն ​​կկոչվի թեւավոր) ըստ էության անօդաչու ռմբակոծիչ էր՝ ուղղահայաց արձակումով (օգտագործելով պինդ շարժիչի չորս ուժեղացուցիչներ): YAPVRD-ը միացված էր որոշակի արագության հասնելու ժամանակ՝ արդեն իսկ բավականաչափ հեռավորության վրա իր սեփական տարածքից։ Օդային ընդունիչով ներս մտնող օդը ջեռուցվում էր միջուկային ռեակտորում և դուրս հոսելով վարդակով, առաջանում էր մղում։ Թռիչքը դեպի թիրախ և մարտագլխիկների արձակումը գաղտագողի նպատակով պետք է իրականացվեր ծայրահեղ ցածր բարձրության վրա՝ ձայնի արագությունից երեք անգամ գերազանցող արագությամբ։ Միջուկային ռեակտորն ուներ 500 ՄՎտ ջերմային հզորություն, միջուկի աշխատանքային ջերմաստիճանը ավելի քան 1600 աստիճան Ցելսիուս էր։ Շարժիչի փորձարկման համար կառուցվել է հատուկ փորձադաշտ:

Քանի որ ստենդը անշարժ էր, 500 տոննա մղվեց հատուկ տանկերի մեջ՝ ապահովելու միջուկային հրթիռային շարժիչի աշխատանքը։ սեղմված օդը (վայրկյանում մեկ տոննա օդ էր պահանջվում ամբողջ հզորությամբ աշխատելու համար): Նախքան շարժիչի մեջ սնվելը, օդը տաքացնում էին մինչև 700 աստիճանից ավելի ջերմաստիճան: անցնելով այն չորս տանկերով, որոնք լցված են 14 միլիոն տաք պողպատե գնդակներով: 14 մայիսի 1961 թ YAPVRD-ի նախատիպը, որը կոչվում է Tory-IIA, միացավ: Նա աշխատեց ընդամենը մի քանի վայրկյան և զարգացրեց դրա միայն մի մասը
Խորհրդային Միությանը միջուկային ինքնաթիռի կարիք ուներ շատ ավելի, քան ԱՄՆ-ին, քանի որ նա չուներ ռազմակայաններ ԱՄՆ-ի սահմանների մոտ և կարող էր գործել միայն իր տարածքից, իսկ կեսերին հայտնված M-4 և Tu-95 ռազմավարական ռմբակոծիչները։ 50-ականները չէին կարող «ընդգրկել» Միացյալ Նահանգների ողջ տարածքը։ Նավերի, սուզանավերի և ինքնաթիռների համար ատոմակայանների ստեղծման խնդիրների ուսումնասիրման աշխատանքները սկսվել են արդեն 1947 թ. Այնուամենայնիվ, Նախարարների խորհրդի որոշումը միջուկային շարժիչով ինքնաթիռների վրա աշխատանքը սկսելու մասին դուրս եկավ միայն 1955 թվականի օգոստոսի 12-ին: (այդ ժամանակ արդեն կառուցվում էր խորհրդային առաջին միջուկային սուզանավը): OKB-156 Tupolev-ը և OKB-23 Myasishcheva-ն զբաղվում էին ատոմակայաններով ինքնաթիռների նախագծմամբ, իսկ OKB-276 Kuznetsov-ը և OKB-165 Lyulki-ն իրենք մշակեցին այդպիսի էլեկտրակայաններ: 1956 թվականի մարտին. Տու-95 ռազմավարական ռմբակոծիչի վրա հիմնված թռչող լաբորատորիա ստեղծելու մասին (ուսումնասիրել ճառագայթման ազդեցությունը ինքնաթիռի և դրա սարքավորումների նախագծման վրա, ինչպես նաև ճառագայթային անվտանգության հարցերը) ստեղծելու մասին կառավարության որոշում։ 1958 թ. Փորձարարական, «ինքնաթիռային» միջուկային ռեակտոր է առաքվել Սեմիպալատինսկի փորձադաշտ։ 1959-ի կեսերին. ռեակտորը տեղադրվել է Tu-95LAL (Թռչող ատոմային լաբորատորիա) կոչվող սերիական ինքնաթիռի վրա: Ռեակտորն օգտագործվում է
կոչվում էր միայն որպես ճառագայթման աղբյուր և սառեցվում էր ջրով։ Սառեցման համակարգի ռադիատորը, որը գտնվում է ֆյուզելյաժի ներքևի մասում, փչվել է մուտքային օդի հոսքից: 1961-ի մայիս-օգոստոսին։ Տու-95ԼԱԼ-ը փորձադաշտի տարածքով կատարել է 34 թռիչք։ Հաջորդ քայլը Տու-95-ի հիման վրա փորձնական Տու-119-ի ստեղծումն էր։ Երկուսի վրա (-ից
նրա չորս շարժիչները NK-12M (OKB Kuznetsov), բացի այրման խցիկներից, տեղադրեցին ջերմափոխանակիչներ, որոնք ջեռուցվում էին հեղուկ-մետաղական հովացուցիչ նյութով, որը ջերմություն էր վերցնում միջուկային ռեակտորից, որը գտնվում է բեռնախցիկում: Շարժիչները նշանակվել են NK-14A: Հետագայում ենթադրվում էր, որ օդանավի վրա տեղադրելով 4 NK-14A շարժիչներ և մեծացնելով ֆյուզելաժի տրամագիծը, ստեղծել գրեթե անսահմանափակ թռիչքի տևողությամբ հակասուզանավային ինքնաթիռ։ Այնուամենայնիվ, NK-14A շարժիչների, ավելի ճիշտ, դրա միջուկային մասի նախագծումը դանդաղ էր ընթանում՝ առաջացած բազմաթիվ խնդիրների պատճառով: Արդյունքում, Tu-119-ի ստեղծման ծրագրերն այդպես էլ կյանքի չկոչվեցին։ Բացի այդ, OKB-156-ն առաջարկում էր գերձայնային ռմբակոծիչների մի քանի տարբերակ։ Հեռահար ռմբակոծիչ Tu-120՝ 85տ թռիչքի քաշով։ երկարությունը 30,7 մ. թեւերի բացվածքը՝ 24,4 մ։ և
առավելագույն արագությունը՝ մոտ 1400 կմ/ժ։ Մեկ այլ նախագիծ էր ցածր բարձրության վրա գտնվող հարվածային ինքնաթիռը, որի քաշը 102 տոննա է: երկարությունը 37 մ. թեւերի բացվածքը 19 մ. իսկ առավելագույն արագությունը՝ 1400 կմ/ժ։ Ինքնաթիռն ուներ ցածր դելտա թեւ: Նրա երկու շարժիչները գտնվում էին մեկ փաթեթում՝ ֆյուզելաժի հետևի մասում: Թռիչքի և վայրէջքի ժամանակ շարժիչները աշխատել են կերոսինի վրա: Գերձայնային ռազմավարական ռմբակոծիչը պետք է ունենար 153 տոննա թռիչքի քաշ։ երկարությունը 40,5 մ. իսկ թեւերի բացվածքը՝ 30,6 մ։ Վեց տուրբոռեակտիվ շարժիչներից (KB Kuznetsov) երկուսը, որոնք գտնվում էին պոչում, հագեցած էին ջերմափոխանակիչներով և կարող էին աշխատել միջուկային ռեակտորից: Չորս սովորական տուրբոռեակտիվ շարժիչներ տեղադրված էին թևի տակ՝ հենասյուների վրա: Արտաքնապես այս ինքնաթիռը նման էր ամերիկյան միջին գերձայնային B-58 ռմբակոծիչին։ Մյասիշչևի նախագծային բյուրոն նաև դիտարկել է արդեն գոյություն ունեցող 3M ռմբակոծիչի հիման վրա «միջուկային» ինքնաթիռ ստեղծելու հնարավորությունը՝ սովորական տուրբոռեակտիվ շարժիչները փոխարինելով ատոմայիններով, որոնք հագեցած էին ջերմափոխանակիչներով (ռեակտորը գտնվում էր ռումբի ավազանում): Դիտարկվել է նաև M-60 գերձայնային ռմբակոծիչ ստեղծելու հնարավորությունը։ Առաջարկվել են մի քանի տարբերակներ
շարային տարբերակներ տարբեր տեսակի շարժիչներով (թռիչքի քաշը՝ 225-250տ, օգտակար բեռը՝ 25տ, արագությունը՝ մինչև 3000կմ/ժ, երկարությունը՝ 51-59մ, թեւերի բացվածքը՝ 27-31մ): Ճառագայթումից պաշտպանվելու համար օդաչուները տեղադրվել են հատուկ փակ պարկուճում, իսկ շարժիչները՝ հետևի ֆյուզելաժում։ Պարկուճից տեսողական տեսքը բացառվել է, և ավտոմատ օդաչուն պետք է ուղղորդեր ինքնաթիռը դեպի թիրախ։ Ձեռքով կառավարում ապահովելու համար ենթադրվում էր օգտագործել հեռուստացույցի և ռադարների էկրաններ։ Նախագծողները սկզբում առաջարկել են ինքնաթիռը դարձնել անօդաչու։ Բայց զինվորականները վստահության համար պնդեցին անձնակազմի տարբերակը: Տարբերակներից մեկը հիդրոինքնաթիռն էր: Դրա առավելությունն այն էր, որ խոնավ ռեակտորները կարող էին սուզվել ջրի մեջ՝ ֆոնային ճառագայթումը նվազեցնելու համար: Հրթիռային տեխնիկայի զարգացման և հուսալի միջմայրցամաքային բալիստիկ հրթիռների և ատոմային հրթիռային սուզանավերի ի հայտ գալուց հետո բանակի հետաքրքրությունը ատոմային ռմբակոծիչների նկատմամբ մարեց, և աշխատանքը կրճատվեց: Բայց 1965 թ. նրանք վերադարձան միջուկային սուզանավ ստեղծելու գաղափարին։ Այս անգամ նախատիպը ծանր տրանսպորտային An-22 Antey-ն էր, որն ուներ նույն շարժիչները, ինչ Տու-95-ը։ NK-14A-ի մշակումն այդ ժամանակ բավականին առաջադեմ էր։ Թռիչքն ու վայրէջքը պետք է իրականացվեին կերոսինի վրա (շարժիչի հզորությունը 4 x 13000 ձիաուժ), իսկ ծովային թռիչքը՝ ատոմային էներգիայով (4 x 8900 ձիաուժ): Թռիչքի տևողությունը սահմանափակվել է միայն «մարդկային գործոնով», անձնակազմի ստացած չափաբաժինը սահմանափակելու համար սահմանվել է 50 ժամ։ Թռիչքի հեռահարությունն այս դեպքում կկազմի 27500 կմ։ 1972 թ. Ան-22-ը՝ միջուկային ռեակտորով, դրանցում կատարել է 23 թռիչք, առաջին հերթին ստուգվել է ճառագայթային պաշտպանությունը։ Սակայն օդանավի վթարի դեպքում բնապահպանական խնդիրները այդպես էլ չլուծվեցին, գուցե դա էր պատճառը, որ նախագիծը չիրականացվեց։ 80-ականներին հետաքրքրություն առաջացավ ատոմային հարթությունորպես բալիստիկ հրթիռների կրող։ Գրեթե անընդհատ օդում այն ​​անխոցելի կլիներ հակառակորդի կողմից անսպասելի միջուկային հրթիռային հարվածից: Օդանավի վթարի դեպքում միջուկային ռեակտորը կարող է անջատվել և իջնել պարաշյուտով: Բայց դետենտի սկիզբը, «պերեստրոյկան», ապա ԽՍՀՄ փլուզումը թույլ չտվեցին ատոմային ինքնաթիռին օդ բարձրանալ։ OKB-301-ում (գլխավոր կոնստրուկտոր Ս. Ա. Լավոչկին) 50-ականների կեսերին ուսումնասիրվել է Tempest միջմայրցամաքային թեւավոր հրթիռի վրա ռամջեթ միջուկային շարժիչի տեղադրման հարցը (նման PLUTO նախագծին): Նախագիծը ստացել է «375» անվանումը։ Հրթիռի մշակումն ինքնին խնդիր չէր, շարժիչի ինժեներները հուսահատվեցին: OKB-670-ը (գլխավոր դիզայներ Մ. 1960 թ. Tempest նախագիծը չեղարկվել է միջուկային տարբերակի հետ մեկտեղ: Այն երբեք չի հասել միջուկային շարժիչի փորձարկմանը: Միջուկային էներգիան կարող է օգտագործվել աշխատանքային հեղուկը տաքացնելու համար ոչ միայն օդային ռեակտիվ, այլև միջուկային հրթիռային շարժիչում (NRE), որոնք սովորաբար բաժանվում են ռեակտիվ շարժիչների, որոնցում տեղի է ունենում աշխատանքային հեղուկի (RT) տաքացման գործընթացը։ անընդհատ և իմպուլսային կամ իմպուլսային (նաև ընդհանուր առմամբ, դրանք ռեակտիվ են), որոնցում միջուկային էներգիան անջատվում է դիսկրետ՝ ցածր հզորության միջուկային (ջերմամիջուկային) պայթյունների միջոցով։ Ըստ ռեակտորի միջուկում միջուկային վառելիքի ագրեգացման վիճակի՝ NRE-ները բաժանվում են պինդ փուլի, հեղուկ փուլի և գազաֆազի (պլազմա)։ Առանձին-առանձին կարելի է առանձնացնել NRE-ն, որի ռեակտորում միջուկային վառելիքը գտնվում է կեղծ հեղուկացված վիճակում (փոշու մասնիկների պտտվող «ամպի» տեսքով)։ Ռեակտիվ NRE-ի մեկ այլ տեսակ շարժիչն է, որն օգտագործում է ռադիոակտիվ իզոտոպների ինքնաբուխ տրոհման ժամանակ (ռադիոակտիվ քայքայում) արտազատվող ջերմային էներգիան՝ RT-ը տաքացնելու համար: Նման շարժիչի առավելությունը դիզայնի պարզությունն է, զգալի թերությունը իզոտոպների բարձր արժեքն է (օրինակ՝ պոլոնիում-210): Բացի այդ, իզոտոպի ինքնաբուխ քայքայման հետ մեկտեղ ջերմությունն անընդհատ արտազատվում է, նույնիսկ երբ շարժիչն անջատված է, և այն պետք է ինչ-որ կերպ հեռացնել շարժիչից, ինչը բարդացնում և ծանրացնում է կառուցվածքը։ Իմպուլսային միջուկային ռեակտորում էներգիան ատոմային պայթյունգոլորշիացնում է RT-ն՝ այն վերածելով պլազմայի: Ընդլայնվող պլազմային ամպը ճնշում է հզոր մետաղական հատակին (մղիչ ափսե) և ստեղծում ռեակտիվ մղում: RT-ն կարող է օգտագործվել որպես պինդ նյութ, որը կարող է հեշտությամբ վերածվել գազի, կիրառվել մղիչ ափսեի, հեղուկ ջրածնի կամ հատուկ տանկի մեջ պահվող ջրի վրա: Սա այսպես կոչված արտաքին գործողության իմպուլսային NRE-ի սխեմա է, մեկ այլ տեսակ՝ ներքին գործողության իմպուլսային NRE, որի դեպքում փոքր միջուկային կամ ջերմամիջուկային լիցքերի պայթյունն իրականացվում է հատուկ խցիկների (այրման խցիկների) ներսում՝ հագեցած ռեակտիվ վարդակներով: Այնտեղ սնվում է նաև RT-ն, որը, դուրս հոսելով վարդակով, ստեղծում է մղում, ինչպես սովորական հեղուկ հրթիռային հրթիռային շարժիչները: Նման համակարգը ավելի արդյունավետ է, քանի որ բոլոր RT և պայթյունի արտադրանքները օգտագործվում են մղում ստեղծելու համար: Այնուամենայնիվ, այն փաստը, որ պայթյունները տեղի են ունենում որոշակի ծավալի ներսում, սահմանափակումներ են դնում այրման պալատում ճնշման և ջերմաստիճանի վրա: Արտաքին գործողության իմպուլսային NRE-ն ավելի պարզ է, և միջուկային ռեակցիաներում արտազատվող էներգիայի հսկայական քանակությունը հնարավորություն է տալիս, նույնիսկ ավելի ցածր արդյունավետությամբ, ստանալ. լավ բնութագրերնման համակարգեր. ԱՄՆ-ում 1958–63թթ. մշակվել է «Օրիոն» իմպուլսային միջուկային ռեակտորով հրթիռի նախագիծ։ Նրանք նույնիսկ փորձարկել են իմպուլսային շարժիչով ինքնաթիռի մոդելը սովորական քիմիական պայթուցիկների վրա: Ստացված արդյունքները ցույց տվեցին նման շարժիչով ապարատի վերահսկվող թռիչքի հիմնարար հնարավորությունը: Ի սկզբանե Օրիոնը պետք է արձակվեր Երկրից: Ցամաքային միջուկային պայթյունից հրթիռի խոցման հնարավորությունը բացառելու համար նախատեսվում էր այն տեղադրել 75 մետրանոց ութ աշտարակների վրա՝ արձակման համար։ Միաժամանակ հրթիռի արձակման զանգվածը հասել է 10 հազար տոննայի։ իսկ հրող ափսեի տրամագիծը մոտ 40 մ է։ Հրթիռի կառուցվածքի և անձնակազմի դինամիկ բեռները նվազեցնելու համար տրամադրվել է խոնավացնող սարք: Սեղմման ցիկլից հետո այն վերադարձրեց ափսեը իր սկզբնական դիրքին, որից հետո տեղի ունեցավ հերթական պայթյունը։ Սկզբում ամեն վայրկյան պայթեցվում էր 0,1 կիլոտոննա լիցք։ Մթնոլորտից դուրս գալուց հետո լիցքավորում է 20 կտ հզորությամբ։ պայթեցվել է 10 վայրկյանը մեկ: Հետագայում մթնոլորտը չաղտոտելու համար որոշվեց Օրիոնը բարձրացնել Երկրից՝ օգտագործելով Saturn-5 հրթիռի առաջին աստիճանը, և քանի որ դրա առավելագույն տրամագիծը 10 մ էր։ այնուհետև կտրվեց մղվող ափսեի տրամագիծը
10 մ Արդյունավետ մղումը համապատասխանաբար նվազել է մինչև 350 տոննա հեռակառավարման վահանակի սեփական «չոր» քաշով (առանց RT) 90,8 տոննա: Լուսնի մակերես հասցնել 680 տոննա ծանրաբեռնվածություն։ կպահանջվի մոտ 800 պլուտոնիումային լիցք պայթեցնելու համար (պլուտոնիումի զանգվածը 525 կգ) և ծախսել մոտ 800 տոննա։ RT. Դիտարկվել է նաև Orion-ը որպես միջուկային մարտագլխիկներ թիրախ հասցնելու միջոց օգտագործելու տարբերակը։ Սակայն շուտով զինվորականները հրաժարվեցին այս գաղափարից։ Իսկ 1963 թ. ստորագրվեց պայմանագիր՝ արգելելու միջուկային պայթյունները տիեզերքում երկրի վրա (մթնոլորտում) և ջրի տակ։ Սա ամբողջ նախագիծն անօրինական դարձրեց: Նմանատիպ նախագիծ դիտարկվում էր ԽՍՀՄ-ում, սակայն այն գործնական արդյունք չունեցավ։ Ինչպես նաև օդատիեզերական ինքնաթիռի (VKS) M-19 KB Myasishchev նախագիծը: Նախագիծը նախատեսում էր բազմակի օգտագործման, միաստիճան օդատիեզերական համակարգի ստեղծում, որը կարող է մինչև 40 տոննա կշռող բեռներ տեղադրել ցածր ուղեծրերում (մինչև 185 կմ): Այդ նպատակով VKS-ը պետք է սարքավորեր NRE և բազմաֆունկցիոնալ օդային ռեակտիվ շարժիչ համակարգ, որն աշխատում էր ինչպես միջուկային ռեակտորից, այնպես էլ ջրածնային վառելիքի վրա: Այս նախագծի մասին ավելին կարդացեք էջում։ Միջուկային էներգիան կարող է ոչ միայն ուղղակիորեն օգտագործվել շարժիչի RT-ն տաքացնելու համար, այլև այն վերածվել էլեկտրական էներգիայի, որն այնուհետև օգտագործվում է էլեկտրական շարժիչի մեջ մղում ստեղծելու համար (EJE): Այս սխեմայի համաձայն՝ կառուցվել են միջուկային էներգիայի շարժիչ համակարգեր (ԱԷԿ), որոնք բաղկացած են միջուկային էներգիայի կայանքներից (ԱԷԿ) և հրթիռային էլեկտրաշարժիչ համակարգերից (ՀԷԿ)։ EJE-ի հաստատված (ընդհանուր ընդունված) դասակարգում չկա: Ըստ արագացման գերակշռող «մեխանիզմի», RT EJE-ն կարելի է բաժանել գազադինամիկ (էլեկտրաքիմիական), էլեկտրաստատիկ (իոնային) և էլեկտրամագնիսական (պլազմա): Էլեկտրաքիմիական էլեկտրական էներգիան օգտագործվում է RT-ի տաքացման կամ քիմիական տարրալուծման համար (էլեկտրական ջեռուցում, ջերմատալիտիկ և հիբրիդ), մինչդեռ RT ջերմաստիճանը կարող է հասնել 5000 աստիճանի: RT-ի արագացումը տեղի է ունենում, ինչպես սովորական հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչներում, երբ այն անցնում է շարժիչի գազադինամիկ տրակտով (վարդակ): Էլեկտրաքիմիական շարժիչները ERE-ներից ամենաքիչ էներգիան են սպառում մեկ մղման միավորի համար (մոտ 10 կՎտ / կգ): Էլեկտրաստատիկ EJE-ում աշխատանքային հեղուկը սկզբում իոնացվում է, որից հետո դրական իոնները արագանում են էլեկտրաստատիկ դաշտում (էլեկտրոդների համակարգի միջոցով) ստեղծելով մղում (էլեկտրոնները ներարկվում են դրա մեջ շարժիչի ելքի մոտ՝ շիթային լիցքը չեզոքացնելու համար։ հոսք): Էլեկտրամագնիսական ERE-ում RT-ն տաքանում է մինչև պլազմային վիճակ (տասնյակ հազարավոր աստիճաններ)՝ անցնելով դրա միջով: էլեկտրական ցնցում... Այնուհետև պլազման արագանում է էլեկտրամագնիսական դաշտում (գազադինամիկ արագացումը կարող է օգտագործվել նաև «զուգահեռաբար»): Ցածր մոլեկուլային կամ հեշտությամբ տարանջատվող գազերն ու հեղուկները օգտագործվում են որպես RT էլեկտրաջերմային EJE-ներում, էլեկտրաստատիկ ալկալային կամ ծանր, հեշտությամբ գոլորշիացող մետաղներում կամ օրգանական հեղուկներում, տարբեր էլեկտրամագնիսական գազերում և պինդ մարմիններում: Շարժիչի կարևոր պարամետրը նրա հատուկ մղման իմպուլսն է (տես էջը), որը բնութագրում է դրա արդյունավետությունը (որքան շատ լինի, այնքան քիչ RT-ն ծախսվում է մեկ կիլոգրամ մղում ստեղծելու վրա): Հատուկ ազդակ համար տարբեր տեսակներշարժիչները տատանվում են լայն սահմաններում՝ պինդ շարժիչ RD -2650 մ / վ, LRE-4500 մ / վ, էլեկտրաքիմիական ERE - 3000 մ / վ, պլազմային ERE մինչև 290 հազար: Ինչպես գիտեք, կոնկրետ իմպուլսի արժեքը ուղիղ համեմատական ​​է քառակուսի արմատ վարդակի դիմաց PT ջերմաստիճանի արժեքից: Այն (ջերմաստիճանը), իր հերթին, որոշվում է վառելիքի կալորիականությամբ։ Քիմիական վառելանյութերի մեջ լավագույն ցուցանիշը բերիլիում + թթվածնի գոլորշի է՝ 7200 կկալ/կգ։ Uranium-235-ի ջերմային արժեքը մոտ 2 միլիոն անգամ ավելի է։ Այնուամենայնիվ, էներգիայի քանակությունը, որը կարող է օգտագործվել օգտակար եղանակով, ընդամենը 1400 անգամ ավելի է։ Դիզայնի առանձնահատկությունների կողմից դրված սահմանափակումները նվազեցնում են այս ցուցանիշը պինդ փուլային NRE-ի համար մինչև 2-3 (առավելագույն հասանելի RT ջերմաստիճանը մոտ 3000 աստիճան է): Եվ նույնիսկ այսպես, պինդ փուլային NRE-ի հատուկ իմպուլսը կազմում է մոտ 9000 մ/վ՝ 3500-4500-ի դիմաց ժամանակակից հեղուկ շարժիչ հրթիռային շարժիչների համար: Հեղուկ փուլային NRE-ի համար հատուկ իմպուլսը կարող է հասնել 20000 մ/վրկ-ի, գազաֆազների համար, որտեղ RT ջերմաստիճանը կարող է հասնել տասնյակ հազարավոր աստիճանի, հատուկ իմպուլսը 15-70 հազար մ/վ է: Շարժիչ համակարգի (PS) կամ շարժիչի քաշի կատարելագործումը բնութագրող մեկ այլ կարևոր պարամետր նրանց տեսակարար կշիռն է` PS քաշի (առաջադրվող կամ առանց շարժիչների) կամ շարժիչի հարաբերակցությունը առաջացած մղմանը: Օգտագործվում է նաև հակառակ արժեքը՝ հատուկ մղում։ Տեսակարար կշիռը (մղումը) որոշում է օդանավի հասանելի արագացումը, նրա մղում-քաշ հարաբերակցությունը: Ժամանակակից հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների համար տեսակարար կշիռը 7-20 կգ է։ մղում մեռած քաշի մեկ տոննայի դիմաց, այսինքն. մղում-քաշ հարաբերակցությունը հասնում է 14-ի: NRE-ն ունի նաև մղման-մեռյալ քաշի լավ հարաբերակցություն՝ մինչև 10: Միևնույն ժամանակ, թթվածին-ջրածին վառելիք օգտագործող հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների համար, հարաբերակցությունը. RT զանգվածը կառուցվածքի զանգվածին 7-8-ի սահմաններում է: Պինդ փուլային NRE-ի համար այս պարամետրը կրճատվում է մինչև 3-5, ինչը ապահովում է շարժիչ համակարգի տեսակարար կշռի ավելացում՝ հաշվի առնելով RT-ի քաշը: Էլեկտրական շարժիչ շարժիչում զարգացած մղումը սահմանափակվում է էներգիայի բարձր սպառմամբ՝ ստեղծելով 1 կգ: մղում (10 կՎտ-ից մինչև 1 ՄՎտ): Գոյություն ունեցող էլեկտրական շարժիչ համակարգի առավելագույն մղումը մի քանի կիլոգրամ է: EPP-ում լրացուցիչ տարրերի առկայության դեպքում, որոնք կապված են EPP-ի էլեկտրամատակարարման հետ, նման շարժիչ համակարգով մեքենայի մղման և քաշի հարաբերակցությունը շատ ավելի քիչ է, քան մեկ: Սա անհնար է դարձնում դրանք օգտագործել բեռնատար բեռների արձակման համար մերձերկրյա ուղեծիր (որոշ էլեկտրական շարժիչ շարժիչներ սովորաբար կարող են աշխատել միայն տիեզերական վակուումում): Իմաստ ունի EJE-ն օգտագործել միայն տիեզերանավերում՝ որպես ցածր մղման շարժիչներ՝ կողմնորոշման, կայունացման և ուղեծրի ուղղման համար: Աշխատանքային հեղուկի ցածր սպառման պատճառով (մեծ կոնկրետ իմպուլս) EJE-ի շարունակական աշխատանքի ժամանակը կարելի է չափել ամիսներով և տարիներով: Էլեկտրական շարժիչ շարժիչների տրամադրումը միջուկային ռեակտորից էլեկտրաէներգիայով թույլ կտա դրանք օգտագործել Արեգակնային համակարգի «ծայրամասեր» թռիչքների համար, որտեղ արևային մարտկոցների հզորությունը անբավարար կլինի։ Այսպիսով, NRE-ի հիմնական առավելությունը տաքսիների այլ տեսակների նկատմամբ նրանց մեծ սպեցիֆիկ իմպուլսն է` մղում-քաշի բարձր հարաբերակցությամբ (տասնյակ, հարյուրավոր և հազարավոր տոննա մղում էականորեն ավելի ցածր մեռած քաշով): NRE-ի հիմնական թերությունը ներթափանցող ճառագայթման հզոր հոսքի առկայությունն է, ինչպես նաև ուրանի բարձր ռադիոակտիվ միացությունների հեռացումը ծախսված RT-ով: Այս առումով, NRE-ն անընդունելի է ցամաքային արձակումների համար: ԽՍՀՄ-ում միջուկային շարժիչների և ատոմակայանների ստեղծման աշխատանքները սկսվել են 50-ականների կեսերից։ 1958 թ. ԽՍՀՄ Նախարարների խորհուրդը մի շարք որոշումներ ընդունեց միջուկային շարժիչներով հրթիռների ստեղծման վերաբերյալ գիտահետազոտական ​​աշխատանքների կատարման վերաբերյալ։ Գիտական ​​ղեկավարությունը վստահվել է Մ.Վ.Կելդիշին, Ի.Վ. Կուրչատովը և Ս.Պ. Կորոլևը: Աշխատանքներում ներգրավված են եղել տասնյակ հետազոտական, նախագծային, շինարարական և տեղադրող կազմակերպություններ։ Դրանք են՝ NII-1 (այժմ՝ Կելդիշի հետազոտական ​​կենտրոն), OKB-670 (գլխավոր կոնստրուկտոր Մ. , Գործիքավորման գիտահետազոտական ​​ինստիտուտ (գլխավոր դիզայներ Ա.Ս. Աբրամով), Հետազոտական ​​ինստիտուտ-8 (այժմ՝ Դոլեժալի անվ. NIKIET) և OKB-456 (այժմ՝ Գլուշկոյի անվան NPO Energomash), NIITVEL (NPO «Luch», այժմ։ Պոդոլսկի գիտահետազոտական ​​տեխնոլոգիական ինստիտուտ - PNITI), NII-9 (այժմ Անօրգանական նյութերի բարձր տեխնոլոգիական գիտահետազոտական ​​ինստիտուտ - VNIINM Ա.Ա. Բոչվարի անունով) և այլն: OKB-1-ում (հետագայում անունը փոխվել է Կենտրոնական դիզայնի բյուրոյի Փորձարարական մեքենաշինության - TsKBEM, NPO Energia, RSC Energia Կորոլևի անունով), մշակվել են մեկ փուլով բալիստիկ YAR-1 հրթիռի և երկաստիճան միջուկային քիմիական հրթիռի YakhR-2-ի նախնական նախագծեր: Երկուսն էլ նախատեսում էին 140տ մղման NRM-ի օգտագործում։ Նախագծերը պատրաստ էին մինչև 1959 թվականի դեկտեմբերի 30-ը։ սակայն մարտական ​​YR-1-ի ստեղծումը համարվել է աննպատակահարմար և դրա վրա աշխատանքները դադարեցվել են: YaKhR-2-ն ուներ R-7-ի նման սխեման, բայց առաջին փուլի վեց կողային հրթիռային բլոկներով՝ հագեցած NK-9 շարժիչներով։ Երկրորդ փուլը (կենտրոնական միավորը) համալրվել է ԲԱԿ-ով։ Հրթիռի արձակման զանգվածը կազմել է 850-880 տոննա։ 35-40 տոննա բեռնատար զանգվածով։ (տարբերակ է դիտարկվել նաև 2000 տոննա մեկնարկային քաշով. երկարությունը 42 մ. լայնակի առավելագույն չափը՝ 19 մ. մինչև 150 տոննա օգտակար բեռ)։ Բոլոր YaKhR-2 ստորաբաժանումների շարժիչները գործարկվել են Երկրի վրա։ Այս դեպքում NRE-ը բերվել է «անգործուն» ռեժիմի (ռեակտորի հզորությունը եղել է անվանականի 0,1%-ը՝ աշխատանքային հեղուկի հոսքի բացակայության դեպքում)։ Գործառնական ռեժիմի ելքը իրականացվել է թռիչքի ժամանակ կողային բլոկների բաժանումից մի քանի վայրկյան առաջ: 1959-ի կեսերին. OKB-1-ը տեխնիկական հանձնարարականներ է տվել շարժիչ շինարարներին (OKB-670 և OKB-456)՝ 200 և 40 տոննա մղումով միջուկային հրթիռային շարժիչների նախագծերի նախագծերի մշակման համար: N-1 ծանր մեկնարկային մեքենայի վրա աշխատանքը սկսելուց հետո քննարկվել է դրա հիման վրա երկրորդ փուլում NRE-ով երկաստիճան հրթիռ ստեղծելու հարցը: Դա կապահովի մերձերկրյա ուղեծիր արձակվող օգտակար բեռի ավելացում առնվազն 2-2,5 անգամ, իսկ լուսնային արբանյակի ուղեծրը՝ 75-90%-ով։ Բայց այս նախագիծն էլ չի ավարտվել՝ N-1 հրթիռը երբեք չի թռչել։ OKB-456-ը և OKB-670-ը մասնակցել են միջուկային հրթիռային շարժիչի նախագծմանը։ Նրանք ավարտել են պինդ փուլային միջուկային ռեակտորի մի քանի նախագծեր: Այսպիսով, OKB-456-ում մինչև 1959 թ. Պատրաստ էին RD-401 շարժիչների նախագծերը ջրի մոդերատորով և RD-402-ը բերիլիումի մոդերատորով, որը 170 տոննա ձգվող դատարկության մեջ ուներ: 428 վրկ հատուկ մղման իմպուլսով: Աշխատանքային հեղուկը հեղուկ ամոնիակ էր։ Մինչև 1962 թ. OKB-1-ի տեխնիկական առաջադրանքների համաձայն, RD-404 նախագիծն ավարտվել է 203 տոննա մղումով: 950 վրկ հատուկ մղման իմպուլսով: (RT – հեղուկ ջրածին), իսկ 1963 թ. - RD-405 40-50 տոննա մղումով: Այնուամենայնիվ, 1963 թ. OKB-456-ի բոլոր ջանքերն ուղղվեցին գազաֆազ միջուկային հրթիռային շարժիչների զարգացմանը: Մի քանի YRE նախագծեր պինդ փուլային ռեակտորով և ամոնիում-ալկոհոլային խառնուրդով որպես RT մշակվել են նույն տարիներին OKB-670-ի կողմից: Նախնական նախագծումից NRE-ի իրական նմուշների ստեղծմանն անցնելու համար անհրաժեշտ էր լուծել շատ այլ խնդիրներ և, առաջին հերթին, ուսումնասիրել միջուկային ռեակտորի վառելիքի տարրերի (վառելիքի տարրերի) գործունակությունը բարձր ջերմաստիճաններում: Կուրչատովը 1958 թ. առաջարկեց դրա համար ստեղծել պայթուցիկ ռեակտոր (RVD, իմպուլսային գրաֆիտի ռեակտորի ժամանակակից անվանումը - IGR): Դրա նախագծումն ու արտադրությունը վստահվել է NII-8-ին։ RVD-ում ուրանի տրոհման ջերմային էներգիան չի հեռացվել միջուկից դուրս, այլ տաքացրել է մինչև շատ բարձր ջերմաստիճանների գրաֆիտը, որից այն ավելացվել է (ուրանի հետ միասին): Հասկանալի է, որ նման ռեակտորը կարող էր գործել միայն կարճ ժամանակով՝ ազդակներով, սառեցման համար կանգառներով։ Միջուկում որևէ մետաղական մասի բացակայությունը հնարավորություն տվեց արտադրել «շողշողումներ», որոնց հզորությունը սահմանափակվում էր միայն գրաֆիտի սուբլիմացիայի ջերմաստիճանով։ Ակտիվ գոտու կենտրոնում կար խոռոչ, որում գտնվում էին փորձանմուշները։ Նույն 1958 թ. Սեմիպալատինսկի փորձադաշտում, այն վայրից ոչ հեռու, որտեղ փորձարկվել է առաջին ատոմային ռումբը, սկսվել է անհրաժեշտ շենքերի և շինությունների կառուցումը։ 1960-ի մայիս-հունիսին։ իրականացվել է ռեակտորի ֆիզիկական («սառը») գործարկումը, իսկ մեկ տարի անց մի շարք մեկնարկներ՝ գրաֆիտի կույտը մինչև 1000 աստիճան տաքացնելով։ Բնապահպանական անվտանգությունն ապահովելու համար ստենդը կառուցվել է «փակ» սխեմայով. օգտագործված հովացուցիչ նյութը մինչև մթնոլորտ դուրս գալը պահվում էր գազօջախներում, այնուհետև զտվում: 1962 թվականից IGR (RVD) փորձարկվել է NII-9 և NII-1-ում մշակված NRD ռեակտորների համար տարբեր տեսակի վառելիքի տարրեր և վառելիքի հավաքույթներ (FA): 50-ականների երկրորդ կեսին NII-1-ը և IPPE-ն իրականացրել են գազային վառելիքի տարրերի գազի դինամիկայի և գազաֆազային ռեակտորների ֆիզիկայի ուսումնասիրությունները, որոնք ցույց են տվել գազաֆազ NRE ստեղծելու հիմնարար հնարավորությունը: Նման շարժիչի աշխատանքային խցիկում մագնիսական դաշտի օգնությամբ, որը ստեղծվել է շրջապատող էլեկտրամագնիսական սարքի կողմից, ստեղծվել է «լճացած» գոտի, որտեղ ուրանը տաքացրել են մոտ 9000 աստիճան ջերմաստիճանի։ և տաքացրեց այս գոտու միջով հոսող ջրածինը (կլանումը բարելավելու համար ճառագայթային էներգիա դրան ավելացվել են հատուկ հավելումներ)։ Միջուկային վառելիքի որոշ մասը անխուսափելիորեն տարվում էր գազի հոսքով, ուստի անհրաժեշտ էր անընդհատ փոխհատուցել ուրանի կորուստը։ Գազաֆազ NRE-ը կարող է ունենալ մինչև 20000 մ/վրկ հատուկ իմպուլս: Նման շարժիչի վրա աշխատանքը սկսվել է 1963 թվականին։ OKB-456-ում (NII-1-ի գիտական ​​հսկողության ներքո): 1962 թ. IPPE-ում ստեղծվել է փորձնական ստենդ IR-20՝ պինդ փուլային ռեակտորով, որտեղ ջուրը մոդերատոր էր: Այն առաջինն էր, որ ուսումնասիրեց պինդ փուլ միջուկային ռեակտորների ֆիզիկական պարամետրերը, որոնք հիմք հանդիսացան հետագա նախագծերի համար։ 1968 թ. Հաշվի առնելով IR-20 ստենդում ձեռք բերված փորձը՝ այստեղ կանգնեցվել է «Strela» ֆիզիկական ստենդը, որի վրա տեղադրվել է ռեակտոր, որը թռիչքային տիպի միջուկային ռեակտորին բավականին մոտ կառույց էր։ Միջուկային հրթիռային շարժիչի ստեղծման ճանապարհին հաջորդ քայլը միջուկային հրթիռային շարժիչի վերգետնյա նախատիպի փորձարկման հատուկ փորձարարական ստենդի ստեղծումն էր: 1964 թ. Կառավարության որոշում է ընդունվել Սեմիպալատինսկի փորձադաշտում միջուկային հրթիռային շարժիչների փորձարկման նստարանային համալիրի կառուցման մասին, որը ստացել է «Բայկալ» անվանումը։ Մինչև 1965 թվականի փետրվար. IAE-ն տեխնիկական հանձնարարություն է պատրաստել Բայկալի համալիրի համար ռեակտորի ստեղծման համար (այն ստացել է IVG-1 հետազոտական ​​բարձր ջերմաստիճանի գազով հովացման ինդեքս): NII-8-ը սկսում է իր նախագծումը (ՄԱԳԱՏԷ-ի գիտական ​​հսկողության ներքո): Վառելիքի հավաքների մշակումն ու արտադրությունը հանձնարարված է NIITVEL-ին: 1966 թ. Խորհրդային առաջին պինդ փուլային միջուկային ռեակտորի (ինդեքս 11B91 կամ RD-0410) մշակումը փոխանցվել է Վորոնեժի ԿԲ Խիմավտոմատիկա (KBKhA) Չ. դիզայներ Ա.Դ.Կոնոպատով. 1968 թ. NPO Energomash-ը (OKB-456) ավարտեց գազաֆազային ռեակտորով շարժիչի նախագծի նախագծի մշակումը: Շարժիչը, որը կոչվում էր RD-600, պետք է ունենար մոտ 600 տոննա մղում: մոտ 60 տոննա մեռած քաշով։ Որպես մոդերատորներ և արտացոլիչներ օգտագործվել են բերիլիումը և գրաֆիտը։ РТ - ջրածին լիթիումի ավելացումով: 24 մայիսի 1968 թ Կառավարությունը որոշում է ընդունել, որը նախատեսում է առաջարկվող նախագծի հիման վրա միջուկային հրթիռային շարժիչի ստեղծում, ինչպես նաև դրա փորձարկումների համար նստարանային բազայի կառուցում, որը ստացել է «Բայկալ-2» անվանումը։ KBKhA-ում YARD 11B91 թռիչքային նախատիպի մշակմանը զուգահեռ, NII-1-ում ստեղծվել է դրա նստարանի նախատիպը (IR-100): 1970 թ. Այս աշխատանքները համակցվել են (ծրագիրը ստացել է 11B91-IR-100 ինդեքսը), և NRM-ի նստարանների և թռիչքային մոդելների վրա բոլոր նախագծային աշխատանքները կենտրոնացվել են KBKhA-ում: Առաջին YARD 11B91-IR-100 ռեակտորի ֆիզիկական գործարկումն իրականացվել է IPPE-ում՝ Strela ստենդում: Դրա վերաբերյալ իրականացվել է հետազոտական ​​ծավալուն ծրագիր։ Բայկալ համալիրի շինարարությունը տեւել է մի քանի տարի։ Համալիրը պետք է բաղկացած լիներ երկու լիսեռից, որտեղ փորձնական ռեակտորներն իջեցվել են գետնափոր կռունկի միջոցով: 18 սեպտեմբերի, 1972 թ IVG-1 ռեակտորի ֆիզիկական գործարկումը տեղի է ունեցել Բայկալ համալիրի առաջին աշխատանքային կայանի շրջանակներում։ Այն կարող է օգտագործվել նաև որպես ապագա YARD-ի փորձնական նստարանի նախատիպ՝ 20–40 տոննա մղումով: և որպես միջուկային վառելիքի նոր տեսակների փորձարկման հիմք: Ռեակտորն ուներ բերիլիումի ռեֆլեկտոր, մոդերատորը ջուրն էր: Նրա միջուկը բաղկացած էր 31 վառելիքի հավաքներից: Ջրածինը, որը հովացնում է միջուկային վառելիքը, կարելի էր տաքացնել մինչև 2500 աստիճան, իսկ հատուկ կենտրոնական ալիքով կարելի էր ստանալ բոլոր 3000-ը: Էներգետիկ գործարկումը տեղի ունեցավ միայն 1975 թվականի մարտի սկզբին: ինչը բացատրվում էր ստենդային համալիրի բոլոր շենքերի և շինությունների շինարարությունն ավարտելու, մեծ քանակությամբ շահագործման հանձնելու և անձնակազմի վերապատրաստման անհրաժեշտությամբ: Հանքերի արանքում գտնվող ստորգետնյա բունկերում գործիքներ են եղել։ Մեկ ուրիշը գտնվում է 800 մ հեռավորության վրա։ կար կառավարման վահանակ: Կառավարման վահանակին կարելի էր հասնել անվտանգ տարածքից մեկուկես կիլոմետր ստորգետնյա թունելով։ Հանքավայրի մոտ՝ 150մ խորության վրա։ տեղադրվել է գնդաձեւ տարա, որտեղ բարձր ճնշման տակ մղվում է գազային ջրածինը։ Ջեռուցվում է ռեակտորի մեջ մինչև գրեթե 3000 աստիճան: ջրածինը ուղղակիորեն մթնոլորտ է նետվել: Այնուամենայնիվ, տրոհման արտադրանքի հեռացումն այս դեպքում մոտ էր ատոմակայանների ռադիոակտիվ արտանետումներին իրենց բնականոն գործունեության ընթացքում: Եվ այնուհանդերձ, օրվա ընթացքում մեկուկես կիլոմետրից ավելի մոտ հանքին չէր թույլատրվում մոտենալ, իսկ բուն հանքին մեկ ամիս անհնար էր մոտենալ։ 13 տարվա շահագործման ընթացքում իրականացվել է IVG-1 ռեակտորի 28 տաք գործարկում։ Գազով հովացվող վառելիքի շուրջ 200 միավորներ փորձարկվել են 4 փորձնական միջուկներում: Գնահատական ​​հզորությամբ մշակված մի շարք հավաքների ծառայության ժամկետը 4000 վրկ էր: Այս թեստերի արդյունքներից շատերը զգալիորեն գերազանցում են ԱՄՆ-ում NRE ծրագրի շրջանակներում աշխատանքի ընթացքում ստացված արդյունքները, քանի որ IVG-1 ռեակտորի միջուկում ջերմության արտանետման առավելագույն խտությունը հասել է 25 կՎտ / սմ: 5.2-ի դիմաց ամերիկացիների համար, ջրածնի ջերմաստիճանը վառելիքի հավաքների ելքի մոտ եղել է մոտ 2800 աստիճան՝ ամերիկացիների համար 2300-ի դիմաց: 1977 թ. շահագործման է հանձնվել «Բայկալ» նստարանային համալիրի երկրորդ-Ա աշխատանքային կայանը, որի վրա 17.09.1977թ. իրականացվել է YRD 11B91-IR-100-ի առաջին նստարանային ռեակտորի ֆիզիկական գործարկումը, որը նշանակվել է IRGIT: Վեց ամիս անց՝ 27.03.1978թ. իրականացվել է էլեկտրամատակարարման գործարկում: Որի ընթացքում ձեռք է բերվել 25 ՄՎտ հզորություն (նախագծման 15%-ը), ջրածնի ջերմաստիճանը եղել է 1500 աստիճան, աշխատանքի ժամանակը` 70 վայրկյան։ Թեստերի ժամանակ 3 հուլիսի 1978 թ. իսկ օգոստոսի 11-ին 1978 թ. ձեռք է բերվել 33 ՄՎտ հզորություն և 42 ՄՎտ, ջրածնի ջերմաստիճանը 2360 աստիճան է։ 70-ականների վերջին, 80-ականների սկզբին նստարանային համալիրի վրա իրականացվեցին ևս երկու շարք փորձարկումներ՝ երկրորդ և երրորդ 11B91-IR-100 մեքենաները: Շարունակվել են նաև վառելիքի հավաքների փորձարկումները IGR և IVG ռեակտորներում, կատարվել են կառույցների կառուցում՝ նպատակ ունենալով շահագործման հանձնել շարժիչը հեղուկ ջրածնի վրա փորձարկելու երկրորդ-B աշխատավայրը։ Միևնույն ժամանակ, այսպես կոչված «սառը» 11B91X շարժիչի փորձարկումները, որոնք միջուկային ռեակտոր չունեին, իրականացվել են մերձմոսկովյան Զագորսկում տեղակայված ստենդում։ Ջրածինը ջեռուցվում էր սովորական թթվածին-ջրածնային այրիչների հատուկ ջերմափոխանակիչներում: Մինչև 1977 թ. «Սառը» շարժիչի մշակման բոլոր խնդիրները լուծված էին (ագրեգատները կարող էին ժամերով աշխատել): Սկզբունքորեն, NRM-ը ստեղծվեց, և թռիչքային փորձարկումներին դրա նախապատրաստումը ևս մի քանի տարվա խնդիր էր։ YRD 11B91-ն ուներ տարասեռ ռեակտոր ջերմային նեյտրոնների վրա, մոդերատորը ցիրկոնիումի հիդրիդն էր, բերիլիումի ռեֆլեկտորը, միջուկային վառելիքի նյութը, որը հիմնված էր ուրանի և վոլֆրամի կարբիդների վրա, ուրանի 235 պարունակությամբ մոտ 80%: Դա համեմատաբար փոքր մետաղյա գլան էր՝ մոտ 50 սմ տրամագծով։ և մոտ մեկ մետր երկարությամբ: Ներսը՝ 900 բարակ ձողեր, որոնք պարունակում են ուրանի կարբիդ։ NRD ռեակտորը շրջապատված էր բերիլիումի նեյտրոնային ռեֆլեկտորով, որի մեջ ներկառուցված էին թմբուկները՝ մի կողմից ծածկված նեյտրոնային կլանիչով։ Նրանք խաղում էին հսկիչ ձողերի դեր՝ կախված նրանից, թե թմբուկների որ կողմն էր ուղղված դեպի միջուկը, նրանք կլանում էին քիչ թե շատ նեյտրոններ՝ կարգավորելով ռեկտորի հզորությունը (ամերիկացիներն ունեին նույն սխեման)։ Մոտ 1985 թ. YARD 11B91-ը կարող է կատարել իր առաջին տիեզերական թռիչքը։ Բայց դա տեղի չունեցավ տարբեր պատճառներով։ 1980-ականների սկզբին զգալի հաջողություններ էին ձեռք բերվել բարձր արդյունավետ հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների ստեղծման գործում, ինչը, Լուսնի և Արեգակնային համակարգի այլ մոտակա մոլորակների հետազոտման պլանների հրաժարման հետ մեկտեղ, կասկածի տակ դրեց. միջուկային հրթիռային շարժիչի ստեղծման իրագործելիությունը։ Առաջացող տնտեսական դժվարությունները և այսպես կոչված «Պերեստրոյկան» հանգեցրին նրան, որ ամբողջ տիեզերական արդյունաբերությունը «խայտառակության մեջ» էր 1988 թ. ԽՍՀՄ-ում միջուկային շարժիչների վրա աշխատանքները դադարեցվեցին։ Կ.Ե. Ցիոլկովսկին արտահայտել է էլեկտրաէներգիայի օգտագործման գաղափարը ռեակտիվ մղում ստեղծելու համար դեռևս 1903 թվականին: Առաջին փորձնական ERE-ն ստեղծվել է Գազադինամիկ լաբորատորիայում (Լենինգրադ)՝ Վ.Պ. Գլուշկոյի ղեկավարությամբ 1929-1933 թթ. EJE-ի ստեղծման հնարավորության ուսումնասիրությունը սկսվել է 50-ականների վերջին IAE-ում (Լ.Ա. Արցիմովիչի ղեկավարությամբ), NII-1-ում (Վ.Մ. Իևլևի և Ա.Ա. Պորոտնիկովի ղեկավարությամբ) և մի շարք այլ կազմակերպություններում։ Այսպիսով, OKB-1-ում իրականացվել են հետազոտություններ՝ ուղղված միջուկային էլեկտրական շարժիչ շարժիչ ստեղծելուն: 1962 թ. LV N1-ի նախնական նախագծումը ներառում էր «Նյութեր միջմոլորակային ծանր նավերի միջուկային էներգիայի շարժիչ ուժի համար»: 1960 թ. կառավարության որոշում է ընդունվել էլեկտրաշարժման համակարգի աշխատանքների կազմակերպման մասին։ Բացի IAE-ից և NII-1-ից, աշխատանքներում ներգրավվել են տասնյակ այլ գիտահետազոտական ​​ինստիտուտներ, նախագծային բյուրոներ և կազմակերպություններ: Մինչև 1962 թ. NII-1-ում ստեղծվել է էրոզիայի տիպի իմպուլսային պլազմային մղիչ (SPD): SPD-ում պլազման ձևավորվում է իմպուլսային (կայծում) պինդ դիէլեկտրիկի (ֆտորոպլաստ-4 կամ տեֆլոն) գոլորշիացման (աբլյացիայի) արդյունքում: էլեկտրական լիցքաթափումտեւողությունը մի քանի միկրովայրկյան (զարկերակային հզորություն 10-200 ՄՎտ), որին հաջորդում է պլազմայի էլեկտրամագնիսական արագացումը: Նման շարժիչի կյանքի առաջին փորձարկումները սկսվել են մարտի 27-ին և տևել մինչև 1962 թվականի ապրիլի 16-ը։ 1 կՎտ միջին էներգիայի սպառման դեպքում (զարկերակը՝ 200 ՄՎտ), մղումը 1 գ էր։ - քարշի «գինը» 1 կՎտ / գ: Տիեզերքում փորձարկումների համար պահանջվում էր մոտ 4 անգամ ավելի քիչ «գին»: Նման պարամետրերը ձեռք են բերվել 1962 թվականի վերջին։ Նոր շարժիչսպառել է 50 Վտ (զարկերակային հզորություն 10 ՄՎտ)՝ 0,2 գ մղում ստեղծելու համար: (հետագայում մղման «գինը» հասցվեց 1 տարվա ընթացքում 85 Վտ-ի): 1963 թվականի մարտին. Ստեղծվել և փորձարկվել է SPD-ի վրա հիմնված տիեզերանավի հաստատուն կայունացման համակարգ, որն իր մեջ ներառում էր վեց շարժիչ, լարման փոխարկիչ (կայծի արտանետումը ստեղծվել է 100 μF հզորությամբ կոնդենսատորներով՝ 1 կՎ լարմամբ), ծրագրային անջատիչ սարք։ , բարձրավոլտ կնքված միակցիչներ և այլ սարքավորումներ։ Պլազմայի ջերմաստիճանը հասել է 30 հազար աստիճանի։ իսկ պիտանելիության արագությունը 16 կմ/վրկ է։ Տիեզերանավի առաջին արձակումը («Zond» տեսակի միջմոլորակային զոնդ) EJE-ով նախատեսված էր 1963 թվականի նոյեմբերին։ Մեկնարկ՝ 1963 թվականի նոյեմբերի 11-ին։ ավարտվել է մեկնարկային մեքենայի խափանումով։ Միայն նոյեմբերի 30, 1964 թ. AMS «Zond-2»-ը՝ EJE ինքնաթիռով, հաջողությամբ արձակվել է դեպի Մարս: 14 դեկտեմբերի, 1964 թ Երկրից ավելի քան 5 միլիոն կմ հեռավորության վրա միացվել են պլազմային շարժիչները (այս անգամ անջատվել են գազադինամիկ շարժիչները), որոնք սնուցվում են արևային մարտկոցներով։ 70 րոպեի ընթացքում: վեց պլազմային շարժիչներ պահպանեցին կայանի անհրաժեշտ կողմնորոշումը տիեզերքում: ԱՄՆ-ում 1968 թ. Գործարկվել է «LES-6» կապի արբանյակը չորս էրոզիոն SPD-ներով, որոնք գործում են ավելի քան 2 տարի։ Համար հետագա աշխատանք ERE-ում կազմակերպվել է OKB «Fakel»-ի կողմից (Կալինինգրադի Բ.Ս. Ստեխկինի անվան OKB-ի հիման վրա): OKB «Fakel» -ի առաջին զարգացումը «Globus» տիպի ռազմական տիեզերանավերի (AES «Gorizont») կայունացման և կողմնորոշման համակարգի EPD-ն էր, որը մոտ էր SPD «Zond-2»-ին: 1971 թվականից։ Meteor օդերևութաբանական արբանյակի ուղեծրի ուղղման համակարգում օգտագործվել է OKB Fakel-ի երկու պլազմային մղիչ, որոնցից յուրաքանչյուրը, 32,5 կգ քաշով, սպառել է մոտ 0,4 կՎտ, մինչդեռ զարգացրել է մոտ 2 գ մղում: արտահոսքի արագությունը գերազանցում է 8 կմ/վրկ, RT պաշարը (սեղմված քսենոն) եղել է 2,4 կգ: 1982 թվականից Luch գեոստացիոնար կապի արբանյակների վրա օգտագործվում են EPE-ներ, որոնք մշակվել են Fakel Design Bureau-ի կողմից: Մինչեւ 1991 թ EJE-ները հաջողությամբ գործել են 16 տիեզերանավերի վրա։ ERE-ի մասին ավելի շատ մանրամասներ կներկայացվեն Sayia-ի առանձին էջում: Ստեղծված EJE-ների շարժիչ ուժը սահմանափակվել է օդանավի էներգիայի աղբյուրների էլեկտրական հզորությամբ: EPP-ի մղումը մի քանի կիլոգրամի հասցնելու համար անհրաժեշտ էր հզորությունը բարձրացնել մինչև մի քանի հարյուր կիլովատ, ինչը գործնականում անհնար էր ավանդական մեթոդներով (կուտակիչներ և արևային մարտկոցներ): Հետևաբար, IPPE-ում, IAE-ում և այլ կազմակերպություններում էլեկտրաշարժման աշխատանքներին զուգահեռ, աշխատանքներ սկսվեցին միջուկային ռեակտորի ջերմային էներգիան ուղղակիորեն էլեկտրական էներգիայի վերածելու ուղղությամբ: Էներգիայի փոխակերպման միջանկյալ փուլերի վերացումը և շարժական մասերի բացակայությունը հնարավորություն տվեցին ստեղծել բավականաչափ բարձր հզորության և ռեսուրսների կոմպակտ, թեթև և հուսալի էլեկտրակայաններ, որոնք հարմար են տիեզերանավի վրա օգտագործելու համար: 1965 թ. OKB-1-ում IPPE-ի հետ միասին մշակվել է YaERD-2200 ատոմակայանի նախնական նախագիծը. միջմոլորակային նավանձնակազմի հետ։ Շարժիչ համակարգը բաղկացած էր երկու ագրեգատից (յուրաքանչյուրն ուներ իր ատոմակայանը), յուրաքանչյուր բլոկի էլեկտրական հզորությունը 2200 կՎտ էր, մղումը 8,3 կգ։ Մագնիտոպլազմայի շարժիչն ուներ մոտ 54000 մ/վրկ հատուկ իմպուլս: 1966-70 թթ. մշակվել է ջերմային արտանետումների ատոմակայանի (11B97) և Մարսի համալիրի EJE-ի նախնական նախագիծ, որը պետք է դուրս բերվի LV N1M-ի կողմից: Ատոմային էներգաշարժման համակարգը հավաքվում էր առանձին ագրեգատներից, մեկ բլոկի էլեկտրական հզորությունը կազմում էր մինչև 5 ՄՎտ։ EJE thrust - 9,5 կգ. 78000 մ/վրկ հատուկ մղման իմպուլսի դեպքում: Այնուամենայնիվ, հզոր միջուկային էներգիայի աղբյուրների ստեղծումը սպասվածից շատ ավելի երկար տևեց: Ռադիոիզոտոպային ջերմաէլեկտրական գեներատորները (RTGs), օգտագործելով ռադիոակտիվ իզոտոպների (օրինակ՝ պոլոնիում-210) ինքնաբուխ տրոհման ջերմությունը, առաջինն էին, որ գտան գործնական կիրառություն՝ իրենց դիզայնի պարզության և ցածր քաշի շնորհիվ: Ջերմաէլեկտրական փոխարկիչն ըստ էության սովորական ջերմազույգ էր: Այնուամենայնիվ, RTG-ների նրանց համեմատաբար ցածր էներգիայի սպառումը և օգտագործված իզոտոպների բարձր արժեքը խիստ սահմանափակեցին դրանց կիրառումը: Ջերմաէլեկտրական և ջերմային էներգիայի փոխարկիչների օգտագործումը միջուկային ռեակտորների հետ համատեղ, որոնք միավորված են մեկ միավորի (փոխարկիչի ռեակտոր) ավելի լավ հեռանկարներ ... Փոքր չափի ռեակտոր-կոնվերտոր ստեղծելու հնարավորության փորձարարական ստուգման համար ՄԷԳ-ում (NPO «Luch»-ի հետ միասին) 1964 թ. ստեղծվել է «Ռոմաշկա» փորձնական սարքավորում: Միջուկում արձակված ջերմությունը տաքացնում էր ջերմաէլեկտրական փոխարկիչը, որը գտնվում էր ռեակտորի արտաքին մակերեսին, որը բաղկացած էր մեծ թվով սիլիցիում-գերմանիումային կիսահաղորդչային թիթեղներից, մինչդեռ դրանց մյուս մակերեսը սառեցվում էր ռադիատորի միջոցով: Էլեկտրական հզորությունը 500 Վտ էր։ ռեակտորի 40 կՎտ ջերմային հզորությամբ։ «Ռոմաշկի»-ի փորձարկումները շուտով դադարեցվեցին, քանի որ ԲԷՍ-5 ատոմակայանը («Բուկ») արդեն շատ ավելի բարձր հզորության փորձարկումներ էին անցնում։ 2800 Վտ հզորությամբ ԱԷԿ-ի BES-5-ի մշակումը, որը նախատեսված էր US-A ռադիոտեղորոշիչ հետախուզական տիեզերանավի սարքավորումները սնուցելու համար, սկսվել է 1961 թվականին։ «Կրասնայա Զվեզդա» ՊՈԱԿ-ում՝ IPPE-ի գիտական ​​հսկողության ներքո: US-A տիեզերանավի առաջին թռիչքը (1970 թ. հոկտեմբերի 3, «Կոսմոս-367») անհաջող է եղել՝ ԱԷԿ BES-5-ը գործել է 110 րոպե։ որից հետո ռեակտորի միջուկը հալվեց։ Մոդիֆիկացված ատոմակայանի հաջորդ 9 գործարկումները հաջող են եղել 1975 թվականին։ US-A տիեզերանավը ընդունվել է նավատորմի կողմից: 1978 թվականի հունվարին. US-A տիեզերանավի խափանման պատճառով (Կոսմոս-954, Բուկ ատոմակայանի բեկորներն ընկան Կանադայի տարածքում: Ընդհանուր առմամբ (մինչ 1989 թ. շահագործումից հանելը) իրականացվել է այդ տիեզերանավերի 32 արձակում: Աշխատանքներին զուգահեռ. Ջերմաէլեկտրական գեներատորներով ատոմակայանների ստեղծման մասին - աշխատանքներ են տարվել ջերմային փոխարկիչներով ատոմակայանների վրա, որոնք ունեին ավելի բարձր արդյունավետություն, ծառայության ժամկետ և քաշ և չափի բնութագրեր: Թերմիոնիկ ատոմակայաններում ջերմային արտանետումների ազդեցությունը օգտագործվել է բավականաչափ տաքացվող հաղորդիչ, բազա Կիևում (1970թ. նույն բազան հայտնվել է Ալմա-Աթայում): Աշխատանքն իրականացրել են երկու մշակողներ՝ «Կրասնայա Զվեզդա» ՀԿ-ն (IPPE-ի գիտական ​​կառավարում) մշակում էր «Տոպազ» ատոմակայանը: 5-6,6 կՎտ էլեկտրական հզորությամբ ռադիոլո արբանյակների համար՝ կացիոնալ հետախուզություն, «Էներգովակ-ՑԿԲՄ»-ն (ՌԿԿ Կուրչատովի ինստիտուտի գիտական ​​կառավարում) մշակել է Ենիսեյ ատոմակայանը «Էկրան-ԱՄ» հեռուստատեսային հեռարձակման տիեզերանավի համար։ Մի անգամ այն ​​փորձարկվել է տիեզերքում Plasma-A տիեզերանավի վրա (2 փետրվարի, 1987 թ. «Cosmos-1818» եւ 10.07.1987թ. «Տիեզերք-1867»): Մեկ տարվա գնահատված ռեսուրսով, արդեն երկրորդ թռիչքի ժամանակ, Թոփազն աշխատեց ավելի քան 11 ամիս, բայց արձակումները դադարեցին այնտեղ։ Ենիսեյ ատոմակայանի վրա աշխատանքները դադարեցվել են ցամաքային փորձարկումների փուլում՝ տիեզերանավի վրա աշխատանքի դադարեցման պատճառով, որի համար այն նախատեսված էր։ Տիեզերանավերի միջուկային էներգիայի աղբյուրների մասին լրացուցիչ մանրամասներ կներկայացվեն կայքի առանձին էջում: 1970 թ. NPO Energomash-ը մշակել է տիեզերական ատոմակայանի նախագիծ՝ գազաֆազային ռեակտորով (տրոհվող նյութերի չհոսող գոտում) EU-610՝ 3,3 ԳՎտ էլեկտրական հզորությամբ: Սակայն աշխատանքի ընթացքում առաջացած խնդիրները թույլ չտվեցին իրականացնել այս նախագիծը։ 1978 թ. NPO Krasnaya Zvezda-ն մշակել է տեխնիկական առաջարկներ Զարյա-3 ատոմակայանի 2 տարբերակի համար՝ 24 կՎտ էլեկտրական հզորությամբ և մեկ տարուց ավելի ռեսուրսով։ Առաջին տարբերակը «Տոպազ-1» ատոմակայանի մոդիֆիկացիան է, մյուսն ուներ օրիգինալ սխեմա (արտաքին ՏԷԿ-ներ ջերմային խողովակներով): Տեղակայանքների վրա աշխատանքները դադարեցվել են կոնկրետ տիեզերանավի հետ կապելու բացակայության պատճառով։ ժամանակահատվածում 1981-86 թթ. Կատարվել են մեծ ծավալի նախագծա-մշակում և փորձարարական աշխատանքներ՝ մատնանշելով ատոմակայանի շահագործման ժամկետը մինչև 3-5 տարի և էլեկտրաէներգիան մինչև 600 կՎտ ավելացնելու հիմնարար հնարավորությունը։ 1982 թ. NPO Energia-ն (TsKBEM), ըստ ԿԳՆ-ի հանձնարարականի, մշակել է տեխնիկական առաջարկ 550 կՎտ էլեկտրական հզորությամբ միջուկային «Հերկուլես» միջուղեծրային քարշակի համար, որը արձակվել է 200 կմ բարձրությամբ ուղեծիր: համալիր «Energia-Buran» կամ LV «Proton»: 1986թ. Մշակվել է տեխնիկական առաջարկ միջուկային էլեկտրաշարժիչով միջուկային բեռնախցիկի օգտագործման համար՝ մինչև 100 տոննա կշռող բեռներ դեպի գեոստացիոնար ուղեծիր փոխադրելու համար, որոնք գործարկվում են Energia գործարկիչի ուղեծիր: Բայց այս աշխատանքները չշարունակվեցին։ Այսպիսով, ԽՍՀՄ-ում երբեք չի ստեղծվել իսկապես գործող միջուկային էլեկտրաշարժման համակարգ, թեև ատոմակայանները հաջողությամբ շահագործվել են սերիական տիեզերանավերի վրա։ Առաջին և միակ տիեզերանավը, որն ուներ ԱԷԿ-ը ERE-ով, ամերիկյան «Snapshot»-ն էր, որն արձակվեց 1965 թվականի ապրիլի 3-ին: Ռեակտոր-կոնվերտորի էլեկտրական հզորությունը 650 Վտ էր։ Սարքի վրա տեղադրվել է փորձնական իոնային շարժիչ։ Այնուամենայնիվ, էլեկտրաշարժիչի առաջին իսկ ակտիվացումը (թռիչքի 43-րդ օրը) հանգեցրեց ռեակտորի վթարային անջատմանը։ Թերևս դրա պատճառը ERE-ի աշխատանքին ուղեկցող բարձր լարման վթարներն էին, ինչի արդյունքում ռեակտորի ռեֆլեկտորը զրոյացնելու սխալ հրաման է տրվել, ինչի հետևանքով խցանվել է։ 1992 թ. ԱՄՆ-ը Ռուսաստանում գնել է Ենիսեյի երկու ատոմակայան։ Ռեակտորներից մեկը պետք է օգտագործվեր 1995թ. «Տիեզերական փորձ միջուկային էլեկտրական շարժիչ համակարգով» գրքում։ Այնուամենայնիվ, 1996 թ. նախագիծը փակվեց. ԱՄՆ-ում 1952 թվականից Լոս Ալամոսի լաբորատորիայում իրականացվում է միջուկային հրթիռային շարժիչի ստեղծման խնդրի վերաբերյալ հետազոտություն։ 1957 թ. աշխատանքները սկսվեցին Rover ծրագրի վրա: Ի տարբերություն ԽՍՀՄ-ի, որտեղ տարր առ տարր էր իրականացվում վառելիքի հավաքների և շարժիչի այլ տարրերի փորձարկում, ԱՄՆ-ը գնաց ամբողջ ռեակտորի միանգամից ստեղծման և փորձարկման ճանապարհով։ Առաջին ռեակտորը, որը ստացել է «Կիվի-Ա» («KIWI-A») անվանումը, փորձարկվել է 1959 թվականի հուլիսի 1-ին։ Նևադա նահանգի հատուկ մարզադաշտում: Դա միատարր ռեակտոր էր, որի միջուկը հավաքվել էր անպաշտպան թիթեղներից՝ կազմված գրաֆիտի և ուրանի 235 օքսիդի խառնուրդից՝ հարստացված մինչև 90%։ Ծանր ջուրն օգտագործվում էր որպես նեյտրոնների մոդերատոր։ Ուրանի օքսիդը չէր դիմանում բարձր ջերմաստիճաններին, իսկ թիթեղների միջև ալիքներով անցնող ջրածինը կարող էր տաքանալ մինչև 1600 աստիճան: Այս ռեակտորների հզորությունը կազմում էր ընդամենը 100 ՄՎտ։ «Կիվի-Ա»-ի փորձարկումները, ինչպես բոլոր հաջորդները, կատարվել են բաց արտանետմամբ։ Արտանետվող արտադրանքների ակտիվությունը ցածր է եղել, և գործնականում սահմանափակումներ չեն դրվել փորձարկման տարածքում աշխատանքների կատարման վրա: Ռեակտորի փորձարկումներն ավարտվել են 1961 թվականի դեկտեմբերի 7-ին։ (Վերջին գործարկման ժամանակ միջուկը փլուզվել է, և թիթեղների բեկորները դուրս են մղվել արտանետվող հոսքի մեջ): NRE-ի վեց «թեժ թեստերից» ստացված արդյունքները շատ հուսադրող էին, իսկ սկզբին 1961 թ. զեկույց է պատրաստվել թռիչքի ժամանակ ռեակտորի փորձարկման անհրաժեշտության մասին։ Սակայն շուտով առաջին հաջողություններից առաջացած «գլխապտույտները» սկսեցին անհետանալ, և պարզ դարձավ, որ NRE ստեղծելու ճանապարհին շատ խնդիրներ են կանգնած, որոնց լուծումը մեծ ժամանակ և գումար կպահանջի։ Բացի այդ, ռազմական հրթիռների համար քիմիական շարժիչների ստեղծման առաջընթացը թողել է միայն տիեզերական հատվածը միջուկային էներգիայով հրթիռների օգտագործման համար: Չնայած այն հանգամանքին, որ ներս մտնելով Սպիտակ ՏունՔենեդու վարչակազմի օրոք (1961 թ.) միջուկային շարժիչով ինքնաթիռի վրա աշխատանքը դադարեցվեց, Rover ծրագիրը կոչվեց «տիեզերքի նվաճման չորս առաջնահերթ ուղղություններից մեկը» և հետագայում զարգացավ: Նոր ծրագրերը «Rift» (RIFT - Reactor In Flight Test - reactor in test flight) և «Nerva» (NERVA - միջուկային շարժիչ հրթիռային մեքենաների կիրառման համար) ծրագրերն ընդունվել են NRM-ի թռիչքային տարբերակ ստեղծելու համար: Կիվի շարքի ռեակտորների փորձարկումները շարունակվեցին: 1 սեպտեմբերի, 1962 թ փորձարկվել է 1100 ՄՎտ հզորությամբ «Կիվի-Վ»-ն՝ աշխատելով հեղուկ ջրածնի վրա։ Ուրանի օքսիդը փոխարինվեց ավելի ջերմակայուն կարբիդով, բացի այդ, շերտերը սկսեցին պատվել նիոբիումի կարբիդով, բայց փորձարկման ընթացքում, երբ փորձում էին հասնել նախագծային ջերմաստիճանին, ռեակտորը սկսեց փլուզվել (սալերի բեկորները սկսեցին փլուզվել. դուրս թռչել վարդակով): Հաջորդ արձակումը տեղի ունեցավ 1962 թվականի նոյեմբերի 30-ին։ բայց 260 վրկ. Փորձարկումը դադարեցվել է ռեակտորի ներսում ուժեղ թրթռումների և արտանետվող շիթում բոցի առկայության պատճառով: Այս ձախողումների արդյունքում նախատեսված 1963 թ. Kiwi-V ռեակտորների փորձարկումները հետաձգվել են հաջորդ տարի։ 1964 թվականի օգոստոսին. Կատարվել է ևս մեկ փորձարկում, որի ընթացքում շարժիչն աշխատել է 900 ՄՎտ հզորությամբ ավելի քան ութ րոպե՝ զարգացնելով 22,7 տոննա մղում։ 7500 մ / վրկ արտահոսքի արագությամբ: Հենց սկզբին 1965 թ. անցկացվել է վերջին փորձարկումը, որի ժամանակ ոչնչացվել է ռեակտորը։ Նրան հատուկ պայթյունի են հասցրել արագ «արագացման» արդյունքում։ Եթե ​​ռեակտորի նորմալ անցումը զրոյական հզորությունից մինչև լրիվ հզորություն պահանջում է տասնյակ վայրկյաններ, ապա այս թեստում նման անցման տևողությունը որոշվել է միայն հսկիչ ձողերի իներցիայով, և մոտավորապես 44 միլիվայրկյան հետո դրանց լրիվ հզորությանը անցնելուց հետո: դիրքում տեղի է ունեցել պայթյուն, որը համարժեք է 50-60 կգ-ին: տրինիտրոտոլուեն. Rift ծրագիրը ենթադրում էր Saturn-V հրթիռի արձակում փորձարարական ռեակտորով բալիստիկ հետագծով մինչև 1000 կմ բարձրության վրա: և դրանց հետագա անկումը Ատլանտյան օվկիանոսի հարավային մասում: Ջուր մտնելուց առաջ պետք էր պայթեցնել YARD ռեակտորը (այն ժամանակ քչերն էին մտածում ռադիացիոն անվտանգության մասին)։ Բայց տարեցտարի ծրագրի իրականացումը ձգձգվում էր ու ի վերջո այդպես էլ կյանքի չկոչվեց։ Առաջին փուլում NERVA շարժիչի վրա աշխատանքը հիմնված էր մի փոքր փոփոխված Kiwi-V ռեակտորի վրա, որը կոչվում էր NERVA-NRX (Nuclear Rocket Experimental - միջուկային հրթիռ փորձարարական): Քանի որ մինչ այս պահը դեռևս չի հայտնաբերվել որևէ նյութ, որը կարող է աշխատել 2700-3000 աստիճան ջերմաստիճանում: և տաք ջրածնի ոչնչացմանը դիմակայելու համար որոշվեց իջեցնել աշխատանքային ջերմաստիճանը և հատուկ իմպուլսը սահմանափակվեց մինչև 8400 մ/վ: Ռեակտորի փորձարկումները սկսվել են 1964 թվականին, դրանք հասել են 1000 ՄՎտ հզորության, մոտ 22,5 տոննա մղման։ արտահոսքի արագությունը ավելի քան 7000 մ / վ: 1966 թ. առաջին անգամ շարժիչը փորձարկվել է 1100 ՄՎտ լրիվ հզորությամբ։ Որի վրա նա աշխատել է 28 րոպե։ (աշխատանքի 110 րոպեից): Ջրածնի ջերմաստիճանը ռեակտորի ելքում հասել է 2000 աստիճանի, մղումը կազմել է 20 տոննա։Ծրագրի հաջորդ փուլում նախատեսվում էր օգտագործել ավելի հզոր «Phoebus», ապա «Pewee» ռեակտորները։ Phoebus ծրագրի շրջանակներում NERVA շարժիչի համար առաջադեմ պինդ փուլային գրաֆիտային ռեակտորների մշակումն իրականացվում է Լոս Ալամոսի լաբորատորիայում 1963 թվականից: Այս ռեակտորներից առաջինն ունի մոտավորապես նույն չափերը, ինչ Kiwi-V-ը (տրամագիծը 0,813 մ, երկարությունը 1,395 մ), սակայն այն նախատեսված է մոտավորապես երկու անգամ ավելի հզորության համար: Այս ռեակտորի հիման վրա նախատեսվում էր ստեղծել NERVA-1 շարժիչը։ Մոտ 4000–5000 ՄՎտ հզորությամբ հաջորդ փոփոխությունը պետք է օգտագործվեր NERVA-2 շարժիչի համար։ Այս շարժիչն ունի մղման միջակայքը 90-110 տ: Ենթադրվում էր, որ արտահոսքի արագություն մինչև 9000 մ/վ։ Շարժիչի բարձրությունը մոտ 12 մ է։ արտաքին տրամագիծը՝ 1,8 մ. Աշխատանքային հեղուկի սպառում 136 կգ/վ: NERVA-2 շարժիչի քաշը մոտավորապես 13,6 տոննա էր։ Ֆինանսական դժվարությունների պատճառով NERVA-2 շարժիչը շուտով լքվեց և անցավ 34 տոննա մղումով ավելացված հզորության NERVA-1 շարժիչի նախագծմանը: հոսքի արագությունը 8250 մ / վ: Այս շարժիչի համար NRX-A6 ռեակտորի առաջին փորձարկումն իրականացվել է 1967 թվականի դեկտեմբերի 15-ին։ Հունիսին 1969 թ. տեղի են ունեցել «NERVA XE» փորձնական շարժիչի առաջին թեժ փորձարկումները՝ 22,7 տոննա մղումով։ Շարժիչի ընդհանուր աշխատաժամանակը կազմել է 115 րոպե, կատարվել է 28 գործարկում։ ԲԱԿ «ՆԵՐՎԱ-1»-ն ուներ միատարր ռեակտոր՝ 1 մ տրամագծով ակտիվ գոտում։ իսկ բարձրությունը 1,8 մ. բաղկացած 1800 գավազանով վեցանկյուն վառելիքի տարրերից (միջուկային վառելիքի կոնցենտրացիան 200 - 700 մգ / սմ3): Ռեակտորն ուներ բերիլիումի օքսիդի օղակաձև ռեֆլեկտոր՝ մոտ 150 մմ հաստությամբ։ Ռեակտորի ուժային անոթը պատրաստված է ալյումինի համաձուլվածքից, ներքին ճառագայթային վահանը՝ կոմպոզիտային նյութից (բոր կարբիդ – ալյումին – տիտանի հիդրիդ): Լրացուցիչ արտաքին պաշտպանություն կարող է տեղադրվել նաև ռեակտորի և տուրբոպոմպերի ագրեգատների միջև: NASA-ն շարժիչը հարմար է համարել դեպի Մարս ծրագրված առաքելության համար։ Ենթադրվում էր, որ այն պետք է տեղադրվեր Saturn-5 հրթիռային արձակման մեքենայի վերին հարթակում։ Նման փոխադրողը կարող էր տիեզերք տեղափոխել երկու կամ երեք անգամ ավելի օգտակար բեռ, քան իր զուտ քիմիական տարբերակը: Բայց մեծ մասը Ամերիկյան տիեզերական ծրագիրը չեղարկվել է նախագահ Նիքսոնի վարչակազմի կողմից։ Իսկ դադարեցումը 1970թ. Սատուրն-5 հրթիռների արտադրությունը վերջնական վերջակետ դրեց NRM-ների կիրառման ծրագրին։ Լոս Ալամոսում Rover ծրագրի շրջանակներում Pewee շարժիչների վրա աշխատանքը շարունակվեց մինչև 1972 թվականը: որից հետո ծրագիրը վերջնականապես փակվեց։ Մեր NRM-ների և ամերիկյանների հիմնական տարբերությունն այն է, որ դրանք տարասեռ էին։ Միատարր (միատարր) ռեակտորներում միջուկային վառելիքը և մոդերատորը խառնվում են։ Կենցաղային NRE-ում միջուկային վառելիքը կենտրոնացված էր վառելիքի ձողերում (առանձին-առանձին մոդերատորից) և փակված էր պահարանում, այնպես որ մոդերատորը աշխատում էր շատ ավելի ցածր ջերմաստիճաններում, քան ամերիկյան ռեակտորներում: Սա հնարավորություն տվեց հրաժարվել գրաֆիտից և օգտագործել ցիրկոնիումի հիդրիդը որպես մոդերատոր։ Արդյունքում ռեակտորը շատ ավելի կոմպակտ և թեթև է, քան գրաֆիտը։ Սա, սովետական ​​դիզայներների կողմից հայտնաբերված ձողերի ձևի հետ միասին (չորս բլթակ խաչաձև հատվածով և ոլորված երկարությամբ) հնարավորություն տվեց զգալիորեն նվազեցնել ուրանի կորուստը ձողերի ոչնչացման հետևանքով (դա չէր. հնարավոր է ամբողջությամբ բացառել ոչնչացումը): Ներկայում միայն ԱՄՆ-ն ու Ռուսաստանը ունեն պինդ ֆազային NRE-ի մշակման և կառուցման զգալի փորձ և, անհրաժեշտության դեպքում, կկարողանան կարճ ժամանակում և մատչելի գնով ստեղծել նման շարժիչներ։ IGR և IVG-1 ռեակտորային համալիրներն այժմ պատկանում են Ղազախստանի Հանրապետության ազգային միջուկային կենտրոնին։ Սարքավորումը պահպանվում է համեմատաբար աշխատունակ վիճակում։ Հնարավոր է, որ Լուսին և Մարս առաքելությունների վրա աշխատանքի վերսկսումը կվերածնի հետաքրքրությունը պինդ փուլային NRE-ի նկատմամբ: Բացի այդ, NRD-ի օգտագործումը կարող է զգալիորեն ընդլայնել Արեգակնային համակարգի ուսումնասիրության սահմանները՝ նվազեցնելով հեռավոր մոլորակներ հասնելու համար անհրաժեշտ ժամանակը: 2010թ. ՌԴ նախագահ Մեդվեդևը հրամայել է ստեղծել տիեզերական տրանսպորտի և էներգիայի մոդուլ, որը հիմնված է ատոմակայանների վրա՝ օգտագործելով իոնային էլեկտրական շարժիչներ։ Ռեակտորի ստեղծմամբ կզբաղվի NIKIET-ը։ Կելդիշ կենտրոնը կստեղծի ատոմակայան, իսկ RSC Energia-ն՝ տրանսպորտի և էներգետիկայի մոդուլը: Գազատուրբինային փոխարկիչի ելքային էլեկտրական հզորությունը անվանական ռեժիմում կկազմի 100-150 կՎտ: Ենթադրվում է, որ քսենոնը կօգտագործվի որպես RT: Էլեկտրաշարժիչի հատուկ իմպուլսը 9000-50000 մ/վ է: ռեսուրս 1,5-3 տարի: Տեղադրման զանգվածը և չափերը պետք է թույլ տան օգտագործել «Պրոտոն» և «Անգարա» LV-ները դրա գործարկման համար։ Աշխատանքային նախատիպի ցամաքային փորձարկումները կսկսվեն 2014 թվականին, իսկ մինչև 2017 թվականը միջուկային շարժիչը պատրաստ կլինի տիեզերք արձակման համար (ՆԱՍԱ-ն նույնպես նման ծրագիր սկսեց 2003 թվականին։ բայց հետո ֆինանսավորումը դադարեցվեց): Ամբողջ նախագծի մշակման համար կպահանջվի 17 միլիարդ ռուբլի։ Սպասիր եւ տես.

Հետաքրքիր հոդված գտա. Ընդհանրապես, ատոմային տիեզերանավերն ինձ միշտ հետաքրքրել են։ Սա տիեզերագնացության ապագան է։ Այս թեմայով լայնածավալ աշխատանք է տարվել նաեւ ԽՍՀՄ-ում։ Հոդվածը հենց նրանց մասին է։

Ատոմային էներգիայով աշխատող տարածություն. Երազներ և իրականություն.

Ֆիզիկամաթեմատիկական գիտությունների դոկտոր Յու.Յա Ստավիսսկի

1950-ին ես պաշտպանեցի ֆիզիկայի ինժեներ-ի գիտական ​​աստիճանը Ռազմերի նախարարության Մոսկվայի մեխանիկական ինստիտուտում (ՄՄԻ): Հինգ տարի առաջ՝ 1945 թվականին, այնտեղ ձևավորվեց ճարտարագիտության և ֆիզիկայի ֆակուլտետը՝ մասնագետներ պատրաստելով նոր արդյունաբերության համար, որի խնդիրները հիմնականում միջուկային զենքի արտադրությունն էին։ Ֆակուլտետն աննման էր. Համալսարանական դասընթացների ծավալով հիմնարար ֆիզիկայի հետ մեկտեղ (մաթեմատիկական ֆիզիկայի մեթոդներ, հարաբերականության տեսություն, քվանտային մեխանիկա, էլեկտրադինամիկա, վիճակագրական ֆիզիկա և այլն) մեզ դասավանդվել են ինժեներական առարկաների մի ամբողջ շարք՝ քիմիա, մետալուրգիա, նյութերի դիմադրություն, տեսություն։ մեխանիզմների և մեքենաների և այլն: ֆիզիկոս Ալեքսանդր Իլյիչ Լեյպունսկին, MMI-ի ճարտարագիտության և ֆիզիկայի ֆակուլտետը ժամանակի ընթացքում վերածվեց Մոսկվայի ինժեներական ֆիզիկայի ինստիտուտի (MEPhI): Մեկ այլ ճարտարագիտության և ֆիզիկայի ֆակուլտետ, որը նույնպես հետագայում միաձուլվեց MEPhI-ին, ձևավորվեց Մոսկվայի էներգետիկայի ինստիտուտում (MEI), բայց եթե MMI-ն կենտրոնացավ հիմնարար ֆիզիկայի վրա, ապա էներգետիկայի ֆակուլտետում ՝ ջերմության և էլեկտրաֆիզիկայի վրա:

Քվանտային մեխանիկա ուսումնասիրեցինք Դմիտրի Իվանովիչ Բլոխինցևի գրքից։ Պատկերացրեք իմ զարմանքը, երբ հանձնարարության ժամանակ ինձ ուղարկեցին աշխատելու նրա մոտ։ Ես՝ մոլի փորձարար (մանուկ հասակում, ապամոնտաժեցի տան բոլոր ժամացույցները), և հանկարծ հասնում եմ մի հայտնի տեսաբանի։ Ինձ բռնեց մի փոքր խուճապ, բայց ժամանելուն պես տեղ՝ Օբնինսկում ԽՍՀՄ ՆԳՆ «Օբյեկտ Բ», անմիջապես հասկացա, որ իզուր էի անհանգստանում։

Այս պահին «Օբյեկտ Բ»-ի գլխավոր թեման, որը մինչև 1950 թվականի հունիսն իրականում գլխավորում էր Ա.Ի. Լեյպունսկին, արդեն ձևավորվել է. Այստեղ նրանք ստեղծեցին միջուկային վառելիքի ընդլայնված վերարտադրմամբ ռեակտորներ՝ «արագ բուծիչներ»։ Որպես տնօրեն՝ Բլոխինցևը նախաձեռնեց նոր ուղղության մշակում՝ տիեզերական թռիչքների համար ատոմային շարժիչներով շարժիչների ստեղծում։ Տիեզերքի վարպետությունը Դմիտրի Իվանովիչի վաղեմի երազանքն էր, դեռ պատանեկության տարիներին նա նամակագրում և հանդիպում էր Կ.Ե. Ցիոլկովսկին. Կարծում եմ, որ հասկանալով միջուկային էներգիայի հսկա պոտենցիալները, կալորիականության առումով միլիոնավոր անգամ ավելի բարձր, քան լավագույն քիմիական վառելիքները, որոշեց Դ.Ի. Բլոխինցև.
«Դեմ առ երես չես տեսնի»... Այդ տարիներին մենք շատ բան չէինք հասկանում։ Միայն հիմա, երբ վերջապես հնարավորություն է ստեղծվել համեմատելու Ֆիզիկայի և էներգետիկայի ինստիտուտի (IPPE) ականավոր գիտնականների գործերն ու ճակատագրերը՝ նախկին «Օբյեկտ Բ»-ը, որը վերանվանվել է 1966 թվականի դեկտեմբերի 31-ին, ինձ թվում է ճիշտ է։ , այն գաղափարների ըմբռնումը, որոնք մղում էին նրանց այն ժամանակ, ձևավորվում է: ... Գործերի բոլոր բազմազանությամբ, որոնցով պետք է զբաղվեր ինստիտուտը, կարելի է առանձնացնել այն առաջնահերթ գիտական ​​ուղղությունները, որոնք, պարզվեց, մտնում էին նրա առաջատար ֆիզիկոսների հետաքրքրությունների շրջանակում։

AIL-ի հիմնական հետաքրքրությունը (ինչպես ինստիտուտն անվանել է Ալեքսանդր Իլյիչ Լեյպունսկին իր հետևում) գլոբալ էներգիայի զարգացումն է, որը հիմնված է արագ բուծող ռեակտորների վրա (միջուկային ռեակտորներ, որոնք սահմանափակումներ չունեն միջուկային վառելիքի ռեսուրսների վրա): Դժվար է գերագնահատել այս իսկապես «տիեզերական» խնդրի նշանակությունը, որին նա նվիրեց իր կյանքի վերջին քառորդ դարը։ Լեյպունսկին մեծ ջանքեր է ծախսել երկրի պաշտպանության վրա, մասնավորապես՝ սուզանավերի և ծանր ինքնաթիռների ատոմային շարժիչների ստեղծման վրա։

Դ.Ի.-ի շահերը. Բլոխինցևը (նրան կպցրեց «DI» մականունը) ուղղված էին տիեզերական թռիչքների համար միջուկային էներգիայի օգտագործման խնդրի լուծմանը։ Ցավոք, 1950-ականների վերջին նա ստիպված եղավ թողնել այս աշխատանքը և գլխավորել միջազգային գիտական ​​կենտրոնի ստեղծումը՝ Դուբնայում Միջուկային հետազոտությունների միացյալ ինստիտուտը։ Այնտեղ նա զբաղվում էր իմպուլսային արագ ռեակտորներով՝ IBR-ով: Սա վերջին մեծ բանն էր նրա կյանքում։

Մեկ գոլ, մեկ թիմ

Դ.Ի. Բլոխինցևը, ով դասավանդում էր Մոսկվայի պետական ​​համալսարանում 1940-ականների վերջին, նկատեց այնտեղ, այնուհետև աշխատանքի հրավիրեց Օբնինսկում երիտասարդ ֆիզիկոս Իգոր Բոնդարենկոյին, ով բառացիորեն զառանցում էր ատոմային էներգիայով աշխատող տիեզերանավերի մասին: Նրա առաջին գիտական ​​խորհրդատուն եղել է Ա.Ի. Լեյպունսկին, իսկ Իգորը, բնականաբար, զբաղվում էին իր թեմայով՝ արագ բուծողներով։

Համաձայն Դ.Ի. Բլոխինցևը, Բոնդարենկոյի շուրջ ստեղծված գիտնականների խումբը, որը միավորվել է տիեզերքում ատոմային էներգիայի օգտագործման խնդիրները լուծելու համար։ Իգոր Իլյիչ Բոնդարենկոյից բացի, խմբում ընդգրկված էին Վիկտոր Յակովլևիչ Պուպկոն, Էդվին Ալեքսանդրովիչ Ստումբուրը և այս տողերի հեղինակը։ Իգորը գլխավոր գաղափարախոսն էր։ Էդվինը տիեզերական կայանքներում միջուկային ռեակտորների ցամաքային մոդելների փորձարարական ուսումնասիրություններ է անցկացրել: Ես հիմնականում առնչվում էի «ցածր մղման» հրթիռային շարժիչների հետ (դրանց մեջ մղումը ստեղծվում է մի տեսակ արագացուցիչի միջոցով՝ «իոնային շարժիչ սարք», որը սնուցվում է տիեզերական ատոմակայանի էներգիայով): Մենք ուսումնասիրել ենք գործընթացները
հոսում է իոնային պտուտակներում, գետնին հենարաններում։

Վիկտոր Պուպկոյի մասին (ապագայում
նա դարձավ IPPE-ի տիեզերական տեխնոլոգիաների բաժնի ղեկավար) կազմակերպչական մեծ աշխատանք էր տարվում. Իգոր Իլյիչ Բոնդարենկոն ականավոր ֆիզիկոս էր։ Նա նրբանկատորեն զգաց փորձը, ստեղծեց պարզ, էլեգանտ և շատ արդյունավետ փորձեր: Կարծում եմ, ինչպես ոչ մի փորձարար, և գուցե նույնիսկ մի քանի տեսաբան, «զգացին» հիմնարար ֆիզիկան: Միշտ արձագանքող, բաց և բարեհոգի Իգորն իսկապես ինստիտուտի հոգին էր: Մինչ օրս IPPE-ն ապրում է նրա գաղափարներով: Բոնդարենկոն անհիմն կարճ կյանք է ապրել. 1964 թվականին 38 տարեկան հասակում նա ողբերգականորեն մահացել է բժշկական սխալի պատճառով։ Ասես Աստված, տեսնելով, թե մարդն ինչքան բան է արել, որոշեց, որ դա արդեն շատ է և հրամայեց. «Բավական է»։

Անհնար է չհիշել մեկ այլ յուրահատուկ մարդու՝ Վլադիմիր Ալեքսանդրովիչ Մալիխին, տեխնոլոգ «Աստծուց», ժամանակակից Լեսկովսկի Լեֆտիին։ Եթե ​​վերոհիշյալ գիտնականների «արտադրանքը» հիմնականում եղել են գաղափարներ և դրանց իրականության հաշվարկված գնահատականներ, ապա Մալիխի աշխատանքները միշտ «մետաղում» ելք են ունեցել։ Նրա տեխնոլոգիական ոլորտը, որը IPPE-ի ծաղկման ժամանակ հաշվում էր ավելի քան երկու հազար աշխատակից, կարող էր անել, առանց չափազանցության, ամեն ինչ։ Ավելին, նա ինքը միշտ առանցքային դեր է ունեցել։

Վ.Ա. Մալիխը սկսել է Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի միջուկային ֆիզիկայի գիտահետազոտական ​​ինստիտուտի լաբորանտ՝ ունենալով ֆիզիկայի երեք դասընթաց. պատերազմը թույլ չտվեց նրան ավարտել ուսումը: 1940-ականների վերջին նրան հաջողվեց ստեղծել տեխնիկական կերամիկայի արտադրության տեխնոլոգիա՝ հիմնված բերիլիումի օքսիդի վրա՝ յուրահատուկ նյութ, բարձր ջերմային հաղորդունակությամբ դիէլեկտրիկ։ Մալիխից առաջ շատերն անհաջող պայքարում էին այս խնդրի շուրջ։ Վառելիքի բջիջ, որը հիմնված է սերիայի վրա չժանգոտվող պողպատիցիսկ բնական ուրան, որը նա մշակել է առաջին ատոմակայանի համար, հրաշք է դրա համար և նույնիսկ այսօր։ Կամ ռեակտոր-էլեկտրական գեներատորի ջերմաէմիսիոն վառելիքի բջիջը, որը նախագծվել է Մալիխի կողմից տիեզերանավերի սնուցման համար՝ «գառլանդ»: Մինչ այժմ այս ոլորտում ավելի լավ բան չի հայտնվել։ Մալիխի ստեղծագործությունները ցուցադրական խաղալիքներ չէին, այլ միջուկային տեխնոլոգիայի տարրեր։ Աշխատել են ամիսներ ու տարիներ։ Վլադիմիր Ալեքսանդրովիչը դարձել է տեխնիկական գիտությունների դոկտոր, Լենինյան մրցանակի դափնեկիր, Սոցիալիստական ​​աշխատանքի հերոս։ 1964 թվականին նա ողբերգականորեն մահացել է ռազմական ցնցման հետևանքներից։

Քայլ առ քայլ

Ս.Պ. Կորոլյովը և Դ.Ի. Բլոխինցևը երկար ժամանակ փայփայում է տիեզերք թռչելու երազանքը: Նրանց միջեւ հաստատվել են աշխատանքային սերտ կապեր։ Բայց 1950-ականների սկզբին, « սառը պատերազմ«Միջոցները չեն խնայվել միայն ռազմական նպատակներով։ Հրթիռային տեխնոլոգիան համարվում էր միայն որպես միջուկային լիցքերի կրող, իսկ արբանյակների մասին չէին էլ մտածում։ Մինչդեռ Բոնդարենկոն, իմանալով հրթիռային գիտնականների վերջին նվաճումների մասին, համառորեն հանդես էր գալիս Երկրի արհեստական ​​արբանյակի ստեղծման օգտին։ Հետագայում ոչ ոք դա չհիշեց։

Հրթիռի ստեղծման պատմությունը, որը տիեզերք է բարձրացրել մոլորակի առաջին տիեզերագնաց Յուրի Գագարինին, հետաքրքիր է։ Դա կապված է Անդրեյ Դմիտրիևիչ Սախարովի անվան հետ։ 1940-ականների վերջին նա մշակեց համակցված տրոհում-ջերմամիջուկային լիցք՝ «փչակ», ըստ երևույթին, անկախ «ջրածնային ռումբի հայր» Էդվարդ Թելլերից, ով առաջարկեց նմանատիպ արտադրանք, որը կոչվում էր «զարթուցիչ»: Այնուամենայնիվ, Թելլերը շուտով հասկացավ, որ նման սխեմայի միջուկային լիցքը կունենա «սահմանափակ» հզորություն՝ ոչ ավելի, քան 500 կիլոտոննա տոլին համարժեք: Սա բավարար չէ «բացարձակ» զենքի համար, ուստի «զարթուցիչը» լքվեց։ Խորհրդային Միությունում 1953 թվականին պայթեցվել է Սախարովի փչովի RDS-6-ը։

Հաջող փորձարկումներից և Սախարովի ակադեմիկոս ընտրվելուց հետո միջին մեքենաշինության նախարարության այն ժամանակվա ղեկավար Վ.Ա. Մալիշևը նրան հրավիրեց իր մոտ և խնդիր դրեց որոշել հաջորդ սերնդի ռումբի պարամետրերը։ Անդրեյ Դմիտրիևիչը գնահատեց (առանց մանրամասն ուսումնասիրության) նոր, շատ ավելի հզոր լիցքի քաշը։ Սախարովի զեկույցը հիմք է հանդիսացել ԽՄԿԿ Կենտկոմի և ԽՍՀՄ Մինիստրների խորհրդի դեկրետի, որը պարտավորեցնում էր Ս.Պ. Կորոլևը մշակել այս մեղադրանքի համար բալիստիկ արձակման մեքենա... Հենց այս R-7 հրթիռը, որը կոչվում է «Վոստոկ», 1957 թվականին ուղեծիր դուրս բերեց Երկրի արհեստական ​​արբանյակը, իսկ 1961 թվականին Յուրի Գագարինի հետ տիեզերանավը: Այլևս նախատեսված չէր այն օգտագործել որպես ծանր միջուկային լիցքի կրող, քանի որ ջերմամիջուկային զենքի զարգացումը գնաց այլ ճանապարհով։

Տիեզերական միջուկային ծրագրի սկզբնական փուլում IPPE-ն նախագծային բյուրոյի հետ միասին Վ.Ն. Չելոմեյան միջուկային թեւավոր հրթիռ է մշակել։ Այս ուղղությունը երկար չզարգացավ և ավարտվեց Վ.Ա. բաժանմունքում ստեղծված շարժիչի տարրերի հաշվարկներով և փորձարկումներով։ Մալիխա. Իրականում խոսքը գնում էր ցածր թռչող անօդաչու թռչող սարքի մասին՝ ռամջեթ միջուկային շարժիչով և միջուկային մարտագլխիկով («բզզացող բագի» միջուկային անալոգի մի տեսակ՝ գերմանական V-1): Համակարգը գործարկվել է սովորական հրթիռային ուժեղացուցիչների միջոցով: Տրված արագության հասնելուց հետո ստեղծվել է մղումը մթնոլորտային օդըտաքացվում է հարստացված ուրանով ներծծված բերիլիումի օքսիդի տրոհման շղթայական ռեակցիայի միջոցով:

Ընդհանուր առմամբ, որոշակի տիեզերագնացական առաջադրանք կատարելու հրթիռի կարողությունը որոշվում է արագությամբ, որը նա ձեռք է բերում աշխատանքային հեղուկի ամբողջ պաշարն օգտագործելուց հետո (վառելիք և օքսիդիչ): Այն հաշվարկվում է Ցիոլկովսկու բանաձևով՝ V = c × lnMn / Mk, որտեղ c-ն աշխատանքային հեղուկի արտահոսքի արագությունն է, իսկ Mn-ը և Mk-ը՝ հրթիռի սկզբնական և վերջնական զանգվածը։ Սովորական քիմիական հրթիռներում հոսքի արագությունը որոշվում է այրման պալատի ջերմաստիճանով, վառելիքի և օքսիդիչի տեսակով և այրման արտադրանքի մոլեկուլային քաշով: Օրինակ, ամերիկացիները ջրածինը որպես վառելիք օգտագործեցին իջնող մեքենայի մեջ՝ տիեզերագնացներին Լուսնի վրա վայրէջք կատարելու համար: Նրա այրման արդյունքը ջուրն է, որի մոլեկուլային քաշը համեմատաբար ցածր է, իսկ հոսքի արագությունը 1,3 անգամ ավելի մեծ է, քան կերոսին այրելիս։ Սա բավական է, որպեսզի տիեզերագնացների հետ վայրէջք կատարող մեքենան հասնի Լուսնի մակերեսին և այնուհետև նրանց վերադարձնի իր արհեստական ​​արբանյակի ուղեծիր: Կորոլևում ջրածնային վառելիքի հետ աշխատանքը դադարեցվել է մահվան ելքով վթարի պատճառով: Մենք ժամանակ չունեինք մարդկանց համար լուսնային իջնող փոխադրամիջոց ստեղծելու համար:

Ժամկետանցության արագությունը զգալիորեն մեծացնելու ուղիներից մեկը միջուկային ջերմային հրթիռների ստեղծումն է։ Մենք ունեինք մի քանի հազար կիլոմետր հեռահարության բալիստիկ ատոմային հրթիռներ (BAR) (OKB-1-ի և IPPE-ի համատեղ նախագիծ), մինչդեռ ամերիկացիներն ունեին կիվի տիպի նմանատիպ համակարգեր։ Շարժիչները փորձարկվել են Սեմիպալատինսկի և Նևադայի մերձակայքում գտնվող փորձարկման վայրերում: Դրանց աշխատանքի սկզբունքը հետևյալն է՝ միջուկային ռեակտորում ջրածինը տաքացվում է մինչև բարձր ջերմաստիճան, անցնում ատոմային վիճակի և արդեն այս տեսքով դուրս է հոսում հրթիռից։ Այս դեպքում արտահոսքի արագությունը քիմիական ջրածնային հրթիռի համեմատ ավելանում է ավելի քան չորս անգամ։ Հարցն այն էր, որ պարզենք, թե ինչ ջերմաստիճանի ջրածինը կարող է ջեռուցվել պինդ վառելիքի բջիջների ռեակտորում: Հաշվարկները տվել են մոտ 3000 ° K:

ՆԻԻ-1-ում, որի գիտական ​​ղեկավարն էր Մստիսլավ Վսեվոլոդովիչ Կելդիշը (այն ժամանակ ԽՍՀՄ ԳԱ նախագահ), բաժինը Վ.Մ. Իևլևը, IPPE-ի մասնակցությամբ, զբաղված էր բացարձակապես ֆանտաստիկ սխեմայով` գազաֆազային ռեակտոր, որում շղթայական ռեակցիան ընթանում է ուրանի և ջրածնի գազային խառնուրդում: Նման ռեակտորից ջրածինը դուրս է գալիս տասն անգամ ավելի արագ, քան պինդ վառելիքից, իսկ ուրանն առանձնանում է և մնում միջուկում։ Գաղափարներից մեկը վերաբերում էր կենտրոնախույս տարանջատման կիրառմանը, երբ ուրանի և ջրածնի տաք գազային խառնուրդը «պտտվում» է մուտքային սառը ջրածնի միջոցով, որի արդյունքում ուրանը և ջրածինը բաժանվում են, ինչպես ցենտրիֆուգում: Իևլևը, փաստորեն, փորձեց ուղղակիորեն վերարտադրել գործընթացները քիմիական հրթիռի այրման պալատում՝ որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործելով ոչ թե վառելիքի այրման ջերմությունը, այլ տրոհման շղթայական ռեակցիան։ Սա ճանապարհ հարթեց էներգիայի ինտենսիվության լիարժեք օգտագործման համար: ատոմային միջուկներ... Բայց ռեակտորից մաքուր ջրածնի (առանց ուրանի) արտահոսքի հնարավորության հարցը մնաց չլուծված, էլ չասած տեխնիկական խնդիրների մասին, որոնք կապված են հարյուրավոր մթնոլորտների ճնշման տակ բարձր ջերմաստիճանի գազային խառնուրդների պահպանման հետ:

IPPE-ի աշխատանքը բալիստիկ ատոմային հրթիռների վրա ավարտվել է 1969-1970 թվականներին «կրակային փորձարկումներով» Սեմիպալատինսկի փորձարկման վայրում պինդ վառելիքի բջիջներով միջուկային հրթիռային շարժիչի նախատիպով: Այն ստեղծվել է IPPE-ի կողմից՝ համագործակցելով A.D. Կոնոպատովը, Մոսկվայի ԳՀԻ-1 և մի շարք այլ տեխնոլոգիական խմբեր։ 3,6 տոննա մղումով շարժիչի հիմքը IR-100 միջուկային ռեակտորն էր՝ վառելիքի բջիջներով՝ պատրաստված ուրանի կարբիդի և ցիրկոնիումի կարբիդի պինդ լուծույթից: Ջրածնի ջերմաստիճանը հասել է 3000 ° K-ի ~ 170 ՄՎտ ռեակտորի հզորության դեպքում:

Ցածր հարվածի միջուկային հրթիռներ

Մինչ այժմ խոսքը գնում էր իրենց քաշը գերազանցող մղումով հրթիռների մասին, որոնք կարող էին արձակվել Երկրի մակերեւույթից։ Նման համակարգերում հոսքի արագության բարձրացումը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել աշխատանքային հեղուկի պաշարը, մեծացնել օգտակար բեռը և հրաժարվել բազմաստիճան համակարգից: Այնուամենայնիվ, կան գործնականորեն անսահմանափակ հոսքի արագության հասնելու ուղիներ, օրինակ, էլեկտրամագնիսական դաշտերի միջոցով նյութի արագացումը: Ես աշխատում եմ այս ոլորտում՝ սերտ կապի մեջ լինելով Իգոր Բոնդարենկոյի հետ գրեթե 15 տարի։

Էլեկտրական ռեակտիվ շարժիչով (ERE) հրթիռի արագացումը որոշվում է դրանց վրա տեղադրված տիեզերական ատոմակայանի (KNPP) տեսակարար հզորության և արտահոսքի հարաբերակցությամբ։ Տեսանելի ապագայում ԱԷԿ-ի հատուկ հզորությունները, ըստ երևույթին, չեն գերազանցի 1 կՎտ/կգ-ը։ Այս դեպքում հնարավոր է ստեղծել հրթիռներ ցածր մղումով, հրթիռի քաշից տասնյակ և հարյուրավոր անգամ պակաս և աշխատող հեղուկի շատ ցածր սպառումով։ Նման հրթիռը կարող է սկսվել միայն Երկրի արհեստական ​​արբանյակի ուղեծրից և դանդաղ արագանալով՝ հասնել մեծ արագությունների։

Արեգակնային համակարգի ներսում թռիչքների համար անհրաժեշտ են 50-500 կմ/վ արտահոսքի արագությամբ հրթիռներ, իսկ դեպի աստղեր թռիչքների համար՝ «ֆոտոնիկ հրթիռներ», որոնք դուրս են գալիս մեր երևակայությունից դուրս արտահոսքի արագությամբ, հավասար արագությունՍվետա. Հեռահար տիեզերական թռիչք իրականացնելու համար, որն ինչ-որ չափով խելամիտ է ժամանակի ընթացքում, պահանջվում է էլեկտրակայանների աներևակայելի կոնկրետ հզորություն։ Մինչդեռ անհնար է նույնիսկ պատկերացնել, թե ինչ ֆիզիկական գործընթացների վրա կարող են հիմնվել դրանք։

Հաշվարկները ցույց են տվել, որ Մեծ դիմակայության ժամանակ, երբ Երկիրն ու Մարսը միմյանց մոտ են, հնարավոր է մեկ տարում միջուկային տիեզերանավ անձնակազմով թռչել Մարս և այն վերադարձնել արհեստական ​​Երկրի արբանյակի ուղեծիր։ Նման նավի ընդհանուր քաշը մոտ 5 տոննա է (ներառյալ աշխատանքային հեղուկի պաշարը՝ ցեզիումը, հավասար է 1,6 տոննայի)։ Այն հիմնականում որոշվում է 5 ՄՎտ հզորությամբ KNPP-ի զանգվածով, իսկ ռեակտիվ մղումը որոշվում է ցեզիումի իոնների երկու մեգավատ հզորությամբ ճառագայթով 7 կՎ* էներգիայով։ Տիեզերանավը սկսվում է Երկրի արհեստական ​​արբանյակի ուղեծրից, մտնում է Մարսի արբանյակի ուղեծիր և պետք է իջնի նրա մակերես ջրածնային քիմիական շարժիչով սարքով, որը նման է ամերիկյան լուսնայինին։

Այս ուղղությունը հիմնված է տեխնիկական լուծումներ, հնարավոր է արդեն այսօր, նվիրված էր IPPE-ի աշխատանքների մեծ ցիկլին։

Իոնային շարժիչներ

Այդ տարիներին քննարկվել են տիեզերանավերի տարբեր էլեկտրաշիթային շարժիչ սարքերի ստեղծման ուղիները՝ «պլազմային հրացաններ», «փոշու» էլեկտրաստատիկ արագացուցիչներ կամ հեղուկ կաթիլներ։ Այնուամենայնիվ, գաղափարներից և ոչ մեկը հստակ ֆիզիկական հիմք չուներ։ Հայտնաբերվածը ցեզիումի մակերեսային իոնացում էր:

Դեռևս 1920-ականներին ամերիկացի ֆիզիկոս Իրվինգ Լանգմյուիրը հայտնաբերեց ալկալիական մետաղների մակերեսային իոնացում։ Երբ ցեզիումի ատոմը գոլորշիանում է մետաղի (մեր դեպքում՝ վոլֆրամի) մակերեսից, որի համար էլեկտրոնների աշխատանքային ֆունկցիան ավելի մեծ է, քան ցեզիումի իոնացման պոտենցիալը, այն գրեթե 100% դեպքերում կորցնում է թույլ կապված էլեկտրոնը և ստացվում է. լինել միայնակ լիցքավորված իոն: Այսպիսով, վոլֆրամի վրա ցեզիումի մակերեսային իոնացումը ֆիզիկական գործընթաց է, որը հնարավորություն է տալիս ստեղծել իոնային շարժիչ սարք՝ աշխատանքային հեղուկի գրեթե 100% օգտագործմամբ և միասնությանը մոտ էներգաարդյունավետությամբ:

Մեր գործընկեր Ստալ Յակովլևիչ Լեբեդևը կարևոր դեր է խաղացել նման սխեմայի իոնային շարժիչ սարքի մոդելների ստեղծման գործում։ Իր երկաթյա համառությամբ ու հաստատակամությամբ նա հաղթահարեց բոլոր խոչընդոտները։ Արդյունքում հնարավոր եղավ մետաղի մեջ վերարտադրել իոնային շարժիչ սարքի հարթ երեք էլեկտրոդային սխեման։ Առաջին էլեկտրոդը վոլֆրամի ափսե է մոտավորապես 10 × 10 սմ չափի +7 կՎ պոտենցիալով, երկրորդը՝ -3 կՎ պոտենցիալով վոլֆրամի ցանց, իսկ երրորդը զրոյական պոտենցիալով վոլֆրամի վոլֆրամի ցանց է։ «Մոլեկուլային ատրճանակը» առաջացրեց ցեզիումի գոլորշի ճառագայթ, որը բոլոր ցանցերի միջով ընկավ վոլֆրամի ափսեի մակերեսին։ Հավասարակշռված և չափաբերված մետաղական թիթեղը, այսպես կոչված, հավասարակշռությունը, օգտագործվում էր «ուժը», այսինքն՝ իոնային ճառագայթի մղումը չափելու համար։

Արագացնող լարումը դեպի առաջին ցանց արագացնում է ցեզիումի իոնները մինչև 10,000 էՎ, իսկ դանդաղեցնող լարումը դեպի երկրորդը, դանդաղեցնում է դրանք մինչև 7000 էՎ: Սա այն էներգիան է, որով իոնները պետք է հեռանան շարժիչ սարքից, որը համապատասխանում է 100 կմ/վրկ արտահոսքի արագությանը։ Բայց տիեզերական լիցքով սահմանափակված իոնային ճառագայթը չի կարող «դուրս գալ արտաքին տարածություն»։ Իոնների ծավալային լիցքը պետք է փոխհատուցվի էլեկտրոններով, որպեսզի ձևավորվի քվազի-չեզոք պլազմա, որն ազատորեն տարածվում է տարածության մեջ և ստեղծում է ռեակտիվ մղում։ Հոսանքով տաքացվող երրորդ ցանցը (կաթոդը) ծառայում է որպես էլեկտրոնների աղբյուր՝ փոխհատուցելու իոնային ճառագայթի տիեզերական լիցքը։ Երկրորդ՝ «արգելափակող» ցանցը թույլ չի տալիս էլեկտրոններին կաթոդից հասնել վոլֆրամի թիթեղ:

Իոնային շարժիչ մոդելի հետ կապված առաջին փորձը նշանավորեց ավելի քան տասը տարվա աշխատանքի սկիզբը: Վերջին մոդելներից մեկը՝ ծակոտկեն վոլֆրամի արտանետիչով, որը ստեղծվել է 1965 թվականին, 20 Ա իոնային ճառագայթի հոսանքի վրա տվել է մոտ 20 գ «մղում», ուներ էներգիայի օգտագործման գործակիցը մոտ 90% և նյութի գործակիցը՝ 95%։ .

Միջուկային ջերմության ուղղակի փոխակերպումը էլեկտրականության

Միջուկային տրոհման էներգիան էլեկտրական էներգիայի ուղղակի փոխակերպման ուղիներ դեռ չեն գտնվել։ Առանց մենք դեռ չենք կարող միջանկյալ հղում- ջերմային շարժիչ: Քանի որ դրա արդյունավետությունը միշտ միասնությունից ցածր է, «թափոն» ջերմությունը պետք է ինչ-որ տեղ թափվի։ Ցամաքում, ջրում և օդում դա խնդիր չէ։ Տիեզերքում կա միայն մեկ ճանապարհ՝ ջերմային ճառագայթում։ Այսպիսով, KNPP-ն առանց «սառեցնող-ռադիատորի» չի կարող։ Ճառագայթման խտությունը համաչափ է բացարձակ ջերմաստիճանի չորրորդ ուժին, հետևաբար ռադիատոր-սառնարանի ջերմաստիճանը պետք է լինի հնարավորինս բարձր։ Այնուհետև հնարավոր կլինի նվազեցնել արտանետվող մակերեսի տարածքը և, համապատասխանաբար, էլեկտրակայանի զանգվածը: Մենք գաղափար ունեինք օգտագործել միջուկային ջերմության «ուղղակի» փոխակերպումը էլեկտրաէներգիայի՝ առանց տուրբինի և գեներատորի, որն ավելի հուսալի էր թվում բարձր ջերմաստիճանում երկարատև շահագործման ժամանակ։

Գրականությունից մենք իմացանք Ա.Ֆ. Ioffe - խորհրդային տեխնիկական ֆիզիկայի դպրոցի հիմնադիրը, ԽՍՀՄ-ում կիսահաղորդիչների ուսումնասիրության ռահվիրա: Այժմ քչերն են հիշում նրա մշակած ներկայիս աղբյուրների մասին, որոնք օգտագործվել են Մեծի տարիներին Հայրենական պատերազմ... Հետո մեկից ավելի պարտիզանական ջոկատներ կապ ունեցան մայրցամաքի հետ՝ շնորհիվ «կերոսինի» TEG-ների՝ Ioffe-ի ջերմաէլեկտրական գեներատորների։ TEG-ների «թագը» (դա կիսահաղորդչային տարրերի հավաքածու էր) դրվել է կերոսինի լամպի վրա, իսկ դրա լարերը միացվել են ռադիոսարքավորումներին։ Տարրերի «տաք» ծայրերը տաքանում էին կերոսինի լամպի բոցով, իսկ «սառը» ծայրերը սառչում էին օդում։ Ջերմային հոսքը, անցնելով կիսահաղորդչի միջով, առաջացրել է էլեկտրաշարժիչ ուժ, որը բավական է հաղորդակցության նիստի համար, և դրանց միջև ընկած ժամանակահատվածներում TEG-ը լիցքավորում է մարտկոցը։ Երբ Հաղթանակից տասը տարի անց այցելեցինք մոսկովյան TEG-ի գործարան, պարզվեց, որ նրանք դեռ վաճառքներ են գտնում։ Այդ ժամանակ գյուղացիներից շատերն ունեին էներգաարդյունավետ Rodina ռադիոկայաններ՝ ուղիղ շիկացման լամպերով և մարտկոցով։ Փոխարենը հաճախ օգտագործվում էին TEG-ներ:

Կերոսինի TEG-ի խնդիրը նրա ցածր արդյունավետությունն է (ընդամենը մոտ 3,5%) և ցածր սահմանափակող ջերմաստիճանը (350 ° K): Սակայն այս սարքերի պարզությունն ու հուսալիությունը գրավեց մշակողներին: Այսպիսով, I.G խմբի կողմից մշակված կիսահաղորդչային փոխարկիչները: Գվերդցիթելները Սուխումիի ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտում գտել են կիրառություն Բուկ տիպի տիեզերական կայանքներում:

Ժամանակին Ա.Ֆ. Ioffe-ն առաջարկել է մեկ այլ թերմիոնիկ փոխարկիչ՝ դիոդ վակուումում: Գործողության սկզբունքը հետևյալն է՝ տաքացվող կաթոդը էլեկտրոններ է արտանետում, որոշները, հաղթահարելով անոդի պոտենցիալը, աշխատանք են կատարում։ Այս սարքից ակնկալվում էր զգալիորեն ավելի բարձր արդյունավետություն (20-25%) աշխատանքային ջերմաստիճանը 1000 ° K-ից բարձր: Բացի այդ, ի տարբերություն կիսահաղորդչի, վակուումային դիոդը չի վախենում նեյտրոնային ճառագայթումից, և այն կարող է զուգակցվել միջուկային ռեակտորի հետ։ Այնուամենայնիվ, պարզվեց, որ անհնար է իրականացնել «վակուումային» Ioffe փոխարկիչի գաղափարը: Ինչպես իոնային շարժիչ սարքում, այնպես էլ վակուումային փոխարկիչում պետք է ազատվել տիեզերական լիցքից, բայց այս անգամ ոչ թե իոններից, այլ էլեկտրոններից։ Ա.Ֆ. Ioffe-ն առաջարկել է վակուումային փոխարկիչում օգտագործել կաթոդի և անոդի միջև միկրոն բացեր, ինչը գործնականում անհնար է բարձր ջերմաստիճանների և ջերմային դեֆորմացիաների պայմաններում։ Հենց այստեղ է ցեզիումը օգտակար. մեկ ցեզիումի իոնը, որը ստացվել է կաթոդում մակերևույթի իոնացման արդյունքում, փոխհատուցում է մոտ 500 էլեկտրոնի ծավալային լիցքը: Ըստ էության, ցեզիումի փոխարկիչը «հակադարձ» իոնային շարժիչ սարք է: Ֆիզիկական գործընթացներնրանք մոտ են.

«Garlands» Վ.Ա. Մալիխա

Ջերմային փոխարկիչների վրա IPPE-ի աշխատանքի արդյունքներից էր Վ.Ա. Փոքր և սերիական արտադրություն իր վառելիքի տարրերի բաժնում՝ սերիական միացված թերմիոնիկ փոխարկիչներից՝ «զարդանախշեր» Տոպազ ռեակտորի համար: Նրանք տվել են մինչև 30 Վ՝ հարյուր անգամ ավելի, քան «մրցակցող կազմակերպությունների» կողմից ստեղծված «մրցակից կազմակերպությունների»՝ Լենինգրադի խմբի կողմից ստեղծված մեկ տարր փոխարկիչները։ Բարաբաշը, իսկ ավելի ուշ՝ Ատոմային էներգիայի ինստիտուտի կողմից։ Սա հնարավորություն տվեց ռեակտորից «հեռացնել» տասնյակ ու հարյուրապատիկ ավելի շատ հզորություն։ Այնուամենայնիվ, համակարգի հուսալիությունը, որը լցված է հազարավոր թերմիոնիկ տարրերով, մտահոգություններ առաջացրեց: Միաժամանակ գոլորշու և գազատուրբինային ագրեգատներաշխատել է առանց ընդհատումների, ուստի մենք ուշադրություն ենք դարձրել միջուկային ջերմության «մեքենայական» փոխակերպմանը էլեկտրաէներգիայի։

Ամբողջ դժվարությունը ռեսուրսի մեջ էր, քանի որ խոր տիեզերական թռիչքների ժամանակ տուրբինային գեներատորները պետք է աշխատեն մեկ, երկու կամ նույնիսկ մի քանի տարի։ Մաշվածությունը նվազեցնելու համար «հեղափոխությունները» (տուրբինային արագությունը) պետք է հնարավորինս ցածր լինեն: Մյուս կողմից, տուրբինն արդյունավետ է աշխատում, եթե գազի կամ գոլորշու մոլեկուլների արագությունը մոտ է նրա շեղբերների արագությանը: Հետևաբար, նախ մենք դիտարկեցինք ամենածանրը՝ սնդիկի գոլորշիների օգտագործումը: Բայց մեզ վախեցրեց երկաթի և չժանգոտվող պողպատի ինտենսիվ ճառագայթման խթանման կոռոզիան, որը տեղի ունեցավ միջուկային ռեակտորում, որը սառեցված էր սնդիկով: Երկու շաբաթվա ընթացքում կոռոզիան «կերավ» Կլեմենտինի փորձարարական արագ ռեակտորի վառելիքի տարրերը Արգոնի լաբորատորիայում (ԱՄՆ, 1949) և BR-2 ռեակտորը IPPE-ում (ԽՍՀՄ, Օբնինսկ, 1956):

Կալիումի գոլորշին գայթակղիչ է ստացվել։ Իր մեջ եռացող կալիումով ռեակտորը հիմք է հանդիսացել ցածր մղման տիեզերանավի էլեկտրակայանի, որը մենք մշակում էինք. կալիումի գոլորշին պտտեց տուրբոգեներատորը: Ջերմությունը էլեկտրաէներգիայի վերածելու այս «մեքենայական» մեթոդը հնարավորություն տվեց հաշվել մինչև 40% արդյունավետության վրա, մինչդեռ իրական թերմիոնային կայանքները տալիս էին ընդամենը մոտ 7% արդյունավետություն: Այնուամենայնիվ, միջուկային ջերմությունը էլեկտրաէներգիայի «մեքենայական» փոխակերպմամբ ատոմակայաններ չեն մշակվել: Գործն ավարտվեց մանրամասն զեկույցի հրապարակմամբ, ըստ էության՝ «ֆիզիկական նշում» դեպի Մարս անձնակազմով թռիչքի համար նախատեսված ցածր հարվածային տիեզերանավի տեխնիկական նախագծին: Նախագիծն ինքնին երբեք չի մշակվել:

Հետագայում, կարծում եմ, միջուկային հրթիռային շարժիչներով տիեզերական թռիչքների նկատմամբ հետաքրքրությունը պարզապես անհետացավ։ Սերգեյ Պավլովիչ Կորոլևի մահից հետո IPPE-ի աշխատանքին աջակցությունը իոնային շարժիչ համակարգերի և «մեքենայական» ատոմակայանների վրա նկատելիորեն թուլացավ: OKB-1-ը ղեկավարում էր Վալենտին Պետրովիչ Գլուշկոն, ով շահագրգռված չէր համարձակվել խոստումնալից նախագծերի մեջ: OKB Energia-ն, որը նա ստեղծել է, կառուցել է հզոր քիմիական հրթիռներ և Buran տիեզերանավը, որը վերադառնալու է Երկիր:

«Բուկը» և «Տոպազը» «Կոսմոս» սերիալի արբանյակներում

Ջերմությունը էլեկտրաէներգիայի ուղղակի փոխակերպմամբ KNPP-ի ստեղծման աշխատանքները, այժմ որպես հզոր ռադիոտեխնիկական արբանյակների (տիեզերական ռադիոտեղորոշիչ կայաններ և հեռուստատեսային հեռարձակողներ) էներգիայի աղբյուրներ, շարունակվել են մինչև վերակազմավորման սկիզբը: 1970 - 1988 թվականներին տիեզերք են արձակվել մոտ 30 ռադարային արբանյակներ Buk ատոմակայաններով կիսահաղորդչային փոխարկիչներով և երկուսը Topaz ջերմային արտանետման կայաններով։ «Բուկը», փաստորեն, TEG էր՝ կիսահաղորդչային Ioffe փոխարկիչ, միայն կերոսինի լամպի փոխարեն օգտագործեց միջուկային ռեակտոր։ Դա արագ ռեակտոր էր՝ մինչև 100 կՎտ հզորությամբ։ Բարձր հարստացված ուրանի ամբողջական բեռնվածքը կազմում էր մոտ 30 կգ։ Միջուկից ջերմությունը փոխանցվել է հեղուկ մետաղի միջոցով՝ նատրիումի և կալիումի էվեկտիկական համաձուլվածքից կիսահաղորդչային մարտկոցներ: Էլեկտրական հզորությունը հասել է 5 կՎտ-ի։

IPPE-ի գիտական ​​հսկողության ներքո «Buk» տեղադրումը մշակվել է OKB-670 MM-ի փորձագետների կողմից: Բոնդարյուկ, ավելի ուշ՝ NPO Krasnaya Zvezda (գլխավոր դիզայներ՝ Գ.Մ. Գրյազնով)։ Դնեպրոպետրովսկի կոնստրուկտորական բյուրոյին Յուժմաշ (գլխավոր կոնստրուկտոր՝ Մ.Կ. Յանգել) հանձնարարվել է ստեղծել արձակման սարք՝ արբանյակը ուղեծիր դուրս բերելու համար։

«Բուկ» աշխատանքային ժամերը՝ 1-3 ամիս։ Եթե ​​տեղադրումը ձախողվեր, արբանյակը տեղափոխվեց երկարաժամկետ ուղեծիր՝ 1000 կմ բարձրությամբ։ Գրեթե 20 տարվա արձակումների ընթացքում գրանցվել է արբանյակի Երկիր ընկնելու երեք դեպք՝ երկուսը՝ օվկիանոս, իսկ մեկը՝ ցամաքում, Կանադայում՝ Մեծ ստրկատիրական լճի շրջակայքում: Այնտեղ է ընկել Space-954-ը, որն արձակվել է 1978 թվականի հունվարի 24-ին։ Նա աշխատել է 3,5 ամիս։ Արբանյակի ուրանի տարրերն ամբողջությամբ այրվել են մթնոլորտում։ Գետնի վրա հայտնաբերվել են միայն բերիլիումի ռեֆլեկտորի մնացորդներ և կիսահաղորդչային մարտկոցներ։ (Այս բոլոր տվյալները բերված են «Առավոտյան լույս» գործողության վերաբերյալ ԱՄՆ-ի և Կանադայի ատոմային հանձնաժողովների համատեղ զեկույցում):

Տոպազի ջերմային արտանետումների ատոմակայանում օգտագործվել է մինչև 150 կՎտ հզորությամբ ջերմային ռեակտոր։ Ուրանի ամբողջական բեռնվածությունը մոտ 12 կգ էր՝ զգալիորեն պակաս, քան Բուկինը: Ռեակտորի միջուկը վառելիքի տարրերն էին` «զարդանախշերը», մշակված և արտադրված Մալիխի խմբի կողմից։ Դրանք ջերմային տարրերի շղթա էին. կաթոդը վոլֆրամի կամ մոլիբդենի «մատնոց» էր՝ լցված ուրանի օքսիդով, իսկ անոդը՝ բարակ պատերով նիոբիումի խողովակ՝ սառեցված հեղուկ նատրիում-կալիումով։ Կաթոդի ջերմաստիճանը հասել է 1650 ° C: Տեղադրման էլեկտրական հզորությունը հասել է 10 կՎտ-ի։

Թռիչքի առաջին նախատիպը՝ «Կոսմոս-1818» արբանյակը՝ «Թոփազ» կայանքով, ուղեծիր մտավ 1987 թվականի փետրվարի 2-ին և առանց ձախողման աշխատեց վեց ամիս, մինչև ցեզիումի պաշարները սպառվեցին։ Երկրորդ արբանյակը՝ Cosmos-1876-ը, մեկնարկեց մեկ տարի անց: Նա ուղեծրում աշխատել է գրեթե երկու անգամ ավելի երկար։ «Թոփազ»-ի հիմնական մշակողը եղել է OKB MMZ «Soyuz»-ը, որը գլխավորում էր Ս.Կ. Թումանսկի (ավիացիոն շարժիչների դիզայներ Ա.Ա.Միկուլինի նախկին նախագծային բյուրո):

Սա 1950-ականների վերջին էր, երբ մենք աշխատում էինք իոնային շարժիչ սարքի վրա, և նա աշխատում էր երրորդ աստիճանի շարժիչի վրա, որը նախատեսված էր հրթիռի համար, որը պետք է թռչեր լուսնի շուրջը և վայրէջք կատարեր դրա վրա: Մելնիկովի լաբորատորիայի մասին հիշողությունները թարմ են մինչ օրս։ Այն գտնվում էր Պոդլիպկիում (այժմ՝ Կորոլյով քաղաքը), OKB-1-ի թիվ 3 տեղում։ Շուրջ 3000 մ2 տարածքով հսկայական արհեստանոց, որը պատված է տասնյակ գրասեղաններով՝ 100 մմ գլանափաթեթով թղթի վրա ձայնագրող օղակաձև օսցիլոսկոպներով (սա դեռ անցյալ դարաշրջան էր, այսօր բավական կլիներ մեկ անհատական ​​համակարգիչ): Արտադրամասի ճակատային պատին տեղադրված է ստենդ, որտեղ տեղադրված է «լուսնային» հրթիռային շարժիչի այրման պալատը։ Օսցիլոսկոպները գազի արագության, ճնշման, ջերմաստիճանի և այլ պարամետրերի սենսորներից միացված են հազարավոր լարերի: Օրը սկսվում է 9.00-ին շարժիչի բռնկումով։ Այն աշխատում է մի քանի րոպե, այնուհետև կանգնեցնելուց անմիջապես հետո առաջին հերթափոխի մեխանիկների թիմը ապամոնտաժում է այն, ուշադիր զննում և չափում այրման պալատը: Միաժամանակ վերլուծվում են օսցիլոսկոպի ժապավենները և տրվում են դիզայնի փոփոխությունների առաջարկություններ։ Երկրորդ հերթափոխ. դիզայներները և արտադրամասի աշխատողները կատարում են առաջարկվող փոփոխությունները: Երրորդ հերթափոխում ստենդում տեղադրվում է նոր այրման խցիկ և դիագնոստիկ համակարգ։ Մեկ օր անց՝ ուղիղ ժամը 9.00-ին, տեղի կունենա հաջորդ նիստը։ Եվ այսպես, առանց հանգստյան օրերի շաբաթներով, ամիսներով: Տարեկան ավելի քան 300 շարժիչի տարբերակներ:

Այսպես ստեղծվեցին քիմիական հրթիռների շարժիչները, որոնք պետք է աշխատեին ընդամենը 20-30 րոպե։ Ի՞նչ կարող ենք ասել ատոմակայանների փորձարկումների ու մոդիֆիկացիաների մասին՝ հաշվարկն այն էր, որ դրանք պետք է աշխատեն մեկ տարուց ավելի։ Սա իսկապես հսկայական ջանքեր էր պահանջում:

Միջուկային հրթիռային շարժիչ՝ հրթիռային շարժիչ, որի սկզբունքը հիմնված է միջուկային ռեակցիայի կամ ռադիոակտիվ քայքայման վրա, մինչդեռ էներգիա է թողարկվում, որը տաքացնում է աշխատանքային հեղուկը, որը կարող է լինել ռեակցիայի արտադրանքը կամ որևէ այլ նյութ, օրինակ՝ ջրածինը։

Եկեք նայենք գործողությունների տարբերակներին և սկզբունքներին ...

Գործողության վերը նկարագրված սկզբունքով կան հրթիռային շարժիչների մի քանի տեսակներ՝ միջուկային, ռադիոիզոտոպային, ջերմամիջուկային։ Օգտագործելով միջուկային հրթիռային շարժիչներ, հատուկ իմպուլսային արժեքներ կարելի է ձեռք բերել զգալիորեն ավելի բարձր, քան նրանք, որոնք կարելի է ձեռք բերել քիմիական հրթիռային շարժիչներից: Հատուկ իմպուլսի բարձր արժեքը բացատրվում է աշխատանքային հեղուկի արտահոսքի բարձր արագությամբ՝ մոտ 8-50 կմ/վրկ։ Միջուկային շարժիչի մղման ուժը համեմատելի է քիմիական շարժիչների հետ, ինչը հնարավորություն կտա ապագայում բոլոր քիմիական շարժիչները փոխարինել միջուկայիններով։

Ամբողջական փոխարինման հիմնական խոչընդոտը միջուկային հրթիռային շարժիչների պատճառով շրջակա միջավայրի ռադիոակտիվ աղտոտումն է:

Դրանք բաժանվում են երկու տեսակի՝ պինդ և գազային փուլերի։ Առաջին տիպի շարժիչներում տրոհվող նյութը տեղադրվում է զարգացած մակերեսով ձողերի հավաքույթներում։ Սա թույլ է տալիս արդյունավետորեն տաքացնել գազային աշխատանքային հեղուկը, սովորաբար ջրածինը գործում է որպես աշխատանքային հեղուկ: Ժամկետը սահմանափակ է առավելագույն ջերմաստիճանաշխատանքային հեղուկ, որն, իր հերթին, ուղղակիորեն կախված է առավելագույնից թույլատրելի ջերմաստիճանկառուցվածքային տարրեր, և այն չի գերազանցում 3000 Կ-ը: Գազաֆազ միջուկային հրթիռային շարժիչներում տրոհվող նյութերը գտնվում են. գազային վիճակ... Աշխատանքային տարածքում դրա պահպանումն իրականացվում է էլեկտրամագնիսական դաշտի ազդեցությամբ։ Այս տեսակի միջուկային հրթիռային շարժիչների համար կառուցվածքային տարրերը կանխարգելիչ չեն, հետևաբար, աշխատանքային հեղուկի արագությունը կարող է գերազանցել 30 կմ / վրկ: Նրանք կարող են օգտագործվել որպես առաջին փուլի շարժիչներ՝ անկախ տրոհվող նյութի արտահոսքից:

70-ական թթ. XX դար ԱՄՆ-ում և Խորհրդային Միությունում ակտիվորեն փորձարկվել են պինդ ֆազային տրոհվող նյութով միջուկային հրթիռային շարժիչներ։ ԱՄՆ-ում մշակվել է NERVA ծրագրի շրջանակներում փորձարարական միջուկային հրթիռային շարժիչ ստեղծելու ծրագիր։

Ամերիկացիները ստեղծեցին հեղուկ ջրածնով սառեցված գրաֆիտի ռեակտոր, որը տաքացվում էր, գոլորշիացվում և արտանետվում հրթիռի վարդակով։ Գրաֆիտի ընտրությունը թելադրված էր նրա ջերմաստիճանի դիմադրությամբ։ Ըստ այս նախագծի՝ ստացված շարժիչի հատուկ իմպուլսը պետք է երկու անգամ գերազանցեր քիմիական շարժիչներին բնորոշ համապատասխան ցուցանիշը՝ 1100 կՆ մղումով։ Nerva ռեակտորը պետք է աշխատեր որպես Saturn V մեկնարկային մեքենայի երրորդ փուլի մաս, բայց լուսնային ծրագրի փակման և այս դասի հրթիռային շարժիչների համար այլ առաջադրանքների բացակայության պատճառով ռեակտորը երբեք գործնականում չի փորձարկվել:

Գազաֆազ միջուկային հրթիռային շարժիչը ներկայումս գտնվում է տեսական մշակման փուլում: Գազաֆազ միջուկային շարժիչում նախատեսվում է օգտագործել պլուտոնիում, որի դանդաղ շարժվող գազի հոսքը շրջապատված է սառեցնող ջրածնի ավելի արագ հոսքով։ Ուղեծրի վրա տիեզերական կայաններ MIR-ը և ISS-ը փորձեր են անցկացրել, որոնք կարող են խթան հաղորդել գազաֆազային շարժիչների հետագա զարգացմանը:

Այսօր կարելի է ասել, որ Ռուսաստանը փոքր-ինչ «սառեցրել է» իր հետազոտությունները միջուկային շարժիչ համակարգերի ոլորտում։ Ռուս գիտնականների աշխատանքն ավելի շատ ուղղված է ատոմակայանների հիմնական ագրեգատների և հավաքների զարգացմանն ու կատարելագործմանը, ինչպես նաև դրանց միավորմանը։ Այս ոլորտում հետագա հետազոտությունների առաջնահերթ ուղղությունը միջուկային էներգիայի շարժիչ համակարգերի ստեղծումն է, որոնք կարող են աշխատել երկու ռեժիմով։ Առաջինը միջուկային հրթիռային շարժիչի ռեժիմն է, իսկ երկրորդը՝ գեներացնող էլեկտրաէներգիա տեղադրելու եղանակը՝ տիեզերանավի վրա տեղադրված սարքավորումները սնուցելու համար։