핵 로켓 엔진 РД0410. 잠재 고객없이 대담한 개발
과거에는 선도 국가들이 로켓 및 우주 기술용 엔진 분야에서 근본적으로 새로운 솔루션을 모색했습니다. 가장 대담한 제안은 소위 창조에 관한 것입니다. 핵무기 미사일 핵분열성 물질을 함유한 원자로를 기반으로 한 엔진. 우리나라에서는 이러한 방향으로의 작업을 통해 실험적인 RD0410 엔진의 형태로 실제 결과를 얻었습니다. 그러나 이 제품은 유망한 프로젝트에서 그 자리를 찾지 못했으며 국내 및 세계 우주 비행 발전에 영향을 미치지 못했습니다.
제안 및 프로젝트
이미 첫 번째 인공위성과 유인 우주선 발사가 있기 몇 년 전인 50 년대에 화학 연료 로켓 엔진 개발에 대한 전망이 결정되었습니다. 후자는 매우 높은 특성을 얻을 수 있었지만 매개 변수의 성장은 무한 할 수 없었다. 미래에 엔진은 자신의 역량에 대해 "천장에 얹혀 야합니다". 이와 관련하여 우주 로켓 시스템의 추가 개발을 위해 근본적으로 새로운 솔루션이 필요했습니다.
제작되었지만 테스트되지 않은 RD0410 유형 YARD
1955 년, 학자 M.V. Keldysh는 원자로가 에너지 원 역할을하는 특수 설계의 로켓 엔진을 개발하기 위해 이니셔티브를 채택했습니다. 이 아이디어의 개발은 사역의 NII-1에게 맡겨졌다 비행 산업; V.M. 예브 레프 가장 짧은 시간에 전문가들은 주요 문제를 해결하고 최고의 특성을 가진 유망한 NRE를위한 두 가지 옵션을 제안했습니다.
"Scheme A"로 지정된 첫 번째 엔진은 고상 반응기와 고체 열교환기를 사용하도록 제안했습니다. 기체 상 활성 지대가있는 원자로의 사용을 위해 제공되는 제 2의 선택 방안 인 B는 핵분열 성 물질이 플라스마 상태에 있어야하고, 열에너지가 방사선을 통해 작동 체로 전달되어야한다. 전문가들은 두 가지 계획을 비교하고 "A"가 더 성공적이라는 것을 알게되었습니다. 미래에 가장 활발하게 활동하고 심지어 본격적인 재판에 도달 한 사람이 바로 그 사람이었습니다.
NRE의 최적 설계를 모색하는 것과 병행하여 과학, 산업 및 시험 기지를 만드는 연구가있었습니다. 그래서 1957 년 V.M. Ievlev는 테스트 및 개선의 새로운 개념을 제안했습니다. 모든 기본 구조 요소는 다른 스탠드에서 테스트해야하며 그 후에야 단일 구조로 조립 될 수 있습니다. 반응식 A의 경우, 그러한 접근법은 시험을위한 본격적인 반응기의 생성을 암시한다.
1958에서는 각료 이사회의 상세한 결의안이 발표되어 향후 작업 과정을 결정했습니다. MV는 NRE의 개발 책임자로 임명되었습니다. Keldysh, I.V. Kurchatov and S.P. 코롤 레프. NII-1에서는 V.M이 이끄는 특별 부서가 구성되었습니다. Ievlev, 새로운 방향을 다루어야했습니다. 또한 수십 개의 연구 및 디자인 단체가이 작업에 참여했습니다. 국방부의 참여가 계획되었다. 광범위한 프로그램의 작업 일정 및 기타 뉘앙스를 결정했습니다.
결과적으로 모든 프로젝트 참여자는 한 방향으로 또는 다른 방향으로 적극적으로 상호 작용했습니다. 또한 60 년대에는 NRE 및 관련 문제에 대해 독점적으로 헌신하는 회의가 두 차례 열렸습니다.
테스트 기지
NRE 개발 프로그램의 일환으로, 필요한 유닛을 테스트하고 테스트하기위한 새로운 접근 방식을 적용하는 것이 제안되었습니다. 이 경우 전문가들은 심각한 문제에 직면 해 있습니다. 일부 제품의 시험은 원자로에서 수행되어야했지만 이러한 조치는 극히 어렵거나 불가능했습니다. 시험은 경제적, 조직적 또는 환경 적 성격의 어려움으로 인해 방해받을 수있었습니다.
IR-100 용 연료 어셈블리 다이어그램
이와 관련하여 원자로를 사용하지 않고 제품을 시험하는 새로운 방법이 개발되었습니다. 비슷한 수표가 세 단계로 나뉘어져있었습니다. 첫 번째는 모델의 원자로 공정 연구를 포함했다. 그런 다음 원자로 나 엔진의 노드는 기계적 및 유압식 "저온"테스트를 거쳐야합니다. 그 후에 만 노드가 고온 조건에서 점검되어야합니다. 스탠드에서 NRE의 모든 구성 요소를 개별적으로 처리 했으므로 본격적인 실험용 원자로 또는 엔진 조립을 진행할 수있었습니다.
여러 기업의 군대에 의한 노드의 3 단계 테스트를 수행하기 위해 다양한 스탠드를 개발하고 구축했습니다. 특히 중요한 것은 고온 테스트 기술입니다. 개발하는 동안 새로운 가스 가열 기술이 만들어 져야했습니다. 1959에서 1972까지 연구 기관인 1은 가스를 3000 ° K로 가열하고 고온 테스트를 수행 할 수있는 모든 고출력 플라즈마 토치를 개발했습니다.
특히 "Scheme B"는 더욱 복잡한 장치를 개발해야했습니다. 이러한 작업은 수백 기압의 출력 압력과 10-15 천 K의 온도를 갖는 플라즈마 토치를 필요로했다. 60 년대 말에는 전자빔과의 상호 작용을 기반으로 가스를 가열하는 기술이 등장하여 필요한 특성을 얻을 수 있었다.
각료회의의 결의는 세미 팔 라틴 스크 (Semipalatinsk) 증명 지대에 새로운 시설을 건설 할 것을 규정했다. 연료 집합체와 NRE의 다른 구성 요소를 추가로 시험하기위한 시험용 벤치와 실험용 원자로가 만들어 졌어야한다. 모든 주요 설비는 1961 년에 건설되었으며, 동시에 원자로의 첫 가동이 시작되었습니다. 그런 다음 다각형 장비는 여러 번 정제되고 개선되었습니다. 원자로와 인원 배치를 위해 필요한 보호 장치가있는 지하 벙커를 몇 개 만들려고했다.
사실, 유망한 YARD 프로젝트는 당시의 가장 대담한 사업 중 하나였으며, 따라서 테스트 목적을위한 고유 한 장치 및 장치를 개발하고 구성하게되었습니다. 이 모든 부스를 통해 많은 실험을 수행하고 다양한 프로젝트의 개발에 적합한 다양한 종류의 데이터를 수집 할 수있었습니다.
"체계 A"
50 대 후반에서 가장 성공적이고 유망한 옵션은 유형 "A"엔진으로 간주되었습니다. 이 개념은 기체 작동 유체의 가열을 담당하는 열 교환기가있는 원자로를 기반으로 한 원자로 건설을 제안했습니다. 노즐을 통한 후자의 해제는 원하는 추진력을 생성해야한다. 개념의 모든 단순성과 함께, 그러한 아이디어의 구현은 많은 어려움과 관련되어있었습니다.
IR-100 원자로 용 연료 집합체 모형
우선, 핵심 구성을위한 재료 선택의 문제가 나타났습니다. 반응기의 설계는 높은 열부하를 견뎌야하고 필요한 강도를 유지해야했습니다. 또한, 열 중성자를 통과시키지 만 이온화 방사선으로 인해 특성을 잃지 않았습니다. 코어에서 불균일 한 열 방출이 예상되어 설계에 대한 새로운 요구가있었습니다.
솔루션을 찾고 구조를 다듬기 위해 SRI-1에서 모델 어셈블리 및 코어의 다른 구성 요소를 수행하는 특별 워크샵이 조직되었습니다. 이 단계에서 다양한 금속 및 합금뿐만 아니라 다른 재료도 테스트되었습니다. 텅스텐, 몰리브덴, 흑연, 고온 탄화물 등은 연료 집합체 제조에 사용될 수 있습니다. 구조 파괴를 막아주는 보호 코팅에 대한 조사도 수행되었습니다.
실험 과정에서 NRE의 개별 구성 요소를 제조하기위한 최적의 재료가 발견되었습니다. 또한, 850-900 차수의 특정 임펄스를 얻는 근본적인 가능성을 확인할 수있었습니다. 이것은 고급 엔진에 화학 연료 시스템에 비해 최고의 성능과 중요한 이점을 제공했습니다.
원자로 코어는 약 1 m의 길이와 50 mm의 직경을 갖는 실린더였다. 이 경우 다양한 기능을 갖춘 연료 집합체의 26 변형 생성이 예상됩니다. 후속 테스트의 결과에 따라, 그들은 가장 성공적이고 효과적인 것을 선택했습니다. 발견 된 연료 집합체 설계는 2 개의 연료 조성물의 사용을 포함한다. 첫 번째는 우라늄 -235 (90 %)과 니오브 또는 지르코늄 카바이드의 혼합물이었다. 이 혼합물은 길이가 100 mm이고 지름이 2,2 mm 인 4 빔 비틀림 막대 형태로 성형되었다. 두 번째 구성은 우라늄과 흑연으로 구성되었다. 안감이있는 100-mm 내부 채널이있는 육각형 프리즘 200-1 mm 형태로 만들어졌습니다. 막대와 프리즘을 밀봉 된 내열 금속 하우징에 넣었다.
Semipalatinsk 테스트 사이트에서의 어셈블리와 요소 테스트는 1962에서 시작되었습니다. 2 년 동안 41 원자로가 가동되었습니다. 우선, 우리는 핵심 콘텐츠의 가장 효과적인 버전을 찾을 수있었습니다. 모든 주요 솔루션과 사양도 확인되었습니다. 특히, 원자로의 모든 노드는 열 및 복사 부하를 처리했습니다. 따라서, 개발 된 반응기는 주어진 유량에서 기체 수소를 3000-3100 ° K로 가열하는 주요 과제를 해결할 수 있음이 밝혀졌다. 이 모든 것이 본격적인 핵 로켓 엔진의 개발을 시작하도록 허용했다.
"바이칼"의 11B91
60 년대 초반에는 기존 제품 및 개발을 기반으로 한 본격적인 NRE 생성 작업이 시작되었습니다. 우선, NII-1은 로켓 기술의 다양한 프로젝트에서 사용하기에 적합한 매개 변수가 다른 로켓 엔진 전체 제품군을 만들 가능성을 연구했습니다. 이 제품군에서 처음으로 저 추력 엔진 인 36 kN을 설계하고 제작하기로 결정했습니다. 그러한 제품은 나중에 다른 천체에 우주선을 보내기에 적합한 유망한 상단 단계에서 사용될 수 있습니다.
조립 중 IRGIT 원자로
1966에서 SRI-1와 Chemical Automation Design Bureau는 미래의 NRE를 형성하고 디자인하는 작업을 시작했습니다. 곧 엔진은 지표 11B91와 RD0410를 받았다. 주요 요소는 IR-100라고 불리는 반응기였습니다. 나중에, 반응기는 IRGIT ( "TVEL의 그룹 연구를위한 연구용 원자로")로 명명되었다. 그것은 원래 두 개의 다른 야드를 만들 계획이었습니다. 첫 번째 테스트 사이트에서 테스트를위한 실험 제품이었고 두 번째는 비행 모델이었습니다. 그러나 1970에서는 두 개의 프로젝트가 현장 테스트 실시를 위해 결합되었습니다. 그 후 KBXA는 새로운 시스템의 주요 개발자가되었습니다.
기존 테스트 기반을 사용하는 것뿐만 아니라 NRE 분야의 예비 연구를위한 토대를 사용하여 11B91의 미래 모습을 신속하게 결정하고 완전한 기술 설계를 시작할 수있었습니다.
동시에 "바이칼 (Baikal)"스탠드 단지는 테스트 현장에서 미래의 테스트를 위해 만들어졌습니다. 새로운 엔진은 완벽한 보호 기능을 갖춘 지하 구조물에서 테스트하도록 제안되었습니다. 기체 작동 유체의 수집 및 침전을위한 제공이 이루어졌습니다. 방사선의 방출을 피하기 위해 가스는 가스 홀더에 보관해야하며 이후에는 대기로 방출 될 수 있습니다. 작업의 특별한 복잡성으로 인해 바이칼 복합 단지는 15 년 동안 건설되었습니다. 그의 마지막 대상은 첫 번째 검사가 시작된 후에 완료되었습니다.
바이칼 (Baikal) 단지의 1977에서는 파일럿 플랜트를 가동 할 두 번째 작업장에 수소의 형태로 작동 유체를 공급하는 수단이 설치되었습니다. 17 9 월 제품 11B91의 실제 출시가 완료되었습니다. 27 3 월 1978 번째 에너지 출시. 3 July과 11 August는 야드 (YARD)로 제품을 완전히 작동시킨 채 두 번의 화재 테스트를 실시했습니다. 이러한 시험에서, 반응기는 점차적으로 24, 33 및 42 MW에 동력을 공급했다. 수소를 2630 ° K로 가열 하였다. 80 년대 초반에 두 가지 프로토 타입이 테스트되었습니다. 그들은 최대 62-63 MW의 전력을 보여주고 2500 ° K로 가스를 가열했다.
РД0410 프로젝트
70 년대와 80 년대에는 미사일이나 상위 단계에 설치하기에 완벽한 본격적인 NRE를 개발하는 것이 었습니다. 이러한 제품의 최종 외관이 형성되었고 Semipalatinsk 테스트 사이트의 테스트가 모든 주요 디자인 특성을 확인했습니다.
완성 된 엔진 인 RD0410은 기존 제품과 현저하게 다릅니다. 그것은 작업의 다른 원칙으로 인해 단위의 구성, 레이아웃 및 심지어 외관으로 구별되었습니다. 사실, RD0410는 몇 가지 주요 블록으로 나뉘어졌습니다 : 원자로, 작동 유체를 공급하는 수단, 열교환 기 및 노즐. 소형 원자로는 중심 위치를 차지하고 다른 장치는 그 옆에 배치되었습니다. 야드는 또한 액체 수소를위한 별도의 탱크가 필요했습니다.
RD0410 / 11B91 제품의 총 높이는 3,5 m에 도달했으며 최대 직경은 1,6 m이었습니다. 복사 보호를 고려한 질량은 2였습니다. 진공에서 계산 된 엔진 추력은 35,2 kN 또는 3,59 tf에 도달했습니다. 공극의 특정 충격은 910 kgf • s / kg 또는 8927 m / s입니다. 10 번에 엔진을 켤 수 있습니다. 자원 - 1 h. 향후 몇 가지 변경 사항을 통해 특성을 원하는 수준으로 향상시킬 수 있습니다.
그러한 YARD의 가열 된 작동 유체는 방사능이 제한적이라는 것이 알려져있다. 그러나 시험이 끝난 후 그는 옹호되었으며, 스탠드가 위치한 지역은 하루 동안 닫혀 야했다. 지구의 대기에서 그러한 엔진을 사용하는 것은 안전하지 않은 것으로 간주되었습니다. 동시에, 그것은 대기권 밖에서 작업을 시작하는 가속 단위의 일부로 사용될 수 있습니다. 사용 후, 그러한 블록은 매장 궤도로 보내 져야합니다.
60 년대로 거슬러 올라가면 야드 (YARD)를 기반으로 한 발전소를 만드는 아이디어가 나타났습니다. 가열 된 작동 유체는 발전기에 연결된 터빈에 공급 될 수 있습니다. 이러한 발전소는 우주선 장비의 발전 분야에서 존재하는 문제와 한계를 없애기 위해 우주 비행사의 발전에 관심이있었습니다.
80 년대에는 발전소에 대한 아이디어가 디자인 단계에 도달했습니다. 엔진 РД0410을 기반으로 한 그러한 제품의 프로젝트를 수행했습니다. 실험용 원자로 중 하나 인 IR-100 / IRGIT가 200 kW의 출력으로 발전기의 작동을 보장하는이 주제에 대한 실험에 사용되었습니다.
새로운 가구
고체상 활성 존이있는 소련 YARD의 주제에 관한 주요 이론 및 실무 작업은 80 년대 중반에 완료되었습니다. 업계에서는 기존 RD0410 엔진을위한 가속 장치 또는 다른 로켓 및 우주 기술 개발을 시작할 수 있습니다. 그러나 그러한 작업은 제 시간에 시작하지 못했고 곧 시작이 불가능했습니다.
현재 우주 산업은 모든 계획과 아이디어를 적시에 구현할 수있는 충분한 자원이 없습니다. 또한, 유명한 페레스트로이카 (Perestroika)가 곧 시작되어 제안 및 개발의 종식을 끝내게되었습니다. 체르노빌 사고로 핵 기술의 명성이 심각하게 영향을 받았다. 마지막으로, 당시 정치적 성격의 문제가 없었다. 1988에서 YARD 11B91 / РД0410의 모든 작업이 중단되었습니다.
여러 출처에 따르면 적어도 2000 년 초까지는 바이칼 복합 단지의 일부 시설이 여전히 세미 팔라틴 스크 시험장에 남아있었습니다. 또한, 소위의 하나. 작업장에는 여전히 실험용 원자로가 있었다. KBXA는 미래의 상단 단계에 설치하기에 적합한 본격적인 RD0410 엔진을 제작했습니다. 그러나 그 사용법은 계획에 남아있었습니다.
RD0410 이후
YARD의 개발은 새로운 프로젝트에서 응용 프로그램을 찾았습니다. 1992에서는 많은 러시아 기업들이 고상 코어와 수소 형태의 작동 유체로 구성된 듀얼 모드 엔진을 공동 개발했습니다. 로켓 엔진 모드에서, 그러한 제품은 특정 임펄스 70로 920 kN 추진력을 발전시켜야하며, 에너지 모드는 25 kW의 전력을 제공합니다. 그러한 NRE는 행성 간 우주선 프로젝트에서 사용하기 위해 제안되었다.
불행하게도 그 당시 상황은 새롭고 대담한 로켓과 우주 기술의 창조를 찬성하지 않았고 따라서 핵 로켓 엔진의 두 번째 버전은 여전히 종이에 남아있었습니다. 우리가 알고있는 한, 국내 기업들은 여전히 NRE 관련 주제에 대해 관심을 나타내지 만 그러한 프로젝트의 구현은 아직 가능하지 않거나 실행 가능하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 이전 프로젝트의 틀에서 소련과 러시아의 과학자와 엔지니어는 많은 양의 정보를 축적하고 가장 중요한 경험을 얻을 수 있었다는 점에 주목해야한다. 이는 우리 나라에서 필요가 생기고 그에 상응하는 주문이있을 때 과거에 테스트 한 유형의 새로운 NRE를 만들 수 있음을 의미합니다.
자료에 따르면,
http://kbkha.ru/
https://popmech.ru/
http://cosmoworld.ru/
http://tehnoomsk.ru/
Akimov V.N., Koroteev A.S., Gafarov A.A. 연구 센터는 M. Keldysh의 이름을 따서 명명되었습니다. 1933-2003 : 로켓과 우주 기술의 최전선에서 70 년. - M : "기계 공학", 2003.
제안 및 프로젝트
이미 첫 번째 인공위성과 유인 우주선 발사가 있기 몇 년 전인 50 년대에 화학 연료 로켓 엔진 개발에 대한 전망이 결정되었습니다. 후자는 매우 높은 특성을 얻을 수 있었지만 매개 변수의 성장은 무한 할 수 없었다. 미래에 엔진은 자신의 역량에 대해 "천장에 얹혀 야합니다". 이와 관련하여 우주 로켓 시스템의 추가 개발을 위해 근본적으로 새로운 솔루션이 필요했습니다.
제작되었지만 테스트되지 않은 RD0410 유형 YARD
1955 년, 학자 M.V. Keldysh는 원자로가 에너지 원 역할을하는 특수 설계의 로켓 엔진을 개발하기 위해 이니셔티브를 채택했습니다. 이 아이디어의 개발은 사역의 NII-1에게 맡겨졌다 비행 산업; V.M. 예브 레프 가장 짧은 시간에 전문가들은 주요 문제를 해결하고 최고의 특성을 가진 유망한 NRE를위한 두 가지 옵션을 제안했습니다.
"Scheme A"로 지정된 첫 번째 엔진은 고상 반응기와 고체 열교환기를 사용하도록 제안했습니다. 기체 상 활성 지대가있는 원자로의 사용을 위해 제공되는 제 2의 선택 방안 인 B는 핵분열 성 물질이 플라스마 상태에 있어야하고, 열에너지가 방사선을 통해 작동 체로 전달되어야한다. 전문가들은 두 가지 계획을 비교하고 "A"가 더 성공적이라는 것을 알게되었습니다. 미래에 가장 활발하게 활동하고 심지어 본격적인 재판에 도달 한 사람이 바로 그 사람이었습니다.
NRE의 최적 설계를 모색하는 것과 병행하여 과학, 산업 및 시험 기지를 만드는 연구가있었습니다. 그래서 1957 년 V.M. Ievlev는 테스트 및 개선의 새로운 개념을 제안했습니다. 모든 기본 구조 요소는 다른 스탠드에서 테스트해야하며 그 후에야 단일 구조로 조립 될 수 있습니다. 반응식 A의 경우, 그러한 접근법은 시험을위한 본격적인 반응기의 생성을 암시한다.
1958에서는 각료 이사회의 상세한 결의안이 발표되어 향후 작업 과정을 결정했습니다. MV는 NRE의 개발 책임자로 임명되었습니다. Keldysh, I.V. Kurchatov and S.P. 코롤 레프. NII-1에서는 V.M이 이끄는 특별 부서가 구성되었습니다. Ievlev, 새로운 방향을 다루어야했습니다. 또한 수십 개의 연구 및 디자인 단체가이 작업에 참여했습니다. 국방부의 참여가 계획되었다. 광범위한 프로그램의 작업 일정 및 기타 뉘앙스를 결정했습니다.
결과적으로 모든 프로젝트 참여자는 한 방향으로 또는 다른 방향으로 적극적으로 상호 작용했습니다. 또한 60 년대에는 NRE 및 관련 문제에 대해 독점적으로 헌신하는 회의가 두 차례 열렸습니다.
테스트 기지
NRE 개발 프로그램의 일환으로, 필요한 유닛을 테스트하고 테스트하기위한 새로운 접근 방식을 적용하는 것이 제안되었습니다. 이 경우 전문가들은 심각한 문제에 직면 해 있습니다. 일부 제품의 시험은 원자로에서 수행되어야했지만 이러한 조치는 극히 어렵거나 불가능했습니다. 시험은 경제적, 조직적 또는 환경 적 성격의 어려움으로 인해 방해받을 수있었습니다.
IR-100 용 연료 어셈블리 다이어그램
이와 관련하여 원자로를 사용하지 않고 제품을 시험하는 새로운 방법이 개발되었습니다. 비슷한 수표가 세 단계로 나뉘어져있었습니다. 첫 번째는 모델의 원자로 공정 연구를 포함했다. 그런 다음 원자로 나 엔진의 노드는 기계적 및 유압식 "저온"테스트를 거쳐야합니다. 그 후에 만 노드가 고온 조건에서 점검되어야합니다. 스탠드에서 NRE의 모든 구성 요소를 개별적으로 처리 했으므로 본격적인 실험용 원자로 또는 엔진 조립을 진행할 수있었습니다.
여러 기업의 군대에 의한 노드의 3 단계 테스트를 수행하기 위해 다양한 스탠드를 개발하고 구축했습니다. 특히 중요한 것은 고온 테스트 기술입니다. 개발하는 동안 새로운 가스 가열 기술이 만들어 져야했습니다. 1959에서 1972까지 연구 기관인 1은 가스를 3000 ° K로 가열하고 고온 테스트를 수행 할 수있는 모든 고출력 플라즈마 토치를 개발했습니다.
특히 "Scheme B"는 더욱 복잡한 장치를 개발해야했습니다. 이러한 작업은 수백 기압의 출력 압력과 10-15 천 K의 온도를 갖는 플라즈마 토치를 필요로했다. 60 년대 말에는 전자빔과의 상호 작용을 기반으로 가스를 가열하는 기술이 등장하여 필요한 특성을 얻을 수 있었다.
각료회의의 결의는 세미 팔 라틴 스크 (Semipalatinsk) 증명 지대에 새로운 시설을 건설 할 것을 규정했다. 연료 집합체와 NRE의 다른 구성 요소를 추가로 시험하기위한 시험용 벤치와 실험용 원자로가 만들어 졌어야한다. 모든 주요 설비는 1961 년에 건설되었으며, 동시에 원자로의 첫 가동이 시작되었습니다. 그런 다음 다각형 장비는 여러 번 정제되고 개선되었습니다. 원자로와 인원 배치를 위해 필요한 보호 장치가있는 지하 벙커를 몇 개 만들려고했다.
사실, 유망한 YARD 프로젝트는 당시의 가장 대담한 사업 중 하나였으며, 따라서 테스트 목적을위한 고유 한 장치 및 장치를 개발하고 구성하게되었습니다. 이 모든 부스를 통해 많은 실험을 수행하고 다양한 프로젝트의 개발에 적합한 다양한 종류의 데이터를 수집 할 수있었습니다.
"체계 A"
50 대 후반에서 가장 성공적이고 유망한 옵션은 유형 "A"엔진으로 간주되었습니다. 이 개념은 기체 작동 유체의 가열을 담당하는 열 교환기가있는 원자로를 기반으로 한 원자로 건설을 제안했습니다. 노즐을 통한 후자의 해제는 원하는 추진력을 생성해야한다. 개념의 모든 단순성과 함께, 그러한 아이디어의 구현은 많은 어려움과 관련되어있었습니다.
IR-100 원자로 용 연료 집합체 모형
우선, 핵심 구성을위한 재료 선택의 문제가 나타났습니다. 반응기의 설계는 높은 열부하를 견뎌야하고 필요한 강도를 유지해야했습니다. 또한, 열 중성자를 통과시키지 만 이온화 방사선으로 인해 특성을 잃지 않았습니다. 코어에서 불균일 한 열 방출이 예상되어 설계에 대한 새로운 요구가있었습니다.
솔루션을 찾고 구조를 다듬기 위해 SRI-1에서 모델 어셈블리 및 코어의 다른 구성 요소를 수행하는 특별 워크샵이 조직되었습니다. 이 단계에서 다양한 금속 및 합금뿐만 아니라 다른 재료도 테스트되었습니다. 텅스텐, 몰리브덴, 흑연, 고온 탄화물 등은 연료 집합체 제조에 사용될 수 있습니다. 구조 파괴를 막아주는 보호 코팅에 대한 조사도 수행되었습니다.
실험 과정에서 NRE의 개별 구성 요소를 제조하기위한 최적의 재료가 발견되었습니다. 또한, 850-900 차수의 특정 임펄스를 얻는 근본적인 가능성을 확인할 수있었습니다. 이것은 고급 엔진에 화학 연료 시스템에 비해 최고의 성능과 중요한 이점을 제공했습니다.
원자로 코어는 약 1 m의 길이와 50 mm의 직경을 갖는 실린더였다. 이 경우 다양한 기능을 갖춘 연료 집합체의 26 변형 생성이 예상됩니다. 후속 테스트의 결과에 따라, 그들은 가장 성공적이고 효과적인 것을 선택했습니다. 발견 된 연료 집합체 설계는 2 개의 연료 조성물의 사용을 포함한다. 첫 번째는 우라늄 -235 (90 %)과 니오브 또는 지르코늄 카바이드의 혼합물이었다. 이 혼합물은 길이가 100 mm이고 지름이 2,2 mm 인 4 빔 비틀림 막대 형태로 성형되었다. 두 번째 구성은 우라늄과 흑연으로 구성되었다. 안감이있는 100-mm 내부 채널이있는 육각형 프리즘 200-1 mm 형태로 만들어졌습니다. 막대와 프리즘을 밀봉 된 내열 금속 하우징에 넣었다.
Semipalatinsk 테스트 사이트에서의 어셈블리와 요소 테스트는 1962에서 시작되었습니다. 2 년 동안 41 원자로가 가동되었습니다. 우선, 우리는 핵심 콘텐츠의 가장 효과적인 버전을 찾을 수있었습니다. 모든 주요 솔루션과 사양도 확인되었습니다. 특히, 원자로의 모든 노드는 열 및 복사 부하를 처리했습니다. 따라서, 개발 된 반응기는 주어진 유량에서 기체 수소를 3000-3100 ° K로 가열하는 주요 과제를 해결할 수 있음이 밝혀졌다. 이 모든 것이 본격적인 핵 로켓 엔진의 개발을 시작하도록 허용했다.
"바이칼"의 11B91
60 년대 초반에는 기존 제품 및 개발을 기반으로 한 본격적인 NRE 생성 작업이 시작되었습니다. 우선, NII-1은 로켓 기술의 다양한 프로젝트에서 사용하기에 적합한 매개 변수가 다른 로켓 엔진 전체 제품군을 만들 가능성을 연구했습니다. 이 제품군에서 처음으로 저 추력 엔진 인 36 kN을 설계하고 제작하기로 결정했습니다. 그러한 제품은 나중에 다른 천체에 우주선을 보내기에 적합한 유망한 상단 단계에서 사용될 수 있습니다.
조립 중 IRGIT 원자로
1966에서 SRI-1와 Chemical Automation Design Bureau는 미래의 NRE를 형성하고 디자인하는 작업을 시작했습니다. 곧 엔진은 지표 11B91와 RD0410를 받았다. 주요 요소는 IR-100라고 불리는 반응기였습니다. 나중에, 반응기는 IRGIT ( "TVEL의 그룹 연구를위한 연구용 원자로")로 명명되었다. 그것은 원래 두 개의 다른 야드를 만들 계획이었습니다. 첫 번째 테스트 사이트에서 테스트를위한 실험 제품이었고 두 번째는 비행 모델이었습니다. 그러나 1970에서는 두 개의 프로젝트가 현장 테스트 실시를 위해 결합되었습니다. 그 후 KBXA는 새로운 시스템의 주요 개발자가되었습니다.
기존 테스트 기반을 사용하는 것뿐만 아니라 NRE 분야의 예비 연구를위한 토대를 사용하여 11B91의 미래 모습을 신속하게 결정하고 완전한 기술 설계를 시작할 수있었습니다.
동시에 "바이칼 (Baikal)"스탠드 단지는 테스트 현장에서 미래의 테스트를 위해 만들어졌습니다. 새로운 엔진은 완벽한 보호 기능을 갖춘 지하 구조물에서 테스트하도록 제안되었습니다. 기체 작동 유체의 수집 및 침전을위한 제공이 이루어졌습니다. 방사선의 방출을 피하기 위해 가스는 가스 홀더에 보관해야하며 이후에는 대기로 방출 될 수 있습니다. 작업의 특별한 복잡성으로 인해 바이칼 복합 단지는 15 년 동안 건설되었습니다. 그의 마지막 대상은 첫 번째 검사가 시작된 후에 완료되었습니다.
바이칼 (Baikal) 단지의 1977에서는 파일럿 플랜트를 가동 할 두 번째 작업장에 수소의 형태로 작동 유체를 공급하는 수단이 설치되었습니다. 17 9 월 제품 11B91의 실제 출시가 완료되었습니다. 27 3 월 1978 번째 에너지 출시. 3 July과 11 August는 야드 (YARD)로 제품을 완전히 작동시킨 채 두 번의 화재 테스트를 실시했습니다. 이러한 시험에서, 반응기는 점차적으로 24, 33 및 42 MW에 동력을 공급했다. 수소를 2630 ° K로 가열 하였다. 80 년대 초반에 두 가지 프로토 타입이 테스트되었습니다. 그들은 최대 62-63 MW의 전력을 보여주고 2500 ° K로 가스를 가열했다.
РД0410 프로젝트
70 년대와 80 년대에는 미사일이나 상위 단계에 설치하기에 완벽한 본격적인 NRE를 개발하는 것이 었습니다. 이러한 제품의 최종 외관이 형성되었고 Semipalatinsk 테스트 사이트의 테스트가 모든 주요 디자인 특성을 확인했습니다.
완성 된 엔진 인 RD0410은 기존 제품과 현저하게 다릅니다. 그것은 작업의 다른 원칙으로 인해 단위의 구성, 레이아웃 및 심지어 외관으로 구별되었습니다. 사실, RD0410는 몇 가지 주요 블록으로 나뉘어졌습니다 : 원자로, 작동 유체를 공급하는 수단, 열교환 기 및 노즐. 소형 원자로는 중심 위치를 차지하고 다른 장치는 그 옆에 배치되었습니다. 야드는 또한 액체 수소를위한 별도의 탱크가 필요했습니다.
RD0410 / 11B91 제품의 총 높이는 3,5 m에 도달했으며 최대 직경은 1,6 m이었습니다. 복사 보호를 고려한 질량은 2였습니다. 진공에서 계산 된 엔진 추력은 35,2 kN 또는 3,59 tf에 도달했습니다. 공극의 특정 충격은 910 kgf • s / kg 또는 8927 m / s입니다. 10 번에 엔진을 켤 수 있습니다. 자원 - 1 h. 향후 몇 가지 변경 사항을 통해 특성을 원하는 수준으로 향상시킬 수 있습니다.
그러한 YARD의 가열 된 작동 유체는 방사능이 제한적이라는 것이 알려져있다. 그러나 시험이 끝난 후 그는 옹호되었으며, 스탠드가 위치한 지역은 하루 동안 닫혀 야했다. 지구의 대기에서 그러한 엔진을 사용하는 것은 안전하지 않은 것으로 간주되었습니다. 동시에, 그것은 대기권 밖에서 작업을 시작하는 가속 단위의 일부로 사용될 수 있습니다. 사용 후, 그러한 블록은 매장 궤도로 보내 져야합니다.
60 년대로 거슬러 올라가면 야드 (YARD)를 기반으로 한 발전소를 만드는 아이디어가 나타났습니다. 가열 된 작동 유체는 발전기에 연결된 터빈에 공급 될 수 있습니다. 이러한 발전소는 우주선 장비의 발전 분야에서 존재하는 문제와 한계를 없애기 위해 우주 비행사의 발전에 관심이있었습니다.
80 년대에는 발전소에 대한 아이디어가 디자인 단계에 도달했습니다. 엔진 РД0410을 기반으로 한 그러한 제품의 프로젝트를 수행했습니다. 실험용 원자로 중 하나 인 IR-100 / IRGIT가 200 kW의 출력으로 발전기의 작동을 보장하는이 주제에 대한 실험에 사용되었습니다.
새로운 가구
고체상 활성 존이있는 소련 YARD의 주제에 관한 주요 이론 및 실무 작업은 80 년대 중반에 완료되었습니다. 업계에서는 기존 RD0410 엔진을위한 가속 장치 또는 다른 로켓 및 우주 기술 개발을 시작할 수 있습니다. 그러나 그러한 작업은 제 시간에 시작하지 못했고 곧 시작이 불가능했습니다.
현재 우주 산업은 모든 계획과 아이디어를 적시에 구현할 수있는 충분한 자원이 없습니다. 또한, 유명한 페레스트로이카 (Perestroika)가 곧 시작되어 제안 및 개발의 종식을 끝내게되었습니다. 체르노빌 사고로 핵 기술의 명성이 심각하게 영향을 받았다. 마지막으로, 당시 정치적 성격의 문제가 없었다. 1988에서 YARD 11B91 / РД0410의 모든 작업이 중단되었습니다.
여러 출처에 따르면 적어도 2000 년 초까지는 바이칼 복합 단지의 일부 시설이 여전히 세미 팔라틴 스크 시험장에 남아있었습니다. 또한, 소위의 하나. 작업장에는 여전히 실험용 원자로가 있었다. KBXA는 미래의 상단 단계에 설치하기에 적합한 본격적인 RD0410 엔진을 제작했습니다. 그러나 그 사용법은 계획에 남아있었습니다.
RD0410 이후
YARD의 개발은 새로운 프로젝트에서 응용 프로그램을 찾았습니다. 1992에서는 많은 러시아 기업들이 고상 코어와 수소 형태의 작동 유체로 구성된 듀얼 모드 엔진을 공동 개발했습니다. 로켓 엔진 모드에서, 그러한 제품은 특정 임펄스 70로 920 kN 추진력을 발전시켜야하며, 에너지 모드는 25 kW의 전력을 제공합니다. 그러한 NRE는 행성 간 우주선 프로젝트에서 사용하기 위해 제안되었다.
불행하게도 그 당시 상황은 새롭고 대담한 로켓과 우주 기술의 창조를 찬성하지 않았고 따라서 핵 로켓 엔진의 두 번째 버전은 여전히 종이에 남아있었습니다. 우리가 알고있는 한, 국내 기업들은 여전히 NRE 관련 주제에 대해 관심을 나타내지 만 그러한 프로젝트의 구현은 아직 가능하지 않거나 실행 가능하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 이전 프로젝트의 틀에서 소련과 러시아의 과학자와 엔지니어는 많은 양의 정보를 축적하고 가장 중요한 경험을 얻을 수 있었다는 점에 주목해야한다. 이는 우리 나라에서 필요가 생기고 그에 상응하는 주문이있을 때 과거에 테스트 한 유형의 새로운 NRE를 만들 수 있음을 의미합니다.
자료에 따르면,
http://kbkha.ru/
https://popmech.ru/
http://cosmoworld.ru/
http://tehnoomsk.ru/
Akimov V.N., Koroteev A.S., Gafarov A.A. 연구 센터는 M. Keldysh의 이름을 따서 명명되었습니다. 1933-2003 : 로켓과 우주 기술의 최전선에서 70 년. - M : "기계 공학", 2003.
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