Menzil kısıtlamaları olmadan: Nükleer enerjiyle çalışan füze nedir? En güçlü nükleer füzeler

Valery Lebedev (inceleme)

• Tarihte, ramjet nükleer hava motoruna sahip seyir füzelerinin gelişmeleri zaten olmuştur: bu, ABD'deki TORY-II reaktörlü (1959) SLAM roketidir (diğer adıyla Plüton), Birleşik Krallık'taki Avro Z-59 konsepti, SSCB'deki gelişmeler.
• Nükleer reaktörlü bir roketin çalışma prensibine değinelim.Sadece bir ramjet nükleer motorundan bahsediyoruz, bu da Putin'in sınırsız uçuş menzili ve tam hasar görmezliğe sahip bir seyir füzesi hakkındaki hikayesinde tam olarak kastettiği şeydi. Bu roketteki atmosferik hava nükleer düzenek tarafından ısıtılarak yüksek sıcaklıklar ve arka memeden yüksek hızda dışarı atılır. Rusya'da (60'larda) ve Amerikalılar arasında (1959'dan beri) test edilmiştir. İki önemli dezavantajı var: 1. Aynı nükleer bomba gibi kokuyor, bu nedenle uçuş sırasında yörüngedeki her şey tıkanacak. 2. Termal aralıkta o kadar kötü kokuyor ki, radyo tüplü bir Kuzey Kore uydusu bile onu uzaydan görebilir. Buna göre böyle uçan bir gaz sobasını tam bir güvenle yıkabilirsiniz.
  Böylece Manej'de gösterilen karikatürler kafa karışıklığına neden oldu ve bu durum, bu çöpün müdürünün (akıl) sağlığıyla ilgili endişelere dönüştü.
  Sovyet döneminde bu tür resimlere (generaller için posterler ve diğer zevkler) "Cheburashkas" adı verildi.

  Genel olarak bu, aerodinamik bir merkezi gövde ve kabuk ile eksenel simetrik, geleneksel düz bir tasarımdır. Merkezi gövdenin şekli, girişteki şok dalgaları nedeniyle havanın sıkıştırılacağı şekildedir (çalışma döngüsü, geleneksel katı yakıt kullanan bir başlatma hızlandırıcısı tarafından hızlandırıldığı 1 M ve daha yüksek bir hızda başlar) ;
  - merkezi gövdenin içinde monolitik çekirdekli bir nükleer ısı kaynağı vardır;
  - merkezi gövde, ısının çekirdekten ısı boruları ile uzaklaştırıldığı 12-16 plakalı radyatör ile kabuğa bağlanır. Radyatörler nozulun önündeki genleşme bölgesinde bulunur;
  - sınırda 3500 K'ye kadar yapısal mukavemeti koruyan radyatörlerin ve merkezi gövdenin malzemesi, örneğin VNDS-1;
  - elbette 3250 K'ye kadar ısıtıyoruz. Radyatörlerin etrafından akan hava onları ısıtıyor ve soğutuyor. Daha sonra nozülden geçerek itme kuvveti yaratır;
  - kabuğu kabul edilebilir sıcaklıklara soğutmak için etrafına bir ejektör inşa ediyoruz, bu aynı zamanda itme kuvvetini% 30-50 artırıyor.

  Kapsüllenmiş bir monolitik nükleer enerji santrali ünitesi ya fırlatmadan önce muhafazaya monte edilebilir ya da fırlatılıncaya kadar kritik altı bir durumda tutulabilir ve Nükleer reaksiyon gerekirse çalıştırın. Tam olarak nasıl olduğunu bilmiyorum, bu bir mühendislik problemidir (ve dolayısıyla çözüme uygundur). Yani bu açıkça ilk vuruşun silahı, büyükanneye gitme.
  Kapsüllenmiş bir nükleer enerji santrali ünitesi, bir kaza durumunda çarpma anında tahrip olmayacağı garanti edilecek şekilde yapılabilir. Evet, ağır olacak - ama her halükarda ağır olacak.

  Hiper sese ulaşmak için, çalışma sıvısına birim zaman başına tamamen uygunsuz bir enerji yoğunluğu ayırmanız gerekecektir. 9/10 olasılıkla mevcut malzemeler uzun süreler boyunca (saatler/günler/haftalar) bu mümkün olmayacak, bozulma hızı çok yüksek olacaktır.

  Ve genel olarak oradaki ortam agresif olacak. Radyasyondan korunma ağırdır, aksi takdirde tüm sensörler/elektronikler bir anda çöp sahasına atılabilir (ilgilenenler Fukushima'yı ve şu soruları hatırlayabilir: “robotlara neden temizlik işi verilmedi?”).

  Vb.... Böyle bir dahi önemli ölçüde "parlayacak". Kontrol komutlarının ona nasıl iletileceği açık değildir (eğer orada her şey tamamen görüntüleniyorsa).

  TORY-II reaktörlü (1959) nükleer santralli, Amerikan tasarımı, özgün olarak oluşturulmuş füzelere değinelim.

  İşte reaktörlü bu motor:

  SLAM konsepti, etkileyici boyutlara ve ağırlığa sahip, üç makineli alçaktan uçan bir roketti (27 ton, fırlatma iticilerinin atılmasından sonra 20+ ton). Son derece pahalı alçaktan uçan süpersonik, gemide pratik olarak sınırsız bir enerji kaynağının varlığından maksimum düzeyde yararlanmayı mümkün kıldı, ayrıca, önemli özellik nükleer hava jeti motorunun amacı, artan hız ile çalışma verimliliğini (termodinamik döngü) arttırmaktır, yani. aynı fikir, ancak 1000 km/s hızlarda çok daha ağır ve daha büyük bir motora sahip olacaktı. Son olarak, 1965'te yüz metre yükseklikte 3M, hava savunmasına karşı savunmasızlık anlamına geliyordu.

  

  Motor TORY-IIC. Aktif bölgedeki yakıt elemanları, incalo yakıt düzeneklerine monte edilmiş, koruyucu seramik bir kabukla kaplanmış, UO2'den yapılmış altıgen içi boş tüplerdir.

  Daha önce nükleer santralli Seyir Füzesi konseptinin, konseptin avantajlarının güçlü olduğu ve hidrokarbon yakıtlı rakiplerin zayıfladığı yüksek hızda "bağlandığı" ortaya çıktı.

• Eski Amerikan SLAM roketi hakkında video

• Putin'in sunumunda gösterilen füze transonik veya zayıf süpersoniktir (tabii ki videodakinin bu olduğuna inanıyorsanız). Ancak aynı zamanda reaktörün boyutu, SLAM roketindeki TORY-II'ye kıyasla önemli ölçüde azaldı; burada grafitten yapılmış radyal nötron reflektörü de dahil olmak üzere 2 metreye kadar çıktı.
  SLAM roketinin şeması. Tüm sürücüler pnömatiktir, kontrol ekipmanı radyasyon azaltıcı bir kapsülün içine yerleştirilmiştir.

  0,4-0,6 metre çapında bir reaktör kurmak mümkün mü? Temelde minimal bir reaktör olan Pu239 domuzuyla başlayalım. İyi örnek Böyle bir konseptin uygulanması, U235'i kullanan Kilopower uzay reaktörüdür. Reaktör çekirdeğinin çapı sadece 11 santimetredir! Plütonyum 239'a geçersek çekirdeğin boyutu 1,5-2 kat daha düşecek.
  Artık zorlukları hatırlayarak minimum boyuttan gerçek bir nükleer hava jet motoruna doğru adım atmaya başlayacağız. Reaktörün boyutuna eklenecek ilk şey reflektörün boyutudur; özellikle Kilopower BeO'da boyutu üç katına çıkar. İkincisi, U veya Pu boşluklarını kullanamayız - bunlar sadece bir dakika içinde hava akışında yanacaklardır. Örneğin 1000 C'ye kadar anında oksidasyona dirençli inkaloydan veya olası bir seramik kaplamaya sahip diğer nikel alaşımlarından bir kabuğa ihtiyaç vardır. Çekirdeğe büyük miktarda kabuk malzemesinin eklenmesi, gerekli nükleer yakıt miktarını aynı anda birkaç kez artırır - sonuçta, çekirdekteki nötronların "verimsiz" emilimi artık keskin bir şekilde arttı!
  Üstelik U veya Pu'nun metal formu artık uygun değil; bu malzemelerin kendisi refrakter değil (plütonyum genellikle 634 C'de erir) ve ayrıca metal kabukların malzemesiyle etkileşime girerler. Yakıtı UO2 veya PuO2'nin klasik formuna dönüştürüyoruz - çekirdekteki malzemenin bu kez oksijenle başka bir seyreltmesini elde ediyoruz.

  Son olarak reaktörün amacını hatırlayalım. İçine ısı vereceğimiz çok fazla hava pompalamamız gerekiyor. alanın yaklaşık 2/3'ü kaplanacak" hava tüpleri". Sonunda minimum çapÇekirdek 40-50 cm'ye kadar büyür (uranyum için) ve 10 santimetre berilyum reflektörlü reaktörün çapı 60-70 cm'ye kadar çıkar.

  Havadaki bir nükleer jet motoru, yaklaşık bir metre çapındaki bir rokete itilebilir, ancak bu, belirtilen 0,6-0,74 m'den radikal olarak daha büyük değildir, ancak yine de endişe vericidir.

  Öyle ya da böyle, nükleer enerji santrali ~birkaç megavatlık bir güce sahip olacak ve saniyede ~10^16 bozunmayla çalıştırılacak. Bu, reaktörün kendisinin yüzeyde onbinlerce röntgenden ve tüm roket boyunca bine kadar röntgenden oluşan bir radyasyon alanı yaratacağı anlamına gelir. Birkaç yüz kg'lık sektör koruması kurmak bile bu seviyeleri önemli ölçüde azaltmayacaktır çünkü Nötron ve gama ışınları havadan yansıyacak ve "korumayı atlayacak." Birkaç saat içinde böyle bir reaktör, birkaç (birkaç on) petabekerel aktiviteye sahip ~10^21-10^22 atomluk fisyon ürünleri üretecek ve bu, kapatıldıktan sonra bile reaktörün yakınında birkaç bin röntgenden oluşan bir arka plan oluşturacaktır. Roket tasarımı yaklaşık 10^14 Bq'ye kadar etkinleştirilecek, ancak izotoplar öncelikle beta yayıcılar olacak ve yalnızca Bremsstrahlung X-ışınları nedeniyle tehlikeli olacak. Yapının arka planı, roket gövdesinden 10 metre uzakta onlarca röntgene ulaşabiliyor.

  Tüm bu zorluklar, böyle bir füzenin geliştirilmesi ve test edilmesinin mümkün olmanın eşiğinde olduğu fikrini veriyor. Hepsini oldukça kapsamlı bir şekilde (radyasyon, sıcaklık, titreşim - ve tüm bunlar istatistik için) test etmek için bir dizi radyasyona dayanıklı navigasyon ve kontrol ekipmanı oluşturmak gerekir. Çalışan bir reaktörle yapılan uçuş testleri, yüzlerce terrabequerel'in birkaç petabecquerel'e salınmasıyla her an bir radyasyon felaketine dönüşebilir. Felaket durumları olmasa bile, tek tek yakıt elemanlarının basıncının düşmesi ve radyonüklitlerin salınması çok muhtemeldir.
  Tüm bu zorluklar nedeniyle Amerikalılar 1964 yılında SLAM nükleer motorlu roketten vazgeçtiler.

  Elbette Rusya'da bu tür testlerin yapılabileceği Novaya Zemlya test sahası hala var, ancak bu, üç ortamda nükleer silah testlerini yasaklayan anlaşmanın ruhuna aykırı olacaktır (yasak, atmosferin sistematik kirlenmesini önlemek için getirilmiştir ve radyonüklitli okyanus).

  Son olarak, Rusya Federasyonu'nda kimin böyle bir reaktör geliştirebileceğini merak ediyorum. Geleneksel olarak Kurchatov Enstitüsü (genel tasarım ve hesaplamalar), Obninsk IPPE (deneysel testler ve yakıt) ve Podolsk'taki Luch Araştırma Enstitüsü (yakıt ve malzeme teknolojisi) başlangıçta yüksek sıcaklık reaktörleriyle ilgileniyordu. Daha sonra NIKIET ekibi bu tür makinelerin tasarımına dahil oldu (örneğin, IGR ve IVG reaktörleri RD-0410 nükleer roket motorunun çekirdeğinin prototipleridir). Bugün NIKIET, reaktörlerin (yüksek sıcaklıkta gaz soğutmalı RUGK, hızlı reaktörler MBIR) tasarımı üzerinde çalışmalar yürüten bir tasarımcı ekibine sahiptir ve IPPE ve Luch sırasıyla ilgili hesaplamalar ve teknolojilerle ilgilenmeye devam etmektedir. Son yıllarda Kurchatov Enstitüsü nükleer reaktör teorisine daha fazla yöneldi.

  Özetlemek gerekirse, hava jet motorlu bir seyir füzesi ve nükleer enerji santrali yaratılmasının genel olarak yapılabilir bir iş olduğunu ancak aynı zamanda son derece pahalı ve karmaşık olduğunu, önemli miktarda insan ve insan gücü seferberliği gerektirdiğini söyleyebiliriz. finansal kaynaklar Bana öyle geliyor ki, duyurulan diğer tüm projelerden (Sarmat, Dagger, Status-6, Avangard) daha büyük ölçüde. Bu seferberliğin en ufak bir iz bırakmaması çok tuhaf. Ve en önemlisi, bu tür silahları elde etmenin faydalarının ne olduğu (mevcut taşıyıcıların geçmişine karşı) ve bunların radyasyon güvenliği sorunları, yüksek maliyet, stratejik silah azaltma anlaşmalarıyla uyumsuzluk gibi sayısız dezavantajdan nasıl daha ağır basabileceği tamamen belirsizdir. .

  Küçük boyutlu reaktör 2010'dan beri geliştiriliyor, Kiriyenko bunu Devlet Duma'sında bildirdi. Ay ve Mars'a uçuşlar için elektrikli tahrik sistemine sahip bir uzay aracına kurulacağı ve bu yıl yörüngede test edileceği varsayılmıştı.
  Açıkçası, benzer bir cihaz seyir füzeleri ve denizaltılar için kullanılıyor.

  Evet, bir nükleer motor takmak mümkün ve genel olarak Mach 3 hızında koç jetli bir seyir füzesi için eyaletlerde yıllar önce eyaletlerde yapılan 500 megavatlık bir motorun 5 dakikalık başarılı testleri bunu doğruladı. (Plüton Projesi). Tezgah testleri, açıktır (motora gerekli basınç/sıcaklıkta hazırlanmış hava "üflenmiştir"). Ama neden? Mevcut (ve öngörülen) balistik füzeler nükleer eşitlik için yeterlidir. Neden (“kendi insanlarımız” için) kullanılması (ve test edilmesi) potansiyel olarak daha tehlikeli bir silah yaratalım ki? Plüton projesinde bile böyle bir füzenin kendi bölgesi üzerinde önemli bir irtifada uçtuğu ve yalnızca düşman bölgesine yakın radar altı irtifalara indiği ima edilmişti. Malzeme sıcaklığı 1300 Celsius'un üzerinde olan, korumasız 500 megawatt'lık hava soğutmalı bir uranyum reaktörünün yanında olmak pek iyi değil. Doğru, bahsedilen roketler (eğer gerçekten geliştiriliyorlarsa) Plüton'dan (Slam) daha az güçlü olacaklar.
  Putin'in nükleer santralli en son seyir füzesini gösteren sunumunda yayınlanan 2007 tarihli animasyon videosu.
  
  Belki de tüm bunlar şantajın Kuzey Kore versiyonuna hazırlıktır. Biz tehlikeli silahlarımızı geliştirmeyi bırakacağız ve siz de üzerimizdeki yaptırımları kaldıracaksınız.
  Ne haftaydı, Çinli patron ömür boyu yönetim için bastırıyor, Rus patron ise tüm dünyayı tehdit ediyor.

2018 tatsız bir şeyle hatırlanacak: Dünya yine bu konuyu konuşuyor atom silahları ve askeri nükleer teknolojiler. İnsanlar bir kez daha balistik füzenin bize ulaşmasının ne kadar süreceğini, alarm durumunda nereye koşacağını, bomba sığınaklarının nasıl tasarlandığını ve nereye yerleştirildiğini, atom ve termonükleer yüklerin ne gibi zarar verici faktörlere sahip olduğunu düşünmeye başlıyor. Cevap verilecek bir şey var ve sonuçta tüm bunlardan kaçınılabilir mi? Popular Mechanics bu üzücü soruların bazılarına cevap vermeye çalışacak.

Nükleer iz

Her tarafı Amerikan üsleriyle çevrili olan SSCB'nin ABD topraklarına ulaşması sorunu, II. Dünya Savaşı'nın bitiminden hemen sonra ortaya çıktı. Nükleer silahlara sahip Amerikan ve İngiliz stratejik bombardıman uçakları, uluslararası teröristlere karşı efsanevi koruma sağlamak için değil, özellikle saldırı için konuşlandırıldı. Sovyetler Birliği. Klasik Sovyet bombardıman uçakları Sovyet havaalanlarından ABD topraklarına ulaşamıyordu; bunun için en az 16.000 km'lik bir menzil gerekiyordu. ABD topraklarındaki uzak hedefleri vurmak ve hava savunma alanlarını atlayacak uçuş rotasını özgürce seçmek için 25.000 km'lik bir menzil gerekiyordu. Yalnızca nükleer santralli uçaklar bunu süpersonik modda sağlayabilir.

Turbojet. atomik

Bugün bu tür projeler inanılmaz görünüyor, ancak 1950'lerin başlarında görev denizaltılara reaktör yerleştirmekten daha zor değildi: her ikisi de neredeyse sınırsız bir hareket alanı sağlıyordu. Uçak, Tupolev ve Myasishchev tasarım büroları tarafından, “özel motorlar” ise Arkhip Lyulka tasarım bürosu tarafından tasarlanmak üzere görevlendirildi.

368 nükleer silah Çin nüfusunun dörtte birini öldürmeyi hedefliyor (kaynak: Yeni York Times)

Nükleer reaktörlü (TRDA) bir turbojet motoru, tasarım açısından geleneksel bir turbojet motoruna (TRE) çok benzer. Yalnızca bir turbojet motorda, gazyağı yanması sırasında genleşen sıcak gazlar tarafından itme kuvveti yaratılıyorsa, o zaman bir turbojet motorda hava, reaktörden geçerken ısıtılır. Termal nötronları kullanan bir havacılık nükleer reaktörünün çekirdeği, ısıtılmış havanın geçişi için uzunlamasına altıgen kanallara sahip seramik yakıt elemanlarından oluşuyordu. Geliştirilmekte olan motorun tasarım itme kuvvetinin 22,5 ton olması gerekiyordu.Turbojet motor düzeni için iki seçenek dikkate alındı ​​- kompresör şaftının reaktörün dışına yerleştirildiği bir “külbütör kolu” ve burada “koaksiyel” olan. şaft reaktörün ekseni boyunca uzanıyordu. İlk durumda şaft yumuşak bir modda çalıştı, ikincisinde ise özel yüksek mukavemetli malzemeler gerekiyordu. Ancak koaksiyel versiyon daha küçük motor boyutları sağladı. Bu nedenle her iki tahrik sistemine sahip seçenekler aynı anda araştırıldı.

Bu tür motorların ana dezavantajı sözde Açık devre, Ne zaman atmosferik hava Doğrudan reaktörden geçtiğinde, egzoz havasında ciddi bir radyasyon kirliliği mevcuttu; bu, örneğin geleneksel bir uçuş güvertesi kullanma olasılığını ortadan kaldırıyordu. Kapalı, çok katmanlı 60 tonluk (!) bir kurşun kapsülün içine yerleştirilmesi ve makineyi televizyon ve radar ekranları aracılığıyla kontrol etmesi gerekiyordu. Böyle bir uçağın tahmini ağırlığı 250 tonu aşmalıydı Bombacıyı insansız bir versiyonda - bir tür dev seyir füzesi şeklinde - yapmak için mantıklı bir fikir ortaya çıktı. Ancak Hava Kuvvetleri projeyi desteklemedi: 1950'lerde otomatik sistemler kontrol ABD hava savunma sisteminin üstesinden gelebilecek manevra kabiliyeti sağlayamadı.

124 Nükleer Hedef ABD Nüfusunun Dörtte Birini Öldürecek (Kaynak: The New York Times)

Uzay römorkörü

Geçtiğimiz 70 yılda çok az şey değişti: Amerikan üsleri tarafından daha da yoğun bir şekilde kuşatılmış durumdayız, mükemmel otonom kontrol sistemleri yapmayı öğrenmemiz dışında ABD topraklarına erişim hala bir sorundur - Buran'ın inişi bunun kanıtıdır Bu. Ve 1950'lerde olduğu gibi atmosferde uzun süreli kıtalararası uçuş için nükleer motordan başka alternatif yok. Ve bu konu sadece bir sır değil, aynı zamanda süper bir sırdır. Ama yine de bazı şeyleri biliyoruz, bazı şeyleri tahmin edebiliyoruz.

En son kamuya açık veriler, bir "uzay römorkörü" için nükleer tahrik sisteminin tamamlanmamış tasarımından geliyor. Uzay reaktörü, yakın zamana kadar bu proje hakkında oldukça isteyerek bilgi paylaşan Keldysh Enstitüsü tarafından geliştirildi. Ancak birkaç yıl önce enstitünün temsilcileri bu konuyla ilgili gazetecilerle tüm iletişimi durdurdu; bu, daha önce "barışçıl alan" için yürütülen çalışmanın barışçıl olmayan bir çalışmaya dönüştüğünün doğrudan bir işareti. Ama daha önce bir şeyi öğrenmeyi başardık.

Örneğin, bir nükleer jet motoru (NRE) reaktöründe, karbürlerden - uranyum, tungsten ve niyobyumun karbonlu bileşikleri - oluşan benzersiz bir yakıt kullanıldı. Bu da yaklaşık 2500 derecede eriyen klasik uranyum oksitin izin verilen sıcaklıkları açısından çok önde olmamızı sağladı. Bu yakıt, hidrojen ortamında iyi çalıştı, ancak karbürlerin hidrojenle kimyasal reaksiyonlarını bastırmak için heptanın eklenmesi gerekiyordu. Ancak birkaç bin dereceye kadar ısıtılan hava gibi oksitleyici bir ortamda (ve nükleer seyir füzemiz atmosferde uçar), karbürler çalışamayacaktır: karbon oksijen tarafından oksitlenecek ve geri kalan metaller eriyecek ve soğutma sıvısı akışıyla birlikte uçup gider. Bu yakıt çubuklarını üreten Podolsk NPO Luch, yakıt çubuklarını metalik niyobyum ile kaplamayı öğrendi; bu, bu yakıtın stabil olduğu farklı ortamların listesini genişletti, ancak nükleer tahrik motorlarında ihtiyaç duyulan sıcaklıklarda niyobyum oksijenle reaksiyona girerek oluşur. bir oksittir ve yakıtı da koruyamaz. Belki tantal ve hafniyum alaşımı bu koşullar altında oldukça kararlı olabilir, ancak hafniyum nötronları güçlü bir şekilde emer ve bu da reaktör tasarımını zorlaştırır.

Sonuç olarak, nükleer tahrik motoru doğrudan atmosferde uçuş için bir motora dönüştürülmez. Her ne kadar pek çok fikir ödünç alınabilse de, bunlar çeşitli küçük boyutlu ve uzay reaktörlerinde ortaktır. Örneğin, berilyumdan yapılmış bir yan nötron reflektörüne gömülü döner tambur formundaki reaktör kontrolleri. Yaklaşık olarak aynı şema, Sovyet uzay nükleer santralleri Buk ve Topaz'da ve yine Dünya dışında kullanılması amaçlanan bazı Amerikan reaktörlerinde kullanıldı. Ve yakıtın, dünyadaki çoğu reaktörde olduğu gibi, büyük olasılıkla oksit olması gerekecek. Her halükarda “uzay römorkörü”nün üzerine gizlilik perdesi düşene kadar Keldysh ekibi bu nükleer santralde oksit yakıt kullanmayı planlıyordu.

Hızlı ve yavaş nötronlar

Ancak bazı nedenlerden dolayı uzman olmayanlar oybirliğiyle seyir füzesi motorunun temelinin hızlı bir nötron reaktörü olması gerektiğine karar verdi. Açıklama basit: cihazın kompaktlığı adına, yüksek derecede zenginleştirilmiş nükleer yakıt kullanılması gerekir ve daha sonra moderatöre gerek yoktur, çünkü uranyum-235'in fisyon kesitini arttırır ve yakalama üzerinde çok az etkisi olur. uranyum-238'in kesiti. Ayrıca yavaş nötronlar moderatörle aynı sıcaklıktadır, bu da reaktör içindeki sıcaklıkla birlikte enerjilerinin de artması anlamına gelir ve bu da faydalarını azaltır. Gerçekten de, uzayın en büyük reaktörü olan Buk, hızlı nötronlarla çalışıyordu ve onun halefi olan Topaz, ara nötronlarla çalışıyordu. Bununla birlikte, bir termal nötron reaktörü daha az kompakt olamaz: bir zirkonyum hidrit moderatörü, Sovyet nükleer tahrik motorunda uygulanan yarım metreden daha az çekirdek çapına sahip bir reaktör oluşturmayı mümkün kılar. Sıcaklığı azaltmak için moderatörün ayrı bir soğutucu akışıyla soğutulması gerekir, böylece yavaş nötronların tüm avantajlarından yararlanılabilir. Ek olarak, termal bir nötron reaktöründe çok egzotik bir izotop olan amerikyum-242m kullanılabilir. Bu izotopun üretimi henüz kurulmamış olmasına rağmen, organize edilmesi, kullanılmış nükleer yakıtta kendi başına biriken yarı efsanevi kaliforniyum - amerikyum-241'in üretimini organize etmekten çok daha kolaydır ve oldukça basit bir şekilde izole edilebilir. yöntemler. kimyasal reaksiyonlar(ve örneğin bazı duman dedektörlerinde kullanıldığı için seçilmiştir). Amerikayum-241 oksitten tabletleri sıkıştırırsanız ve bunları hızlı bir nötron reaktörüne (aynı BN-800) yüklerseniz, o zaman yeterli miktarda amerikan-242m'yi hızlı bir şekilde biriktirebilirsiniz. İsminin sonundaki harf, uyarılmış durumdaki bir nükleer izomer olduğu anlamına gelir. Gerçek şu ki, çekirdekleri en düşük enerji durumunda olan sıradan amerikan-242'nin yarı ömrü yalnızca 16 saattir ve 242m çekirdeğinin yarı ömrü 140 yıl kadardır. Neden gerekli? Zirkonyum hidrit moderatör ile kritik kütlesi 50 gramdan azdır! Buna göre, üzerindeki reaktörün çapı (reflektörsüz) 10 cm civarında olacak.Bu tür bir reaktörün, su moderatörlü olmasına rağmen tıpta nötron yakalama terapisi için kullanılması önerildi. Ancak bir seyir füzesi reaktöründe kesinlikle bulunmayacak şey uç nötron reflektörleridir. Onlara yer kalmadı: Bir tarafta hava girişi, diğer tarafta bir ağızlık bulunmalıdır.

Yeniden yapılanma

Gizliliğe rağmen motorun yaklaşık görünümü hayal edilebilir. Ancak, nükleer uçakların ilk gelişim dalgasının meydana geldiği geçen yüzyılın 60'lı yıllarından bu yana değişmedi - o zaman bile tüm planlar açıktı. Temel olarak iki farklı sınıfa ayrılırlar - reaktördeki havanın doğrudan ısıtılması ve hava ile reaktör arasında bir ara soğutucu ve ısı eşanjörü olduğunda dolaylı ısıtma ile. İkinci şema çok daha temizdir çünkü fisyon ürünleri havaya girmez, ancak birincisi tek kullanımlık insansız araçlar için de uygundur.

Nükleer turbojet motoru

NB-36 ve Tu-95LL nükleer uçaklarıyla ilk deneyler sırasında hava pervanesi henüz konumlarından vazgeçmedi, ancak şimdi hızı ses altı seviyeyle sınırlandıran açık bir anakronizm olacaktır. Beş yıl içinde tasarlanan tüm nükleer uçaklar tamamen jet uçaklarına dönüştü. Başkanlık adresindeki video, geleneksel bir katı yakıtlı roket motoru kullanılarak yerden fırlatılan bir füzeyi gösteriyordu ki bu mantıklı: nükleer motorumuz fisyon parçalarını doğrudan havaya fırlatmasa bile, gama radyasyonunu tamamen korumak imkansızdır. çalışan bir reaktör; koruma çok ağır olacaktır. Bu, reaktörün şu saatte başlatılması gerektiği anlamına gelir: yüksek irtifa- en az birkaç kilometre uzakta. Daha sonra havanın kendisi radyasyonu emecektir. Ve eğer uçak zaten yükseklikte ve süpersonik hıza hızlandırılmış durumdayken, ramjet motoruyla bir sürdürülebilirlik aşaması inşa etmek daha doğrudur. S.A. Lavochkin'in önderliğinde tasarlanan ve bir zamanlar sınırlarımızın savunucusu olarak anılma hakkı için R-7 ile yarışan Burya seyir füzesi kabaca böyle çalıştı. Sonra seyir füzesi kaybetti: hava savunması gözlerimizin önünde geliştiriliyordu, ancak füze savunması yalnızca kağıt üzerinde mevcuttu ve çoğu, bir balistik füzeyi önlemenin fizibilitesinden şüphe ediyordu. Artık durum değişti: hava savunması ve füze savunması tek bir tespit ve müdahale araçları kompleksine dönüştü ve onu aldatmanın tek bir yolu var - manevra yapmak. Bu aynı zamanda balistik füzeler için de geçerlidir. olası yol, ancak çok enerji tüketir çünkü roket fırlatıldıktan hemen sonra tüm yakıtını yakar ve atmosferde manevra yapmak ancak menzili azaltarak mümkündür.

Nükleer ramjet motoru

Burası nükleer motorun ikinci bir şans yakaladığı yer. Elbette reaktörün bir kaynağı var ve reaktör için gereksinimler ne kadar katı olursa, bu kaynak o kadar az olur. Ancak Buk'un bile birkaç ay süren sürekli çalışmayı aşan bir hizmet ömrü vardı ve bir seyir füzesinin dolaşması için en fazla birkaç güne ihtiyacı var Toprak rota boyunca füzesavar rampalarından mümkün olduğunca uzağa. Açıkça bir silah olduğuna göre kiyamet gunu Ekonomik gereksinimler “uzay römorkörü” ile karşılaştırıldığında bile ikinci planda kalıyor. Bu, yakıt çubuklarının iridyum veya altınla kaplanabileceği anlamına gelir.

Bir oğlan var mıydı?

Peki bu mümkün mü? Sonuçta, nükleer reaktörlü bir roketin boyutlarının geleneksel uzun menzilli seyir füzesinin (X-101 veya aynı "Kalibre") boyutlarını aşmayacağına söz verildi. Bu tek koşulun, ısı eşanjörlerinin başlangıçta kullanılma olasılığını ortadan kaldırdığını hesaplamak kolaydır. Her ne kadar böyle bir gazdan gaza ısı eşanjörü ısı akışları atmosferik oksijen kullanan bir uzay uçağı projesi SABRE'nin gösterdiği gibi, prensip olarak bunu uygulayabiliriz; 533 mm çapa sığmayacaktır. Bu, ısıtmanın yalnızca doğrudan olabileceği ve egzozun oldukça radyoaktif olacağı anlamına gelir. Dolayısıyla bu motorda türbin veya kompresör bulunmaması ihtimali bire yakındır. Ramjet motoru, 3-3,5 M aralığında bir uçuş hızı uygular. En hızlı uçak SR-71A veya Storm seyir füzesi ile hemen hemen aynıdır. Ancak "Fırtına" 15-18 km yükseklikte hedefe giderse ve hedefin önünde 35 km'de bir "kayma" yaparak uçaksavar manevrası yaparsa, görünüşe göre mevcut füze de gidecek kendi bölgenize radyasyon bulaştırmamak için yaklaşık 20 km yükseklikte hedefe (sonuçta, darbe alışverişinden sonra bile, bir şekilde eski haline dönmeniz gerekecek) sıradan hayat), ancak hedefin önünde muhtemelen alçalması ve son derece düşük bir irtifada hava savunmasını aşması, araziyi süpürmesi gerekecek. Üzerinde pilot bulunmayacağı için bu işlem 20 g ve üzeri ivmelerle yapılabilecek.

Buradaki özet çok basit. Eğer bu füze gerçekten varsa ve hakkında yayınlanan veriler doğruysa, o zaman buna rağmen en yüksek derece gizlilik konusunda pek çok şey söyleyebiliriz:

• katı yakıtlı üst kademeyi doğru bir şekilde kullanır ve reaktörü yüksek irtifa ve hızda fırlatır;
• uzay reaktörleri ve nükleer roket motorları için geliştirilen teknolojilerin birçoğunu kesinlikle kullanıyor; bunlar arasında çekirdeğin dışına yerleştirilmiş düzenleyicilerin, bir berilyum reflektörün, belki bir zirkonyum hidrit moderatörün, belki de oksidasyona karşı koruma sağlayacak bir şeyle kaplanmış karbür nükleer yakıtın kullanımı da var;
• Sürdürücü aşaması büyük olasılıkla doğrudan ısıtmalı bir ramjet motoru kullanıyor ve bu, Çevre sistemiyle (olduğu gibi) son çare olarak kullanılması dışında kullanılmasını engelliyor. Sovyet sistemi Amerikalıların "lakaplı" dediği Ölü bir el tarafından»);
• yörüngenin çoğundaki uçuş hızı yaklaşık 3 M olmalı ve menzili "topun etrafında" yaklaşık iki kat olmalıdır;
• Geleneksel kimyasal yakıt kullanan balistik füzelerin yerini alacak kadar çok sayıda üretilmeleri pek mümkün değil.

Geçtiğimiz yılın sonlarında Rus Stratejik Füze Kuvvetleri, daha önce varlığının imkansız olduğu düşünülen tamamen yeni bir silahı test etti. Askeri uzmanların 9M730 olarak adlandırdığı nükleer enerjili seyir füzesi, Başkan Putin'in konuşmasında bahsettiği yeni silahın tam olarak aynısı. Federal Meclis. Füze testinin Novaya Zemlya test sahasında yaklaşık olarak 2017 sonbaharının sonlarında gerçekleştirildiği iddia ediliyor, ancak kesin veriler yakın zamanda açıklanmayacak. Roket geliştiricisinin aynı zamanda Novator Deneysel Tasarım Bürosu (Ekaterinburg) olduğu da tahmin ediliyor. Yetkili kaynaklara göre füze hedefi normal modda vurdu ve testler tamamen başarılı sayıldı. Ayrıca, nükleer enerji santrali ile yeni bir roketin fırlatıldığına dair iddia edilen fotoğraflar (yukarıda) ve hatta Il-976 LII Gromov'un test sahasının hemen yakınında beklenen test zamanında varlığına ilişkin dolaylı onay Rosatom markalı laboratuvar yazısı medyada yer aldı. Ancak daha da fazla soru ortaya çıktı. Füzenin sınırsız menzilde uçma kabiliyeti beyanı gerçekçi midir ve bu nasıl elde edilir?

Nükleer santralli bir seyir füzesinin özellikleri

Uzunluk
- ana sayfa- en az 12 metre,
- yürüyen- en az 9 metre,

Roket gövde çapı- yaklaşık 1 metre,
Kasa genişliği- yaklaşık 1,5 metre,
Kuyruk yüksekliği- 3,6 - 3,8 metre

Rus nükleer enerjili seyir füzesinin çalışma prensibi

Gerçek şu ki Putin'e göre füzenin neredeyse sınırsız uçuş menzili var. Bu elbette füzenin yıllarca uçabileceği anlamına gelmez, ancak uçuş menzilinin modern seyir füzelerinin uçuş menzilinden kat kat daha fazla olduğunun doğrudan göstergesi olarak kabul edilebilir. Göz ardı edilemeyecek ikinci nokta da beyan edilen sınırsız uçuş menzili ve buna bağlı olarak seyir füzesi güç ünitesinin çalışmasıyla ilgilidir. Örneğin Kurchatov, Keldysh ve Korolev tarafından geliştirilen RD-0410 motorunda test edilen heterojen bir termal nötron reaktörünün test ömrü yalnızca 1 saatti ve bu durumda böyle bir reaktörün sınırsız uçuş menzili olamaz. nükleer enerjili seyir füzesi konuşması.

Bütün bunlar, Rus bilim adamlarının, çok ekonomik bir tüketim kaynağına sahip olan, bir maddenin ısıtmak ve daha sonra nozuldan fırlatmak için kullanıldığı, tamamen yeni, daha önce düşünülmemiş bir yapı konsepti önerdiğini gösteriyor. uzun mesafeler. Örnek olarak, bu, çalışma kütlesinin atmosferik hava olduğu, kompresörler tarafından çalışma kaplarına pompalanan, bir nükleer tesis tarafından ısıtılan ve daha sonra nozullardan dışarı atılan tamamen yeni tipte bir nükleer hava soluyan motor (NARE) olabilir. .

Ayrıca Vladimir Putin'in duyurduğu nükleer enerjili seyir füzesinin de olduğunu belirtmekte fayda var. güç ünitesi hava savunma ve füze savunma sistemlerinin aktif bölgelerinin etrafında uçabildiği gibi, hedefe giden yolu alçak ve ultra alçak irtifalarda tutabilmektedir. Bu da füzenin düşman elektronik harp sistemlerinin yarattığı müdahalelere karşı dayanıklı arazi takip sistemleriyle donatılmasıyla mümkün olabiliyor.

Bugün, 29 Ağustos, Kaliforniya, ABD'deki bir hava üssünde en yeni sır Amerikan teknolojisi- Delta IV casus uydusu. Nesne, insanlık tarihinin en güçlü roketidir. Yüksekliği 71 metre, motor performansı 17 milyon At gücü ve canavarın bir kez fırlatılması Amerika Birleşik Devletleri'ne bir milyon dolara mal oldu.

Kaynak: dailymail.co.uk

Amerika'nın dünya örgütlerine ve onların büyük ölçekli etkinliklerine karşı her zaman özel bir tutumu olmuştur. Bu nedenle, dünyanın en güçlü roketinin sahipleri, onu Nükleer Testlere Karşı Uluslararası Eylem Günü olan 29 Ağustos'ta fırlatmaya karar verdi. Komik olan şu ki, Devletler Delta IV'ün geliştirilmesinin, inşasının ve fırlatılmasının amacının ne olduğunu hiçbir zaman kabul etmediler.

Kaynak: dailymail.co.uk

Erkeklere yönelik çevrimiçi dergi MPORT, süper güçlü silahlara sahip olanın yalnızca ABD olmadığını hatırlıyor. Dünyada kıtalararası balistik füzelere sahip olan daha birçok ülke var. Dünya gezegeninin barışçıl bir sakini olarak en çok neden korkmanız gerektiğini öğrenin?

En mobil - Topol-M

Kaynak: waronline.com

Üretici - Rusya, ilk lansmanı 1994 yılında yapıldı. Fırlatma ağırlığı - 46 buçuk ton. Rus nükleer silahlarının temeli olarak kabul ediliyor.

En korunan - Yars RS-24

Kaynak: waronline.com

Üretici - Rusya, ilk lansman - 2007'de. Uçuş menzili - 11 bin kilometre. Topol-M'den farklı olarak birden fazla savaş başlığı var. Yars, savaş başlıklarına ek olarak, düşmanın onu tespit etmesini ve engellemesini çok daha zorlaştıran bir dizi füze savunması delme kabiliyeti de taşıyor. Bu yenilik, RS-24'ü küresel Amerikan füze savunma sisteminin konuşlandırılması bağlamında en başarılı savaş füzesi haline getiriyor. Hatta onu bir demiryolu vagonuna bile yerleştirebilirsiniz.

En ağır - R-36M Şeytan

Kaynak: waronline.com

İlk lansman - 1970, ağırlık - 211 ton, uçuş menzili - 11.200 - 16.000 kilometre. Silolarda bulunan füze sistemleri, tanımı gereği çok hafif olamaz. Şeytan tüm ağır sıkletlerin rekorunu kırdı.

En doğru - Trident II D5

Kaynak: waronline.com

Üretici - ABD, ilk kez 1987'de piyasaya sürüldü. Ağırlık - 58 ton, uçuş menzili - 11.300 kilometre. Trident denizaltı tabanlıdır ve sertleştirilmiş ICBM silolarını ve sertleştirilmiş komuta direklerini son derece hassas bir şekilde vurabilme kapasitesine sahiptir.

En hızlısı - Minuteman LGM-30G

Kaynak: waronline.com

Üretici - ABD, ilk lansman - 1966. Roketin kütlesi 35 buçuk tondur. Menzil - 13.000 kilometre. Bu füzenin dünyadaki en hızlı ICBM'lerden biri olduğuna inanılıyor ve uçuşun terminal aşamasında saatte 24 bin kilometreden fazla hıza çıkabiliyor.

En gelişmiş - MX (LGM-118A) Barış Muhafızı

Kaynak: waronline.com

Üretici - ABD, ilk kez 1983'te piyasaya sürüldü. Ağırlık - 88,44 ton, uçuş menzili - 9600 kilometre. Ağır kıtalararası balistik füze Peacemaker sadece bunun somut örneğidir son teknolojiler. Örneğin kompozit malzemelerin kullanımı. Aynı zamanda daha yüksek bir isabet doğruluğuna sahiptir ve özellikle karakteristik olan, füzenin nükleer koşullar altında "hayatta kalma kabiliyetini" arttırmıştır.

İlki - R-7

Rusya'nın gelişmiş nükleer güçle çalışan Burevestnik seyir füzesinin prototiplerini uçuş testi yapmaya hazırlandığı bildiriliyor. Bakanlık, nükleer savaş başlığı taşıyan, neredeyse sınırsız menzile sahip gizli bir seyir füzesinin, hem füze savunması hem de hava savunmasının mevcut ve gelecekteki tüm sistemlerine karşı dayanıklı olduğunu belirtti.

TASS-DOSSIER editörleri tarafından hazırlanan referans malzemesi seyir füzelerinde nükleer motor kullanımına yönelik projeler hakkında.

Nükleer motorlar

Nükleer motorların havacılık ve uzay bilimlerinde kullanılması fikri, kontrollü atomik reaksiyon teknolojisinin yaratılmasından kısa bir süre sonra 1950'lerde ortaya çıktı. Böyle bir motorun avantajı, uçuş sırasında neredeyse hiç tüketilmeyen kompakt bir yakıt kaynağında uzun çalışma süresidir, bu da sınırsız uçuş menzili anlamına gelir. Dezavantajları, o zamanın nükleer reaktörlerinin büyük ağırlığı ve boyutları, yeniden şarj edilmesinin zorluğu ve biyolojik koruma sağlama ihtiyacıydı. servis personeli. 1950'lerin başından bu yana, SSCB ve ABD'deki bilim adamları bağımsız olarak farklı türde nükleer motor yaratma olasılığını incelediler:

• nükleer ramjet motoru (NRJE): içinde, hava girişinden giren hava reaktör çekirdeğine girer, ısınır ve nozülden dışarı atılarak gerekli itme kuvvetini yaratır;
• nükleer turbojet motoru: benzer bir şemaya göre çalışır, ancak hava, reaktöre girmeden önce bir kompresör tarafından sıkıştırılır;
• nükleer roket motoru: itme kuvveti, reaktörün çalışma sıvısını, hidrojeni, amonyağı, diğer gazları veya sıvıları ısıtmasıyla oluşturulur ve bunlar daha sonra nozüle atılır;
• nükleer darbe motoru: jet itme kuvveti, değişen nükleer patlamalar tarafından yaratılır düşük güç;
• elektrikli jet motoru: reaktör tarafından üretilen elektrik, çalışma sıvısını plazma durumuna ısıtmak için kullanılır.

Seyir füzeleri ve uçaklar için en uygun motorlar ramjet veya turbojet motorudur. Seyir füzesi projelerinde geleneksel olarak ilk seçeneğe tercih ediliyor.

SSCB'de, nükleer bir ramjet motorunun oluşturulmasına yönelik çalışmalar, Mikhail Bondaryuk liderliğinde OKB-670 tarafından gerçekleştirildi. Nükleer güçle çalışan jet motorunun, 1954'ten bu yana Semyon Lavochkin liderliğinde OKB-301 tarafından tasarlanan Burya kıtalararası seyir füzesini (ürün 375) değiştirmesi amaçlandı. Roketin fırlatma ağırlığı 95 tona ulaştı, menzilinin 8 bin km olması gerekiyordu. Ancak 1960 yılında, Lavochkin'in ölümünden birkaç ay sonra "geleneksel" Burya seyir füzesi projesi kapatıldı. Nükleer tahrikli jet motoruna sahip bir roketin yaratılması hiçbir zaman ön tasarımın kapsamının ötesine geçmedi.

Daha sonra, OKB-670 uzmanları (Krasnaya Zvezda Tasarım Bürosu olarak yeniden adlandırıldı) uzay ve balistik füzelerle mücadele için nükleer roket motorları oluşturmaya başladı, ancak projelerin hiçbiri test aşamasına gelmedi. Bondaryuk'un ölümünden sonra havacılık nükleer motorları üzerindeki çalışmalar neredeyse durduruldu.

Onlara ancak 1978'de, Isıl Süreçler Araştırma Enstitüsü'nde eski Krasnaya Zvezda uzmanlarından ramjet motorları üzerinde çalışan bir tasarım bürosu kurulduğunda geri verildi. Gelişmelerinden biri, Burya'ya kıyasla daha kompakt bir seyir füzesi için nükleer bir ramjet motoruydu (fırlatma ağırlığı 20 tona kadar). Medyanın yazdığı gibi, “araştırmalar gösterdi ki temel olasılık projenin uygulanması." Ancak testleri bildirilmedi.

Tasarım bürosu 2004 yılına kadar çeşitli isimler altında (NPVO "Plamya", OKB "Plamya-M") mevcuttu ve ardından kapatıldı.

ABD deneyimi

1950'lerin ortalarından bu yana, Kaliforniya'daki Livermore Radyasyon Laboratuvarı'ndaki bilim adamları, Pluto Projesi'nin bir parçası olarak, süpersonik bir seyir füzesi için nükleer bir ramjet motoru geliştiriyorlar.

1960'ların başında, nükleer enerjiyle çalışan jet motorlarının birkaç prototipi oluşturuldu ve bunlardan ilki Tory-IIA, Mayıs 1961'de test edildi. 1964 yılında, beş dakika çalışabilen, yaklaşık 500 MW'lık bir termal güç ve 16 tonluk bir itme kuvveti gösteren, motorun yeni bir modifikasyonu olan Tory-IIC üzerinde testler başladı.

Ancak proje kısa sürede kapatıldı. Geleneksel olarak hem ABD'de hem de SSCB'de bunun nedeninin, düşman topraklarına nükleer savaş başlıkları taşıyabilen kıtalararası balistik füzelerin başarılı bir şekilde yaratılması olduğuna inanılıyor. Bu durumda kıtalararası seyir füzeleri rekabete dayanamadı.

Rusya'da

1 Mart 2018'de Rusya Federasyonu Federal Meclisi'ne bir mesajla konuşan Rusya Devlet Başkanı Vladimir Putin, 2017'nin sonunda Merkezi eğitim sahasında Rusya Federasyonu Uçuş menzili "neredeyse sınırsız" olan en yeni nükleer motorlu seyir füzesi başarıyla test edildi. Geliştirilmesi, ABD'nin Aralık 2001'de 1972 Anti-Balistik Füze Anlaşması'ndan çekilmesinden sonra başladı. Roket, Savunma Bakanlığı'nın internet sitesinde yapılan açık oylamanın sonuçlarına göre 22 Mart 2018'de "Burevestnik" adını aldı.