←  История кораблестроения и вооружений

Исторический форум: история России, всемирная история

»

Атомные двигатели

Фотография ddd ddd 05.03 2018

Ракета, о которой никто не знал

Василий Сычев — о новейшей военной разработке из послания Владимира Путина

1T8GZ0gfHHM4qysH980Vfg.jpg
Россия. Москва. 1 марта 2018. Президент РФ Владимир Путин во время выступления с ежегодным посланием к Федеральному Собранию РФ в Центральном выставочном зале «Манеж».

В своем послании Федеральному собранию 1 марта президент Владимир Путин значительную часть времени уделил новым военным разработкам. Среди них, помимо гиперзвуковых ракет и планеров, он назвал и новую крылатую ракету с практически неограниченной дальностью полета, в которой вместо обычного двигателя используется компактная ядерная энергетическая установка. До этого о подобных российских разработках для военных целей никогда не упоминалось, а последние такие проекты закрылись еще в 1960-х годах прошлого века. «Медуза» попросила военного эксперта Василия Сычева рассказать, что может представлять собой новая ракета, и почему в свое время и США, и советские военные отказались от разработки ядерного ракетного двигателя.

Согласно посланию Путина, испытания ракеты с ядерной энергетической установкой состоялись в конце прошлого года на Центральном полигоне РФ. Он расположен на Новой Земле и с 1954-го по 1990 год использовался для проведения испытаний ядерного оружия. Сегодня на этом полигоне проводятся подкритические ядерные испытания, целью которых является оценка остаточного ресурса ядерных боевых зарядов на вооружении России. По словам президента, во время испытаний энергетическая установка ракеты сумела выйти на расчетную мощность и обеспечила расчетный же уровень тяги.

Благодаря ядерной установке новый российский боеприпас способен практически неограниченное время находиться в воздухе. Путин также отметил, что при разработке новой крылатой ракеты конструкторам пришлось потрудиться, чтобы уместить ядерный реактор в корпус, по своим размерам аналогичный корпусу стратегической крылатой ракеты Х-101. Длина последней составляет 7,5 метра, а диаметр — 0,7 метра.

После короткого представления ракеты был показан и короткий видеоролик, рассказывающий о ее основных возможностях. Из него следует, что крылатая ракета может лететь на предельно малой высоте в соответствии с ландшафтом и облетать зоны действия системы противовоздушной и противоракетной обороны противника. Другие подробности о новом боеприпасе президент не привел. Название для ракеты тоже еще не выбрано, варианты можно предлагать на сайтеминистерства обороны России.


Владимир Путин рассказывает о новых военных разработках в рамках послания Федеральному собранию. 1 марта 2018 года
Россия 24

Крылатая ракета, которая загрязняла все вокруг
 

Из сообщения Путина сделать однозначный вывод об используемых в ракете технологиях невозможно. В частности, президент сказал, что в ракете смонтирована ядерная энергетическая установка. Обычно этот термин подразумевает использование ядерного реактора в качестве источника энергии. В этом качестве он не является двигателем, а поставляет энергию, например, для электромоторов, отвечающих за движение. Так организована работа, например, атомных подводных лодок — ядерный реактор питает электромоторы, которые крутят гребные винты. В этом случае реактор является частью двигательной установки.

Вероятно, в новой ракете, если она действительно была создана и испытана, реактор тоже является частью двигательной установки. В целом ядерный ракетный двигатель представляет собой установку, использующую деление ядер для создания реактивной тяги. Разработка подобных установок была популярна в США и СССР в середине XX века. К настоящему времени конструкторы предложили несколько вариантов ядерных ракетных двигателей, часть из которых пригодна для использования в космосе, а другая — для полетов в атмосфере. Все они работают по общему принципу — реактор нагревает некое рабочее тело (водород, аммиак или забортный воздух), которое, нагреваясь, расширяется и выходит через сопло, создавая тягу.

Были и довольно безумные проекты, предусматривавшие создание импульсных детонационных ядерных двигателей. В них в специальном отсеке должны были через небольшие промежутки времени происходить ядерные взрывы мощностью около килотонны каждый. Плазменное облако от взрыва должно было отражаться от специальных пластин и выходить через сопло, формируя тягу. В США даже состоялись испытания такой установки, правда, вместо делящегося вещества в ней подрывали обычную взрывчатку. Вскоре от создания таких силовых установок отказались из-за их дороговизны, конструкционной сложности и радиационной опасности для атмосферы.

Двигатели для полетов в космосе не могут иметь неограниченную дальность полета, поскольку рабочее тело — водород или аммиак — им необходимо возить с собой. По этой причине такие силовые установки никогда не рассматривались в качестве основных для атмосферных ракет и атомолетов (самолетов с ядерными двигательными установками). Для атмосферных летательных аппаратов конструкторы в США и СССР рассматривали «дышащие» ядерные установки, способные втягивать забортный воздух и разогревать его до колоссальных температур.

В США такой двигатель разрабатывался в рамках проекта Pluto. Американцы сумели создать два прототипа нового двигателя — Tory-IIA и Tory-IIC, на которых даже производились включения реакторов. Один из двигателей прошел и испытания на формирование тяги, для этого использовался сжатый воздух, подаваемый в воздухозаборник и горящая нефть, которая разогревала камеру нагрева. Принцип работы двигателя был таков: через воздухозаборник засасывался воздух, который затем проходил через зону реактора в зону нагрева с реакторными керамическими стержнями, разогревался до 1700 градусов Цельсия и, расширившись, покидал ее через сопло, создавая тягу. Мощность установки должна была составить 600 мегаватт.

RlZerkijFynj8zyN93ynjQ.jpg
Испытания прототипа ядерного реактивного двигателя Tory-IIC на испытательном полигоне в Неваде. 1964 год


Двигатели, разработанные в рамках проекта Pluto, планировалось устанавливать на крылатые ракеты, которые в 1950-х годах создавались под обозначением SLAM (Supersonic Low Altitude Missile, сверхзвуковая маловысотная ракета). Согласно проекту, длина этой ракеты должна была составить 26,8 метра, диаметр — три метра, а масса — 28 тонн. В корпусе ракеты должен был располагаться ядерный боезаряд, а также ядерная двигательная установка, имеющая длину 1,6 метра и диаметр 1,5 метра. Разработчики полагали, что, благодаря ядерному двигателю, дальность полета ракеты SLAM составит, по меньшей мере, 182 тысячи километров.

Предполагалось, что некий носитель разгонял бы крылатую ракету до рабочей скорости и отпускал ее. Разгон был необходим для того, чтобы появился набегающий поток воздуха для поступления в реакторную зону. Дальше уже возникла бы самоподдерживающаяся тяга. Американские военные полагали, что в случае угрозы войны крылатые ракеты можно будет запустить в некий выделенный район, где они бы кружили, дожидаясь команды на поражение цели. Поражающих же факторов у ракеты должно было быть несколько. Во-первых, на боеприпас должен был устанавливаться реактор практически без защитных кожухов, которые бы усложнили и утяжелили конструкцию. Работающий реактор без защитных кожухов должен был излучать радиацию. Ракета должна была лететь к цели на предельно малой высоте, что гарантировало бы радиационное заражение территории, над которой она пролетала. Во-вторых, воздух, прошедший через зону реактора, тоже был бы заражен. Наконец, у цели срабатывал бы ядерный боезаряд, который разрушал бы и ядерный двигатель. Обломки двигателя и его топливных ячеек гарантированно создавали бы обширную зону радиоактивного заражения.

В 1964 году министерство обороны США проект закрыло. Выяснилось, что в полете крылатая ракета с ядерным двигателем слишком сильно загрязняет все вокруг, — а ведь прежде чем добраться до Советского Союза, ей предстоит пролететь над территорией США, а также территориями союзников в Европе, нанеся им непоправимый радиационный ущерб. Кроме того, к этому времени в США успешно завершилась разработка и постановка на вооружение первых баллистических ракет Redstone с дальностью полета до 600 километров, а также была подтверждена возможность создания межконтинентальных баллистических ракет. Их применение было дешевле, проще и даже безопаснее.

Архип Люлька и его ядерные двигательные установки

180810_m60_2.jpg

Советские военные создавать боевые ракеты с ядерными двигателями не планировали. В 1950-х годах экспериментальный завод имени Мясищева разрабатывал стратегический бомбардировщик-атомолет М-60. Самолет создавался на базе стратегического реактивного бомбардировщика М-50. Длина самолета составляла 58,7 метра, а размах крыла — 25,1 метра. Он должен был получить четыре двигателя. Созданием ядерных двигательных установок занимался конструктор Архип Люлька.

Ядерные двигатели планировалось сделать достаточно компактными, чтобы их горячую зону можно было разместить в кожухе обычного реактивного двигателя. Предполагалось, что ядерная установка сможет выдавать тягу до 22,5 тонны. Атомолет должен был взлетать с помощью обычных двигателей, а затем включать ядерные и выключать реактивные. Благодаря ядерным установкам дальность советского атомолета должна была составить не меньше 25 тысяч километров. С их помощью самолет мог бы выполнять полеты на скорости в 3,2 тысячи километров в час. В 1960 году проект М-60 закрыли.

Параллельно М-60 прорабатывался еще один экспериментальный самолет на базе стратегического бомбардировщика Ту-95. Этот самолет получил обозначение Ту-95ЛАЛ. С работающим ядерным реактором (двигатель неядерный!) на борту он совершил первый полет в 1961 году. В том же году разработка самолета была прекращена. Поводом для закрытия проектов М-60 и Ту-95ЛАЛ стала их дороговизна и сложность организации защиты экипажа от излучения реактора. Кроме того, свою роль в закрытии проектов сыграло и принятие на вооружение баллистических ракет с ядерными боевыми блоками.

Tu-95LAL.jpg

Была ли ракета

Если крылатая ракета с ядерной энергетической установкой, о которой в послании рассказал Путин, действительно была создана, то это означает, что работы над созданием атмосферного ядерного двигателя тайно велись на протяжении нескольких последних лет. Возможно, основой для них послужили наработки Люльки, полученные в рамках проекта атомолета М-60. В любом случае, непонятно, как конструкторам удалось создать компактный реактор, умещающийся в корпусе крылатой ракеты Х-101. И даже если это удалось сделать (современные материалы, теоретически, позволяют создавать очень компактные реакторы), то неясно, удалось ли решить проблему радиационного загрязнения атмосферы при полете ракеты? Или радиационное загрязнение в данном случае проблемой не считается?

Ответа на эти вопросы пока нет. Между тем, различные военно-дипломатические источники и представители военных начали уверять, что проект ракеты с ядерной энергетической установкой уже практически полностью реализован, а все технологии боеприпаса «отшлифованы». Но все эти заявления вполне могут делаться для американских властей — Россия и США уже несколько лет ведут негласную гонку вооружений, подразумевающую как разработку реальных боевых технологий, так и пускание пыли в глаза.

Василий Сычев
Москва


meduza.io/feature/2018/03/04/raketa-o-kotoroy-nikto-ne-znal

Ответить

Фотография vital400 vital400 05.03 2018

Принцип работы двигателя был таков: через воздухозаборник засасывался воздух, который затем проходил через зону реактора в зону нагрева с реакторными керамическими стержнями, разогревался до 1700 градусов Цельсия и, расширившись, покидал ее через сопло, создавая тягу. Мощность установки должна была составить 600 мегаватт.

Кажется я понял принцип работы..если при перепаде температуры всего в 10 градусов,обьём воздуха изменится ИМХО примерно в 10-20%,при разнице в 1000 градусов тяга должна быть колоссальной..думаю реактивная тяга должна быть импульсной,по-тому как забортный воздух поступать может порциями через заслонку,во избежании обратного удара..ведь в камере нагрева давление по моим прикидкам не меньше 150 бар должно быть..

Ответить

Фотография Викинг Викинг 06.03 2018

Всё это может оказаться дэзой, чтобы америкосы пошли по ложному пути.

Ответить

Фотография Castle Castle 06.03 2018

забортный воздух поступать может порциями через заслонку,во избежании обратного удара..ведь в камере нагрева давление по моим прикидкам не меньше 150 бар должно быть..

Заслонка была у двигателя крылатой ракеты Fi-103 (FZG 76, V-2, ФАУ-2), которой немцы обстреливали Лондон - ее скорость была невелика (порядка 600-700км\ч) и это вполне прокатывало.Такой двигатель называют пульсирующим воздушно-прямоточным реактивным двигателем (ПуВРД) При увеличении скорости заслонка не нужна - набегающий воздух и форма воздухозаборника (диффузор) создают необходимый напор, который не дает нагретому в камере сгорания (или в данном случае - реакторной камере) воздуху двинуться назад, он расширяется и с ускорением вытекает из двигателя через сопло (дюзу). Только приходится летательный аппарат с таким двигателем разгонять до достаточно приличных скоростей (около 800 - 1000км-ч), иначе необходимый напор воздуха не образуется и двигатель работать не будет. Такой двигатель называется прямоточным воздушно реактивным двигателем.

 

Схема пульсирующего воздушно-реактивного двигателя (ПуВРД):

1910119.jpg

 1 — воздух; 2 — горючее; 3 — клапанная решётка; 4 — форсунки; 5 — свеча; 6 — камера сгорания; 7 — выходное (реактивное) сопло.

 

Схема прямоточного воздушно-реактивного двигателя:

pvrd_1.jpg

Ответить

Фотография stan4420 stan4420 07.03 2018

К вопросу о ядерных двигателях для ракет - из статьи 2011 года:

– Эскизный проект космического корабля с ядерной энергоустановкой мегаваттного класса будет завершён к концу 2012 года. А проектирование ядерного реактора для него будет готово в этом, 2011, году, – заявил генеральный директор Государственного научного центра имени Келдыша академик Анатолий Коротеев. – Наиболее сложным вопросом является разработка холодильника-излучателя. Это очень напряжённый блок работы ядерной энергоустановки. Мы очень сильно продвинулись в этом направлении: помимо холодильника-излучателя, на стадии эскизного проекта выбрали особую жидкость, способную работать в условиях открытого космоса. Это органо-жидкостная композиция, которая будет обеспечивать радиационную стойкость в условиях космического полёта.

Наземную отработку космического корабля с ядерным двигателем планируется начать в 2014 году. И завершить в 2015-м.

Похоже, мы находимся от этих технологий на расстоянии «вытянутой руки»?

В космос отправится «быстрый» реактор

В проекте «Космические ядерные энергоустановки» участвуют многие ведущие специалисты (более 40 НИИ). Непосредственные разработчики проекта – Центр Келдыша, РКК «Энергия», НИКИЭТ им. Доллежаля и Курчатовский институт. Естественно, что основу будущего двигателя – саму реакторную установку разрабатывают специалисты Научно-исследовательского и конструкторского института (НИКИЭТ) им. Доллежаля, входящего в ГК «Росатом».  Задействованы в проекте специалисты ещё двух ведущих организаций атомной отрасли – ВНИИ экспериментальной физики (Федеральный ядерный центр, Саров) и ВНИИА им. Н.Л. Духова.

Как говорит главный конструктор НИКИЭТ, доктор технических наук Владимир Сметанников, уже утверждено техническое задание на разработку реактора ядерной энергодвигательной установки и транспортно-энергетического модуля. Выбран и тип реактора – высокотемпературный, газоохлаждаемый, на быстрых нейтронах. Реализация проекта обеспечит снижение стоимости выведения полезного груза на окололунную орбиту в два раза по сравнению с жидкостными ракетными двигателями.

– Ядерную установку можно будет использовать не только для полётов на Луну, Марс и другие планеты Солнечной системы, но и за её пределы, – рассказали «АН» в пресс-службе НИКИЭТ.

 

 

А вот что пишут в справочнике про Исследовательский центр имени М.В. Келдыша:

- C 90-х годов ХХ-го века в институте ведутся работы над созданием новых энергетических установок, использующих солнечную, химическую или ядерную энергии. В 2011 году предприятие получило от Роскосмоса заказ, связанный с производством ЯЭДУ мегаваттного класса.

 

 

 

 

 

 

Иными словами - это не вчера тайком придумали, мериканцев попужать...

Ответить

Фотография ddd ddd 07.03 2018

– Эскизный проект космического корабля с ядерной энергоустановкой мегаваттного класса будет завершён к концу 2012 года. А проектирование ядерного реактора для него будет готово в этом, 2011, году

это не про двигатель, это про ядерный реактор на орбите.

ничего хорошего, скажу я вам.

упадет через 3 минуты после старта  - и вот вам хиросима в районе хабаровска.


Ядерную установку можно будет использовать не только для полётов на Луну, Марс и другие планеты Солнечной системы, но и за её пределы

в первую очередь - для внешней солнечной системы и далее, во внутренней и солнечные батареи неплохо справляются.


Иными словами - это не вчера тайком придумали, мериканцев попужать...

я уже выкладывал статью именно о ядерных двигателях.

если кратко - в 60-е годы были действующие прототипы и у нас,и у сша.

синхронно признали модель слишком опасной и проекты закрыли в обоих странах.


перемещаю в ту тему.

Ответить

Фотография stan4420 stan4420 08.03 2018

синхронно признали модель слишком опасной и проекты закрыли в обоих странах

да ведь с тех времён техника шагнула вперёд, и теперь возможно то, что раньше казалось невероятным.

я вот года 2 назад читал, что вновь собираются открывать те золотые рудники, разработка которых была признана нерентабельной в 70-е годы.

а почему?

да просто потому, что изменились технологические процессы, и теперь данная работа стала опять рентабельной

Ответить

Фотография ddd ddd 11.03 2018

синхронно признали модель слишком опасной и проекты закрыли в обоих странах

да ведь с тех времён техника шагнула вперёд, и теперь возможно то, что раньше казалось невероятным.
я вот года 2 назад читал, что вновь собираются открывать те золотые рудники, разработка которых была признана нерентабельной в 70-е годы.
а почему?
да просто потому, что изменились технологические процессы, и теперь данная работа стала опять рентабельной

я не спорю, я лишь заметил что разработка 60-х годов, а не 2011го.
Ответить