Ilgari, etakchi mamlakatlar raketa va kosmik texnologiyalar uchun dvigatellar sohasida tubdan yangi echimlarni qidirishgan. Eng jasoratli takliflar, deyilganlarni yaratish bilan bog'liq. bo'linadigan moddiy reaktorga asoslangan yadroviy raketa dvigatellari. Mamlakatimizda bu yo'nalishdagi ishlar eksperimental RD0410 dvigateli ko'rinishida haqiqiy natijalarni berdi. Shunga qaramay, ushbu mahsulot istiqbolli loyihalarda o'z o'rnini topa olmadi va mahalliy va jahon kosmonavtika rivojlanishiga ta'sir qila olmadi.
Taklif va loyihalar
Ellikinchi yillarda, birinchi sun'iy yo'ldosh va boshqariladigan kosmik kemaning uchishidan bir necha yil oldin, kimyoviy yoqilg'ida raketa dvigatellarini ishlab chiqish istiqbollari aniqlandi. Ikkinchisi juda yuqori xususiyatlarga ega bo'lishga imkon berdi, lekin parametrlarning o'sishi cheksiz bo'lolmaydi. Kelajakda dvigatellar o'z imkoniyatlarining "shiftiga" urilishi kerak edi. Shu munosabat bilan, raketa va kosmik tizimlarni yanada rivojlantirish uchun tubdan yangi echimlar kerak edi.
Qurilgan, lekin RD0410 NRM tomonidan sinovdan o'tkazilmagan
1955 yilda akademik M. V. Keldish, yadroviy reaktor energiya manbai vazifasini bajaradigan, maxsus dizayndagi raketa dvigatelini yaratish tashabbusi bilan chiqdi. Bu g'oyani ishlab chiqish Aviatsiya sanoati vazirligining NII-1 ga topshirilgan; V. M. Ievlev. Qisqa vaqt ichida mutaxassislar asosiy masalalarni ishlab chiqishdi va eng yaxshi xususiyatlarga ega istiqbolli NRE uchun ikkita variantni taklif qilishdi.
Dvigatelning "A sxemasi" deb nomlangan birinchi versiyasi qattiq fazali yadroli va qattiq issiqlik almashinadigan yuzali reaktordan foydalanishni taklif qildi. Ikkinchi variant "B sxemasi" gaz fazali faol zonali reaktordan foydalanishni nazarda tutgan - bo'linadigan modda plazma holatida bo'lishi kerak edi va issiqlik energiyasi nurlanish orqali ishchi suyuqlikka o'tkazildi. Mutaxassislar ikkita sxemani solishtirishdi va "A" variantini yanada muvaffaqiyatli deb hisoblashdi. Kelajakda u eng faol ishlagan va hatto to'liq sinovlardan o'tgan.
NRE ning optimal dizaynlarini izlash bilan parallel ravishda, ilmiy, ishlab chiqarish va sinov bazasini yaratish masalalari ishlab chiqildi. Shunday qilib, 1957 yilda V. M. Ievlev sinov va nozik sozlash uchun yangi kontseptsiyani taklif qildi. Barcha asosiy konstruktiv elementlar turli stendlarda sinovdan o'tkazilishi kerak edi va shundan keyingina ularni bitta tuzilishga yig'ish mumkin edi. A sxemasi bo'yicha, bu yondashuv sinov uchun to'liq hajmli reaktorlarni yaratishni nazarda tutgan.
1958 yilda Vazirlar Kengashining batafsil qarori paydo bo'ldi, u keyingi ishlarning yo'nalishini belgilab berdi. M. V. Keldish, I. V. Kurchatov va S. P. Korolev. NII-1da maxsus bo'lim tashkil etildi, uni V. M. Ievlev, u yangi yo'nalish bilan shug'ullanishi kerak edi. Shuningdek, ishga bir necha o'nlab ilmiy va konstruktorlik tashkilotlari jalb qilingan. Mudofaa vazirligining ishtiroki rejalashtirilgan edi. Keng qamrovli dasturning ish tartibi va boshqa nuanslari aniqlandi.
Keyinchalik, loyihaning barcha ishtirokchilari u yoki bu tarzda faol muloqot qilishdi. Bundan tashqari, oltmishinchi yillarda konferentsiyalar ikki marotaba o'tkazilgan bo'lib, ular faqat yadro quroli va u bilan bog'liq masalalarga bag'ishlangan.
Sinov bazasi
NREni ishlab chiqish dasturi doirasida zarur bo'linmalarni sinash va sinovdan o'tkazishda yangi yondashuvni qo'llash taklif qilindi. Shu bilan birga, mutaxassislar jiddiy muammoga duch kelishdi. Ba'zi mahsulotlarni tekshirish yadroviy reaktorda amalga oshirilishi kerak edi, lekin bunday ishlarni bajarish juda qiyin yoki hatto imkonsiz edi. Sinovga iqtisodiy, tashkiliy yoki ekologik qiyinchiliklar to'sqinlik qilishi mumkin.
IR-100 uchun yonilg'i yig'ish diagrammasi
Shu munosabat bilan yadroviy reaktorlardan foydalanmasdan mahsulotlarni sinovdan o'tkazishning yangi usullari ishlab chiqildi. Bunday tekshiruvlar uch bosqichga bo'lingan. Birinchisi, reaktordagi jarayonlarni modellar bo'yicha o'rganishni o'z ichiga oladi. Keyin reaktor yoki dvigatel komponentlari mexanik va gidravlik "sovuq" sinovlardan o'tishi kerak edi. Shundan keyingina yig'ilishlarni yuqori harorat sharoitida tekshirish kerak edi. Alohida-alohida, NRE ning barcha komponentlarini stendlarda ishlab chiqib, to'liq tajribali reaktor yoki dvigatelni yig'ishni boshlash mumkin edi.
Birliklarning uch bosqichli sinovlarini o'tkazish uchun bir nechta korxonalarda turli stendlar ishlab chiqilgan va qurilgan. Yuqori haroratni sinash texnikasi alohida qiziqish uyg'otadi. Rivojlanish jarayonida gazlarni isitish uchun yangi texnologiyalarni yaratish zarur edi. 1959 yildan 1972 yilgacha NII-1 gazlarni 3000 ° K gacha qizdiradigan va yuqori haroratli sinovlarni o'tkazishga imkon beradigan bir qator kuchli quvvatli plazmatronlarni ishlab chiqdi.
Ayniqsa, "B sxemasi" ni ishlab chiqish uchun bundan ham murakkab qurilmalarni ishlab chiqish zarur edi. Bunday vazifalarni bajarish uchun yuzlab atmosfera bosimiga va 10-15 ming K haroratga ega bo'lgan plazmatron kerak edi. O'tgan asrning oltmishinchi yillarining oxiriga kelib, elektron nurlari bilan o'zaro ta'siriga asoslangan gazli isitish texnologiyasi paydo bo'ldi. kerakli xususiyatlarni olish mumkin.
Vazirlar Kengashining qarori bilan Semipalatinsk poligonida yangi ob'ekt qurilishi ko'zda tutilgan edi. U erda yonilg'i yig'indilari va NRE ning boshqa komponentlarini keyingi sinovdan o'tkazish uchun sinov dastgohi va tajriba reaktorini qurish kerak edi. Barcha asosiy inshootlar 1961 yilgacha qurilgan va shu bilan birga reaktorning birinchi ishga tushirilishi amalga oshirilgan. Keyin ko'pburchak uskunalari bir necha bor takomillashtirildi va takomillashtirildi. Reaktor va xodimlarni joylashtirish uchun zarur himoyalangan bir necha er osti bunkerlari mo'ljallangan edi.
Aslida, istiqbolli NRM loyihasi o'z davrining eng jasur tashabbuslaridan biri edi va shuning uchun noyob qurilmalar va sinov asboblarining massasini ishlab chiqish va qurishga olib keldi. Bu stendlarning barchasi ko'plab tajribalar o'tkazish va turli xil loyihalarni ishlab chiqish uchun mos bo'lgan katta hajmdagi ma'lumotlarni to'plash imkonini berdi.
A sxemasi
Ellikinchi yillarning oxirlarida "A" dvigatelining eng muvaffaqiyatli va istiqbolli versiyasi. Bu kontseptsiya gazli ishchi suyuqlikni isitish uchun javob beradigan issiqlik almashtirgichli reaktorga asoslangan yadroviy reaktor qurishni taklif qildi. Ikkinchisining ko'krak orqali chiqarilishi kerakli kuchni yaratishi kerak edi. Kontseptsiyaning soddaligiga qaramay, bunday g'oyalarni amalga oshirish bir qator qiyinchiliklar bilan bog'liq edi.
IR-100 reaktori uchun FA modeli
Birinchidan, yadro qurilishi uchun materiallarni tanlash muammosi paydo bo'ldi. Reaktorning dizayni yuqori issiqlik yuklariga bardosh berishi va kerakli quvvatni saqlab turishi kerak edi. Bundan tashqari, u termal neytronlardan o'tishi kerak edi, lekin ayni paytda ionlashtiruvchi nurlanish tufayli xususiyatlarini yo'qotmasdi. Yadroda issiqlikning notekis ishlab chiqarilishi ham kutilgan edi, bu uning dizayniga yangi talablar qo'ydi.
Yechimlarni qidirish va dizaynni takomillashtirish uchun NII-1da maxsus ustaxona tashkil etildi, u yoqilg'i yig'ish moslamalari va boshqa asosiy komponentlarni yasash edi. Ishning ushbu bosqichida turli metallar va qotishmalar, shuningdek boshqa materiallar sinovdan o'tkazildi. Yoqilg'i quyish moslamalarini ishlab chiqarish uchun volfram, molibden, grafit, yuqori haroratli karbidlar va boshqalardan foydalanish mumkin. Shuningdek, strukturaning vayron bo'lishining oldini olish uchun himoya qoplamalarini qidirish ishlari olib borildi.
Tajribalar davomida NRE ning alohida komponentlarini ishlab chiqarish uchun optimal materiallar topildi. Bundan tashqari, 850-900 s tartibining o'ziga xos impulsini olishning asosiy imkoniyatini tasdiqlash mumkin edi. Bu umid beruvchi dvigatelga kimyoviy yonilg'i tizimlariga nisbatan eng yuqori ko'rsatkich va muhim ustunlikni berdi.
Reaktor yadrosi uzunligi taxminan 1 m va diametri 50 mm bo'lgan silindr edi. Shu bilan birga, ma'lum xususiyatlarga ega 26 turdagi yoqilg'i yig'ishlarini yaratish ko'zda tutilgan edi. Keyingi testlar natijalariga ko'ra, eng muvaffaqiyatli va samarali bo'lganlari tanlab olindi. Yoqilg'i yig'ishlarining topilgan dizayni ikkita yonilg'i tarkibidan foydalanishni nazarda tutgan. Birinchisi, uran-235 (90%) ning niobiy yoki sirkonyum karbid bilan aralashmasi edi. Bu aralash 100 mm uzunlikdagi va 2,2 mm diametrli to'rt nurli o'ralgan tayoq shaklida qoliplangan. Ikkinchi kompozitsiya uran va grafitdan iborat edi; u 100-200 mm uzunlikdagi olti burchakli prizma shaklida qilingan, ichki qoplamasi 1 mm bo'lgan. Tayoqlar va prizmalar muhrlangan issiqlikka bardoshli metall korpusga joylashtirildi.
Semipalatinsk poligonida yig'ilishlar va elementlarning sinovlari 1962 yilda boshlangan. Ikki yillik ish davomida 41 ta reaktor ishga tushdi. Birinchidan, biz asosiy tarkibning eng samarali versiyasini topishga muvaffaq bo'ldik. Barcha asosiy echimlar va xususiyatlar ham tasdiqlandi. Xususan, reaktorning barcha agregatlari issiqlik va nurlanish yuklarini yengdi. Shunday qilib, ishlab chiqilgan reaktor o'zining asosiy vazifasini - gazli vodorodni ma'lum bir oqim tezligida 3000-3100 ° K gacha qizdirishga qodir ekanligi aniqlandi. Bularning barchasi to'laqonli yadroviy raketa dvigatelini ishlab chiqarishni boshlashga imkon berdi.
"Baykal" da 11B91
Oltmishinchi yillarning boshlarida mavjud mahsulotlar va ishlanmalarga asoslangan to'laqonli NREni yaratish bo'yicha ishlar boshlandi. Birinchidan, NII-1 har xil raketa texnologiyasi loyihalarida foydalanish uchun mos bo'lgan, har xil parametrlarga ega raketa dvigatellarining butun oilasini yaratish imkoniyatini o'rganib chiqdi. Bu oiladan ular birinchi bo'lib past quvvatli dvigatelni - 36 kN ni ishlab chiqdilar va qurdilar. Bunday mahsulot keyinchalik kosmik kemalarni boshqa samoviy jismlarga jo'natish uchun mos keladigan istiqbolli yuqori bosqichda ishlatilishi mumkin edi.
IRGIT reaktori yig'ish paytida
1966 yilda NII-1 va Kimyoviy Avtomatika Dizayn Byurosi bo'lajak yadroviy raketa dvigatelini shakllantirish va loyihalash bo'yicha birgalikdagi ishlarni boshladi. Tez orada dvigatel 11B91 va RD0410 indekslarini oldi. Uning asosiy elementi IR-100 nomli reaktor edi. Keyinchalik, reaktorga IRGIT ("TVEL guruhli tadqiqotlar reaktori") nomi berildi. Dastlab, ikki xil yadroviy proektorni yaratish rejalashtirilgan edi. Birinchisi, poligonda sinov uchun eksperimental mahsulot, ikkinchisi - parvoz modeli. Biroq, 1970 yilda ikkita loyiha dala sinovlarini o'tkazish maqsadida birlashtirildi. Shundan so'ng, KBHA yangi tizimning etakchi ishlab chiqaruvchisi bo'ldi.
Yadroviy harakatlanish sohasidagi dastlabki tadqiqotlarning ishlanmalaridan foydalanib, mavjud sinov bazasidan foydalanib, kelajakdagi 11B91 ko'rinishini tezda aniqlash va to'liq texnik dizaynni boshlash mumkin edi.
Shu bilan birga, "Baykal" dastgohlar majmuasi sinov maydonchasida kelajakda o'tkaziladigan sinovlar uchun yaratilgan. Yangi dvigatelni to'liq himoyalangan er osti inshootida sinovdan o'tkazish taklif qilindi. Gazsimon ishchi suyuqlikni yig'ish va quyish vositalari ta'minlandi. Radiatsiya chiqishini oldini olish uchun gazni gazgolderlarda saqlash kerak edi va shundan keyingina uni atmosferaga chiqarish mumkin edi. Ishning o'ziga xos murakkabligi tufayli Baykal majmuasi taxminan 15 yil davomida qurilgan. Uning oxirgi ob'ektlari birinchisida sinovlar boshlanganidan keyin yakunlandi.
1977 yilda Baykal majmuasida vodorod shaklida ishlaydigan suyuqlikni etkazib berish vositasi bilan jihozlangan uchuvchi zavodlar uchun ikkinchi ish stantsiyasi ishga tushirildi. 17 sentyabrda 11B91 mahsulotining jismoniy ishga tushirilishi amalga oshirildi. Quvvatni ishga tushirish 1978 yil 27 martda bo'lib o'tdi. 3 iyul va 11 avgust kunlari mahsulotning yadroviy reaktor sifatida to'liq ishlashi bilan ikkita yong'in sinovi o'tkazildi. Ushbu sinovlarda reaktor asta -sekin 24, 33 va 42 MVt quvvatga keltirildi. Vodorod 2630 ° K gacha qizdirildi. Saksoninchi yillarning boshlarida yana ikkita prototip sinovdan o'tkazildi. Ular 62-63 MVtgacha bo'lgan quvvatni va 2500 ° K gacha qizdirilgan gazni ko'rsatdilar.
RD0410 loyihasi
Yetmishinchi va saksoninchi yillarning oxirida, bu raketalarga yoki yuqori bosqichlarga o'rnatishga to'liq mos keladigan to'liq huquqli NRMni yaratish masalasi edi. Bunday mahsulotning yakuniy ko'rinishi paydo bo'ldi va Semipalatinsk poligonida o'tkazilgan sinovlar barcha asosiy dizayn xususiyatlarini tasdiqladi.
Tayyor RD0410 dvigateli mavjud mahsulotlardan sezilarli darajada farq qilar edi. Bu boshqa ish printsiplari tufayli birliklarning tarkibi, tartibi va hatto tashqi ko'rinishi bilan ajralib turardi. Darhaqiqat, RD0410 bir nechta asosiy bloklarga bo'lingan: reaktor, ishchi suyuqlik va issiqlik almashtirgich va ko'krak bilan ta'minlovchi vosita. Yilni reaktor markaziy o'rinni egalladi, qolgan qurilmalar esa uning yoniga joylashtirildi. Shuningdek, YARD suyuq vodorod uchun alohida tankga muhtoj edi.
RD0410 / 11B91 mahsulotining umumiy balandligi 3,5 m ga yetdi, maksimal diametri 1,6 m. Radiatsiyadan himoyalanishni hisobga olgan holda og'irligi 2 tonnani tashkil etdi. Bo'shliqdagi dvigatelning hisoblangan bosimi 35,2 kN yoki 3,59 tf ga yetdi. Bo'shliqdagi o'ziga xos impuls 910 kgf • s / kg yoki 8927 m / s. Dvigatel 10 marta yoqilishi mumkin. Resurs - 1 soat. Kelgusida ma'lum o'zgartirishlar yordamida xarakteristikalarni kerakli darajaga ko'tarish mumkin edi.
Ma'lumki, bunday yadroviy reaktorning qizdirilgan ishchi suyuqligi cheklangan radioaktivlikka ega edi. Shunga qaramay, sinovlardan so'ng, u himoya qilindi va stend joylashgan joy bir kunga yopilishi kerak edi. Bunday dvigatelning Yer atmosferasida ishlatilishi xavfli deb hisoblangan. Shu bilan birga, u atmosferadan tashqarida ish boshlaydigan yuqori bosqichlarning bir qismi sifatida ishlatilishi mumkin. Ishlatilgandan so'ng, bunday bloklarni yo'q qilish orbitasiga yuborish kerak.
Oltmishinchi yillarda yadroviy reaktorga asoslangan elektr stantsiyasini yaratish g'oyasi paydo bo'ldi. Isitiladigan ishchi suyuqlikni generatorga ulangan turbinaga berish mumkin edi. Bunday elektr stantsiyalari astronavtikani yanada rivojlantirish uchun qiziqish uyg'otdi, chunki ular bort uskunalari uchun elektr energiyasi ishlab chiqarish sohasidagi mavjud muammolar va cheklovlardan xalos bo'lishga imkon berdi.
Saksoninchi yillarda elektr stantsiyasi g'oyasi dizayn bosqichiga etib keldi. RD0410 dvigateliga asoslangan bunday mahsulotning loyihasi ishlab chiqildi. IR-100 / IRGIT eksperimental reaktorlaridan biri ushbu mavzu bo'yicha eksperimentlarda ishtirok etdi, u 200 kVt quvvatga ega generatorning ishlashini ta'minladi.
Yangi muhit
Qattiq fazali yadroli Sovet NRE mavzusidagi asosiy nazariy va amaliy ishlar saksoninchi yillarning o'rtalarida yakunlandi. Sanoat mavjud RD0410 dvigateli uchun mustahkamlovchi blok yoki boshqa raketa va kosmik texnologiyalarni ishlab chiqishni boshlashi mumkin. Biroq, bunday ishlar hech qachon o'z vaqtida boshlanmagan va tez orada ularning boshlanishi imkonsiz bo'lib qolgan.
Bu vaqtda kosmik sanoat barcha rejalar va g'oyalarni o'z vaqtida amalga oshirish uchun etarli resurslarga ega emas edi. Bundan tashqari, tez orada mashhur takliflar va ishlanmalarga chek qo'ygan mashhur qayta qurish boshlandi. Chernobil avariyasi atom texnologiyasining obro'siga jiddiy ta'sir ko'rsatdi. Nihoyat, o'sha davrda siyosiy muammolar yuzaga keldi. 1988 yilda YARD 11B91 / RD0410 dagi barcha ishlar to'xtatildi.
Turli manbalarga ko'ra, hech bo'lmaganda 2000 -yillarning boshlariga qadar, Baykal kompleksining ba'zi ob'ektlari hali ham Semipalatinsk poligonida qolgan. Bundan tashqari, deb nomlanganlardan birida. eksperimental reaktor hali ham ish joyida joylashgan edi. KBKhA kelajakda yuqori bosqichga o'rnatishga yaroqli to'liq RD0410 dvigatelini ishlab chiqarishga muvaffaq bo'ldi. Biroq, uni ishlatish texnikasi rejalarda qoldi.
RD0410 dan keyin
Yadroviy raketa dvigatellari sohasidagi o'zgarishlar yangi loyihada qo'llanilishini topdi. 1992 yilda Rossiyaning bir qator korxonalari birgalikda qattiq fazali yadroli va vodorod shaklidagi ishchi suyuqlikka ega ikki rejimli dvigatelni ishlab chiqdilar. Raketa dvigateli rejimida bunday mahsulot 920 soniyali o'ziga xos impuls bilan 70 kN kuchga ega bo'lishi kerak va quvvat rejimi 25 kVt elektr quvvatini beradi. Bunday NRE sayyoralararo kosmik kemalar loyihalarida foydalanish uchun taklif qilingan.
Afsuski, o'sha paytda vaziyat yangi va jasur raketa va kosmik texnologiyalarni yaratishga yordam bermadi va shuning uchun yadroviy raketa dvigatelining ikkinchi versiyasi qog'ozda qoldi. Ma'lumki, mahalliy korxonalar NRE mavzusiga hali ham ma'lum qiziqish bildirmoqdalar, lekin bunday loyihalarni amalga oshirish hali mumkin yoki maqsadga muvofiq emasdek tuyuladi. Shunga qaramay, shuni ta'kidlash kerakki, avvalgi loyihalar doirasida sovet va rossiyalik olimlar va muhandislar katta miqdordagi ma'lumotlarni to'plashi va muhim tajriba orttirishlari mumkin edi. Bu shuni anglatadiki, mamlakatimizda zarurat tug'ilganda va unga mos keladigan tartib paydo bo'lganda, o'tmishda sinab ko'rilganga o'xshash yangi NRE yaratilishi mumkin.
