Газофазный ядерный ракетный двигатель

В июне 1958г. ЦК КПСС и Советом министров СССР было принято постановление о разработке в ОКБ-1 С.П. Королева ракет-носителей различного назначения с ядерными двигателями. Ядерный ракетный двигатель должен был разрабатываться КБ В.П. Глушко и М.М. Бондарюка. Через полтора года, 30 декабря 1959 г., С.П. Королев утвердил эскизные проекты трех ракет: межконтинентальной баллистической, а также двух носителей тяжелого и сверхтяжелого классов. Что интересно: в качестве рабочего тела ядерного реактора для двигателя наши конструкторы тогда рассматривали не водород, а аммиак, или его смесь со спиртом! Отрабатывались две схемы: «А» - просто с разогревом рабочего тела в реакторе, и «Б» - с последующим сгоранием раскаленных компонентов топлива в камере сгорания. Вторая схема давала выигрыш в тяге, но проигрывала в скорости истечения. В итоге остановились на схеме “А”.

испытание ядерного ракетного двигателя с газофазным реакторомБыл выполнен анализ эскизного проекта. В результате было признано нецелесообразным создание одноступенчатой ядерной баллистической ракеты, способной при стартовом весе 87 – 100 т доставить 2,7 – 4 т полезного груза на дальность 14000 км. Дело в том, что «керосиновая» двухступенчатая Р-9, проектирование которой началось в тот же период, при стартовой массе 80 т доставляла 1 т на 16000 км. Разработать же ракету с химическими двигателями было существенно легче и быстрее. Ядерные ракетные двигатели давали ощутимое преимущество, когда речь шла о больших массах. В частности, ракеты-носители со стартовой массой, соответственно, 880 и 2000 т, были бы способны вывести на околоземную орбиту 40 и 150 т. Но, несмотря на большой объем предварительной работы никакого реального прототипа двигателя еще не было - первые эксперименты на реакторе ИГР-1 начались только в 1961-м. Естественно, когда появятся реальные двигатели, сказать не мог никто, ракеты же нужны были срочно. Учитывая то обстоятельство, что 40 т - груз, доступный и химической ракете, выбор был сделан в пользу более быстрого результата.

Несомненно, более крупный вес уже требовал новых подходов, и космический ядерный реактор для полезной нагрузки в 150 т уже был необходим, но выяснилось, что ракеты такой грузоподъемности и не были тогда нужны. Ведь такая масса выводимого груза очень дорого стоит, и оправдана только в случае соответствующих масштабных проектов[1].

В Советском Союзе от ядерных ракетных двигателей полностью не отказались, но программа ЯРД была перенесена на далекую перспективу. В головном «двигательном» НИИТП их разработку возглавил Виталий Михайлович Иевлев (1926-1990), предложивший идею двигателя схемы «В» - с ядерным реактором с газофазной активной зоной.

Чтобы внести ясность в данный вопрос, рассмотрим некоторые теоретические вопросы.. Ракетный двигатель характеризуется двумя параметрами: тягой и скоростью истечения рабочего тела. Первый параметр – количественный, и, определяется размерами агрегата, а  второй – качественный. Он пропорционален корню квадратному из температуры рабочего тела в двигателе. Энергия ядерного реактора способна нагреть рабочее тело значительно сильнее, чем горение. Однако есть ограничение – температура плавления самого ядерного топлива. По условию нерасплавления активной зоны реально достигнутая скорость истечения ЯРД составляет 9,1 км/с, а теоретически – около 10 км/с [2]. При этом, если бы активная зона была газообразной, эффективность ЯРД выросла бы еще в 2-3 раза (не забудем, что корпус-то с соплом в любом случае должен остаться твердым). Кроме того, в газофазной активной зоне сильно повышается интенсивность нагрева рабочего тела, что позволяет и тягу увеличить в 2-2,5 раза. Но возникает неразрешимая проблема: как избежать выноса частичек ядерного топлива из ракетного двигателя? Модельные испытания показали, что предложенная Иевлевым схема движения плазмы разной плотности, при которой более плотная – урановая - остается в реакторе, эффективна, но не обеспечивает 100% гарантии экологической безопасности, а значит, в атмосфере и на низких орбитах такой двигатель запускать нельзя... А ведь в 1963 г., газофазный двигатель рассматривался как серьезная альтернатива для установки на вторую ступень ракеты-носителя Н1! Теоретические и модельные исследования по газофазному ядерному ракетному двигателю продолжались в Советском Союзе до конца 1980-х – слишком захватывающие перспективы открыло бы его применение в космосе.

Несмотря на то, что ядерные ракетные двигатели так и не стали применяться, как альтернатива жидкостным, в XXI веке к ним все же вернулись. В России предполагается создать реальный корабль с космическим ядерным  реактором к 2018 году.


[1] Таким проектом является, например, миссия на Марс

[2] лучший ЖРД дает 4,2 км/с

Круги на полях

Кумранские свитки - древние тайны Мертвого моря

История масонства

О.Т.О. Степени посвящения

Звонок с того света

Визитная карточка Словакии

Визитной карточкой столицы Словакии считается замок Братиславский град, воссозданный во второй половине XX столетия. Как крепостной комплекс он сформировался к ...


Бездуховность - как признак близкого Апокалипсиса

Начало нового витка в развитии – так, по крайней мере, обозначают рубеж окончания календаря майя, трактовавшийся как конец света, который обязательно ...


Город Варанаси

В северной части Индии в штате Уттар-Прадеш расположен таинственный город Варанаси. Этот город индусы считают самым святым местом Индии. Более того, некоторые ...


Технологии древних цивилизаций

Многочисленные археологические находки подтверждают тот факт, что динозавры и люди древнего мира жили одновременно, а технологии древних цивилизаций находились на таком ...


Цивилизации Атлантиды

Предания о загадочной Атлантиде будоражат воображение умы исследователей уже тысячи лет, однако конкретных ответов на многочисленные вопросы, увы, не найдено. ...


Увлекательная Австрия

Австрия, несмотря на свои небольшие размеры, имеет большое количество достопримечательностей, которые ежегодно привлекают к себе тысячи туристов со всего света. В ...


Таинственная Гора Шаста

Гора Шаста является горой вулканического происхож­дения. Располагается она в северной Калифорнии и не является обычной скалой. С ней связано много ...


Дамаск - город достопримечательностей

Дамаск - Дамесек (с сербск. - место хлопот, деятельности) (Быт 15:2) - столица древней Сирии. в течение трех столетий резиденция ...


Венера-8 - первая в мире мягкая посадка СА АМС на Венеру

«Венера-8» - автоматическая научно-исследовательская космическая станция, предназначенная для исследования планеты Венера. «Венера-8» была запущена с космодрома Байконур 27 марта 1972. 6 ...