տուն Կարտոֆիլ Ինչու միջուկային հրթիռային շարժիչները իրականություն չեն դարձել. Տեխնիկական մանրամասներ՝ միջուկային էներգիայով աշխատող հրթիռ

Ինչու միջուկային հրթիռային շարժիչները իրականություն չեն դարձել. Տեխնիկական մանրամասներ՝ միջուկային էներգիայով աշխատող հրթիռ

Զգուշացեք շատ տառերից:

Ռուսաստանում ատոմային էլեկտրակայանով (ԱԷԿ) տիեզերանավի թռիչքային մոդելը նախատեսվում է ստեղծել մինչև 2025 թվականը։ Համապատասխան աշխատանքը ներառված է 2016–2025 թվականների Դաշնային տիեզերական ծրագրի նախագծում (FKP-25), որը «Ռոսկոսմոս»-ի կողմից ուղարկվել է նախարարությունների հաստատմանը։

Միջմոլորակային լայնածավալ արշավախմբեր պլանավորելիս ատոմային էներգիայի համակարգերը համարվում են տիեզերքում էներգիայի հիմնական խոստումնալից աղբյուրները։ Ապագայում ատոմակայանները, որոնք ներկայումս մշակվում են «Ռոսատոմ» ձեռնարկությունների կողմից, ապագայում կկարողանան տիեզերքում ապահովել մեգավատ հզորություն։

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

Վերջերս նախագիծն ավարտեց երկուսը հանգրվաններՍտեղծվել է վառելիքի տարրի եզակի 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 ճնշվել է և 3D չափումներ են կատարվել հիմնական մետաղի, շրջանակի եռակցման և կոնի անցման հատվածներում:

Գործողության սկզբունքը. Ստեղծման պատմություն.

ԻՑ միջուկային ռեակտորՏիեզերական կիրառման համար հիմնարար դժվարություններ չկան: 1962 թվականից մինչև 1993 թվականն ընկած ժամանակահատվածում մեր երկրում կուտակվել է նմանատիպ կայանքների արտադրության հարուստ փորձ։ Նման աշխատանք իրականացվել է ԱՄՆ-ում։ 1960-ականների սկզբից աշխարհում ստեղծվել են մի քանի տեսակի էլեկտրական շարժիչ շարժիչներ՝ իոնային, անշարժ պլազմա, անոդային շերտով շարժիչ, իմպուլսային պլազմային շարժիչ, մագնիտոպլազմա, մագնիտոպլազմոդինամիկ։

Աշխատել միջուկային շարժիչների ստեղծման վրա տիեզերանավԱնցյալ դարում ակտիվորեն իրականացվել են ԽՍՀՄ-ում և ԱՄՆ-ում. ամերիկացիները նախագիծը փակել են 1994-ին, ԽՍՀՄ-ը՝ 1988-ին։ Աշխատանքների փակմանը մեծապես նպաստեց Չեռնոբիլի աղետը, որը բացասաբար կարգավորեց հասարակական կարծիքը միջուկային էներգիայի օգտագործման վերաբերյալ: Բացի այդ, տիեզերքում միջուկային կայանքների փորձարկումները միշտ չէ, որ պարբերաբար իրականացվել են. 1978 թվականին խորհրդային Կոսմոս-954 արբանյակը մտավ մթնոլորտ և քանդվեց՝ հազարավոր ռադիոակտիվ բեկորներ ցրելով 100 հազար քառակուսի մետր տարածքի վրա: կմ հյուսիս-արևմտյան Կանադայում: Խորհրդային Միությունը վճարում էր Կանադային դրամական փոխհատուցումավելի քան 10 միլիոն դոլար:

1988 թվականի մայիսին երկու կազմակերպություններ՝ Ամերիկայի գիտնականների դաշնությունը և միջուկային սպառնալիքի դեմ խաղաղության խորհրդային գիտնականների կոմիտեն, հանդես եկան տիեզերքում միջուկային էներգիայի օգտագործումն արգելելու համատեղ առաջարկով: Այդ առաջարկը ֆորմալ հետևանքներ չստացավ, սակայն դրանից հետո ոչ մի երկիր տիեզերանավ չի արձակել, որի վրա ատոմակայաններ կան։

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

2010 թվականին մշակվել են նախագծի տեխնիկական առաջարկներ։ Դիզայնը սկսվել է այս տարի:

Ատոմակայանը պարունակում է երեք հիմնական սարք՝ 1) ռեակտորային կայան՝ աշխատող հեղուկով և օժանդակ սարքերով (ջերմափոխանակիչ-վերականգնիչ և տուրբոգեներատոր-կոմպրեսոր). 2) էլեկտրական հրթիռային շարժիչ համակարգ. 3) սառնարան-արտադրիչ.

Ռեակտոր.

Ֆիզիկական տեսանկյունից սա կոմպակտ գազով սառեցված արագ նեյտրոնային ռեակտոր է:
Օգտագործված վառելիքը ուրանի միացությունն է (երկօքսիդ կամ կարբոնիտրիդ), բայց քանի որ դիզայնը պետք է շատ կոմպակտ լինի, ուրանը 235 իզոտոպում ավելի մեծ հարստացում ունի, քան սովորական (քաղաքացիական) վառելիքի ձողերում: ատոմակայաններհնարավոր է 20%-ից բարձր: Իսկ դրանց պատյանը մոլիբդենի վրա հիմնված հրակայուն մետաղների միաբյուրեղային համաձուլվածք է։

Այս վառելիքը պետք է աշխատի շատ բարձր ջերմաստիճաններում։ Հետևաբար, անհրաժեշտ էր ընտրել նյութեր, որոնք կարող էին զսպել ջերմաստիճանի հետ կապված բացասական գործոնները և միևնույն ժամանակ թույլ տալ, որ վառելիքը կատարի իր հիմնական գործառույթը՝ տաքացնել գազի հովացուցիչ նյութը, որը կօգտագործվի էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար:

Սառնարան.

Միջուկային կայանքի շահագործման ընթացքում գազի սառեցումը բացարձակապես անհրաժեշտ է։ Ինչպե՞ս ջերմությունը թափել արտաքին տարածություն: Միակ հնարավորությունը ճառագայթային սառեցումն է։ Տաքացվող մակերեսը դատարկության մեջ սառչում է էլեկտրամագնիսական ալիքներ արձակելով լայն տիրույթում, ներառյալ տեսանելի լույսը: Նախագծի յուրահատկությունը հատուկ հովացուցիչ նյութի՝ հելիում-քսենոն խառնուրդի օգտագործման մեջ է: Տեղադրումն ապահովում է բարձր արդյունավետություն։

Շարժիչ.

Իոնային շարժիչի շահագործման սկզբունքը հետևյալն է. Անոդների և մագնիսական դաշտում տեղակայված կաթոդային բլոկի օգնությամբ գազ արտանետման պալատում ստեղծվում է հազվագյուտ պլազմա։ Աշխատանքային հեղուկի իոնները (քսենոն կամ այլ նյութ) արտանետվող էլեկտրոդով «քաշվում» են դրանից 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 միլիարդ ռուբլին հատկացվել է «Ռոսատոմ» պետական ​​կորպորացիայիը՝ հենց ռեակտորի կառուցման համար։ Մնացած 3,955 միլիարդը՝ FSUE «Կելդիշի կենտրոնը»՝ ատոմային էլեկտրաշարժիչ կայանի ստեղծման համար։ Եվս 5,8 միլիարդ ռուբլի կտրամադրվի RSC Energia-ին, որտեղ պետք է ձևավորվի ամբողջ տրանսպորտի և էներգետիկայի մոդուլի աշխատանքային պատկերը նույն ժամկետում։

Ծրագրերի համաձայն՝ մինչև 2017 թվականի վերջ ատոմակայան կպատրաստվի՝ տրանսպորտային և էներգետիկ մոդուլն ավարտելու համար (միջմոլորակային թռիչքի մոդուլ)։ Մինչեւ 2018 թվականի վերջ ատոմակայանը պատրաստ կլինի թռիչքի նախագծման փորձարկումներին։ Ծրագիրը ֆինանսավորվում է դաշնային բյուջեից։

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

Անատոլի Կորոտեև. Իրոք, տիեզերքում միջուկային էներգիայի օգտագործման աշխատանքները սկսվել և ակտիվորեն իրականացվել են մեր երկրում և ԱՄՆ-ում 1960-70-ական թվականներին:

Սկզբում խնդիր էր դրված ստեղծել հրթիռային շարժիչներ, որոնք կօգտագործեին ջրածնի ջեռուցում մինչև մոտ 3000 աստիճան ջերմաստիճան՝ վառելիքի և օքսիդիչի այրման քիմիական էներգիայի փոխարեն: Բայց պարզվեց, որ նման ուղիղ ճանապարհը դեռ անարդյունավետ է։ Մենք կարճ ժամանակով ստանում ենք բարձր մղում, բայց միևնույն ժամանակ դուրս ենք նետում շիթ, որը ռեակտորի աննորմալ աշխատանքի դեպքում կարող է ռադիոակտիվ աղտոտված լինել։

Որոշակի փորձ ձեռք բերվեց, բայց ոչ մենք, ոչ էլ ամերիկացիներն այն ժամանակ չկարողացանք հուսալի շարժիչներ ստեղծել։ Աշխատեցին, բայց ոչ բավարար, քանի որ միջուկային ռեակտորում ջրածինը մինչև 3000 աստիճան տաքացնելը լուրջ խնդիր է։ Բացի այդ, նման շարժիչների ցամաքային փորձարկումների ժամանակ բնապահպանական խնդիրներ են առաջացել, քանի որ ռադիոակտիվ շիթեր արտանետվել են մթնոլորտ։ Այլևս գաղտնիք չէ, որ նման աշխատանք իրականացվել է միջուկային փորձարկումների համար հատուկ պատրաստված Սեմիպալատինսկի պոլիգոնում, որը մնացել է Ղազախստանում։

Այսինքն, երկու պարամետր պարզվեց, որ կրիտիկական են՝ արգելող ջերմաստիճան և ճառագայթման արտանետո՞ւմ։

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

Այսպիսով, մենք առաջարկեցինք մի սխեմա, որի համաձայն տիեզերական ռեակտորը չի տաքացնում իրենից դուրս եկող շիթը, այլ արտադրում է էլեկտրաէներգիա: Ռեակտորի տաք գազը պտտեցնում է տուրբինը, տուրբինը պտտում է էլեկտրական գեներատորը և կոմպրեսորը, որը շրջանառում է աշխատանքային հեղուկը փակ շղթայում։ Մյուս կողմից, գեներատորը էլեկտրաէներգիա է արտադրում պլազմային շարժիչի համար, որի հատուկ մղումը 20 անգամ ավելի բարձր է, քան քիմիական գործընկերներինը:

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

Անատոլի Կորոտեև. Հիմնական բանն 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 միացումում:

Բացի այդ, մեզ պետք չէ այս սխեմայով ջրածինը տաքացնել մինչև ծայրահեղ 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. կարիք չկա համալիր լայնածավալ փորձարկումների, որոնք պահանջում են նախկին Սեմիպալատինսկի փորձադաշտի ենթակառուցվածքը, մասնավորապես՝ նստարանային բազան, որը մնացել է Կուրչատով քաղաքում։

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

Նմանատիպ աշխատանքներ այլ երկրներում իրականացվո՞ւմ են։

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։

Միանգամայն հնարավոր է, որ Չինաստանը նույնպես կարող է արձագանքել իր կողմից ակտիվ գործողություններով, ուստի պետք է արագ աշխատել։ Եվ ոչ միայն մեկից կես քայլ առաջ անցնելու համար։

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

Չեմ բացառում, որ մոտ ապագայում կարող է նախաձեռնվել ատոմային տիեզերակայանի միջազգային ծրագիր, որը նման է այժմ իրականացվող վերահսկվող ջերմամիջուկային միաձուլման ծրագրին։

Հեղուկ հրթիռային շարժիչները մարդուն հնարավորություն տվեցին տիեզերք գնալ՝ Երկրի մերձավոր ուղեծրեր: Բայց LRE-ում ռեակտիվ հոսքի արագությունը չի գերազանցում 4,5 կմ/վրկ-ը, իսկ այլ մոլորակներ թռիչքների համար վայրկյանում տասնյակ կիլոմետրեր են անհրաժեշտ։ Հնարավոր ելքը միջուկային ռեակցիաների էներգիայի օգտագործումն է։

Միջուկային հրթիռային շարժիչների (NRE) գործնական ստեղծումը իրականացվել է միայն ԽՍՀՄ-ի և ԱՄՆ-ի կողմից։ 1955 թվականին Միացյալ Նահանգները սկսեց «Rover» ծրագրի իրականացումը միջուկային հրթիռային շարժիչի մշակման համար տիեզերանավեր. Երեք տարի անց՝ 1958 թվականին, նախագիծը ստանձնեց ՆԱՍԱ-ն, որը հատուկ խնդիր էր դնում YARD-ով նավերի համար՝ թռիչք դեպի Լուսին և Մարս: Այդ ժամանակվանից ծրագիրը հայտնի դարձավ որպես NERVA, որը նշանակում է «միջուկային շարժիչ՝ հրթիռների վրա տեղադրելու համար»:

1970-ականների կեսերին, այս ծրագրի շրջանակներում, նախատեսվում էր նախագծել մոտ 30 տոննա մղումով միջուկային հրթիռային շարժիչ (համեմատության համար նշենք, որ այն ժամանակվա հրթիռային շարժիչի բնորոշ մղումը կազմում էր մոտ 700 տոննա), սակայն. գազի արտանետման 8,1 կմ/վ արագությամբ: Այնուամենայնիվ, 1973 թվականին ծրագիրը փակվեց ԱՄՆ-ի շահերի տեղափոխման պատճառով դեպի տիեզերական մաքոք:

ԽՍՀՄ-ում առաջին NRE-ի նախագծումն իրականացվել է 50-ականների երկրորդ կեսին։ Միևնույն ժամանակ, խորհրդային դիզայներները լայնածավալ մոդել ստեղծելու փոխարեն սկսեցին բակի առանձին մասեր պատրաստել։ Եվ հետո այս զարգացումները փորձարկվեցին հատուկ նախագծված իմպուլսային գրաֆիտի ռեակտորի (IGR) հետ համագործակցությամբ:

Անցյալ դարի 70-80-ական թվականներին Salyut Design Bureau-ն, Khimavtomatika Design Bureau-ն և Luch Research and Production Association-ը ստեղծեցին նախագծեր տիեզերական միջուկային հրթիռային RD-0411 և RD-0410 շարժիչների համար՝ համապատասխանաբար 40 և 3,6 տոննա մղումով: . Նախագծման գործընթացում փորձարկման համար արտադրվել են ռեակտոր, «սառը» շարժիչ և նստարանի նախատիպ։

1961 թվականի հուլիսին խորհրդային ակադեմիկոս Անդրեյ Սախարովը Կրեմլում ատոմային առաջատար գիտնականների հանդիպման ժամանակ հայտարարեց միջուկային պայթյունի նախագծի մասին։ Պայթուցիկն ուներ սովորական հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչներ թռիչքի համար, մինչդեռ տիեզերքում այն ​​պետք է պայթեր փոքր միջուկային լիցքեր: Պայթյունի ժամանակ առաջացած տրոհման արտադրանքներն իրենց թափը փոխանցել են նավին՝ ստիպելով այն թռչել։ Այնուամենայնիվ, 1963 թվականի օգոստոսի 5-ին Մոսկվայում ստորագրվեց համաձայնագիր, որն արգելում էր միջուկային զենքի փորձարկումները մթնոլորտում, տիեզերքում և ջրի տակ։ Սա էր միջուկային պայթուցիկ ծրագրի փակման պատճառը։

Հնարավոր է, որ ԲԱԿ-ի զարգացումն իր ժամանակից առաջ էր։ Սակայն դրանք այնքան էլ ժամանակավրեպ չէին։ Ի վերջո, դեպի այլ մոլորակներ օդաչուների թռիչքի նախապատրաստումը տեւում է մի քանի տասնամյակ, եւ դրա համար շարժիչ համակարգերը պետք է նախապես պատրաստվեն։

Միջուկային հրթիռային շարժիչի նախագծում

Միջուկային հրթիռային շարժիչ(NRE) - ռեակտիվ շարժիչ, որում միջուկային քայքայման կամ միաձուլման ռեակցիայի արդյունքում առաջացող էներգիան տաքացնում է աշխատանքային հեղուկը (առավել հաճախ՝ ջրածին կամ ամոնիակ):

Կախված ռեակտորի վառելիքի տեսակից, կան երեք տեսակի NRE.

  • պինդ փուլ;
  • հեղուկ փուլ;
  • գազային փուլ.

Առավել ամբողջականն է պինդ փուլշարժիչի տարբերակ: Նկարը ցույց է տալիս պինդ միջուկային վառելիքի ռեակտորով ամենապարզ NRE-ի դիագրամը: Աշխատանքային հեղուկը գտնվում է արտաքին տանկի մեջ: Պոմպի օգնությամբ այն սնվում է շարժիչի խցիկում։ Խցիկում աշխատանքային հեղուկը սրսկվում է վարդակների օգնությամբ և շփվում ջերմաստեղծ միջուկային վառելիքի հետ։ Երբ տաքանում է, այն ընդլայնվում է և մեծ արագությամբ դուրս է թռչում խցիկից վարդակով:

Հեղուկ փուլ- նման շարժիչի ռեակտորի միջուկում միջուկային վառելիքը հեղուկ վիճակում է: Նման շարժիչների ձգողական պարամետրերը ավելի բարձր են, քան պինդ փուլայինները, ինչը պայմանավորված է ռեակտորի բարձր ջերմաստիճանով։

IN գազաֆազ NRE վառելիքը (օրինակ՝ ուրան) և աշխատանքային հեղուկը գտնվում են գազային վիճակում (պլազմայի տեսքով) և աշխատավայրում պահվում են էլեկտրամագնիսական դաշտի միջոցով։ Տասնյակ հազարավոր աստիճանի տաքացվող ուրանի պլազման ջերմություն է փոխանցում աշխատանքային հեղուկին (օրինակ՝ ջրածին), որն էլ իր հերթին տաքանալով բարձր ջերմաստիճանների՝ ձևավորում է շիթ։

Ըստ միջուկային ռեակցիայի տեսակի՝ առանձնանում են ռադիոիզոտոպային հրթիռային շարժիչը, ջերմամիջուկային հրթիռային շարժիչը և համապատասխան միջուկային շարժիչը (օգտագործվում է միջուկային տրոհման էներգիան)։

Հետաքրքիր տարբերակ է նաև իմպուլսային NRE-ն՝ որպես էներգիայի աղբյուր (վառելիք) առաջարկվում է օգտագործել միջուկային լիցքը։ Նման տեղադրումները կարող են լինել ներքին և արտաքին տեսակների:

YRD-ի հիմնական առավելություններն են.

  • բարձր կոնկրետ իմպուլս;
  • զգալի էներգիայի պաշար;
  • շարժիչային համակարգի կոմպակտություն;
  • շատ մեծ մղում ստանալու հնարավորությունը՝ տասնյակ, հարյուրավոր և հազարավոր տոննա վակուումում։

Հիմնական թերությունը շարժիչ համակարգի բարձր ճառագայթային վտանգն է.

  • միջուկային ռեակցիաների ընթացքում ներթափանցող ճառագայթման հոսքեր (գամմա ճառագայթում, նեյտրոններ);
  • ուրանի և դրա համաձուլվածքների բարձր ռադիոակտիվ միացությունների հեռացում.
  • ռադիոակտիվ գազերի արտահոսք աշխատանքային հեղուկով.

Ուստի միջուկային շարժիչի գործարկումն անընդունելի է Երկրի մակերեւույթից արձակումների համար՝ ռադիոակտիվ աղտոտման վտանգի պատճառով։

Գտնվել է հետաքրքիր հոդված. Ընդհանրապես, միջուկային տիեզերանավերն ինձ միշտ հետաքրքրել են։ Սա տիեզերական հետազոտության ապագան է: Այս թեմայով լայնածավալ աշխատանք է տարվել նաեւ ԽՍՀՄ-ում։ Հոդվածը նրանց մասին է։

Ատոմային էներգիայով աշխատող տարածություն. Երազներ և իրականություն.

Ֆիզիկամաթեմատիկական գիտությունների դոկտոր Յու.Յա Ստավիսսկի

1950 թվականին ես պաշտպանեցի իմ գիտական ​​աստիճանը ինժեներական ֆիզիկայում Ռազմերի նախարարության Մոսկվայի մեխանիկական ինստիտուտում (ՄՄԻ): Հինգ տարի առաջ՝ 1945 թվականին, այնտեղ ձևավորվեց ինժեներական ֆիզիկայի բաժին, որը պատրաստեց մասնագետներ նոր արդյունաբերության համար, որոնց առաջադրանքները հիմնականում ներառում էին միջուկային զենքի արտադրությունը։ Ֆակուլտետը ոչ մեկին չէր զիջում: Համալսարանական դասընթացների շրջանակներում հիմնարար ֆիզիկայի հետ մեկտեղ (մաթեմատիկական ֆիզիկայի մեթոդներ, հարաբերականության տեսություն, քվանտային մեխանիկա, էլեկտրադինամիկա, վիճակագրական ֆիզիկա և այլն) մեզ սովորեցրել են ինժեներական առարկաների մի ամբողջ շարք՝ քիմիա, մետաղագիտություն, նյութերի ամրություն, մեխանիզմների և մեքենաների տեսություն և այլն։ Ստեղծվել է խորհրդային նշանավոր ֆիզիկոս Ալեքսանդր Իլյիչ Լեյպունսկու կողմից, MMI ֆակուլտետը։ Ինժեներական ֆիզիկան ժամանակի ընթացքում վերածվեց Մոսկվայի ինժեներական ֆիզիկայի ինստիտուտի (MEPhI): Մեկ այլ ինժեներական ֆիզիկայի ֆակուլտետ, որը նույնպես հետագայում միաձուլվեց MEPhI-ին, ձևավորվեց Մոսկվայի Էներգետիկ Ինժեներական Ինստիտուտում (MPEI), բայց եթե MMI-ում հիմնական շեշտը դրված էր հիմնարար ֆիզիկայի վրա, ապա էներգետիկ ինստիտուտում այն ​​ջերմային և էլեկտրաֆիզիկայի վրա էր:

Մենք ուսումնասիրեցինք քվանտային մեխանիկա՝ օգտագործելով Դմիտրի Իվանովիչ Բլոխինցևի գիրքը։ Պատկերացրեք իմ զարմանքը, երբ բաժանման ժամանակ ինձ ուղարկեցին աշխատելու նրա հետ։ Ես մոլի փորձարար եմ (մանուկ հասակում ես ապամոնտաժել էի տան բոլոր ժամացույցները), և հանկարծ հասնում եմ մի հայտնի տեսաբանի։ Ինձ բռնեց մի փոքր խուճապ, բայց ժամանելուն պես ԽՍՀՄ ՆԳՆ «Օբյեկտ Բ» Օբնինսկում, անմիջապես հասկացա, որ իզուր եմ անհանգստանում:

Այս պահին «Օբյեկտ Բ»-ի գլխավոր թեման, որն 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 յուրացումը Դմիտրի Իվանովիչի վաղեմի երազանքն էր, նույնիսկ պատանեկության տարիներին նա նամակագրություն ուներ և հանդիպեց Կ. Ցիոլկովսկին. Կարծում եմ, որ միջուկային էներգիայի հսկայական հնարավորությունների ըմբռնումը, կալորիականության առումով միլիոնավոր անգամ ավելի բարձր, քան լավագույն քիմիական վառելիքները, որոշեց. կյանքի ուղինԴ.Ի. Բլոխինցև.
«Դեմ առ երես չես տեսնի»... Այդ տարիներին մենք շատ բան չէինք հասկանում։ Միայն հիմա, երբ վերջապես հնարավոր դարձավ համեմատել Ֆիզիկական-էներգետիկ ինստիտուտի (IPPE) ականավոր գիտնականների գործերն ու ճակատագրերը՝ նախկին «Օբյեկտ Բ»-ն, որը վերանվանվել է 1966 թվականի դեկտեմբերի 31-ին, կա ճիշտ, ինչպես թվում է. ինձ համար՝ այն գաղափարների ըմբռնումը, որոնք շարժեցին նրանց այդ ժամանակ: Գործերի բոլոր բազմազանությամբ, որոնցով զբաղվել է ինստիտուտը, կարելի է առանձնացնել առաջնահերթությունը գիտական ​​ուղղությունները, որը, պարզվեց, իր առաջատար ֆիզիկոսների հետաքրքրությունների տիրույթում էր։

AIL-ի հիմնական հետաքրքրությունը (ինչպես ինստիտուտում թիկունքում անվանում էին Ալեքսանդր Իլյիչ Լեյպունսկուն) գլոբալ էներգիայի զարգացումն է՝ հիմնված արագ աճեցնող 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 էներգիա է ծախսել նաև երկրի պաշտպանության վրա, մասնավորապես՝ սուզանավերի և ծանր ինքնաթիռների ատոմային շարժիչների ստեղծման վրա։

Հետաքրքրությունները Դ.Ի. Բլոխինցևը (նրան վերագրվել էր «Դ.Ի.» մականունը) նպատակ ուներ լուծել տիեզերական թռիչքների համար միջուկային էներգիայի օգտագործման խնդիրը։ Ցավոք, 1950-ականների վերջին նա ստիպված եղավ թողնել այս աշխատանքը և ղեկավարել միջազգային կազմակերպության ստեղծումը. գիտական ​​կենտրոն- Դուբնայում միջուկային հետազոտությունների միացյալ ինստիտուտ: Այնտեղ նա աշխատել է իմպուլսային արագ ռեակտորների վրա՝ IBR: Սա վերջին մեծ բանն էր նրա կյանքում։

Մեկ գոլ՝ մեկ թիմ

Դ.Ի. Բլոխինցևը, ով դասավանդում էր 1940-ականների վերջին Մոսկվայի պետական ​​համալսարանում, նկատեց այնտեղ, այնուհետև հրավիրեց երիտասարդ ֆիզիկոս Իգոր Բոնդարենկոյին աշխատելու Օբնինսկ, որը բառացիորեն զառանցում էր միջուկային էներգիայով աշխատող տիեզերանավերի մասին: Նրա առաջին ղեկավարը եղել է Ա.Ի. Լեյպունսկին, իսկ Իգորը, իհարկե, 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 վերգետնյա մոդելների փորձարարական ուսումնասիրություններ է անցկացրել: Ես հիմնականում զբաղվում էի «ցածր մղման» հրթիռային շարժիչներով (դրանց մեջ մղումը ստեղծում է մի տեսակ արագացուցիչ՝ «իոնային շարժիչ», որը սնվում է տիեզերական ատոմակայանի էներգիայով): Մենք ուսումնասիրել ենք գործընթացները
հոսում է իոնային մղիչներով, գետնի տակդիրներով:

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, քանի որ ոչ մի փորձարար, և, հավանաբար, քիչ տեսաբաններ, «զգացին» հիմնարար ֆիզիկան։ Միշտ արձագանքող, բաց և ընկերասեր Իգորն իսկապես ինստիտուտի հոգին էր: Մինչ այժմ FEI-ն ապրում է նրա գաղափարներով։ Բոնդարենկոն անհիմն կարճ կյանք է ապրել. 1964 թվականին 38 տարեկան հասակում նա ողբերգականորեն մահացավ բժշկական սխալի պատճառով։ Կարծես Աստված, տեսնելով, թե մարդն ինչքան բան է արել, որոշեց, որ դա արդեն շատ է և հրամայեց.

Չի կարելի մոռանալ ևս մեկին յուրահատուկ անհատականություն- Վլադիմիր Ալեքսանդրովիչ Մալիխ, տեխնոլոգ «Աստծուց», ժամանակակից Լեսկովսկի Լեֆտի։ Եթե ​​վերը նշված գիտնականների «արտադրանքը» հիմնականում գաղափարներ էին 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 խաղացել։

Վ.Ա. Մալըխը սկսել է որպես գիտահետազոտական ​​ինստիտուտի լաբորանտ միջուկային ֆիզիկաՄոսկվայի պետական ​​համալսարանը, իր հոգու հետևում ունենալով ֆիզիկայի ֆակուլտետի երեք կուրս, պատերազմն ինձ չթողեց ավարտել ուսումս։ 1940-ականների վերջին նրան հաջողվեց ստեղծել տեխնիկական կերամիկայի արտադրության տեխնոլոգիա՝ հիմնված բերիլիումի օքսիդի վրա՝ յուրահատուկ նյութ, բարձր ջերմահաղորդականությամբ դիէլեկտրիկ։ Մալիխից առաջ շատերն անհաջող պայքարում էին այս խնդրի դեմ։ Իսկ առևտրային չժանգոտվող պողպատի և բնական ուրանի վրա հիմնված վառելիքի մարտկոցը, որը նա մշակել է առաջին ատոմակայանի համար, հրաշք է դրանում և ներկա ժամանակներ. Կամ ռեակտոր-էլեկտրական գեներատորի թերմիոնիկ վառելիքի տարրը, որը նախագծվել է Մալիխի կողմից տիեզերանավերի սնուցման համար՝ «գարդան»: 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 դարձավ տեխնիկական գիտությունների դոկտոր, Լենինյան մրցանակի դափնեկիր, Սոցիալիստական ​​աշխատանքի հերոս։ 1964 թվականին նա ողբերգականորեն մահացավ զինվորական ուղեղի ցնցման հետևանքով։

Քայլ առ քայլ

Ս.Պ. Կորոլյովը և Դ.Ի. Բլոխինցևը երկար ժամանակ դաստիարակել է օդաչուավոր տիեզերական թռիչքի երազանքը: Նրանց միջեւ հաստատվեցին աշխատանքային սերտ կապեր։ Բայց 1950-ականների սկզբին, գագաթնակետին սառը պատերազմ«Միջոցներ չեն խնայվել միայն ռազմական նպատակներով։ Հրթիռային տեխնոլոգիան համարվում էր միայն որպես միջուկային լիցքերի կրող, իսկ արբանյակների մասին նույնիսկ չէր էլ մտածում։ Մինչդեռ Բոնդարենկոն, իմանալով վերջին ձեռքբերումներըհրթիռային գիտնականները համառորեն հանդես են եկել Երկրի արհեստական ​​արբանյակի ստեղծման օգտին: Հետագայում ոչ ոք դա չհիշեց։

Հետաքրքիր է մոլորակի առաջին տիեզերագնաց Յուրի Գագարինին տիեզերք բարձրացրած հրթիռի ստեղծման պատմությունը։ Դա կապված է Անդրեյ Դմիտրիևիչ Սախարովի անվան հետ։ 1940-ականների վերջին նա մշակել է համակցված տրոհման-ջերմային լիցք՝ «փուփ», ըստ երևույթին, անկախ «հայրից». ջրածնային ռումբԷդվարդ Թելլերը, ով առաջարկեց նմանատիպ արտադրանք, որը կոչվում է «զարթուցիչ»: Այնուամենայնիվ, Թելլերը շուտով հասկացավ, որ նման նախագծման միջուկային լիցքը կունենա «սահմանափակ» թողունակություն՝ ոչ ավելի, քան 500 կիլոտոննա քարշակային համարժեք: Սա բավարար չէ «բացարձակ» զենքի համար, ուստի «զարթուցիչը» լքվեց։ Միությունում 1953-ին պայթեցրել են Սախարովի պուֆ RDS-6-երը։

Հաջող փորձարկումներից և Սախարովի ակադեմիկոս ընտրվելուց հետո Minsredmash-ի 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 որոշման, որը պարտավորեցրել է Ս.Պ. Կորոլևը այս լիցքավորման համար բալիստիկ արձակման մեքենա մշակելու համար: Հենց այդպիսի R-7 հրթիռն էր, որը կոչվում է «Վոստոկ», որը 1957 թվականին Երկրի արհեստական ​​արբանյակը և 1961 թվականին Յուրի Գագարինի հետ տիեզերանավը արձակեց ուղեծիր: Մշակումից ի վեր այլևս նախատեսված չէր այն օգտագործել որպես ծանր միջուկային լիցքի կրող ջերմամիջուկային զենքերգնաց այլ ճանապարհով:

IPPE տիեզերական միջուկային ծրագրի սկզբնական փուլում Վ.Ն. Չելոմեյան մշակել է թեւավոր ատոմային հրթիռ։ Այս ուղղությունը երկար չզարգացավ և ավարտվեց Վ.Ա. բաժանմունքում ստեղծված շարժիչի տարրերի հաշվարկներով և փորձարկումներով։ Մալիխա. Իրականում դա ցածր թռչող անօդաչու թռչող սարք էր՝ ռամջեթ միջուկային շարժիչով և միջուկային մարտագլխիկով («բզզացող վրիպակի» մի տեսակ միջուկային անալոգ՝ գերմանական V-1): Համակարգը գործարկվել է սովորական հրթիռային ուժեղացուցիչների միջոցով: Տրված արագության հասնելուց հետո մղումը ստեղծվել է մթնոլորտային օդի միջոցով, որը տաքացել է հարստացված ուրանով ներծծված բերիլիումի օքսիդի տրոհման շղթայական ռեակցիայի միջոցով։

Ընդհանուր առմամբ, հրթիռի կարողությունը կատարելու այս կամ այն ​​տիեզերագնացական առաջադրանքը որոշվում է այն արագությամբ, որը նա ձեռք է բերում աշխատանքային հեղուկի (վառելիք և օքսիդիչ) ամբողջ պաշարն օգտագործելուց հետո: 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 արտանետման 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 տիեզերագնացներով իջնող մեքենան հասնի Լուսնի մակերեսին և այնուհետև նրանց վերադարձնի իր արհեստական ​​արբանյակի ուղեծիր: Կորոլյովում ջրածնային վառելիքի հետ աշխատանքը դադարեցվել է զոհերով վթարի պատճառով։ Մենք ժամանակ չունեինք մարդկանց համար լուսնային իջնող փոխադրամիջոց ստեղծելու համար:

Արտանետումների 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 FEI-ի համատեղ նախագիծ), ամերիկացիներն ունեին կիվի տիպի նմանատիպ համակարգեր։ Շարժիչները փորձարկվել են Սեմիպալատինսկի և Նևադայի մերձակայքում գտնվող փորձարկման վայրերում: Դրանց գործունեության սկզբունքը հետևյալն է՝ միջուկային ռեակտորում ջրածինը տաքացվում է մինչև բարձր ջերմաստիճան, անցնում ատոմային վիճակի և արդեն այս ձևով սպառվում է հրթիռից։ Այս դեպքում արտանետման 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 ղեկավարն էր Մստիսլավ Վսեվոլոդովիչ Կելդիշը (այն ժամանակ ԽՍՀՄ ԳԱ նախագահ), բաժինը Վ.Մ. Իևլևան, IPPE-ի մասնակցությամբ, զբաղված էր միանգամայն ֆանտաստիկ սխեմայով` գազաֆազային ռեակտորով, որում շղթայական ռեակցիան ընթանում է ուրանի և ջրածնի գազային խառնուրդում: Այդպիսի ռեակտորից ջրածինը դուրս է գալիս տասն անգամ ավելի արագ, քան պինդ վառելիքից, մինչդեռ ուրանը առանձնանում է և մնում միջուկում։ Գաղափարներից մեկն էր օգտագործել կենտրոնախույս տարանջատումը, 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. Սակայն ռեակտորից մաքուր ջրածնի (առանց ուրանի) արտահոսքի հնարավորության հարցը մնաց չլուծված, էլ չեմ խոսում բարձր ջերմաստիճանի պահպանման հետ կապված տեխնիկական խնդիրների մասին։ գազային խառնուրդներհարյուրավոր մթնոլորտների ճնշման տակ:

Բալիստիկ ատոմային հրթիռների վրա IPPE-ի աշխատանքը ավարտվեց 1969-1970 թվականներին «կրակային փորձարկումներով» Սեմիպալատինսկի փորձարկման վայրում պինդ վառելիքի տարրերով միջուկային հրթիռային շարժիչի նախատիպով: Այն ստեղծվել է IPPE-ի կողմից՝ համագործակցելով Վորոնեժի նախագծային բյուրոյի A.D. Կոնոպատով, Մոսկվայի NII-1 և մի շարք այլ տեխնոլոգիական խմբեր: 3,6 տոննա մղումով շարժիչը հիմնված էր IR-100 միջուկային ռեակտորի վրա՝ վառելիքի տարրերով, որոնք պատրաստված էին ուրանի կարբիդի և ցիրկոնիումի կարբիդի պինդ լուծույթից: Ջրածնի ջերմաստիճանը հասել է 3000°K-ի ~170 ՄՎտ ռեակտորի հզորության դեպքում։

Միջուկային մղիչներ

Մինչ այժմ մենք խոսում էինք իրենց քաշից մեծ մղումով հրթիռների մասին, որոնք կարող էին արձակվել Երկրի մակերեւույթից։ Նման համակարգերում արտանետման արագության աճը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել աշխատանքային հեղուկի պաշարը, մեծացնել օգտակար բեռը և հրաժարվել բազմաստիճան գործընթացից: Այնուամենայնիվ, կան արտանետումների գործնականում անսահմանափակ արագությունների հասնելու ուղիներ, օրինակ՝ նյութի արագացումը էլեկտրամագնիսական դաշտերով։ Ես աշխատել եմ այս ոլորտում Իգոր Բոնդարենկոյի հետ սերտ կապի մեջ գրեթե 15 տարի:

Էլեկտրական ռեակտիվ շարժիչով (EP) հրթիռի արագացումը որոշվում է դրանց վրա տեղադրված տիեզերական ատոմակայանի (KAES) հատուկ հզորության և արտանետման արագության հարաբերակցությամբ: Տեսանելի ապագայում ԱԷԿ-ի տեսակարար հզորությունը, ըստ երեւույթին, չի գերազանցի 1 կՎտ/կգ-ը։ Միևնույն ժամանակ հնարավոր է ստեղծել ցածր մղումով հրթիռներ, հրթիռի քաշից տասնյակ և հարյուրավոր անգամներ պակաս և աշխատանքային հեղուկի շատ ցածր սպառումով։ Նման հրթիռը կարող է արձակվել միայն Երկրի արհեստական ​​արբանյակի ուղեծրից և դանդաղ արագանալով՝ հասնել մեծ արագությունների։

Արեգակնային համակարգի ներսում թռիչքների համար անհրաժեշտ են 50-500 կմ/վ պիտանելիության արագությամբ հրթիռներ, իսկ դեպի աստղեր թռիչքների համար՝ «ֆոտոնային հրթիռներ», որոնք դուրս են գալիս մեր երևակայության սահմաններից դուրս՝ ժամկետանց արագությամբ, հավասար արագությունՍվետա. Ցանկացած ողջամիտ տևողության հեռահար տիեզերական թռիչք իրականացնելու համար անհրաժեշտ են էլեկտրակայանների հզորություն-քաշ աներևակայելի հարաբերակցություններ: Առայժմ անհնար է նույնիսկ պատկերացնել, թե ինչ ֆիզիկական գործընթացների վրա կարող են հիմնվել դրանք։

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

Այս ուղղությունը, հիմնվելով տեխնիկական լուծումներ, որոնք արդեն հնարավոր են այսօր, նվիրված էր IPPE աշխատանքների մեծ ցիկլը։

Իոնային մղիչներ

Այդ տարիներին քննարկվում էին տիեզերական մեքենաների համար տարբեր էլեկտրական շարժիչ համակարգեր ստեղծելու ուղիներ, ինչպիսիք են «պլազմային հրացանները», «փոշու» էլեկտրաստատիկ արագացուցիչները կամ հեղուկ կաթիլները։ Այնուամենայնիվ, գաղափարներից և ոչ մեկը չուներ հստակ ֆիզիկական հիմք։ Բացահայտումը ցեզիումի մակերեսային իոնացումն էր:

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

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

Առաջին ցանցի արագացող լարումը արագացնում է ցեզիումի իոնները մինչև 10000 ԷՎ, մինչդեռ դանդաղեցնող լարումը դեպի երկրորդ ցանց դանդաղեցնում է դրանք մինչև 7000 ԷՎ: Սա այն էներգիան է, որով իոնները պետք է հեռանան պտուտակից, 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։ Իոնային ճառագայթի տիեզերական լիցքը փոխհատուցելու համար էլեկտրոնների աղբյուրը հոսանքով ջեռուցվող երրորդ ցանցն է (կաթոդը): Երկրորդ՝ «փակող» 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 ժամանակ տվել է մոտ 20 գ «մղում», ուներ էներգիայի օգտագործման գործակիցը մոտ 90% և նյութի օգտագործման արագությունը՝ 95։ %:

ուղղակի փոխակերպում միջուկային ջերմությունէլեկտրաէներգիայի մեջ

Միջուկային տրոհման էներգիան էլեկտրական էներգիայի ուղղակիորեն փոխակերպելու ուղիներ դեռ չեն գտնվել։ Մենք դեռ չենք կարող անել առանց միջանկյալ կապի `ջերմային շարժիչի: Քանի որ դրա արդյունավետությունը միշտ պակաս է միասնությունից, «թափոն» ջերմությունը պետք է ինչ-որ տեղ դնել։ Ցամաքում, ջրում և օդում սրա հետ կապված խնդիրներ չկան։ Տիեզերքում կա միայն մեկ ճանապարհ. ջերմային ճառագայթում. Այսպիսով, KNPP-ն չի կարող անել առանց «սառնարան-արտադրիչի»: Ճառագայթման խտությունը համաչափ է բացարձակ ջերմաստիճանի չորրորդ ուժին, ուստի ռադիատոր-ռադիատորի ջերմաստիճանը պետք է լինի հնարավորինս բարձր։ Այնուհետև հնարավոր կլինի նվազեցնել ճառագայթող մակերեսի տարածքը և, համապատասխանաբար, էլեկտրակայանի զանգվածը: Մեզ մոտ առաջացավ միջուկային ջերմության «ուղղակի» փոխակերպումը էլեկտրականության օգտագործելու գաղափարը՝ առանց տուրբինի կամ գեներատորի, որն ավելի հուսալի էր թվում բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում երկարաժամկետ շահագործման ժամանակ։

Գրականությունից մենք իմացանք Ա.Ֆ. Joffe - հիմնադիր Խորհրդային դպրոցտեխնիկական ֆիզիկա, կիսահաղորդիչների ուսումնասիրության առաջամարտիկ ՍՍՀՄ–ում։ Այժմ քչերն են հիշում նրա մշակած ներկայիս աղբյուրները, որոնք օգտագործվել են Հայրենական մեծ պատերազմի ժամանակ։ Այն ժամանակ մեկից ավելի պարտիզանական ջոկատներ կապ ունեին 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 մենք այցելեցինք TEG-ների մոսկովյան գործարան, պարզվեց, որ նրանք դեռևս վաճառքներ են գտնում։ Շատ գյուղացիներ այն ժամանակ ունեին տնտեսական ռադիոընդունիչներ «Ռոդինա» ուղիղ շիկացած լամպերով, որոնք սնուցվում էին 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: Գվերդցիթելին Սուխումիի ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտում կիրառություն է գտել 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, դրանց մի մասը, հաղթահարելով անոդի ներուժը, աշխատում է։ Ակնկալվում էր, որ այս սարքը կունենա զգալիորեն ավելի բարձր արդյունավետություն (20-25%) հետ աշխատանքային ջերմաստիճանը 1000°K-ից բարձր: Բացի այդ, ի տարբերություն կիսահաղորդչի, վակուումային դիոդը չի վախենում նեյտրոնային ճառագայթումից, և այն կարող է համակցվել. միջուկային ռեակտոր. Այնուամենայնիվ, պարզվեց, որ անհնար է իրականացնել «վակուումային» Ioffe փոխարկիչի գաղափարը: Ինչպես իոնային շարժիչում, այնպես էլ վակուումային փոխարկիչում, պետք է ազատվել տիեզերական լիցքից, բայց այս անգամ ոչ թե իոններից, այլ էլեկտրոններից։ Ա.Ֆ. Ioffe-ը նախատեսում էր օգտագործել միկրոն բացերը կաթոդի և անոդի միջև վակուումային փոխարկիչում, ինչը գործնականում անհնար է բարձր ջերմաստիճանների և ջերմային դեֆորմացիաների պայմաններում: Հենց այստեղ է ցեզիումը հարմար. մեկ ցեզիումի իոնը, որն առաջանում է կաթոդում մակերեսային իոնացման արդյունքում, փոխհատուցում է մոտ 500 էլեկտրոնի տիեզերական լիցքը: Իրականում ցեզիումի փոխարկիչը «հակադարձ» իոնային շարժիչ է: Դրանցում ֆիզիկական պրոցեսները մոտ են։

«Garlands» Վ.Ա. Մալիխա

Ջերմային փոխարկիչների վրա IPPE-ի աշխատանքի արդյունքներից էր Վ.Ա. Մալիխը և սերիական արտադրությունը 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 մեկ տարր փոխարկիչները՝ Մ.Բ.-ի Լենինգրադյան խումբը: Բարաբաշը, իսկ ավելի ուշ՝ Ատոմային էներգիայի ինստիտուտի կողմից։ Դա հնարավորություն տվեց ռեակտորից տասնյակ ու հարյուրապատիկ անգամ ավելի շատ հզորություն «հեռացնել»։ Այնուամենայնիվ, համակարգի հուսալիությունը, որը լցված է հազարավոր թերմիոնիկ տարրերով, անհանգստություն առաջացրեց: Միևնույն ժամանակ, գոլորշու և գազային տուրբինները գործում էին առանց խափանումների, ուստի մենք մեր ուշադրությունը դարձրինք միջուկային ջերմությունը էլեկտրականության «մեքենայական» փոխակերպմանը։

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

Կալիումի գոլորշին գայթակղիչ էր։ Իր մեջ եռացող կալիումով ռեակտորը հիմք է հանդիսացել այն էլեկտրակայանի, որը մենք մշակում ենք ցածր մղման տիեզերանավի համար. կալիումի գոլորշին պտտել է տուրբոգեներատորը: Ջերմությունը էլեկտրաէներգիայի վերածելու նման «մեքենայական» մեթոդը հնարավորություն է տալիս հաշվել մինչև 40% արդյունավետության վրա, մինչդեռ իրական թերմիոնային կայանքները տալիս են 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 ցածր հարվածային տիեզերանավի տեխնիկական նախագծման վերաբերյալ: Նախագիծն ինքնին երբեք չի մշակվել:

Հետագայում, կարծում եմ, միջուկային հրթիռային շարժիչներով տիեզերական թռիչքների նկատմամբ հետաքրքրությունը պարզապես վերացավ։ Սերգեյ Պավլովիչ Կորոլևի մահից հետո իոնային շարժիչի և «մեքենայական» ատոմակայանների վրա IPPE-ի աշխատանքին աջակցությունը նկատելիորեն թուլացավ: OKB-1-ը ղեկավարում էր Վալենտին Պետրովիչ Գլուշկոն, ով շահագրգռված չէր համարձակ խոստումնալից նախագծերով: Նրա ստեղծած Energiya նախագծային բյուրոն կառուցեց հզոր քիմիական հրթիռներ և Երկիր վերադարձող Buran տիեզերանավը։

«Բուկը» և «Տոպազը» «Կոսմոս» սերիալի արբանյակների վրա

Ջերմությունը էլեկտրաէներգիայի ուղղակի փոխակերպմամբ KNPP-ի ստեղծման աշխատանքները, այժմ որպես հզոր ռադիոարբանյակների (տիեզերական ռադիոտեղորոշիչ կայաններ և հեռուստատեսային հեռարձակողներ) էներգիայի աղբյուրներ, շարունակվեցին մինչև պերեստրոյկայի սկիզբը: 1970-1988 թվականներին մոտ 30 ռադարային արբանյակներ տիեզերք են արձակվել «Բուկ» ատոմակայաններով՝ կիսահաղորդչային փոխարկիչով ռեակտորներով և երկուսը «Թոփազ» ջերմային կայանքներով։ Buk-ը, փաստորեն, TEG էր՝ Ioffe կիսահաղորդչային փոխարկիչ, միայն կերոսինի լամպի փոխարեն այն 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 մարտկոցներին: Էլեկտրական հզորությունը հասել է 5 կՎտ-ի։

IPPE-ի գիտական ​​հսկողության տակ գտնվող Buk հաստատությունը մշակվել է OKB-670 մասնագետներ Մ.Մ. Բոնդարյուկ, ավելի ուշ՝ NPO Krasnaya Zvezda (գլխավոր դիզայներ՝ Գ.Մ. Գրյազնով)։ Դնեպրոպետրովսկի նախագծային բյուրոյին Յուժմաշ (գլխավոր դիզայներ Մ.Կ. Յանգել) հանձնարարվել է ստեղծել արձակման մեքենա՝ արբանյակը ուղեծիր դուրս բերելու համար:

Buk-ի շահագործման ժամկետը 1-3 ամիս է։ Եթե ​​տեղադրումը ձախողվեր, արբանյակը տեղափոխվեց երկարաժամկետ ուղեծիր՝ 1000 կմ բարձրությամբ։ Գրեթե 20 տարվա արձակման ընթացքում գրանցվել է արբանյակի Երկիր ընկնելու երեք դեպք՝ երկուսը օվկիանոս, մեկը՝ ցամաքում, Կանադայում՝ Մեծ Ստրուկների լճի շրջակայքում: Այնտեղ է ընկել Cosmos-954-ը, որը 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 միջուկային հանձնաժողովների համատեղ զեկույցում):

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

Թռիչքի առաջին մոդելը՝ «Կոսմոս-1818» արբանյակը՝ «Թոփազ» տեղադրմամբ, ուղեծիր դուրս եկավ 1987 թվականի փետրվարի 2-ին և անթերի 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։ Topaz-ի հիմնական մշակողը եղել է OKB MMZ Soyuz-ը, որը գլխավորում էր Ս.Կ. Թումանսկի (ավիացիոն շարժիչների դիզայներ Ա.Ա. Միկուլինի նախկին նախագծային բյուրո):

Դա 1950-ականների վերջին էր, երբ մենք աշխատում էինք իոնային շարժիչի վրա, և նա երրորդ աստիճանի շարժիչով էր հրթիռի համար, որը թռչեր լուսնի շուրջը և վայրէջք կատարեր դրա վրա: Մելնիկովի լաբորատորիայի մասին հիշողությունները թարմ են մինչ օրս։ Այն գտնվում էր Պոդլիպկիում (այժմ՝ Կորոլև քաղաք), OKB-1-ի թիվ 3 տեղում։ Շուրջ 3000 մ2 տարածքով հսկայական արհեստանոց, որը պատված է տասնյակ գրասեղաններով՝ օղակաձև օսցիլոսկոպներով, որոնք ձայնագրում են 100 մմ գլանափաթեթ թղթի վրա (սա դեռ անցյալ դարաշրջան էր, այսօր մեկ անհատական ​​համակարգիչը բավական կլիներ): Արտադրամասի ճակատային պատին տեղադրված է ստենդ, որտեղ տեղադրված է «լուսնային» հրթիռային շարժիչի այրման պալատը։ Գազի արագության, ճնշման, ջերմաստիճանի և այլ պարամետրերի համար սենսորներից հազարավոր լարեր են գնում դեպի օսցիլոսկոպներ: Օրը սկսվում է 9.00-ին շարժիչի բռնկումով։ Այն աշխատում է մի քանի րոպե, այնուհետև այն դադարեցնելուց անմիջապես հետո առաջին հերթափոխի մեխանիկական 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 նոր այրման խցիկ և դիագնոստիկ համակարգ է տեղադրված տակդիրի վրա։ Մեկ օր անց՝ ուղիղ ժամը 9.00-ին, հաջորդ նիստը։ Եվ այսպես, առանց հանգստյան օրերի շաբաթներ, ամիսներ: Տարեկան ավելի քան 300 շարժիչի տարբերակներ:

Այսպես ստեղծվեցին քիմիական հրթիռային շարժիչները, որոնք պետք է աշխատեին ընդամենը 20-30 րոպե։ Ի՞նչ կարող ենք ասել ատոմակայանների փորձարկման և վերամշակման մասին. հաշվարկն այն էր, որ դրանք պետք է աշխատեն մեկ տարուց ավելի։ Դա իսկապես հսկայական ջանքեր էր պահանջում:

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 նախագծված են մղում կամ թափ առաջացնելու համար: Ըստ շարժիչ համակարգի կողմից օգտագործվող մղման տեսակի՝ դրանք բաժանվում են քիմիական (CRD) և ոչ քիմիական (NCRD): HRD բաժանվում են հեղուկ (LRE), պինդ վառելիք (RDTT) և համակցված (KRD): Իր հերթին, ոչ քիմիական շարժիչ համակարգերը բաժանվում են միջուկային (NRE) և էլեկտրական (EP): Հիանալի գիտնական ԿոնստանտինԷդուարդովիչ Ցիոլկովսկին մեկ դար առաջ ստեղծեց շարժիչ համակարգի առաջին մոդելը, որն աշխատում էր պինդ և հեղուկ վառելիքով: Այնուհետև 20-րդ դարի երկրորդ կեսին հազարավոր թռիչքներ իրականացվեցին՝ օգտագործելով հիմնականում LRE և պինդ շարժիչային հրթիռային շարժիչներ։

Այնուամենայնիվ, ներկայումս այլ մոլորակներ թռիչքների համար, էլ չեմ խոսում աստղերի մասին, հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների և պինդ շարժիչային հրթիռային շարժիչների օգտագործումը դառնում է ավելի ու ավելի անշահավետ, չնայած մշակվել են բազմաթիվ հրթիռային շարժիչներ: Ամենայն հավանականությամբ, LRE-ի և պինդ շարժիչով հրթիռային շարժիչների հնարավորությունները լիովին սպառել են իրենց։ Դրա պատճառն այն է, որ բոլոր քիմիական հրթիռային շարժիչների հատուկ իմպուլսը ցածր է և չի գերազանցում 5000 մ/վ-ը, ինչը պահանջում է շարժիչ համակարգի երկարատև շահագործում և, համապատասխանաբար, վառելիքի մեծ պաշարներ կամ, ինչպես ընդունված է տիեզերագնացության մեջ: , բավականաչափ բարձր արագություններ զարգացնելու համար։ մեծ արժեքներՑիոլկովսկու համարը, այսինքն՝ վառելիքով աշխատող հրթիռի զանգվածի հարաբերակցությունը դատարկ հրթիռի զանգվածին: Այսպիսով, RN Energia-ն, որը 100 տոննա օգտակար բեռ է դնում ցածր ուղեծիր, ունի արձակման զանգվածը մոտ 3000 տոննա, ինչը Ցիոլկովսկու համարին տալիս է 30-ի սահմաններում արժեք։

Օրինակ՝ դեպի Մարս թռիչքի համար Ցիոլկովսկու թիվը պետք է լինի էլ ավելի բարձր՝ հասնելով 30-ից 50 արժեքների: Հեշտ է գնահատել, որ մոտ 1000 տոննա ծանրաբեռնվածությամբ, այն է՝ նվազագույն զանգվածը, որն անհրաժեշտ է անհրաժեշտ ամեն ինչ ապահովելու համար: Մարս մեկնող անձնակազմի համար՝ հաշվի առնելով Երկիր հետադարձ թռիչքի համար վառելիքի մատակարարումը, տիեզերանավի սկզբնական զանգվածը պետք է լինի առնվազն 30000 տոննա, ինչը ակնհայտորեն դուրս է ժամանակակից տիեզերագնացության զարգացման մակարդակից՝ հիմնված հեղուկի օգտագործման վրա։ շարժիչային հրթիռային շարժիչներ և պինդ շարժիչային հրթիռային շարժիչներ:

Այսպիսով, որպեսզի անձնակազմի անձնակազմը հասնի նույնիսկ մոտակա մոլորակներին, անհրաժեշտ է մշակել արձակման մեքենաներ քիմիական շարժիչից տարբեր սկզբունքներով աշխատող շարժիչներով: Այս առումով ամենահեռանկարայինն են էլեկտրական ռեակտիվ շարժիչները (EP), ջերմաքիմիական հրթիռային շարժիչները և միջուկային ռեակտիվ շարժիչները (NJ):

1.Հիմնական հասկացություններ

Հրթիռային շարժիչը ռեակտիվ շարժիչ է, որը շահագործման համար չի օգտագործում շրջակա միջավայրը (օդ, ջուր): Ամենալայն օգտագործվող քիմիական հրթիռային շարժիչները։ Մշակվում և փորձարկվում են հրթիռային շարժիչների այլ տեսակներ՝ էլեկտրական, միջուկային և այլն։ Տիեզերական կայաններում և տրանսպորտային միջոցներում լայնորեն կիրառվում են նաև սեղմված գազերի վրա աշխատող ամենապարզ հրթիռային շարժիչները։ Նրանք սովորաբար օգտագործում են ազոտը որպես աշխատանքային հեղուկ: /մեկ/

Շարժիչ համակարգերի դասակարգում

2. Հրթիռային շարժիչների նպատակը

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

Ռազմական (մարտական) հրթիռները սովորաբար ունեն պինդ շարժիչ շարժիչներ։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ նման շարժիչը լիցքավորվում է գործարանում և չի պահանջում սպասարկում հենց հրթիռի պահպանման և սպասարկման ողջ ժամանակահատվածի 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 շարժիչները: Ուստի դրանք օգտագործվում են տիեզերական հրթիռներ արձակելու Երկրի շուրջ ուղեծիր և միջմոլորակային թռիչքների ժամանակ: Հրթիռների հիմնական հեղուկ շարժիչներն են կերոսինը, հեպտանը (դիմեթիլհիդրազին) և հեղուկ ջրածինը։ Նման վառելիքի համար անհրաժեշտ է օքսիդացնող նյութ (թթվածին): Նման շարժիչներում որպես օքսիդացնող նյութ օգտագործվում են ազոտական ​​թթու և հեղուկ թթվածին։ Ազոտական ​​թթուն օքսիդացնող հատկություններով զիջում է հեղուկ թթվածնին, սակայն չի պահանջում հատուկ ջերմաստիճանային ռեժիմի պահպանում հրթիռների պահեստավորման, լիցքավորման և օգտագործման ժամանակ։

Տիեզերական թռիչքների շարժիչները տարբերվում են երկրային թեմաներոր նրանք հնարավորինս նվազագույն զանգվածով և ծավալով պետք է հնարավորինս շատ հզորություն արտադրեն։ Բացի այդ, դրանք ենթակա են այնպիսի պահանջների, ինչպիսիք են բացառիկ բարձր արդյունավետությունը և հուսալիությունը, զգալի գործառնական 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 մղման շարժիչներ: Սա հզոր շարժիչների կրճատված պատճենն է: Նրանցից ոմանք կարող են տեղավորվել ձեր ձեռքի ափի մեջ: Նման շարժիչների մղման ուժը շատ փոքր է, բայց դա բավական է տիեզերքում նավի դիրքը վերահսկելու համար։

3. Ջերմաքիմիական հրթիռային շարժիչներ.

Հայտնի է, որ շարժիչը ներքին այրման, գոլորշու կաթսայի վառարան - որտեղ էլ այրումը տեղի է ունենում, մթնոլորտի թթվածինը ամենաակտիվ մասը վերցնում է: Արտաքին տիեզերքում օդ չկա, իսկ տիեզերքում հրթիռային շարժիչների աշխատանքի համար անհրաժեշտ է ունենալ երկու բաղադրիչ՝ վառելիք և օքսիդիչ։

Հեղուկ ջերմաքիմիական հրթիռային շարժիչներում որպես վառելիք օգտագործվում են սպիրտ, կերոսին, բենզին, անիլին, հիդրազին, դիմեթիլհիդրազին, հեղուկ ջրածին։ Որպես օքսիդացնող նյութ օգտագործվում են հեղուկ թթվածին, ջրածնի պերօքսիդ, ազոտական ​​թթու։ Հնարավոր է, որ հեղուկ ֆտորը որպես օքսիդացնող նյութ օգտագործվի ապագայում, երբ նման ակտիվ քիմիական նյութի պահպանման և օգտագործման մեթոդները հորինվեն։

Հեղուկ շարժիչով ռեակտիվ շարժիչների վառելիքը և օքսիդիչը պահվում են առանձին, հատուկ տանկերում և մղվում 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։ Սկսած շարժիչի պատյանից՝ դրանք ստեղծում են ռեակտիվ մղում։ Միևնույն ժամանակ, որքան մեծ է գազերի արտահոսքի զանգվածը և արագությունը, այնքան մեծ է շարժիչի մղման ուժը:

Ընդունված է շարժիչների հատուկ մղումը գնահատել մեկ վայրկյանում այրված վառելիքի միավոր զանգվածի կողմից առաջացած մղման քանակով: Այս արժեքը կոչվում է հրթիռային շարժիչի հատուկ իմպուլս և չափվում է վայրկյաններով (կգ մղում / կգ այրված վառելիք վայրկյանում): Լավագույն կոշտ շարժիչային 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 հատուկ իմպուլս ավելի քան 400 վրկ:

Հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչի սովորաբար օգտագործվող սխեման գործում է հետևյալ կերպ. Սեղմված գազը կրիոգեն վառելիքով տանկերում ստեղծում է անհրաժեշտ ճնշում՝ խողովակաշարերում գազի փուչիկների առաջացումը կանխելու համար: Պոմպերը վառելիք են մատակարարում հրթիռային շարժիչներին: Վառելիքը ներարկվում է այրման պալատի միջով մեծ թվովվարդակներ. Նաև վարդակների միջոցով օքսիդացնող նյութ է ներարկվում այրման պալատ:

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

Ալյումին" href="/text/category/aluminij/" 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: Այն գործնականում չի կարող ավելին անել: Չնայած առաջարկվող նկարագրության մեջ դեռ գերակշռում են հեղուկ հրթիռային շարժիչները, պետք է ասել, որ առաջինը մարդկության պատմության մեջ ստեղծվել է ջերմաքիմիական հրթիռային շարժիչ պինդ վառելիքի վրա - Պինդ շարժիչային հրթիռային շարժիչ - վառելիք - օրինակ, հատուկ փոշի - գտնվում է անմիջապես այրման պալատում: Այրման պալատը պինդ վառելիքով լցված ռեակտիվ վարդակով - սա ամբողջն է դիզայն. պինդ վառելիքկախված է պինդ շարժիչային հրթիռային շարժիչի նպատակից (գործարկվող, երթային կամ համակցված): Ռազմական գործերում օգտագործվող պինդ շարժիչով հրթիռների համար բնորոշ է մեկնարկային և կայուն շարժիչների առկայությունը։ Հրթիռի արձակման պինդ շարժիչային շարժիչը շատ կարճ ժամանակում զարգացնում է բարձր մղում, որն անհրաժեշտ է հրթիռի արձակման և դրա սկզբնական արագացման համար: Շարժվող կոշտ շարժիչային հրթիռային շարժիչը նախատեսված է թռիչքի ուղու հիմնական (նավարկող) հատվածում հրթիռի թռիչքի կայուն արագություն պահպանելու համար: 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 ուղեծիր Երկրի շուրջ կամ միջմոլորակային ուղեծիր արձակելը: հետագիծ. Ընդհանուր առմամբ, պինդ հրթիռային շարժիչները շատ առավելություններ չունեն հեղուկ վառելիքի շարժիչների նկատմամբ. դրանք հեշտ է արտադրվում, կարող են երկար ժամանակ պահպանվել, միշտ պատրաստ են գործողության և համեմատաբար պայթուցիկ են: Բայց կոնկրետ մղման առումով պինդ շարժիչային շարժիչները 10-30%-ով զիջում են հեղուկին:

4. Էլեկտրական հրթիռային շարժիչներ

Վերևում քննարկված գրեթե բոլոր հրթիռային շարժիչները զարգացնում են ահռելի մղում և նախագծված են տիեզերանավերը Երկրի շուրջ ուղեծիր դնելու և միջմոլորակային թռիչքների համար դրանք մինչև տիեզերական արագություններ արագացնելու համար: Դա բոլորովին այլ հարց է՝ տիեզերանավերի շարժիչ համակարգեր, որոնք արդեն ուղեծիր են դուրս եկել կամ միջմոլորակային հետագիծ: 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 աշխատանքային հեղուկը արագանում է մինչև որոշակի արագություն՝ այն տաքացնելով էլեկտրական էներգիայով։ Էլեկտրաէներգիան գալիս է արեւային մարտկոցներկամ ատոմակայան։ Աշխատանքային հեղուկի տաքացման եղանակները տարբեր են, բայց իրականում հիմնականում օգտագործվում է էլեկտրական աղեղ։ Այն ապացուցեց, որ շատ հուսալի է և դիմանում է մեծ թվով ընդգրկումների: Ջրածինը օգտագործվում է որպես աշխատանքային հեղուկ էլեկտրական աղեղային շարժիչներում: Էլեկտրական աղեղի օգնությամբ ջրածինը տաքացվում է մինչև շատ բարձր ջերմաստիճան և այն վերածվում է պլազմայի՝ դրական իոնների և էլեկտրոնների էլեկտրական չեզոք խառնուրդի։ Պլազմայի արտահոսքի արագությունը մղիչից հասնում է 20 կմ/վ: Երբ գիտնականները լուծեն շարժիչի խցիկի պատերից պլազմայի մագնիսական մեկուսացման խնդիրը, այն ժամանակ հնարավոր կլինի զգալիորեն բարձրացնել պլազմայի ջերմաստիճանը և արտահոսքի արագությունը հասցնել 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 նախագծերի իրականացումը ժամանակակից մակարդակտեխնիկան և տեխնոլոգիան անիրատեսական են: Տեսական կամ լաբորատոր փուլում առկա են հրթիռային շարժիչների հետևյալ նախագծերը

Իմպուլսային միջուկային հրթիռային շարժիչներ՝ օգտագործելով փոքր միջուկային լիցքերի պայթյունների էներգիան.

Ջերմամիջուկային հրթիռային շարժիչներ, որոնք կարող են օգտագործել ջրածնի իզոտոպը որպես վառելիք: Ջրածնի էներգաարդյունավետությունը նման ռեակցիայի դեպքում կազմում է 6,8*1011 կՋ/կգ, այսինքն՝ միջուկային տրոհման ռեակցիաների արտադրողականությունից մոտավորապես երկու կարգով բարձր;

Արևային առագաստային շարժիչներ - որոնք օգտագործում են արևի լույսի ճնշումը (արևային քամի), որոնց գոյությունը փորձարարորեն ապացուցել է ռուս ֆիզիկոսը դեռ 1899 թ. Հաշվարկով գիտնականները պարզել են, որ 1 տոննա կշռող սարքը՝ հագեցած 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 շարժիչներ

Հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների հիմնական թերություններից մեկը կապված է գազերի արտահոսքի սահմանափակ 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 ժամանակ արտազատվող «օտար» էներգիայի շնորհիվ։ Աշխատանքային հեղուկն անցնում է միջուկային ռեակտորով, որում տեղի է ունենում ատոմային միջուկների (օրինակ՝ ուրանի) տրոհման ռեակցիան և միաժամանակ այն 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 մեծ ձգողական ուժ: Ջրածինը լիովին բավարարում է այս պայմանը, 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։ Արհեստական ​​ռադիոակտիվ իզոտոպների հատուկ զանգվածային էներգիան (էներգիան, որը կարող է արձակել 1 կգ կշռող նյութը) շատ ավելի բարձր է, քան քիմիական վառելիքը։ Այսպիսով, 210Ро-ի համար այն հավասար է 5*10 8 ԿՋ/կգ-ի, մինչդեռ ամենաէներգաարդյունավետ քիմիական վառելիքի համար (բերիլիում թթվածնով) այդ արժեքը չի գերազանցում 3*10 4 կՋ/կգ-ը։ Ցավոք, նման շարժիչներ օգտագործվում են տիեզերական արձակման մեքենաներդեռ ռացիոնալ չէ: 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՝ մոտավորապես 210Ро իզոտոպի մեծության կարգով։ Այս շարժիչները կարելի է «միացնել» և «անջատել», միջուկային վառելիքը (233U, 235U, 238U, 239Pu) շատ ավելի էժան է, քան իզոտոպը։ 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 վառելիքի վրա աշխատող ռեակտորով միջուկային հրթիռային շարժիչի ամենապարզ սխեմայում աշխատող հեղուկը տեղադրվում է տանկի մեջ։ Պոմպը այն մատակարարում է շարժիչի խցիկ: Սփրված վարդակների օգնությամբ աշխատանքային հեղուկը շփվում է ջերմություն արտադրող միջուկային վառելիքի հետ, տաքանում, ընդլայնվում և բարձր արագությամբ դուրս է նետվում վարդակով: Միջուկային վառելիքը էներգիայի պաշարներով 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, այն կիրառելի չէ տիեզերքում Ինքնաթիռ. Կոշտ միջուկային վառելիք օգտագործող միջուկային հրթիռային շարժիչների գործնական զարգացումը սկսվել է 1950-ականների կեսերին Խորհրդային Միությունում և Միացյալ Նահանգներում, գրեթե միաժամանակ առաջինի կառուցման հետ։ ատոմակայաններ. Աշխատանքն իրականացվել է բարձր գաղտնիության մթնոլորտում, սակայն հայտնի է, որ նման հրթիռային շարժիչները դեռ իրական կիրառություն չեն ստացել տիեզերագնացության մեջ։ Մինչ այժմ ամեն ինչ սահմանափակվել է անօդաչու մեքենաների վրա համեմատաբար ցածր հզորության էլեկտրաէներգիայի իզոտոպային աղբյուրների օգտագործմամբ։ արհեստական ​​արբանյակներԵրկիր, միջմոլորակային տիեզերանավ և աշխարհահռչակ խորհրդային «լուսնագնաց».

7. Միջուկային ռեակտիվ շարժիչներ, շահագործման սկզբունքը, միջուկային հրթիռային շարժիչում իմպուլսի ստացման եղանակները:

NRE-ն իր անվանումը ստացել է շնորհիվ այն բանի, 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 արհեստականորեն առաջացած, օրինակ, երբ որոշ միջուկներ ռմբակոծվում են ուրիշների կողմից (կամ տարրական մասնիկների կողմից): Միջուկային տրոհման և միաձուլման ռեակցիաները էներգիայի առումով գերազանցում են քիմիական ռեակցիաներմիլիոնավոր և տասնյակ միլիոնավոր անգամներ համապատասխանաբար։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ էներգիան քիմիական կապատոմները մոլեկուլներում շատ անգամ ավելի քիչ են, քան միջուկում գտնվող նուկլեոնների 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 էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի, այնուհետև օգտագործվում է աշխատանքային հեղուկի մասնիկները իոնացնելու և արագացնելու համար:

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

Պինդ փուլային ռեակտորի վառելիքի տարրերը խոցված են ալիքներով, որոնցով հոսում է NRE-ի աշխատանքային հեղուկը՝ աստիճանաբար տաքանալով։ Կապուղիները ունեն մոտ 1-3 մմ տրամագիծ, և դրանց ընդհանուր մակերեսը կազմում է միջուկի խաչմերուկի 20-30% -ը: Միջուկը կասեցված է հատուկ ցանցով էլեկտրաէներգիայի պատյանում, որպեսզի այն կարողանա ընդարձակվել, երբ ռեակտորը տաքացվի (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 տեղադրվում են հզոր ուժային պատյանում, որն ընկալում է աշխատանքային հեղուկի ճնշումը և ռեակտիվ վարդակի կողմից ստեղծված մղումը: Գործը փակված է ամուր ծածկով։ Այն տեղավորում է օդաճնշական, զսպանակային կամ էլեկտրական մեխանիզմներ՝ կարգավորող մարմինները վարելու համար, NRE-ի կցման կետերը տիեզերանավին, ֆլանզներ՝ NRE-ն աշխատանքային հեղուկի մատակարարման խողովակաշարերին միացնելու համար: Կափարիչի վրա կարող է տեղակայվել նաև տուրբոպոմպի միավոր:

8 - վարդակ,

9 - Ընդարձակող վարդակ,

10 - տուրբինի աշխատանքային նյութի ընտրություն,

11 - ուժային կորպուս,

12 - Կառավարման թմբուկ

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

14 - Օղակաձև շարժիչների կառավարման թմբուկներ)

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 պինդ փուլ միջուկային ռեակտիվ շարժիչ XE Primeփորձարկման նստարանին (1968)

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

Միջուկային ռեակտիվ շարժիչների վեց «տաք փորձարկումների» արդյունքները շատ հուսադրող էին, և 1961 թվականի սկզբին պատրաստվեց զեկույց ռեակտորի թռիչքային փորձարկումների (RJFT) մասին։ Այնուհետև 1961 թվականի կեսերին գործարկվեց Nerva 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 TNRD աշխատանքը Ռուսաստանում

Ամերիկյան" href="/text/category/amerikanetc/" rel="bookmark">Ամերիկացիներ Ռուս գիտնականները հետազոտական ​​ռեակտորներում օգտագործել են վառելիքի առանձին տարրերի առավել խնայող և արդյունավետ փորձարկումները: Salyut, Design Bureau of Chemical Automation, IAE, NIKIET և Ստեղծվել են NPO «Luch» (PNITI) տիեզերական միջուկային հրթիռային շարժիչների և հիբրիդային ատոմակայանների տարբեր նախագծեր մշակելու համար: Luch, MAI) ԲԱԿ RD 0411և նվազագույն չափի միջուկային շարժիչ RD 0410մղումը՝ համապատասխանաբար 40 և 3,6 տոննա։

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 կիրառման և միջուկում բարձր ջերմաստիճանի շնորհիվ ուներ այս ցուցանիշը հավասար 9100 մ/ s և ավելի բարձր: NPO Luch-ի համատեղ արշավախմբի TNRD-ի փորձարկման նստարանային բազան գտնվում էր Սեմիպալատինսկ-21 քաղաքից 50 կմ հարավ-արևմուտք: Նա աշխատանքի է անցել 1962թ. Տարիներին Փորձարկման վայրում փորձարկվել են NRE նախատիպերի վառելիքի ամբողջական տարրերը: Միաժամանակ արտանետվող գազը մտել է արտանետումների փակ համակարգ։ «Բայկալ-1» միջուկային շարժիչների լայնամասշտաբ փորձարկման 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-ը մինչև 16,5 կգ/վ ջրածնի հոսքի արագությամբ և դրա ջերմաստիճանը ռեակտորի ելքում 3100 Կ: Բոլոր արձակումները հաջող են եղել, առանց վթարների և ըստ պլանի:

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

Ներկայումս աղբավայրում նման աշխատանքները դադարեցվել են, թեև սարքավորումները պահպանվում են համեմատաբար աշխատունակ վիճակում։ NPO Luch-ի նստարանային բազան աշխարհում միակ փորձարարական համալիրն է, որտեղ հնարավոր է փորձարկել NRE ռեակտորների տարրերը առանց զգալի ֆինանսական և ժամանակային ծախսերի: Հնարավոր է, որ Ռուսաստանի և Ղազախստանի մասնագետների պլանավորված մասնակցությամբ Տիեզերական հետազոտությունների նախաձեռնության ծրագրի շրջանակներում դեպի Լուսին և Մարս թռիչքների TNRE-ի վրա աշխատանքի վերսկսումը ԱՄՆ-ում կհանգեցնի Սեմիպալատինսկի գործունեության վերսկսմանը։ բազան և «Մարսյան» արշավախմբի իրականացումը 2020-ականներին։

Հիմնական բնութագրերը

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

· Աշխատանքային մարմնի (ջրածնի) ժամկետանց արագություն՝ 9100 - 9800 մ/վ:

· Հասանելի մղում. մինչև հարյուրավոր և հազարավոր տոննաներ:

· Աշխատանքային առավելագույն ջերմաստիճանները՝ 3000°С - 3700°С (կարճաժամկետ ընդգրկում)։

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

11. Սարք

Խորհրդային կոշտ ֆազային միջուկային հրթիռային շարժիչի RD-0410 սարքը

1 - աշխատանքային հեղուկի բաքից գիծ

2 - տուրբոպոմպի միավոր

3 - վերահսկել թմբուկի շարժիչը

4 - ճառագայթային պաշտպանություն

5 - հսկիչ թմբուկ

6 - հետաձգող

7 - վառելիքի հավաքում

8 - ռեակտորային անոթ

9 - կրակի հատակը

10 - վարդակ հովացման գիծ

11- վարդակ խցիկ

12 - վարդակ

12. Աշխատանքի սկզբունքը

Գործողության սկզբունքի համաձայն՝ TNRE-ն բարձր ջերմաստիճանի ռեակտոր-ջերմափոխանակիչ է, որի մեջ ճնշման տակ ներմուծվում է աշխատանքային հեղուկ (հեղուկ ջրածին), և երբ այն տաքացվում է մինչև բարձր ջերմաստիճան (ավելի քան 3000 ° C), արտանետվում է սառեցված վարդակով: Ջերմության վերականգնումը վարդակում շատ օգտակար է, քանի որ այն թույլ է տալիս շատ ավելի արագ տաքացնել ջրածինը և, օգտագործելով ջերմային էներգիայի զգալի քանակություն, բարձրացնել հատուկ իմպուլսը մինչև 1000 վրկ (9100-9800 մ/վ):

Միջուկային հրթիռային շարժիչի ռեակտոր

MsoNormalTable">

աշխատանքային մարմին

Խտությունը, գ/սմ3

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

0.071 (հեղուկ)

0.682 (հեղուկ)

1000 (հեղուկ)

ոչ տվյալները

ոչ տվյալները

ոչ տվյալները

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

15. Առավելությունները

TNRD-ի հիմնական առավելությունը քիմիական հրթիռային շարժիչների նկատմամբ ավելի բարձր հատուկ իմպուլս, էներգիայի զգալի պաշար, կոմպակտ համակարգ և շատ բարձր մղում ստանալու հնարավորությունն է (տասնյակ, հարյուրավոր և հազարավոր տոննա վակուումում: Ընդհանուր առմամբ, հատուկ իմպուլսը վակուումում ձեռք բերվածը 3-4 անգամ ավելի մեծ է, քան ծախսված երկբաղադրիչ հրթիռային վառելիքը (կերոսին-թթվածին, ջրածին-թթվածին), իսկ ամենաբարձր ջերմային ինտենսիվությամբ աշխատելիս՝ 4-5 անգամ: Ներկայումս ԱՄՆ-ում և Ռուսաստանը նման շարժիչների մշակման և կառուցման զգալի փորձ ունի, և անհրաժեշտության դեպքում (Տիեզերական հետազոտությունների հատուկ ծրագրեր) այդպիսի շարժիչներ 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, TNRD-ը կարող է հաջողությամբ օգտագործվել հսկա մոլորակների ցածր ուղեծրերում գործող մեքենաների համար՝ օգտագործելով դրանց հազվադեպ մթնոլորտը որպես աշխատանքային հեղուկ, կամ նրանց մթնոլորտում աշխատելու համար: /8/

16. Թերությունները

TNRD-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՝ վատթարացումից խուսափելու համար բնապահպանական իրավիճակըարձակման վայրում և մթնոլորտում: /տասնչորս/

17. TJARD-ի բնութագրերի բարելավում: Հիբրիդային TNRD

Ինչպես ցանկացած հրթիռ կամ ընդհանրապես ցանկացած շարժիչ, պինդ փուլ միջուկային ռեակտիվ շարժիչն ունի հասանելիության զգալի սահմանափակումներ. ամենակարեւոր հատկանիշները. Այս սահմանափակումները ներկայացնում են սարքի (TNRD) անկարողությունը աշխատելու ջերմաստիճանի տիրույթում, որը գերազանցում է առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճանների միջակայքը: շինանյութերշարժիչ. Հնարավորությունները ընդլայնելու և TNRD-ի հիմնական գործառնական պարամետրերը զգալիորեն մեծացնելու համար կարող են կիրառվել տարբեր հիբրիդային սխեմաներ, որոնցում TNRD-ն խաղում է ջերմության և էներգիայի աղբյուրի դեր, և օգտագործվում են աշխատանքային մարմինների արագացման լրացուցիչ ֆիզիկական մեթոդներ: Առավել հուսալի, գործնական և հատուկ իմպուլսի և մղման առումով բարձր բնութագրեր ունեցող հիբրիդային սխեման է լրացուցիչ MHD շղթայով (մագնետոհիդրոդինամիկ միացում) իոնացված աշխատանքային հեղուկը (ջրածին և հատուկ հավելումներ) արագացնելու համար: /13/

18. Ճառագայթման վտանգ ԲԱԿ-ից.

Գործող NRE-ն ճառագայթման հզոր աղբյուր է՝ գամմա և նեյտրոնային ճառագայթում: Առանց հատուկ միջոցներ ձեռնարկելու, 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 խափանում: Ճառագայթումը կարող է առաջացնել նյութերի ինդուկտիվ (արհեստական) ռադիոակտիվություն՝ դրանց ակտիվացում։

Ներկայումս սկզբունքորեն լուծված է համարվում NRE-ով տիեզերանավերի ճառագայթային պաշտպանության խնդիրը։ Լուծվել են նաև փորձարկման նստարաններում և արձակման տեղամասերում միջուկային հրթիռային շարժիչների պահպանման հետ կապված հիմնարար խնդիրները։ Թեև գործող NRE-ը վտանգ է ներկայացնում գործող անձնակազմի համար, «ԱՌԿ-ի շահագործման ավարտից մեկ օր անց հնարավոր է մի քանի տասնյակ րոպե մնալ NRE-ից 50 մ հեռավորության վրա՝ առանց որևէ անձնական պաշտպանիչ սարքավորման և նույնիսկ մոտեցեք դրան:Պաշտպանության ամենապարզ միջոցները թույլ են տալիս սպասարկող անձնակազմին փորձարկումից անմիջապես հետո մտնել աշխատանքային տարածք ԲԱԿ:

Գործարկման համալիրների և շրջակա միջավայրի աղտոտվածության մակարդակը, ըստ երևույթին, խոչընդոտ չի հանդիսանա տիեզերական հրթիռների ստորին աստիճաններում միջուկային հրթիռային շարժիչների օգտագործման համար: Շրջակա միջավայրի և գործող անձնակազմի համար ճառագայթային վտանգի խնդիրը մեծապես մեղմվում է նրանով, որ ջրածինը, որն օգտագործվում է որպես աշխատանքային հեղուկ, գործնականում չի ակտիվանում ռեակտորով անցնելիս: Հետևաբար, NRE ռեակտիվն ավելի վտանգավոր չէ, քան LRE ռեակտիվը: / 4 /

Եզրակացություն

Տիեզերագնացության մեջ միջուկային հրթիռային շարժիչների զարգացման և օգտագործման հեռանկարները դիտարկելիս պետք է ելնել տարբեր տեսակի միջուկային հրթիռային շարժիչների ձեռք բերված և ակնկալվող բնութագրերից, այն, ինչ նրանք կարող են տալ տիեզերագնացությանը, դրանց կիրառմանը և, վերջապես, սերտ կապի առկայություն միջուկային հրթիռային շարժիչների խնդրի և տիեզերքում էներգիայի մատակարարման խնդրի և ընդհանրապես էներգիայի զարգացման հետ:

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

Օրինակ՝ առաջարկվել է 40000 տոննա նախնական զանգվածով սարքավորում (այսինքն՝ մոտավորապես 10 անգամ ավելի մեծ, քան ժամանակակից ամենամեծ արձակման մեքենաները), որի զանգվածի 1/10-ը բաժին է ընկնում բեռնատարին, իսկ 2/3-ը՝ միջուկայինին։ մեղադրանքներ . Եթե ​​յուրաքանչյուր 3 վայրկյանը մեկ լիցքավորվի, ապա դրանց պաշարը կբավարարի միջուկային հրթիռային շարժիչի 10 օր շարունակական աշխատանքի համար։ Այդ ընթացքում սարքը կաճի մինչև 10000 կմ/վ արագություն, իսկ ապագայում՝ 130 տարի անց, կարող է հասնել Ալֆա Կենտավրի աստղին։

Ատոմային էլեկտրակայաններն ունեն յուրահատուկ բնութագրեր, որոնք ներառում են էներգիայի գործնականում անսահմանափակ սպառում, շրջակա միջավայրից շահագործման անկախություն, արտաքին ազդեցություններին դիմադրություն (տիեզերական ճառագայթում, երկնաքարի վնաս, բարձր և ցածր ջերմաստիճաններև այլն): Այնուամենայնիվ, միջուկային ռադիոիզոտոպային կայանքների առավելագույն հզորությունը սահմանափակվում է մի քանի հարյուր Վտ կարգի արժեքով: Այս սահմանափակումը գոյություն չունի միջուկային ռեակտորների էլեկտրակայանների համար, ինչը կանխորոշում է դրանց օգտագործման շահութաբերությունը Երկրի մերձակայքում ծանր տիեզերանավերի երկարատև թռիչքների ժամանակ, արեգակնային համակարգի հեռավոր մոլորակներ թռիչքների ժամանակ և այլ դեպքերում:

Պինդ փուլի և այլ NRE-ների 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 խնդիրներին մեծապես նպաստում է պինդ փուլային NRE-ի օգտագործումը, որն ունի հատուկ իմպուլս, որը երկու անգամ գերազանցում է ժամանակակից LRE-ներին: Այս դեպքում հնարավոր է դառնում նաեւ զգալիորեն կրճատել թռիչքների ժամանակները։

Ամենայն հավանականությամբ, մոտ ապագայում պինդ փուլային NRE-ները կդառնան ամենատարածված RD-ներից մեկը: Պինդ փուլ NRE-ը կարող է օգտագործվել որպես փոխադրամիջոց հեռահար թռիչքների համար, օրինակ՝ դեպի այնպիսի մոլորակներ, ինչպիսիք են Նեպտունը, Պլուտոնը և նույնիսկ թռչել Արեգակնային համակարգից դուրս: Այնուամենայնիվ, դեպի աստղեր թռիչքների համար NRE-ը, որը հիմնված է տրոհման սկզբունքների վրա, հարմար չէ: Այս դեպքում խոստումնալից են NRE-ները կամ, ավելի ճիշտ, ջերմամիջուկային ռեակտիվ շարժիչները (TRD), որոնք աշխատում են միաձուլման ռեակցիաների սկզբունքով և ֆոտոնիկական ռեակտիվ շարժիչներ (PRD), որոնցում իմպուլսի աղբյուր է հանդիսանում նյութի և հականյութի ոչնչացման ռեակցիան։ Այնուամենայնիվ, ամենայն հավանականությամբ, մարդկությունը միջաստղային տարածություն ճանապարհորդելու համար կօգտագործի շարժման այլ, շիթից տարբերվող մեթոդ:

Եզրափակելով, ես կվերափոխեմ Էյնշտեյնի հայտնի արտահայտությունը. դեպի աստղեր ճանապարհորդելու համար մարդկությունը պետք է մի բան մտածի, 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/index. htm
3. Պերվուշին «Պայքար աստղերի համար. Տիեզերական դիմակայություն» - Մ. գիտելիք, 1998 թ.
4. Լ. Գիլբերգ «Երկնքի նվաճում» - Մ. Գիտելիք, 1994 թ.
5. http://epizodsspace. *****/բիբլ/մոլոդցով
6. «Շարժիչ», «Տիեզերական մեքենաների միջուկային շարժիչներ», թիվ 5, 1999 թ.

7. «Շարժիչ», «Տիեզերական մեքենաների գազաֆազ միջուկային շարժիչներ»,

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

Մոսկվա: Գիտելիք, 1983:

11., Չեկալինի տիեզերական հետազոտություն.- Մ.:

Գիտելիք, 1988:

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

13. Getland K. Space technology.- M.: Mir, 1986 թ.

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

15 .ԽՍՀՄ տիեզերքում. 2005.-Մ.՝ ԱՊՆ, 1989։

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

ՀԱՎԵԼՎԱԾ

Կոշտ փուլ միջուկային ռեակտիվ շարժիչների հիմնական բնութագրերը

Արտադրող երկիր

Շարժիչ

Հպումը վակուումում, kN

կոնկրետ իմպուլս, վրկ

Նախագծային աշխատանք, թ

NERVA/Lox խառը ցիկլ

Նոր տեղում

>

Ամենահայտնի

Բանջարեղեն. Հատապտուղներ. Հացահատիկային. Ծառեր և թփեր. Գյուղատնտեսություն. Ծաղիկներ. Լանդշաֆտ.

© 2022. .

ՀԱՅԱՍՏԱՆԻ ԲԱԺԻՆՆԵՐ