Անցյալ տարեվերջին ռուս հրթիռային զորքերռազմավարական նպատակներով փորձարկվել է բոլորովին նոր զենք, որի գոյությունը, ինչպես նախկինում ենթադրվում էր, անհնար է։ Միջուկային շարժիչով թեւավոր հրթիռը, որը ռազմական փորձագետների կողմից նշանակվել է 9M730, հենց այն նոր զենքն է, որի մասին նախագահ Պուտինը խոսել է Դաշնային ժողովին ուղղված իր ելույթում: Հրթիռի փորձարկումն իրականացվել է ենթադրաբար փորձարկման վայրում։ Նոր երկիր, նախնական 2017 թվականի աշնան վերջին, սակայն ստույգ տվյալները շուտով չեն գաղտնազերծվի։ Հրթիռի մշակողը, ենթադրաբար, նաև «Նովատոր» փորձարարական նախագծման բյուրոն է (քաղաք Եկատերինբուրգ)։ Ըստ իրավասու աղբյուրների՝ հրթիռը թիրախին խոցել է նորմալ ռեժիմով, և փորձարկումները համարվել են լիովին հաջող։ Ավելին, լրատվամիջոցները հրապարակեցին ենթադրյալ լուսանկարներ ատոմակայանով նոր հրթիռի արձակման (վերևում) և նույնիսկ անուղղակի հաստատում, որը կապված է Գրոմովի LII-ի Il-976 թռչող լաբորատորիայի անմիջական հարևանությամբ փորձարկման գնահատված պահին առկայության հետ: Ռոսատոմի նշաններով։ Այնուամենայնիվ, ավելի շատ հարցեր են առաջացել. Իրատեսակա՞ն է անսահմանափակ հեռահարությամբ թռիչք իրականացնելու հրթիռի հայտարարված հնարավորությունը և ինչպե՞ս է դա ձեռք բերվում։

Ատոմակայանի հետ թեւավոր հրթիռի բնութագրերը

Վլադիմիր Պուտինի ելույթից անմիջապես հետո ԶԼՄ-ներում հայտնված միջուկային զենքով թեւավոր հրթիռի բնութագրերը կարող են տարբերվել իրականից, որը հայտնի կդառնա ավելի ուշ։ Մինչ օրս հանրությանը հայտնի են դարձել հրթիռի չափի և կատարողականի բնութագրերի վերաբերյալ հետևյալ տվյալները.

Երկարություն
- սկսելով- ոչ պակաս, քան 12 մետր,
- երթ- ոչ պակաս, քան 9 մետր,

Հրթիռի մարմնի տրամագիծը- մոտ 1 մետր,
Մարմնի լայնությունը- մոտ 1,5 մետր,
Պոչի բարձրությունը- 3,6 - 3,8 մետր

Ռուսական միջուկային շարժիչով թեւավոր հրթիռի գործարկման սկզբունքը

Մի քանի երկրներ միանգամից ատոմակայանով հրթիռներ էին մշակում, և զարգացումը սկսվեց հեռավոր 1960-ական թվականներին։ Ինժեներների կողմից առաջարկված նախագծերը տարբերվում էին միայն մանրամասներով. պարզեցված ձևով, շահագործման սկզբունքը կարելի է նկարագրել հետևյալ կերպ. միջուկային ռեակտորը տաքացնում է խառնուրդը, որը մտնում է հատուկ տարաներ (տարբեր տարբերակներ՝ ամոնիակից մինչև ջրածին), որին հաջորդում է վարդակներով արտանետում։ տակ բարձր ճնշում... Այնուամենայնիվ, թեւավոր հրթիռի տարբերակը, որի մասին խոսեց ՌԴ նախագահը, չի համապատասխանում նախկինում մշակված նախագծման օրինակներից ոչ մեկին:

Բանն այն է, որ, ըստ Պուտինի, հրթիռը թռիչքի գրեթե անսահմանափակ հեռահարություն ունի։ Սա, իհարկե, չի կարող հասկանալ, որ հրթիռը կարող է տարիներ շարունակ թռչել, բայց դա կարող է դիտվել որպես ուղղակի ցուցում, որ նրա թռիչքի հեռահարությունը շատ անգամ ավելի մեծ է, քան ժամանակակից թեւավոր հրթիռների թռիչքի հեռահարությունը: Երկրորդ կետը, որը չի կարելի անտեսել, նույնպես կապված է հայտարարված թռիչքի անսահմանափակ հեռահարության և, համապատասխանաբար, թեւավոր հրթիռների էներգաբլոկի շահագործման հետ։ Օրինակ, RD-0410 շարժիչով փորձարկված տարասեռ ջերմային նեյտրոնային ռեակտորը, որը մշակվել է Կուրչատովի, Կելդիշի և Կորոլևի կողմից, ունեցել է ընդամենը 1 ժամ փորձարկման ժամկետ, և այս դեպքում նման թռիչքի անսահմանափակ հեռահարություն չի կարող լինել։ միջուկային շարժիչով թեւավոր հրթիռ.խոսք.

Այս ամենը հուշում է, որ ռուս գիտնականներն առաջարկել են կառուցվածքի բոլորովին նոր, նախկինում չդիտարկված հայեցակարգ, որտեղ նյութն օգտագործվում է տաքացնելու և հետագայում վարդակից դուրս հանելու համար, որը մեծ հեռավորությունների վրա սպառման շատ խնայող ռեսուրս ունի: Որպես օրինակ, դա կարող է լինել բոլորովին նոր տեսակի միջուկային ռեակտիվ շարժիչ (NAVRD), որի մեջ գտնվում է աշխատանքային զանգվածը մթնոլորտային օդըկոմպրեսորների միջոցով մղվում են աշխատանքային տանկերի մեջ, որոնք ջեռուցվում են միջուկային կայանքով, այնուհետև արտանետվում են վարդակների միջոցով:

Հարկ է նաև նշել, որ Վլադիմիր Պուտինի հայտարարած միջուկային էներգաբլոկով թեւավոր հրթիռը կարող է թռչել հակաօդային և հակահրթիռային պաշտպանության համակարգերի ակտիվ գործողության գոտիների շուրջ, ինչպես նաև պահել դեպի թիրախ ուղին ցածր և ծայրահեղ ցածր մակարդակներում։ բարձրությունները. Դա հնարավոր է միայն հրթիռը համալրելով տեղանքի լանդշաֆտին հետևելու համակարգերով, որոնք դիմացկուն են հակառակորդի էլեկտրոնային պատերազմի հետևանքով առաջացած միջամտությանը:

Ալեքսանդր Լոսև

Հրթիռային և տիեզերական տեխնոլոգիաների արագ զարգացում XX դարումպայմանավորված էր երկու գերտերությունների՝ ԽՍՀՄ-ի և ԱՄՆ-ի ռազմա-ռազմավարական, քաղաքական և որոշ չափով գաղափարական նպատակներով ու շահերով, և բոլոր պետական ​​տիեզերական ծրագրերը նրանց ռազմական նախագծերի շարունակությունն էին, որտեղ. հիմնական խնդիրանհրաժեշտություն կար ապահովել պաշտպանունակություն և ռազմավարական հավասարություն պոտենցիալ թշնամու հետ։ Սարքավորումների ստեղծման և շահագործման ծախսերն այն ժամանակ սկզբունքային նշանակություն չունեին։ Հսկայական ռեսուրսներ են հատկացվել արձակման մեքենաների և տիեզերանավերի ստեղծմանը, և 1961 թվականին Յուրի Գագարինի թռիչքի 108 րոպեները և 1969 թվականին լուսնային մակերևույթից Նիլ Արմսթրոնգի և Բազ Օլդրինի հեռուստատեսային հեռարձակումը ոչ միայն գիտական ​​և տեխնիկական մտքի հաղթանակներ էին, այլ դրանք։ համարվել են նաև ռազմավարական հաղթանակներ Սառը պատերազմի մարտերում։

Բայց այն բանից հետո, երբ Խորհրդային Միությունը փլուզվեց և դուրս մնաց համաշխարհային առաջնորդության մրցավազքից, նրա աշխարհաքաղաքական հակառակորդները, առաջին հերթին Միացյալ Նահանգները, այլևս կարիք չունեին իրականացնելու հեղինակավոր, բայց չափազանց ծախսատար տիեզերական նախագծեր՝ ամբողջ աշխարհին ապացուցելու համար արևմտյան տնտեսական գերակայությունը։ համակարգ և գաղափարական հասկացություններ։
90-ականներին անցած տարիների հիմնական քաղաքական խնդիրները կորցրին իրենց արդիականությունը, բլոկային դիմակայությունը փոխարինվեց գլոբալիզացմամբ, աշխարհում տիրեց պրագմատիզմը, ուստի տիեզերական ծրագրերի մեծ մասը կրճատվեցին կամ հետաձգվեցին, անցյալի լայնածավալ նախագծերից մնաց միայն ISS-ը։ որպես ժառանգություն։ Բացի այդ, արևմտյան ժողովրդավարությունն ապահովել է բոլոր ծախսերը կառավարության ծրագրերըկախված ընտրական ցիկլերից։
Իշխանությունը ձեռք բերելու կամ պահպանելու համար անհրաժեշտ ընտրողների աջակցությունը ստիպում է քաղաքական գործիչներին, խորհրդարաններին և կառավարություններին հակվել դեպի պոպուլիզմ և լուծել անմիջական խնդիրները, ուստի տիեզերքի հետախուզման ծախսերը տարեցտարի նվազում են:
Հիմնարար հայտնագործությունների մեծ մասն արվել է քսաներորդ դարի առաջին կեսին, իսկ մեր օրերում գիտությունն ու տեխնիկան հասել են որոշակի սահմանների, ավելին, ժողովրդականությունը նվազել է ամբողջ աշխարհում։ գիտական ​​գիտելիքներ, իսկ մաթեմատիկայի, ֆիզիկայի և այլ բնական գիտությունների դասավանդման որակը վատացել է։ Սա դարձել է վերջին երկու տասնամյակների լճացման պատճառը, այդ թվում՝ տիեզերական ոլորտում։
Բայց հիմա ակնհայտ է դառնում, որ աշխարհը մոտենում է անցյալ դարի հայտնագործությունների վրա հիմնված մեկ այլ տեխնոլոգիական ցիկլի ավարտին։ Հետևաբար, ցանկացած ուժ, որը կունենա սկզբունքորեն նոր խոստումնալից տեխնոլոգիաներ գլոբալ տեխնոլոգիական կարգի փոփոխության պահին, ինքնաբերաբար կապահովի իրեն համաշխարհային առաջնորդությունը առնվազն հաջորդ հիսուն տարիների ընթացքում:

NRE-ի հիմնական սարքը ջրածնով որպես աշխատանքային հեղուկ

Սա ճանաչված է և՛ Միացյալ Նահանգներում, որտեղ որդեգրվել է ամերիկյան մեծությունը գործունեության բոլոր ոլորտներում վերակենդանացնելու կուրս, և՛ Չինաստանում, որը մարտահրավեր է նետում ամերիկյան հեգեմոնիային, և՛ Եվրամիությունում, որն իր ողջ ուժով փորձում է պահպանել. դրա կշիռը համաշխարհային տնտեսության մեջ։
Այնտեղ արդյունաբերական քաղաքականություն կա, և նրանք լրջորեն զբաղված են սեփական գիտական, տեխնիկական և արտադրական ներուժի զարգացմամբ, և տիեզերական ոլորտը կարող է դառնալ նոր տեխնոլոգիաների զարգացման լավագույն փորձադաշտը և ապացուցելու կամ հերքելու գիտական ​​վարկածները, որոնք կարող են հիմք դնել։ սկզբունքորեն տարբերվող, ապագայի ավելի առաջադեմ տեխնոլոգիա ստեղծելու համար:
Եվ միանգամայն բնական է ակնկալել, որ Միացյալ Նահանգները կլինի առաջին երկիրը, որտեղ կվերսկսվեն տիեզերքի խորը հետախուզման նախագծերը՝ զենքի, տրանսպորտի և կառուցվածքային նյութերի, ինչպես նաև կենսաբժշկության և հեռահաղորդակցության ոլորտում եզակի նորարարական տեխնոլոգիաներ ստեղծելու համար։
Ճիշտ է, նույնիսկ ԱՄՆ-ի համար հեղափոխական տեխնոլոգիաների ստեղծման ճանապարհին հաջողությունը երաշխավորված չէ։ Կես դար առաջ քիմիական վառելիքի վրա հիմնված հրթիռային շարժիչների կատարելագործման մեծ վտանգ կա, ինչպես դա անում է Իլոն Մասկի SpaceX-ը, կամ ստեղծելով կյանքի աջակցության համակարգեր երկար թռիչքի համար, որոնք նման են ISS-ում արդեն իրականացվածներին:
Ռուսաստանը, որի լճացումը տիեզերական ոլորտում տարեցտարի ավելի նկատելի է դառնում, կարո՞ղ է բեկում մտցնել ապագա տեխնոլոգիական առաջնորդության մրցավազքում՝ մնալու գերտերությունների ակումբում, այլ ոչ թե զարգացող երկրների ցանկում։
Այո, իհարկե, Ռուսաստանը կարող է, և ավելին, ատոմային էներգետիկայի և միջուկային հրթիռային տեխնոլոգիաների ոլորտում արդեն իսկ նկատելի քայլ է արվել՝ չնայած տիեզերական արդյունաբերության խրոնիկ թերֆինանսավորմանը։
Տիեզերագնացության ապագան միջուկային էներգիայի օգտագործումն է։ Հասկանալու համար, թե ինչպես են միջուկային տեխնոլոգիաները և տիեզերքը կապված, անհրաժեշտ է դիտարկել ռեակտիվ շարժիչի հիմնական սկզբունքները:
Այսպիսով, ժամանակակից տիեզերական շարժիչների հիմնական տեսակները ստեղծվել են քիմիական էներգիայի սկզբունքներով։ Սրանք պինդ շարժիչով խթանիչներ են և հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչներ, որոնց այրման խցերում շարժիչի բաղադրիչները (վառելիք և օքսիդիչ), մտնելով էկզոտերմիկ ֆիզիկաքիմիական այրման ռեակցիա, ձևավորում են ռեակտիվ հոսք, որը յուրաքանչյուր վայրկյան արտանետում է տոննա նյութեր շարժիչի վարդակից: Շիթի աշխատանքային հեղուկի կինետիկ էներգիան վերածվում է ռեակտիվ ուժի, որը բավարար է հրթիռի շարժման համար։ Նման քիմիական շարժիչների հատուկ իմպուլսը (ստեղծվող մղման հարաբերակցությունը օգտագործվող վառելիքի զանգվածին) կախված է վառելիքի բաղադրիչներից, այրման պալատում ճնշումից և ջերմաստիճանից, ինչպես նաև գազային խառնուրդի մոլեկուլային քաշից, որը արտանետվում է միջով: շարժիչի վարդակ.
Եվ որքան բարձր է նյութի ջերմաստիճանը և ճնշումը այրման պալատի ներսում, և որքան ցածր է գազի մոլեկուլային քաշը, այնքան բարձր է հատուկ իմպուլսը և հետևաբար շարժիչի արդյունավետությունը: Հատուկ իմպուլսը շարժման քանակն է, և ընդունված է այն չափել վայրկյանում մետրերով, ինչպես նաև արագությամբ։
Քիմիական շարժիչներում ամենամեծ հատուկ ազդակը տալիս են թթվածին-ջրածին և ֆտոր-ջրածին վառելիքի խառնուրդները (4500-4700 մ/վ), բայց ամենահայտնին (և շահագործման մեջ հարմար) հրթիռային շարժիչներն են, որոնք աշխատում են, օրինակ, կերոսինի և թթվածնի վրա: , Սոյուզի և հրթիռների «Falcon» դիմակ, ինչպես նաև շարժիչներ ասիմետրիկ դիմեթիլհիդրազինի վրա (UDMH) օքսիդացնող նյութով ազոտի տետրոքսիդի և ազոտական ​​թթվի խառնուրդի տեսքով (խորհրդային և ռուսական «Պրոտոն», ֆրանսիական «Արիան», ամերիկյան «Տիտան» »): Դրանց արդյունավետությունը 1,5 անգամ ցածր է ջրածնային վառելիքով աշխատող շարժիչներից, սակայն 3000 մ/վրկ իմպուլսը և հզորությունը բավականին բավարար են, որպեսզի տնտեսապես շահավետ լինի տոննաներով ծանրաբեռնվածություն արձակելու ցածր երկրային ուղեծրեր:
Սակայն այլ մոլորակներ թռիչքները շատ բան են պահանջում ավելի մեծ չափս տիեզերանավերքան այն ամենը, ինչ նախկինում ստեղծվել է մարդկության կողմից, ներառյալ մոդուլային ISS-ը: Այս նավերում անհրաժեշտ է ապահովել ինչպես անձնակազմի երկարաժամկետ ինքնավար գոյությունը, այնպես էլ վառելիքի որոշակի մատակարարում և շարժիչ շարժիչների և շարժիչների ծառայության ժամկետը մանևրների և ուղեծրի ուղղման համար, ապահովել տիեզերագնացների առաքում հատուկ վայրէջքի մոդուլ այլ մոլորակի մակերևույթ, և նրանց վերադարձը հիմնական տրանսպորտային նավ, այնուհետև արշավախմբի վերադարձը Երկիր:
Կուտակված ինժեներական և տեխնիկական գիտելիքները և շարժիչների քիմիական էներգիան թույլ են տալիս մեզ վերադառնալ Լուսին և հասնել Մարս, ուստի մեծ հավանականություն կա, որ հաջորդ տասնամյակում մարդկությունը կայցելի Կարմիր մոլորակ:
Եթե ​​հենվենք միայն առկա տիեզերական տեխնոլոգիաների վրա, ապա դեպի Մարս կամ Յուպիտերի և Սատուրնի արբանյակներ թռչելու համար բնակեցված մոդուլի նվազագույն զանգվածը կկազմի մոտավորապես 90 տոննա, ինչը 3 անգամ ավելի է, քան վաղ շրջանի լուսնային նավերը։ 1970-ական թթ., ինչը նշանակում է, որ դեպի Մարս հետագա թռիչքի համար ուղեծրերում դրանց տեղադրման համար արձակման մեքենաները շատ ավելի մեծ կլինեն, քան «Ապոլոն» լուսնային նախագծի Սատուրն-5-ը (արձակման զանգվածը 2965 տոննա) կամ «Էներգիա» խորհրդային հրթիռը (արձակման զանգվածը 2400 տոննա): Անհրաժեշտ կլինի ուղեծրում ստեղծել մինչև 500 տոննա քաշով միջմոլորակային համալիր։ Թռիչք դեպի միջմոլորակային նավքիմիական հրթիռային շարժիչներով կպահանջվի 8 ամսից մինչև 1 տարի ժամանակ միայն մեկ ուղղությամբ, քանի որ դուք պետք է գրավիտացիոն մանևրներ կատարեք՝ օգտագործելով մոլորակների ձգողականության ուժը և տիեզերանավի լրացուցիչ արագացման համար վառելիքի հսկայական պաշար:
Սակայն օգտագործելով հրթիռային շարժիչների քիմիական էներգիան՝ մարդկությունը չի թռչի ավելի հեռու, քան Մարսի կամ Վեներայի ուղեծիրը: Մեզ անհրաժեշտ են տիեզերանավի թռիչքի այլ արագություններ և շարժման այլ ավելի հզոր էներգիա:

Princeton Satellite Systems միջուկային հրթիռային շարժիչի ժամանակակից նախագիծ

Խորը տարածության հետախուզման համար անհրաժեշտ է զգալիորեն մեծացնել հրթիռի շարժիչի մղման և քաշի հարաբերակցությունը և արդյունավետությունը, հետևաբար ավելացնել դրա հատուկ իմպուլսը և ծառայության ժամկետը: Եվ դրա համար անհրաժեշտ է շարժիչի խցիկի ներսում ցածր ատոմային զանգված ունեցող գազը կամ աշխատանքային հեղուկի նյութը տաքացնել մի քանի անգամ ավելի բարձր ջերմաստիճանի, քան ավանդական վառելիքի խառնուրդների քիմիական այրման ջերմաստիճանը, և դա կարելի է անել օգտագործելով միջուկային ռեակցիա.
Եթե ​​սովորական այրման խցիկի փոխարեն հրթիռային շարժիչի ներսում տեղադրվի միջուկային ռեակտոր, որի միջուկը կմատակարարվի հեղուկ կամ գազային ձևով նյութ, ապա այն տաքանում է տակ. մեծ ճնշումմինչև մի քանի հազար աստիճան, կսկսի արտանետվել վարդակ ալիքով, ստեղծելով ռեակտիվ մղում: Նման միջուկային ռեակտիվ շարժիչի հատուկ իմպուլսը մի քանի անգամ ավելի բարձր կլինի, քան սովորականը, որը հիմնված է քիմիական բաղադրիչների վրա, ինչը նշանակում է, որ ինչպես շարժիչի, այնպես էլ ամբողջ արձակման մեքենայի արդյունավետությունը մի քանի անգամ կավելանա: Այս դեպքում վառելիքի այրման համար օքսիդիչ չի պահանջվում, և թեթև ջրածնային գազը կարող է օգտագործվել որպես ռեակտիվ մղում ստեղծող նյութ, բայց մենք գիտենք, որ որքան ցածր է գազի մոլեկուլային քաշը, այնքան մեծ է իմպուլսը, և դա զգալիորեն կբերի: նվազեցնել հրթիռի զանգվածը ավելի լավ բնութագրերով շարժիչի հզորությամբ:
Միջուկային շարժիչն ավելի լավ կլինի, քան սովորականը, քանի որ ռեակտորի գոտում թեթև գազը կարող է տաքացնել 9 հազար Կելվինից ավելի ջերմաստիճանի, իսկ այդպիսի գերտաքացած գազի շիթը շատ ավելի բարձր կոնկրետ իմպուլս կապահովի, քան սովորական քիմիական շարժիչները։ ապահովել. Բայց դա տեսականորեն է:
Վտանգը նույնիսկ այն չէ, որ նման միջուկային կայանքով կրող հրթիռ արձակելիս. Միջուկային աղտոտվածությունմթնոլորտը և տարածությունը արձակման հարթակի շուրջ, հիմնական խնդիրն այն է, որ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում շարժիչն ինքնին կարող է հալվել տիեզերանավի հետ միասին: Դիզայներներն ու ինժեներները դա հասկանում են և մի քանի տասնամյակ փորձում են համապատասխան լուծումներ գտնել։
Միջուկային հրթիռային շարժիչները (NRE) ունեն տիեզերքում ստեղծման և շահագործման իրենց պատմությունը: Միջուկային շարժիչների առաջին զարգացումները սկսվել են 1950-ականների կեսերին, այսինքն՝ նույնիսկ օդաչուավոր տիեզերական թռիչքից առաջ, և գրեթե միաժամանակ ԽՍՀՄ-ում և ԱՄՆ-ում, և հենց գաղափարը՝ միջուկային ռեակտորներ օգտագործելու՝ հրթիռում աշխատանքային նյութը տաքացնելու համար։ շարժիչը ծնվել է առաջին ռեկտորների հետ միասին 40-ականների կեսերին, այսինքն՝ ավելի քան 70 տարի առաջ։
Մեր երկրում միջուկային հրթիռային շարժիչի ստեղծման նախաձեռնողը դարձավ ջերմային ֆիզիկոս Վիտալի Միխայլովիչ Իևլևը: 1947 թվականին նա ներկայացրել է մի նախագիծ, որին աջակցել են Ս.Պ.Կորոլյովը, Ի.Վ.Կուրչատովը և Մ.Վ.Կելդիշը։ Սկզբում նախատեսվում էր նման շարժիչներ օգտագործել թեւավոր հրթիռների համար, իսկ հետո դնել բալիստիկ հրթիռներ։ Մշակումը ստանձնել են Խորհրդային Միության առաջատար պաշտպանական նախագծային բյուրոները, ինչպես նաև NIITP, TsIAM, IAE, VNIINM գիտահետազոտական ​​ինստիտուտները:
Խորհրդային միջուկային շարժիչը RD-0410 հավաքվել է 60-ականների կեսերին Քիմիական ավտոմատիկայի Վորոնեժի նախագծային բյուրոյի կողմից, որտեղ ստեղծվել են տիեզերական տեխնոլոգիաների համար նախատեսված հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների մեծ մասը:
Ջրածինը որպես աշխատանքային հեղուկ օգտագործվել է RD-0410-ում, որը հեղուկ տեսքով անցել է «սառեցնող բաճկոնով»՝ հեռացնելով ավելորդ ջերմությունը վարդակների պատերից և կանխելով դրա հալվելը, այնուհետև մտել ռեակտորի միջուկ, որտեղ այն տաքացվել է մինչև 3000K: և արտանետվում է ալիքի վարդակների միջով, այդպիսով ջերմային էներգիան վերածելով կինետիկ էներգիայի և ստեղծելով 9100 մ/վրկ հատուկ իմպուլս:
ԱՄՆ-ում NRM նախագիծը գործարկվել է 1952 թվականին, իսկ առաջին գործող շարժիչը ստեղծվել է 1966 թվականին և ստացել NERVA (Հրթիռային մեքենայի կիրառման միջուկային շարժիչ) անվանումը։ 60-70-ական թվականներին Խորհրդային Միությունը և ԱՄՆ-ն փորձում էին չզիջել միմյանց։
Ճիշտ է, և՛ մեր RD-0410-ը, և՛ ամերիկյան NERVA-ն պինդ փուլային NRE էին (ուրանի կարբիդների վրա հիմնված միջուկային վառելիքը ռեակտորում պինդ վիճակում էր), և դրանց աշխատանքային ջերմաստիճանըեղել է 2300-3100K միջակայքում:
Միջուկի ջերմաստիճանը առանց ռեակտորի պատերի պայթյունի կամ հալման ռիսկի բարձրացնելու համար անհրաժեշտ է ստեղծել այնպիսի պայմաններ միջուկային ռեակցիայի համար, երբ վառելիքը (ուրանը) անցնում է գազային վիճակի կամ վերածվում պլազմայի և պահվում է ռեակտորի ներսում։ շնորհիվ ուժեղ մագնիսական դաշտըառանց պատերին դիպչելու. Եվ այնուհետև ռեակտորի միջուկ մտնող ջրածինը գազային փուլում «հոսում է» ուրանի շուրջը և, վերածվելով պլազմայի, շատ մեծ արագությամբ արտանետվում է վարդակային ալիքով։
Այս տեսակի շարժիչը կոչվում է գազաֆազ YARD: Նման միջուկային շարժիչներում գազային ուրանի վառելիքի ջերմաստիճանը կարող է տատանվել 10 հազարից մինչև 20 հազար Կելվին, իսկ հատուկ իմպուլսը հասնում է 50,000 մ/վրկ-ի, ինչը 11 անգամ ավելի բարձր է, քան ամենաարդյունավետ քիմիական հրթիռային շարժիչները:
Բաց և փակ տիպերի գազաֆազային NRE-ի ստեղծումն ու օգտագործումը տիեզերական տեխնոլոգիայում ամենաշատն է խոստումնալից ուղղությունտիեզերական հրթիռային շարժիչների մշակում և այն, ինչ անհրաժեշտ է մարդկությանը Արեգակնային համակարգի մոլորակներին և նրանց արբանյակներին տիրապետելու համար:
Գազաֆազային միջուկային ռեակտորի նախագծի վերաբերյալ առաջին հետազոտությունը սկսվել է ԽՍՀՄ-ում 1957 թվականին Ջերմային գործընթացների գիտահետազոտական ​​ինստիտուտում (Մ.Վ. Կելդիշի անունով NRC), և հենց գազաֆազ միջուկային ռեակտորների վրա հիմնված ատոմային տիեզերակայաններ ստեղծելու որոշումը կայացվել է. պատրաստվել է 1963 թվականին ակադեմիկոս Վ.Պ. Գլուշկոյի (NPO Energomash) կողմից, այնուհետև հաստատվել է ԽՄԿԿ Կենտկոմի և ԽՍՀՄ Նախարարների խորհրդի հրամանագրով:
Խորհրդային Միությունում երկու տասնամյակ շարունակվում էր գազաֆազային NRM-ի մշակումը, սակայն, ցավոք, այն այդպես էլ չավարտվեց անբավարար ֆինանսավորման և լրացուցիչ անհրաժեշտության պատճառով։ հիմնարար հետազոտությունմիջուկային վառելիքի և ջրածնի պլազմայի թերմոդինամիկայի, նեյտրոնների ֆիզիկայի և մագնիտոհիդրոդինամիկայի բնագավառում։
Խորհրդային միջուկային գիտնականները և նախագծող ինժեներները բախվել են մի շարք խնդիրների, ինչպիսիք են՝ հասնելու կարևորության և գազաֆազ միջուկային ռեակտորի աշխատանքի կայունության ապահովման, հալած ուրանի կորստի նվազեցմանը ջեռուցվող ջրածնի արտանետման ժամանակ մինչև մի քանի հազար աստիճան, ջերմային պաշտպանություն։ վարդակ և մագնիսական դաշտի գեներատոր, ուրանի տրոհման արտադրանքի կուտակում, քիմիապես դիմացկուն շինանյութերի ընտրություն և այլն։
Եվ երբ «Էներգիա» կրիչ հրթիռը սկսեց ստեղծվել դեպի Մարս առաջին մարդատար թռիչքի խորհրդային «Մարս-94» ծրագրի համար, միջուկային շարժիչի նախագիծը անորոշ ժամանակով հետաձգվեց։ Խորհրդային Միությունը բավարար ժամանակ չուներ, և ամենակարևորը՝ քաղաքական կամք և տնտեսական արդյունավետություն՝ իրականացնելու մեր տիեզերագնացների վայրէջքը Մարս մոլորակի վրա 1994 թվականին։ Սա անվիճելի ձեռքբերում և ապացույց կլինի բարձր տեխնոլոգիաների ոլորտում մեր առաջատար լինելու առաջիկա մի քանի տասնամյակների ընթացքում: Բայց տիեզերքը, ինչպես շատ այլ բաներ, դավաճանվեց ԽՍՀՄ վերջին ղեկավարության կողմից։ Պատմությունն այլևս հնարավոր չէ փոխել, ձախողված գիտնականներին և ճարտարագետներին հնարավոր չէ վերադարձնել, իսկ կորցրած գիտելիքները չեն կարող վերականգնվել: Շատ բան պետք է վերաստեղծվի։
Սակայն տիեզերական միջուկային էներգիան չի սահմանափակվում միայն պինդ և գազաֆազային NRE-ի տիրույթով։ Էլեկտրական էներգիան կարող է օգտագործվել ռեակտիվ շարժիչի մեջ նյութի տաքացվող հոսք ստեղծելու համար: Այս միտքն առաջին անգամ արտահայտել է Կոնստանտին Էդուարդովիչ Ցիոլկովսկին դեռ 1903 թվականին իր «Աշխարհի տարածությունների հետախուզում ռեակտիվ սարքերով» աշխատության մեջ։
Իսկ ԽՍՀՄ-ում առաջին էլեկտրաջերմային հրթիռային շարժիչը ստեղծվել է 1930-ական թվականներին ԽՍՀՄ ԳԱ ապագա ակադեմիկոս, NPO Energia-ի ղեկավար Վալենտին Պետրովիչ Գլուշկոյի կողմից։
Էլեկտրական հրթիռային շարժիչները կարող են աշխատել տարբեր ձևերով: Նրանք սովորաբար բաժանվում են չորս տեսակի.

• էլեկտրաջերմային (ջեռուցման կամ էլեկտրական աղեղ): Դրանցում գազը տաքացվում է մինչև 1000–5000K ջերմաստիճան և դուրս է մղվում վարդակից այնպես, ինչպես NRE-ում:
• էլեկտրաստատիկ շարժիչներ (կոլոիդ և իոնային), որոնցում աշխատանքային նյութը սկզբում իոնացվում է, իսկ այնուհետև դրական իոնները (էլեկտրոններից զուրկ ատոմները) արագանում են էլեկտրաստատիկ դաշտում և նաև արտանետվում վարդակային ալիքով՝ ստեղծելով ռեակտիվ մղում: Ստացիոնար պլազմային մղիչները կոչվում են նաև էլեկտրաստատիկ:
• մագնիտոպլազմա և մագնիսադինամիկ հրթիռային շարժիչներ: Այնտեղ գազի պլազման արագանում է ամպերի ուժով ուղղահայաց հատվող մագնիսական և էլեկտրական դաշտերում։
• իմպուլսային հրթիռային շարժիչներ, որոնք օգտագործում են գազերի էներգիան, որն առաջանում է էլեկտրական լիցքաթափման մեջ աշխատող հեղուկի գոլորշիացումից։

Այս էլեկտրական հրթիռային շարժիչների առավելությունը աշխատանքային հեղուկի ցածր սպառումն է, մինչև 60% արդյունավետությունը և մասնիկների հոսքի բարձր արագությունը, ինչը կարող է զգալիորեն նվազեցնել տիեզերանավի զանգվածը, բայց կա նաև մի թերություն՝ ցածր մղման խտությունը և, համապատասխանաբար, ցածր հզորությունը, ինչպես նաև աշխատանքային հեղուկի բարձր արժեքը (իներտ գազեր կամ ալկալիական մետաղների գոլորշիներ) պլազմա ստեղծելու համար:
Էլեկտրաշարժիչների վերը նշված բոլոր տեսակները գործնականում ներդրվել են և 60-ականների կեսերից բազմիցս օգտագործվել են տիեզերքում ինչպես խորհրդային, այնպես էլ ամերիկյան մեքենաների վրա, բայց դրանց ցածր հզորության պատճառով դրանք օգտագործվել են հիմնականում որպես ուղեծրի ուղղման շարժիչներ:
1968 թվականից մինչև 1988 թվականը ԽՍՀՄ-ում գործարկվել են «Կոսմոս» արբանյակների մի ամբողջ շարք՝ միջուկային կայանքներով: Ռեակտորների տեսակներն անվանվել են Բուկ, Տոպազ և Ենիսեյ։
Ենիսեյ նախագծի ռեակտորն ուներ մինչև 135 կՎտ ջերմային հզորություն և մոտ 5 կՎտ էլեկտրական հզորություն։ Նատրիում-կալիումի հալոցքը օգտագործվում էր որպես ջերմային կրիչ։ Այս նախագիծը փակվել է 1996թ.
Իրական շարժիչ հրթիռային շարժիչը պահանջում է շատ հզոր էներգիայի աղբյուր: Իսկ այդպիսի տիեզերական շարժիչների էներգիայի լավագույն աղբյուրը միջուկային ռեակտորն է։
Միջուկային էներգետիկան բարձր տեխնոլոգիական ոլորտներից է, որտեղ մեր երկիրը առաջատար դիրքեր է պահպանում։ Իսկ Ռուսաստանում արդեն ստեղծվում է սկզբունքորեն նոր հրթիռային շարժիչ, և այս նախագիծը մոտ է հաջող ավարտին 2018 թվականին։ Թռիչքային թեստերը նախատեսված են 2020 թվականին։
Եվ եթե գազաֆազային NRE-ն առաջիկա տասնամյակների համար այն թեման է, որին մենք պետք է վերադառնանք հիմնարար հետազոտություններ կատարելուց հետո, ապա դրա ներկայիս այլընտրանքը մեգավատտ դասի ատոմակայանն է (ԱԷԿ), և այն արդեն ստեղծվել է. «Ռոսատոմ» և «Ռոսկոսմոս» ձեռնարկությունները 2009 թվականից։
NPO Krasnaya Zvezda-ն, որն այսօր աշխարհում տիեզերական ատոմակայանների միակ մշակողն ու արտադրողն է, մասնակցում է միջուկային էներգիայի շարժիչի և տրանսպորտային-էներգետիկ մոդուլի ստեղծմանը, ինչպես նաև. Հետազոտական ​​կենտրոննրանց. M. V. Keldysh, NIKIET նրանց. N. A. Dollezhal, NII NPO Luch, Կուրչատովի ինստիտուտ, IRM, IPPE, NIIAR և NPO Mashinostroyenia:
Ատոմակայանը ներառում է բարձր ջերմաստիճանով գազով հովացվող արագ նեյտրոնային միջուկային ռեակտոր՝ ջերմային էներգիան էլեկտրական էներգիայի տուրբոմեքենայի փոխակերպման համակարգով, տիեզերք ավելորդ ջերմությունը հեռացնելու ռադիատոր-սառեցնող համակարգով, գործիքավորման և հավաքման խցիկ, միավոր Շարժիչ պլազմային կամ իոնային էլեկտրաշարժիչներ և բեռնատար բեռ տեղադրելու համար նախատեսված տարա...
Էլեկտրաէներգիայի շարժիչ համակարգում միջուկային ռեակտորը ծառայում է որպես էլեկտրականության աղբյուր էլեկտրական պլազմային շարժիչների աշխատանքի համար, մինչդեռ ռեակտորի գազային հովացուցիչը, անցնելով միջուկով, մտնում է էլեկտրական գեներատորի և կոմպրեսորի տուրբին և վերադառնում դեպի ռեակտորը փակ օղակում է և չի նետվում տիեզերք, ինչպես NRE-ում, ինչը կառուցվածքը դարձնում է ավելի հուսալի և անվտանգ, ինչը նշանակում է, որ այն հարմար է մարդատար տիեզերքի հետազոտման համար:
Նախատեսվում է, որ միջուկային շարժիչ համակարգը կօգտագործվի բազմակի օգտագործման տիեզերական քարշակի համար՝ ապահովելու բեռների առաքումը Լուսնի հետախուզման կամ բազմաֆունկցիոնալ ուղեծրային համալիրների ստեղծման ժամանակ։ Առավելությունը կլինի ոչ միայն տրանսպորտային համակարգի տարրերի բազմակի օգտագործումը (ինչին փորձում է հասնել Իլոն Մասկը իր տիեզերական նախագծեր SpaceX), բայց նաև բեռնափոխադրման եռակի զանգվածով բեռներ առաքելու հնարավորություն, քան համեմատելի հզորության քիմիական ռեակտիվ շարժիչներով հրթիռներով՝ տրանսպորտային համակարգի մեկնարկային զանգվածի նվազման պատճառով: Գործարանի հատուկ դիզայնը այն անվտանգ է դարձնում մարդկանց և Երկրի շրջակա միջավայրի համար:
2014 թվականին այս միջուկային ստանդարտ դիզայնի առաջին վառելիքի տարրը (վառելիքի տարրը): էլեկտրական շարժիչ համակարգ, իսկ 2016 թվականին փորձարկվել է ռեակտորի միջուկի զամբյուղի սիմուլյատորը։
Այժմ (2017 թ.) աշխատանքներ են տարվում մակետների վրա բաղադրիչների և հավաքների տեղադրման և փորձարկման կառուցվածքային տարրերի, ինչպես նաև տուրբոմեքենաների էներգիայի փոխակերպման համակարգերի և էներգաբլոկների նախատիպերի ինքնավար փորձարկումների վրա: Աշխատանքների ավարտը նախատեսված է հաջորդ 2018 թվականի վերջին, սակայն 2015 թվականից սկսած կուտակումները սկսել են կուտակվել։
Այսպիսով, հենց այս կայանքը ստեղծվի, Ռուսաստանը կդառնա աշխարհում միջուկային տիեզերական տեխնոլոգիաներով առաջին երկիրը, որը հիմք կհանդիսանա ոչ միայն Արեգակնային համակարգի զարգացման ապագա նախագծերի, այլև երկրային և արտաերկրային էներգիայի համար։ Տիեզերական ատոմակայանները կարող են օգտագործվել Երկիր էլեկտրաէներգիայի հեռահար փոխանցման համակարգերի ստեղծման համար կամ էլեկտրամագնիսական ճառագայթման օգտագործմամբ տիեզերական մոդուլներ: Եվ սա կդառնա նաև ապագայի առաջադեմ տեխնոլոգիան, որտեղ մեր երկիրը կունենա առաջատար դիրք։
Մշակված պլազմային էլեկտրաշարժիչների հիման վրա կստեղծվեն հզոր շարժիչ համակարգեր՝ միջքաղաքային օդաչուների թռիչքների համար տիեզերք և, առաջին հերթին, Մարսի հետախուզման համար, որի ուղեծիր կարելի է հասնել ընդամենը 1,5 ամսում, և ոչ։ ավելի քան մեկ տարում, ինչպես սովորական քիմիական ռեակտիվ շարժիչներ օգտագործելիս:…
Իսկ ապագան միշտ սկսվում է էներգետիկայի հեղափոխությունից։ Եվ ուրիշ ոչինչ։ Էներգիան առաջնային է, և դա էներգիայի սպառման քանակն է, որն ազդում է տեխնիկական առաջընթացի, պաշտպանունակության և մարդկանց կյանքի որակի վրա:

ՆԱՍԱ-ի փորձարարական պլազմային հրթիռային շարժիչ

Խորհրդային աստղաֆիզիկոս Նիկոլայ Քարդաշևը դեռ 1964 թվականին առաջարկել է քաղաքակրթությունների զարգացման սանդղակ։ Ըստ այս սանդղակի՝ քաղաքակրթությունների տեխնոլոգիական զարգացման մակարդակը կախված է էներգիայի քանակից, որը մոլորակի բնակչությունն օգտագործում է իր կարիքների համար։ Ահա թե ինչպես է I տիպի քաղաքակրթությունն օգտագործում մոլորակի վրա առկա բոլոր ռեսուրսները. II տիպի քաղաքակրթություն - ստանում է իր աստղի էներգիան, որի համակարգում այն ​​գտնվում է. իսկ III տիպի քաղաքակրթությունն օգտագործում է իր գալակտիկայի հասանելի էներգիան: Մարդկությունը դեռ չի հասունացել այս մասշտաբով I տիպի քաղաքակրթությանը: Մենք օգտագործում ենք Երկիր մոլորակի ընդհանուր պոտենցիալ էներգիայի մատակարարման միայն 0,16%-ը։ Սա նշանակում է, որ և՛ Ռուսաստանը, և՛ ամբողջ աշխարհը աճելու տեղ ունեն, և այս միջուկային տեխնոլոգիաները մեր երկրի համար ճանապարհ կբացեն ոչ միայն դեպի տիեզերք, այլև ապագա տնտեսական բարգավաճում։
Եվ, թերևս, գիտատեխնիկական ոլորտում Ռուսաստանի միակ տարբերակը այժմ միջուկային տիեզերական տեխնոլոգիաների ոլորտում հեղափոխական բեկում մտցնելն է՝ մեկ «ցատկով» հաղթահարելու երկարաժամկետ հետ մնալը առաջատարներից և անմիջապես հայտնվելու ակունքներում։ նոր տեխնոլոգիական հեղափոխություն մարդկային քաղաքակրթության հաջորդ ցիկլում։ Նման բացառիկ շանս այս կամ այն ​​երկրին բաժին է ընկնում մի քանի դարը մեկ անգամ։
Ցավոք սրտի, Ռուսաստանին, որը պատշաճ ուշադրություն չի դարձրել հիմնարար գիտություններև բարձրագույն և միջնակարգ կրթության որակը վտանգում է ընդմիշտ կորցնել այդ հնարավորությունը, եթե ծրագիրը կրճատվի, և հետազոտողների նոր սերունդը չգա փոխարինելու ներկայիս գիտնականներին և ճարտարագետներին: Աշխարհաքաղաքական և տեխնոլոգիական մարտահրավերները, որոնց կբախվի Ռուսաստանը 10-12 տարի հետո, շատ լուրջ են լինելու՝ համեմատելի 20-րդ դարի կեսերի հետ։ Ապագայում Ռուսաստանի ինքնիշխանությունն ու ամբողջականությունը պահպանելու համար հրատապ անհրաժեշտ է սկսել մասնագետների պատրաստում, որոնք կարող են արձագանքել այդ մարտահրավերներին և հիմնովին նոր բան ստեղծել։
Ռուսաստանը համաշխարհային ինտելեկտուալ և տեխնոլոգիական կենտրոն դարձնելու համար կա ընդամենը մոտ 10 տարի, և դա հնարավոր չէ անել առանց կրթության որակի լուրջ փոփոխության։ Գիտական ​​և տեխնոլոգիական բեկման համար անհրաժեշտ է կրթական համակարգին (ինչպես դպրոց, այնպես էլ համալսարան) վերադարձնել աշխարհի պատկերի, գիտական ​​հիմնարարության և գաղափարական ամբողջականության վերաբերյալ հայացքների հետևողականությունը:
Ինչ վերաբերում է տիեզերական արդյունաբերության ներկայիս լճացմանը, ապա դա մեծ խնդիր չէ։ Ֆիզիկական սկզբունքները, որոնց վրա հիմնված են ժամանակակից տիեզերական տեխնոլոգիաները, դեռ երկար ժամանակ պահանջված կլինեն սովորական արբանյակային ծառայությունների ոլորտում: Հիշեցնենք, որ մարդկությունը առագաստ է օգտագործում 5,5 հազար տարի, իսկ գոլորշու դարաշրջանը տևեց գրեթե 200 տարի, և միայն քսաներորդ դարում աշխարհը սկսեց արագ փոխվել, քանի որ տեղի ունեցավ ևս մեկ գիտական ​​և տեխնոլոգիական հեղափոխություն, որը սկիզբ դրեց նորարարությունների ալիքին: և տեխնոլոգիական պարադիգմների փոփոխություն, որն ի վերջո փոխվեց և համաշխարհային տնտեսությունև քաղաքականություն։ Գլխավորն այս փոփոխությունների ակունքներում լինելն է։

Զգուշորեն շատ տառեր:

Ռուսաստանում միջուկային շարժիչային համակարգով (ԱԷԿ) տիեզերանավի թռիչքային նախատիպը նախատեսվում է ստեղծել մինչև 2025 թվականը։ Համապատասխան աշխատանքը ամրագրված է 2016–2025 թվականների Դաշնային տիեզերական ծրագրի նախագծում (FKP-25), որն ուղարկվել է Ռոսկոսմոսի կողմից նախարարությունների հաստատմանը։

Միջմոլորակային լայնածավալ արշավախմբեր պլանավորելիս ատոմային էներգիայի համակարգերը համարվում են տիեզերքում էներգիայի հիմնական խոստումնալից աղբյուրները։ Տիեզերքում մեգավատ հզորության ապահովումը ապագայում թույլ կտա ատոմակայանին, որի ստեղծումն այժմ իրականացնում են «Ռոսատոմի» ձեռնարկությունները։

Ատոմակայանի ստեղծման բոլոր աշխատանքներն ընթանում են նախատեսված ժամկետներով։ Կարելի է մեծ վստահությամբ ասել, որ աշխատանքները կավարտվեն նպատակային ծրագրով նախատեսված ժամանակին»,- ասում է «Ռոսատոմ» պետական ​​կորպորացիայի կապի բաժնի նախագծերի ղեկավար Անդրեյ Իվանովը։

Վերջերս նախագծի շրջանակներում անցել է երկու կարևոր փուլ՝ ստեղծվել է վառելիքի տարրի յուրահատուկ դիզայն, որն ապահովում է աշխատունակությունը բարձր ջերմաստիճանների, մեծ ջերմաստիճանի գրադիենտների և բարձր չափաբաժինների ճառագայթման պայմաններում։ Հաջողությամբ ավարտվել են նաև ապագա տիեզերական էներգաբլոկի ռեակտորային նավի տեխնոլոգիական փորձարկումները։ Որպես այս թեստերի մի մաս, մարմինը ճնշվեց և 3D չափումներ կատարվեցին հիմնական մետաղի, շրջանակի եռակցման և կոնաձև անցումային գոտիներում:

Գործողության սկզբունքը. Ստեղծման պատմություն.

Տիեզերական կիրառման համար միջուկային ռեակտորի հետ կապված հիմնարար դժվարություններ չկան: 1962 թվականից մինչև 1993 թվականն ընկած ժամանակահատվածում մեր երկիրը համանման կայանքների արտադրության հարուստ փորձ է կուտակել։ Նմանատիպ աշխատանք տարվել է ԱՄՆ-ում։ 1960-ականների սկզբից աշխարհում մշակվել են էլեկտրական ռեակտիվ շարժիչների մի քանի տեսակներ՝ իոնային, անշարժ պլազմա, անոդային շերտի շարժիչ, իմպուլսային պլազմային շարժիչ, մագնիտոպլազմա, մագնիտոպլազմոդինամիկ։

Տիեզերանավերի համար միջուկային շարժիչների ստեղծման աշխատանքներն ակտիվորեն իրականացվել են անցյալ դարում ԽՍՀՄ-ում և ԱՄՆ-ում. ամերիկացիները նախագիծը փակել են 1994-ին, ԽՍՀՄ-ը՝ 1988-ին։ Աշխատանքների փակմանը մեծապես նպաստել է Չեռնոբիլի աղետ, ինչը բացասաբար է կարգավորել հասարակական կարծիքը միջուկային էներգիայի օգտագործման նկատմամբ։ Բացի այդ, տիեզերքում միջուկային կայանքների փորձարկումները միշտ չէ, որ սովորաբար տեղի են ունենում. 1978 թվականին «Կոսմոս-954» խորհրդային արբանյակը մտավ մթնոլորտ և փլուզվեց՝ հազարավոր ռադիոակտիվ բեկորներ ցրելով 100 հազար քառակուսի մետր տարածքի վրա: կմ՝ Կանադայի հյուսիսարևմտյան շրջաններում։ Խորհրդային Միությունը Կանադային ավելի քան 10 միլիոն դոլար փոխհատուցում է վճարել։

1988 թվականի մայիսին երկու կազմակերպություններ՝ Ամերիկայի գիտնականների դաշնությունը և միջուկային սպառնալիքի դեմ խաղաղության խորհրդային գիտնականների կոմիտեն, հանդես եկան համատեղ առաջարկությամբ՝ արգելելու միջուկային էներգիայի օգտագործումը արտաքին տիեզերքում: Այդ առաջարկը պաշտոնական հետևանքներ չստացավ, բայց դրանից հետո ոչ մի երկիր տիեզերանավ չի արձակել ատոմակայաններով:

Ծրագրի մեծ առավելություններն են գործնականում կարևոր գործառնական բնութագրերը՝ երկար սպասարկման ժամկետը (շահագործումը 10 տարի), կապիտալ վերանորոգման զգալի ընդմիջումը և երկար գործառնական ժամանակը մեկ միացումով:

2010 թվականին մշակվել են նախագծի տեխնիկական առաջարկներ։ Այս տարվանից սկսվեց դիզայնը։

Ատոմակայանը պարունակում է երեք հիմնական սարքեր. 2) էլեկտրական հրթիռային շարժիչ համակարգ. 3) սառնարան-ռադիատոր.

Ռեակտոր.

Ֆիզիկական տեսանկյունից այն կոմպակտ գազով սառեցված արագ նեյտրոնային ռեակտոր է։
Ուրանի միացությունը (դիօքսիդ կամ կարբոնիտրիդ) օգտագործվում է որպես վառելիք, սակայն, քանի որ դիզայնը պետք է լինի շատ կոմպակտ, ուրանի հարստացումը 235 իզոտոպում ավելի բարձր է, քան սովորական (քաղաքացիական) ատոմակայաններում վառելիքի տարրերում, հնարավոր է 20-ից բարձր: %: Իսկ դրանց պատյանը մոլիբդենի վրա հիմնված հրակայուն մետաղների միաբյուրեղային համաձուլվածք է։

Այս վառելիքը պետք է աշխատի շատ բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում: Հետևաբար, անհրաժեշտ էր ընտրել այնպիսի նյութեր, որոնք կկարողանային զսպել ջերմաստիճանի հետ կապված բացասական գործոնները և միևնույն ժամանակ թույլ տալ, որ վառելիքը կատարի իր հիմնական գործառույթը՝ տաքացնել գազի ջերմային կրիչը, որի օգնությամբ կարտադրվի էլեկտրաէներգիա։ .

Սառնարան.

Գազի սառեցում շահագործման ընթացքում միջուկային օբյեկտբացարձակապես անհրաժեշտ. Ինչպե՞ս եք արտանետում ջերմությունը արտաքին տարածությունում: Միակ տարբերակը ճառագայթման միջոցով սառեցումն է: Տաքացվող մակերեսը դատարկության մեջ սառչում է, ճառագայթում էլեկտրամագնիսական ալիքներլայն տիրույթում, ներառյալ տեսանելի լույսը: Նախագծի յուրահատկությունը կայանում է նրանում, որ օգտագործվում է հատուկ հովացուցիչ նյութ՝ հելիում-քսենոն խառնուրդ: Տեղադրումն ապահովում է բարձր արդյունավետություն։

Շարժիչ.

Իոնային շարժիչի շահագործման սկզբունքը հետևյալն է. Անոդների և մագնիսական դաշտում տեղակայված կաթոդային բլոկի օգնությամբ գազի արտանետման խցիկում ստեղծվում է հազվագյուտ պլազմա։ Աշխատանքային միջավայրի (քսենոն կամ այլ նյութ) իոնները «դուրս են քաշվում» դրանից արտանետվող էլեկտրոդի միջոցով և արագանում են դրա և արագացնող էլեկտրոդի միջև ընկած բացվածքում։

Ծրագրի իրականացման համար 2010-ից 2018 թվականներին խոստացվել է 17 միլիարդ ռուբլի։ Այդ միջոցներից 7,245 մլրդ ռուբլին հատկացվել է «Ռոսատոմ» պետական ​​կորպորացիային հենց ռեակտորի ստեղծման համար։ Մնացած 3,955 միլիարդը՝ FSUE «Քելդիշ կենտրոն»՝ ատոմային էլեկտրաշարժիչ կայանի ստեղծման համար։ Եվս 5,8 միլիարդ ռուբլի՝ RSC Energia-ի համար, որտեղ ամբողջ տրանսպորտի և էներգետիկայի մոդուլի աշխատանքային տեսքը պետք է ձևավորվի նույն ժամանակահատվածում։

Ծրագրերի համաձայն՝ մինչև 2017 թվականի վերջը կպատրաստվի ատոմային էներգիայի շարժիչ համակարգ՝ տրանսպորտային և էներգետիկ մոդուլն ավարտելու համար (միջմոլորակային թռիչքի մոդուլ): Մինչև 2018 թվականի վերջ ատոմակայանը կնախապատրաստվի թռիչքների նախագծման փորձարկումներին։ Ծրագիրը ֆինանսավորվում է դաշնային բյուջեից։

Գաղտնիք չէ, որ միջուկային հրթիռային շարժիչների ստեղծման աշխատանքները սկսվել են ԱՄՆ-ում և ԽՍՀՄ-ում դեռ անցյալ դարի 60-ական թվականներին։ Որքա՞ն հեռու են նրանք հասել: Իսկ ի՞նչ խնդիրների եք հանդիպել ճանապարհին։

Անատոլի Կորոտեև. Իրոք, տիեզերքում միջուկային էներգիայի օգտագործման աշխատանքները սկսվել և ակտիվորեն շարունակվել են մեր երկրում և ԱՄՆ-ում 1960-1970-ական թվականներին:

Ի սկզբանե խնդիր էր դրված ստեղծել հրթիռային շարժիչներ, որոնք վառելիքի և օքսիդիչի այրման քիմիական էներգիայի փոխարեն կօգտագործեին ջրածնի տաքացումը մինչև մոտ 3000 աստիճան ջերմաստիճան։ Բայց պարզվեց, որ նման ուղիղ երթուղին դեռ արդյունավետ չէ։ Մենք շարունակում ենք կարճ ժամանակստանում ենք մեծ մղում, բայց միևնույն ժամանակ դուրս ենք նետում շիթ, որը ռեակտորի աննորմալ աշխատանքի դեպքում կարող է ռադիոակտիվ աղտոտված լինել։

Որոշակի փորձ կուտակվեց, բայց ոչ մենք, ոչ էլ ամերիկացիները չկարողացանք այն ժամանակ հուսալի շարժիչներ ստեղծել։ Նրանք աշխատեցին, բայց ոչ շատ, քանի որ միջուկային ռեակտորում ջրածինը մինչև 3000 աստիճան տաքացնելը լուրջ խնդիր է։ Եվ բացի այդ, նման շարժիչների ցամաքային փորձարկումների ժամանակ բնապահպանական խնդիրներ են առաջացել, քանի որ ռադիոակտիվ շիթեր են արտանետվել մթնոլորտ։ Այլևս գաղտնիք չէ, որ նման աշխատանքներ իրականացվել են միջուկային փորձարկումների համար հատուկ պատրաստված Սեմիպալատինսկի փորձադաշտում, որը մնացել է Ղազախստանում։

Այսինքն, երկու պարամետր պարզվեց, որ կրիտիկական են՝ արգելող ջերմաստիճանը և ճառագայթման արտանետումները։

Անատոլի Կորոտեև. Ընդհանուր առմամբ, այո: Այս և մի քանի այլ պատճառներով մեր երկրում և ԱՄՆ-ում աշխատանքը դադարեցվել կամ կասեցվել է. այն կարող եք տարբեր կերպ գնահատել։ Եվ մեզ անհիմն թվաց դրանք նման, ես կասեի, ճակատային եղանակով թարմացնելը, որպեսզի միջուկային շարժիչ սարքենք արդեն նշված բոլոր թերություններով։ Մենք բոլորովին այլ մոտեցում ենք առաջարկել։ Այն տարբերվում է հինից այնպես, ինչպես հիբրիդային մեքենան է տարբերվում սովորականից։ Սովորական մեքենայում շարժիչը պտտեցնում է անիվները, իսկ հիբրիդային մեքենաներում էլեկտրաէներգիան առաջանում է շարժիչից, և այս էլեկտրականությունը պտտեցնում է անիվները։ Այսինքն՝ ստեղծվում է մի տեսակ միջանկյալ էլեկտրակայան։

Այսպիսով, մենք առաջարկել ենք մի սխեման, որով տիեզերական ռեակտորը չի տաքացնում իրենից դուրս եկող շիթը, այլ արտադրում է էլեկտրաէներգիա: Ռեակտորի տաք գազը պտտեցնում է տուրբինը, տուրբինը՝ էլեկտրական գեներատորը և կոմպրեսորը, որը շրջանառում է աշխատանքային հեղուկը փակ օղակով։ Գեներատորը էլեկտրաէներգիա է արտադրում պլազմային շարժիչի համար հատուկ մղումով 20 անգամ ավելի բարձր, քան իր քիմիական գործընկերներինը:

Բարդ սխեման. Ըստ էության, սա մինի ատոմակայան է տիեզերքում։ Իսկ որո՞նք են դրա առավելությունները ռամջեթ միջուկային շարժիչի նկատմամբ:

Անատոլի Կորոտեև. Գլխավորն այն է, որ նոր շարժիչից դուրս եկող շիթը ռադիոակտիվ չի լինի, քանի որ ռեակտորի միջով անցնում է բոլորովին այլ աշխատանքային հեղուկ, որը պարունակվում է փակ օղակում:

Բացի այդ, այս սխեմայով մեզ պետք չէ ջրածինը տաքացնել մինչև չափազանց մեծ արժեքներ՝ ռեակտորում շրջանառվում է իներտ աշխատանքային հեղուկ, որը տաքանում է մինչև 1500 աստիճան։ Մենք լրջորեն պարզեցնում ենք մեր խնդիրը. Եվ արդյունքում մենք կբարձրացնենք կոնկրետ մղումը ոչ թե երկու անգամ, այլ 20 անգամ՝ համեմատած քիմիական շարժիչների հետ։

Կարևոր է նաև մեկ այլ բան՝ բարդ դաշտային փորձարկումների կարիք չկա, ինչի համար անհրաժեշտ է նախկին Սեմիպալատինսկի փորձադաշտի ենթակառուցվածքը, մասնավորապես՝ նստարանային բազան, որը մնացել է Կուրչատով քաղաքում։

Մեր դեպքում բոլոր անհրաժեշտ փորձարկումները կարող են իրականացվել Ռուսաստանի տարածքում՝ առանց իրենց պետությունից դուրս միջուկային էներգիայի օգտագործման վերաբերյալ երկար միջազգային բանակցությունների մեջ ներգրավվելու։

Հիմա նմանատիպ աշխատանքներ տարվո՞ւմ են այլ երկրներում։

Անատոլի Կորոտեև. Ես հանդիպում ունեցա ՆԱՍԱ-ի ղեկավարի տեղակալի հետ, մենք քննարկեցինք տիեզերքում ատոմային էներգիայի վրա աշխատանքի վերադարձի հետ կապված հարցեր, և նա ասաց, որ ամերիկացիները մեծ հետաքրքրություն են ցուցաբերում դրանում։

Հնարավոր է, որ Չինաստանը կարող է արձագանքել ակտիվ գործողությունմեր կողմից, հետևաբար մենք պետք է արագ աշխատենք։ Եվ ոչ միայն մեկից կես քայլով առաջ անցնելու համար։

Պետք է արագ աշխատել, առաջին հերթին, որպեսզի ձևավորվող միջազգային համագործակցության մեջ, և այն դե ֆակտո ձևավորվում է, մենք արժանի տեսք ունենանք։

Չեմ բացառում, որ մոտ ապագայում ատոմային տիեզերակայանի միջազգային ծրագիր իրականացվի, որը նման է վերահսկվող ջերմամիջուկային միաձուլման ծրագրին։

Խորհրդային և ամերիկացի գիտնականները 20-րդ դարի կեսերից սկսել են միջուկային շարժիչով հրթիռային շարժիչներ մշակել։ Այս զարգացումները չեն առաջադիմել, քան նախատիպերը և միայնակ փորձարկումները, սակայն այժմ Ռուսաստանում ստեղծվում է միակ հրթիռային շարժիչ համակարգը, որն օգտագործում է միջուկային էներգիա: Ռեակտորը ուսումնասիրել է միջուկային հրթիռային շարժիչների ներդրման փորձերի պատմությունը։

Երբ մարդկությունը նոր էր սկսել նվաճել տիեզերքը, գիտնականների առջեւ խնդիր էր դրվել էներգիա մատակարարել տիեզերանավերին։ Հետազոտողները ուշադրություն են հրավիրել տիեզերքում միջուկային էներգիայի օգտագործման հնարավորության վրա՝ ստեղծելով միջուկային հրթիռային շարժիչի գաղափարը։ Ենթադրվում էր, որ նման շարժիչը պետք է օգտագործեր միջուկների տրոհման կամ միաձուլման էներգիան՝ ռեակտիվ մղում ստեղծելու համար։

ԽՍՀՄ-ում, արդեն 1947 թվականին, սկսվեցին միջուկային հրթիռային շարժիչի ստեղծման աշխատանքները։ 1953 թվականին սովետական ​​մասնագետներնշել է, որ «ատոմային էներգիայի օգտագործումը հնարավորություն կտա ձեռք բերել գործնականում անսահմանափակ հեռահարություն և կտրուկ նվազեցնել հրթիռների թռիչքային քաշը» (մեջբերում «Միջուկային հրթիռային շարժիչներ» հրապարակումից, խմբագրված Ա.Ս. Կորոտեևի կողմից, Մոսկվա, 2001 թ.): Այնուհետև նախատեսվում էր ատոմային էներգիայի շարժիչ համակարգեր, առաջին հերթին վերազինել բալիստիկ հրթիռներՈւստի կառավարության հետաքրքրությունը զարգացման նկատմամբ մեծ էր։ ԱՄՆ նախագահ Ջոն Քենեդին 1961 թվականին անվանեց միջուկային էներգիայով հրթիռի (Project Rover) ստեղծման ազգային ծրագիրը տիեզերքի նվաճման չորս առաջնահերթ ոլորտներից մեկը:

Ռեակտոր KIWI, 1959 թ. Լուսանկարը՝ ՆԱՍԱ.

1950-ականների վերջին ամերիկացի գիտնականները ստեղծեցին KIWI ռեակտորները: Դրանք բազմիցս փորձարկվել են, մշակողները մեծ թվով փոփոխություններ են կատարել։ Հաճախ փորձարկումների ժամանակ խափանումներ են տեղի ունեցել, օրինակ, երբ շարժիչի միջուկը ոչնչացվել է և ջրածնի մեծ արտահոսք է հայտնաբերվել:

1960-ականների սկզբին և՛ ԱՄՆ-ում, և՛ ԽՍՀՄ-ում նախադրյալներ ստեղծվեցին միջուկային հրթիռային շարժիչներ ստեղծելու ծրագրերի իրականացման համար, սակայն յուրաքանչյուր երկիր գնաց իր ճանապարհով։ ԱՄՆ-ը նման շարժիչների համար ստեղծել է պինդ փուլային ռեակտորների բազմաթիվ նախագծեր և փորձարկել դրանք բաց կանգառներում։ ԽՍՀՄ-ը մշակում էր վառելիքի մոնտաժը և շարժիչի այլ տարրերը, պատրաստում արտադրությունը, փորձարկումը, կադրային բազան ավելի լայն «հարձակման» համար։

NERVA NRE սխեմա. Նկարազարդումը՝ NASA:

ԱՄՆ-ում, արդեն 1962 թվականին, նախագահ Քենեդին հայտարարեց, որ «միջուկային հրթիռ չի օգտագործվի դեպի Լուսին առաջին թռիչքների ժամանակ», ուստի տիեզերքի հետազոտման համար հատկացված միջոցները արժե ուղղել այլ զարգացումների։ 1960-ականների և 1970-ականների վերջում NERVA ծրագրի շրջանակներում փորձարկվեցին ևս երկու ռեակտորներ (PEWEE 1968-ին և NF-1-ը 1972-ին): Սակայն ֆինանսավորումը կենտրոնացած էր լուսնային ծրագրի վրա, ուստի ԱՄՆ-ի միջուկային շարժման ծրագիրը ծավալը պակասեց և փակվեց 1972 թվականին:

ՆԱՍԱ-ի ֆիլմը NERVA միջուկային ռեակտիվ շարժիչի մասին.

Խորհրդային Միությունում միջուկային հրթիռային շարժիչների զարգացումը շարունակվեց մինչև 1970-ական թվականները, և դրանք ղեկավարվում էին ռուս ակադեմիկոսների այժմյան հայտնի եռյակի կողմից՝ Մստիսլավ Կելդիշ, Իգոր Կուրչատով և այլն։ Նրանք բավական լավատեսորեն են գնահատել միջուկային շարժիչներով հրթիռներ ստեղծելու և օգտագործելու հնարավորությունները։ Թվում էր, թե ԽՍՀՄ-ը պատրաստվում էր նման հրթիռ արձակել։ Նրանք կրակի թեստեր են անցել Սեմիպալատինսկի փորձարկման վայրում. 1978-ին գործարկվել է 11B91 միջուկային հրթիռային շարժիչի առաջին ռեակտորը (կամ RD-0410), այնուհետև փորձարկումների ևս երկու շարք ՝ երկրորդ և երրորդ 11B91-IR-100 մեքենաները: Սրանք առաջին և վերջին խորհրդային միջուկային հրթիռային շարժիչներն էին։

Մ.Վ. Քելդիշը և Ս.Պ. Կորոլևն այցելելով Ի.Վ. Կուրչատով, 1959 թ

Սերգեև Ալեքսեյ, 9 «Ա» դասի MOU «Թիվ 84 միջնակարգ դպրոց»

Գիտական ​​խորհրդատու. «Տոմսկի ատոմային կենտրոն» գիտական ​​և նորարարական գործունեության ոչ առևտրային գործընկերության տնօրենի տեղակալ

Ղեկավար՝ ֆիզիկայի ուսուցիչ, MOU «Թիվ 84 միջնակարգ դպրոց» ZATO Seversk.

Ներածություն

Տիեզերանավի վրա գտնվող շարժիչ համակարգերը նախատեսված են մղում կամ անկյունային իմպուլս առաջացնելու համար: Ըստ օգտագործվող մղման տեսակի՝ շարժիչ համակարգը բաժանվում է քիմիական (CRD) և ոչ քիմիական (NHRD): ՄՌԿ-ն բաժանվում է հեղուկի (LPRE), պինդ շարժիչի (պինդ շարժիչով հրթիռային շարժիչներ) և համակցված (KRD): Իր հերթին, ոչ քիմիական շարժիչ համակարգերը բաժանվում են միջուկային (NRE) և էլեկտրական (ERE): Հիանալի գիտնական ԿոնստանտինԷդուարդովիչ Ցիոլկովսկին մեկ դար առաջ ստեղծեց շարժիչ համակարգի առաջին մոդելը, որն աշխատում էր պինդ և հեղուկ վառելիքի վրա։ Այնուհետև 20-րդ դարի երկրորդ կեսին հազարավոր թռիչքներ իրականացվեցին հիմնականում հեղուկ շարժիչներով շարժիչներով և պինդ շարժիչներով:

Այնուամենայնիվ, ներկայումս այլ մոլորակներ թռիչքների համար, էլ չեմ խոսում աստղերի մասին, հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների և պինդ շարժիչների օգտագործումը դառնում է ավելի ու ավելի անշահավետ, չնայած մշակվել են բազմաթիվ RD-ներ: Ամենայն հավանականությամբ, հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների և պինդ շարժիչների հնարավորությունները լիովին սպառել են իրենց: Պատճառն այստեղ այն է, որ բոլոր քիմիական երթուղիների հատուկ իմպուլսը ցածր է և չի գերազանցում 5000 մ/վրկ-ը, ինչը պահանջում է շարժիչի երկարատև աշխատանք և, համապատասխանաբար, վառելիքի մեծ պաշարներ բավականաչափ բարձր արագություններ զարգացնելու համար, կամ, ինչպես ընդունված է տիեզերագնացության մեջ: Պահանջվում են Ցիոլկովսկու համարի մեծ արժեքներ, այսինքն՝ վառելիքով աշխատող հրթիռի զանգվածի հարաբերակցությունը դատարկի զանգվածին։ Այսպիսով, LV Energia-ն, որը 100 տոննա օգտակար բեռ է ներարկում ցածր ուղեծիր, ունի արձակման զանգվածը մոտ 3000 տոննա, ինչը տալիս է Ցիոլկովսկու համարի արժեքը 30-ի սահմաններում:

Օրինակ՝ դեպի Մարս թռիչքի համար Ցիոլկովսկու համարը պետք է լինի էլ ավելի բարձր՝ հասնելով 30-ից 50 արժեքների: Դժվար չէ գնահատել, որ մոտ 1000 տոննա ծանրաբեռնվածությամբ, մասնավորապես՝ նման սահմաններում, պահանջվող նվազագույն զանգվածը: ապահովել ամբողջ անհրաժեշտ անձնակազմը, որը սկսում է Մարս, տատանվում է. Հաշվի առնելով Երկիր վերադարձի թռիչքի համար վառելիքի մատակարարումը, տիեզերանավի նախնական զանգվածը պետք է լինի առնվազն 30000 տոննա, ինչը ակնհայտորեն դուրս է ժամանակակից տիեզերագնացության զարգացման մակարդակից՝ հիմնված հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների և պինդ շարժիչների օգտագործումը.

Այսպիսով, անձնակազմի կողմից նույնիսկ մոտակա մոլորակներին հասնելու համար անհրաժեշտ է մշակել արձակման մեքենաներ քիմիական շարժիչ համակարգերից տարբեր սկզբունքներով աշխատող շարժիչներով: Այս առումով ամենահեռանկարայինն են էլեկտրական ռեակտիվ շարժիչները (ERE), ջերմաքիմիական հրթիռային շարժիչները և միջուկային ռեակտիվ շարժիչները (NRE):

1 հիմնական հասկացություններ

Հրթիռային շարժիչը ռեակտիվ շարժիչ է, որը շահագործման համար չի օգտագործում շրջակա միջավայրը (օդ, ջուր): Առավել լայնորեն կիրառվում են քիմիական հրթիռային շարժիչները։ Մշակվում և փորձարկվում են հրթիռային շարժիչների այլ տեսակներ՝ էլեկտրական, միջուկային և այլն։ Սեղմված գազերի վրա աշխատող ամենապարզ հրթիռային շարժիչները լայնորեն կիրառվում են նաև տիեզերակայաններում և տիեզերանավերում։ Սովորաբար դրանցում որպես աշխատանքային հեղուկ օգտագործվում է ազոտը։ /1/

Շարժիչ համակարգերի դասակարգում

2. Հրթիռային շարժիչների նպատակը

Ըստ իրենց նշանակության՝ հրթիռային շարժիչները բաժանվում են մի քանի հիմնական տեսակների՝ արագացնող (մեկնարկող), արգելակող, նավարկող, կառավարող և այլն։ Հրթիռային շարժիչները հիմնականում օգտագործվում են հրթիռների վրա (այստեղից էլ անվանումը): Բացի այդ, հրթիռային շարժիչները երբեմն օգտագործվում են ավիացիայում: Հրթիռային շարժիչները տիեզերական հետազոտության հիմնական շարժիչներն են:

Ռազմական (մարտական) հրթիռները սովորաբար պինդ շարժիչով են: Դա պայմանավորված է նրանով, որ նման շարժիչը լիցքավորվում է գործարանում և չի պահանջում սպասարկում հենց հրթիռի պահպանման և ծառայության ողջ ժամկետի համար: Կոշտ շարժիչային շարժիչները հաճախ օգտագործվում են որպես տիեզերական հրթիռների խթանիչներ: Հատկապես լայնորեն այս հզորությամբ դրանք օգտագործվում են ԱՄՆ-ում, Ֆրանսիայում, Ճապոնիայում և Չինաստանում։

Հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչներն ունեն ավելի բարձր մղման բնութագրեր, քան պինդ շարժիչներով: Ուստի դրանք օգտագործվում են տիեզերական հրթիռներ Երկրի շուրջ ուղեծիր դուրս բերելու և միջմոլորակային թռիչքների համար։ Հրթիռների հիմնական հեղուկ վառելիքներն են կերոսինը, հեպտանը (դիմեթիլհիդրազին) և հեղուկ ջրածինը։ Այս տեսակի վառելիքի համար անհրաժեշտ է օքսիդացնող նյութ (թթվածին): Նման շարժիչներում որպես օքսիդացնող նյութեր օգտագործվում են ազոտական ​​թթու և հեղուկ թթվածին: Ազոտական ​​թթուն օքսիդացնող հատկություններով զիջում է հեղուկ թթվածինին, սակայն հատուկ սպասարկում չի պահանջում։ ջերմաստիճանի ռեժիմհրթիռներ պահեստավորելիս, լիցքավորելիս և օգտագործելիս

Տիեզերական թռիչքների շարժիչները տարբերվում են երկրային թեմաներոր դրանք հնարավորինս փոքր զանգվածով և ծավալով պետք է գեներացնեն հնարավորինս շատ հզորություն։ Բացի այդ, դրանք ենթակա են այնպիսի պահանջների, ինչպիսիք են չափազանց բարձր արդյունավետությունը և հուսալիությունը, շահագործման զգալի ժամանակը: Ըստ օգտագործվող էներգիայի տեսակի՝ տիեզերանավերի շարժիչ համակարգերը բաժանվում են չորս տեսակի՝ ջերմաքիմիական, միջուկային, էլեկտրական, արևային՝ առագաստանավային։ Այս տեսակներից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելություններն ու թերությունները և կարող է օգտագործվել որոշակի պայմաններում:

Ներկայումս տիեզերանավերը, ուղեծրային կայանները և Երկրի անօդաչու արբանյակները տիեզերք են ուղարկվում հզոր ջերմաքիմիական շարժիչներով հագեցած հրթիռներով։ Կան նաև մանրանկարչություն ցածր շարժիչ շարժիչներ: Սա հզոր շարժիչների մանրանկարչություն է: Նրանցից ոմանք կարող են տեղավորվել ձեր ձեռքի ափի մեջ: Նման շարժիչների մղումը շատ փոքր է, բայց դա բավական է տիեզերքում նավի դիրքը վերահսկելու համար։

3. Ջերմաքիմիական հրթիռային շարժիչներ.

Հայտնի է, որ շարժիչում ներքին այրման, գոլորշու կաթսայի վառարան - որտեղ էլ որ տեղի է ունենում այրում, մթնոլորտային թթվածինը ակտիվորեն մասնակցում է: Արտաքին տիեզերքում օդ չկա, իսկ հրթիռային շարժիչները արտաքին տիեզերքում գործելու համար անհրաժեշտ է ունենալ երկու բաղադրիչ՝ վառելիք և օքսիդիչ։

Հեղուկ ջերմաքիմիական հրթիռային շարժիչներում որպես վառելիք օգտագործվում են սպիրտ, կերոսին, բենզին, անիլին, հիդրազին, դիմեթիլհիդրազին և հեղուկ ջրածին։ Հեղուկ թթվածինը, ջրածնի պերօքսիդը և ազոտական ​​թթուն օգտագործվում են որպես օքսիդացնող նյութեր։ Հավանաբար, ապագայում հեղուկ ֆտորը կօգտագործվի որպես օքսիդացնող նյութ, երբ նման ակտիվ քիմիական նյութի պահպանման և օգտագործման մեթոդները հորինվեն:

Հեղուկ ռեակտիվ շարժիչների համար վառելիքը և օքսիդիչը պահվում են առանձին, հատուկ տանկերում և պոմպերի միջոցով մղվում են այրման պալատ: Երբ դրանք միավորվում են այրման պալատում, զարգանում է մինչև 3000 - 4500 ° C ջերմաստիճան:

Այրման արտադրանքները, ընդլայնվելով, ձեռք են բերում 2500-ից 4500 մ / վ արագություն: Դուրս գալով շարժիչի մարմնից՝ նրանք ստեղծում են ռեակտիվ մղում: Ավելին, որքան մեծ է գազի արտահոսքի զանգվածը և արագությունը, այնքան մեծ է շարժիչի մղման ուժը:

Ընդունված է շարժիչների հատուկ մղումը գնահատել վայրկյանում այրված վառելիքի զանգվածի միավորի կողմից ստեղծված մղման քանակով: Այս արժեքը կոչվում է հրթիռային շարժիչի հատուկ իմպուլս և չափվում է վայրկյաններով (կգ մղում / վայրկյանում այրված վառելիքի կգ): Լավագույն պինդ շարժիչով հրթիռային շարժիչներն ունեն մինչև 190 վրկ կոնկրետ իմպուլս, այսինքն՝ 1 կգ վառելիքի այրումը մեկ վայրկյանում ստեղծում է 190 կգ մղում: Ջրածին-թթվածնային հրթիռային շարժիչն ունի 350 վրկ կոնկրետ իմպուլս։ Տեսականորեն, ջրածնային-ֆտորային շարժիչը կարող է զարգացնել 400 վրկ-ից ավելի կոնկրետ իմպուլս:

Հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչի սովորաբար օգտագործվող սխեման գործում է հետևյալ կերպ. Սեղմված գազը անհրաժեշտ ճնշում է ստեղծում կրիոգեն վառելիքի տանկերում՝ խողովակաշարերում գազի փուչիկների առաջացումը կանխելու համար։ Պոմպերը վառելիք են մատակարարում հրթիռային շարժիչներին: Վառելիքը ներարկվում է այրման պալատի մեջ մեծ թվով ներարկիչների միջոցով: Օքսիդացնող նյութը նույնպես ներարկվում է այրման պալատի մեջ վարդակների միջոցով:

Ցանկացած մեքենայում վառելիքի այրման ժամանակ առաջանում են մեծ ջերմային հոսքեր՝ տաքացնելով շարժիչի պատերը։ Եթե ​​դուք չեք սառեցնում խցիկի պատերը, ապա այն արագ կվառվի, անկախ նրանից, թե ինչ նյութից է այն պատրաստված: Հեղուկ շարժիչային ռեակտիվ շարժիչը սովորաբար սառչում է շարժիչի բաղադրիչներից մեկով: Դրա համար խցիկը պատրաստվում է երկու պատի: Սառը վառելիքի բաղադրիչը հոսում է պատերի միջև ընկած բացը:

Ալյումին «href =" / text / kategori / alyuminij / "rel =" bookmark "> ալյումին և այլն: Հատկապես որպես սովորական վառելիքի հավելում, ինչպիսին է ջրածին-թթվածինը: Նման եռակի կոմպոզիցիաները կարող են ապահովել առավելագույն արագություն քիմիական վառելիքի արտահոսքի համար՝ մինչև 5 կմ/վ: Բայց սա գործնականում քիմիայի ռեսուրսների սահմանն է: Գործնականում ավելին չի կարող անել: Չնայած առաջարկվող նկարագրության մեջ դեռ գերակշռում են հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչները, պետք է ասել, որ ջերմաքիմիական Մարդկության պատմության մեջ առաջին անգամ ստեղծվել է պինդ վառելիքի հրթիռային շարժիչ՝ Պինդ շարժիչ: Վառելիքը, օրինակ՝ հատուկ վառոդը, գտնվում է անմիջապես այրման պալատում: Այրման պալատը՝ ռեակտիվ վարդակով, լցված պինդ վառելիքով. Ամբողջ կառուցվածքը Պինդ վառելիքի այրման ռեժիմը կախված է պինդ շարժիչային հրթիռի նպատակից (արձակում, պահպանում կամ համակցված): Ռազմական գիտության մեջ օգտագործվող պինդ շարժիչով հրթիռների համար բնութագրվում է մեկնարկային և պահպանող շարժիչների առկայությամբ: կարճ ժամանակ, որն անհրաժեշտ է, որպեսզի հրթիռը հեռանա արձակիչից և դրա սկզբնական արագացումից։ Շարունակող պինդ շարժիչը նախատեսված է պահպանելու համար հաստատուն արագությունհրթիռի թռիչքը թռիչքի հետագծի հիմնական (մարտի) հատվածով. Նրանց միջև տարբերությունները հիմնականում վերաբերում են այրման խցիկի ձևավորմանը և վառելիքի լիցքավորման այրման մակերեսի պրոֆիլին, որոնք որոշում են վառելիքի այրման արագությունը, որից կախված են շահագործման ժամանակը և շարժիչի մղումը: Ի տարբերություն նման հրթիռների, տիեզերական արձակման մեքենաները Երկրի արբանյակների, ուղեծրային կայանների և տիեզերանավերի, ինչպես նաև միջմոլորակային կայանների արձակման համար գործում են միայն մեկնարկային ռեժիմում՝ հրթիռի արձակումից մինչև օբյեկտի արձակումը Երկրի ուղեծիր կամ մինչև միջմոլորակային հետագիծ. Ընդհանուր առմամբ, պինդ հրթիռային շարժիչները շատ առավելություններ չունեն հեղուկ շարժիչների նկատմամբ. դրանք հեշտ է արտադրվում, երկար ժամանակկարող է պահվել՝ միշտ պատրաստ գործողության, համեմատաբար պայթուցիկ։ Բայց կոնկրետ մղման առումով պինդ վառելիքով աշխատող շարժիչները 10-30%-ով զիջում են հեղուկներին:

4 էլեկտրական հրթիռային շարժիչ

Վերևում քննարկված գրեթե բոլոր հրթիռային շարժիչները զարգանում են հսկայական ուժմղել և նախագծված են տիեզերանավերը Երկրի շուրջը ուղեծիր դուրս բերելու և միջմոլորակային թռիչքների համար դրանք տիեզերական արագությունների հասցնելու համար: Դա բոլորովին այլ հարց է՝ տիեզերանավերի շարժիչ համակարգերն արդեն ուղեծիր կամ միջմոլորակային հետագծեր արձակված: Այստեղ, որպես կանոն, անհրաժեշտ են ցածր հզորության շարժիչներ (մի քանի կիլովատ կամ նույնիսկ վտ), որոնք կարող են աշխատել հարյուրավոր և հազարավոր ժամերով և մի քանի անգամ միացնել ու անջատել: Նրանք թույլ են տալիս պահպանել թռիչքը ուղեծրում կամ տվյալ հետագծի երկայնքով՝ փոխհատուցելով մթնոլորտի վերին շերտի և արևային քամու կողմից ստեղծված թռիչքի դիմադրությունը: Էլեկտրական հրթիռային շարժիչներում աշխատող հեղուկը արագանում է մինչև որոշակի արագություն՝ այն տաքացնելով էլեկտրական էներգիայով։ Էլեկտրաէներգիան գալիս է արեւային մարտկոցներկամ ատոմակայան։ Աշխատանքային հեղուկի տաքացման եղանակները տարբեր են, սակայն իրականում այն ​​հիմնականում օգտագործվում է էլեկտրական աղեղով։ Այն իրեն դրսևորել է որպես շատ հուսալի և դիմանում է մեծ թվով ընդգրկումների: Ջրածինը օգտագործվում է որպես աշխատանքային միջավայր էլեկտրական աղեղային շարժիչներում: Էլեկտրական աղեղը տաքացնում է ջրածինը մինչև շատ բարձր ջերմաստիճան և այն վերածում պլազմայի՝ դրական իոնների և էլեկտրոնների էլեկտրականորեն չեզոք խառնուրդի։ Շարժիչից պլազմայի արտահոսքի արագությունը հասնում է 20 կմ/վրկ-ի: Երբ գիտնականները լուծեն շարժիչի խցիկի պատերից պլազմայի մագնիսական մեկուսացման խնդիրը, ապա հնարավոր կլինի զգալիորեն բարձրացնել պլազմայի ջերմաստիճանը և հոսքի արագությունը հասցնել մինչև 100 կմ/վ: Խորհրդային Միությունում այս տարիներին ստեղծվել է առաջին էլեկտրական հրթիռային շարժիչը։ ղեկավարությամբ (հետագայում նա դարձավ խորհրդային տիեզերական հրթիռների շարժիչների ստեղծող և ակադեմիկոս) հայտնի գազի դինամիկ լաբորատորիայում (GDL): / 10 /

5. Այլ տեսակի շարժիչներ

Կան նաև միջուկային հրթիռային շարժիչների ավելի էկզոտիկ նախագծեր, որոնցում տրոհվող նյութը գտնվում է հեղուկ, գազային կամ նույնիսկ պլազմայի վիճակում, սակայն նման կառույցների ներդրումը ժ. ժամանակակից մակարդակտեխնիկան և տեխնոլոգիան անիրատեսական են: Մինչդեռ տեսական կամ լաբորատոր փուլում կան հրթիռային շարժիչների հետևյալ նախագծերը

Իմպուլսային միջուկային հրթիռային շարժիչներ, որոնք օգտագործում են փոքր միջուկային լիցքերի պայթյունների էներգիան.

Ջերմամիջուկային հրթիռային շարժիչներ, որոնք կարող են օգտագործել ջրածնի իզոտոպը որպես վառելիք: Նման ռեակցիայի մեջ ջրածնի էներգիայի արտադրողականությունը 6,8 * 1011 ԿՋ / կգ է, այսինքն, մոտավորապես երկու կարգով մեծությամբ ավելի բարձր է, քան միջուկային տրոհման ռեակցիաների արտադրողականությունը.

Արևային առագաստանավային շարժիչներ - որոնք օգտագործում են ճնշում արևի լույս(արևային քամի), որի գոյությունը փորձնականորեն ապացուցել է ռուս ֆիզիկոսը դեռ 1899թ. Հաշվարկով գիտնականները պարզել են, որ 1 տոննա զանգվածով ապարատը, որը հագեցած է 500 մ տրամագծով առագաստով, կարող է Երկրից Մարս թռչել մոտ 300 օրում։ Այնուամենայնիվ, արևային առագաստի արդյունավետությունը Արեգակից հեռավորության հետ արագ նվազում է:

6 միջուկային հրթիռային շարժիչ

Հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների հիմնական թերություններից մեկը կապված է գազերի սահմանափակ հոսքի արագության հետ: Միջուկային հրթիռային շարժիչներում թվում է, թե հնարավոր է օգտագործել միջուկային «վառելիքի» տարրալուծման ժամանակ արձակված հսկայական էներգիան՝ աշխատանքային նյութը տաքացնելու համար։ Միջուկային հրթիռային շարժիչների շահագործման սկզբունքը գրեթե նույնն է, ինչ ջերմաքիմիական շարժիչների աշխատանքի սկզբունքը։ Տարբերությունը կայանում է նրանում, որ աշխատանքային հեղուկը տաքացվում է ոչ թե սեփական քիմիական էներգիայի, այլ ներմիջուկային ռեակցիայի ընթացքում արտանետվող «արտերկրից» էներգիայի շնորհիվ։ Աշխատանքային հեղուկն անցնում է միջուկային ռեակտորով, որտեղ տեղի է ունենում տրոհման ռեակցիան ատոմային միջուկներ(օրինակ՝ ուրան), և միևնույն ժամանակ տաքանում է։ Միջուկային հրթիռային շարժիչները վերացնում են օքսիդիչի անհրաժեշտությունը, ուստի կարող է օգտագործվել միայն մեկ հեղուկ: Որպես աշխատանքային հեղուկ, նպատակահարմար է օգտագործել այնպիսի նյութեր, որոնք թույլ են տալիս շարժիչին զարգացնել բարձր մղման ուժ: Այս պայմանը լիովին բավարարում է ջրածինը, որին հաջորդում են ամոնիակը, հիդրազինը և ջուրը: Միջուկային էներգիայի արտազատման գործընթացները բաժանվում են ռադիոակտիվ փոխակերպումների, ծանր միջուկների տրոհման և թեթև միջուկների միաձուլման ռեակցիաների։ Ռադիոիզոտոպների փոխակերպումները կատարվում են այսպես կոչված իզոտոպային էներգիայի աղբյուրներում։ Հատուկ զանգվածային էներգիա (էներգիա, որը կարող է արձակել 1 կգ կշռող նյութը) արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպներզգալիորեն ավելի բարձր է, քան քիմիական վառելիքը: Այսպիսով, 210Ро-ի համար այն հավասար է 5 * 10 8 ԿՋ / կգ, մինչդեռ ամենաէներգետիկ քիմիական վառելիքի համար (բերիլիում թթվածնով) այս արժեքը չի գերազանցում 3 * 10 4 կՋ / կգ: Ցավոք սրտի, ռացիոնալ չէ նման շարժիչներ օգտագործել տիեզերական արձակման մեքենաների վրա: Սրա պատճառը իզոտոպային նյութի բարձր արժեքն է և շահագործման դժվարությունը։ Ի վերջո, իզոտոպն անընդհատ էներգիա է արձակում, նույնիսկ երբ այն տեղափոխվում է հատուկ կոնտեյներով և երբ հրթիռը կայանում է սկզբում։ Միջուկային ռեակտորներն ավելի էներգաարդյունավետ վառելիք են օգտագործում։ Այսպիսով, 235U-ի հատուկ զանգվածային էներգիան (ուրանի տրոհվող իզոտոպը) կազմում է 6,75 * 10 9 կՋ / կգ, այսինքն՝ 210Ро իզոտոպի մեծության մոտ մի կարգով բարձր: Այս շարժիչները կարելի է միացնել և անջատել, միջուկային վառելիքը (233U, 235U, 238U, 239Pu) շատ ավելի էժան է, քան իզոտոպային վառելիքը։ Նման շարժիչներում ոչ միայն ջուրը կարող է օգտագործվել որպես աշխատանքային հեղուկ, այլև ավելի արդյունավետ աշխատանքային նյութեր՝ սպիրտ, ամոնիակ, հեղուկ ջրածին։ Հեղուկ ջրածնով շարժիչի հատուկ մղումը 900 վ է։ Պինդ միջուկային վառելիքով աշխատող ռեակտորով միջուկային հրթիռային շարժիչի ամենապարզ սխեմայում աշխատանքային հեղուկը գտնվում է տանկի մեջ։ Պոմպը այն մատակարարում է շարժիչի խցիկ: Սրսկելով վարդակների օգնությամբ՝ աշխատանքային հեղուկը շփվում է ջերմաստեղծ միջուկային վառելիքի հետ, տաքանում, ընդլայնվում և մեծ արագությամբ դուրս է շպրտվում վարդակով։ Միջուկային վառելիքը էներգիայի պահպանման հարցում գերազանցում է վառելիքի ցանկացած այլ տեսակի: Այնուհետև բնական հարց է առաջանում. ինչու՞ այս վառելիքի վրա տեղադրումները դեռևս ունեն համեմատաբար փոքր հատուկ մղում և մեծ զանգված: Փաստն այն է, որ պինդ փուլ միջուկային հրթիռային շարժիչի հատուկ մղումը սահմանափակվում է տրոհվող նյութի ջերմաստիճանով, և էլեկտրակայանաշխատելիս այն արձակում է ուժեղ իոնացնող ճառագայթում, որը վնասակար ազդեցություն է ունենում կենդանի օրգանիզմների վրա։ Նման ճառագայթումից կենսաբանական պաշտպանությունը մեծ նշանակություն ունի և կիրառելի չէ տիեզերքում Ինքնաթիռ... Կոշտ միջուկային վառելիք օգտագործող միջուկային հրթիռային շարժիչների գործնական զարգացումը սկսվել է 20-րդ դարի 50-ականների կեսերին Խորհրդային Միությունում և Միացյալ Նահանգներում, գրեթե միաժամանակ առաջինի կառուցման հետ։ ատոմակայաններ... Աշխատանքն իրականացվել է ուժեղացված գաղտնիության մթնոլորտում, սակայն հայտնի է, որ նման հրթիռային շարժիչները դեռ իրական կիրառություն չեն ստացել տիեզերագնացության մեջ։ Մինչ այժմ ամեն ինչ սահմանափակվել է համեմատաբար ցածր հզորության էլեկտրաէներգիայի իզոտոպային աղբյուրների օգտագործմամբ անօդաչու արհեստական ​​երկրային արբանյակների, միջմոլորակային տիեզերանավերի և աշխարհահռչակ խորհրդային «լուսնագնացների» վրա։

7. Միջուկային ռեակտիվ շարժիչներ, գործողության սկզբունքը, NRE-ում իմպուլս ստանալու մեթոդները:

NRE-ն ստացել է իրենց անվանումը այն պատճառով, որ նրանք ստեղծում են մղում միջուկային էներգիայի օգտագործման միջոցով, այսինքն՝ էներգիա, որն ազատվում է միջուկային ռեակցիաների արդյունքում։ Ընդհանուր իմաստով այս ռեակցիաները նշանակում են ատոմային միջուկների էներգետիկ վիճակի ցանկացած փոփոխություն, ինչպես նաև որոշ միջուկների փոխակերպում մյուսների՝ կապված միջուկների կառուցվածքի վերադասավորման կամ դրանցում պարունակվող տարրական մասնիկների քանակի փոփոխության հետ։ - նուկլեոններ. Ավելին, միջուկային ռեակցիաները, ինչպես հայտնի է, կարող են տեղի ունենալ կամ ինքնաբուխ (այսինքն՝ ինքնաբուխ), կամ առաջանալ արհեստականորեն, օրինակ, երբ որոշ միջուկներ ռմբակոծվում են այլ (կամ տարրական մասնիկներով): Միջուկային տրոհման և միաձուլման ռեակցիաները էներգիայի առումով գերազանցում են քիմիական ռեակցիաները համապատասխանաբար միլիոնավոր և տասնյակ միլիոնավոր անգամներ։ Սա բացատրվում է նրանով, որ մոլեկուլներում ատոմների քիմիական կապի էներգիան շատ անգամ ավելի քիչ է, քան միջուկում գտնվող նուկլոնների միջուկային կապի էներգիան։ Միջուկային էներգիան հրթիռային շարժիչներում կարող է օգտագործվել երկու եղանակով.

1. Ազատված էներգիան օգտագործվում է աշխատանքային հեղուկը տաքացնելու համար, որն այնուհետեւ ընդլայնվում է վարդակում, ինչպես սովորական հրթիռային շարժիչում:

2. Միջուկային էներգիավերածվում է էլեկտրականի, այնուհետև օգտագործվում է աշխատանքային հեղուկի մասնիկները իոնացնելու և ցրելու համար:

3. Ի վերջո, իմպուլսը ստեղծվում է հենց այդ գործընթացում ձևավորված տրոհման արտադրանքների կողմից, օրինակ. հրակայուն մետաղներ- վոլֆրամ, մոլիբդեն) օգտագործվում են տրոհվող նյութերին հատուկ հատկություններ հաղորդելու համար:

Պինդ փուլային ռեակտորի վառելիքի տարրերը ծակվում են ալիքներով, որոնցով հոսում է NRE աշխատանքային հեղուկը՝ աստիճանաբար տաքանալով: Կապուղիներն ունեն 1-3 մմ կարգի տրամագիծ, և դրանց ընդհանուր մակերեսը կազմում է միջուկի խաչմերուկի 20-30%-ը։ Միջուկը կասեցվում է հոսանքի տուփի ներսում հատուկ վանդակաճաղի միջոցով, որպեսզի այն կարողանա ընդարձակվել, երբ ռեակտորը տաքացվում է (հակառակ դեպքում այն ​​կփլուզվի ջերմային լարումների պատճառով):

Միջուկը ենթարկվում է բարձր մեխանիկական բեռների՝ կապված հոսող աշխատանքային հեղուկի, ջերմային լարումների և թրթռումների զգալի հիդրավլիկ ճնշման անկումների (մինչև մի քանի տասնյակ մթնոլորտ) ազդեցության հետ: Ռեակտորի տաքացման ժամանակ միջուկի չափի մեծացումը հասնում է մի քանի սանտիմետրի։ Ակտիվ գոտին և ռեֆլեկտորը տեղադրված են ուժեղ ուժային մարմնի ներսում, որն ընկալում է աշխատանքային հեղուկի ճնշումը և ռեակտիվ վարդակի կողմից առաջացած մղումը: Մարմինը փակված է ամուր կափարիչով։ Այն տեղավորում է կարգավորիչ մարմինների օդաճնշական, զսպանակային կամ էլեկտրական շարժիչ մեխանիզմներ, NRE-ը տիեզերանավին միացնելու հանգույցներ, NRE-ն աշխատանքային հեղուկի մատակարարման խողովակաշարերին միացնելու եզրեր: Կափարիչի վրա կարող է տեղակայվել նաև տուրբո պոմպային միավոր:

8 - վարդակ,

9 - Ընդարձակվող վարդակային կցորդ,

10 - Տուրբինի համար աշխատանքային նյութի ընտրություն,

11 - ուժային մարմին,

12 - Կառավարման թմբուկ,

13 - Տուրբինի արտանետում (օգտագործվում է կողմնորոշումը վերահսկելու և մղումը մեծացնելու համար),

14 - Կառավարման թմբուկների շարժիչների օղակ)

1957 թվականի սկզբին որոշվեց Լոս Ալամոսի լաբորատորիայի աշխատանքի վերջնական ուղղությունը և որոշում կայացվեց գրաֆիտի միջուկային ռեակտոր կառուցել գրաֆիտի մեջ ցրված ուրանի վառելիքով։ Այս ուղղությամբ ստեղծված Kiwi-A ռեակտորը փորձարկվել է 1959 թվականին հուլիսի 1-ին։

Ամերիկյան ամուր միջուկային ռեակտիվ շարժիչ XE Primeփորձարկման նստարանին (1968)

Բացի ռեակտորի կառուցումից, Լոս Ալամոսի լաբորատորիան եռում էր Նևադայում հատուկ փորձադաշտի կառուցման ուղղությամբ, ինչպես նաև կատարել է ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերի մի շարք հատուկ պատվերներ հարակից տարածքներում (անհատական ​​TNRD-ի մշակում միավորներ): Լոս Ալամոսի լաբորատորիայի անունից առանձին ագրեգատների արտադրության բոլոր հատուկ պատվերներն իրականացվել են հետևյալ ընկերությունների կողմից՝ Aerojet General, Հյուսիսային Ամերիկայի ավիացիայի Rocketdyne ստորաբաժանումը։ 1958 թվականի ամռանը Rover ծրագրի իրականացման ողջ վերահսկողությունը ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերից փոխանցվեց նոր կազմակերպված Ազգային օդագնացության և տիեզերական գործակալությանը (NASA): CAE-ի և NASA-ի միջև կնքված հատուկ համաձայնագրի արդյունքում 1960 թվականի ամառվա կեսերին ստեղծվեց Տիեզերական միջուկային շարժիչների գրասենյակը Գ.Ֆինգերի ղեկավարությամբ, որը հետագայում գլխավորեց Rover ծրագիրը։

Միջուկային ռեակտիվ շարժիչների վեց «տաք փորձարկումների» արդյունքները շատ հուսադրող էին, և 1961 թվականի սկզբին պատրաստվեց ռեակտորի թռիչքի փորձարկման (RJFT) զեկույցը։ Այնուհետև 1961 թվականի կեսերին գործարկվեց «Ներվա» նախագիծը (միջուկային շարժիչի օգտագործում տիեզերական հրթիռների համար): Aerojet General-ն ընտրվել է որպես գլխավոր կապալառու, իսկ Westinghouse-ը՝ որպես ռեակտորի կառուցման համար պատասխանատու ենթակապալառու։

10.2 Աշխատանք Ռուսաստանում TNRE-ի վրա

Ամերիկյան «href =" / text / category / amerikanetc / "rel =" bookmark "> Ամերիկացիները, ռուս գիտնականները հետազոտական ​​ռեակտորներում օգտագործել են վառելիքի առանձին տարրերի առավել խնայող և արդյունավետ փորձարկումները: Salyut », KB Khimavtomatiki, IAE, NIKIET և NPO Luch (PNITI) մշակել տիեզերական միջուկային շարժիչների և հիբրիդային միջուկային էներգիայի շարժիչ բլոկների տարբեր նախագծեր: KB Khimavtomatiki-ում NIITP-ի գիտական ​​ղեկավարությամբ (ռեակտորի տարրերը պատասխանատու էին FEI, IAE, NIKIET, NIITVEL, NPO" Luch ", MAI) ստեղծված ԲԱԿ RD 0411և նվազագույն չափի միջուկային շարժիչ RD 0410համապատասխանաբար 40 և 3,6 տոննա մղումով։

Արդյունքում արտադրվել է ռեակտոր, «սառը» շարժիչ և նստարանի նախատիպ՝ գազային ջրածնի վրա փորձարկման համար։ Ի տարբերություն ամերիկյանի, 8250 մ/վ-ից ոչ ավելի կոնկրետ իմպուլսով, խորհրդային TNRE-ն, ավելի ջերմակայուն և առաջադեմ վառելիքի տարրերի օգտագործման և միջուկում բարձր ջերմաստիճանի պատճառով, ուներ այս ցուցանիշը հավասար. 9100 մ/վ և ավելի բարձր: NPO «Luch» համատեղ արշավախմբի TNRM-ի փորձարկման նստարանային բազան գտնվում էր Սեմիպալատինսկ-21 քաղաքից 50 կմ հարավ-արևմուտք: Աշխատանքի է անցել 1962թ. Տարիների ընթացքում. Փորձարկման վայրում փորձարկվել են միջուկային հրթիռային շարժիչի նախատիպերի վառելիքի ամբողջական տարրերը։ Այս դեպքում արտանետվող գազը մտել է փակ արտանետման համակարգ։ Միջուկային շարժիչների լրիվ չափի փորձարկումների համար «Բայկալ-1» նստարանային համալիրը գտնվում է Սեմիպալատինսկ-21 քաղաքից 65 կմ հարավ: 1970-1988 թվականներին իրականացվել է ռեակտորների մոտ 30 «տաք մեկնարկ»։ Միևնույն ժամանակ, հզորությունը չի գերազանցել 230 ՄՎտ ջրածնի հոսքի արագությունը մինչև 16,5 կգ/վրկ և դրա ջերմաստիճանը ռեակտորի ելքում 3100 Կ: Բոլոր արձակումները հաջող են եղել, առանց վթարի և ըստ պլանի:

Խորհրդային TYRD RD-0410 - աշխարհում միակ աշխատող և հուսալի արդյունաբերական միջուկային հրթիռային շարժիչը

Ներկայումս աղբավայրում նման աշխատանքները դադարեցված են, թեև սարքավորումները պահպանվում են համեմատաբար արդյունավետ վիճակում։ NPO Luch-ի նստարանային բազան աշխարհում միակ փորձարարական համալիրն է, որտեղ հնարավոր է իրականացնել NRD ռեակտորների տարրերի փորձարկումներ առանց զգալի ֆինանսական և ժամանակային ծախսերի: Հնարավոր է, որ Ռուսաստանի և Ղազախստանի մասնագետների պլանավորված մասնակցությամբ Տիեզերական հետազոտությունների նախաձեռնության ծրագրի շրջանակում դեպի Լուսին և Մարս թռիչքների համար TNRE-ի վրա աշխատանքի վերսկսումը ԱՄՆ-ում կհանգեցնի Սեմիպալատինսկի բազայի վերականգնմանը և վերսկսմանը: «Մարսյան» արշավախմբի իրականացումը 2020-ականներին։

Հիմնական բնութագրերը

Ջրածնի վրա հատուկ իմպուլս՝ 910 - 980 վրկ(տեսություն մինչև 1000 վրկ).

· Աշխատանքային հեղուկի (ջրածնի) արտահոսքի արագությունը՝ 9100 - 9800 մ/վ:

· Հասանելի մղում. մինչև հարյուրավոր և հազարավոր տոննաներ:

· Առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճանները՝ 3000 ° C - 3700 ° C (կարճաժամկետ ակտիվացում):

· Ծառայության ժամկետը` մինչև մի քանի հազար ժամ (պարբերական ակտիվացում): /5/

11. Սարք

Խորհրդային կոշտ ֆազային միջուկային հրթիռային շարժիչի սարք RD-0410

1 - գիծ աշխատանքային հեղուկի բաքից

2 - տուրբո պոմպի միավոր

3 - թմբուկի շարժիչի կարգավորում

4 - ճառագայթային պաշտպանություն

5 - կարգավորող թմբուկ

6 - հետաձգող

7 - վառելիքի հավաքում

8 - ռեակտորային անոթ

9 - կրակի հատակը

10 - վարդակ հովացման գիծ

11- վարդակ խցիկ

12 - վարդակ

12.Աշխատանքի սկզբունքը

TNRP-ն, ըստ իր աշխատանքային սկզբունքի, բարձր ջերմաստիճանի ռեակտոր-ջերմափոխանակիչ է, որի մեջ ճնշման տակ ներմուծվում է աշխատանքային հեղուկ (հեղուկ ջրածին), և երբ այն տաքանում է մինչև բարձր ջերմաստիճան (ավելի քան 3000 ° C), այն արտանետվում է սառեցված վարդակով: Ջերմության վերականգնումը վարդակում շատ շահավետ է, քանի որ այն թույլ է տալիս ջրածինը շատ ավելի արագ տաքացնել և, օգտագործելով զգալի քանակությամբ ջերմային էներգիա, ավելացնել հատուկ իմպուլսը մինչև 1000 վրկ (9100-9800 մ/վ): .

Միջուկային հրթիռային շարժիչի ռեակտոր

MsoNormalTable «>

Աշխատանքային մարմին

Խտությունը, գ / սմ3

Հատուկ մղում (ջեռուցման պալատում նշված ջերմաստիճաններում, ° K), վրկ

0.071 (հեղուկ)

0.682 (հեղուկ)

1000 (հեղուկ)

ոչ դանն

ոչ դանն

ոչ դանն

(Ծանոթագրություն. Ջեռուցման պալատում ճնշումը 45,7 ատմ է, ընդլայնումը մինչև 1 ատմ ճնշում՝ աշխատանքային հեղուկի մշտական ​​քիմիական բաղադրությամբ) /6/

15. Առավելությունները

TNRE-ի հիմնական առավելությունը քիմիական հրթիռային շարժիչների նկատմամբ ավելի բարձր հատուկ իմպուլս ստանալն է, էներգիայի զգալի կուտակումը, համակարգի կոմպակտությունը և շատ բարձր մղում ստանալու հնարավորությունը (տասնյակ, հարյուրավոր և հազարավոր տոննա վակուումում: Ընդհանուր առմամբ, Վակուումում ձեռք բերվող հատուկ իմպուլսը 3-4 անգամ ավելի մեծ է, քան ծախսված երկու բաղադրիչ քիմիական հրթիռային վառելիքի (կերոսին-թթվածին, ջրածին-թթվածին) իմպուլսը, իսկ ամենաբարձր ջերմային ինտենսիվությամբ աշխատելիս՝ 4-5 անգամ: ԱՄՆ-ը և Ռուսաստանը նման շարժիչների մշակման և կառուցման զգալի փորձ ունեն, իսկ անհրաժեշտության դեպքում տիեզերքի հետախուզում), նման շարժիչները կարող են արտադրվել կարճ ժամանակում և կունենան ողջամիտ արժեք։ լրացուցիչ օգտագործումԽառնաշփոթ զորավարժությունները, օգտագործելով մեծ մոլորակների գրավիտացիոն դաշտը (Յուպիտեր, Ուրան, Սատուրն, Նեպտուն), Արեգակնային համակարգի ուսումնասիրության հասանելի սահմանները զգալիորեն ընդլայնվում են, և հեռավոր մոլորակներ հասնելու համար պահանջվող ժամանակը զգալիորեն կրճատվում է: Բացի այդ, TNRE-ը կարող է հաջողությամբ օգտագործվել տիեզերանավերի համար, որոնք գործում են հսկա մոլորակների ցածր ուղեծրերում, օգտագործելով նրանց հազվադեպ մթնոլորտը որպես աշխատանքային միջավայր, կամ նրանց մթնոլորտում աշխատելու համար: /ութ/

16.Թերությունները

TNRE-ի հիմնական թերությունը ներթափանցող ճառագայթման հզոր հոսքի առկայությունն է (գամմա ճառագայթում, նեյտրոններ), ինչպես նաև բարձր ռադիոակտիվ ուրանի միացությունների, հրակայուն միացությունների, ինդուկտիվ ճառագայթմամբ և ռադիոակտիվ գազերի հեռացումը աշխատանքային հեղուկով: Այս առումով, TNRD-ն անընդունելի է ցամաքային արձակումների համար՝ արձակման վայրում և մթնոլորտում բնապահպանական իրավիճակի վատթարացումից խուսափելու համար: /տասնչորս/

17. Տուրբինային շարժիչի բնութագրերի բարելավում. Հիբրիդ TYRD

Ինչպես ցանկացած հրթիռային շարժիչ կամ ընդհանրապես ցանկացած շարժիչ, պինդ փուլային միջուկային ռեակտիվ շարժիչը զգալի սահմանափակումներ ունի հասանելի ամենակարևոր բնութագրերի վերաբերյալ: Այս սահմանափակումները ներկայացնում են սարքի (TNRD) անկարողությունը աշխատելու ջերմաստիճանի տիրույթում, որը գերազանցում է շարժիչի կառուցվածքային նյութերի առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճանների միջակայքը: Հնարավորությունները ընդլայնելու և TNRE-ի հիմնական գործառնական պարամետրերը զգալիորեն մեծացնելու համար կարող են կիրառվել տարբեր հիբրիդային սխեմաներ, որոնցում TNRE-ն խաղում է ջերմության և էներգիայի աղբյուրի դեր, և օգտագործվում են աշխատանքային մարմինների արագացման լրացուցիչ ֆիզիկական մեթոդներ: Առավել հուսալի, գործնականում իրագործելի և հատուկ իմպուլսի և մղման առումով բարձր բնութագրեր ունեցող հիբրիդային սխեման է լրացուցիչ MHD շղթայով (մագնետոհիդրոդինամիկական միացում) իոնացված աշխատանքային հեղուկը (ջրածին և հատուկ հավելումներ) արագացնելու համար: /13/

18. Ճառագայթման վտանգ NRE-ից:

Գործող NRE-ն ճառագայթման հզոր աղբյուր է՝ գամմա և նեյտրոնային ճառագայթում: Առանց հատուկ միջոցների, ճառագայթումը կարող է առաջացնել տիեզերանավի աշխատանքային հեղուկի և կառուցվածքի անընդունելի տաքացում, մետաղական կառուցվածքային նյութերի փխրունություն, պլաստիկի ոչնչացում և ռետինե մասերի ծերացում, էլեկտրական մալուխների մեկուսացման խախտում և էլեկտրոնային սարքավորումների ոչնչացում: Ճառագայթումը կարող է առաջացնել նյութերի ինդուկտիվ (արհեստական) ռադիոակտիվություն՝ դրանց ակտիվացում։

Ներկայումս միջուկային շարժիչներով տիեզերանավերի ճառագայթային պաշտպանության խնդիրը սկզբունքորեն լուծված է համարվում։ Նաև լուծված և հիմնարար հարցեր՝ կապված փորձարկման նստարաններում և գործարկման վայրերում NRE-ի պահպանման հետ: Չնայած գործող NRE-ը վտանգ է ներկայացնում սպասարկող անձնակազմի համար, «Արդեն մեկ օր անց, առանց անձնական պաշտպանիչ սարքավորումների, դուք կարող եք մի քանի տասնյակ րոպե գտնվել NRE-ից 50 մ հեռավորության վրա և նույնիսկ. մոտեցեք դրան Ամենապարզ պաշտպանության միջոցները թույլ են տալիս սպասարկող անձնակազմին մուտք գործել աշխատանքային տարածք ԲԱԿ փորձարկումից անմիջապես հետո.

Հրթիռային համալիրների և շրջակա միջավայրի աղտոտվածության մակարդակը, ըստ երևույթին, խոչընդոտ չի հանդիսանա տիեզերական հրթիռների ստորին փուլերում NRE-ի օգտագործման համար: Շրջակա միջավայրի և սպասարկման անձնակազմի համար ճառագայթային վտանգի խնդիրը մեծապես մեղմվում է նրանով, որ որպես աշխատանքային միջավայր օգտագործվող ջրածինը գործնականում չի ակտիվանում ռեակտորի միջով անցնելիս: Հետևաբար, NRE-ի ռեակտիվ հոսքը ավելի վտանգավոր չէ, քան հեղուկ շարժիչի շիթը: / 4 /

Եզրակացություն

Տիեզերագնացության մեջ NRE-ի զարգացման և օգտագործման հեռանկարները դիտարկելիս պետք է ելնել NRE-ի տարբեր տեսակների ձեռք բերված և ակնկալվող բնութագրերից, այն, ինչ նրանք կարող են տալ տիեզերագնացությանը, դրանց կիրառմանը և, վերջապես, մոտ առկայությունից: կապը ԱՌՄ խնդրի տիեզերքում էներգամատակարարման խնդրի և էներգետիկայի զարգացման խնդիրների հետ։

Ինչպես նշվեց վերևում, NRE-ի բոլոր հնարավոր տեսակներից առավել զարգացածներն են ջերմային ռադիոիզոտոպային շարժիչը և պինդ ֆազային տրոհման ռեակտորով շարժիչը: Բայց եթե ռադիոիզոտոպի NRE-ի բնութագրերը թույլ չեն տալիս հույս ունենալ տիեզերագնացության մեջ դրանց լայն կիրառման վրա (գոնե մոտ ապագայում), ապա պինդ փուլային NRE-ի ստեղծումը մեծ հեռանկարներ է բացում տիեզերագնացության համար:

Օրինակ՝ առաջարկվել է 40,000 տոննա նախնական զանգվածով սարքավորում (այսինքն՝ մոտավորապես 10 անգամ ավելի մեծ, քան ժամանակակից ամենամեծ արձակման մեքենաները), որի զանգվածի 1/10-ը կազմում է բեռնատարը, իսկ 2/3-ը՝ միջուկային: մեղադրանքներ... Եթե ​​դուք պայթեցնեք մեկ լիցքավորում յուրաքանչյուր 3 վրկ-ում, ապա դրանց մատակարարումը կբավարարի NRM-ի 10 օրվա շարունակական աշխատանքի համար: Այդ ընթացքում սարքը կարագանա մինչև 10000 կմ/վ արագություն, իսկ ապագայում՝ 130 տարի հետո, այն կարող է հասնել Ալֆա Կենտավրի աստղին։

Ատոմային էլեկտրակայաններն ունեն եզակի բնութագրեր, որոնք ներառում են էներգիայի գործնականում անսահմանափակ սպառում, շրջակա միջավայրից աշխատելու անկախություն և արտաքին ազդեցությունների նկատմամբ դիմադրություն (տիեզերական ճառագայթում, երկնաքարի վնաս, բարձր և ցածր ջերմաստիճաններև այլն): Այնուամենայնիվ, միջուկային ռադիոիզոտոպային կայանքների առավելագույն հզորությունը սահմանափակվում է մի քանի հարյուր վտ-ով: Այս սահմանափակումը գոյություն չունի ատոմային ռեակտորային էլեկտրակայանների համար, ինչը կանխորոշում է դրանց օգտագործման շահութաբերությունը մերձերկրյա տիեզերքում ծանր տիեզերանավերի երկարատև թռիչքների ժամանակ, արեգակնային համակարգի հեռավոր մոլորակներ թռիչքների ժամանակ և այլ դեպքերում:

Պինդ փուլի և այլ NRE-ի առավելությունները տրոհման ռեակտորներով առավելապես բացահայտվում են այնպիսի բարդ տիեզերական ծրագրերի ուսումնասիրության ժամանակ, ինչպիսիք են օդաչուավոր թռիչքները դեպի Արեգակնային համակարգի մոլորակներ (օրինակ՝ դեպի Մարս արշավի ժամանակ): Այս դեպքում, RD-ի կոնկրետ իմպուլսի աճը հնարավորություն է տալիս լուծել որակապես նոր խնդիրներ: Այս բոլոր խնդիրները մեծապես մեղմվում են՝ օգտագործելով պինդ ֆազային NRE-ի հատուկ իմպուլս, որը երկու անգամ գերազանցում է ժամանակակից հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչները: Այս դեպքում հնարավոր է դառնում նաեւ զգալիորեն կրճատել թռիչքների ժամանակները։

Ամենայն հավանականությամբ, մոտ ապագայում պինդ ֆազային NRE-ն կդառնա ամենալայն տարածված RD-ներից մեկը։ Պինդ փուլային NRM-ը կարող է օգտագործվել որպես փոխադրամիջոցներ հեռավոր թռիչքների համար, օրինակ՝ դեպի մոլորակներ, ինչպիսիք են Նեպտունը, Պլուտոնը և նույնիսկ թռչել Արեգակնային համակարգից դուրս: Այնուամենայնիվ, դեպի աստղեր թռիչքների համար տրոհման սկզբունքների վրա հիմնված NRM-ը հարմար չէ: Այս դեպքում խոստումնալից են NRE կամ, ավելի ճիշտ, ջերմամիջուկային ռեակտիվ շարժիչները (TJE), որոնք աշխատում են միաձուլման ռեակցիաների սկզբունքով և ֆոտոնիկ ռեակտիվ շարժիչները (FRD), որոնցում իմպուլսի աղբյուրները նյութի և հականյութի ոչնչացման ռեակցիան է։ Այնուամենայնիվ, ամենայն հավանականությամբ, մարդկությունը միջաստեղային տարածություն ճանապարհորդելու համար կօգտագործի այլ, ռեակտիվից տարբերվող ճանապարհորդության մեթոդ:

Եզրափակելով, ես կտամ Էյնշտեյնի հայտնի արտահայտության վերափոխումը. աստղեր ճանապարհորդելու համար մարդկությունը պետք է գա այնպիսի մի բանի, որը բարդությամբ և ընկալմամբ համեմատելի կլինի նեանդերթալի համար միջուկային ռեակտորի հետ:

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

Աղբյուրներ:

1. «Հրթիռներ և մարդիկ. Գիրք 4 Լուսնի մրցավազք» - M: Գիտելիք, 1999 թ.
2.http: // www. lpre. de / energomash / ինդեքս. htm
3. Պերվուշին «Ճակատամարտ աստղերի համար. Տիեզերական առճակատում» -M: Գիտելիք, 1998 թ.
4. Լ. Գիլբերգ «Երկնքի նվաճում» - Մ. Գիտելիք, 1994 թ.
5.http: // epizodsspace. ***** / bibl / molodtsov
6. «Շարժիչ», «Միջուկային շարժիչներ տիեզերանավերի համար», թիվ 5 1999 թ.

7. «Շարժիչ», «Գազաֆազ միջուկային շարժիչներ տիեզերանավերի համար»,

Թիվ 6, 1999 թ
7.http: // www. ***** / բովանդակություն / համարներ / 263 / 03.shtml
8.http: // www. lpre. de / energomash / ինդեքս. htm
9.http: // www. ***** / բովանդակություն / համարներ / 219 / 37.shtml
10., Ապագայի Չեկալինի տրանսպորտ.

Մ.: Գիտելիք, 1983:

11., Չեկալին տիեզերական հետազոտության .- Մ .:

Գիտելիք, 1988:

12. Գուբանով Բ. «Էներգիա - Բուրան» - քայլ դեպի ապագա // Գիտություն և կյանք.-

(13) Գետլանդ Կ. Տիեզերական ճարտարագիտություն .- Մոսկվա: Միր, 1986 թ.

14., Սերգեյուկը և առևտուրը: - Մ.: APN, 1989 թ.

15. ԽՍՀՄ տիեզերքում. 2005.-M .: APN, 1989 թ.

16. Խոր տիեզերքի ճանապարհին // Էներգիա. - 1985. - թիվ 6:

ԴԻՄՈՒՄ

Կոշտ փուլ միջուկային ռեակտիվ շարժիչների հիմնական բնութագրերը

Արտադրող երկիր	Շարժիչ	Հպումը վակուումում, kN	Հատուկ ազդակ, վրկ		Նախագծային աշխատանք, թ
	NERVA / Lox խառը ցիկլ