Avtomobillarning tarixi va rivojlanishi

G'ildirak ustidagi uy

3.2. Kelajakning elektr reaktiv dvigatellari

Bizning quyosh sistemamiz insoniyat tsivilizatsiyasini o'n minglab yillar va balki undan ham ko'proq ta'minlay oladigan barcha turdagi resurslarga boy. Quyosh tizimini rivojlantirish rejalari eng yuqori darajada jiddiy muhokama qilinmoqda. Shunday qilib, AQSh prezidenti Donald Tramp hatto koinotni tijoratlashtirishni boshlash to'g'risidagi tegishli farmonni imzoladi.
oshqa yulduzlarga uchish juda jozibali, lekin boshlanuvchilar uchun hech bo'lmaganda Marsga, Titanga (Saturnning yo'ldoshi) odam yuboraylik. Keling, Kuiper kamariga boramiz va Oort buluti mavjudligini tekshiramiz.
Mana bugun biz to'xtab qolamiz. Chunki yaqin istiqbol boshqa yulduzlarga parvozlar emas, balki quyosh tizimining rivojlanishi.
Mavjud raketa dvigatellari nimaga qodir? Ular bilan quyosh tizimini zabt etish uchun qancha vaqt kerak bo'ladi?

Quyosh sistemasidagi masofalar diagrammasi.

Agar kosmik zondlarning sayohat tajribasini hisobga oladigan bo'lsak, ularning tezligi kosmos standartlari bo'yicha ancha past, ammo ularning kam quvvat iste'moli, hayotni qo'llab-quvvatlash tizimlarining etishmasligi va boshqalarni hisobga olish kerak, chunki ular dronlardir. .
Ammo baribir, zamonaviy kosmik kemalarning tezligini hisobga olsak, 4-5 oy ichida siz Veneraga, 5-6 oyda esa Merkuriyga uchishingiz mumkin. Mars bilan bu allaqachon qiyinroq - unga uchish uchun olti oydan 9 oygacha vaqt ketadi va bu Yerga eng yaqin orbital yaqinlashishda. Agar uchrashuv e'tiborga olinmasa, sayohat ikki yilgacha davom etishi mumkin. Boy resurslar manbai bo‘lgan Mars va Yupiter o‘rtasidagi asteroid kamariga uchish uchun taxminan 2-3 yil kerak bo‘ladi. Yupiterga uchish uchun deyarli 5 yil, Saturnga deyarli 7 yil, Uranga 9 yil, Neptunga 11 yil ketadi. "New Horizons" kosmik kemasi Plutonga 9,5 yil davomida ataylab uchdi. Xuddi shu apparat 13 yildan keyin Kuiper kamariga yetib keldi. Oort bulutining mavjudligini tasdiqlash uchun siz 3-5 ming yil sayohat qilishingiz kerak bo'ladi. Quyosh tizimining tortishish chegarasini belgilaydigan tepalik sferasini engib o'tish uchun, taxminan 10 ming yil davomida uchishi kerak bo'ladi. Xo'sh, eng yaqin yulduz Proksima Sentavrga uchish uchun 20-80 ming yil kerak bo'ladi.
Kosmosda harakatlanishning yangi texnologiyalaridan foydalanmasdan turib, quyosh tizimini rivojlantirishdan hech qanday tijoriy foyda olmasligimiz aniq.
Bugungi kunga kelib, quyosh tizimidagi istalgan ob'ektga parvoz vaqtini sezilarli darajada qisqartirishga qaratilgan bir nechta loyihalar ishlab chiqilmoqda. Va bu loyihalarning markazida reaktiv harakatlanish yotadi.
Kosmosda tayanch bo'lmasa, u erda harakat muammoli, chunki biz Yerdagi kabi quruqlikdan, suvdan yoki havodan itarib keta olmaymiz. Kosmosda harakatlanish uchun o'ziga xos tayanch nuqtasini majburan yaratish kerak.
Bugungi kunda raketa dvigatellari zamonaviy materiallarning maksimal kuchlanish kuchida ishlaydi va ularning samaradorligini sezilarli darajada oshirish mumkin bo'lmaydi (biz hali ham ishonishimiz mumkin bo'lgan narsa - 1-3%). Keyin jismoniy chegara keladi.
Ishonchli portlovchi vagon dvigatellari mavjud, ammo u erda hal qilinmagan katta muammolar mavjud.

Impulsli portlovchi raketa dvigatelining prototipi 2016 yilda Rossiyada sinovdan o'tkazildi.

Shunday qilib, bunday dvigatellarning taqdiri - orbitaga foydali yukni chiqarish, Oyga va, ehtimol, Marsga parvozlar.
Kosmosda ishlatiladigan quyidagi itaruvchilar ham reaktiv harakatdir, lekin harakat to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasi bilan hosil bo'ladi.
Elektr raketa dvigatellari (EP) - bu reaktiv dvigatellarning butun sinfi bo'lib, ular birinchi marta 1964 yilda Sovet sayyoralararo Zond-2 kosmik kemasida o'zining orientatsiya tizimida ishlatilgan.
ERD ish sxemasi. (1 / 2)
Elektr dvigateli klassik qo'zg'aluvchan dvigatellarga nisbatan juda ko'p afzalliklarga ega: bu uzoq ish pulsi, reaktivdagi moddaning tezligini oshirish va ishonchlilikni oshirish. Biroq, bunday dvigatellarning kuchi RDnikidan yuz minglab marta kamroq. Tabiiyki, asosiy dvigatel sifatida elektr dvigateldan foydalanish ishlamaydi. Ammo agar bu imkon bo'lsa, biz Plutonga atigi 1 yilda, Marsga esa 40 kun ichida uchishimiz mumkin edi!

Zamonaviy ionli dvigatellar (EJE turi) kosmik kemani noldan 100 km/soatgacha tezlashtirish uchun 4 kun uzluksiz ishlashni talab qiladi.

Va bunday loyihalar mavjud. Va ular hatto rivojlanishning faol bosqichida.
Elektrodsiz plazma raketa dvigateli (BPR) Rossiyada, VASIMR esa AQShda ishlab chiqilmoqda. Ikkala ishlanma ham kosmik kemada asosiy (asosiy) bo'lishi kerak bo'lgan istiqbolli plazma dvigatelidir.
2019 yilda VASIMR "VX-200SS" prototipi 200 kVt quvvatga ega, o'ziga xos impulslari 50 dan 300 m/s gacha bo'lgan 0,55 kgf kuchini namoyish etdi. Shunday qilib, MW sinfidagi dvigatel allaqachon barqaror dvigatel sifatida samarali ishlay oladi, bu esa Marsga parvozni 2 oygacha qisqartiradi.

VASIMR "VX-200SS" prototipining sinovlari

BPRD ning rus prototipi 2021 yilda tayyor bo'ladi. U ta'sirchan xususiyatlarga ega: 0,3 kgf quvvatga ega, 100 kVt quvvatga ega.
O'nta bunday dvigatel 3 kgf gacha bo'lgan quvvatni ta'minlay oladi, bu quyosh tizimi sayyoralariga boshqariladigan parvozlar uchun etarli bo'ladi.

"VASIMR" kuchli plazma dvigatellari bo'lgan Amerika sayyoralararo kosmik kemasi kontseptsiyasi.

Esingizdami, 2012 yilda Dmitriy Rogozin qandaydir afsonaviy megavatt toifali dvigatel haqida "bo'sh qo'ng'iroqlar" (go'yo Roskosmos uni ishlab chiqmoqda)? Keyin hech kim uning so'zlarini jiddiy qabul qilmadi, ammo ma'lum bo'lishicha, bu haqiqat bo'lib chiqdi.
Roskosmos Rosatom bilan birgalikda 2009 yildan beri transport-energetika modulini (TEM) ishlab chiqmoqda. Aslida, bu Yer orbitasida ishlashga va boshqa sayyoralarga yuklarni etkazib berishga qodir bo'lgan kosmik kema. U yopiq yadro yoqilg'isi aylanishida ishlaydigan yuqori haroratli tez neytronli yadro reaktori bilan ishlaydigan xuddi shu EREga asoslangan.

Kosmik transport va energiya moduli

18-24 EJE to'plamining umumiy quvvatini tasavvur qilib bo'lmaydi (EJE bo'lgan kosmik kema uchun) 1,83 kgf! 2020 yildan boshlab, TEM batafsilroq ishlab chiqilgan va VASIMR plazma dvigatelidan farqli o'laroq, amalga oshirish uchun hech qanday aniq to'siqlar yo'q.
Shunday qilib, megavatt sinfidagi atom elektr stansiyasi (AES) negizida yaratilgan Transport va energiya moduli (TEM) dunyoda o'xshashi yo'q.
Bunday tizimni ishga tushirish 2030 yilda amalga oshirilishi kerak.
Biroq, bu hech qachon sodir bo'lmagan va bu erda yana ...
2020 yil aprel oyida Rogozin Roskosmos sinovlari tugallanmagan stend tufayli tizimlari sinovning yakuniy bosqichida bo'lgan TEMni yaratishni to'xtatayotganini e'lon qildi.
Xo'sh, qanday qilib final bosqichida bunchalik zerikarli bo'lishi mumkin edi??! Men tasavvur qila olmayman ...

Oh, unda hamma narsa aniq! Savol yo'q!

Umuman olganda, Roskosmos maxsus vakuum kamerasini qura olmagan beparvolik bilan "12-sonli harbiy qurilish bosh boshqarmasi" bilan davlat shartnomasini bekor qildi.
Roskosmos loyihani amalga oshirish muddatlarini kechiktirmasdan mustaqil ravishda "TEM" ni yaratishda davom etdi (men ushbu noyob loyiha haqida alohida maqolada gaplashaman).

"TEM" sxemasi

Yana bir istiqbolli raketa dvigateli ishlab chiqilayotgan klassik yadroviy raketa dvigateli bo'lib, barchasi bir xil reaktiv harakatga ega. 2018-yilda NASA ushbu yo‘nalishdagi tadqiqot ishlarini qayta boshlagani rasman ma’lum bo‘ldi.
Muayyan o'zgarishlar haqida hali batafsil ma'lumot yo'q, ammo o'tmishdagi voqealarga murojaat qilaylik. NRElar SSSR va AQShda juda faol ishlab chiqilgan, tadqiq qilingan va sinovdan o'tkazilgan. Shunday qilib, 1978 yilda Sovet YARD "RD-0410" dastgoh sinovlaridan o'tdi.

"RD-0410" uchun yadro reaktorini yig'ish

RD-0410 balandligi 3,5 metr va diametri 1,6 metr edi. Quvvat 196 MVt, o'ziga xos impuls 8,9 km / s, vakuumdagi tortishish esa 3590 kgf edi. Jet zarbasini hosil qiluvchi ishchi suyuqlik suyuq vodorod edi. Radiatsiyadan himoyalangan dvigatelning massasi 2 tonnani tashkil qiladi.
Amerika YARD "NERVA" yanada katta o'lchamlarga va kuchga ega edi (1972). Biroq, ikkala loyiha ham juda yuqori moliyaviy xarajatlar va kosmik tadqiqotlardagi ustuvorliklar o'zgarishi sababli unutildi.

Xulosa