Лемешко Андрей: другие произведения.

Взрыволет

Журнал "Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Peклaмa:
Конкурс фантастических романов "Утро. ХХII век"
Конкурсы романов на Author.Today

Летние Истории на ПродаМане
Peклaмa
 Ваша оценка:


   СЛОВО О НЕБЕСНЫХ КОРАБЛЯХ Глава 1. Двигатели на реактивной тяге. СКАЧАТЬ КНИГУ
  

1.7. Взрыволет

   1. "Орион".
   "Отцом" взрыволетов считается польский математик Станислав Улам (1909--1984). Его чаще всего вспоминают как одного из теоретиков водородной бомбы, однако Улам считал своим величайшим изобретением именно "взрывной" космический двигатель. Ученый описал это устройство в 1947 году, вдохновившись, по его собственным словам, романом Жюля Верна "С Земли на Луну".
   В 1958 году группа инженеров и физиков из корпорации General Atomics приступили к работе над проектом Министерства обороны США с кодовым названием "Орион". Среди его участников были такие знаменитости, как Теодор Тейлор -- один из создателей американской атомной бомбы, и Фримен Дайсон -- ученый, некоторые идеи которого хорошо известны писателям-фантастам
   Было принято решение производить маломощные атомные взрывы на расстоянии в 200 футов (60 метров) от корабля и "улавливать" их энергию при помощи бронированной плиты -- отражателя. Каждую последующую бомбу предполагалось выбрасывать в момент детонации предыдущей.
   Серия ударных импульсов вызвала бы ускорение, губительное для экипажа. Этот нюанс никак не влиял на беспилотный вариант "Ориона" (проект изначально разрабатывался для военного применения -- как новое средство доставки сверхмощного ядерного оружия), однако ставил крест на пилотируемых полетах. [1]
  
   2. Взрыволет Сахарова.
   Разрабатывался свой вариант взрыволета и в Советском Союзе. Его автором стал "отец" термоядерной бомбы -- академик Андрей Сахаров. О своем проекте космического корабля на взрыволетном принципе он впервые сообщил в июле 1961 года на совещании ведущих советских атомщиков в Кремле.
   Конструктивно взрыволет Сахарова должен был состоять из отсека управления, отсека экипажа, отсека для размещения ядерных зарядов, основной двигательной установки и жидкостных ракетных двигателей. В нижней части корабля крепился экран диаметром 15--25 метров, в фокусе которого "гремели" бы ядерные взрывы.
   Старт с Земли предполагалось осуществлять при помощи жидкостных ракетных двигателей, размещенных на нижних опорах. На высоте нескольких километров включался бы основной двигатель. В качестве стартовой площадки для взрыволета конструкторы выбрали один из районов на севере Советского Союза -- было решено, что для старта нового космического корабля придется построить специальный космодром.
   Проработка конструкции взрыволета Сахарова ведется до сих пор. В частности, российские физики-энтузиасты придумали уникальную комбинированную (электромагнитную и гидравлическую) систему амортизации губительного импульса. [1]
   Но размер мини-бомб обычно замалчивается. Построить сверхкомпактное, а главное -- сверхнадежное ядерное устройство с соответствующей мощностью невозможно даже при современных технологиях. Сегодня в арсеналах сверхдержав имеются небольшие ядерные мины и ядерные снаряды, но они либо слишком массивны, чтобы создать достаточный запас "топлива" для взрыволета, либо требуют очень бережного обращения.
   Хотя оптимисты, считают, что выход, есть. В середине 1990-х годов было предложено осуществлять ядерный распад при помощи антиматерии. Незначительное количество антипротонов станет отличным катализатором цепной реакции даже в малом объеме радиоактивного вещества.
   К примеру, критическая масса чистого плутония-239 равна 10 килограммам (при наличии отражателя нейтронов). При полном распаде металла 1 килограмм его веса даст 20 килотонн взрывной мощности. А с помощью антиматерии можно будет взорвать кусочек этого металла весом менее 1 грамма. Производство антипротонов сейчас очень ограничено и требует значительных энергетических затрат. Однако новые методы получения антиматерии -- это лишь вопрос времени [1].
  
   Думаю любому здравомыслящему человеку понятно, что это вещество пойдет в первую очередь на модернизацию ядерного арсенала стран владеющих ядерным оружием.
  
   3.Термоядерный двигатель У.Закирова
   Казалось бы тупик? Но от ядерных мини зарядов можно отказаться.
   Так, во всяком случае, полагает кандидат физико-математических наук У.Закиров, предложивший проект космического корабля с термоядерным двигателем. Причем Он разработал несколько модификаций своей конструкции -- для исследований как ближнего, так и дальнего космоса.
  
   -- Первый тип, -- рассказывает изобретатель, -*- это корабли со скоростью 100 -- 300 км/с. С их помощью возможны быстрые перелеты на другие планеты. До Марса, например, можно будет добраться за две недели вместо полутора лет... Корабли второго типа со скоростью от 1000 до 3000 км/с позволят изучить самые дальние объекты Солнечной системы. И, наконец, третий тип -- уже не межпланетные, а межзвездные аппараты. Их скорость достигает 10% от скорости света
  
   Насколько близки к реальности подобные проекты? Ведь человечество сегодня еще не научилось управлять термоядерным синтезом... А этого, оказывается, и не нужно - для разгона корабля будут использованы термоядерные микровзрывы. В недрах двигателя лучи мощного лазера будут подрывать так называемые микромишени - крошки тяжелого водорода (дейтерия) массой в тысячные доли грамма. Такое топливо несет в себе огромное количество энергии и даст возможность строить достаточно компактные корабли. [2]
  
   4. Взрыволет "Лайт Крафт".
   Существует также реальный прототип атмосферного взрыволета.
   Так группа инженеров, разработала концептуально новый аппарат "Лайт Крафт" с лазерным СВЧ - приводом, который по замыслу создателей будет получать энергию со спутников, кружащихся вокруг Земли. Разработчикам проекта, "Лайт Крафт", представляется дешевым и надежным видом индивидуального транспорта дальнего и космического диапазонов. Многие компоненты системы были уже созданы и опробованы в рамках СОИ. В настоящее время (1993г.), разработчики испытывают модели аппарата и двигателя. Система будет работать следующим образом. "Лайт-Крафт" стоит на своем шестиножнике на стартовой площадке в ожидании, когда спутник с солнечной электростанцией на борту займет наиболее выгодное положение для передачи энергии на Землю в данном районе. Когда лазерный луч со спутника упадет на верхнюю часть аппарата, система зеркал сфокусирует его под днищем аппарата, нагревая воздух до температуры 30 тысяч градусов Кельвина. При такой температуре молекулы газов воздуха начинают взрываться, рождая серию ударных волн, которые и создают тяговое усилие. Аппарат взлетает и начинает набирать скорость.
   Когда аппарат разгонится до 11-кратной скорости звука, что составляет примерно13 тысяч километров в час, и достигнет высоты 27-30 километров, включится его магнитогидродинамический двигатель. В верхних слоях атмосферы воздух слишком разрежен для поддержания нужной детонационной мощности. Но продолжающий набирать высоту корабль сохраняет достаточное взрывно - тяговое усилие, что бы создать ударную силу. Два кольца сверхпроводящих магнитов и конвертер, преобразующие лазерную энергию в электрическую, ускоряют струю воздушной плазмы позади ударной волны, направляя ее в сторону, противоположную движению аппарата. Таким образом "Лайт-Крафт" разгоняется до орбитальной скорости, в 25 раз превышающей скорость звука.
   Исследователи уже испытали модель лазерного двигателя этого типа в научно-исследовательской лаборатории ВМФ в Вашингтоне. Его технические характеристики оказались на уровне реактивного двигателя 1942 года - начальной поры реактивной авиации. Признавая, что соотношение тяги и мощности пока не велико, исследователи тем не мене полагают, что для первого испытания принципиально нового механизма результаты вполне обнадеживающие". [3]
  
   5. Взрыволет Лемешко А.В.
   У.Закиров предложил вместо ядерных мини-зарядов использовать молекулы дейтерия, вероятней всего он имел в виду, что в его двигателе будет происходить именно слияние ядер дейтерия. Или же идти термоядерный синтез.
   Но ведь для создания реактивной тяги можно просто взрывать молекулы дейтерия и не только дейтерия, а и водорода. Речь идет о взрыве атомно-ядерного каркаса. Или кулоновском взрыве. Вот, что известно о лазаре и ударной волне.
   "Лекция 1. Лазерное излучение и ударные волны
   Ультракороткие (с длительностью 10фс и менее) лазерные импульсы концентрируют огромные мощности оптического излучения и мощные электрические поля; это сразу стимулировало химию к освоению возможных новых эффектов. Действительно, интуитивные ожидания, основанные на понимании взаимодействия оптических электрических полей с электронными оболочками молекул, не оказались пустыми уже с первых шагов химии по этому пути.
   Пикосекундные импульсы с мощностью до 109 Вт/см2 производят "орбитальные" возбуждения в молекулах и потому при таких мощностях доминирует фрагментация молекул. Однако при больших мощностях (порядка 1015-1016 Вт/см2), когда напряжённость электрического поля в лазерном луче достигает 20 В/A (это поле, создаваемое одним электроном на расстоянии 1A; именно таковы внутренние электрические поля в молекуле) происходит многоэлектронная ионизация - электронный "стриптиз" молекул с последующим кулоновским взрывом атомно-ядерного каркаса. Так же ведут себя и кластеры: например, молекулярные кластеры NH3 в интенсивном поле лазерного импульса (120 фс, 1015 Вт/см2) подвергаются мощной ионизации, сопровождаемой кулоновским взрывом кластера с образованием сильно заряженных ионов азота (N2+, N3+, N4+). Фуллерен С60 в интенсивном лазерном пучке (100 фс, 1.1016 Вт/ см2) также ионизуется до С604+, который через кулоновский взрыв распадается на осколочные ионы.
   Недавние исследования фотоионизации атомных кластеров фемтосекундными импульсами (>1016Вт/см2) показали, что взаимодействие свет - кластер производит сверхгорячую микроплазму, в которой ионы приобретают кинетическую энергию до 1 МэВ. Эти исследования стимулировали лазерную обработку кластеров дейтерия, чтобы создать плазму, с энергией ионов, достаточной для слияния ядер. Действительно, при лазерном нагреве дейтерокластеров с их последующим кулоновским взрывом наблюдалась эмиссия нейтронов - свидетельство ядерной реакции D + D 3He + n (выход нейтронов около 105 на джоуль энергии лазера).[4]
   Реализовать подобный проект намного проще, чем строить термоядерную плавильню.
   Тем более что практические наработки уже есть - взрыволет "Лайт Крафт".
   Понятно, что кинетическая энергия, выделяемая при взрыве атомно-ядерного каркаса молекул дейтерия, будет, не столь высока, как при термоядерном синтезе. Но ее должно вполне хватить для перемещения в межпланетном пространстве.
   Кроме того, если по каким то причинам дейтерий закончиться то в "топке" взрыволета можно взорвать, например воду, молекулы воды которые вполне возможно найти, например, в астероидном поясе.
  
  
   Литература.
   1. Верхом на бомбе. Атомные взрыволеты. Антон Первушин Михаила Попов.
   http://www.mirf.ru/Articles/art1409.htm
   2. "Знак вопроса" 2/92 .Ждет ли нас красная планета? КАЗАКОВ Анатолий Михайлович
   http://a-nomalia.narod.ru/znak/392-4.htm
   3. Юный Техник N8.1993 год стр.31
   4.А.Л. Бучаченко. Усп. химии, 56, 1593 (1987)
   http://chemnet.ru/rus/teaching/buchachenko/04.html
  
   Автор: Лемешко Андрей

 Ваша оценка:

Популярное на LitNet.com О.Чекменёва "Беспокойное сокровище правителя"(Любовное фэнтези) Е.Шторм "Мой лучший враг"(Любовное фэнтези) М.Боталова "Этот демон будет моим!"(Любовное фэнтези) А.Ардова "Брак по-драконьи. Новый Год в академии магии"(Любовное фэнтези) С.Панченко "Ветер: Начало Времен"(Постапокалипсис) В.Соколов "Мажор 4: Спецназ навсегда"(Боевик) А.Респов "Небытие Бессмертные"(Боевая фантастика) М.Эльденберт "Бабочка"(Антиутопия) А.Вильде "Джеральдина"(Киберпанк) О.Дремлющий "Тектум. Дебют Легенды"(ЛитРПГ)
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
Д.Иванов "Волею богов" С.Бакшеев "В живых не оставлять" В.Алферов "Мгла над миром" В.Неклюдов "Спираль Фибоначчи.Вектор силы"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"