Keçmişdə aparıcı ölkələr raket və kosmik texnologiya mühərrikləri sahəsində əsaslı yeni həllər axtarırdılar. Ən cəsarətli təkliflər sözdə olanların yaradılması ilə bağlı idi. parçalanan material reaktoruna əsaslanan nüvə raket mühərrikləri. Ölkəmizdə bu istiqamətdə aparılan işlər təcrübəli RD0410 mühərriki şəklində real nəticələr verdi. Buna baxmayaraq, bu məhsul perspektivli layihələrdə öz yerini tapa bilmədi və yerli və dünya astronavtikasının inkişafına təsir göstərə bilmədi.
Təkliflər və layihələr
Artıq əllinci illərdə, ilk peykin və insanlı kosmik gəminin buraxılmasından bir neçə il əvvəl, kimyəvi yanacaq üzərində raket mühərriklərinin inkişaf perspektivləri müəyyən edildi. Sonuncu çox yüksək xüsusiyyətlər əldə etməyə imkan verdi, lakin parametrlərin artımı sonsuz ola bilməzdi. Gələcəkdə mühərriklər öz imkanlarının "tavanına vurmalı" idi. Bu baxımdan raket və kosmik sistemlərin daha da inkişafı üçün əsaslı olaraq yeni həllər tələb olundu.
Qurulmuş, lakin RD0410 NRM tərəfindən sınaqdan keçirilməmişdir
1955 -ci ildə akademik M. V. Keldysh, nüvə reaktorunun enerji mənbəyi kimi çıxış edəcəyi xüsusi dizaynlı bir raket mühərriki yaratmaq təşəbbüsü ilə gəldi. Bu fikrin inkişafı Aviasiya Sənayesi Nazirliyinin NII-1-ə həvalə edildi; V. M. İevlev. Mütəxəssislər ən qısa müddətdə əsas məsələləri hazırladılar və ən yaxşı xüsusiyyətlərə malik perspektivli bir NRE üçün iki variant təklif etdilər.
Mühərrikin "Sxem A" olaraq təyin olunan ilk versiyası, qatı fazalı nüvəli və bərk istilik mübadiləsi səthləri olan bir reaktorun istifadəsini təklif etdi. İkinci variant "B Sxemi", qaz fazalı aktiv zonaya malik bir reaktorun istifadəsini nəzərdə tuturdu - parçalanan maddənin plazma vəziyyətində olması lazım idi və istilik enerjisi şüalanma vasitəsi ilə işləyən mayeye köçürülürdü. Mütəxəssislər iki sxemi müqayisə edərək "A" variantını daha uğurlu hesab etdilər. Gələcəkdə ən fəal işləyən və hətta tam hüquqlu sınaqlara çatan da o idi.
NRE -nin optimal dizaynlarının axtarışı ilə paralel olaraq, elmi, istehsal və sınaq bazası yaratmaq məsələləri üzərində iş gedirdi. Beləliklə, 1957 -ci ildə V. M. İevlev test və dəqiq tənzimləmə üçün yeni bir konsepsiya təklif etdi. Bütün əsas struktur elementləri fərqli stendlərdə sınaqdan keçirilməli və yalnız bundan sonra vahid bir quruluşa yığılmalıdır. A sxemində bu yanaşma, sınaq üçün tam miqyaslı reaktorların yaradılmasını nəzərdə tuturdu.
1958 -ci ildə Nazirlər Sovetinin sonrakı işlərin gedişatını təyin edən ətraflı bir qərarı çıxdı. M. V. Keldış, I. V. Kurchatov və S. P. Korolev. NII-1-də V. M. İevlev, yeni bir istiqamətlə məşğul olmalı idi. Həm də bir çox onlarla elmi və dizayn təşkilatı işə cəlb edildi. Müdafiə Nazirliyinin iştirakı planlaşdırılırdı. Geniş proqramın iş qrafiki və digər nüansları müəyyən edilmişdir.
Sonradan bütün layihə iştirakçıları bu və ya digər şəkildə fəal şəkildə qarşılıqlı əlaqə qurdular. Əlavə olaraq, altmışıncı illərdə yalnız nüvə silahı və əlaqədar mövzulara həsr olunmuş iki dəfə konfrans keçirildi.
Test bazası
NRE inkişaf proqramının bir hissəsi olaraq, lazımi vahidlərin sınanması və sınanması üçün yeni bir yanaşmanın tətbiq edilməsi təklif edildi. Eyni zamanda mütəxəssislər ciddi problemlə üzləşdilər. Bəzi məhsulların yoxlanılmasının nüvə reaktorunda aparılacağı ehtimal edilirdi, lakin bu cür işlərin aparılması son dərəcə çətin və hətta qeyri -mümkün idi. Testlər iqtisadi, təşkilati və ya ekoloji çətinliklərlə əngəllənə bilər.
IR-100 üçün yanacaq yığma diaqramı
Bununla əlaqədar olaraq, nüvə reaktorlarından istifadə edilmədən məhsulların sınaqdan keçirilməsinin yeni üsulları hazırlanmışdır. Bu cür yoxlamalar üç mərhələyə bölündü. Birincisi, modellər üzərində reaktordakı proseslərin öyrənilməsini əhatə edir. Sonra reaktorun və ya mühərrikin komponentləri mexaniki və hidravlik "soyuq" sınaqlardan keçməli idi. Yalnız bundan sonra montajlar yüksək temperatur şəraitində yoxlanılmalıdır. Ayrı-ayrılıqda, NRE-nin bütün komponentlərini stendlərdə işlətdikdən sonra tam hüquqlu təcrübi reaktor və ya mühərrikin yığılmasına başlamaq mümkün idi.
Bölmələrin üç mərhələli sınaqlarını həyata keçirmək üçün bir neçə müəssisə müxtəlif stendlər hazırladı və tikdi. Yüksək temperatur test üsulu xüsusi maraq doğurur. İnkişaf etdiyi müddətdə qazların istiləşməsi üçün yeni texnologiyalar yaratmaq lazım idi. 1959-1972-ci illərdə NII-1, qazları 3000 ° K-ə qədər qızdıran və yüksək temperaturlu testlər aparmağa imkan verən bir sıra yüksək güclü plazmatronlar hazırladı.
Xüsusilə "Sxem B" nin inkişafı üçün daha da mürəkkəb qurğular hazırlamaq lazım idi. Bu cür vəzifələr üçün yüz minlərlə atmosfer təzyiqi və 10-15 min K temperaturu olan bir plazmatron tələb olundu.60-cı illərin sonlarında elektron şüaları ilə qarşılıqlı təsirinə əsaslanan qaz istiləşmə texnologiyası ortaya çıxdı. tələb olunan xüsusiyyətləri əldə etmək mümkündür.
Nazirlər Şurasının qərarı Semipalatinsk sınaq poliqonunda yeni bir obyektin inşasını nəzərdə tuturdu. Orada yanacaq qurğularının və NRE -nin digər komponentlərinin daha da sınanması üçün bir sınaq dəzgahı və eksperimental reaktor qurmaq lazım idi. Bütün əsas strukturlar 1961-ci ilə qədər inşa edildi və eyni zamanda reaktorun ilk işə salınması baş verdi. Sonra çoxbucaqlı avadanlıq bir neçə dəfə təkmilləşdirilmiş və təkmilləşdirilmişdir. Lazımi mühafizəsi olan bir neçə yeraltı bunker, reaktoru və işçiləri yerləşdirmək üçün nəzərdə tutulmuşdu.
Əslində, perspektivli bir NRM layihəsi dövrünün ən cəsarətli təşəbbüslərindən biri idi və buna görə də unikal cihazların və sınaq alətlərinin kütləvi inkişafına və inşasına səbəb oldu. Bütün bu stendlər bir çox təcrübə aparmağa və müxtəlif layihələrin hazırlanması üçün uyğun olan çoxlu miqdarda məlumat toplamağa imkan verdi.
Sxem A
50 -ci illərin sonlarında "A" tipli mühərrikin ən uğurlu və perspektivli versiyası. Bu konsepsiya, qaz halında işləyən mayenin istiləşməsindən məsul olan istilik dəyişdiriciləri olan bir reaktora əsaslanan nüvə reaktorunun qurulmasını təklif etdi. Sonuncunun nozzle vasitəsilə çıxarılması, lazımi vuruşu yaratmalı idi. Konsepsiyanın sadəliyinə baxmayaraq, bu cür fikirlərin həyata keçirilməsi bir sıra çətinliklərlə əlaqəli idi.
IR-100 reaktoru üçün FA modeli
Hər şeydən əvvəl, nüvənin tikintisi üçün material seçimi problemi ortaya çıxdı. Reaktorun dizaynı yüksək istilik yüklərinə tab gətirməli və lazımi gücü qorumalı idi. Bundan əlavə, termal neytronlardan keçməli idi, eyni zamanda ionlaşdırıcı şüalanma səbəbindən xüsusiyyətlərini itirmirdi. Nüvədə qeyri -bərabər istilik əmələ gəlməsi də gözlənilirdi ki, bu da onun dizaynına yeni tələblər qoyurdu.
Çözümlər axtarmaq və dizaynı təkmilləşdirmək üçün NII-1-də model yanacaq qurğularını və digər əsas komponentləri hazırlamaq üçün xüsusi bir atelye təşkil edildi. İşin bu mərhələsində müxtəlif metallar və ərintilər, eləcə də digər materiallar sınaqdan keçirilmişdir. Yanacaq qurğularının istehsalı üçün volfram, molibden, qrafit, yüksək temperaturlu karbidlər və s. Həmçinin, strukturun dağılmaması üçün qoruyucu örtüklər üçün axtarış aparılmışdır.
Təcrübələr zamanı NRE -nin fərdi komponentlərinin istehsalı üçün optimal materiallar tapıldı. Bundan əlavə, 850-900 s əmrinin xüsusi bir impuls əldə etməsinin əsas ehtimalını təsdiq etmək mümkün idi. Bu, perspektivli mühərrikə ən yüksək performansı və kimyəvi yanacaq sistemləri üzərində əhəmiyyətli bir üstünlük qazandırdı.
Reaktorun nüvəsi təxminən 1 m uzunluğunda və 50 mm diametrli bir silindr idi. Eyni zamanda, müəyyən xüsusiyyətlərə malik yanacaq qurğularının 26 variantının yaradılması nəzərdə tutulmuşdu. Sonrakı testlərin nəticələrinə əsasən ən uğurlu və təsirli olanlar seçildi. Yanacaq qurğularının tapılan dizaynı iki yanacaq tərkibinin istifadəsini təmin etdi. Birincisi, uran-235 (90%) niobiyum və ya sirkonyum karbid ilə qarışığı idi. Bu qarışıq 100 mm uzunluğunda və 2,2 mm diametrli dörd şüalı bükülmüş çubuq şəklində qəliblənmişdir. İkinci kompozisiya uran və qrafitdən ibarət idi; astarlı 1 mm daxili kanallı 100-200 mm uzunluğunda altıbucaqlı prizmalar şəklində hazırlanmışdır. Çubuqlar və prizmalar möhürlənmiş istiliyədavamlı metal korpusa yerləşdirildi.
Semipalatinsk poliqonunda montaj və elementlərin sınaqları 1962 -ci ildə başlamışdır. İki il ərzində 41 reaktorun işə salınması baş verdi. Hər şeydən əvvəl, əsas məzmunun ən təsirli versiyasını tapmağı bacardıq. Bütün əsas həllər və xüsusiyyətlər də təsdiq edildi. Xüsusilə, reaktorun bütün qurğuları istilik və radiasiya yüklərinin öhdəsindən gəldi. Beləliklə, inkişaf etdirilmiş reaktorun əsas vəzifəsini - qazlı hidrogenini müəyyən bir axın sürətində 3000-3100 ° K -yə qədər qızdırmaq qabiliyyətinə malik olduğu təsbit edildi. Bütün bunlar tam hüquqlu nüvə raket mühərrikinin hazırlanmasına başlamağı mümkün etdi.
11B91 "Baykal" haqqında
Altmışıncı illərin əvvəllərində, mövcud məhsullara və inkişaflara əsaslanan tam hüquqlu bir NRE-nin yaradılması üzərində iş başladı. Hər şeydən əvvəl, NII-1, müxtəlif raket texnologiyası layihələrində istifadə üçün uyğun olan, müxtəlif parametrləri olan bir raket mühərrikləri ailəsinin yaradılması imkanlarını araşdırdı. Bu ailədən, 36 kN -a qədər aşağı dayanıqlı bir mühərrik hazırlayan və quran ilk insanlar idi. Belə bir məhsul daha sonra kosmik gəmiləri digər göy cisimlərinə göndərmək üçün uyğun olan perspektivli bir üst mərhələdə istifadə edilə bilər.
IRGIT reaktoru montaj zamanı
1966-cı ildə NII-1 və Kimya Avtomatika Dizayn Bürosu gələcək nüvə raket mühərrikinin formalaşdırılması və dizaynı üçün birgə işə başladılar. Tezliklə mühərrik 11B91 və RD0410 indekslərini aldı. Əsas elementi IR-100 adlı bir reaktor idi. Daha sonra reaktor IRGIT ("TVEL qrup tədqiqatları üçün tədqiqat reaktoru") adlandırıldı. Əvvəlcə iki fərqli nüvə proyektoru yaradılması planlaşdırılırdı. Birincisi sınaq yerində sınaq üçün eksperimental bir məhsul, ikincisi isə uçuş modeli idi. Lakin 1970 -ci ildə sahə sınaqlarının keçirilməsi məqsədi ilə iki layihə birləşdirildi. Bundan sonra KBHA yeni sistemin aparıcı tərtibatçısı oldu.
Nüvə itkisi sahəsindəki ilkin araşdırmalardakı inkişaflardan istifadə edərək, mövcud sınaq bazasından istifadə edərək, gələcəyin 11B91-in görünüşünü tez bir zamanda müəyyən etmək və tam hüquqlu bir texniki dizaynı başlamaq mümkün oldu.
Eyni zamanda, "Baykal" dəzgah kompleksi sınaq meydançasında gələcək sınaqlar üçün yaradıldı. Yeni mühərrikin tam mühafizəyə malik yeraltı qurğuda sınaqdan keçirilməsi təklif edildi. Qazlı işçi mayenin toplanması və çökməsi üçün vasitələr təmin edilmişdir. Radiasiya yayılmasının qarşısını almaq üçün qazı qazqoldlarda saxlamaq lazım idi və yalnız bundan sonra atmosferə buraxıla bilərdi. İşin xüsusi mürəkkəbliyi səbəbindən, Baykal kompleksi təxminən 15 ildir tikilir. Obyektlərinin sonuncusu birincidə testlərin başlamasından sonra tamamlandı.
1977 -ci ildə, Baykal kompleksində, hidrogen şəklində işləyən bir maye təmin edən bir vasitə ilə təchiz edilmiş pilot zavodlar üçün ikinci bir iş stansiyası istifadəyə verildi. 17 sentyabrda 11B91 məhsulunun fiziki təqdimatı edildi. Gücün işə salınması 27 mart 1978-ci ildə baş verdi. 3 iyul və 11 avqustda, məhsulun nüvə reaktoru olaraq tam işləməsi ilə iki yanğın sınağı keçirildi. Bu sınaqlarda reaktor tədricən 24, 33 və 42 MVt gücünə gətirildi. Hidrogen 2630 ° K -ə qədər qızdırıldı. Səksəninci illərin əvvəllərində digər iki prototip sınaqdan keçirildi. 62-63 MVt-a qədər güc və 2500 ° K-ə qədər qızdırılan qaz göstərdilər.
RD0410 layihəsi
Yetmişinci və səksəninci illərin sonunda, raketlərə və ya yuxarı mərhələlərə quraşdırmaq üçün tam uyğun olan tam hüquqlu bir NRM yaratmaq məsələsi idi. Belə bir məhsulun son görünüşü meydana gəldi və Semipalatinsk sınaq sahəsindəki testlər bütün əsas dizayn xüsusiyyətlərini təsdiqlədi.
Hazır RD0410 mühərriki mövcud məhsullardan nəzərəçarpacaq dərəcədə fərqlənirdi. Bölmələrin tərkibi, düzeni və hətta digər iş prinsiplərinə görə görünüşü ilə fərqlənirdi. Əslində, RD0410 bir neçə əsas bloka bölündü: bir reaktor, işləyən bir maye və bir istilik dəyişdiricisi və bir nozzle təmin etmək vasitəsi. Kompakt reaktor mərkəzi bir mövqe tutdu və qalan qurğular onun yanında yerləşdirildi. Ayrıca, YARD maye hidrogen üçün ayrı bir tanka ehtiyac duydu.
RD0410 / 11B91 məhsulunun ümumi hündürlüyü 3,5 m, maksimum diametri 1,6 m idi. Radiasiya qorunması nəzərə alınmaqla çəkisi 2 tondur. Boşluqdakı mühərrikin hesablanmış gücü 35,2 kN və ya 3,59 tf -ə çatmışdır. Boşluqdakı xüsusi impuls 910 kqf • s / kq və ya 8927 m / s -dir. Mühərrik 10 dəfə açıla bilər. Resurs - 1 saat. Gələcəkdə müəyyən dəyişikliklər etməklə xüsusiyyətləri lazım olan səviyyəyə qaldırmaq mümkün idi.
Belə bir nüvə reaktorunun qızdırılan işçi mayesinin məhdud radioaktivliyə malik olduğu məlumdur. Buna baxmayaraq, testlərdən sonra müdafiə olundu və stendin yerləşdiyi ərazi bir gün bağlanmalı idi. Belə bir mühərrikin Yer atmosferində istifadəsi təhlükəli hesab olunurdu. Eyni zamanda, atmosferdən kənarda işə başlayan yuxarı mərhələlərin bir hissəsi kimi istifadə edilə bilər. İstifadədən sonra bu cür bloklar orbitə göndərilməlidir.
Altmışıncı illərdə nüvə reaktoruna əsaslanan bir elektrik stansiyası yaratmaq fikri ortaya çıxdı. Qızdırılan işçi mayesi bir generatora bağlı bir turbinə verilə bilər. Bu cür elektrik stansiyaları, astronavtikanın daha da inkişafı üçün maraq doğurdu, çünki təyyarə avadanlığı üçün elektrik enerjisi istehsalında mövcud problemlərdən və məhdudiyyətlərdən xilas olmağa imkan verdi.
Səksəninci illərdə elektrik stansiyası fikri dizayn mərhələsinə çatdı. RD0410 mühərrikinə əsaslanan belə bir məhsulun layihəsi hazırlanırdı. IR-100 / IRGIT eksperimental reaktorlarından biri, bu mövzuda 200 kVt gücündə bir generatorun işləməsini təmin edən təcrübələrə cəlb edildi.
Yeni mühit
Bərk fazalı bir nüvəyə malik Sovet NRE mövzusunda əsas nəzəri və praktik işlər səksəninci illərin ortalarında tamamlandı. Sənaye, mövcud RD0410 mühərriki üçün gücləndirici blok və ya digər raket və kosmik texnologiya inkişaf etdirməyə başlaya bilər. Ancaq bu cür işlər heç vaxt vaxtında başlamadı və tezliklə onların başlanğıcı qeyri -mümkün oldu.
Bu zaman kosmos sənayesinin bütün plan və fikirlərin vaxtında həyata keçirilməsi üçün kifayət qədər resursları yox idi. Əlavə olaraq, çoxlu sayda təkliflərə və inkişaflara son qoyan bədnam yenidənqurma başladı. Çernobıl qəzası nüvə texnologiyasının nüfuzuna ciddi şəkildə təsir etdi. Nəhayət, həmin dövrdə siyasi problemlər var idi. 1988 -ci ildə YARD 11B91 / RD0410 üzərindəki bütün işlər dayandırıldı.
Müxtəlif mənbələrə görə, ən azı 2000 -ci illərin əvvəllərinə qədər Baykal kompleksinin bəzi obyektləri hələ də Semipalatinsk sınaq meydançasında qalmışdır. Üstəlik, sözdə birində. eksperimental reaktor hələ də iş yerində idi. KBKhA, gələcək bir üst mərhələdə quraşdırılması üçün uyğun olan tam hüquqlu bir RD0410 mühərriki istehsal etməyi bacardı. Ancaq istifadə texnikası planlarda qaldı.
RD0410 -dan sonra
Nüvə raket mühərrikləri ilə bağlı inkişaflar yeni bir layihədə tətbiq tapdı. 1992-ci ildə bir sıra Rusiya müəssisələri birlikdə qatı fazalı nüvəsi və hidrogen şəklində işləyən mayesi olan iki rejimli bir mühərrik hazırladılar. Raket mühərriki rejimində belə bir məhsul, 920 s xüsusi bir impuls ilə 70 kN bir təkan inkişaf etdirməlidir və güc rejimi 25 kVt elektrik enerjisi təmin edir. Planetlərarası kosmik gəmi layihələrində istifadə üçün belə bir NRE təklif edilmişdir.
Təəssüf ki, o vaxt vəziyyət yeni və cəsarətli raket və kosmik texnologiyanın yaradılması üçün əlverişli deyildi və buna görə də nüvə raket mühərrikinin ikinci versiyası kağız üzərində qaldı. Məlum olduğu kimi, yerli müəssisələr hələ də NRE mövzusunda müəyyən maraq göstərirlər, lakin bu cür layihələrin həyata keçirilməsi hələ mümkün və ya məqsədəuyğun görünmür. Buna baxmayaraq, qeyd etmək lazımdır ki, əvvəlki layihələr çərçivəsində sovet və rus alim və mühəndisləri əhəmiyyətli miqdarda məlumat toplaya və əhəmiyyətli təcrübə əldə edə bilmişlər. Bu o deməkdir ki, ölkəmizdə ehtiyac yarandıqda və buna uyğun bir nizam yarandıqda, keçmişdə sınaqdan keçirilmişə bənzər yeni bir NRE yaradıla bilər.
