Сегодня, 29 августа, на военно-воздушной базе в Калифорнии, Штаты, была запущена новейшая секретная американская технология - спутник-шпион Delta IV. Объект представляет из себя самую мощную ракету за всю историю человечества. Ее высота - 71 метр, производительность двигателя - 17 миллионов лошадиных сил, а один запуск монстра обошелся США в один миллион долларов.
Источник: dailymail.co.uk
Америка всегда отличалась особым отношением к всемирный организациям и их масштабным мероприятиям. Поэтому владельцы самой мощной ракеты в мире решили ее запустить именно 29-го августа - в Международный день действий против ядерных испытаний. Забавно то, что Штаты так и не признались, какова цель разработки, постройки и запуска Delta IV.
Источник: dailymail.co.uk
Мужской онлайн-журнал MPORT помнит, что не только у Штатов есть сверх мощное оружие. В мире есть еще много стран, которые тоже могут похвастаться межконтинентальными баллистическими ракетами. Узнай, чего тебе, мирному жителю планеты Земля, стоит пуще всего бояться?
Самая мобильная - Тополь-М
Источник: waronline.com
Производитель - Россия, первый запуск был осуществлен в 1994 году. Стартовая масса - 46 с половиной тонн. Считается основой российского ядерного вооружения.
Самая защищенная - Ярс РС-24
Источник: waronline.com
Производитель - Россия, первый запуск - в 2007 году. Дальность полета - 11 тысяч километров. В отличие от Тополя-М обладает разделяющимися боевыми частями. Помимо боевых блоков, Ярс также несет комплекс средств прорыва противоракетной обороны, что значительно затрудняет противнику ее обнаружение и перехват. Такое нововведение делает РС-24 наиболее удачной боевой ракетой в условиях развертывания глобальной американской системы ПРО. А разместить ее можно даже на железнодорожном вагоне.
Самая тяжелая - Р-36М Сатана
Источник: waronline.com
Первый запуск - 1970 год, масса - 211 тонн, дальность полета - 11 200 - 16 000 километров. Ракетные комплексы, размещенные в шахтах, не могут быть чересчур легкими по определению. Сатана же просто побил рекорд всех тяжеловесов.
Самая точная - Trident II D5
Источник: waronline.com
Производитель - США, первый запуск в 1987 году. Масса - 58 тонн, дальность полета - 11 300 километров. Trident базируется на подводных лодках, и способна с максимально высокой точностью поражать защищенные шахты межконтинентальных баллистических ракет и защищенные командные пункты.
Самая скоростная - Minuteman LGM-30G
Источник: waronline.com
Производитель - США, первый запуск - 1966 год. Масса ракеты - 35 с половиной тонн. Дальность - 13 000 километров. Считается, эта ракета является одной из самых быстрых МБР в мире и может разогнаться до более 24 тысяч километров в час на терминальной фазе полета.
Самая навороченная - MX (LGM-118А) Peacekeeper
Источник: waronline.com
Производитель - США, первый запуск в 1983 году. Масса - 88,44 тонн, дальность полета - 9600 километров. Тяжелая межконтинентальная баллистическая ракета Миротворец - просто воплощение новейших технологий. Например, использования композиционных материалов. Также обладает более высокой точностью попадания, и - что особо характерно - повышенной «живучестью» ракеты в условиях ядерного воздействия.
Самая первая - Р-7
История создания ядерного ракетного двигателя
Ядерный ракетный двигатель (ЯРД) - разновидность ракетного двигателя, которая использует энергию деления или синтеза ядер для создания реактивной тяги. Рабочее тело (как правило - водород) подаётся из бака в активную зону реактора, где, проходя через нагретые реакцией ядерного распада каналы, разогревается до высоких температур, около 3000К и затем выбрасывается через сопло, создавая реактивную тягу. В СССР постановление правительства о разработке «крылатых ракет с прямоточным двигателем с использованием атомной энергии» было подписано в 1953 году, руководство работами было возложено на академиков Келдыша М. В., Курчатова И. В. и Королёва С. П.
В РД-0410 был применён гетерогенный реактор на тепловых нейтронах, конструкция включала в себя 37 тепловыделяющих сборок, покрытых теплоизоляцией, отделявшей их от замедлителя. В 1972 году уже произошёл физический пуск реактора ИВГ на комплексе «Байкал».
Основные параметры
Тяга в пустоте: 3,59 тс (35,2 кН)
Число включений: 10
Ресурс работы: 1 час
Компоненты топлива: рабочее тело - жидкий водород, вспомогательное вещество - гептан
Масса с радиационной защитой: 2 тонны
Габариты двигателя: высота 3,5 м, диаметр 1,6 м.
В США была своя программа NERVA (англ. Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) - совместная программа Комиссии по атомной энергии США и НАСА по созданию ядерного ракетного двигателя (ЯРД), продолжавшаяся до 1972 года.Первый NERVA NRX в 1966 году был запущен в течение почти 2 часов, в том числе 28 минут на полную мощность. Финансирование программы было несколько сокращено в 1969 году, а новая администрация Никсона сократила его ещё больше в 1970-м, прекратив производство ракет «Сатурн» и отменив полёты по программе «Аполлон» после «Аполлона-17». Без ракеты Saturn S-N, которая должна была выносить NERVA на орбиту проект потерял смысл.
Характеристики
Диаметр: 10,55 м Длина: 43,69 м
Сухая масса: 34 019 кг. Полная масса: 178 321 кг
Тяга в вакууме: 333,6 кН
Время работы: 1200 с
Рабочее тело: жидкий водород.
Vought SLAM (Supersonic Low-Altitude Missile - низковысотная сверхзвуковая ракета) - проект американской стратегической крылатой ракеты с прямоточным ядерным двигателем. Нерешённой проблемой SLAM являлось радиоактивное заражение местности в процессе полёта ракеты и разрушения по пути её следования, в мирное время это чрезвычайно затрудняло испытания и учебные запуски SLAM. Непрерывный вынос частиц рабочего тела из реактора воздушным потоком приводил к тому, что ракета оставляла за собой чудовищный шлейф радиоактивных осадков. В верхней части фюзеляжа SLAM располагались в два ряда 26 пусковых устройств для термоядерных боеголовок. В 1964 году проект SLAM был закрыт.
6-го августа 1945 первое ядерное оружие было использовано против японского города Хиросима. Три дня спустя город Нагасаки был подвергнут второму удару, и в настоящее время - последнему в истории человечества. Эти бомбежки попытались оправдать тем, что они прекратили войну с Японией и предотвратили дальнейшие потери миллионов жизней. В общей сложности, две бомбы убили приблизительно 240,000 человек и провозгласили начало новой, атомной эры. С 1945 года до краха Советского Союза в 1991, мир перенес холодную войну и постоянное ожидание возможного ядерного удара между Соединенными Штатами и Советским Союзом. В это время стороны построили тысячи единиц ядерного оружия, от маленьких бомб и крылатых ракет, к крупным межконтинентальным баллистическим боеголовкам (ICBM) и Морских баллистических ракет (SLBM). Великобритания, Франция и Китай добавили к этому запасу вооружения свои собственные ядерные арсеналы. Сегодня, страх перед ядерным уничтожением значительно меньше, чем в 1970-х, но несколько стран все еще обладают большим арсеналом этого разрушительного оружия.
Несмотря на соглашения, нацеленные на ограничение числа ракет, ядерные державы продолжают развивать и улучшать их запасы и способы доставки. Успехи в разработке систем противоракетной защиты заставил некоторые страны увеличивать развитие новых и более эффективных ракет. Появилась угроза новой гонки вооружений между мировыми супердержавами. Этот список содержит десять самых разрушительных ядерных ракетных систем, находящихся в настоящее время на обслуживании в мире. Точность, диапазон, число боеголовок, мощность боеголовки и подвижность - факторы, которые делают эти системы настолько разрушительными и опасными. Этот список представлен без определенного порядка, потому что эти ядерные ракеты не всегда разделяют ту же самую задачу или цель. Одна ракета может быть разработана, чтобы разрушить город, в то время как другой тип может быть разработан, чтобы разрушить вражеские ракетные бункеры. Кроме того, этот список не включает ракеты, в настоящее время испытываемые, или не официально развернутые. Таким образом, ракетные системы Agni-V в Индии и JL-2 в Китае, тестируемые шаг за шагом и готовые к эксплуатации в этом году, не включены. Иерихон III Израиля также не учтен, поскольку об этой ракете вообще мало что известно. Важно иметь в виду, читая этот список, что размер бомб Хиросимы и Нагасаки был эквивалентен 16 килотоннам (x1000) и 21 килотонне TNT соответственно.
M51, Франция
После Соединенных Штатов и России, Франция развертывает третий по величине ядерный арсенал в мире. В дополнение к ядерным бомбам и крылатым ракетам, Франция полагается на свои SLBM, как основное ядерное средство устрашения. Ракета M51 - самый современный компонент. Она поступила в эксплуатацию в 2010 и в настоящее время устанавливается на классе субмарин Triomphant. Ракета имеет диапазон приблизительно 10,000 км и способна к переносу 6 - 10 боеголовок на 100 кт. Круговое вероятное отклонение (CEP) ракеты отмечено между 150 и 200 метрами. Это значит, что у боеголовки есть 50%-я вероятность нанесения удара в пределах 150-200 метров от цели. M51 оснащена множеством систем, которые существенно усложняют попытки перехвата боеголовок.
DF-31/31A, Китай
Dong Feng 31 является дорожно-мобильной и бункерной межконтинентальной системой серии МБР, развернутой Китаем с 2006. Оригинальная модель этой ракеты несла большую боеголовку на 1 мегатонну и имела диапазон 8,000 км. Вероятное отклонение ракеты - 300 м. Улучшенный 31 А имеет три боеголовки на 150 кт и способен преодолеть расстояние в 11,000 км, с вероятным отклонением в 150 м. Дополнительный факт, что эти ракеты могут быть перемещены и запущены с мобильного ракето-носителя, что делает их еще более опасными.
Тополь-М, Россия
Известный как SS-27 по классификации НАТО, Тополь-М был введен в использование Россией в 1997 году. Межконтинентальная ракета базируется в бункерах, но несколько Тополей также мобильны. В настоящее время ракета вооружена единственной боеголовкой на 800 кт, но может быть оборудована максимум шестью боеголовками и ложными целями. С максимальной скоростью 7.3 км в секунду, относительно плоской траекторией полета и вероятным отклонением приблизительно в 200 м, Тополь-М - очень эффективная ядерная ракета, которую трудно остановить в полете. Трудность прослеживания мобильных единиц делает его более эффективной системой оружия, достойной этого списка.
РС-24 Ярс, Россия
Планы Администрации Буша развить сеть противоракетной обороны в Восточной Европе разозлили лидеров в Кремле. Несмотря на заявление, что экран для защиты от внешних ударных воздействий предназначается не против России, российские лидеры рассмотрели его, как угрозу собственной безопасности и решили разработать новую баллистическую ракету. Результатом было развитие РС-24 Ярс. Эта ракета тесно связана с Тополь-М, но доставляет четыре боеголовки на 150-300 килотонн и имеет отклонение в 50 м. Обладая многими особенностями Тополя, Ярс может также изменить направление в полете и несет ложные цели, что делает перехват системой противоракетной обороны чрезвычайно трудным.
LGM-30G Minuteman III, США
Это единственная наземная МБР, развернутая США. Впервые развернутый в 1970, LGM-30G Minuteman III должен был быть заменен на MX Peacekeeper. Та программа была отменена, и Пентагон вместо этого потратил $7 миллиардов на обновление и модернизацию существующих 450 Активных систем LGM-30G за прошлое десятилетие. Со скоростью почти 8 км/с и отклонением менее чем 200 м (точное число строго засекречено) старый Minuteman остается грозным ядерным оружием. Первоначально эта ракета доставляла три маленьких боеголовки. Сегодня же, используется единственная боеголовка в 300-475 кт.
РСМ 56 Булава, Россия
Морская баллистическая ракета РСМ 56 Булава находится на вооружении у России. С точки зрения морских ракет Советский Союз и Россия несколько отстали от Соединенных Штатов в эффективности работы и способностях. Чтобы исправить этот недочет, была создана Булава - более свежее дополнение к российскому подводному арсеналу. Ракета была разработана для новой субмарины Борей-класса. После многочисленных неудач во время фазы тестирования, Россия приняла ракету на службу в 2013. Булава в настоящее время оснащается шестью боеголовками на 150 кт, хотя в сообщениях говорится, что она может нести целых 10. Как и большинство современных баллистических ракет, РСМ 56 несет несколько ложных целей, чтобы повысить жизнеспособность перед лицом системы противоракетной обороны. Диапазон составляет приблизительно 8,000 км при полной загрузке, с примерной вероятности отклонения в 300-350 метров.
Р-29РМУ2 Лайнер, Россия
Новейшая разработка в российском вооружении, Лайнер был введен в эксплуатацию с 2014. Ракета - эффективно обновленная версия предыдущей российской БРПЛ (Синева Р-29РМУ2), разработанная, чтобы восполнить проблемы и некоторые недочеты Булавы. Лайнер имеет диапазон 11,000 км и может нести максимум двенадцать боеголовок по 100 кт каждая. Груз боеголовки может быть уменьшен и заменен ложными целями, чтобы улучшить жизнеспособность. Отклонение боеголовки держится в секрете, но, вероятно, схоже с 350 метрами Булавы.
UGM-133 Trident II, США
Текущая БРПЛ американских и британских подводных сил - Трайдент II. Ракета была введена в эксплуатацию с 1990 и была обновлена и модернизирована с тех пор. Полностью оборудованный, Трайдент может нести 14 боеголовок на борту. Позже это число уменьшили, и ракета в настоящее время доставляет 4-5 боеголовок на 475 кт. Максимальный диапазон зависит от груза боеголовок и варьируется между 7800 и 11,000 км. ВМС США потребовали вероятность отклонения не более 120 метров, чтобы ракета была принята на службу. Многочисленные отчеты и военные журналы часто заявляют, что на самом деле отклонение Трайдента превысило это требование на довольно значительный показатель.
DF-5/5A, Китай
По сравнению с другими ракетами в этом списке, китайский DF-5/5A можно считать серой рабочей лошадкой. Ракета не выделяется ни внешностью, ни сложностью, но при этом способна выполнить любую поставленную задачу. DF-5 поступила в эксплуатацию в 1981, как сообщение любым потенциальным врагам, что Китай не планирует превентивных ударов, но накажет любого, кто решится напасть на него. Эта МБР может нести огромную боеголовку на 5 мт и имеет диапазон более чем 12,000 км. У DF-5 отклонение приблизительно в 1 км, что означает, что у ракеты одна цель – уничтожать города. Размер боеголовки, отклонение и факт, что на её полную подготовку к запуску требуется всего час, все это означают, что DF-5 - карательное оружие, предназначенное для наказания любых потенциальных нападающих. Версия 5A имеет увеличенный диапазон, улучшение отклонения на 300 м и способность нести несколько боеголовок.
Р-36М2 «Воевода»
Р-36М2 «Воевода» - ракета, которую на Западе называют не иначе, как Сатана и на это есть весомые причины. Впервые развернутый в 1974, разработанный в Днепропетровске комплекс Р-36 прошел с тех пор много изменений, включая перенос боеголовки. Последняя модификация этой ракеты, Р-36M2 может нести десять боеголовок на 750 кт и имеет диапазон приблизительно 11,000 км. С максимальной скоростью почти 8 км/с и вероятным отклонением в 220 м, Сатана - оружие, которое вызвало большое беспокойство американских военных планировщиков. Беспокойства было бы гораздо больше, если бы советским планировщикам дали зеленый свет, чтобы развернуть одну версию этой ракеты, у которой должно было быть 38 боеголовок на 250 кт. Россия планирует снять с использования все эти ракеты к 2019.
В продолжение, посетите подборку самого мощного оружия в истории, где собраны не только ракеты.
Часто в общеобразовательных публикациях о космонавтике не различают разницу между ядерным ракетным двигателем (ЯРД) и ядерной ракетной электродвигательной установкой (ЯЭДУ). Однако под этими аббревиатурами скрывается не только разница в принципах преобразования ядерной энергии в силу тяги ракеты, но и весьма драматичная история развития космонавтики.
Драматизм истории состоит в том, что если бы остановленные главным образом по экономическим причинам исследования ЯДУ и ЯЭДУ как в СССР, так и в США продолжились, то полёты человека на марс давно бы уже стали обыденным делом.
Всё начиналось с атмосферных летательных аппаратов с прямоточным ядерным двигателем
Конструкторы в США и СССР рассматривали «дышащие» ядерные установки, способные втягивать забортный воздух и разогревать его до колоссальных температур. Вероятно, этот принцип образования тяги был заимствован от прямоточных воздушно-реактивных двигателей, только вместо ракетного топлива использовалась энергия деления атомных ядер диоксида урана 235.В США такой двигатель разрабатывался в рамках проекта Pluto. Американцы сумели создать два прототипа нового двигателя - Tory-IIA и Tory-IIC, на которых даже производились включения реакторов. Мощность установки должна была составить 600 мегаватт.
Двигатели, разработанные в рамках проекта Pluto, планировалось устанавливать на крылатые ракеты, которые в 1950-х годах создавались под обозначением SLAM (Supersonic Low Altitude Missile, сверхзвуковая маловысотная ракета).
В США планировали построить ракету длинной 26,8 метра, диаметром три метра, и массой в 28 тонн. В корпусе ракеты должен был располагаться ядерный боезаряд, а также ядерная двигательная установка, имеющая длину 1,6 метра и диаметр 1,5 метра. На фоне других размеров установка выглядела весьма компактной, что и объясняет её прямоточный принцип работы.
Разработчики полагали, что, благодаря ядерному двигателю, дальность полета ракеты SLAM составит, по меньшей мере, 182 тысячи километров.
В 1964 году министерство обороны США проект закрыло. Официальной причиной послужило то, что в полете крылатая ракета с ядерным двигателем слишком сильно загрязняет все вокруг. Но на самом деле причина состояла в значительных затратах на обслуживание таких ракет, тем более к тому времени бурно развивалось ракетостроение на основе жидкостных реактивных ракетных двигателей, обслуживание которых было значительно дешевле.
СССР оставалась верной идеи создания ЯРД прямоточной конструкции значительно дольше, чем США, закрыв проект только в 1985 году . Но и результаты получились значительно весомее. Так, первый и единственный советский ядерный ракетный двигатель был разработан в конструкторском бюро «Химавтоматика», Воронеж. Это РД-0410 (Индекс ГРАУ - 11Б91, известен также как «Ирбит» и «ИР-100»).
В РД-0410 был применён гетерогенный реактор на тепловых нейтронах, замедлителем служил гидрид циркония, отражатели нейтронов - из бериллия, ядерное топливо - материал на основе карбидов урана и вольфрама, с обогащением по изотопу 235 около 80 %.
Конструкция включала в себя 37 тепловыделяющих сборок, покрытых теплоизоляцией, отделявшей их от замедлителя. Проектом предусматривалось, что поток водорода вначале проходил через отражатель и замедлитель, поддерживая их температуру на уровне комнатной, а затем поступал в активную зону, где охлаждал тепловыделяющие сборки, нагреваясь при этом до 3100 К. На стенде отражатель и замедлитель охлаждались отдельным потоком водорода.
Реактор прошёл значительную серию испытаний, но ни разу не испытывался на полную длительность работы. Однако, вне реакторные узлы были отработаны полностью.
Технические характеристики РД 0410
Тяга в пустоте: 3,59 тс (35,2 кН)
Тепловая мощность реактора: 196 МВт
Удельный импульс тяги в пустоте: 910 кгс·с/кг (8927 м/с)
Число включений: 10
Ресурс работы: 1 час
Компоненты топлива: рабочее тело - жидкий водород, вспомогательное вещество - гептан
Масса с радиационной защитой: 2 тонны
Габариты двигателя: высота 3,5 м, диаметр 1,6 м.
Относительно небольшие габаритные размеры и вес, высокая температура ядерного топлива (3100 K) при эффективной системе охлаждения потоком водорода свидетельствует от том, что РД0410 является почти идеальным прототипом ЯРД для современных крылатых ракет. А, учитывая современные технологии получения самоостанавливающегося ядерного топлива, увеличение ресурса с часа до нескольких часов является вполне реальной задачей.
Конструкции ядерных ракетных двигателей
Ядерный ракетный двигатель (ЯРД) - реактивный двигатель, в котором энергия, возникающая при ядерной реакции распада или синтеза, нагревает рабочее тело (чаще всего, водород или аммиак).Существует три типа ЯРД по виду топлива для реактора:
- твердофазный;
- жидкофазный;
- газофазный.
В газофазных ЯРД топливо (например, уран) и рабочее тело находится в газообразном состоянии (в виде плазмы) и удерживается в рабочей зоне электромагнитным полем. Нагретая до десятков тысяч градусов урановая плазма передает тепло рабочему телу (например, водороду), которое, в свою очередь, будучи нагретым до высоких температур и образует реактивную струю.
По типу ядерной реакции различают радиоизотопный ракетный двигатель, термоядерный ракетный двигатель и собственно ядерный двигатель (используется энергия деления ядер).
Интересным вариантом также является импульсный ЯРД - в качестве источника энергии (горючего) предлагается использовать ядерный заряд. Такие установки могут быть внутреннего и внешнего типов.
Основными преимуществами ЯРД являются:
- высокий удельный импульс;
- значительный энергозапас;
- компактность двигательной установки;
- возможность получения очень большой тяги - десятки, сотни и тысячи тонн в вакууме.
- потоки проникающей радиации (гамма-излучение, нейтроны) при ядерных реакциях;
- вынос высокорадиоактивных соединений урана и его сплавов;
- истечение радиоактивных газов с рабочим телом.
Ядерная энергодвигательная установка
Учитывая, что какую-либо достоверную информацию о ЯЭДУ по публикациям, в том числе и из научных статей, получить невозможно, принцип работы таких установок лучше всего рассматривать на примерах открытых патентных материалов, хотя и содержащих ноу-хау.Так, например, выдающимся российским учёным Коротеевым Анатолием Сазоновичем, автором изобретения по патенту , приведено техническое решение по составу оборудования для современной ЯРДУ. Далее привожу часть указанного патентного документа дословно и без комментариев.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется схемой, представленной на чертеже. ЯЭДУ, функционирующая в двигательно-энергетическом режиме, содержит электроракетную двигательную установку (ЭРДУ) (на схеме для примера представлено два электроракетных двигателя 1 и 2 с соответствующими системами подачи 3 и 4), реакторную установку 5, турбину 6, компрессор 7, генератор 8, теплообменник-рекуператор 9, вихревую трубку Ранка-Хильша 10, холодильник-излучатель 11. При этом турбина 6, компрессор 7 и генератор 8 объединены в единый агрегат - турбогенератор-компрессор. ЯЭДУ оснащена трубопроводами 12 рабочего тела и электрическими линиями 13, соединяющими генератор 8 и ЭРДУ. Теплообменник-рекуператор 9 имеет так называемые высокотемпературный 14 и низкотемпературный 15 входы рабочего тела, а также высокотемпературный 16 и низкотемпературный 17 выходы рабочего тела.Ссылки:Выход реакторной установки 5 соединен со входом турбины 6, выход турбины 6 соединен с высокотемпературным входом 14 теплообменника-рекуператора 9. Низкотемпературный выход 15 теплообменника-рекуператора 9 соединен со входом в вихревую трубку Ранка-Хильша 10. Вихревая трубка Ранка-Хильша 10 имеет два выхода, один из которых (по «горячему» рабочему телу) соединен с холодильником-излучателем 11, а другой (по «холодному» рабочему телу) соединен со входом компрессора 7. Выход холодильника-излучателя 11 также соединен со входом в компрессор 7. Выход компрессора 7 соединен с низкотемпературным 15 входом в теплообменник-рекуператор 9. Высокотемпературный выход 16 теплообменника-рекуператора 9 соединен со входом в реакторную установку 5. Таким образом, основные элементы ЯЭДУ связаны между собой единым контуром рабочего тела.
ЯЭДУ работает следующим образом. Нагретое в реакторной установке 5 рабочее тело направляется на турбину 6, которая обеспечивает работу компрессора 7 и генератора 8 турбогенератора-компрессора. Генератор 8 производит генерацию электрической энергии, которая по электрическим линиям 13 направляется к электроракетным двигателям 1 и 2 и их системам подачи 3 и 4, обеспечивая их работу. После выхода из турбины 6 рабочее тело направляется через высокотемпературный вход 14 в теплообменник-рекуператор 9, где осуществляется частичное охлаждение рабочего тела.
Затем, из низкотемпературного выхода 17 теплообменника-рекуператора 9 рабочее тело направляется в вихревую трубку Ранка-Хильша 10, внутри которой происходит разделение потока рабочего тела на «горячую» и «холодную» составляющие. «Горячая» часть рабочего тела далее следует в холодильник-излучатель 11, где происходит эффективное охлаждение этой части рабочего тела. «Холодная» часть рабочего тела следует на вход в компрессор 7, туда же следует после охлаждения часть рабочего тела, выходящая из холодильника-излучателя 11.
Компрессор 7 производит подачу охлажденного рабочего тела в теплообменник-рекуператор 9 через низкотемпературный вход 15. Это охлажденное рабочее тело в теплообменнике-рекуператоре 9 обеспечивает частичное охлаждение встречного потока рабочего тела, поступающего в теплообменник-рекуператор 9 из турбины 6 через высокотемпературный вход 14. Далее, частично подогретое рабочее тело (за счет теплообмена с встречным потоком рабочего тела из турбины 6) из теплообменника-рекуператора 9 через высокотемпературный выход 16 вновь поступает к реакторной установке 5, цикл вновь повторяется.
Таким образом, находящееся в замкнутом контуре единое рабочее тело обеспечивает непрерывную работу ЯЭДУ, причем использование в составе ЯЭДУ вихревой трубки Ранка-Хильша в соответствии с заявляемым техническим решением обеспечивает улучшение массогабаритных характеристик ЯЭДУ, повышает надежность ее работы, упрощает ее конструктивную схему и дает возможность повысить эффективность ЯЭДУ в целом.
Космический двигатель «Росатома» позволит долететь до Марса за месяц
«Росатом» и «Роскосмос» совместно разрабатывают ядерный двигатель, который позволит долететь до Марса за месяц, заявил генеральный директор «Росатома» Сергей Кириенко, выступая в Совете Федерации.
По его словам, новый двигатель позволит не только долететь до Марса за месяц-полтора, но и вернуться назад, так как он будет сохранять возможность и ускорения, и маневрирования кораблем.
«Сегодняшние космические установки позволяют долететь до Марса за полтора года без возможности вернуться обратно и без возможности маневрирования», — уточнил Кириенко.
Источник: regnum.ru
Оригинал взят у marafonec в Ядерная энергетическая установка для ракет и подводных аппаратов - как это работаетВчера, без всякого преувеличения, мы стали свидетелями эпохального события, открывающего новые, совершенно фантастические перспективы для военной техники и (в перспективе) - энергетики и транспорта вообще.
Но для начала хотелось бы понять, как работает ядерная энергетическая установка для ракет и подводных аппаратов, о которой говорил Путин. Что именно в ней является движителем? Откуда берётся тяга? Не за счёт же вылетающих из сопла нейтронов...
Когда узнал со слов коллеги о том, что у нас созданы ракеты с практически неограниченной дальностью полёта, обалдел. Показалось, он что-то упустил, а слово "неограниченной" было упомянуто в каком-то узком смысле.
Но информация, полученная затем из первоисточника, сомнений не вызывала. Звучала, напомню, она так:
«Одно из них - создание малогабаритной сверхмощной ядерной энергетической установки, которая размещается в корпусе крылатой ракеты типа нашей новейшей ракеты Х-101 воздушного базирования или американского «Томагавка», но при этом обеспечивает в десятки раз - в десятки раз! - большую дальность полёта, которая является практически неограниченной.»
В услышанное невозможно было поверить, но не верить было нельзя - это сказал ОН. Включил мозг и тут же получил ответ. Да какой!
Ну, черти! Ну, гении! Нормальному человеку такое даже в голову не придёт!
Итак, до сих пор мы знали только о ядерных силовых установках для космических ракет. В космических ракетах обязательно есть вещество, которое, будучи разогретым или разогнанным ускорителем, питаемым ядерной силовой установкой, с силой выбрасывается из сопла ракеты и обеспечивает ей тягу.
Вещество при этом расходуется и время работы двигателя ограничено.
Такие ракеты уже были и ещё будут. А вот за счёт чего движется ракета нового типа, если её дальность является "практически неограниченной"?
Ядерная энергетическая установка для ракет
Чисто теоретически, кроме тяги на веществе, имеющемся в запасе на ракете, движение ракеты возможно за счёт тяги электрических двигателей с "пропеллерами" (винтовой двигатель). Электричество при этом производит генератор, питающийся от ядерной силовой установки.
Но такую массу без большого крыла на винтовой тяге, да ещё с винтами небольшого диаметра, в воздухе не удержать - слишком мала такая тяга. А это таки ракета, а не беспилотник.
Итого, остаётся самый неожиданный и, как оказалось, самый эффективный способ обеспечения ракеты веществом для тяги - взятие его из окружающего пространства.
Т.е., как бы это удивительно ни звучало, но новая ракета работает "на воздухе"!
В том смысле, что из её сопла вырывается именно разогретый воздух и более ничего! А воздух не закончится, пока ракета находится в атмосфере. Именно поэтому эта ракета - крылатая, т.е. её полёт проходит целиком в атмосфере.
Классические технологии ракет большой дальности старались сделать полёт ракеты выше, чтобы уменьшить трение о воздух и тем самым увеличить их дальность. Мы как всегда сломали шаблон и сделали ракету не просто большой, а неограниченной дальности именно в воздушной среде.
Неограниченная дальность полёта даёт возможность таким ракетам работать в режиме ожидания. Запущенная ракета прибывает в район патрулирования и нарезает там круги, ожидая доразведки данных о цели или прибытия цели в данный район. После чего неожиданно для цели немедленно её атакует.
Ядерная энергетическая установка для подводных аппаратов
Думаю, аналогично устроена и ядерная энергетическая установка для подводных аппаратов о которых говорил Путин. С той поправкой, что вместо воздуха используется вода.
Дополнительно об этом говорит то, что эти подводные аппараты обладают низкой шумностью. Известная торпеда "Шквал", разработанная ещё в советское время, имела скорость порядка 300 км/час, но была очень шумной. По сути это была ракета, летящая в воздушном пузыре.
За малошумностью же стоит новый принцип движения. И он - тот же самый, что и в ракете, потому что универсален. Была бы только окружающая среда минимально необходимой плотности.
Этому аппарату неплохо подошло бы название "Кальмар", потому что по сути это водомётный двигатель в "ядерном исполнении" :)
Что касается скорости, она кратно превосходит скорость самых быстрых надводных кораблей. Самые быстрые корабли (именно корабли, а не катера) имеют скорость до 100-120 км/час. Следовательно, с минимальным коэффициентом 2 получаем скорость 200-250 км/час. Под водой. И не очень шумно. И с дальностью в многие тысячи километров... Страшный сон наших недругов.
Относительно ограниченная по сравнению с ракетой дальность - временное явление и объясняется тем, что морская вода высокой температуры - очень агрессивная среда и материалы камеры, условно говоря, сгорания, имеют ограниченный ресурс. Со временем же дальность этих аппаратов может быть увеличена в разы только за счёт создания новых, более устойчивых материалов.
Ядерная энергетическая установка
Несколько слов о самой ядерной энергетической установке.
1. Поражает воображение фраза Путина:
«При объёме в сто раз меньше, чем у установок современных атомных подводных лодок, имеет большую мощность и в 200 раз меньшее время выхода на боевой режим, то есть на максимальную мощность.»
Опять одни вопросы.
Как они этого добились? Какие конструкторские решения и технологии применены?
Мысли такие.
1. Радикальное, на два порядка, увеличение отдачи мощности на единицу массы возможно только при условии приближения режима работы ядерного реактора к взрывному. При этом реактор надёжно управляется.
2. Поскольку околовзрывной режим работы обеспечивается надёжно, скорее всего, это реактор на быстрых нейтронах. На мой взгляд, только на них возможно безопасное использование столь критического режима работы. Кстати, для них топлива на Земле - на столетия.
3. Если же со временем мы узнаем, что это таки реактор на медленных нейтронах, я тем более снимаю шляпу перед нашими ядерщиками, потому что без официального заявления в это совершенно невозможно поверить.
В любом случае, смелость и изобретательность наших ядерщиков поразительна и достойна самых громких слов восхищения! Особенно приятно, что наши ребята умеют работать в тиши. А потом как грохнут новостью по голове - хоть стой, хоть падай! :)
Как это работает
Примерная, смысловая, схема работы двигателя ракеты на основе ядерной силовой установки выглядит так.
1. Открывается, условно говоря, впускной клапан. Набегающий воздушный поток попадает через него в камеру нагрева, которая постоянно разогрета от работы реактора.
2. Впускной клапан закрывается.
3. Воздух в камере нагревается.
4. Открывается выпускной клапан и воздух с большой скоростью вырывается из сопла ракеты.
5. Выпускной клапан закрывается.
Цикл повторяется с высокой частотой. Отсюда эффект непрерывной работы.
P.S. Описанный выше механизм, повторю, - смысловой. Он дан по просьбе читателей для лучшего понимания того, как этот двигатель может вообще работать. В реальности, не исключено, реализован прямоточный двигатель. Главное в данной статье - не определение типа двигателя, а выявление вещества (набегающего воздуха), которое используется в качестве единственного рабочего тела, дающего тягу ракете.
Безопасность
Использование открытия российских учёных в гражданском секторе тесно связано с безопасностью ядерной силовой установки. Не в смысле её возможного взрыва - думаю, этот вопрос решён, - а в смысле безопасности его выхлопа.
Защита малогабаритного ядерного двигателя явно меньше, чем у большого по размерам, поэтому нейтроны наверняка будут проникать в "камеру сгорания", а точнее, камеру разогрева воздуха, тем самым с некоторой вероятностью делая радиоактивным всё, что таковым можно в воздухе сделать.
Азот и кислород имеют радиоактивные изотопы с малым временем полураспада и не опасны. Радиоактивный углерод вещь долгоживущая. Но есть и хорошие новости.
Радиоактивный углерод образуется в верхних слоях атмосферы под действием космических лучей и так, так что свалить все на ядерные двигатели не получится. Но главное, концентрация углекислого газа в сухом воздухе составляет всего 0,02÷0,04%.
Учитывая же, что процент углерода, становящийся радиоактивным, величина ещё на несколько порядков меньшая, предварительно можно считать, что выхлоп ядерных двигателей не более опасен, чем выхлоп ТЭЦ, работающей на угле.
Более точная информация появится, когда дело подойдёт к гражданскому применению этих двигателей.
Перспективы
Честно говоря, от перспектив захватывает дух. Причём я уже говорю не о военных технологиях, здесь всё ясно, а о применении новых технологий в гражданском секторе.
Где могут быть применены ядерные силовые установки? Пока навскидку, чисто теоретически, в перспективе 20-30-50 лет.
1. Флот, в том числе гражданский, транспортный. Многое придётся переводить на подводные крылья. Зато скорость можно легко увеличить вдвое/втрое, а стоимость эксплуатации с годами будет только падать.
2. Авиация, прежде всего транспортная. Хотя, если безопасность с точки зрения опасности облучения окажется минимальной, возможно применение и для гражданских перевозок.
3. Авиация с вертикальным взлётом и посадкой. С использованием резервуаров со сжатым воздухом, пополняемых во время полёта. Иначе, на малых скоростях, необходимую тягу не обеспечить.
4. Локомотивы скоростных электропоездов. С использованием промежуточного электрогенератора.
5. Грузовые автомобили на электротяге. Тоже, разумеется, с использованием промежуточного электрогенератора. Это, думаю, будет в отдалённой перспективе, когда силовые установки удастся уменьшить ещё в несколько раз. Но исключать такой возможности я бы не стал.
Это уже не говоря о наземном/мобильном использовании ядерных электроустановок. Одна беда - для работы таких малогабаритных ядерных реакторов требуются не уран/плутоний, а гораздо более дорогие радиоактивные элементы, наработка которых в ядерных же реакторах пока очень и очень дорога и требует времени. Но и эта задача может быть со временем решена.
Друзья, обозначена новая эра в сфере энергетики и транспорта. Судя по всему, Россия станет лидером этих направлений на ближайшие десятилетия.
Примите мои поздравления.
Скучно не будет!
Константин Иванков
СПОСОБ ЗАПУСКА ЯДЕРНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, ОСНОВАННЫХ НА РЕАКЦИЯХ РЕЗОНАНСНО-ДИНАМИЧЕСКОГО ДЕЛЕНИЯ И СИНТЕЗА
(57) Реферат:
Сущность изобретения: способ запуска ядерных ракетных двигателей, основанных на реакциях резонансно-динамического деления и синтеза, заключается в том, что в активную зону - магнитную ловушку реактора - вводят до достижения заданной плотности газ исходных ядер синтеза и пар или газ из делящегося вещества. Затем на время инициирования реакций деления и синтеза в активную зону реактора вводят высокоэнергетические протоны, которые, вращаясь внутри реактора, генерируют нейтроны из ядер делящегося вещества. За счет соответствующего выбора энергии - релятивистской массы протонов - возбуждают электромагнитные и магнитоакустические волны, частота которых совпадает с частотой вращения исходных ядер синтеза, находящихся в приосевой области, и тем самым нагревают их до термоядерных температур. Кроме этого, высокоэнергетические протоны ионизируют ядра деления и синтеза, в результате чего они под действием скрещенных электрического и магнитного полей магнитной ловушки начинают вращаться вокруг продольной оси реактора с дрейфовой скоростью, обеспечивающей резонансное деление ядер делящегося вещества при их соударении с тепловыми нейтронами, вошедшими в активную зону реактора из замедлителя, в котором они были получены из быстрых нейтронов при их замедлении. После поджига совместных реакций деления и синтеза подача высокоэнергетических протонов прекращается. Однако она может быть продолжена при необходимости дополнительного снижения критической плотности делящегося вещества или получения дополнительной ядерной энергии. Технический результат заключается в обеспечении возможности совместного протекания реакций резонансно-динамического деления и термоядерного синтеза за счет использования высокоэнергетических протонов, ускоренных до энергии сотни МЭВ. 2 табл., 1 ил.
Но я лично думаю, что все проще: крылатая ракета стартует обычным образом, выходит на высоту и скорость, а далее работает прямоточный реактивный двигатель рельсотронной архитектуры, где импульсы разрядные питаются от небольшого реактора и порождают в воздухе поток плазмы - ионизированного воздуха. Это позволяет поддерживать режим полета на заданной скорости (рельсотронные ускорители позволяют создавать достаточно быстрый реактивный поток). Для аппарата основная задача: лететь на нужной скорости как можно дольше, поток пазмы - не радиоактивен, а в момент взрыва ракеты ядерная установка разрушается, добавляя радиоактивности в эпицентре. Вот такая схема, судя по всему, и реализуется в данном типе оружия - так получается крылатая ракета с ядерной энергетической установкой.
Открытие бизнеса
