Техника - молодёжи 1963-01, страница 6

маленькая, сила, приложенная в течение длительного времени, придает ускорение кораблю и сможет доставить его • самые отдаленные уголки солнечной системы. Пригодятся ядерно-электрические двигатели «малой тяги» и в рейсах к ближним планетам, когда нужно будет доставить туда большой полезный груз, не считаясь с длительностью путешествия, то есть как бы рШравить большой багаж «малой скоростью».

ДВИГАТЕЛЬ-ГИБРИД

Есть двигатель, который очень экономичен и в то же время способен самостоятельно взлетать с Земли. Это гибрид двух рассмотренных нами вариантов атомных двигателей — магни-тогазодинамический двигатель (МГД).

Известно, что в проводнике, пересекающем магнитное поле, возникает электрический ток — это закон электромагнитной индукции Фарадея. В МГД проводящей средой является струя ионизованного водорода, урана и электронов, вытекающая из газового реактора. Если эту струю заставить пересекать магнитное поле, то в ней возникнет направленное движение заряженных частиц — электрический ток. Его можно снять боковыми металлическими пластинами и использовать для питания аппаратуры и электрических ускорителей. Отработанная «холодная» струя поступает в специальную «ловушку», в которой происходит тщательное отделение урана от водорода. Уран снова поступает в реактор, а ионизованный водород разгоняется в уск{~ рителях до любых нужных скорой⁰*.

В таком двигателе можно пс»1У^ч®ть широкий диапазон «тяговых, усилий».

На старте, когда нужны большие тяги, выбрасывается мр«Фая струя водорода, способная «шести ракету на круговую орбит/- А там уже расход топлива уменьшается, и двигатель работает в очень экономичном режиме «малой тяги».

Электрическую мощность МГД можно использовать не для разгона водородной плазмы, а в ионных двигателях, которые обеспечивают более высокие скорости истечения и более экономичны.

Наконец, в изотопном двигателе реактивная тяга создается за счет непосредственного выброса продуктов распада радиоактивных элементов, вылетающих со скоростью примерно 10 тыс. км/сек. В качестве источника альфа-частиц лучше всего использовать торий-228. Период его полураспада—1,9 года, то есть поток излучения длительное время будет мощным и стабильным.

Конструкция изотопного двигвтеля проста: поглотительный слой бериллия и ториевый источник. Уже очень скоро такие двигатели будут применяться для создания так называемой «вечной орбиты», то асть для поддержания спутника на заданной высоте.

Самый существенный недостаток атомных ракет — неизбежность защиты экипажа и приборов от вредных излучений. Ведь громоздкая защита может составлять половину веса корабля. Это однв из проблем, которую предстоит решить современной технике. Но как знать, быть может, уже в этом десятилетии мы будем свидетелями первых полетов атемных кораблей!

Объяснение н аипадие

РЕКТОР с ТВЕРДЫМИ СТЕН-

25ПП ЧППП°^{РИ ТСМПераТуре} водорода /эии—^иОО дает скорости истечения

О— Л1 км/сек. Двигатель работает десятки «ииут и создает тяги, почти > ^5U Р^ав прощающие собственный вес.

ЖИДКОСТНЫЙ РЕАКТОР „оголяет нагреть водо_АОд _{уЖе до} 320С-. Скорость истечения ~._{вышаетс}„ _до км/сек. Время работы ». ^нга примерно те jKt свмые.^---—

ГАЗОВЫЙ РЕАКТОР способен ра эогреть водород до 25000—30000°.

РЕАКТОР ПОЛНОГО НИЯ, ввиду того что виб^эается тяжелый ураи, ие может скорости истечения выше 15 км/сег

ВИХРЕВОЙ И КО/КСИААЬНЫЙ РЕАКТОРЫ обеспечив"⁰* скорости истечения 30—50 км/с"' Работать они могут часы и дни. О ношение тяги к весу может достигать Ю:1.

ГАЗОВЫЙ РЕАКТОР С МАГНИ-ТОГАЗО ДИНАМИЧЕСКИМ ГЕНЕРАТОРОМ >ожет менять скорость истечения от Ао 100 км/сек и выше. Отношение тяги к весу тоже меняется в широ*^ Диапазоне: от 1:1 000 до 20:1. бремя работы зависит от режима реактора и может составлять месяцы.

ТЕРМОЭЛЕКТРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР И ТУРБОГЕНЕРАТОР могут применяться в сочетании с плазменными, иоииымн или фотонными двигателями. Скорость истечения и тяга определяются типом выбранного двигателя. Оба генератора предназначены для длительных перелетов. В термоэлектронном генераторе нет движущихся частей, повтому ои может работать гораздо дольше турбогенератора — до нескольких лет.

ИЗОТОПНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ име-

ет скорость вылета альфа-частиц 10 000 км/сек. Отношение тяги к весу 1:1000 000. Время работы зависит от периода полураспада выбранного радиоактивного нэотопа и может составлять годы.

1. Радиоактивный изотоп — источник альфа-частиц. 2. Поглотитель альфа-частиц, защищающий аппаратуру от частиц, вылетевших в случайном направлении. 3. Альфа-частицы. 4. Реаитор. 5. Вакуумный диод — источнии леитри ческого тока, работающий на принципе термоэлектронной эмиссии. 6. Отражатель нейтронов для концентрации их в зоне реакции. 7. Соленоид для создания магнитного поля. 8. Конденсатор-разделитель, отделяющий уран от водорода. 9. Водородная плазма, подаваемая в ускорители. 10. Электроды для съема элеитричесиого тока, созданного движением плазмы через магнитное поле. 11. Направление элеитричесиого тона. 12. Зона реакции деления. 13. Сопло. 14. Урано-графитовыв стержни реактора. 13. Отверстия для подачи водорода по касательной к стенкам цилиндрической камеры. 1С. Расплавленный нарСид ураиа. 17. Пористая стенка, через ноторую просачивается водород. 18. Теплообменнии. где натрий, разогретый в реакторе, передает свое тепло ртути. 19. Радиатор-холодильник для отвода лишнего тепла и нонденсации паров ртути. 20. Турбогенератор, вырабатывающий злентроэнергню.

4