?

Log in

No account? Create an account

Научно-популярно о космосе и астрономии

Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
Сенсационные военные технологии для космонавтики будущего
lozga
Во вчерашнем послании Федеральному Собранию Владимир Путин обнародовал сенсационную информацию о российских военных проектах. И самое замечательное в них то, что, помимо решения сегодняшней задачи предотвращения ядерного конфликта, реализованные технологии могут очень серьезно помочь космонавтике будущего.

01.jpeg
Ту-22М3М с ракетами Х-32, фото interpolit.ru

Возвращение "Плутона"?


Главной новостью, на мой взгляд, стал анонс крылатой ракеты с ядерной силовой установкой.



Технически атомная силовая установка на крылатой ракете может быть реализована в одном из двух вариантов. В первом случае реактор вырабатывает электричество, которое передается на двигатель, вращающий лопасти, приводящие ракету в движение. Во втором случае используется воздушно-реактивный двигатель - воздух подается в реактор, нагревается там и выбрасывается наружу, создавая тягу. Можно ли определить, какой из вариантов выбрали?

02.jpeg
Кадр из видео

Если этот кадр с записи реального полета, что весьма вероятно, учитывая визуальную разницу с простой компьютерной графикой в других частях видео, то конструкторы воплотили второй вариант - вентилятор с электродвигателем дымить не должен. И, получается, что на новом технологическом уровне возрождается проект шестидесятилетней давности.

03.jpeg
SLAM, рисунок Damon Moran, перевод topwar.ru, полный размер

С 1955 по 1964 в США разрабатывалась сверхзвуковая низковысотная ракета SLAM с ядерным прямоточным воздушным двигателем. Она создавалась, чтобы дополнить флот бомбардировщиков и выступить в качестве возможной альтернативы еще только проектирующимся межконтинентальным баллистическим ракетам. В SLAM собирались воплотить сразу несколько передовых на тот момент технологий. Чтобы не попасть на экраны радаров, ракета должна была двигаться на малой высоте. Система наведения была бы защищена от помех тем, что должна была работать полностью автономно по карте рельефа. А перехват затрудняло бы движение со сверхзвуковой скоростью. Обычное топливо на полет в таком режиме расходовалось бы очень быстро (вспомните, что наиболее экономичным является движение на дозвуковой скорости и большой высоте, как летают пассажирские лайнеры), нужно было искать двигатель с большей автономностью. И в качестве такого предложили использовать ядерный воздушно-реактивный двигатель. Получившаяся конструкция имела бы сразу несколько поражающих факторов. Основной полезной нагрузкой предполагались 16 термоядерных зарядов мощностью в одну мегатонну, сбрасываемых над целями, определенными в программе полета. Кроме того, движение на сверхзвуке и малой высоте порождало ударную волну, повреждающую все, находящееся по маршруту. Выхлоп двигателя был радиоактивен, и сам реактор заметно "фонил", дополнительно заражая местность. Ну и, наконец, после выполнения программы и сброса всех бомб, ракета должна была разбиться в стратегической точке, разбросав там высокоактивные обломки реактора.

Для создания двигателя в 1957 году стартовал проект "Плутон". Для того, чтобы двигатель мог работать, пришлось решить множество сложных задач, например, на рабочей температуре в 1400 градусов существующие сплавы становились слишком непрочными, пришлось научиться использовать керамику с бериллием и цирконием. Материалы работали на пределе, например, температура самовоспламенения элементов реактора была всего на 150° выше его рабочей температуры. В 1961 году первый вариант двигателя Tory-IIA успешно проработал несколько секунд.

04.jpeg
Tory-IIA, фото Федерального правительства США/Wikimedia Commons

В 1964 году версия Tory-IIC успешно проработала пять минут на полной мощности в 513 мегаватт. Для симуляции условий сверхзвукового полета пришлось собрать отдельную установку и подавать в реактор воздух, предварительно нагретый до 500 градусов и сжатый до 20 атмосфер.

05.jpeg
Tory-IIC, фото Федерального правительства США/Wikimedia Commons

Но дальше проект застопорился сразу по нескольким причинам. Прежде всего, даже несмотря на то, что выхлоп двигателя оказался менее радиоактивным, чем ожидалось, сложно было найти подходящий район для испытаний. Также, за прошедшие годы были освоены межконтинентальные баллистические ракеты, которые оказались проще, дешевле и чище SLAM. Ну и, наконец, политики посчитали проект слишком провокационным и не захотели, чтобы СССР в ответ создал аналогичные ракеты. В итоге летом 1964 проект закрыли. Но его наработки не пропали - система наведения по карте местности стала стандартом для крылатых ракет, а созданные материалы пригодились при решении других задач.

Вернемся в современность. По сравнению с реакторами Tory российская разработка поражает своей компактностью. Владимир Путин сравнил размер ракеты с X-101, которая по открытой информации имеет диаметр 74 см. Для сравнения, реактор SLAM имел диаметр полтора метра. Также, начальная масса Х-101 оценивается в 2 тонны, а SLAM - в 20 тонн.

Радиоактивный выхлоп делает невозможным применение подобных ракет вне сценария глобальной ядерной войны, когда на экологию уже будет всем наплевать, но в космосе компактный реактор будет крайне полезен. Например, можно взять с собой рабочее тело и получить верхнюю ступень с высоким удельным импульсом, аналогичную NERVA или РД-0410. Поскольку ядерный реактор до пуска является достаточно чистым, его можно ставить на существующие ракеты, оснащать оболочкой на случай аварии и включать уже в космосе. Далее, становятся реальными концепции аппаратов, летающих в атмосфере других небесных тел. Например, существует проект MITEE (MIniature ReacTor EnginE - миниатюрный атомный двигатель) для полетов в атмосфере Юпитера. До сегодняшнего дня это была чисто бумажная идея, но теперь оказалось, что у человечества есть двигатель, потенциально пригодный для такого межпланетного зонда.

06.jpeg
Слайд из презентации MITEE, источник

Пара слов о гиперзвуке


Три других проекта касались гиперзвуковых аппаратов - боеголовки для межконтитентальной баллистической ракеты "Сармат", маневрирующей боеголовки "Авангард" и авиационного комплекса "Кинжал".



Развитие этих систем говорит о том, что законы движения на гиперзвуковой скорости становятся все более понятными. И эти знания приближают создание гиперзвуковых нижних ступеней, аналогичных нереализованному советскому проекту "Спираль", и возрождение концепции ракет-носителей воздушного старта.

Заключение


Первые спутники запускали минимально переделанные боевые ракеты - межконтинентальная баллистическая ракета Р-7 у СССР и носитель Juno, собранный на базе ракеты средней дальности Redstone и военных ракет Sergeant, в США. Секретные сегодня военные технологии через 10-20-30 лет станут доступны для гражданского применения и будут двигать в том числе и космический прогресс человечества.


Я в социальных сетях:
Вконтакте, Facebook, Twitter, Instagram, YouTube

attentioneer.jpg

Записи из этого журнала по тегу «мирный космический атом»


promo lozga november 4, 2014 17:00
Buy for 20 tokens
Привет! Добро пожаловать в блог, посвященный популяризации космонавтики, астрономии, и, шире, науки и прогресса человечества. Если вы зашли ко мне впервые, рекомендую почитать длинные серии постов по тегам: Серия "Незаметные сложности космической техники". Рассказы о том, как и почему ракеты и…

Вы что серьезно, ядерная силовая установка?
Я понимаю что вы на зарплате, но так-то гнать зачем, вас не только дураки читают.

Да-да, там опечатка, не ядерная, а ядреная, а вот секретное фото со стартовой площадки.

(Скрытый комментарий)
(Скрытый комментарий)
Господа, прошу оставаться в рамках приличий.

(Скрытый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
"Можно ли определить, какой из вариантов выбрали?"

Практически гарантированно второй. Первый имеет смысл для самолета, возможно - для БПЛА, но не для одноразовой ракеты.

"Радиоактивный выхлоп делает невозможным применение подобных ракет вне сценария глобальной ядерной войны, когда на экологию уже будет всем наплевать, "

Не обязательно. SLAM с ее Pluto использовала реактор открытого типа, т.е. просто тупо загоняла воздух в активную зону и нагревала излучением. При этом часть содержимого реактора вымывалась в реактивную струю.

Но в принципе, ничто не мешает использовать некий теплообменник (т.е. реактор закрытого типа), который будет передавать тепло от реактора к воздушному потоку без прямого контакта между ними.

Радиационная защита весила бы немало, плюс, на ракету с таким двигателем не поставишь неядерную боеголовку. Так что сама логика применения не требует создания чистого двигателя.

" Система наведения была бы защищена от помех тем, что должна была работать полностью автономно по электронной карте рельефа. "

Полноте, какой электронной? Этих ваших электронных штучек-дрючек в 1950-ых еще не изобрели. Старомодная ATRAN использовала банальную карту рельефа, нанесенную на микропленку. По мере полета ракеты (система использовалась на MGM-13 Mace), карта сканировалась фотоэлементом и пики, соответствующие рельефу, сопоставлялись с таковыми от радара ракеты. Если совпадение происходило при сканировании центра карты - значит, все в порядке. Если правой или левой части - значит, ракета отклонилась, и это давало сигнал автопилоту.

В прошлом году написал статью про эту систему:

https://fonzeppelin.livejournal.com/18339.html

"Основной полезной нагрузкой предполагались 16 термоядерных зарядов мощностью в одну мегатонну, сбрасываемых над целями, определенными в программе полета."

Маленькое уточнение - они не сбрасывались. Они катапультировались вверх из пусковых шахт - чтобы SLAM успела уйти из зоны поражения (а также чтобы обеспечить подрыв на оптимальной высоте).



Edited at 2018-03-02 04:21 (UTC)

Спасибо за замечания, но оставлю как есть - я несколько упростил описание, чтобы не объяснять подробно, как это работало.

Пока из всего заявленного к космосу косвенное отношение имеют лишь материалы, позволяющие планеру летать на М20+ вокруг планеты. Всё заявленное ядерное слишком специфично для задачи полёта в атмосфере или в океане: двигатель там ничуть не электрический (это невозможно), а вероятнее всего прямоточный (убрали из SCRAMJET проблемную букву С, и всё сразу сложилось). Носитель на таком моторе делать конечно не будут, если даже от гептила и амила по возможности отказываются. Для космических и планетарных задач нужен совсем другой реактор, с другой мощностью, ресурсом, материалами и конструкцией.

"другой реактор" - это, видимо, из раздела "прочее"

К чему эта скромность? Намекать на "тому подобное" можно ещё более абстрактно, пусть сами догадываются, что хотел сказать аффтор!

ВОт только у меня сомнения, что Роскосмос в его текущем состоянии сможет адекватно этими технологиями воспользоваться !

Сомнения в том, что есть запрет в мире на полеты в космос на ядерных двигателях.

(Удалённый комментарий)
Компактная АЭС — это, может, и хорошо. Ну, если избавление от гемора и ограничений солнечных панелей оправдает выталкивание этой наковаленки в космос.

Но какой ляд для космоса от двигателя, разгоняющего окружающую среду?

Ну берете с собой бак с водой и разгоняетесь до ближайшего ледяного астероида. Далее используете его в качестве рабочего тела.

"По сравнению с реакторами Tory российская разработка поражает своей компактностью."
Это при условии что разработка реально существует, в чем есть определенные сомнения.
Интересно, если на кадрах реальная ракета с действующим реактором, то как они ее сажали?

На испытаниях логично поставить на место боеголовки парашют и мягко посадить по завершении полета. Потом увезти на склад отработанного ядерного топлива, при необходимости дезактивировать грунт в месте посадки.

(Удалённый комментарий)
Здравствуйте!
Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal. Подробнее о рейтинге читайте в Справке.

Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal России! Подробнее о рейтинге читайте в Справке.

А говорили что в России нет своего Маска )) Как оказалось есть и вчера провел презентацию ))

В отличии от Маска, он показал 6-летней тухлости мультики, а не настоящие Фалконы или Теслы

Путин в послании забыл сказать, что они ко всему прочему выловили золотую рыбку, Емелену щуку и откопали Старика Хоттабыча.

Хоттабыча должны были из бутылки выпустить))

Кстати, возможно испытание такой ракеты и было причиной повышенного фона рутения в прошлом году.

Нет, не похоже. Даты не совпадают (рутений был раньше названной даты испытаний), да и изотоп, насколько я помню, подходит для РИТЭГа, но не атомного реактора. Пока что с ним есть две версии — либо выброс где-то в Европе (там концентрация была выше, вот более подробный разбор у tnenergy ), либо падение спутника с РИТЭГом где-то над Евразией.

Всё показали красиво и круто, но что-то не верится. Ибо сильно уж круто))
Пруфы, Вова, мне нужны пруфы, здесь уже давно не верят на слово))

>электричество, которое передается на двигатель, вращающий лопасти, приводящие ракету в движение. Во втором случае используется воздушно-реактивный двигатель - воздух подается в реактор, нагревается там и выбрасывается наружу, создавая тягу.

Первый вариант вряд ли и 300 км /ч в состоянии выдать. Насчет простоты я не уверен: эту байду как-то надо охлаждать, что очень проблематично на таких скоростях - сама ракета греется чуть ли не до белого свечения.

При таких скоростях в первую очередь опасны легенные ускорения.