Ядерная двигательная установка
Ядерное движение включает в себя широкий спектр методов движения, которые используют ту или иную форму ядерной реакции в качестве основного источника энергии. [1] Идея использования ядерного материала для движения возникла еще в начале 20 века. В 1903 году была выдвинута гипотеза, что радиоактивный материал радий может быть подходящим топливом для двигателей автомобилей, самолетов и лодок. [2] Герберт Уэллс подхватил эту идею в своем художественном произведении 1914 года « Освобожденный мир» . [3] Многие авианосцы и подводные лодки в настоящее время используют ядерные реакторы на урановом топливе, которые могут обеспечивать движение в течение длительного времени без дозаправки. В космическом секторе также применяются ядерные тепловые и ядерно-электрические двигатели, которые могут быть более эффективными, чем обычные ракетные двигатели.
Надводные корабли, подводные лодки и торпеды [ править ]
Атомные суда — это в основном военные подводные лодки и авианосцы . [1] Россия — единственная страна, которая в настоящее время имеет атомные гражданские надводные корабли, в основном ледоколы . В настоящее время ВМС США (по состоянию на 2022 год) имеют на вооружении 11 авианосцев и 70 подводных лодок, все из которых оснащены ядерными реакторами. Более подробные статьи смотрите:
морское Гражданское использование
Военное использование морское
Торпедо [ править ]
Примерно 12 ноября 2015 года российский телеканал «Первый канал» показал изображение и подробную информацию о атомной торпеде « Статус-6». Заявлено, что торпеда имеет дальность полета до 10 000 км, крейсерскую скорость 100 узлов и боевую мощность. глубина до 1000 метров от поверхности. Торпеда несла ядерную боеголовку мощностью 100 мегатонн. [4]
Одним из предложений, появившихся летом 1958 года на первом заседании научно-консультативной группы, которая стала ДЖЕЙСОНОМ, было создание «торпеды с ядерной установкой, которая могла бы путешествовать по морям почти бесконечно». [5]
Самолеты и ракеты [ править ]
Исследования самолетов с ядерными двигателями проводились во время холодной войны Соединенными Штатами и Советским Союзом , поскольку они предположительно позволяли стране удерживать ядерные бомбардировщики в воздухе в течение чрезвычайно длительных периодов времени, что было полезной тактикой ядерного сдерживания . Ни одна из стран не создала ни одного действующего ядерного самолета. [1] Одной из проблем конструкции, которая так и не была решена должным образом, была необходимость в мощной защите для защиты экипажа от лучевой болезни . С появлением межконтинентальных баллистических ракет в 1960-х годах тактическое преимущество таких самолетов значительно уменьшилось, и соответствующие проекты были отменены. [1] Поскольку технология была по своей сути опасной, она не рассматривалась в невоенном контексте. В тот же период также исследовались и не учитывались ракеты с ядерными двигателями. [1]
Самолет [ править ]
- Конвэйр Х-6
- Myasishchev M-50 - Aviation Week hoax [7]
- Ядерная силовая установка самолета - проект General Electric по созданию бомбардировщика с ядерной установкой.
- Туполев Ту-95ЛАЛ
Ракеты [ править ]
- Проект «Плутон », в котором была разработана ракета SLAM , в которой в качестве двигателя использовался прямоточный воздушно-реактивный двигатель с ядерной установкой. [1]
- Крылатая ракета с ядерной силовой установкой «Буревестник», анонсированная Владимиром Путиным в 2018 году. [8]
Космический корабль [ править ]
Было предложено множество типов ядерных двигателей, и некоторые из них (например, NERVA ) прошли испытания для применения в космических кораблях. [9]
двигатель импульсный Ядерный
- Проект Орион , первое инженерно-конструкторское исследование ядерно-импульсной (т. е. атомного взрыва) двигательной установки. [10]
- Проект Дедал , исследование Британским межпланетным обществом термоядерной ракеты, 1970-е годы.
- Проект Longshot , Военно-морская академия США – Проект ядерно-импульсной двигательной установки НАСА.
- AIMStar , предлагаемый ядерный импульсный двигательный аппарат, катализируемый антиматерией , который использует облака антипротонов для инициирования деления и синтеза внутри топливных таблеток.
- ICAN-II , предлагаемый межпланетный космический корабль с экипажем, в котором использовался ядерный импульсный двигатель, катализируемый антивеществом. в качестве основной формы движения
- Внешняя импульсная плазменная двигательная установка (EPPP), концепция двигательной установки НАСА, которая получает тягу от плазменных волн, генерируемых серией небольших сверхкритических импульсов деления / термоядерного синтеза позади объекта в космосе. [11]
Ядерная тепловая ракета [ править ]
Бимодальные ядерные тепловые ракеты проводят реакции ядерного деления, аналогичные тем, которые используются на атомных электростанциях, включая подводные лодки. Энергия используется для нагрева жидкого водородного топлива. Сторонники космических кораблей с ядерной установкой отмечают, что во время запуска из ядерных реакторов почти не выделяется радиация. Ракеты с ядерной установкой не используются для отрыва от Земли. Ядерные тепловые ракеты могут обеспечить большие преимущества в производительности по сравнению с химическими двигательными установками. Ядерные источники энергии также могут быть использованы для обеспечения космического корабля электроэнергией для работы и научных приборов. [12] Примеры:
- NERVA (Ядерная энергия для ракетных транспортных средств), программа США по ядерным тепловым ракетам.
- Project Rover — американский проект по разработке ядерной тепловой ракеты. Программа работала в Лос-Аламосской научной лаборатории с 1955 по 1972 год.
- Проект Timberwind (1987–1991), часть Стратегической оборонной инициативы.
- РД-0410 — советский ядерный тепловой ракетный двигатель, разрабатывавшийся с 1965 по 1980-е годы.
- Демонстрационная ракета для гибких операций на Луне (DRACO) , разрабатываемая в 2020-х годах.
Рамджет [ править ]
- ПВРД Бассарда , концептуальный прямоточный воздушно-реактивный двигатель межзвездного синтеза, названный в честь Роберта В. Бассарда .
Прямое ядерное [ править ]
- Ракета на осколках деления
- Делящийся парус
- Термоядерная ракета
- Ракета-реактор с газовым сердечником
- Ядерная ракета с морской водой
- Радиоизотопная ракета
- Ядерная фотонная ракета
Ядерно-электрический [ править ]
- Ядерная электрическая ракета
- Проект «Прометей» — разработка НАСА ядерной двигательной установки для длительных космических полетов, начатая в 2003 году.
Разработка Федерального космического агентства России [ править ]
Анатолий Перминов Об этом сообщил глава Федерального космического агентства России . [ когда? ] что она собирается разработать космический корабль с ядерной установкой для путешествий в дальний космос. [13] [14] Предварительный проект был выполнен к 2013 году, на разработку (космическую сборку) запланировано еще 9 лет. Цена установлена в 17 миллиардов рублей (600 миллионов долларов). [15] Ядерная двигательная установка будет иметь мегаваттный класс, [16] [17] обеспечило необходимое финансирование, заявил глава Роскосмоса.
Эта система будет состоять из космической ядерной энергетики и матрицы ионных двигателей. «...Горячий инертный газ температурой 1500 °С, выходящий из реактора, вращает турбины. Турбина вращает генератор и компрессор, в которых циркулирует рабочее тело по замкнутому контуру. Рабочее тело охлаждается в радиаторе. Генератор вырабатывает электроэнергию для тот же ионный (плазменный) двигатель..." [18] [ не удалось пройти проверку ]
По его словам, двигатель сможет обеспечить полет человека на Марс с пребыванием космонавтов на Красной планете в течение 30 дней. Путешествие на Марс с ядерным двигателем и постоянным ускорением займет шесть недель вместо восьми месяцев при использовании химического двигателя – при условии, что тяга будет в 300 раз выше, чем у химического двигателя. [19] [20]
Наземные транспортные средства [ править ]
Автомобили [ править ]
Идея создания автомобилей, в которых в качестве топлива использовался бы радиоактивный материал радий , возникла как минимум в 1903 году. Анализ концепции, проведенный в 1937 году, показал, что водителю такого транспортного средства может потребоваться 50-тонный свинцовый барьер, чтобы защитить его от радиации . [21]
В 1941 году физик из Калифорнийского технологического института по имени Р.М. Лангер поддержал идею автомобиля, работающего на уране-235, в январском выпуске журнала «Популярная механика» . За ним последовал Уильям Бушнелл Стаут , дизайнер Stout Scarab и бывший президент Общества инженеров , 7 августа 1945 года в The New York Times . Проблема защиты реактора продолжала делать эту идею непрактичной. [22] В декабре 1945 года Джон Уилсон из Лондона объявил, что создал атомный автомобиль. Это вызвало значительный интерес. Посмотреть на него пришел министр топлива и энергетики вместе с большим контингентом прессы. Машина не появилась, и Уилсон заявил, что она была взломана. Позднее судебное дело установило, что он был мошенником и что автомобиля с атомной установкой не было. [23] [24]
Несмотря на проблему с защитой, в конце 1940-х и начале 1950-х годов продолжались дебаты о возможности создания автомобилей с ядерным двигателем. Разработка атомных подводных лодок и кораблей, а также эксперименты по созданию самолета с ядерной установкой в то время сохранили эту идею. [25] В российских газетах середины 1950-х годов сообщалось о разработке профессором В. П. Ромадиным автомобиля с атомным двигателем, но защита снова оказалась проблемой. [26] Утверждалось, что его лаборатории решили проблему экранирования с помощью нового сплава, поглощающего лучи. [27]
В 1958 году, в разгар американской автомобильной культуры 1950-х годов , было предложено как минимум четыре теоретических концепт-кара с ядерным двигателем : американские Ford Nucleon и Studebaker Packard Astral , а также французский Simca Fulgur, разработанный Робертом Опроном. [28] [29] и Арбель Симетрик . Помимо этих концептуальных моделей, ни одна автомобильная атомная электростанция не была построена и никогда не производилась. Инженер Chrysler Ч.Р. Льюис отказался от этой идеи в 1957 году, поскольку считал, что для автомобиля массой 3000 фунтов (1400 кг) потребуется двигатель мощностью 80 000 фунтов (36 000 кг). По его мнению, для того, чтобы ядерная энергетика была практичной, необходимы эффективные средства хранения энергии. [30] Несмотря на это, стилисты Chrysler в 1958 году нарисовали несколько возможных вариантов дизайна.
В 1959 году сообщалось, что компания Goodyear Tire and Rubber Company разработала новую резиновую смесь, которая была легкой и поглощала радиацию, что устраняло необходимость в тяжелой защите. Один репортер в то время считал, что это может сделать возможным создание автомобилей и самолетов с ядерными двигателями. [31]
Форд сделал еще одну потенциально ядерную модель В 1962 году для Всемирной выставки в Сиэтле — Ford Seattle-ite XXI . [32] [33] Это также никогда не выходило за рамки первоначальной концепции.
В 2009 году, к столетнему юбилею компанией General Motors приобретения Cadillac , Лорен Кулесус создала концепт-арт, изображающий автомобиль, работающий на ториевом двигателе . [34]
Другое [ править ]
Chrysler TV-8 — экспериментальный концептуальный танк, разработанный компанией Chrysler в 1950-х годах. [1] Танк задумывался как с ядерной установкой, средний танк способный вести войну на суше и на море. Эта конструкция никогда не производилась серийно. [35]
X -12 представлял собой локомотив с ядерным двигателем, предложенный в технико-экономическом обосновании, проведенном в 1954 году в Университете Юты. [36]
Марсоход « Кьюриосити» питается от радиоизотопного термоэлектрического генератора (РТГ), как и успешные «Викинг-1» и «Викинг-2» в 1976 году. марсианские аппараты [37] [38]
См. также [ править ]
- Безопасный доступный двигатель ядерного деления
- Двигательная установка космического корабля с электроприводом
Ссылки [ править ]
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г Тракимавичюс, Лукас. «Будущая роль ядерных силовых установок в вооруженных силах» (PDF) . Центр передового опыта НАТО в области энергетической безопасности . Архивировано из оригинала (PDF) 18 октября 2021 г. Проверено 15 октября 2021 г.
- ↑ Некоторые практические применения радиевых лучей, Республика, воскресенье, 13 сентября 1903 г.
- ^ Новый источник энергии, The World Set Free, Герберт Уэллс, Коллинз, Лондон и Глазго, издание 1956 года, стр. 55.
- ^ Россия раскрывает гигантскую ядерную торпеду в «утечке» государственного телевидения , новости BBC,12 ноября 2015 г. - получено 27 ноября 2015 г.
- ↑ Журнал Science, 29 ноября 1991 г., стр.1284.
- ^ Торнтон, Дж; Блумбег, Б. (январь 1961 г.). «Эксперименты с авиационными ядерными реакторами-теплообменниками достигают целей испытаний». Нуклеоника . 19 (1). МакГроу-Хилл. ISSN 0096-6207 .
- ^ Норрис, Гай (14 октября 2014 г.). «Фальстарт атомного века авиации» . Авиационная неделя . Проверено 17 октября 2014 г.
- ^ Гади, Франц-Стефан (2 марта 2018 г.). «Россия демонстрирует «неудержимую» крылатую ракету с ядерной установкой» . Дипломат . Проверено 26 марта 2018 г.
- ^ Мёкель, МЫ (август 1969 г.). Двигательные установки для пилотируемого исследования Солнечной системы (NASA TM X-1864) (PDF) (Отчет). Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США . Проверено 15 января 2023 г.
- ^ Шмидт, Г.Р.; Бонометти, Дж.А.; Мортон, П.Дж. (июль 2000 г.). Ядерно-импульсная двигательная установка: Орион и за его пределами (AIAA 2000-3856) (PDF) (Отчет). Являюсь. Инст. Аэро. Астро . Проверено 15 января 2023 г.
- ^ Внешняя импульсная плазменная двигательная установка (EPPP) (PDF) (Отчет). НАСА. 1 января 1999 года . Проверено 15 января 2023 г.
- ^ Контактное лицо: Джинель С. Стил (15 июля 2005 г.). «F-22 Раптор Стелс» . Исследования и технологии НАСА Гленна. Архивировано из оригинала 19 февраля 2006 года . Проверено 8 июля 2009 г.
- ^ «Российское космическое агентство объявляет о планах по созданию ядерной ракеты для дальнего космоса» . Архивировано из оригинала 20 апреля 2017 г. Проверено 20 апреля 2017 г.
- ^ Россия и США обсудят проект космического корабля с ядерным двигателем
- ↑ Россияне отправятся на Марс на космическом корабле с ядерной установкой // 2009 г.
- ^ Пейдж, Льюис (5 апреля 2011 г.). «Россия и НАСА проведут переговоры по космическим кораблям с ядерной установкой. У москвичей есть яйца, но нет денег» . Регистр . Проверено 26 декабря 2013 г.
- ^ «Интервью: академик Анатолий Коротеев. Взгляд изнутри на российскую ядерную двигательную установку» (PDF) . Наука и технологии XXI века . № Осень/Зима 2012–2013 гг. 21 век. 3 декабря 2012 года . Проверено 26 декабря 2013 г.
- ^ (на русском языке) Академик Анатолий Коротеев: «Атомная энергетика может обеспечить качественный скачок в освоении космоса». Архивировано 14 июля 2014 г. на Wayback Machine.
- ^ «Космическая двигательная установка для марсианской миссии может быть создана через 6-9 лет» . Архивировано из оригинала 5 апреля 2011 г. Проверено 11 июля 2011 г.
- ^ Россия лидирует в ядерной космической гонке после того, как США вышли из нее
- ^ The Science Review, выпуски 1–12, Научный клуб Мельбурнского университета, Мельбурнский университет, 1937, стр. 22
- ^ Automobile Quarterly, том 31, номер 1, 1992, страницы 14–29.
- ↑ Первый атомный автомобиль «саботирован», Townsville Daily Bulletin, Квинсленд, Австралия, понедельник, 3 декабря 1945 г., стр. 2
- ^ Мистификация «Атомный автомобиль» - пожилой изобретатель получил приговор, Cairns Post, Квинсленд, Австралия, понедельник, 22 июля 1946 г., стр. 3
- ^ «Бенсон Форд бросает вызов атомным автомобилям» . Бруклин Дейли Игл . 2 октября 1951 г. с. 3 . Проверено 4 июня 2015 г. - через Newspapers.com .
- ↑ Reading Eagle, воскресенье, 20 февраля 1955 г., стр. 8.
- ^ Автомобиль с атомным двигателем заявлен русским, The Victoria Advocate, Виктория, Техас, воскресенье, 30 января 1955 г., стр. 7
- ^ «Радиоактивные автомобили ХХ века» . Архивировано из оригинала 26 октября 2018 года . Проверено 26 апреля 2012 г.
- ^ «Une anticipation Simca: la «fulgur» » (на французском языке) . Проверено 26 апреля 2012 г.
- ^ Журналы Hearst (апрель 1957 г.). «Автомобиль на атомном двигателе» «Популярная механика» . Популярная механика . Журналы Херста. п. 141.
- ↑ Пришествие ускоренного самолета с атомным двигателем , Рэй Кромли, Адвокат Виктории, Виктория, Техас, среда, 24 июня 1959 г., стр. 4
- ^ Хэнлон, Майк (4 июня 2004 г.). «Ford Seattle-ite: один из самых значительных концепт-каров в истории» . Gizmag.com . Проверено 26 апреля 2012 г.
- ^ «Форд Сиэтл-ite XXI 1962 года» . Архивировано из оригинала 12 мая 2013 года . Проверено 26 апреля 2012 г.
- ^ Что за черт? Концепция ториевого топлива Cadillac World?
- ^ Ханникатт, Р.П. (1990). История американского основного боевого танка, Том 2: Абрамс . США: Президио. п. 36. ISBN 9780891413882 .
- ^ Абель, ГК; Борст, LB; Боуи, DM; Петти, КВ; Стовер, Би Джей; Ван Дилла, Массачусетс (1954), Атомный локомотив , получено 14 декабря 2023 г.
- ^ «Многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор» (PDF) . НАСА/Лаборатория реактивного движения. 1 января 2008 г. Архивировано из оригинала (PDF) 13 августа 2012 г. . Проверено 6 августа 2012 г.
- ^ «Исследование Марса: радиоизотопная энергия и нагрев для исследования поверхности Марса» (PDF) . НАСА/Лаборатория реактивного движения. 18 апреля 2006 г. Архивировано из оригинала (PDF) 12 октября 2012 г. . Проверено 7 сентября 2009 г.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Бассард, Р.; ДеЛауэр, Р. (1958). Ядерное ракетное движение (Отчет). МакГроу-Хилл.
- Бассард, Р. (1965). Основы ядерного полета (Доклад). МакГроу-Хилл.
- Кушин, Гарри (апрель 1951 г.). «Атомная энергия — в твоей машине» . Моторный тренд . Архивировано из оригинала 13 мая 2015 г. Проверено 23 апреля 2012 г.
Внешние ссылки [ править ]
 | в этой статье Использование внешних ссылок может не соответствовать политике и рекомендациям Википедии . ( январь 2015 г. ) |
- Ядерная космическая двигательная установка: НАСА, 1968 год, на YouTube
- С. К. Боровски и др., «Варианты конструкции ядерных тепловых ракет и транспортных средств для будущих миссий НАСА на Луну и Марс», Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США, NASA-TM-0107071, сентябрь 1993 г.
- Домашняя страница RKA на английском языке
- (на японском языке) Разработка и практическое использование космических реакторов в Советском Союзе.
- (на русском языке) Домашняя страница RKA на русском языке
- Атомные ракеты - реалистичные конструкции. Архивировано 6 января 2010 г. в Wayback Machine. Десять умозрительных концепций НАСА.
- Р.В. Бассард, Усовершенствованная термоядерная энергетическая система для космического движения за пределами планеты, 2003 г.
- Обзор технологий ядерных двигательных установок для космических применений, А. Микс, 15 марта 2013 г.
