Во вчерашнем послании Федеральному Собранию Владимир Путин обнародовал сенсационную информацию о российских военных проектах. И самое замечательное в них то, что, помимо решения сегодняшней задачи предотвращения ядерного конфликта, реализованные технологии могут очень серьезно помочь космонавтике будущего.

Ту-22М3М с ракетами Х-32, фото interpolit.ru

Возвращение «Плутона»?

Главной новостью, на мой взгляд, стал анонс крылатой ракеты с ядерной силовой установкой.

Технически атомная силовая установка на крылатой ракете может быть реализована в одном из двух вариантов. В первом случае реактор вырабатывает электричество, которое передается на двигатель, вращающий лопасти, приводящие ракету в движение. Во втором случае используется воздушно-реактивный двигатель — воздух подается в реактор, нагревается там и выбрасывается наружу, создавая тягу. Можно ли определить, какой из вариантов выбрали?

Кадр из видео

Если этот кадр с записи реального полета, что весьма вероятно, учитывая визуальную разницу с простой компьютерной графикой в других частях видео, то конструкторы воплотили второй вариант — вентилятор с электродвигателем дымить не должен. И, получается, что на новом технологическом уровне возрождается проект шестидесятилетней давности.

SLAM, рисунок Damon Moran, перевод topwar.ru, полный размер

С 1955 по 1964 в США разрабатывалась сверхзвуковая низковысотная ракета SLAM с ядерным прямоточным воздушным двигателем. Она создавалась, чтобы дополнить флот бомбардировщиков и выступить в качестве возможной альтернативы еще только проектирующимся межконтинентальным баллистическим ракетам. В SLAM собирались воплотить сразу несколько передовых на тот момент технологий. Чтобы не попасть на экраны радаров, ракета должна была двигаться на малой высоте. Система наведения была бы защищена от помех тем, что должна была работать полностью автономно по карте рельефа. А перехват затрудняло бы движение со сверхзвуковой скоростью. Обычное топливо на полет в таком режиме расходовалось бы очень быстро (вспомните, что наиболее экономичным является движение на дозвуковой скорости и большой высоте, как летают пассажирские лайнеры), нужно было искать двигатель с большей автономностью. И в качестве такого предложили использовать ядерный воздушно-реактивный двигатель. Получившаяся конструкция имела бы сразу несколько поражающих факторов. Основной полезной нагрузкой предполагались 16 термоядерных зарядов мощностью в одну мегатонну, сбрасываемых над целями, определенными в программе полета. Кроме того, движение на сверхзвуке и малой высоте порождало ударную волну, повреждающую все, находящееся по маршруту. Выхлоп двигателя был радиоактивен, и сам реактор заметно «фонил», дополнительно заражая местность. Ну и, наконец, после выполнения программы и сброса всех бомб, ракета должна была разбиться в стратегической точке, разбросав там высокоактивные обломки реактора.

Для создания двигателя в 1957 году стартовал проект «Плутон». Для того, чтобы двигатель мог работать, пришлось решить множество сложных задач, например, на рабочей температуре в 1400 градусов существующие сплавы становились слишком непрочными, пришлось научиться использовать керамику с бериллием и цирконием. Материалы работали на пределе, например, температура самовоспламенения элементов реактора была всего на 150° выше его рабочей температуры. В 1961 году первый вариант двигателя Tory-IIA успешно проработал несколько секунд.

Tory-IIA, фото Федерального правительства США/Wikimedia Commons

В 1964 году версия Tory-IIC успешно проработала пять минут на полной мощности в 513 мегаватт. Для симуляции условий сверхзвукового полета пришлось собрать отдельную установку и подавать в реактор воздух, предварительно нагретый до 500 градусов и сжатый до 20 атмосфер.

Tory-IIC, фото Федерального правительства США/Wikimedia Commons

Но дальше проект застопорился сразу по нескольким причинам. Прежде всего, даже несмотря на то, что выхлоп двигателя оказался менее радиоактивным, чем ожидалось, сложно было найти подходящий район для испытаний. Также, за прошедшие годы были освоены межконтинентальные баллистические ракеты, которые оказались проще, дешевле и чище SLAM. Ну и, наконец, политики посчитали проект слишком провокационным и не захотели, чтобы СССР в ответ создал аналогичные ракеты. В итоге летом 1964 проект закрыли. Но его наработки не пропали — система наведения по карте местности стала стандартом для крылатых ракет, а созданные материалы пригодились при решении других задач.

Вернемся в современность. По сравнению с реакторами Tory российская разработка поражает своей компактностью. Владимир Путин сравнил размер ракеты с X-101, которая по открытой информации имеет диаметр 74 см. Для сравнения, реактор SLAM имел диаметр полтора метра. Также, начальная масса Х-101 оценивается в 2 тонны, а SLAM — в 20 тонн.

Радиоактивный выхлоп делает невозможным применение подобных ракет вне сценария глобальной ядерной войны, когда на экологию уже будет всем наплевать, но в космосе компактный реактор будет крайне полезен. Например, можно взять с собой рабочее тело и получить верхнюю ступень с высоким удельным импульсом, аналогичную NERVA или РД-0410. Поскольку ядерный реактор до пуска является достаточно чистым, его можно ставить на существующие ракеты, оснащать оболочкой на случай аварии и включать уже в космосе. Далее, становятся реальными концепции аппаратов, летающих в атмосфере других небесных тел. Например, существует проект MITEE (MIniature ReacTor EnginE — миниатюрный атомный двигатель) для полетов в атмосфере Юпитера. До сегодняшнего дня это была чисто бумажная идея, но теперь оказалось, что у человечества есть двигатель, потенциально пригодный для такого межпланетного зонда.

Слайд из презентации MITEE, источник

Пара слов о гиперзвуке

Три других проекта касались гиперзвуковых аппаратов — боеголовки для межконтитентальной баллистической ракеты «Сармат», маневрирующей боеголовки «Авангард» и авиационного комплекса «Кинжал».

Развитие этих систем говорит о том, что законы движения на гиперзвуковой скорости становятся все более понятными. И эти знания приближают создание гиперзвуковых нижних ступеней, аналогичных нереализованному советскому проекту «Спираль», и возрождение концепции ракет-носителей воздушного старта.

Заключение

Первые спутники запускали минимально переделанные боевые ракеты — межконтинентальная баллистическая ракета Р-7 у СССР и носитель Juno, собранный на базе ракеты средней дальности Redstone и военных ракет Sergeant, в США. Секретные сегодня военные технологии через 10-20-30 лет станут доступны для гражданского применения и будут двигать в том числе и космический прогресс человечества.

Источник: geektimes.ru