Сюжет Спецоперация РФ в Донбассе и на Украине
Успешные испытания таких новейших российских вооружений, как «Буревестник» и «Посейдон» показали: в разработке компактных ядерных энергоустановок произошёл качественный скачок.
В этих системах, как сообщается, используются принципиально новые решения, что обеспечивает почти неограниченный запас хода. Идеи использования компактных ядерных реакторов в различных видах техники – от автомобилей до самолётов – высказывались ещё на заре атомной эры. Но все эти проекты так и не были реализованы.
От гигантов к компактным решениям
Как уже объяснил президент России Владимир Путин, силовые установки новых образцов вооружений существенно меньше традиционных ядерных реакторов. Реактор ракеты «Буревестник», по его словам, в тысячу раз компактнее силовой установки атомной подводной лодки, а энергоблок торпеды «Посейдон» — в сто раз. Есть существенное отличие в скорости запуска: если обычный ядерный реактор запускается в течение дней и даже недель, то созданные российскими военными учёными установки выходят на рабочий режим за несколько минут.
Специалисты-ядерщики предполагают, что «сердцем» новых вооружений являются реакторы на быстрых нейтронах. В них нет замедлителей нейтронов (эти частицы вылетают из делящихся ядер в результате цепной реакции, и в реакторе, в отличие от бомбы, её надо контролировать) и используется высокообогащённое топливо, что позволяет создавать исключительно компактные и мощные энергоблоки.
Идея компактных ядерных реакторов не нова. Ещё в СССР создавались и запускались на орбиту спутники с ядерными источниками энергии. В США в годы холодной войны разрабатывались самолёт с небольшим ядерным реактором (проект Convair NB-36H «Crusader»), танк Chrysler TV-8, футуристический автомобиль Ford «Nucleon». Кроме того, предлагались маленькие системы ядерного оружия Davy Crockett.
Но американские проекты остались нереализованными. А разработка вооружений «Буревестник» и «Посейдон» демонстрирует, что Россия совершила значительный прорыв в области создания компактных ядерных энергоустановок.
Идея — заменить камеру сгорания на ядерный реактор
Как могут работать такие установки и в чём сложность создания подобных реакторов? Об этом aif.ru рассказал заместитель начальника отдела Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» Антон Трутце (в 2022 году он служил добровольцем в зоне СВО, где имел позывной «Доцент» в подразделении БАРС-13):
— Говоря о сложности создания ядерного реактивного двигателя, который, по сообщениям открытых источников, установлен на новой отечественной крылатой ракете «Буревестник», следует понимать, как работает турбореактивный двигатель. Он работает за счёт того, что воздух, который сжимается многоступенчатым компрессором, вращаемым турбиной, смешивается с топливом. Оно сгорает в камере сгорания, а образующиеся горячие газы, проходя через турбину и создавая реактивную тягу в сопле, вращают эту самую турбину, механически связанную с компрессором. Продукты сгорания выбрасываются назад, создаётся тяга вперед.
Турбина и компрессор необходимы, так как на дозвуковых и малых сверхзвуковых скоростях воздухозаборник двигателя забирает недостаточно воздуха и сжимает его недостаточно для сжигания потребного количества топлива. Поэтому нужно засасывать и сжимать его принудительно, что и делает компрессор.
Если очень сильно разогнаться — до скорости три Маха и больше, компрессор и турбина становятся не нужны. Достаточно просто впрыскивать топливо в камеру сгорания — такой двигатель называется прямоточным.
Когда человечество в 1950-е годы получило доступ к атомной энергии, пытливый ум инженеров, естественно, попытался пристроить новый, кажущийся бесконечным источник энергии ко всему — от мопеда до космической ракеты. В том числе и к турбореактивным авиадвигателям.
Идея была понятной — заменить камеру сгорания на ядерный реактор. Рабочим телом — тем веществом, что отбрасывается назад и, собственно, создаёт реактивную тягу — такого двигателя являются не продукты сгорания топлива, а нагретый ядерным реактором воздух. То есть компрессор засасывает воздух, он сильно нагревается ядерным реактором и отбрасывается назад – наше устройство летит. Учитывая, что загрузки реактора ядерным топливом хватает минимум на месяцы, мы можем получить практически неограниченную дальность полета.
«Сложнейшая инженерная задача»
— В 1950-е и советские инженеры, и американские экспериментировали с самолётами с ядерной силовой установкой, — продолжает Антон Трутце. — У нас поднималась в небо летающая лаборатория с ядерным реактором на базе бомбардировщика Ту-95, у них — на базе бомбардировщика B-36. Результаты были получены обнадёживающие, проектировались самолёты с полноценными ядерными силовыми установками (то, что летало, это были самолеты с реактором, а не с ядерным двигателем), но работы прекратились.
По каким причинам? Во-первых, по соображениям безопасности. Это было главным. Всё, что летает, иногда падает на землю, а падение самолёта с ядерной силовой установкой немного неприятно. Американский опыт постоянного дежурства в воздухе самолётов с ядерными бомбами на борту в этом отношении весьма показателен — падали самолеты, терялись в полете бомбы.
Вторая причина — опасность для экипажа. Несмотря на все усилия обеспечить биологическую защиту, облучение людей имело место. Самолёт – всё-таки не атомная электростанция, на него нельзя поставить метровую стальную плиту или налить слой бетона в несколько метров толщиной.
В третьих, были определённые проблемы с самой силовой установкой. Как реактор, так и двигатель, должны быть достаточно компактными, чтобы их можно было установить на самолёт. Их элементы работают в достаточно неприятных условиях — высокие температуры, ионизирующее излучение… Тут начинает проявляться предел доступных материалов, он вообще много где в технике проявляется.
Как надо сделать, было понятно, но не было понятно — из чего. Вот то же самое, но в сто раз больше, тяжелее и на земле — понятно, а как сделать достаточно компактную установку, чтобы летать на самолёте и иметь приемлемый ресурс, непонятно.
Теперь возвращаемся к «Буревестнику». Судя по сообщениям из открытых источников, это крылатая ракета достаточно компактная (во всяком случае, во много раз меньше бомбардировщика Ту-95). Остаются вопросы, как сделать достаточно компактные реактор и, собственно, двигатель – то, о чём я уже сказал.
Это сложнейшая инженерная задача. И те отечественные учёные и инженеры, которые смогли её решить, — настоящие герои.
Оцените материал
| Подписывайтесь на АиФ в
MAX |
Leave a Reply