Հաճախ տիեզերագնացության մասին ընդհանուր կրթական հրապարակումներում միջուկային հրթիռային շարժիչի (NRE) և միջուկային հրթիռային էլեկտրական շարժիչ համակարգի (NRE) միջև տարբերությունը չի տարբերվում: Այնուամենայնիվ, այս հապավումները թաքցնում են ոչ միայն միջուկային էներգիան հրթիռային հարվածի վերածելու սկզբունքների տարբերությունը, այլև տիեզերագնացության զարգացման շատ դրամատիկ պատմությունը:

Պատմության դրաման կայանում է նրանում, որ եթե շարունակվեին միջուկային շարժիչի և միջուկային շարժիչների հետազոտությունները ինչպես ԽՍՀՄ-ում, այնպես էլ ԱՄՆ-ում, որոնք դադարեցվել էին հիմնականում տնտեսական պատճառներով, ապա մարդկային թռիչքները դեպի Մարս վաղուց սովորական դարձած կլինեին։

Ամեն ինչ սկսվեց ռամջեթ միջուկային շարժիչով մթնոլորտային ինքնաթիռներից

ԱՄՆ-ի և ԽՍՀՄ-ի դիզայներները համարում էին «շնչող» միջուկային կայանքները, որոնք կարող են ներս քաշել արտաքին օդը և տաքացնել այն մինչև հսկայական ջերմաստիճան: Հավանաբար, մղման առաջացման այս սկզբունքը փոխառվել է ռամջեթ շարժիչներից, միայն դրա փոխարեն հրթիռային վառելիքՕգտագործվել է ուրանի երկօքսիդի 235 ատոմային միջուկների տրոհման էներգիան։

ԱՄՆ-ում նման շարժիչը մշակվել է Պլուտոն նախագծի շրջանակներում։ Ամերիկացիներին հաջողվել է ստեղծել նոր շարժիչի երկու նախատիպ՝ Tory-IIA և Tory-IIC, որոնք նույնիսկ սնուցում էին ռեակտորները։ Տեղադրման հզորությունը պետք է կազմեր 600 մեգավատ։

Պլուտոն նախագծի շրջանակներում մշակված շարժիչները նախատեսվում էր տեղադրել թեւավոր հրթիռների վրա, որոնք 1950-ականներին ստեղծվել են SLAM (Supersonic Low Altitude Missile, գերձայնային ցածր բարձրության հրթիռ) անվանումով:

ԱՄՆ-ը նախատեսում էր կառուցել 26,8 մետր երկարությամբ, երեք մետր տրամագծով, 28 տոննա քաշով հրթիռ: Հրթիռի մարմինը պետք է պարունակեր միջուկային մարտագլխիկ, ինչպես նաև 1,6 մետր երկարություն և 1,5 մետր տրամագիծ ունեցող միջուկային շարժիչ համակարգ։ Համեմատած այլ չափսերի, տեղադրումը շատ կոմպակտ տեսք ուներ, ինչը բացատրում է դրա ուղղակի հոսքի սկզբունքը:

Մշակողները կարծում էին, որ միջուկային շարժիչի շնորհիվ SLAM հրթիռի թռիչքի հեռահարությունը կկազմի առնվազն 182 հազար կիլոմետր։

1964 թվականին ԱՄՆ պաշտպանության նախարարությունը փակեց նախագիծը։ Պաշտոնական պատճառն այն էր, որ թռիչքի ժամանակ միջուկային շարժիչով թեւավոր հրթիռը չափից դուրս աղտոտում է շրջակայքը: Բայց իրականում պատճառը նման հրթիռների պահպանման զգալի ծախսերն էին, մանավանդ, որ այդ ժամանակ հրթիռակոծությունը սրընթաց զարգանում էր հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների հիման վրա, որոնց սպասարկումը շատ ավելի էժան էր։

ԽՍՀՄ-ը հավատարիմ մնաց միջուկային շարժիչի համար ռամջեթ դիզայնի ստեղծման գաղափարին շատ ավելի երկար, քան Միացյալ Նահանգները, փակելով նախագիծը միայն 1985 թվականին: Բայց արդյունքները շատ ավելի նշանակալից են ստացվել։ Այսպիսով, առաջին և միակ խորհրդային միջուկային հրթիռային շարժիչմշակվել է Վորոնեժի Խիմավտոմատիկա նախագծային բյուրոյում: Սա RD-0410 է (GRAU Index - 11B91, որը նաև հայտնի է որպես «Irbit» և «IR-100»):

RD-0410-ն օգտագործում էր տարասեռ ջերմային նեյտրոնային ռեակտոր, մոդերատորը ցիրկոնիումի հիդրիդն էր, նեյտրոնային ռեֆլեկտորները պատրաստված էին բերիլիումից, միջուկային վառելիքը ուրանի և վոլֆրամի կարբիդների վրա հիմնված նյութ էր՝ մոտ 80% հարստացված 235 իզոտոպով:

Դիզայնը ներառում էր վառելիքի 37 հավաքույթ՝ ծածկված ջերմամեկուսացմամբ, որը դրանք բաժանում էր մոդերատորից: Դիզայնը նախատեսում էր, որ ջրածնի հոսքը սկզբում անցնի ռեֆլեկտորով և մոդերատորով, պահպանելով դրանց ջերմաստիճանը սենյակային ջերմաստիճանում, այնուհետև մտավ միջուկ, որտեղ սառեցրեց վառելիքի հավաքները՝ տաքացնելով մինչև 3100 Կ։ սառեցվում է առանձին ջրածնի հոսքով:

Ռեակտորն անցել է փորձարկումների զգալի շարք, բայց երբեք չի փորձարկվել իր ամբողջ աշխատանքային տևողության համար: Այնուամենայնիվ, արտաքին ռեակտորի բաղադրիչները լիովին սպառվել էին:

RD 0410-ի տեխնիկական բնութագրերը

Հպում դատարկության մեջ՝ 3,59 տֆ (35,2 կՆ)
Ռեակտորի ջերմային հզորությունը՝ 196 ՄՎտ
Հատուկ մղման իմպուլսը վակուումում՝ 910 կգֆ վ/կգ (8927 մ/վ)
Մեկնարկների քանակը՝ 10
Աշխատանքային ռեսուրս՝ 1 ժամ
Վառելիքի բաղադրիչներ՝ աշխատանքային հեղուկ՝ հեղուկ ջրածին, օժանդակ նյութ՝ հեպտան
Քաշը ճառագայթային պաշտպանությամբ՝ 2 տոննա
Շարժիչի չափսերը՝ բարձրությունը 3,5 մ, տրամագիծը՝ 1,6 մ։

Համեմատաբար փոքր ընդհանուր չափսեր և քաշ, բարձր ջերմաստիճան միջուկային վառելիք(3100 K) ժամը արդյունավետ համակարգՋրածնի հոսքով սառեցումը ցույց է տալիս, որ RD0410-ը միջուկային շարժիչ շարժիչի գրեթե իդեալական նախատիպ է ժամանակակից թեւավոր հրթիռների համար: Եվ, հաշվի առնելով ժամանակակից տեխնոլոգիաներԻնքնանջատվող միջուկային վառելիք ստանալը, ռեսուրսը մեկ ժամից մի քանի ժամ ավելացնելը շատ իրական խնդիր է։

Միջուկային հրթիռային շարժիչների նախագծեր

Միջուկային հրթիռային շարժիչը (NRE) ռեակտիվ շարժիչ է, որում միջուկային քայքայման կամ միաձուլման ռեակցիայի արդյունքում առաջացած էներգիան տաքացնում է աշխատանքային հեղուկը (առավել հաճախ՝ ջրածինը կամ ամոնիակը)։

Կախված ռեակտորի վառելիքի տեսակից, կան երեք տեսակի միջուկային շարժիչ շարժիչներ.

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

Առավել ամբողջականը շարժիչի պինդ փուլային տարբերակն է: Նկարը ցույց է տալիս պինդ միջուկային վառելիքի ռեակտորով ամենապարզ միջուկային շարժիչի դիագրամը: Աշխատանքային հեղուկը գտնվում է արտաքին տանկի մեջ: Օգտագործելով պոմպ, այն մատակարարվում է շարժիչի խցիկին: Խցիկում աշխատանքային հեղուկը ցողվում է վարդակների միջոցով և շփվում է վառելիք արտադրող միջուկային վառելիքի հետ: Երբ տաքացվում է, այն ընդլայնվում է և մեծ արագությամբ դուրս է թռչում խցիկից վարդակով:

Գազաֆազ միջուկային շարժիչներով վառելիքը (օրինակ՝ ուրան) և աշխատանքային հեղուկը գտնվում են գազային վիճակում (պլազմայի տեսքով) և պահվում են աշխատանքային տարածքում։ էլեկտրամագնիսական դաշտ. Ուրանի պլազման, որը տաքացվում է մինչև տասնյակ հազար աստիճան, ջերմություն է փոխանցում աշխատանքային հեղուկին (օրինակ՝ ջրածին), որն իր հերթին տաքանում է մինչև բարձր ջերմաստիճաններև կազմում է ռեակտիվ հոսք:

Ելնելով միջուկային ռեակցիայի տեսակից՝ տարբերակում են ռադիոիզոտոպային հրթիռային շարժիչը, ջերմամիջուկային հրթիռային շարժիչը և բուն միջուկային շարժիչը (օգտագործվում է միջուկային տրոհման էներգիան)։

Հետաքրքիր տարբերակ է նաև իմպուլսային միջուկային հրթիռային շարժիչը՝ որպես էներգիայի (վառելիքի) աղբյուր առաջարկվում է օգտագործել միջուկային լիցք։ Նման տեղադրումները կարող են լինել ներքին և արտաքին տեսակների:

Միջուկային շարժիչների հիմնական առավելություններն են.

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

Հիմնական թերությունը շարժիչ համակարգի բարձր ճառագայթման վտանգն է.

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

Միջուկային շարժիչ համակարգ

Հաշվի առնելով, որ անհնար է ատոմակայանների մասին հավաստի տեղեկատվություն ստանալ հրապարակումներից, ներառյալ գիտական ​​հոդվածներից, նման կայանքների շահագործման սկզբունքը լավագույնս դիտարկվում է բաց արտոնագրային նյութերի օրինակներով, թեև դրանք պարունակում են նոու-հաու:

Օրինակ, ականավոր ռուս գիտնական Անատոլի Սազոնովիչ Կորոտեևը, որը գյուտի հեղինակն է արտոնագրով, տեխնիկական լուծում է տվել ժամանակակից YARDU-ի սարքավորումների բաղադրության համար: Ստորև ներկայացնում եմ նշված արտոնագրային փաստաթղթի մի մասը բառացի և առանց մեկնաբանության.

Առաջարկվող տեխնիկական լուծման էությունը պատկերված է գծագրում ներկայացված գծապատկերով: Շարժման էներգիայի ռեժիմում գործող միջուկային շարժիչ համակարգը պարունակում է էլեկտրական շարժիչ համակարգ (EPS) (օրինակ դիագրամը ցույց է տալիս երկու էլեկտրական հրթիռային շարժիչներ 1 և 2՝ համապատասխան սնուցման համակարգերով 3 և 4), ռեակտորի տեղադրում 5, տուրբին 6, կոմպրեսոր 7, գեներատոր 8, ջերմափոխանակիչ-վերականգնիչ 9, Ranck-Hilsch պտտվող խողովակ 10, սառնարան-ռադիատոր 11։ Այս դեպքում տուրբինը 6, կոմպրեսոր 7 և գեներատոր 8 միավորվում են մեկ միավորի մեջ՝ տուրբոգեներատոր-կոմպրեսոր։ Միջուկային շարժիչ բլոկը հագեցած է աշխատանքային հեղուկի 12 խողովակաշարերով և գեներատոր 8-ը և էլեկտրական շարժիչ բլոկը միացնող էլեկտրական գծեր 13: Ջերմափոխանակիչ-վերականգնիչը 9 ունի այսպես կոչված բարձր ջերմաստիճանի 14 և ցածր ջերմաստիճանի 15 աշխատանքային հեղուկի մուտքեր, ինչպես նաև բարձր ջերմաստիճանի 16 և ցածր ջերմաստիճանի 17 աշխատանքային հեղուկի ելքեր:

Ռեակտորի բլոկ 5-ի ելքը միացված է 6-րդ տուրբինի մուտքին, 6-ի ելքը միացված է ջերմափոխանակիչ-ռեկուպերատոր 9-ի բարձր ջերմաստիճանի մուտքային 14-ին: Ջերմափոխանակիչ-ռեկուպերատորի ցածր ջերմաստիճանի ելքը 15: 9-ը միացված է Ranck-Hilsch պտտվող խողովակ 10-ի մուտքին: Ranck-Hilsch պտտվող խողովակը 10 ունի երկու ելք, որոնցից մեկը («տաք» աշխատանքային հեղուկի միջոցով) միացված է ռադիատորի սառնարանին 11, իսկ մյուսը ( «սառը» աշխատանքային հեղուկի միջոցով) միացված է կոմպրեսոր 7-ի մուտքին: Ռադիատորի սառնարան 11-ի ելքը նույնպես միացված է կոմպրեսոր 7-ի մուտքին: Կոմպրեսորի ելքը 7 միացված է ցածր ջերմաստիճանի 15 մուտքին. ջերմափոխանակիչ-ռեկուպերատոր 9. Ջերմափոխանակիչ-ռեկուպերատոր 9-ի բարձր ջերմաստիճանի ելքը միացված է ռեակտորի տեղակայման 5 մուտքին: Այսպիսով, ատոմակայանի հիմնական տարրերը փոխկապակցված են աշխատանքային հեղուկի մեկ շղթայով: .

Ատոմակայանն աշխատում է հետեւյալ կերպ. Ռեակտորի տեղակայման 5-ում տաքացվող աշխատանքային հեղուկն ուղարկվում է տուրբին 6, որն ապահովում է կոմպրեսոր 7-ի և տուրբոգեներատոր-կոմպրեսորի գեներատոր 8-ի աշխատանքը։ Գեներատոր 8-ն արտադրում է էլեկտրական էներգիա, որը 13-րդ էլեկտրական գծերի միջոցով ուղարկվում է 1-ին և 2-րդ էլեկտրական հրթիռային շարժիչներին և դրանց մատակարարման համակարգերին՝ 3 և 4՝ ապահովելով դրանց աշխատանքը։ Տուրբին 6-ից դուրս գալուց հետո աշխատանքային հեղուկը բարձր ջերմաստիճանի մուտքի 14 միջոցով ուղարկվում է ջերմափոխանակիչ-վերականգնիչ 9, որտեղ աշխատանքային հեղուկը մասամբ սառչում է։

Այնուհետև ջերմափոխանակիչ-վերականգնիչ 9-ի ցածր ջերմաստիճանի ելքից 17 աշխատանքային հեղուկն ուղղվում է Ranque-Hilsch պտտվող խողովակ 10, որի ներսում աշխատանքային հեղուկի հոսքը բաժանվում է «տաք» և «սառը» բաղադրիչների: Աշխատանքային հեղուկի «տաք» մասը այնուհետև գնում է սառնարան-արտադրիչ 11, որտեղ աշխատանքային հեղուկի այս մասը արդյունավետորեն սառչում է: Աշխատանքային հեղուկի «սառը» մասը գնում է դեպի կոմպրեսոր 7-ի մուտքը, իսկ սառչելուց հետո այնտեղ հետևում է նաև աշխատանքային հեղուկի այն մասը, որը դուրս է գալիս ճառագայթող սառնարան 11-ից։

Կոմպրեսոր 7-ը սառեցված աշխատանքային հեղուկը մատակարարում է ջերմափոխանակիչ-վերականգնիչին 9 ցածր ջերմաստիճանի մուտքի միջոցով 15: Այս սառեցված աշխատանքային հեղուկը ջերմափոխանակիչ-վերականգնիչ 9-ում ապահովում է ջերմափոխանակիչ-վերականգնիչ մտնող աշխատանքային հեղուկի հակահոսքի մասնակի սառեցում: 9 տուրբինից 6 բարձր ջերմաստիճանի մուտքի միջով 14. Հաջորդը մասամբ տաքացվող աշխատանքային հեղուկը (տուրբինից 6 աշխատանքային հեղուկի հակահոսքի հետ ջերմափոխանակման շնորհիվ) ջերմափոխանակիչ-վերականգնիչից 9 բարձր ջերմաստիճանի միջով։ ելքը 16 կրկին մտնում է ռեակտորի տեղադրում 5, ցիկլը նորից կրկնվում է:

Այսպիսով, մեկ աշխատանքային հեղուկը, որը գտնվում է փակ հանգույցում, ապահովում է ատոմակայանի շարունակական շահագործումը, իսկ Ranque-Hilsch պտտվող խողովակի օգտագործումը որպես ատոմակայանի մաս՝ պահանջվող տեխնիկական լուծման համաձայն, բարելավում է քաշի և չափի բնութագրերը: ատոմակայանի շահագործման հուսալիությունը, պարզեցնելու նախագծումը և հնարավորություն է տալիս ընդհանրապես բարձրացնել ատոմակայանների արդյունավետությունը:

Հղումներ:

Արդեն այս տասնամյակի վերջում Ռուսաստանում կարող է ստեղծվել միջմոլորակային ճանապարհորդությունների միջուկային շարժիչով տիեզերանավ։ Եվ դա կտրուկ կփոխի իրավիճակը ինչպես մերձերկրյա տիեզերքում, այնպես էլ հենց Երկրի վրա:

Ատոմակայանը (ԱԷԿ) թռիչքի պատրաստ կլինի 2018թ. Այս մասին հայտարարել է Կելդիշ կենտրոնի տնօրեն, ակադեմիկոս Անատոլի Կորոտեև. «Մենք պետք է պատրաստենք առաջին նմուշը (մեգավատտ դասի ատոմակայանի.-նշում Expert Online-ից) թռիչքային փորձարկումների համար 2018թ. Կթռչի, թե ոչ՝ այլ խնդիր է, կարող է հերթ գոյանալ, բայց նա պետք է պատրաստ լինի թռչելու», - հայտնում է ՌԻԱ Նովոստին։ Վերը նշվածը նշանակում է, որ տիեզերական հետազոտության ոլորտում խորհրդային-ռուսական ամենահավակնոտ նախագծերից մեկը թեւակոխում է անմիջական գործնական իրականացման փուլ։

Այս նախագծի էությունը, որի արմատները հասնում են անցյալ դարի կեսերին, սա է. Այժմ թռիչքները դեպի Երկրի մոտ տարածություն իրականացվում են հրթիռներով, որոնք շարժվում են իրենց շարժիչներում հեղուկի կամ հեղուկի այրման պատճառով: կոշտ վառելիք. Ըստ էության, սա նույն շարժիչն է, ինչ մեքենայի մեջ: Միայն մեքենայում է բենզինը, երբ այրվում է, մխոցները մղում է բալոնների մեջ՝ դրանց միջոցով իր էներգիան փոխանցելով անիվներին։ Իսկ հրթիռային շարժիչում կերոսին կամ հեպտիլ այրվելը ուղղակիորեն առաջ է մղում հրթիռը:

Անցած կես դարի ընթացքում այս հրթիռային տեխնոլոգիան կատարելագործվել է ամբողջ աշխարհում մինչև ամենափոքր մանրամասնությունը: Բայց դա խոստովանում են հենց հրթիռագետները։ Բարելավում - այո, դա անհրաժեշտ է: Փորձելով բարձրացնել հրթիռների ծանրաբեռնվածությունը ներկայիս 23 տոննայից մինչև 100 և նույնիսկ 150 տոննա՝ հիմնվելով «բարելավված» այրման շարժիչների վրա, այո, դուք պետք է փորձեք: Բայց սա էվոլյուցիոն տեսանկյունից փակուղի է։ « Անկախ նրանից, թե որքան են աշխատում հրթիռային շարժիչների մասնագետներն ամբողջ աշխարհում, առավելագույն էֆեկտը, որը մենք ստանում ենք, կհաշվարկվի տոկոսի կոտորակներով: Կոպիտ ասած, գոյություն ունեցող հրթիռային շարժիչներից ամեն ինչ քամվել է, լինեն դրանք հեղուկ, թե պինդ վառելիք, իսկ մղումը և կոնկրետ իմպուլսը մեծացնելու փորձերը պարզապես ապարդյուն են: Միջուկային էներգիայի շարժիչ համակարգերը ապահովում են բազմապատիկ աճ: Օգտվելով դեպի Մարս թռիչքի օրինակով՝ այժմ այնտեղ և հետ թռչելու համար տևում է մեկուկես-երկու տարի, բայց թռիչքը հնարավոր կլինի երկու-չորս ամսից։ «Ժամանակին իրավիճակը գնահատել է Ռուսաստանի Դաշնային տիեզերական գործակալության նախկին ղեկավարը Անատոլի Պերմինով.

Ուստի դեռ 2010թ.՝ Ռուսաստանի այն ժամանակվա նախագահը, իսկ այժմ՝ վարչապետ Դմիտրի ՄեդվեդևԱյս տասնամյակի վերջում հրաման է տրվել մեր երկրում ստեղծել մեգավատ կարգի ատոմակայանի հիման վրա տիեզերական տրանսպորտի և էներգիայի մոդուլ։ Այս նախագիծը ֆինանսական միջոցներից զարգացնել մինչև 2018թ դաշնային բյուջե, Ռոսկոսմոսը եւ Ռոսատոմը նախատեսվում է հատկացնել 17 մլրդ ռուբլի։ Այդ գումարից 7,2 միլիարդը հատկացվել է «Ռոսատոմ» պետական ​​կորպորացիային՝ ռեակտորային կայանի ստեղծման համար (դա անում է Դոլլեժալի էներգետիկ ճարտարագիտության գիտահետազոտական ​​և նախագծային ինստիտուտը), 4 միլիարդը՝ Կելդիշ կենտրոնին՝ միջուկային էներգիայի ստեղծման համար։ շարժիչ կայան։ 5,8 միլիարդ ռուբլի RSC Energia-ն հատկացնում է տրանսպորտային-էներգետիկ մոդուլի, այսինքն, այլ կերպ ասած՝ հրթիռային նավ ստեղծելու համար։

Բնականաբար, այս ամբողջ աշխատանքը վակուումում չի արվում։ 1970-1988 թվականներին միայն ԽՍՀՄ-ը տիեզերք արձակեց ավելի քան երեք տասնյակ լրտեսական արբանյակներ՝ հագեցած ցածր էներգիայի ատոմակայաններով, ինչպիսիք են Բուկը և Տոպազը: Դրանք օգտագործվել են Համաշխարհային օվկիանոսում մակերևութային թիրախների մոնիտորինգի եղանակային համակարգ ստեղծելու և զենք կրողներին կամ հրամանատարական կետերին փոխանցվող թիրախների նշանակման համար՝ Legend ծովային տիեզերական հետախուզության և թիրախների նշանակման համակարգ (1978):

ՆԱՍԱ-ն և տիեզերանավեր և դրանց առաքման մեքենաներ արտադրող ամերիկյան ընկերությունները չեն կարողացել ստեղծել միջուկային ռեակտոր, որը կայուն կգործի տիեզերքում այս ընթացքում, թեև երեք անգամ փորձել են: Հետեւաբար, 1988 թ տիեզերանավմիջուկային էներգիայի շարժիչ համակարգերով, և Խորհրդային Միությունում դադարեցվեց ԱՄՆ-Ա տիպի արբանյակների արտադրությունը միջուկային շարժիչ համակարգերով։

Զուգահեռաբար, անցյալ դարի 60-70-ական թվականներին Կելդիշի կենտրոնը ակտիվ աշխատանք կատարեց իոնային շարժիչի (էլեկտրոպլազմայի շարժիչ) ստեղծման վրա, որն առավել հարմար է միջուկային վառելիքի վրա աշխատող բարձր հզորության շարժիչ համակարգ ստեղծելու համար: Ռեակտորն արտադրում է ջերմություն, որը գեներատորի միջոցով վերածվում է էլեկտրականության։ Էլեկտրականության օգնությամբ նման շարժիչի իներտ գազային քսենոնը սկզբում իոնացվում է, այնուհետև դրական լիցքավորված մասնիկները (դրական քսենոնի իոնները) էլեկտրաստատիկ դաշտում արագանում են մինչև տվյալ արագությունը և շարժիչից դուրս գալու ժամանակ առաջացնում են մղում։ Սա իոնային շարժիչի աշխատանքի սկզբունքն է, որի նախատիպն արդեն ստեղծվել է Քելդիշ կենտրոնում։

« 20-րդ դարի 90-ականներին մենք Կելդիշ կենտրոնում վերսկսեցինք աշխատանքը իոնային շարժիչների վրա: Հիմա պետք է նոր համագործակցություն ստեղծել նման հզոր նախագծի համար։ Արդեն կա իոնային շարժիչի նախատիպ, որի վրա կարելի է փորձարկել հիմնական տեխնոլոգիական և դիզայներական լուծումները։ Սակայն ստանդարտ արտադրանք դեռ պետք է ստեղծվի: Մենք ունենք սահմանված ժամկետ՝ մինչև 2018 թվականը արտադրանքը պետք է պատրաստ լինի թռիչքային փորձարկումներին, իսկ մինչև 2015 թվականը պետք է ավարտվի շարժիչի հիմնական փորձարկումը։ Հաջորդը` կյանքի թեստերը և ամբողջ միավորի թեստերը որպես ամբողջություն:Անցյալ տարի նշել է գիտահետազոտական ​​կենտրոնի էլեկտրաֆիզիկայի ամբիոնի վարիչ Մ.Վ. Քելդիշ, պրոֆեսոր, Աերոֆիզիկայի և տիեզերական հետազոտությունների ֆակուլտետ, MIPT Օլեգ Գորշկով.

Ո՞րն է Ռուսաստանի գործնական օգուտը այս զարգացումներից։Այս օգուտը զգալիորեն գերազանցում է 17 միլիարդ ռուբլին, որը պետությունը մտադիր է մինչև 2018 թվականը ծախսել միջուկային էներգիայով մեկնարկային մեքենայի ստեղծման վրա։ էլեկտրակայաննավի վրա՝ 1 ՄՎտ հզորությամբ։ Նախ, սա մեր երկրի և ընդհանրապես մարդկության հնարավորությունների կտրուկ ընդլայնումն է։ Միջուկային էներգիայով աշխատող տիեզերանավը իրական հնարավորություններ է ընձեռում մարդկանց՝ իրագործելու այլ մոլորակների վրա: Հիմա շատ երկրներ ունեն նման նավեր։ Դրանք վերսկսվեցին նաև ԱՄՆ-ում 2003 թվականին, այն բանից հետո, երբ ամերիկացիները ստացան ատոմակայաններով ռուսական արբանյակների երկու նմուշ։

Սակայն, չնայած դրան, NASA-ի անձնակազմով թռիչքների հատուկ հանձնաժողովի անդամ Էդվարդ ՔրոուլիՕրինակ, նա կարծում է, որ դեպի Մարս միջազգային թռիչք կատարող նավը պետք է ունենա ռուսական միջուկային շարժիչներ։ « Պահանջարկված Ռուսական փորձմիջուկային շարժիչների մշակման ոլորտում։ Կարծում եմ՝ Ռուսաստանն ունի շատ մեծ փորձինչպես հրթիռային շարժիչների մշակման, այնպես էլ միջուկային տեխնոլոգիայի մեջ։ Նա նաև ունի տիեզերական պայմաններին մարդու հարմարվելու մեծ փորձ, քանի որ ռուս տիեզերագնացները շատ երկար թռիչքներ են կատարել «», - ասաց Քրոուլին լրագրողներին անցած գարնանը Մոսկվայի պետական ​​համալսարանում տիեզերական օդաչուների հետախուզման ամերիկյան ծրագրերի մասին դասախոսությունից հետո:

Երկրորդ, նման նավերը հնարավորություն են տալիս կտրուկ ակտիվացնել գործունեությունը մերձերկրյա տարածության մեջ և իրական հնարավորություն են տալիս սկսել Լուսնի գաղութացումը (արդեն կան շինարարական նախագծեր Երկրի արբանյակի վրա. ատոմակայաններ). « Միջուկային շարժիչ համակարգերի օգտագործումը դիտարկվում է մեծ կառավարվող համակարգերի համար, այլ ոչ թե փոքր տիեզերանավերի համար, որոնք կարող են թռչել այլ տեսակի կայանքներով՝ օգտագործելով իոնային շարժիչներ կամ արևային քամու էներգիա: Իոնային շարժիչներով միջուկային շարժիչ համակարգերը կարող են օգտագործվել միջօրբիտալ բազմակի օգտագործման քարշակի վրա: Օրինակ՝ բեռներ տեղափոխել ցածր և բարձր ուղեծրերի միջև և թռչել դեպի աստերոիդներ։ Դուք կարող եք ստեղծել բազմակի օգտագործման լուսնային քաշքշուկ կամ ուղարկել արշավ դեպի Մարս», - ասում է պրոֆեսոր Օլեգ Գորշկովը: Նման նավերը կտրուկ փոխում են տիեզերական հետազոտության տնտեսությունը: RSC Energia-ի մասնագետների հաշվարկների համաձայն՝ միջուկային շարժիչով մեկնարկային մեքենան ավելի քան կեսով նվազեցնում է հեղուկ հրթիռային շարժիչների համեմատ օգտակար բեռը լուսնային ուղեծիր արձակելու ծախսերը:

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

Ալեքսանդր Լոսև

Հրթիռային և տիեզերական տեխնոլոգիաների արագ զարգացում 20-րդ դարումորոշվում էր երկու գերտերությունների՝ ԽՍՀՄ-ի և ԱՄՆ-ի ռազմա-ռազմավարական, քաղաքական և որոշ չափով գաղափարական նպատակներով ու շահերով, և բոլոր պետական ​​տիեզերական ծրագրերը նրանց ռազմական նախագծերի շարունակությունն էին, որտեղ. հիմնական խնդիրանհրաժեշտություն կար ապահովել պաշտպանունակություն և ռազմավարական հավասարություն պոտենցիալ թշնամու հետ։ Սարքավորումների ստեղծման և շահագործման ծախսերն այն ժամանակ սկզբունքային նշանակություն չունեին։ Հսկայական ռեսուրսներ են հատկացվել արձակող սարքերի և տիեզերանավերի ստեղծմանը, և 1961 թվականին Յուրի Գագարինի 108 րոպեանոց թռիչքը և 1969 թվականին Լուսնի մակերևույթից Նիլ Արմսթրոնգի և Բազ Օլդրինի հեռուստատեսային հեռարձակումը պարզապես գիտատեխնիկական հաղթանակներ չէին։ կարծում էին, որ դրանք դիտվում էին նաև որպես ռազմավարական հաղթանակներ Սառը պատերազմի մարտերում:

Բայց այն բանից հետո, երբ Խորհրդային Միությունը փլուզվեց և դուրս մնաց համաշխարհային առաջնորդության մրցավազքից, նրա աշխարհաքաղաքական հակառակորդները, առաջին հերթին Միացյալ Նահանգները, այլևս կարիք չունեին իրականացնելու հեղինակավոր, բայց չափազանց ծախսատար տիեզերական նախագծեր՝ ամբողջ աշխարհին ապացուցելու համար Արևմուտքի գերազանցությունը։ տնտեսական համակարգև գաղափարական հասկացությունները։
90-ականներին նախորդ տարիների հիմնական քաղաքական խնդիրները կորցրին արդիականությունը, բլոկային դիմակայությունը փոխարինվեց գլոբալացմամբ, աշխարհում գերիշխեց պրագմատիզմը, ուստի տիեզերական ծրագրերի մեծ մասը կրճատվեցին կամ հետաձգվեցին միայն ISS-ը որպես ժառանգություն մեծածավալ նախագծերից անցյալը։ Բացի այդ, արևմտյան դեմոկրատիան ապահովել է բոլոր թանկարժեքները կառավարության ծրագրերըկախված ընտրական փուլերից։
Ընտրողների աջակցությունը, որն անհրաժեշտ է իշխանությունը ձեռք բերելու կամ պահպանելու համար, ստիպում է քաղաքական գործիչներին, խորհրդարաններին և կառավարություններին հակվել դեպի պոպուլիզմ և լուծել կարճաժամկետ խնդիրները, ուստի տիեզերքի հետախուզման ծախսերը տարեցտարի կրճատվում են:
Հիմնարար հայտնագործությունների մեծ մասն արվել է 20-րդ դարի առաջին կեսին, և այսօր գիտությունն ու տեխնոլոգիան հասել են որոշակի սահմանների, ավելին, գիտական ​​գիտելիքների հանրաճանաչությունը նվազել է ամբողջ աշխարհում, իսկ մաթեմատիկայի, ֆիզիկայի և այլ բնական առարկաների դասավանդման որակը. գիտությունները վատթարացել են. Սա դարձել է վերջին երկու տասնամյակների լճացման պատճառը, այդ թվում՝ տիեզերական ոլորտում։
Սակայն այժմ ակնհայտ է դառնում, որ աշխարհը մոտենում է անցյալ դարի հայտնագործությունների վրա հիմնված մեկ այլ տեխնոլոգիական ցիկլի ավարտին։ Հետևաբար, ցանկացած ուժ, որը կունենա սկզբունքորեն նոր խոստումնալից տեխնոլոգիաներ գլոբալ տեխնոլոգիական կառուցվածքի փոփոխության պահին, ավտոմատ կերպով կապահովի համաշխարհային առաջնորդությունը առնվազն հաջորդ հիսուն տարիների ընթացքում:

Ջրածինով որպես աշխատանքային հեղուկ միջուկային շարժիչ շարժիչի հիմնարար նախագծում

Դա գիտակցվում է թե՛ ԱՄՆ-ում, որը գծել է ամերիկյան մեծության վերածննդի ուղին գործունեության բոլոր ոլորտներում, և՛ Չինաստանում, որը մարտահրավեր է նետում ամերիկյան հեգեմոնիային, և՛ Եվրամիությունում, որն իր ողջ ուժով փորձում է. պահպանել իր կշիռը համաշխարհային տնտեսության մեջ։
Նրանք ունեն արդյունաբերական քաղաքականություն և լրջորեն զբաղվում են սեփական գիտական, տեխնիկական և արտադրական ներուժի զարգացմամբ, իսկ տիեզերական ոլորտը կարող է դառնալ լավագույն փորձադաշտը նոր տեխնոլոգիաների փորձարկման և գիտական ​​վարկածներն ապացուցելու կամ հերքելու համար, որոնք կարող են հիմք դնել: սկզբունքորեն տարբերվող, ապագայի ավելի առաջադեմ տեխնոլոգիաների ստեղծում:
Եվ միանգամայն բնական է ակնկալել, որ Միացյալ Նահանգները կլինի առաջին երկիրը, որտեղ կվերսկսվեն տիեզերքի խորը հետախուզման նախագծերը՝ զենքի, տրանսպորտի և կառուցվածքային նյութերի, ինչպես նաև կենսաբժշկության և հեռահաղորդակցության ոլորտում եզակի նորարարական տեխնոլոգիաներ ստեղծելու համար։
Ճիշտ է, հեղափոխական տեխնոլոգիաներ ստեղծելու գործում նույնիսկ ԱՄՆ-ին երաշխավորված չէ հաջողությունը։ Քիմիական վառելիքի վրա հիմնված կեսդարյա հրթիռային շարժիչները կատարելագործելիս, ինչպես դա անում է Իլոն Մասկի SpaceX-ը, կամ երկար թռիչքների համար ISS-ում արդեն իսկ իրականացվածներին նման երկար թռիչքների համար կենսաապահովման համակարգեր ստեղծելիս, քիմիական վառելիքի վրա հիմնված կեսդարյա հրթիռային շարժիչները կատարելագործելու մեծ ռիսկ կա: .
Կարո՞ղ է Ռուսաստանը, որի լճացումը տիեզերքում տարեցտարի ավելի նկատելի է դառնում, կարող է թռիչք կատարել ապագա տեխնոլոգիական առաջատարի համար գերտերությունների ակումբում, այլ ոչ թե զարգացող երկրների ցանկում մնալու մրցավազքում:
Այո, իհարկե, Ռուսաստանը կարող է, և ավելին, ատոմային էներգետիկայի և միջուկային հրթիռային շարժիչների տեխնոլոգիաների ոլորտում արդեն իսկ նկատելի առաջընթաց է կատարվել՝ չնայած տիեզերական արդյունաբերության խրոնիկ թերֆինանսավորմանը։
Տիեզերագնացության ապագան միջուկային էներգիայի օգտագործումն է։ Հասկանալու համար, թե ինչպես են փոխկապակցված միջուկային տեխնոլոգիաները և տիեզերքը, անհրաժեշտ է դիտարկել ռեակտիվ շարժիչի հիմնական սկզբունքները:
Այսպիսով, ժամանակակից տիեզերական շարժիչների հիմնական տեսակները ստեղծվել են քիմիական էներգիայի սկզբունքներով։ Սրանք պինդ վառելիքի արագացուցիչներ են և հեղուկ հրթիռային շարժիչներ, որոնց այրման խցերում վառելիքի բաղադրիչները (վառելիքը և օքսիդիչը) մտնում են էկզոտերմիկ ֆիզիկական և քիմիական այրման ռեակցիայի մեջ՝ ձևավորելով ռեակտիվ հոսք, որը յուրաքանչյուր վայրկյան արտանետում է տոննաներով նյութ շարժիչի վարդակից: Ինքնաթիռի աշխատանքային հեղուկի կինետիկ էներգիան վերածվում է ռեակտիվ ուժի, որը բավարար է հրթիռը մղելու համար: Նման քիմիական շարժիչների հատուկ իմպուլսը (առաջացած մղման հարաբերակցությունը օգտագործվող վառելիքի զանգվածին) կախված է վառելիքի բաղադրիչներից, այրման պալատում ճնշումից և ջերմաստիճանից, ինչպես նաև գազային խառնուրդի մոլեկուլային քաշից, որը արտանետվում է գազային խառնուրդի միջոցով: շարժիչի վարդակ.
Եվ որքան բարձր է նյութի ջերմաստիճանը և ճնշումը այրման պալատի ներսում, և որքան ցածր է գազի մոլեկուլային զանգվածը, այնքան բարձր է կոնկրետ իմպուլսը և հետևաբար շարժիչի արդյունավետությունը: Հատուկ իմպուլսը շարժման մեծություն է և սովորաբար չափվում է վայրկյանում մետրերով, ինչպես արագությունը:
Քիմիական շարժիչներում ամենաբարձր սպեցիֆիկ իմպուլսն ապահովում են թթվածին-ջրածին և ֆտոր-ջրածին վառելիքի խառնուրդները (4500–4700 մ/վ), սակայն ամենահայտնի (և գործելու համար հարմար) հրթիռային շարժիչներն են, որոնք աշխատում են կերոսինի և թթվածնի վրա. Օրինակ՝ Soyuz և Musk's Falcon հրթիռները, ինչպես նաև անհամաչափ դիմեթիլհիդրազին (UDMH) օգտագործող շարժիչներ՝ ազոտի տետրոքսիդի և ազոտաթթվի խառնուրդի տեսքով օքսիդիչով (խորհրդային և ռուսական պրոտոն, ֆրանսիական Ariane, ամերիկյան Titan): Դրանց արդյունավետությունը 1,5 անգամ ցածր է ջրածնային վառելիքի շարժիչներից, սակայն 3000 մ/վ իմպուլսը և հզորությունը բավական են տնտեսապես շահավետ դարձնելու տոննաներով ծանրաբեռնվածություն Երկրի մերձավոր ուղեծրեր ուղարկելը:
Սակայն դեպի այլ մոլորակներ թռիչքների համար անհրաժեշտ է շատ ավելի մեծ տիեզերանավ, քան մարդկության նախկինում ստեղծված ցանկացած բան, ներառյալ մոդուլային ISS-ը: Այս նավերում անհրաժեշտ է ապահովել անձնակազմի երկարաժամկետ ինքնավար գոյություն և վառելիքի որոշակի մատակարարում և հիմնական շարժիչների և շարժիչների ծառայության ժամկետը մանևրների և ուղեծրի ուղղման համար, ապահովել տիեզերագնացների առաքում հատուկ վայրէջքի մոդուլով: մեկ այլ մոլորակի մակերևույթ, և նրանց վերադարձը հիմնական տրանսպորտային նավ, այնուհետև արշավախմբի վերադարձը Երկիր:
Կուտակված ինժեներական գիտելիքները և շարժիչների քիմիական էներգիան հնարավորություն են տալիս վերադառնալ Լուսին և հասնել Մարս, ուստի մեծ է հավանականությունը, որ մարդկությունը կայցելի Կարմիր մոլորակ հաջորդ տասնամյակում։
Եթե ​​հենվենք միայն գոյություն ունեցող տիեզերական տեխնոլոգիաների վրա, ապա դեպի Մարս կամ Յուպիտերի և Սատուրնի արբանյակներ թռչելու համար բնակելի մոդուլի նվազագույն զանգվածը կկազմի մոտավորապես 90 տոննա, ինչը 3 անգամ ավելի է, քան 1970-ականների սկզբի լուսնային նավերը։ , ինչը նշանակում է, որ արձակման մեքենաները դեպի Մարս հետագա թռիչքի համար ուղեծրեր արձակելու համար շատ ավելի գերադասում են Սատուրն 5-ից (արձակման քաշը՝ 2965 տոննա) Apollo լուսնային նախագծի կամ խորհրդային Energia կրիչի (արձակման քաշը՝ 2400 տոննա): Ուղեծրում անհրաժեշտ կլինի ստեղծել միջմոլորակային համալիր՝ մինչև 500 տոննա քաշով։ Քիմիական հրթիռային շարժիչներով միջմոլորակային նավի վրա թռիչքը կպահանջի 8 ամսից մինչև 1 տարի միայն մեկ ուղղությամբ, քանի որ անհրաժեշտ կլինի կատարել գրավիտացիոն զորավարժություններ՝ օգտագործելով մոլորակների գրավիտացիոն ուժը և վառելիքի հսկայական պաշարը՝ լրացուցիչ արագացնելու համար։ նավ.
Սակայն օգտագործելով հրթիռային շարժիչների քիմիական էներգիան՝ մարդկությունը չի թռչի Մարսի կամ Վեներայի ուղեծրից ավելի հեռու: Մեզ անհրաժեշտ են տիեզերանավի թռիչքի տարբեր արագություններ և շարժման այլ ավելի հզոր էներգիա։

Princeton Satellite Systems միջուկային հրթիռային շարժիչի ժամանակակից դիզայն

Խորը տարածությունը ուսումնասիրելու համար անհրաժեշտ է զգալիորեն մեծացնել հրթիռային շարժիչի մղման և քաշի հարաբերակցությունը և արդյունավետությունը, և, հետևաբար, ավելացնել դրա հատուկ իմպուլսը և ծառայության ժամկետը: Եվ դա անելու համար անհրաժեշտ է շարժիչի խցիկի ներսում ցածր ատոմային զանգվածով գազ կամ աշխատանքային հեղուկ նյութ տաքացնել մի քանի անգամ ավելի բարձր ջերմաստիճանի, քան ավանդական վառելիքի խառնուրդների քիմիական այրման ջերմաստիճանը, և դա կարելի է անել միջուկային ռեակցիայի միջոցով:
Եթե ​​սովորական այրման խցիկի փոխարեն հրթիռային շարժիչի ներսում տեղադրվի միջուկային ռեակտոր, որի ակտիվ գոտին մատակարարվում է հեղուկ կամ գազային ձևով նյութ, ապա այն կսկսվի բարձր ճնշման տակ մինչև մի քանի հազար աստիճան տաքացվող: արտանետվելու վարդակային ալիքով՝ ստեղծելով ռեակտիվ մղում: Նման միջուկային ռեակտիվ շարժիչի հատուկ իմպուլսը մի քանի անգամ ավելի մեծ կլինի, քան սովորականը քիմիական բաղադրիչներով, ինչը նշանակում է, որ ինչպես շարժիչի, այնպես էլ ընդհանուր առմամբ մեկնարկային մեքենայի արդյունավետությունը մի քանի անգամ կավելանա: Այս դեպքում վառելիքի այրման համար օքսիդիչ չի պահանջվի, և թեթև ջրածնային գազը կարող է օգտագործվել որպես նյութ, որը ստեղծում է ռեակտիվ մղում, մենք գիտենք, որ որքան ցածր է գազի մոլեկուլային զանգվածը, այնքան բարձր է իմպուլսը, և դա մեծապես կլինի նվազեցնել հրթիռի զանգվածը ավելի լավ կատարողականությամբ շարժիչի հզորությամբ:
Միջուկային շարժիչն ավելի լավ կլինի, քան սովորականը, քանի որ ռեակտորի գոտում թեթև գազը կարող է տաքացնել մինչև 9 հազար աստիճան Կելվինը գերազանցող ջերմաստիճան, իսկ այդպիսի գերտաքացած գազի շիթը շատ ավելի բարձր հատուկ իմպուլս կապահովի, քան սովորական քիմիական շարժիչները: . Բայց սա տեսականորեն է։
Վտանգը նույնիսկ այն չէ, որ նման միջուկային կայանքով մեկնարկային մեքենայի գործարկման ժամանակ կարող է վթար լինել։ ռադիոակտիվ աղտոտվածությունմթնոլորտը և տարածությունը արձակման հարթակի շուրջը, հիմնական խնդիրն այն է, որ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում շարժիչն ինքը, տիեզերանավի հետ միասին, կարող է հալվել: Դիզայներներն ու ինժեներները դա հասկանում են և մի քանի տասնամյակ փորձում են համապատասխան լուծումներ գտնել։
Միջուկային հրթիռային շարժիչները (NRE) արդեն ունեն տիեզերքում ստեղծման և շահագործման իրենց պատմությունը: Միջուկային շարժիչների առաջին զարգացումը սկսվել է 1950-ականների կեսերին, այսինքն՝ նույնիսկ նախքան մարդու թռիչքը տիեզերք, և գրեթե միաժամանակ և՛ ԽՍՀՄ-ում, և՛ ԱՄՆ-ում, և բուն գաղափարը՝ միջուկային ռեակտորներ օգտագործելու աշխատանքը տաքացնելու համար։ Հրթիռային շարժիչի նյութը ծնվել է առաջին ռեկտորների հետ միասին 40-ականների կեսերին, այսինքն՝ ավելի քան 70 տարի առաջ:
Մեր երկրում միջուկային շարժիչի ստեղծման նախաձեռնողը ջերմային ֆիզիկոս Վիտալի Միխայլովիչ Իևլևն էր։ 1947 թվականին նա ներկայացրեց մի նախագիծ, որին աջակցեցին Ս. Պ. Կորոլևը, Ի. Վ. Կուրչատովը և Մ. Վ. Կելդիշը: Սկզբում նախատեսվում էր նման շարժիչներ օգտագործել թեւավոր հրթիռների համար, իսկ հետո տեղադրել դրանք բալիստիկ հրթիռների վրա։ Մշակումն իրականացրել են Խորհրդային Միության առաջատար պաշտպանական նախագծային բյուրոները, ինչպես նաև NIITP, CIAM, IAE, VNIINM գիտահետազոտական ​​ինստիտուտները։
Խորհրդային միջուկային շարժիչը RD-0410 հավաքվել է 60-ականների կեսերին Վորոնեժի քիմիական ավտոմատիկայի նախագծման բյուրոյում, որտեղ ստեղծվել են տիեզերական տեխնոլոգիաների համար նախատեսված հեղուկ հրթիռային շարժիչների մեծ մասը:
Ջրածինը որպես աշխատանքային հեղուկ օգտագործվել է RD-0410-ում, որը հեղուկ տեսքով անցել է «սառեցնող բաճկոնով»՝ հեռացնելով ավելորդ ջերմությունը վարդակի պատերից և կանխելով այն հալվելը, այնուհետև մտել ռեակտորի միջուկ, որտեղ այն տաքացվել է։ մինչև 3000K և թողարկվել ալիքների վարդակների միջոցով, այդպիսով ջերմային էներգիան վերածելով կինետիկ էներգիայի և ստեղծելով 9100 մ/վրկ հատուկ իմպուլս:
ԱՄՆ-ում միջուկային շարժիչ շարժիչի նախագիծը գործարկվել է 1952 թվականին, իսկ առաջին գործող շարժիչը ստեղծվել է 1966 թվականին և ստացել NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) անվանումը։ 60-70-ականներին Խորհրդային Միությունն ու ԱՄՆ-ն փորձում էին չզիջել միմյանց։
Ճիշտ է, և՛ մեր RD-0410-ը, և՛ ամերիկյան NERVA-ն պինդ փուլային միջուկային շարժիչներ էին (ուրանի կարբիդների վրա հիմնված միջուկային վառելիքը ռեակտորում պինդ վիճակում էր), և դրանց աշխատանքային ջերմաստիճանը 2300–3100K միջակայքում էր:
Միջուկի ջերմաստիճանը առանց ռեակտորի պատերի պայթյունի կամ հալման ռիսկի բարձրացնելու համար անհրաժեշտ է ստեղծել միջուկային ռեակցիայի այնպիսի պայմաններ, որոնց դեպքում վառելիքը (ուրանը) վերածվում է գազային վիճակի կամ վերածվում պլազմայի և պահվում է ռեակտորի ներսում։ ուժեղ մագնիսական դաշտի պատճառով՝ առանց պատերին դիպչելու։ Եվ այնուհետև ռեակտորի միջուկ մտնող ջրածինը գազային փուլում «հոսում է» ուրանի շուրջը և վերածվելով պլազմայի, շատ մեծ արագությամբ արտանետվում է վարդակային ալիքով:
Այս տեսակի շարժիչը կոչվում է գազաֆազ միջուկային շարժիչ: Նման միջուկային շարժիչներում գազային ուրանի վառելիքի ջերմաստիճանը կարող է տատանվել 10 հազարից մինչև 20 հազար աստիճան Կելվին, իսկ հատուկ իմպուլսը կարող է հասնել 50000 մ/վրկ-ի, ինչը 11 անգամ գերազանցում է ամենաարդյունավետ քիմիական հրթիռային շարժիչներինը:
Ստեղծումը և օգտագործումը տիեզերական տեխնոլոգիաԱռավելագույնը բաց և փակ տիպի գազաֆազ միջուկային շարժիչներն են խոստումնալից ուղղությունզարգացում տիեզերական հրթիռներշարժիչներ և հենց այն, ինչ մարդկությանը անհրաժեշտ է Արեգակնային համակարգի մոլորակները և նրանց արբանյակները ուսումնասիրելու համար:
Գազաֆազ միջուկային շարժիչ նախագծի վերաբերյալ առաջին հետազոտությունը սկսվել է ԽՍՀՄ-ում 1957 թվականին Ջերմային գործընթացների գիտահետազոտական ​​ինստիտուտում (Մ. Վ. Կելդիշի անվան ազգային հետազոտական ​​կենտրոն) և որոշում կայացնել գազաֆազ միջուկային ռեակտորների վրա հիմնված ատոմային տիեզերակայաններ ստեղծելու մասին։ կազմվել է 1963 թվականին ակադեմիկոս Վ.Պ. Գլուշկոյի (NPO Energomash) կողմից, այնուհետև հաստատվել է ԽՄԿԿ Կենտկոմի և ԽՍՀՄ Նախարարների խորհրդի որոշմամբ:
Գազաֆազ միջուկային շարժիչ շարժիչների մշակումն իրականացվել է Խորհրդային Միությունում երկու տասնամյակ շարունակ, սակայն, ցավոք, այն չի ավարտվել անբավարար ֆինանսավորման և լրացուցիչ անհրաժեշտության պատճառով։ հիմնարար հետազոտությունմիջուկային վառելիքի և ջրածնի պլազմայի թերմոդինամիկայի, նեյտրոնների ֆիզիկայի և մագնիսական հիդրոդինամիկայի բնագավառում։
Խորհրդային միջուկային գիտնականները և նախագծող ինժեներները բախվել են մի շարք խնդիրների, ինչպիսիք են՝ հասնելու կարևորության և գազաֆազ միջուկային ռեակտորի աշխատանքի կայունության ապահովմանը, հալած ուրանի կորստի նվազեցմանը ջեռուցվող ջրածնի արտանետման ժամանակ մինչև մի քանի հազար աստիճան, ջերմային պաշտպանություն։ վարդակ և մագնիսական դաշտի գեներատոր, և ուրանի տրոհման արտադրանքի կուտակում, քիմիապես դիմացկուն շինանյութերի ընտրություն և այլն:
Եվ երբ «Էներգիա» մեկնարկային մեքենան սկսեց ստեղծվել խորհրդային «Մարս-94» ծրագրի համար դեպի Մարս առաջին մարդատար թռիչքի համար, միջուկային շարժիչի նախագիծը անորոշ ժամանակով հետաձգվեց: Խորհրդային Միությունը բավարար ժամանակ չուներ, և ամենակարևորը՝ քաղաքական կամք և տնտեսական արդյունավետություն, որպեսզի մեր տիեզերագնացները վայրէջք կատարեն Մարս մոլորակի վրա 1994 թվականին։ Սա անվիճելի ձեռքբերում և ապացույց կլինի մեր առաջնորդության բարձր տեխնոլոգիաներառաջիկա մի քանի տասնամյակների ընթացքում: Բայց տիեզերքը, ինչպես շատ այլ բաներ, դավաճանվեց ԽՍՀՄ վերջին ղեկավարության կողմից։ Պատմությունը հնարավոր չէ փոխել, հեռացած գիտնականներին և ճարտարագետներին հնարավոր չէ ետ բերել, իսկ կորցրած գիտելիքները չեն կարող վերականգնվել: Շատ բան պետք է նորովի ստեղծվի։
Բայց տարածություն միջուկային էներգիաչի սահմանափակվում միայն պինդ և գազաֆազ միջուկային շարժիչների ոլորտով։ Էլեկտրական էներգիան կարող է օգտագործվել ռեակտիվ շարժիչում նյութի տաք հոսք ստեղծելու համար: Այս միտքն առաջին անգամ արտահայտել է Կոնստանտին Էդուարդովիչ Ցիոլկովսկին 1903 թվականին իր «Աշխարհի տարածությունների ուսումնասիրություն ռեակտիվ գործիքների միջոցով» աշխատության մեջ։
Իսկ ԽՍՀՄ-ում առաջին էլեկտրաջերմային հրթիռային շարժիչը ստեղծվել է 1930-ական թվականներին ԽՍՀՄ ԳԱ ապագա ակադեմիկոս, NPO Energia-ի ղեկավար Վալենտին Պետրովիչ Գլուշկոյի կողմից։
Էլեկտրական հրթիռային շարժիչների շահագործման սկզբունքները կարող են տարբեր լինել: Նրանք սովորաբար բաժանվում են չորս տեսակի.

• էլեկտրաջերմային (ջեռուցման կամ էլեկտրական աղեղ): Դրանցում գազը տաքացվում է մինչև 1000–5000K ջերմաստիճան և դուրս է մղվում վարդակից այնպես, ինչպես միջուկային հրթիռային շարժիչում։
• էլեկտրաստատիկ շարժիչներ (կոլոիդային և իոնային), որոնցում աշխատանքային նյութը սկզբում իոնացվում է, այնուհետև դրական իոնները (էլեկտրոններից զուրկ ատոմներ) արագանում են էլեկտրաստատիկ դաշտում և դուրս են մղվում նաև վարդակային ալիքով՝ ստեղծելով ռեակտիվ մղում։ Էլեկտրաստատիկ շարժիչները ներառում են նաև անշարժ պլազմային շարժիչներ:
• մագնիտոպլազմա և մագնիսադինամիկ հրթիռային շարժիչներ: Այնտեղ գազի պլազման արագանում է ամպերի ուժի շնորհիվ մագնիսական և էլեկտրական դաշտերում, որոնք ուղղահայաց հատվում են:
• իմպուլսային հրթիռային շարժիչներ, որոնք օգտագործում են գազերի էներգիան, որն առաջանում է էլեկտրական լիցքաթափման մեջ աշխատող հեղուկի գոլորշիացման արդյունքում:

Այս էլեկտրական հրթիռային շարժիչների առավելությունը աշխատանքային հեղուկի ցածր սպառումն է, արդյունավետությունը մինչև 60% և մասնիկների հոսքի բարձր արագությունը, ինչը կարող է զգալիորեն նվազեցնել տիեզերանավի զանգվածը, բայց կա նաև մի թերություն՝ մղման ցածր խտություն և հետևաբար։ ցածր հզորություն, ինչպես նաև պլազմա ստեղծելու համար աշխատող հեղուկի (իներտ գազեր կամ ալկալիական մետաղների գոլորշիներ) բարձր արժեքը։
Էլեկտրաշարժիչների թվարկված բոլոր տեսակները գործնականում ներդրվել են և 60-ականների կեսերից բազմիցս օգտագործվել են տիեզերքում ինչպես խորհրդային, այնպես էլ ամերիկյան տիեզերանավերի վրա, սակայն իրենց ցածր հզորության պատճառով դրանք օգտագործվել են հիմնականում որպես ուղեծրի ուղղման շարժիչներ:
1968 թվականից մինչև 1988 թվականը ԽՍՀՄ-ը արձակեց «Կոսմոս» արբանյակների մի ամբողջ շարք. միջուկային կայանքներնավի վրա: Անվանվել են ռեակտորների տեսակները՝ «Բուկ», «Տոպազ» և «Ենիսեյ»։
Ենիսեյի նախագծի ռեակտորն ուներ մինչև 135 կՎտ ջերմային հզորություն և մոտ 5 կՎտ էլեկտրական հզորություն։ Հովացուցիչ նյութը նատրիում-կալիումի հալեցում էր: Այս նախագիծը փակվել է 1996 թվականին։
Իրական շարժիչ հրթիռային շարժիչը պահանջում է էներգիայի շատ հզոր աղբյուր: Իսկ այդպիսի տիեզերական շարժիչների էներգիայի լավագույն աղբյուրը միջուկային ռեակտորն է։
Միջուկային էներգետիկան բարձր տեխնոլոգիական ոլորտներից է, որտեղ մեր երկիրը առաջատար դիրքեր է պահպանում։ Իսկ Ռուսաստանում արդեն ստեղծվում է սկզբունքորեն նոր հրթիռային շարժիչ, և այս նախագիծը մոտ է հաջող ավարտին 2018 թվականին։ Թռիչքային թեստերը նախատեսված են 2020 թվականին։
Եվ եթե գազաֆազ միջուկային շարժիչը ապագա տասնամյակների թեմա է, որին պետք է վերադառնան հիմնարար հետազոտություններից հետո, ապա դրա այսօրվա այլընտրանքը մեգավատ դասի միջուկային էներգիայի շարժիչ համակարգն է (NPPU), և այն արդեն ստեղծվել է Rosatom-ի և Roscosmos ձեռնարկությունները 2009 թվականից։
NPO Krasnaya Zvezda-ն, որը ներկայումս տիեզերական ատոմակայանների աշխարհում միակ մշակողն ու արտադրողն է, ինչպես նաև Ա. M. V. Keldysh, NIKIET im. N.A. Dollezhala, Հետազոտական ​​ինստիտուտ NPO «Luch», «Kurchatov Institute», IRM, IPPE, RIAR և NPO Mashinostroeniya:
Միջուկային էներգիայի շարժիչ համակարգը ներառում է բարձր ջերմաստիճանով գազով հովացվող արագ նեյտրոնային միջուկային ռեակտոր՝ ջերմային էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելու տուրբոմեքենայի համակարգով, ավելորդ ջերմությունը տարածություն հեռացնելու համար սառնարանային արտանետիչների համակարգ, գործիքակազմի խցիկ, պահպանիչի բլոկ։ պլազմային կամ իոնային էլեկտրաշարժիչներ և բեռնատարը տեղավորելու համար նախատեսված կոնտեյներ:
Էլեկտրաէներգիայի շարժիչ համակարգում միջուկային ռեակտորը ծառայում է որպես էլեկտրականության աղբյուր էլեկտրական պլազմային շարժիչների աշխատանքի համար, մինչդեռ միջուկով անցնող ռեակտորի գազային հովացուցիչ նյութը մտնում է էլեկտրական գեներատորի և կոմպրեսորի տուրբին և վերադառնում ռեակտոր: փակ հանգույց և չի նետվում տիեզերք, ինչպես միջուկային շարժիչ շարժիչով, ինչը դիզայնը դարձնում է ավելի հուսալի և անվտանգ, և, հետևաբար, հարմար է օդաչուավոր տիեզերական թռիչքի համար:
Նախատեսվում է, որ ատոմակայանը կօգտագործվի բազմակի օգտագործման տիեզերական քաշքշուկի համար՝ ապահովելու բեռների առաքումը Լուսնի հետախուզման կամ բազմաֆունկցիոնալ ուղեծրային համալիրների ստեղծման ժամանակ։ Առավելությունը կլինի ոչ միայն տրանսպորտային համակարգի տարրերի բազմակի օգտագործումը (ինչին Իլոն Մասկը փորձում է հասնել SpaceX-ի իր տիեզերական նախագծերում), այլ նաև երեք անգամ ավելի շատ բեռ առաքելու հնարավորությունը, քան համեմատելի հզորության քիմիական ռեակտիվ շարժիչներով հրթիռների վրա։ նվազեցնելով տրանսպորտային համակարգի գործարկման զանգվածը: Տեղադրման հատուկ դիզայնը այն անվտանգ է դարձնում մարդկանց և Երկրի շրջակա միջավայրի համար:
2014-ին այս միջուկային էլեկտրաշարժման համակարգի առաջին ստանդարտ դիզայնի վառելիքի տարրը (վառելիքի տարր) հավաքվել է Էլեկտրոստալում գտնվող Mashinostroitelny Zavod JSC-ում, իսկ 2016-ին կատարվել են ռեակտորի միջուկի զամբյուղի սիմուլյատորի փորձարկումներ:
Այժմ (2017 թվականին) աշխատանքներ են տարվում մակետների վրա բաղադրիչների և հավաքների տեղադրման և փորձարկման կառուցվածքային տարրերի արտադրության, ինչպես նաև տուրբոմեքենաների էներգիայի փոխակերպման համակարգերի և նախատիպի էներգաբլոկների ինքնավար փորձարկման վրա: Աշխատանքների ավարտը նախատեսված է հաջորդ 2018 թվականի վերջին, սակայն 2015 թվականից սկսած ժամանակացույցի կուտակումները սկսել են կուտակվել։
Այսպիսով, հենց այս կայանքը ստեղծվի, Ռուսաստանը կդառնա աշխարհում առաջին երկիրը, որը կունենա միջուկային տիեզերական տեխնոլոգիաներ, որոնք հիմք կհանդիսանան ոչ միայն Արեգակնային համակարգի հետախուզման ապագա նախագծերի, այլև երկրային և արտաերկրային էներգիայի համար: . Տիեզերական ատոմակայանները կարող են օգտագործվել Երկիր էլեկտրաէներգիայի հեռահար փոխանցման համակարգերի ստեղծման համար կամ էլեկտրամագնիսական ճառագայթման օգտագործմամբ տիեզերական մոդուլներ: Եվ սա նույնպես կդառնա ապագայի առաջադեմ տեխնոլոգիա, որտեղ մեր երկիրը կունենա առաջատար դիրք։
Մշակվող պլազմային էլեկտրաշարժիչների հիման վրա հզոր շարժիչ համակարգեր կստեղծվեն մարդկային հեռավոր թռիչքների համար դեպի տիեզերք և, առաջին հերթին, Մարսի հետախուզման համար, որի ուղեծիր կարելի է հասնել ընդամենը 1,5 ամսում, և ոչ թե ավելի քան մեկ տարի, ինչպես սովորական քիմիական ռեակտիվ շարժիչներ օգտագործելիս:
Իսկ ապագան միշտ սկսվում է էներգետիկայի հեղափոխությունից։ Եվ ուրիշ ոչինչ։ Էներգիան առաջնային է և էներգիայի սպառման քանակն է ազդում տեխնիկական առաջընթացի, պաշտպանունակության և մարդկանց կյանքի որակի վրա:

ՆԱՍԱ-ի փորձարարական պլազմային հրթիռային շարժիչ

Խորհրդային աստղաֆիզիկոս Նիկոլայ Քարդաշևն առաջարկել է քաղաքակրթությունների զարգացման սանդղակ դեռևս 1964 թվականին։ Ըստ այս սանդղակի՝ քաղաքակրթությունների տեխնոլոգիական զարգացման մակարդակը կախված է էներգիայի քանակից, որն օգտագործում է մոլորակի բնակչությունն իր կարիքների համար։ Այսպիսով, I տիպի քաղաքակրթությունն օգտագործում է մոլորակի վրա առկա բոլոր առկա ռեսուրսները. II տիպի քաղաքակրթություն - ստանում է իր աստղի էներգիան, որի համակարգում այն ​​գտնվում է. իսկ III տիպի քաղաքակրթությունն օգտագործում է իր գալակտիկայի հասանելի էներգիան: Այս մասշտաբով մարդկությունը դեռ չի հասել I տիպի քաղաքակրթության: Մենք օգտագործում ենք Երկիր մոլորակի ընդհանուր պոտենցիալ էներգիայի պաշարի միայն 0,16%-ը։ Սա նշանակում է, որ Ռուսաստանը և ամբողջ աշխարհը աճելու տեղ ունեն, և այս միջուկային տեխնոլոգիաները մեր երկրի համար ճանապարհ կբացեն ոչ միայն դեպի տիեզերք, այլև դեպի ապագա տնտեսական բարգավաճում։
Եվ, թերևս, գիտատեխնիկական ոլորտում Ռուսաստանի միակ տարբերակը այժմ հեղափոխական բեկում մտցնելն է միջուկային տիեզերական տեխնոլոգիաներում, որպեսզի մեկ «ցատկով» հաղթահարի առաջատարներից հետ մնալու բազմամյա հետամնացությունը և ճիշտ հայտնվի ակունքներում: նոր տեխնոլոգիական հեղափոխություն մարդկային քաղաքակրթության զարգացման հաջորդ փուլում։ Նման եզակի հնարավորություն կոնկրետ երկրին բաժին է ընկնում միայն մի քանի դարը մեկ:
Ցավոք, Ռուսաստանը, որը վերջին 25 տարիների ընթացքում բավարար ուշադրություն չի դարձրել հիմնարար գիտություններին և բարձրագույն և միջնակարգ կրթության որակին, վտանգում է ընդմիշտ կորցնել այդ հնարավորությունը, եթե ծրագիրը կրճատվի, և հետազոտողների նոր սերունդը չփոխարինի ներկայիս գիտնականներին և գիտնականներին: ինժեներներ. Աշխարհաքաղաքական և տեխնոլոգիական մարտահրավերները, որոնց կբախվի Ռուսաստանը 10-12 տարի հետո, շատ լուրջ կլինեն՝ համեմատելի քսաներորդ դարի կեսերի սպառնալիքների հետ։ Ապագայում Ռուսաստանի ինքնիշխանությունն ու ամբողջականությունը պահպանելու համար այժմ հրատապ անհրաժեշտ է սկսել մասնագետների պատրաստում, որոնք կարող են արձագանքել այդ մարտահրավերներին և ստեղծել հիմնովին նոր բան։
Ռուսաստանը գլոբալ ինտելեկտուալ և տեխնոլոգիական կենտրոնի վերածելու համար կա ընդամենը մոտ 10 տարի, և դա հնարավոր չէ անել առանց կրթության որակի լուրջ փոփոխության։ Գիտական ​​և տեխնոլոգիական բեկման համար անհրաժեշտ է կրթական համակարգին (և դպրոցական, և համալսարան) վերադառնալ աշխարհի պատկերի, գիտական ​​հիմնարարության և գաղափարական ամբողջականության վերաբերյալ համակարգված հայացքների:
Ինչ վերաբերում է տիեզերական արդյունաբերության ներկայիս լճացմանը, սա սարսափելի չէ։ Ֆիզիկական սկզբունքները, որոնց վրա հիմնված են ժամանակակից տիեզերական տեխնոլոգիաները, երկար ժամանակ պահանջված կլինեն սովորական արբանյակային ծառայությունների ոլորտում։ Հիշենք, որ մարդկությունն առագաստն օգտագործել է 5,5 հազար տարի, իսկ գոլորշու դարաշրջանը տևեց գրեթե 200 տարի, և միայն քսաներորդ դարում աշխարհը սկսեց արագ փոխվել, քանի որ տեղի ունեցավ ևս մեկ գիտական ​​և տեխնոլոգիական հեղափոխություն, որը բարձրացրեց ալիքի ալիքը։ նորարարություն և տեխնոլոգիական կառուցվածքների փոփոխություն, որոնք ի վերջո փոխեցին և՛ համաշխարհային տնտեսությունը, և՛ քաղաքականությունը։ Գլխավորը այս փոփոխությունների ակունքներում լինելն է [էլփոստը պաշտպանված է] ,
կայք՝ https://delpress.ru/information-for-subscribers.html

Դուք կարող եք բաժանորդագրվել «Արսենալ Հայրենիք» ամսագրի էլեկտրոնային տարբերակին՝ օգտագործելով հղումը:
Տարեկան բաժանորդագրության արժեքը -
12000 ռուբ.

Սերգեև Ալեքսեյ, 9 «Ա» դասարան, «Թիվ 84 միջնակարգ դպրոց» քաղաքային ուսումնական հաստատություն.

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

Ղեկավար՝ ֆիզիկայի ուսուցիչ, «Թիվ 84 միջնակարգ դպրոց» CATO Seversk քաղաքային ուսումնական հաստատություն

Ներածություն

Տիեզերանավի վրա շարժիչ համակարգերը նախագծված են մղում կամ թափ ստեղծելու համար: Ըստ օգտագործվող մղման տեսակի՝ շարժիչ համակարգը բաժանվում է քիմիական (CHRD) և ոչ քիմիական (NCRD): CRD-ները բաժանվում են հեղուկ շարժիչային շարժիչների (LPRE), պինդ շարժիչային հրթիռային շարժիչների (պինդ շարժիչային շարժիչներ) և համակցված հրթիռային շարժիչների (RCR): Իր հերթին, ոչ քիմիական շարժիչ համակարգերը բաժանվում են միջուկային (NRE) և էլեկտրական (EP): Մեծ գիտնական Կոնստանտին Էդուարդովիչ Ցիոլկովսկին մեկ դար առաջ ստեղծեց շարժիչ համակարգի առաջին մոդելը, որն աշխատում էր ամուր և հեղուկ վառելիք. Այնուհետև՝ 20-րդ դարի երկրորդ կեսին, հազարավոր թռիչքներ են իրականացվել հիմնականում հեղուկ շարժիչներով շարժիչներով և պինդ շարժիչներով հրթիռային շարժիչներով։

Այնուամենայնիվ, ներկայումս այլ մոլորակներ թռիչքների համար, էլ չեմ խոսում աստղերի մասին, հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների և պինդ շարժիչային հրթիռային շարժիչների օգտագործումը դառնում է ավելի անշահավետ, չնայած մշակվել են բազմաթիվ հրթիռային շարժիչներ: Ամենայն հավանականությամբ, հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչների և պինդ շարժիչային հրթիռային շարժիչների հնարավորությունները լիովին սպառել են իրենց: Պատճառն այստեղ այն է, որ բոլոր քիմիական մղիչների հատուկ իմպուլսը ցածր է և չի գերազանցում 5000 մ/վրկ-ը, ինչը պահանջում է մղիչի երկարատև աշխատանք և, համապատասխանաբար, վառելիքի մեծ պաշարներ բավականաչափ բարձր արագություններ մշակելու համար, կամ. Ինչպես ընդունված է տիեզերագնացության մեջ, պահանջվում են Ցիոլկովսկու համարի մեծ արժեքներ, տ.ե. վառելիքով աշխատող հրթիռի զանգվածի հարաբերակցությունը: Այսպիսով, Energia հրթիռային մեքենան, որը 100 տոննա օգտակար բեռ է ուղարկում ցածր ուղեծիր, ունի մոտ 3000 տոննա արձակման զանգված, 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, և հենց այս սահմաններում է նվազագույն զանգվածը. Մարս մեկնող անձնակազմի համար անհրաժեշտ ամեն ինչ ապահովելու համար պահանջվում է տատանվում: Հաշվի առնելով Երկիր վերադարձի թռիչքի համար վառելիքի մատակարարումը, տիեզերանավի սկզբնական զանգվածը պետք է լինի առնվազն 30,000 տոննա, ինչը ակնհայտորեն դուրս է ժամանակակից տիեզերագնացության զարգացման մակարդակից, հիմնված հեղուկ շարժիչային շարժիչների և պինդ շարժիչային հրթիռային շարժիչների օգտագործման վրա:

Այսպիսով, որպեսզի անձնակազմով անձնակազմը հասնի նույնիսկ ամենամոտ մոլորակներին, անհրաժեշտ է մշակել արձակման մեքենաներ շարժիչներով, որոնք աշխատում են այլ սկզբունքներով, քան քիմիական շարժիչ համակարգերը: Այս առումով ամենահեռանկարայինն են էլեկտրական ռեակտիվ շարժիչները (EPE), ջերմաքիմիական հրթիռային շարժիչները և միջուկային ռեակտիվ շարժիչները (NRE):

1.Հիմնական հասկացություններ

Հրթիռային շարժիչը ռեակտիվ շարժիչ է, որը շահագործման համար չի օգտագործում շրջակա միջավայրը (օդ, ջուր): Առավել լայնորեն օգտագործվում են քիմիական հրթիռային շարժիչները։ Մշակվում և փորձարկվում են հրթիռային շարժիչների այլ տեսակներ՝ էլեկտրական, միջուկային և այլն։ Միացված է տիեզերական կայաններՍեղմված գազերի վրա աշխատող ամենապարզ հրթիռային շարժիչները նույնպես լայնորեն կիրառվում են սարքերում։ Որպես կանոն, նրանք օգտագործում են ազոտը որպես աշխատանքային հեղուկ: /1/

Շարժիչ համակարգերի դասակարգում

2. Հրթիռային շարժիչների նպատակը

Ըստ իրենց նշանակության՝ հրթիռային շարժիչները բաժանվում են մի քանի հիմնական տեսակների՝ արագացնող (մեկնարկող), արգելակող, շարժիչ, 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 ծառայության ողջ ժամկետի համար: Պինդ շարժիչային շարժիչները հաճախ օգտագործվում են որպես տիեզերական հրթիռների խթանիչներ: Այս հզորությամբ դրանք հատկապես լայնորեն օգտագործվում են ԱՄՆ-ում, Ֆրանսիայում, Ճապոնիայում և Չինաստանում։

Հեղուկ հրթիռային շարժիչներն ունեն ավելի բարձր մղման բնութագրեր, քան պինդ հրթիռային շարժիչները: Ուստի դրանք օգտագործվում են տիեզերական հրթիռներ Երկրի շուրջ ուղեծիր դուրս բերելու և միջմոլորակային թռիչքների համար։ Հրթիռների հիմնական հեղուկ շարժիչներն են կերոսինը, հեպտանը (դիմեթիլհիդրազին) և հեղուկ ջրածինը։ Վառելիքի նման տեսակների համար անհրաժեշտ է օքսիդիչ (թթվածին): Այդպիսի շարժիչներում որպես օքսիդիչներ օգտագործվում են ազոտական ​​թթուն և հեղուկ թթվածինը։ Ազոտական ​​թթուն օքսիդացնող հատկություններով զիջում է հեղուկ թթվածինին, սակայն չի պահանջում հատուկ ջերմաստիճանային ռեժիմի պահպանում հրթիռների պահեստավորման, լիցքավորման և օգտագործման ժամանակ։

Տիեզերական թռիչքների շարժիչները տարբերվում են Երկրի շարժիչներից նրանով, որ նրանք պետք է հնարավորինս շատ հզորություն արտադրեն հնարավորինս փոքր զանգվածով և ծավալով: Բացի այդ, դրանք ենթակա են այնպիսի պահանջների, ինչպիսիք են բացառիկ բարձր արդյունավետությունը և հուսալիությունը, ինչպես նաև շահագործման զգալի ժամանակը: Կախված օգտագործվող էներգիայի տեսակից՝ տիեզերանավերի շարժիչ համակարգերը բաժանվում են չորս տեսակի՝ ջերմաքիմիական, միջուկային, էլեկտրական, արևային առագաստ։ Թվարկված 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 մանր շարժիչներ՝ ցածր մղումով։ Սա հզոր շարժիչների ավելի փոքր 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 շարժիչում ներքին այրման, գոլորշու կաթսայի վառարան - որտեղ էլ որ տեղի է ունենում այրում, մթնոլորտային թթվածինն ամենաակտիվ մասը վերցնում է: Արտաքին տիեզերքում օդ չկա, իսկ հրթիռային շարժիչները տիեզերքում գործելու համար անհրաժեշտ է ունենալ երկու բաղադրիչ՝ վառելիք և օքսիդիչ։

Հեղուկ ջերմաքիմիական հրթիռային շարժիչները որպես վառելիք օգտագործում են սպիրտ, կերոսին, բենզին, անիլին, հիդրազին, դիմեթիլհիդրազին և հեղուկ ջրածին։ Հեղուկ թթվածինը, ջրածնի պերօքսիդը և ազոտական ​​թթուն օգտագործվում են որպես օքսիդացնող նյութ։ Հնարավոր է, որ ապագայում հեղուկ ֆտորը կօգտագործվի որպես օքսիդացնող նյութ, երբ հայտնագործվեն նման ակտիվ քիմիական նյութի պահպանման և օգտագործման մեթոդները:

Հեղուկ ռեակտիվ շարժիչների համար վառելիքը և օքսիդիչը պահվում են առանձին-առանձին հատուկ տանկերում և պոմպերի միջոցով մատակարարվում են այրման պալատ: Երբ դրանք միավորվում են այրման պալատում, ջերմաստիճանը հասնում է 3000 – 4500 °C:

Այրման արտադրանքները, ընդլայնվելով, ձեռք են բերում 2500-ից 4500 մ/վ արագություն։ Դուրս գալով շարժիչի մարմնից՝ նրանք ստեղծում են ռեակտիվ մղում: Միևնույն ժամանակ, որքան մեծ է գազի հոսքի զանգվածը և արագությունը, այնքան մեծ է շարժիչի մղումը:

Շարժիչների հատուկ մղումը սովորաբար գնահատվում է մեկ վայրկյանում այրված վառելիքի միավոր զանգվածի վրա ստեղծված մղման քանակով: Այս մեծությունը 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 հատուկ իմպուլս։ Տեսականորեն, ջրածնային-ֆտորային շարժիչը կարող է զարգացնել հատուկ իմպուլս ավելի քան 400 վրկ:

Սովորաբար օգտագործվող հեղուկ հրթիռային շարժիչի միացումն աշխատում է հետևյալ կերպ. Սեղմված գազը ստեղծում է անհրաժեշտ ճնշում կրիոգեն վառելիքով տանկերում՝ խողովակաշարերում գազի պղպջակների առաջացումը կանխելու համար: Պոմպերը վառելիք են մատակարարում հրթիռային շարժիչներին: Վառելիքը ներարկվում է այրման պալատի միջով մեծ թվովներարկիչներ. Օքսիդացնող նյութը նույնպես ներարկվում է այրման պալատի մեջ վարդակների միջոցով:

Ցանկացած մեքենայում վառելիքի այրման ժամանակ առաջանում են մեծ ջերմային հոսքեր, որոնք տաքացնում են շարժիչի պատերը։ Եթե ​​դուք չեք սառեցնում խցիկի պատերը, այն արագ կվառվի, անկախ նրանից, թե ինչ նյութից է այն պատրաստված: Հեղուկ ռեակտիվ շարժիչը սովորաբար սառչում է վառելիքի բաղադրիչներից մեկով: Այդ նպատակով խցիկը պատրաստված է երկու պատից: Վառելիքի սառը բաղադրիչը հոսում է պատերի միջև ընկած բացվածքում:

Ալյումին" href="/text/category/alyuminij/" rel="bookmark">ալյումին և այլն: Հատկապես որպես սովորական վառելիքի հավելում, ինչպիսին է ջրածին-թթվածինը: Նման «եռակի բաղադրությունը» կարող է ապահովել քիմիական ամենաբարձր հնարավոր արագությունը վառելիքի սպառում - մինչև 5 կմ/վ. Բայց սա գործնականում քիմիայի ռեսուրսների սահմանն է, թեև առաջարկվող նկարագրության մեջ դեռ գերակշռում են հեղուկ հրթիռային շարժիչները, պետք է ասել, որ պինդ վառելիք օգտագործող առաջին ջերմաքիմիական հրթիռային շարժիչը ստեղծվել է մարդկության պատմության մեջ: Պինդ վառելիքի հրթիռային շարժիչը, օրինակ՝ հատուկ վառոդը, գտնվում է անմիջապես այրման խցիկում, որը լցված է պինդ վառելիքով Հրթիռի պինդ շարժիչային շարժիչը (արձակում, պահպանում կամ համակցված ռազմական գործերը բնութագրվում են արձակման և շարժիչ շարժիչների առկայությամբ. գործարկիչ և դրա սկզբնական արագացման համար: Պայմանավորվող պինդ շարժիչ հրթիռային շարժիչը նախատեսված է թռիչքի ուղու հիմնական (շարժման) հատվածում հրթիռի թռիչքի կայուն արագությունը պահպանելու համար: Նրանց միջև եղած տարբերությունները հիմնականում կայանում են այրման պալատի ձևավորման և վառելիքի լիցքավորման այրման մակերեսի պրոֆիլի մեջ, որոնք որոշում են վառելիքի այրման արագությունը, որից կախված են շահագործման ժամանակը և շարժիչի մղումը: Ի տարբերություն նման հրթիռների, տիեզերական արձակման մեքենաները Երկրի արբանյակներ արձակելու համար, ուղեծրային կայաններիսկ տիեզերանավերը, ինչպես նաև միջմոլորակային կայանները, գործում են միայն մեկնարկային ռեժիմում՝ հրթիռի արձակումից մինչև օբյեկտը Երկրի շուրջը ուղեծիր դուրս բերելը կամ միջմոլորակային հետագիծը: Ընդհանուր առմամբ, պինդ հրթիռային շարժիչները շատ առավելություններ չունեն հեղուկ վառելիքի շարժիչների նկատմամբ. դրանք հեշտ է արտադրվում, կարելի է երկար ժամանակ պահել, միշտ պատրաստ են գործողության և համեմատաբար պայթուցիկ են։ Բայց կոնկրետ մղման առումով պինդ վառելիքի շարժիչները 10-30%-ով զիջում են հեղուկ շարժիչներին։

4. Էլեկտրական հրթիռային շարժիչներ

Վերևում քննարկված գրեթե բոլոր հրթիռային շարժիչները զարգացնում են հսկայական մղում և նախագծված են տիեզերանավերը Երկրի շուրջը ուղեծիր դուրս բերելու և միջմոլորակային թռիչքների համար դրանք մինչև տիեզերական արագություններ արագացնելու համար: Բոլորովին այլ խնդիր է տիեզերանավերի շարժիչ համակարգերն արդեն ուղեծիր կամ միջմոլորակային հետագծով արձակված: Այստեղ, որպես կանոն, ձեզ անհրաժեշտ են ցածր հզորության շարժիչներ (մի քանի կիլովատ կամ նույնիսկ վտ), որոնք կարող են աշխատել հարյուրավոր և հազարավոր ժամերով և բազմիցս միացնել ու անջատել: Նրանք թույլ են տալիս պահպանել թռիչքը ուղեծրում կամ տվյալ հետագծի երկայնքով՝ փոխհատուցելով մթնոլորտի վերին շերտերի և արևային քամու կողմից ստեղծված թռիչքի դիմադրությունը: Էլեկտրական հրթիռային շարժիչներում աշխատող հեղուկը արագացվում է մինչև որոշակի արագություն՝ այն տաքացնելով էլեկտրական էներգիայով։ Էլեկտրաէներգիան գալիս է արեւային վահանակներկամ ատոմակայան։ Աշխատանքային հեղուկի տաքացման մեթոդները տարբեր են, սակայն իրականում հիմնականում օգտագործվում է էլեկտրական աղեղը։ Այն ապացուցել է, որ շատ հուսալի է և կարող է դիմակայել մեծ թվով մեկնարկներին: Ջրածինը որպես աշխատանքային հեղուկ օգտագործվում է էլեկտրական աղեղային շարժիչներում։ Էլեկտրական աղեղի միջոցով ջրածինը տաքացվում է մինչև շատ բարձր ջերմաստիճան և այն վերածվում է պլազմայի՝ դրական իոնների և էլեկտրոնների էլեկտրականորեն չեզոք խառնուրդի: Շարժիչից պլազմայի արտահոսքի արագությունը հասնում է 20 կմ/վրկ-ի։ Երբ գիտնականները լուծեն շարժիչի խցիկի պատերից պլազմայի մագնիսական մեկուսացման խնդիրը, այն ժամանակ հնարավոր կլինի զգալիորեն բարձրացնել պլազմայի ջերմաստիճանը և արտանետման արագությունը հասցնել 100 կմ/վ։ Խորհրդային Միությունում այս տարիներին ստեղծվել է առաջին էլեկտրական հրթիռային շարժիչը։ ղեկավարությամբ (հետագայում դարձել է խորհրդային տիեզերական հրթիռների շարժիչների ստեղծող և ակադեմիկոս) հայտնի Gas Dynamics Laboratory-ում (GDL):/10/

5. Այլ տեսակի շարժիչներ

Կան նաև ավելի էկզոտիկ նմուշներ միջուկային հրթիռային շարժիչների համար, որոնցում տրոհվող նյութը գտնվում է հեղուկ, գազային կամ նույնիսկ պլազմայի վիճակում, սակայն տեխնոլոգիայի և տեխնոլոգիայի ներկայիս մակարդակով նման նախագծերի իրականացումը իրատեսական չէ: Գոյություն ունեն հրթիռային շարժիչների հետևյալ նախագծերը, որոնք դեռ տեսական կամ լաբորատոր փուլում են.

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

Ջերմամիջուկային հրթիռային շարժիչներ, որոնք կարող են օգտագործել ջրածնի իզոտոպը որպես վառելիք։ Ջրածնի էներգիայի արտադրողականությունը նման ռեակցիայում կազմում է 6,8 * 1011 ԿՋ/կգ, այսինքն՝ միջուկային տրոհման ռեակցիաների արտադրողականությունից մոտավորապես երկու կարգով մեծություն.

Արևային առագաստային շարժիչներ - որոնք օգտագործում են արևի լույսի ճնշումը (արևային քամի), որոնց գոյությունը էմպիրիկորեն ապացուցվել է ռուս ֆիզիկոսի կողմից 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 արագորեն նվազում է Արեգակից հեռավորության հետ:

6. Միջուկային հրթիռային շարժիչներ

Հեղուկ վառելիքով աշխատող հրթիռային շարժիչների հիմնական թերություններից մեկը կապված է գազերի սահմանափակ հոսքի արագության հետ: Միջուկային հրթիռային շարժիչներում թվում է, թե հնարավոր է օգտագործել միջուկային «վառելիքի» տարրալուծման ժամանակ արձակված հսկայական էներգիան՝ աշխատանքային նյութը տաքացնելու համար: Միջուկային հրթիռային շարժիչների շահագործման սկզբունքը գրեթե չի տարբերվում ջերմաքիմիական շարժիչների շահագործման սկզբունքից։ Տարբերությունն այն է, որ աշխատանքային հեղուկը ջեռուցվում է ոչ թե իր սեփական քիմիական էներգիայի, այլ ներմիջուկային ռեակցիայի ընթացքում արտանետվող «օտար» էներգիայի շնորհիվ։ Աշխատանքային հեղուկն անցնում է միջուկային ռեակտորով, որտեղ տեղի է ունենում ատոմային միջուկների (օրինակ՝ ուրանի) տրոհման ռեակցիան և տաքացվում 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 ավելի մեծ ձգողական ուժ զարգացնել: Այս պայմանը լիովին բավարարում է ջրածինը, որին հաջորդում են ամոնիակը, հիդրազինը և ջուրը: Միջուկային էներգիայի արտազատման գործընթացները բաժանվում են ռադիոակտիվ փոխակերպումների, ծանր միջուկների տրոհման և թեթև միջուկների միաձուլման ռեակցիաների։ Ռադիոիզոտոպների փոխակերպումները կատարվում են այսպես կոչված իզոտոպային էներգիայի աղբյուրներում։ Արհեստական ​​ռադիոակտիվ իզոտոպների հատուկ զանգվածային էներգիան (էներգիան, որը կարող է արձակել 1 կգ կշռող նյութը) զգալիորեն ավելի բարձր է, քան քիմիական վառելիքները։ Այսպիսով, 210Po-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, դեռ ռացիոնալ չէ նման շարժիչներ օգտագործել տիեզերական արձակման մեքենաների վրա: Սրա պատճառը իզոտոպային նյութի բարձր արժեքն է և գործառնական դժվարությունները։ Ի վերջո, իզոտոպն անընդհատ էներգիա է արձակում, նույնիսկ երբ այն տեղափոխվում է հատուկ կոնտեյներով և երբ հրթիռը կայանված է արձակման վայրում։ Միջուկային ռեակտորներն ավելի էներգաարդյունավետ վառելիք են օգտագործում։ Այսպիսով, 235U-ի հատուկ զանգվածային էներգիան (ուրանի տրոհվող իզոտոպը) հավասար է 6,75 * 10 9 ԿՋ/կգ, այսինքն՝ մոտավորապես մի կարգով ավելի մեծ, քան 210Po իզոտոպը։ Այս շարժիչները կարող են «միացնել» և «անջատել» միջուկային վառելիքը (233U, 235U, 238U, 239Pu) շատ ավելի էժան է, քան իզոտոպային վառելիքը: Նման շարժիչներում որպես աշխատանքային հեղուկ կարող է օգտագործվել ոչ միայն ջուրը, այլև ավելի արդյունավետ աշխատանքային նյութեր՝ սպիրտ, ամոնիակ, հեղուկ ջրածին։ Հեղուկ ջրածնով շարժիչի հատուկ մղումը 900 վ է։ Պինդ միջուկային վառելիքով աշխատող ռեակտորով միջուկային հրթիռային շարժիչի ամենապարզ ձևավորման մեջ աշխատանքային հեղուկը տեղադրվում է տանկի մեջ։ Պոմպը այն մատակարարում է շարժիչի խցիկին: Սփրվում է վարդակների միջոցով՝ աշխատանքային հեղուկը շփվում է վառելիք արտադրող միջուկային վառելիքի հետ, տաքանում, ընդլայնվում և բարձր արագությամբ դուրս է նետվում վարդակով։ Միջուկային վառելիքը էներգիայի պաշարներով գերազանցում է ցանկացած այլ տեսակի վառելիքի: Այնուհետև տրամաբանական հարց է առաջանում. ինչու՞ այս վառելիքն օգտագործող կայանքները դեռևս ունեն համեմատաբար ցածր հատուկ մղում և մեծ զանգված: Փաստն այն է, որ պինդ փուլ միջուկային հրթիռային շարժիչի հատուկ մղումը սահմանափակվում է տրոհվող նյութի ջերմաստիճանով, և էլեկտրակայանը շահագործման ընթացքում արձակում է ուժեղ իոնացնող ճառագայթում, որը վնասակար ազդեցություն է ունենում կենդանի օրգանիզմների վրա: Նման ճառագայթումից կենսաբանական պաշտպանությունը շատ կարևոր է և կիրառելի չէ տիեզերքում։ ինքնաթիռներ. Կոշտ միջուկային վառելիք օգտագործող միջուկային հրթիռային շարժիչների գործնական զարգացումը սկսվել է 20-րդ դարի 50-ականների կեսերին Խորհրդային Միությունում և ԱՄՆ-ում, գրեթե միաժամանակ առաջին ատոմակայանների կառուցմանը: Աշխատանքն իրականացվել է ուժեղացված գաղտնիության մթնոլորտում, սակայն հայտնի է, որ նման հրթիռային շարժիչները դեռ իրական կիրառություն չեն ստացել տիեզերագնացության մեջ։ Մինչ այժմ ամեն ինչ սահմանափակվել է համեմատաբար ցածր հզորության էլեկտրաէներգիայի իզոտոպային աղբյուրների օգտագործմամբ անօդաչու արհեստական ​​Երկրի արբանյակների, միջմոլորակային տիեզերանավերի և աշխարհահռչակ խորհրդային «լուսնագնացների» վրա:

7.Միջուկային ռեակտիվ շարժիչներ, շահագործման սկզբունքներ, միջուկային շարժիչ շարժիչում իմպուլս ստանալու մեթոդներ:

Միջուկային հրթիռային շարժիչներն իրենց անվանումը ստացել են 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 մեկ միջուկների փոխակերպում մյուսների, որոնք կապված են միջուկների կառուցվածքի վերակառուցման կամ դրանցում պարունակվող տարրական մասնիկների քանակի փոփոխության հետ. նուկլոններ. Ավելին, միջուկային ռեակցիաները, ինչպես հայտնի է, կարող են տեղի ունենալ կամ ինքնաբերաբար (այսինքն՝ ինքնաբուխ), կամ առաջանալ արհեստականորեն, օրինակ, երբ որոշ միջուկներ ռմբակոծվում են ուրիշների կողմից (կամ տարրական մասնիկների կողմից): Միջուկային տրոհման և միաձուլման ռեակցիաները, համապատասխանաբար, էներգիայով գերազանցում են քիմիական ռեակցիաները միլիոնավոր և տասնյակ միլիոնավոր անգամներ։ Դա բացատրվում է նրանով, որ մոլեկուլներում ատոմների քիմիական կապի էներգիան շատ անգամ ավելի քիչ է, քան միջուկում գտնվող նուկլոնների միջուկային կապի էներգիան։ Միջուկային էներգիան հրթիռային շարժիչներում կարող է օգտագործվել երկու եղանակով.

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

2. Միջուկային 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 DIV_ADBLOCK265">

Հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչի անալոգիայի համաձայն, միջուկային հրթիռային շարժիչի սկզբնական աշխատանքային հեղուկը հեղուկ վիճակում պահվում է շարժիչ համակարգի բաքում և մատակարարվում է տուրբոպոմպային միավորի միջոցով: Տուրբինից և պոմպից բաղկացած այս ագրեգատի պտտման համար գազը կարող է արտադրվել հենց ռեակտորում:

Նման շարժիչ համակարգի դիագրամը ներկայացված է նկարում:

Կան բազմաթիվ միջուկային շարժիչներ, որոնք ունեն տրոհման ռեակտոր.

Պինդ փուլ

Գազային փուլ

NRE միաձուլման ռեակտորով

Իմպուլսային միջուկային շարժիչ շարժիչներ և այլն

Միջուկային շարժիչ շարժիչների բոլոր հնարավոր տեսակներից առավել զարգացածներն են ջերմային ռադիոիզոտոպային շարժիչը և պինդ ֆազային տրոհման ռեակտորով շարժիչը։ Բայց եթե ռադիոիզոտոպային միջուկային շարժիչ շարժիչների բնութագրերը մեզ թույլ չեն տալիս հույս ունենալ տիեզերագնացության մեջ դրանց լայն կիրառման վրա (գոնե մոտ ապագայում), ապա պինդ փուլ միջուկային շարժիչ շարժիչների ստեղծումը մեծ հեռանկարներ է բացում տիեզերագնացության համար: Այս տիպի տիպիկ միջուկային շարժիչ շարժիչը պարունակում է պինդ փուլային ռեակտոր՝ մոտ 1-2 մ բարձրությամբ և տրամագծով մխոցի տեսքով (եթե այդ պարամետրերը մոտ են, ապա տրոհման նեյտրոնների արտահոսքը շրջակա տարածություն նվազագույն է): .

Ռեակտորը բաղկացած է միջուկից. այս տարածքը շրջապատող ռեֆլեկտոր; ղեկավար մարմիններ; ուժային մարմին և այլ տարրեր: Միջուկը պարունակում է միջուկային վառելիք՝ տրոհվող նյութ (հարստացված ուրան), որը պարունակվում է վառելիքի տարրերում և մոդերատոր կամ լուծիչ: Նկարում ցուցադրված ռեակտորը միատարր է. դրանում մոդերատորը վառելիքի տարրերի մի մասն է՝ միատարր խառնված վառելիքի հետ։ Մոդերատորը կարող է տեղակայվել նաև միջուկային վառելիքից առանձին: Այս դեպքում ռեակտորը կոչվում է տարասեռ: նոսրացնող նյութերը (դրանք կարող են լինել, օրինակ, հրակայուն մետաղներ՝ վոլֆրամ, մոլիբդեն) օգտագործվում են տրոհվող նյութերին հատուկ հատկություններ հաղորդելու համար։

Պինդ ֆազային ռեակտորի վառելիքի տարրերը ներթափանցվում են ալիքներով, որոնց միջով հոսում է միջուկային շարժիչ շարժիչի աշխատանքային հեղուկը՝ աստիճանաբար տաքանալով։ Կապուղիներն ունեն մոտ 1-3 մմ տրամագիծ, իսկ դրանց ընդհանուր մակերեսը կազմում է ակտիվ գոտու խաչմերուկի 20-30%-ը։ Միջուկը կասեցվում է էներգիայի անոթի ներսում հատուկ ցանցով, որպեսզի այն կարողանա ընդլայնվել, երբ ռեակտորը տաքանա (հակառակ դեպքում այն ​​կփլուզվի ջերմային լարումների պատճառով):

Միջուկը ենթարկվում է բարձր մեխանիկական բեռների, որոնք կապված են զգալի հիդրավլիկ ճնշման անկման հետ (մինչև մի քանի տասնյակ մթնոլորտ) հոսող աշխատանքային հեղուկից, ջերմային սթրեսներից և թրթռումներից: Ակտիվ գոտու չափի մեծացումը ռեակտորի տաքացման ժամանակ հասնում է մի քանի սանտիմետրի։ Ակտիվ գոտին և ռեֆլեկտորը տեղադրվում են երկարակյաց ուժային պատյանում, որը կլանում է աշխատանքային հեղուկի ճնշումը և ռեակտիվ վարդակով ստեղծված մղումը: Գործը փակված է դիմացկուն կափարիչով։ Այն ունի օդաճնշական, զսպանակային կամ էլեկտրական մեխանիզմներ՝ կարգավորիչ մարմինները վարելու համար, միջուկային շարժիչ շարժիչի կցման կետերը տիեզերանավին և միջուկային շարժիչը աշխատանքային հեղուկի մատակարարման խողովակաշարերին միացնելու եզրեր: Կափարիչի վրա կարող է տեղակայվել նաև տուրբոպոմպի միավոր:

8 - վարդակ,

9 - Ընդլայնվող վարդակ,

10 - Տուրբինի համար աշխատանքային նյութի ընտրություն,

11 - ուժային կորպուս,

12 - Կառավարման թմբուկ,

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

14 - Ղեկավար օղակ հսկիչ թմբուկների համար)

1957 թվականի սկզբին որոշվեց Լոս Ալամոսի լաբորատորիայում 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 իրականացրել է ամբողջ թափովաշխատել Նևադայում հատուկ փորձադաշտի կառուցման վրա, ինչպես նաև կատարել է մի շարք հատուկ պատվերներ ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերի համար հարակից ոլորտները(TURD-ի անհատական ​​միավորների մշակում): Լոս Ալամոսի լաբորատորիայի անունից առանձին բաղադրիչների արտադրության բոլոր հատուկ պատվերներն իրականացվել են հետևյալ ընկերությունների կողմից՝ Aerojet General, Հյուսիսային Ամերիկայի ավիացիայի Rocketdyne ստորաբաժանումը։ 1958 թվականի ամռանը Rover ծրագրի ամբողջ հսկողությունը Միացյալ Նահանգների ռազմաօդային ուժերից փոխանցվեց 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 շարժման գրասենյակը, որը հետագայում գլխավորեց Rover ծրագիրը։

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

10.2 Աշխատանք TURE-ի վրա Ռուսաստանում

Ամերիկյան" href="/text/category/amerikanetc/" rel="bookmark">Ամերիկացիները, ռուս գիտնականները հետազոտական ​​ռեակտորներում օգտագործել են վառելիքի առանձին տարրերի ամենախնայող և արդյունավետ փորձարկումները: 70-80-ական թվականներին կատարված աշխատանքների ողջ շրջանակը թույլ է տվել «Սալյուտ» նախագծային բյուրոյին, Քիմիական ավտոմատիկայի նախագծման բյուրոյին, IAE-ին, NIKIET-ին և NPO «Luch»-ին (PNITI) մշակել տիեզերական միջուկային շարժիչների և հիբրիդային ատոմակայանների տարբեր նախագծեր Քիմիական ավտոմատիկայի նախագծման բյուրոյում ստեղծվել են NIITP-ի ղեկավարությունը (FEI, IAE, NIKIET, NIITVEL, NPO-ն պատասխանատու էին ռեակտորի տարրերի համար», MAI): ԲԱԿ RD 0411և նվազագույն չափի միջուկային շարժիչ RD 0410մղել համապատասխանաբար 40 և 3,6 տոննա:

Արդյունքում արտադրվել է ռեակտոր, «սառը» շարժիչ և նստարանի նախատիպ՝ ջրածնի գազի վրա փորձարկման համար։ Ի տարբերություն ամերիկյանի, 8250 մ/վ-ից ոչ ավելի կոնկրետ իմպուլսով, խորհրդային TNRE-ն, ավելի ջերմակայուն և առաջադեմ դիզայնի վառելիքի տարրերի օգտագործման և միջուկում բարձր ջերմաստիճանի շնորհիվ, ուներ այս ցուցանիշը հավասար 9100 մ: / վ և ավելի բարձր: NPO «Luch» համատեղ արշավախմբի TURE-ի փորձարկման նստարանային բազան գտնվում էր Սեմիպալատինսկ-21 քաղաքից 50 կմ հարավ-արևմուտք: Աշխատանքի է անցել 1962թ. Մեջ լայնածավալ նմուշները փորձարկվել են փորձարկման վայրում վառելիքի տարրերԲԱԿ-ի նախատիպերը. Այս դեպքում արտանետվող գազը մտել է փակ արտանետման համակարգ: «Բայկալ-1» միջուկային շարժիչների լիարժեք փորձարկման համար նախատեսված փորձադաշտի համալիրը գտնվում է Սեմիպալատինսկ-21 քաղաքից 65 կմ հարավ: 1970-1988 թվականներին իրականացվել են ռեակտորների մոտ 30 «տաք մեկնարկներ»։ Միևնույն ժամանակ, հզորությունը չի գերազանցել 230 ՄՎտ-ը մինչև 16,5 կգ/վ ջրածնի սպառման և ռեակտորի ելքի ջերմաստիճանի դեպքում՝ 3100 Կ։ Բոլոր արձակումները եղել են հաջող, անփորձանք և ըստ պլանի։

Խորհրդային TNRD RD-0410-ը միակ աշխատող և հուսալի արդյունաբերական միջուկային հրթիռային շարժիչն է աշխարհում

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

Հիմնական հատկանիշները

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

· Աշխատանքային հեղուկի (ջրածնի) արտահոսքի արագությունը՝ 9100 - 9800 մ/վրկ.

· Հասանելի մղում. մինչև հարյուրավոր և հազարավոր տոննա:

· Աշխատանքային առավելագույն ջերմաստիճանները՝ 3000°С - 3700°С (կարճաժամկետ միացում):

· Գործողության ժամկետը՝ մինչև մի քանի հազար ժամ (պարբերական ակտիվացում): /5/

11.Սարք

Սովետական ​​պինդ փուլ միջուկային հրթիռային շարժիչի նախագծում RD-0410

1 - գիծ աշխատանքային հեղուկի բաքից

2 - տուրբոպոմպի միավոր

3 - վերահսկել թմբուկի շարժիչը

4 - ճառագայթային պաշտպանություն

5 - կարգավորող թմբուկ

6 - հետաձգող

7 - վառելիքի հավաքում

8 - ռեակտորային անոթ

9 - կրակի հատակը

10 - վարդակ հովացման գիծ

11- վարդակ խցիկ

12 - վարդակ

12. Գործառնական սկզբունքը

Համաձայն իր գործառնական սկզբունքի՝ TNRE-ն բարձր ջերմաստիճանի ռեակտոր-ջերմափոխանակիչ է, որի մեջ ճնշման տակ մտցվում է աշխատանքային հեղուկ (հեղուկ ջրածին), և երբ այն տաքացվում է մինչև բարձր ջերմաստիճան (ավելի քան 3000°C), այն արտանետվում է սառեցված վարդակ: Ջերմային վերականգնումը վարդակում շատ շահավետ է, քանի որ այն թույլ է տալիս ջրածինը շատ ավելի արագ տաքացնել և, օգտագործելով զգալի քանակությամբ ջերմային էներգիա, հատուկ իմպուլսը կարող է ավելացվել մինչև 1000 վրկ (9100-9800 մ/վ):

Միջուկային հրթիռային շարժիչի ռեակտոր

MsoNormalTable">

Աշխատանքային հեղուկ

Խտությունը, գ/սմ3

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

0.071 (հեղուկ)

0.682 (հեղուկ)

1000 (հեղուկ)

Ոչ Դան

Ոչ Դան

Ոչ Դան

(Ծանոթագրություն. Ջեռուցման պալատում ճնշումը 45,7 ատմ է, ընդլայնումը մինչև 1 ատմ ճնշման հաստատուն քիմիական կազմըաշխատանքային հեղուկ) /6/

15. Առավելությունները

TNRE-ների հիմնական առավելությունը քիմիական հրթիռային շարժիչների նկատմամբ ավելի բարձր հատուկ իմպուլսի ձեռքբերումն է, էներգիայի զգալի պաշարները, համակարգի կոմպակտությունը և շատ բարձր մղում ստանալու հնարավորությունը (տասնյակ, հարյուրավոր և հազարավոր տոննա վակուումում: Ընդհանուր առմամբ, Վակուումում ձեռք բերված հատուկ իմպուլսը 3-4 անգամ ավելի մեծ է, քան ծախսված երկբաղադրիչ հրթիռային վառելիքը (կերոսին-թթվածին, ջրածին-թթվածին), իսկ ամենաբարձր ջերմային ինտենսիվությամբ աշխատելիս՝ ներկայումս ԱՄՆ-ը և Ռուսաստանը նման շարժիչների մշակման և կառուցման զգալի փորձ ունեն, և անհրաժեշտության դեպքում (Տիեզերքի հետախուզման հատուկ ծրագրեր) այդպիսի շարժիչներ կարող են արտադրվել կարճ ժամանակում և կունենան ողջամիտ արժեք TNRE-ի օգտագործման դեպքում: արագացնող տիեզերանավը տիեզերքում և ենթակա է սրան։ լրացուցիչ օգտագործումԽառնաշփոթ զորավարժությունները, օգտագործելով մեծ մոլորակների գրավիտացիոն դաշտը (Յուպիտեր, Ուրան, Սատուրն, Նեպտուն), Արեգակնային համակարգի ուսումնասիրության հասանելի սահմանները զգալիորեն ընդլայնվում են, և հեռավոր մոլորակներ հասնելու համար պահանջվող ժամանակը զգալիորեն կրճատվում է: Բացի այդ, TNRE-ները կարող են հաջողությամբ օգտագործվել սարքերի համար, որոնք գործում են հսկա մոլորակների ցածր ուղեծրերում, օգտագործելով նրանց հազվադեպ մթնոլորտը որպես աշխատանքային հեղուկ, կամ գործում են նրանց մթնոլորտում: /8/

16.Թերությունները

TNRE-ի հիմնական թերությունը ներթափանցող ճառագայթման հզոր հոսքի առկայությունն է (գամմա ճառագայթում, նեյտրոններ), ինչպես նաև բարձր ռադիոակտիվ ուրանի միացությունների, հրակայուն միացությունների, ինդուկտիվ ճառագայթմամբ և ռադիոակտիվ գազերի հեռացումը աշխատանքային հեղուկով: Այս առումով, TURE-ն անընդունելի է ցամաքային արձակումների համար՝ արձակման վայրում և մթնոլորտում բնապահպանական իրավիճակի վատթարացումից խուսափելու համար: /14/

17. TURD-ի բնութագրերի բարելավում: Հիբրիդային տուրբոպրոպ շարժիչներ

Ինչպես ցանկացած հրթիռ կամ ընդհանրապես ցանկացած շարժիչ, պինդ փուլային միջուկային ռեակտիվ շարժիչը զգալի սահմանափակումներ ունի հասանելի ամենակարևոր բնութագրերի վերաբերյալ: Այս սահմանափակումները ներկայացնում են սարքի (TJRE) անկարողությունը աշխատելու ջերմաստիճանի տիրույթում, որը գերազանցում է շարժիչի կառուցվածքային նյութերի առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճանների միջակայքը: Հնարավորություններն ընդլայնելու և TJRE-ի հիմնական գործառնական պարամետրերը զգալիորեն մեծացնելու համար կարող են օգտագործվել տարբեր հիբրիդային սխեմաներ, որոնցում TJRE-ն խաղում է ջերմության և էներգիայի աղբյուրի և լրացուցիչ: ֆիզիկական մեթոդներաշխատանքային մարմինների արագացում. Առավել հուսալի, գործնականում իրագործելի և բարձր հատուկ իմպուլսային և մղման բնութագրիչներ ունեցող հիբրիդային սխեման է լրացուցիչ MHD շղթայով (մագնետոհիդրոդինամիկական միացում) իոնացված աշխատանքային հեղուկը (ջրածին և հատուկ հավելումներ) արագացնելու համար: /13/

18. Ճառագայթման վտանգ միջուկային շարժիչ շարժիչներից:

Աշխատող միջուկային շարժիչը 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 վնաս և էլեկտրոնային սարքավորումների խափանում: Ճառագայթումը կարող է առաջացնել նյութերի ինդուկտիվ (արհեստական) ռադիոակտիվություն՝ դրանց ակտիվացում։

Ներկայումս սկզբունքորեն լուծված է համարվում միջուկային շարժիչ շարժիչներով տիեզերանավերի ճառագայթային պաշտպանության խնդիրը։ Լուծվել են նաև հիմնարար հարցեր՝ կապված փորձարկումների կայաններում և արձակման վայրերում միջուկային շարժիչ շարժիչների պահպանման հետ։ Թեև գործող NRE-ը վտանգ է ներկայացնում գործող անձնակազմի համար, սակայն NRE-ի շահագործման ավարտից մեկ օր անց դուք կարող եք, առանց անձնական պաշտպանիչ սարքավորումների, մի քանի տասնյակ րոպե գտնվել NRE-ից 50 մ հեռավորության վրա և նույնիսկ մոտենալ: Այն ամենապարզ պաշտպանության միջոցները թույլ են տալիս գործող անձնակազմին մտնել աշխատանքային տարածք թեստերից անմիջապես հետո:

Գործարկման համալիրների և շրջակա միջավայրի աղտոտվածության մակարդակը, ըստ երևույթին, խոչընդոտ չի հանդիսանա տիեզերական հրթիռների ստորին աստիճաններում միջուկային շարժիչ 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: Ուստի միջուկային շարժիչով շարժիչի ռեակտիվ հոսքն ավելի վտանգավոր չէ, քան հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչի շիթը։/4/

Եզրակացություն

Տիեզերագնացության մեջ միջուկային շարժիչ շարժիչների զարգացման և օգտագործման հեռանկարները դիտարկելիս պետք է ելնել ձեռք բերված և ակնկալվող բնութագրերից. տարբեր տեսակներ NRE, ինչից կարող է դրանք տալ տիեզերագնացությանը, կիրառմանը և, վերջապես, NRE-ի խնդրի և տիեզերքում էներգիայի մատակարարման խնդրի և ընդհանրապես էներգետիկայի զարգացման խնդիրների միջև սերտ կապի առկայությունից:

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

Օրինակ՝ առաջարկվել է 40000 տոննա նախնական զանգված ունեցող սարք (այսինքն՝ մոտավորապես 10 անգամ ավելի մեծ, քան ժամանակակից ամենամեծ արձակման մեքենաները), որի զանգվածի 1/10-ը կազմում է օգտակար բեռը, իսկ 2/3-ը՝ միջուկային: մեղադրանքներ . Եթե ​​3 վայրկյանը մեկ մեկ լիցք եք պայթեցնում, ապա դրանց մատակարարումը կբավականացնի միջուկային շարժիչ համակարգի 10 օր շարունակական աշխատանքի համար։ Այս ընթացքում սարքը կաճի մինչև 10000 կմ/վ արագություն և ապագայում՝ 130 տարի անց, կարող է հասնել Ալֆա Կենտավրի աստղին։

Ատոմային էլեկտրակայաններն ունեն եզակի բնութագրեր, որոնք ներառում են գործնականում անսահմանափակ էներգիայի ինտենսիվություն, շրջակա միջավայրից շահագործման անկախություն և արտաքին ազդեցությունների նկատմամբ անձեռնմխելիություն (տիեզերական ճառագայթում, երկնաքարի վնաս, բարձր և ցածր ջերմաստիճան և այլն): Այնուամենայնիվ, միջուկային ռադիոիզոտոպային կայանքների առավելագույն հզորությունը սահմանափակվում է մի քանի հարյուր Վտ կարգի արժեքով: Այս սահմանափակումը գոյություն չունի ատոմային ռեակտորային էլեկտրակայանների համար, ինչը որոշում է դրանց օգտագործման շահութաբերությունը Երկրի մերձակայքում ծանր տիեզերանավերի երկարատև թռիչքների ժամանակ, դեպի արեգակնային համակարգի հեռավոր մոլորակներ թռիչքների ժամանակ և այլ դեպքերում:

Պինդ փուլային և այլ միջուկային շարժիչների տրոհման ռեակտորներով շարժիչների առավելություններն առավելապես բացահայտվում են այնպիսի բարդ տիեզերական ծրագրերի ուսումնասիրության ժամանակ, ինչպիսիք են օդաչուավոր թռիչքները դեպի Արեգակնային համակարգի մոլորակներ (օրինակ, Մարս արշավի ժամանակ): Այս դեպքում մղիչի հատուկ իմպուլսի ավելացումը հնարավորություն է տալիս որակապես նոր խնդիրներ լուծել։ Այս բոլոր խնդիրները մեծապես մեղմվում են, երբ օգտագործվում է պինդ փուլ միջուկային հրթիռային շարժիչ, որի հատուկ իմպուլսը երկու անգամ ավելի բարձր է, քան ժամանակակից հեղուկ շարժիչով հրթիռային շարժիչները: Այս դեպքում հնարավոր է դառնում նաեւ զգալիորեն կրճատել թռիչքների ժամանակները։

Ամենայն հավանականությամբ, մոտ ապագայում պինդ փուլ միջուկային շարժիչ շարժիչները կդառնան ամենատարածված հրթիռային շարժիչներից մեկը։ Պինդ փուլով միջուկային շարժիչ շարժիչները կարող են օգտագործվել որպես երկար հեռավորությունների թռիչքների սարքեր, օրինակ՝ դեպի այնպիսի մոլորակներ, ինչպիսիք են Նեպտունը, Պլուտոնը և նույնիսկ Արեգակնային համակարգից այն կողմ թռչելու համար: Այնուամենայնիվ, դեպի աստղեր թռիչքների համար միջուկային շարժիչը, որը հիմնված է տրոհման սկզբունքների վրա, հարմար չէ: Այս դեպքում խոստումնալից են միջուկային շարժիչները կամ, ավելի ճիշտ, ջերմամիջուկային ռեակտիվ շարժիչները (TREs), որոնք աշխատում են միաձուլման ռեակցիաների սկզբունքով, և ֆոտոնիկ ռեակտիվ շարժիչները (PREs), որոնց իմպուլսի աղբյուրը նյութի և հականյութի ոչնչացման ռեակցիան է։ . Այնուամենայնիվ, ամենայն հավանականությամբ, մարդկությունը միջաստղային տարածություն ճանապարհորդելու համար կօգտագործի փոխադրման այլ եղանակ՝ տարբերվող ռեակտիվից:

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

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

Աղբյուրներ:

1. «Rockets and People. Book 4 Moon Race» - M: Znanie, 1999 թ.
2. http://www. lpre. de/energomash/index. htm
3. Պերվուշին «Տիեզերական դիմակայություն» - M: Գիտելիք, 1998 թ.
4. Լ. Գիլբերգ «Երկնքի նվաճումը» - M: Znanie, 1994 թ.
5. http://epizodsspace. *****/բիբլ/մոլոդցով
6. «Շարժիչ», «Միջուկային շարժիչներ տիեզերանավերի համար», թիվ 5 1999 թ.

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

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.

Մ.: Գիտելիք, 1983:

11. , Չեկալինի տիեզերական հետազոտություն - Մ.:

Գիտելիք, 1988:

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

13. Տիեզերական տեխնոլոգիա - Մ.: Միր, 1986 թ.

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

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

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

ԴԻՄՈՒՄ

Կոշտ փուլ միջուկային ռեակտիվ շարժիչների հիմնական բնութագրերը

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

Հրթիռային շարժիչ, որի աշխատանքային հեղուկը կա՛մ նյութ է (օրինակ՝ ջրածին), որը ջեռուցվում է միջուկային ռեակցիայի կամ ռադիոակտիվ քայքայման ժամանակ արձակված էներգիայի միջոցով, կա՛մ ուղղակիորեն այդ ռեակցիաների արտադրանքը: Տարբերակել...... Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

Հրթիռային շարժիչ, որի աշխատանքային հեղուկը կա՛մ նյութ է (օրինակ՝ ջրածին), որը ջեռուցվում է միջուկային ռեակցիայի կամ ռադիոակտիվ քայքայման ժամանակ արձակված էներգիայի միջոցով, կա՛մ ուղղակիորեն այդ ռեակցիաների արտադրանքը: Գտնվում է ... ... Հանրագիտարանային բառարան

միջուկային հրթիռային շարժիչ- branduolinis raketinis variklis statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Raketinis variklis, kuriame reaktyvinė trauka sudaroma vykstant branduolinei arba termobranduolinei reakcijai. Branduoliniams raketiniams varikliams sudaroma kur kas didesnė… … Artilerijos terminų žodynas

- (Nuclear Jet) հրթիռային շարժիչ, որում առաջանում է մղում ռադիոակտիվ քայքայման կամ միջուկային ռեակցիայի ժամանակ արձակված էներգիայի շնորհիվ: Ըստ միջուկային շարժիչում տեղի ունեցող միջուկային ռեակցիայի տեսակի՝ առանձնանում են ռադիոիզոտոպային հրթիռային շարժիչը... ...

- (YRD) հրթիռային շարժիչ, որի էներգիայի աղբյուրը միջուկային վառելիքն է։ Միջուկային շարժիչով միջուկային ռեակտորով: Միջուկային շղթայական ռեակցիայի արդյունքում արձակված տորուսային ջերմությունը փոխանցվում է աշխատանքային հեղուկին (օրինակ՝ ջրածին)։ Միջուկային ռեակտորի միջուկը...

Այս հոդվածը պետք է լինի Վիքիֆիկացված։ Խնդրում ենք ֆորմատավորել այն ըստ հոդվածի ձևաչափման կանոնների։ Միջուկային հրթիռային շարժիչ՝ օգտագործելով միջուկային վառելիքի աղերի միատարր լուծույթ (անգլերեն... Վիքիպեդիա

Միջուկային հրթիռային շարժիչը (NRE) հրթիռային շարժիչի տեսակ է, որն օգտագործում է միջուկների տրոհման կամ միաձուլման էներգիան՝ ռեակտիվ մղում ստեղծելու համար։ Նրանք իրականում ռեակտիվ են (ջեռուցում են աշխատանքային հեղուկը միջուկային ռեակտորեւ գազի ելք... ... Վիքիպեդիայի միջոցով

Ռեակտիվ շարժիչ, որի էներգիայի աղբյուրը և աշխատանքային հեղուկը գտնվում են հենց մեքենայի մեջ։ Հրթիռային շարժիչը միակն է, որը գործնականում տիրապետում է արհեստական ​​Երկրի արբանյակի ուղեծիր բեռնաթափելու և ... ... Վիքիպեդիայում օգտագործելու համար:

- (RD) Ռեակտիվ շարժիչ, որն իր շահագործման համար օգտագործում է միայն այն նյութերը և էներգիայի աղբյուրները, որոնք առկա են շարժվող մեքենայի համար (ինքնաթիռ, ցամաքային, ստորջրյա): Այսպիսով, ի տարբերություն օդային ռեակտիվ շարժիչների (Տես... ... Խորհրդային մեծ հանրագիտարան

Իզոտոպային հրթիռային շարժիչ, միջուկային հրթիռային շարժիչ, որն օգտագործում է ռադիոակտիվ քիմիական իզոտոպների քայքայման էներգիան։ տարրեր. Այս էներգիան ծառայում է աշխատանքային հեղուկը տաքացնելուն, կամ աշխատանքային հեղուկը հենց քայքայման արգասիքներն են՝ առաջացնելով... ... Մեծ հանրագիտարանային պոլիտեխնիկական բառարան