Kodolraķešu dzinējs ir raķešu dzinējs, kura principa pamatā ir kodolreakcija vai radioaktīvā sabrukšana, bet izdalās enerģija, kas silda darba šķidrumu, kas var būt reakcijas produkti vai kāda cita viela, piemēram, ūdeņradis.
Apskatīsim iespējas un principus no darbības …
Ir vairāki raķešu dzinēju veidi, kas izmanto iepriekš aprakstīto darbības principu: kodolieroči, radioizotopi, termoelektriskie. Izmantojot kodolraķešu dzinējus, īpašās impulsa vērtības var iegūt ievērojami augstākas nekā tās, kuras var iegūt no ķīmisko raķešu dzinējiem. Īpatnējā impulsa augstā vērtība ir izskaidrojama ar lielo darba šķidruma aizplūšanas ātrumu - apmēram 8-50 km / s. Kodoldzinēja vilces spēks ir salīdzināms ar ķīmisko motoru spēku, kas nākotnē ļaus visus ķīmiskos dzinējus aizstāt ar kodolmotoriem.
Galvenais šķērslis pilnīgai nomaiņai ir kodolraķešu dzinēju izraisīts vides radioaktīvais piesārņojums.
Reklāmas video:
Tos iedala divos veidos - cietā un gāzes fāzē. Pirmā tipa motoros skaldāmās vielas ievieto stieņu komplektos ar attīstītu virsmu. Tas ļauj efektīvi sildīt gāzveida darba šķidrumu, parasti ūdeņradis darbojas kā darba šķidrums. Izejas ātrumu ierobežo darba šķidruma maksimālā temperatūra, kas, savukārt, ir tieši atkarīga no konstrukcijas elementu maksimāli pieļaujamās temperatūras, un tā nepārsniedz 3000 K. Gāzes fāzes kodolraķešu dzinējos skaldāmās vielas ir gāzveida stāvoklī. Tā saglabāšana darba zonā tiek veikta ar elektromagnētiskā lauka iedarbību. Šāda veida kodolraķešu dzinējiem konstrukcijas elementi nav preventīvs līdzeklis, tāpēc darba šķidruma ātrums var pārsniegt 30 km / s. Tos var izmantot kā pirmās pakāpes motorus neatkarīgi no skaldmateriāla noplūdes.
70. gados. XX gadsimts Amerikas Savienotajās Valstīs un Padomju Savienībā tika aktīvi pārbaudīti kodolraķešu motori ar cietās fāzes skaldāmām vielām. Amerikas Savienotajās Valstīs tika izstrādāta programma, lai saskaņā ar programmu NERVA izveidotu eksperimentālu raķešu dzinēju.
Amerikāņi izstrādāja šķidru ar ūdeņradi atdzesētu grafīta reaktoru, kas tika uzkarsēts, iztvaicēts un izmests caur raķetes sprauslu. Grafīta izvēli noteica tā izturība pret temperatūru. Saskaņā ar šo projektu iegūtā motora īstajam impulsam bija jābūt divreiz lielākam par atbilstošo indikatoru, kas raksturīgs ķīmiskajiem motoriem, ar vilces spēku 1100 kN. Nervas reaktoram vajadzēja darboties kā daļai no nesējraķetes “Saturn V” trešās pakāpes, taču Mēness programmas slēgšanas un citu uzdevumu neesamības dēļ šīs klases raķešu dzinējiem reaktors nekad netika pārbaudīts praksē.
Gāzes fāzes kodolraķešu dzinējs šobrīd tiek izstrādāts teorētiski. Gāzes fāzes kodoldzinējos paredzēts izmantot plutoniju, kura lēnām kustīgu gāzes plūsmu ieskauj ātrāka dzesēšanas ūdeņraža plūsma. Eksperimenti tika veikti orbītā esošajās kosmosa stacijās MIR un ISS, kas var dot stimulu turpmākai gāzes fāzes motoru attīstībai.
Šodien var teikt, ka Krievija ir nedaudz "iesaldējusi" savus pētījumus kodoldzinēju sistēmu jomā. Krievijas zinātnieku darbs vairāk vērsts uz atomelektrostaciju pamatvienību un mezglu attīstību un uzlabošanu, kā arī to apvienošanu. Prioritārais turpmāko pētījumu virziens šajā jomā ir kodolenerģijas piedziņas vienību izveidošana, kas varētu darboties divos režīmos. Pirmais ir kodolraķešu dzinēja režīms, un otrais ir elektrības ģenerēšanas uzstādīšanas režīms, lai darbinātu kosmosa kuģī uzstādītās iekārtas.