Raketni motori na tečno gorivo dali su čovjeku priliku da ode u svemir - u orbite oko Zemlje. Međutim, takve rakete sagorevaju 99% goriva u prvih nekoliko minuta leta. Preostalo gorivo možda neće biti dovoljno za putovanje do drugih planeta, a brzina će biti toliko mala da će putovanje trajati desetinama ili stotinama godina. Nuklearni motori mogu riješiti problem. Kako? Hajde da to shvatimo zajedno.

Princip rada mlaznog motora je vrlo jednostavan: pretvara gorivo u kinetičku energiju mlaza (zakon održanja energije), zbog smjera ovog mlaza, raketa se kreće u prostoru (zakon održanja energije). zamah). Važno je shvatiti da raketu ili letjelicu ne možemo ubrzati na brzinu veću od brzine istjecanja goriva – vrućeg plina koji se vraća nazad.

svemirski brod New Horizons

Šta razlikuje efikasan motor od neuspješnog ili zastarjelog kolege? Prije svega, koliko goriva će motoru trebati da ubrza raketu do željene brzine. Ovaj najvažniji parametar raketnog motora naziva se specifični impuls, koji je definiran kao omjer ukupnog momenta i potrošnje goriva: što je ova brojka veća, to je raketni motor efikasniji. Ako se raketa gotovo u potpunosti sastoji od goriva (što znači da u njoj nema mjesta za teret, granični slučaj), specifični impuls se može smatrati jednakim brzini istjecanja goriva (pogonskog goriva) iz raketne mlaznice. Lansiranje rakete je izuzetno skup poduhvat, uzima se u obzir svaki gram ne samo nosivosti, već i goriva, koje takođe teži i zauzima prostor. Stoga inženjeri odabiru sve aktivnije gorivo, čija jedinica bi dala maksimalan povrat, povećavajući specifični impuls.

Velika većina raketa u istoriji i danas bila je opremljena motorima koji koriste hemijsku reakciju sagorevanja (oksidacije) goriva.

Omogućili su da se dođe do Mjeseca, Venere, Marsa, pa čak i do planeta daleke zone - Jupitera, Saturna i Neptuna. Istina, svemirske ekspedicije su trajale mjesecima i godinama (automatske stanice Pioneer, Voyager, New Horizons, itd.). Treba napomenuti da sve takve rakete troše značajan dio goriva za poletanje sa Zemlje, a zatim nastavljaju letjeti po inerciji uz rijetke trenutke uključivanja motora.

Pioneer svemirski brod

Takvi motori su pogodni za lansiranje raketa u orbitu blizu Zemlje, ali da bi se ubrzalo na barem četvrtinu brzine svjetlosti bit će potrebna nevjerovatna količina goriva (proračuni pokazuju da je potrebno 103200 grama goriva, uprkos činjenica da masa naše Galaksije nije veća od 1056 grama). Očigledno je da su nam za dolazak do najbližih planeta, a još više do zvijezda, potrebne dovoljno velike brzine, koje rakete na tečno gorivo ne mogu pružiti.

Nuklearni motor u gasnoj fazi

Duboki svemir je sasvim druga stvar. Uzmimo, na primjer, Mars, u kojem su "živjeli" pisci naučne fantastike nadaleko: dobro je proučavan i naučno obećavajući, i što je najvažnije, blizu je kao nijedan drugi. Poenta je u „svemirskom autobusu“, koji može da dopremi posadu u razumnom roku, odnosno u najkraćem mogućem roku. Ali postoje problemi sa međuplanetarnim transportom. Teško ga je ubrzati do željene brzine, zadržavajući prihvatljivu veličinu i trošeći razumnu količinu goriva.

RS-25 (Rocket System 25) je raketni motor na tečno gorivo proizvođača Rocketdine, SAD. Korišćen je na jedrilici svemirskog transportnog sistema "Space Shuttle", od kojih je svaki bio opremljen sa tri takva motora. Poznatiji kao SSME motor (engleski Space Shuttle Main Engine - glavni motor spejs šatla). Glavne komponente goriva su tekući kisik (oksidant) i vodonik (gorivo). RS-25 koristi shemu zatvorenog ciklusa (sa naknadnim sagorijevanjem generatorskog plina).

Rješenje bi moglo biti "mirni atom" koji gura svemirske brodove. O stvaranju laganog i kompaktnog uređaja sposobnog da se lansira barem u orbitu, inženjeri su razmišljali još krajem 50-ih godina prošlog stoljeća. Glavna razlika između nuklearnih motora i raketa sa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem je u tome kinetička energija ne dobija se zbog sagorevanja goriva, već zbog toplotne energije raspada radioaktivnih elemenata. Hajde da uporedimo ove pristupe.

Od tečni motori izlazi vrući "koktel" izduvnih gasova (zakon održanja momenta), nastao tokom reakcije goriva i oksidatora (zakon održanja energije). U većini slučajeva radi se o kombinaciji kisika i vodika (rezultat sagorijevanja vodika je obična voda). H2O ima mnogo veću molarnu masu od vodonika ili helijuma, pa ga je teže ubrzati, specifični impuls za takav motor je 4.500 m/s.

NASA zemaljski testovi novi sistem lansirati svemirske rakete, 2016 (Utah, SAD). Ovi motori će biti instalirani na svemirskom brodu Orion, koji planira misiju na Mars.

IN nuklearnih motora predlaže se korištenje samo vodika i ubrzavanje (grijanje) zbog energije nuklearnog raspada. Dakle, postoji ušteda na oksidantu (kiseoniku), što je već divno, ali ne sve. Budući da vodik ima relativno nisku specifičnu težinu, lakše nam ga je ubrzati do većih brzina. Naravno, mogu se koristiti i drugi plinovi osjetljivi na toplinu (helij, argon, amonijak i metan), ali svi su najmanje dva puta inferiorniji u odnosu na vodonik u najvažnijem - dostižnom specifičnom impulsu (više od 8 km). / s).

Dakle, vredi li izgubiti? Dobitak je toliki da nije složena ni dizajn i kontrola reaktora, ni njegova velika težina, čak ni opasnost od zračenja. Štaviše, niko neće krenuti sa površine Zemlje - sklapanje takvih brodova će se vršiti u orbiti.

"Leteći" reaktor

Kako radi nuklearni motor? Reaktor unutra svemirski motor mnogo manji i kompaktniji od svojih kolega na zemlji, ali su sve glavne komponente i kontrolni mehanizmi u osnovi isti. Reaktor djeluje kao grijač u koji se dovodi tečni vodonik. Temperature u jezgru dostižu (i mogu da pređu) 3000 stepeni. Zatim se zagrijani plin ispušta kroz mlaznicu.

Međutim, takvi reaktori emituju štetno zračenje. Za zaštitu posade i brojnih elektronska oprema Radijaciju treba shvatiti ozbiljno. Stoga projekti za međuplanetarne brodove s nuklearnim motorom često nalikuju kišobranu: motor se nalazi u zaštićenom zasebnom bloku spojenom s glavnim modulom dugom rešetkom ili cijevi.

"komora za sagorevanje" Jezgra reaktora služi kao nuklearni motor, u kojem se vodonik doveden pod visokim pritiskom zagrijava do 3000 stupnjeva ili više. Ova granica je određena samo otpornošću na toplinu materijala reaktora i svojstvima goriva, iako povećanje temperature povećava specifični impuls.

Gorivni elementi- to su rebrasti (za povećanje površine prijenosa topline) otporni na toplinu cilindri-"čaše" punjene uranijumskim peletima. Oni se „ispiru“ strujom gasa, koji igra ulogu i radnog fluida i hladnjaka reaktora. Cijela konstrukcija je izolirana berilijumskim reflektirajućim ekranima koji ne ispuštaju opasno zračenje prema van. Za kontrolu oslobađanja topline, posebni rotirajući bubnjevi smješteni su pored ekrana.

Postoji niz obećavajućih dizajna nuklearnih raketnih motora, čija implementacija čeka na krilima. Na kraju krajeva, oni će se uglavnom koristiti u međuplanetarnim putovanjima, koja su, po svemu sudeći, odmah iza ugla.

Projekti nuklearnih motora

Ovi projekti su odloženi iz raznih razloga – nedostatka novca, složenosti dizajna, pa čak i potrebe za montažom i montažom u svemiru.

"ORION" (SAD, 1950–1960)

Projekat nuklearno-pulsne svemirske letjelice ("eksploziv") s ljudskom posadom za proučavanje međuplanetarnog i međuzvjezdanog prostora.

Princip rada. Iz brodskog motora, u smjeru suprotnom od leta, izbacuje se nuklearno punjenje malog ekvivalenta i detonira na relativno maloj udaljenosti od broda (do 100 m). Udarna sila se odbija od masivne reflektirajuće ploče na repu broda, "gurajući" ga naprijed.

"PROMETEJ" (SAD, 2002–2005)

Projekt NASA svemirske agencije za razvoj nuklearnog motora za svemirski brod.

Princip rada. Motor letjelice trebao se sastojati od joniziranih čestica koje stvaraju potisak i kompaktnog nuklearnog reaktora koji daje energiju za instalaciju. Jonski motor proizvodi potisak od oko 60 grama, ali će moći raditi konstantno. U konačnici, brod će postupno moći pokupiti ogromnu brzinu - 50 km / s, trošeći minimalnu količinu energije.

"PLUTON" (SAD, 1957-1964)

Projekat razvoja nuklearnog ramjet motora.

Princip rada. Zrak kroz prednji dio vozila ulazi u nuklearni reaktor gdje se zagrijava. Vrući zrak se širi, poprima veću brzinu i ispušta se kroz mlaznicu, pružajući potreban potisak.

NERVA (SAD, 1952–1972)

(eng. Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) je zajednički program američke Komisije za atomsku energiju i NASA-e za stvaranje nuklearnog raketnog motora.

Princip rada. Tečni hidrogel se dovodi u poseban odjeljak, gdje se zagrijava nuklearnim reaktorom. Vrući plin se širi i oslobađa u mlaznici stvarajući potisak.

Sergejev Aleksej, 9 "A" razred MOU "Srednja škola br. 84"

Naučni konsultant: , zamenik direktora neprofitnog partnerstva za naučne i inovativne aktivnosti "Tomski atomski centar"

Rukovodilac: , nastavnik fizike, MOU "Srednja škola br. 84" ZATO Seversk

Uvod

Pogonski sistemi na svemirskom brodu dizajnirani su da stvaraju potisak ili zamah. Prema vrsti potiska koji koristi pogonski sistem, dijele se na hemijske (CRD) i nehemijske (NCRD). HRD se dijele na tečno (LRE), čvrsto gorivo (RDTT) i kombinovano (KRD). Zauzvrat, nehemijski pogonski sistemi se dele na nuklearne (NRE) i električne (EP). Veliki naučnik Konstantin Eduardovič Ciolkovski je pre jednog veka stvorio prvi model pogonskog sistema koji je radio na čvrsta i tečna goriva. Nakon toga, u drugoj polovini 20. veka, izvedene su hiljade letova uglavnom koristeći LRE i raketne motore na čvrsto gorivo.

Međutim, trenutno, za letove na druge planete, a da ne spominjemo zvijezde, upotreba raketnih motora na tekuće gorivo i raketnih motora na čvrsto gorivo postaje sve neisplativija, iako su razvijeni mnogi raketni motori. Najvjerovatnije su se mogućnosti LRE i raketnih motora na čvrsto gorivo potpuno iscrpile. Razlog je u tome što je specifični impuls svih hemijskih raketnih motora nizak i ne prelazi 5000 m/s, što zahteva dugotrajan rad pogonskog sistema i, shodno tome, velike rezerve goriva za razvijanje dovoljno velikih brzina, odnosno, kao što je uobičajeno u astronautici, velike vrijednosti broja Ciolkovskog, tj. omjera mase rakete s gorivom i mase prazne. Dakle, RN Energia, koja stavlja 100 tona korisnog tereta u nisku orbitu, ima lansirnu masu od oko 3.000 tona, što broju Ciolkovskog daje vrijednost u rasponu od 30.

Za let na Mars, na primjer, broj Ciolkovskog trebao bi biti još veći, dostižući vrijednosti od 30 do 50. Lako je procijeniti da je uz nosivost od oko 1.000 tona, odnosno minimalna masa potrebna da se obezbijedi sve što je potrebno. za posadu koja kreće na Mars, uzimajući u obzir zalihe goriva za povratni let na Zemlju, početna masa letjelice mora biti najmanje 30.000 tona, što je očigledno iznad nivoa razvoja moderne astronautike zasnovane na upotrebi tečnosti raketni pogonski motori i raketni motori na čvrsto gorivo.

Dakle, da bi posade s ljudskom posadom došle čak i do najbližih planeta, potrebno je razviti lansirne rakete na motorima koji rade na principima drugačijim od hemijskog pogona. Najperspektivniji u tom pogledu su električni mlazni motori (EP), termohemijski raketni motori i nuklearni mlaznjak (YARD).

1.Osnovni koncepti

Raketni motor je mlazni motor koji za rad ne koristi okolinu (vazduh, vodu). Najrasprostranjeniji hemijski raketni motori. Razvijaju se i testiraju i druge vrste raketnih motora - električni, nuklearni i drugi. Na svemirskim stanicama i vozilima široko se koriste i najjednostavniji raketni motori koji rade na komprimiranim plinovima. Obično koriste azot kao radni fluid. /1/

Klasifikacija pogonskih sistema

2. Namjena raketnih motora

Prema svojoj namjeni, raketni motori se dijele na nekoliko glavnih tipova: ubrzanje (startovanje), kočenje, držanje, upravljanje i druge. Raketni motori se uglavnom koriste na raketama (otuda i naziv). Osim toga, raketni motori se ponekad koriste u avijaciji. Raketni motori su glavni motori u astronautici.

Vojne (borbene) rakete obično imaju motore na čvrsto gorivo. To je zbog činjenice da se takav motor puni gorivom u tvornici i ne zahtijeva održavanje za cijelo vrijeme skladištenja i servisiranja same rakete. Motori na čvrsto gorivo se često koriste kao pojačivači za svemirske rakete. Posebno se široko, u ovom svojstvu, koriste u SAD-u, Francuskoj, Japanu i Kini.

Raketni motori na tečno gorivo imaju veće karakteristike potiska od onih na čvrsto gorivo. Stoga se koriste za lansiranje svemirskih raketa u orbitu oko Zemlje i na međuplanetarnim letovima. Glavna tečna goriva za rakete su kerozin, heptan (dimetilhidrazin) i tečni vodonik. Za takva goriva potrebno je oksidacijsko sredstvo (kiseonik). Dušična kiselina i tečni kiseonik koriste se kao oksidaciono sredstvo u takvim motorima. Dušična kiselina je inferiorna od ukapljenog kiseonika u pogledu oksidacionih svojstava, ali ne zahteva održavanje posebnog temperaturnog režima tokom skladištenja, punjenja goriva i upotrebe raketa

Motori za svemirske letove razlikuju se od zemaljskih po tome što, uz najmanju moguću masu i zapreminu, moraju proizvesti što je moguće više snage. Osim toga, oni podliježu takvim zahtjevima kao isključivo visoka efikasnost i pouzdanost, značajno vrijeme rada. Prema vrsti energije koja se koristi, pogonski sistemi svemirskih letjelica dijele se na četiri tipa: termohemijski, nuklearni, električni, solarni. Svaki od ovih tipova ima svoje prednosti i nedostatke i može se koristiti u određenim uvjetima.

Trenutno se svemirske letjelice, orbitalne stanice i Zemljini sateliti bez posade lansiraju u svemir raketama opremljenim snažnim termohemijskim motorima. Postoje i minijaturni motori malog potiska. Ovo je smanjena kopija moćnih motora. Neki od njih mogu stati na dlan. Sila potiska takvih motora je vrlo mala, ali je dovoljna za kontrolu položaja broda u svemiru.

3. Termohemijski raketni motori.

Poznato je da u motoru sa unutrašnjim sagorevanjem, peći parnog kotla - gde god da se odvija sagorevanje, atmosferski kiseonik uzima najaktivniji deo. U svemiru nema zraka, a za rad raketnih motora u svemiru potrebno je imati dvije komponente - gorivo i oksidant.

U tečnim termohemijskim raketnim motorima kao gorivo se koriste alkohol, kerozin, benzin, anilin, hidrazin, dimetilhidrazin, tečni vodonik. Kao oksidant, tečni kiseonik, vodikov peroksid, Azotna kiselina. Moguće je da će se tečni fluor u budućnosti koristiti kao oksidant, kada se izmisle metode skladištenja i upotrebe takve aktivne hemikalije.

Gorivo i oksidant za mlazne motore na tečno gorivo se čuvaju odvojeno, u posebnim rezervoarima i pumpaju u komoru za sagorevanje. Kada se kombinuju u komori za sagorevanje, razvija se temperatura do 3000 - 4500 ° C.

Produkti sagorevanja, šireći se, postižu brzinu od 2500 do 4500 m/s. Polazeći od kućišta motora, stvaraju mlazni potisak. Istovremeno, što je veća masa i brzina izlivanja plinova, to je veća sila potiska motora.

Uobičajeno je da se specifični potisak motora procjenjuje količinom potiska koju stvara jedinica mase goriva sagorijenog u jednoj sekundi. Ova vrijednost se naziva specifičnim impulsom raketnog motora i mjeri se u sekundama (kg potiska / kg sagorjelog goriva u sekundi). Najbolji raketni motori na čvrsto gorivo imaju specifičan impuls do 190 s, odnosno sagorijevanje 1 kg goriva u jednoj sekundi stvara potisak od 190 kg. Raketni motor vodonik-kiseonik ima specifičan impuls od 350 s. Teoretski, motor vodonik-fluor može razviti specifični impuls duži od 400 s.

Uobičajena shema za raketni motor na tekuće gorivo radi na sljedeći način. Komprimovani gas stvara potreban pritisak u rezervoarima sa kriogenim gorivom kako bi se sprečila pojava gasnih mehurića u cevovodima. Pumpe opskrbljuju gorivom raketne motore. Gorivo se ubrizgava u komoru za sagorevanje kroz veliki broj injektora. Takođe, oksidaciono sredstvo se ubrizgava u komoru za sagorevanje kroz mlaznice.

U svakom automobilu, tokom sagorevanja goriva, formiraju se veliki toplotni tokovi koji zagrevaju zidove motora. Ako ne ohladite zidove komore, ona će brzo izgorjeti, bez obzira od kojeg materijala je napravljena. Mlazni motor na tečno gorivo obično se hladi jednom od komponenti pogonskog goriva. Za to je komora napravljena sa dva zida. Komponenta hladnog goriva teče u procjepu između zidova.

Aluminijum" href="/text/category/aluminij/" rel="bookmark">aluminij, itd. Posebno kao aditiv konvencionalnim gorivima, kao što je vodonik-kiseonik. Ovakvi "trostruki sastavi" mogu da obezbede najveću moguću brzinu za izlivanje hemijskih goriva - do 5 km/s. Ali to je praktično granica hemije. Više praktično ne može. Iako u predloženom opisu i dalje dominiraju tečni raketni motori, mora se reći da je prvi u U istoriji čovečanstva stvoren je termohemijski raketni motor na čvrsto gorivo - raketni motor na čvrsto gorivo. Gorivo - na primer specijalni barut - nalazi se direktno u komori za sagorevanje. Komora za sagorevanje sa mlaznicom napunjenom čvrstim gorivom - to je sve dizajn.Režim sagorevanja čvrstog goriva zavisi od namene raketnog motora na čvrsto gorivo (pokretanje, marširanje ili kombinovano).Za rakete na čvrsto gorivo koje se koriste u vojnim poslovima karakteriše prisustvo startnih i nosača motora.Početna raketa na čvrsto gorivo motor razvija veliki potisak za vrlo kratko vrijeme, što je neophodno da raketa napusti lanser i njeno početno ubrzanje. Marširajući raketni motor na čvrsto gorivo je dizajniran da održava konstantnu brzinu leta rakete u glavnom (krstarećem) dijelu putanje leta. Razlike između njih su uglavnom u dizajnu komore za sagorevanje i profilu površine sagorevanja punjenja goriva, koji određuju brzinu sagorevanja goriva, od čega zavisi vreme rada i potisak motora. Za razliku od takvih raketa, svemirske rakete za lansiranje Zemljinih satelita, orbitalnih stanica i svemirski brodovi, kao i međuplanetarne stanice, rade samo u startnom režimu od lansiranja rakete do izvođenja objekta u orbitu oko Zemlje ili na međuplanetarnu putanju. Generalno, raketni motori na čvrsto gorivo nemaju mnogo prednosti u odnosu na motore na tečna goriva: jednostavni su za proizvodnju, dugo vrijeme može se skladištiti, uvijek spreman za akciju, relativno otporan na eksploziju. Ali u pogledu specifičnog potiska, motori na čvrsto gorivo su 10-30% inferiorniji u odnosu na tečne.

4. Električni raketni motori

Gotovo svi raketni motori o kojima smo gore govorili razvijaju ogroman potisak i dizajnirani su da dovedu svemirske letjelice u orbitu oko Zemlje i ubrzaju ih do svemirskih brzina za međuplanetarne letove. Sasvim je druga stvar - pogonski sistemi za letelice koje su već lansirane u orbitu ili na međuplanetarnu putanju. Ovdje su, u pravilu, potrebni motori male snage (nekoliko kilovata ili čak vati) koji mogu raditi stotine i hiljade sati i više puta se paliti i gasiti. Oni vam omogućavaju da održite let u orbiti ili duž date putanje, kompenzujući otpor letenju koji stvaraju gornji slojevi atmosfere i solarni vjetar. U električnim raketnim motorima radni fluid se ubrzava do određene brzine zagrijavanjem električnom energijom. Struja dolazi iz solarni paneli ili nuklearnu elektranu. Metode zagrijavanja radnog fluida su različite, ali u stvarnosti se uglavnom koristi električni luk. Pokazao se kao vrlo pouzdan i podnosi veliki broj uključivanja. Vodonik se koristi kao radni fluid u elektrolučnim motorima. Korišćenjem električni luk vodonik se zagrijava na vrlo visoku temperaturu i pretvara se u plazmu - električki neutralnu mješavinu pozitivnih jona i elektrona. Brzina istjecanja plazme iz potisnika dostiže 20 km/s. Kada naučnici riješe problem magnetske izolacije plazme od zidova komore motora, tada će biti moguće značajno povećati temperaturu plazme i dovesti brzinu oticanja na 100 km/s. Prvi električni raketni motor razvijen je u Sovjetskom Savezu u godinama. pod vodstvom (kasnije je postao tvorac motora za sovjetske svemirske rakete i akademik) u poznatoj plinskodinamičkoj laboratoriji (GDL). /10/

5.Druge vrste motora

Postoje i egzotičniji projekti nuklearnih raketnih motora, u kojima je fisioni materijal u tekućem, plinovitom ili čak plazma stanju, ali je implementacija takvih dizajna na sadašnjem nivou tehnologije i tehnologije nerealna. U teorijskoj ili laboratorijskoj fazi postoje sljedeći projekti raketnih motora

Pulsni nuklearni raketni motori koji koriste energiju eksplozija malih nuklearnih punjenja;

Termonuklearni raketni motori koji mogu koristiti izotop vodonika kao gorivo. Energetska efikasnost vodonika u takvoj reakciji je 6,8*1011 kJ/kg, odnosno približno dva reda veličine veća od produktivnosti reakcija nuklearne fisije;

Solarni motori na jedra - koji koriste pritisak sunčeva svetlost(solarni vetar), čije postojanje empirijski dokazao je ruski fizičar davne 1899. Proračunom, naučnici su ustanovili da uređaj težak 1 tonu, opremljen jedrom prečnika 500 m, može odletjeti od Zemlje do Marsa za oko 300 dana. Međutim, efikasnost solarnog jedra brzo opada sa udaljenosti od Sunca.

6. Nuklearni raketni motori

Jedan od glavnih nedostataka raketnih motora na tečno gorivo je povezan sa ograničenom brzinom istjecanja plinova. U nuklearnim raketnim motorima, čini se da je moguće koristiti kolosalnu energiju koja se oslobađa tokom razgradnje nuklearnog "goriva" za zagrijavanje radne tvari. Princip rada nuklearnih raketnih motora gotovo je isti kao i princip rada termohemijskih motora. Razlika leži u činjenici da se radni fluid zagrijava ne zbog vlastite kemijske energije, već zbog "strane" energije koja se oslobađa tijekom intranuklearne reakcije. Radni fluid prolazi kroz nuklearni reaktor, u kojem se odvija reakcija fisije atomskih jezgri (na primjer, uranijuma), a istovremeno se zagrijava. Nuklearni raketni motori eliminišu potrebu za oksidantom i stoga se može koristiti samo jedna tečnost. Kao radni fluid, preporučljivo je koristiti tvari koje omogućuju motoru da razvije veliku vučnu silu. Ovaj uslov najpotpunije zadovoljava vodonik, zatim amonijak, hidrazin i voda. Procesi u kojima se oslobađa nuklearna energija dijele se na radioaktivne transformacije, reakcije fisije teških jezgara i reakcije fuzije lakih jezgara. Transformacije radioizotopa ostvaruju se u tzv. izotopskim izvorima energije. Specifična masena energija (energija koju može osloboditi supstanca težine 1 kg) umjetnih radioaktivnih izotopa je mnogo veća od energije kemijskih goriva. Tako je za 210Ro jednaka 5*10 8 KJ/kg, dok za energetski najefikasnije hemijsko gorivo (berilij sa kiseonikom) ova vrednost ne prelazi 3*10 4 KJ/kg. Nažalost, još uvijek nije racionalno koristiti takve motore na svemirskim raketama. Razlog tome je visoka cijena izotopske tvari i poteškoća u radu. Uostalom, izotop neprestano oslobađa energiju, čak i kada se transportuje u posebnom kontejneru i kada je raketa parkirana na startu. Nuklearni reaktori koriste energetski efikasnije gorivo. Tako je specifična energija mase 235U (fisivnog izotopa uranijuma) 6,75 * 10 9 kJ/kg, što je otprilike red veličine veća od one izotopa 210Ro. Ovi motori se mogu "upaliti" i "gasiti", nuklearno gorivo (233U, 235U, 238U, 239Pu) je mnogo jeftinije od izotopa. U takvim motorima ne samo da se voda može koristiti kao radni fluid, već i efikasnije radne tvari - alkohol, amonijak, tečni vodonik. Specifični potisak motora sa tečnim vodonikom je 900 s. IN najjednostavniji krug nuklearni raketni motor sa reaktorom koji radi na čvrsto nuklearno gorivo, radni fluid se stavlja u rezervoar. Pumpa ga isporučuje u komoru motora. Raspršen uz pomoć mlaznica, radni fluid dolazi u kontakt s nuklearnim gorivom koje proizvodi toplinu, zagrijava se, širi i velikom brzinom se izbacuje van kroz mlaznicu. Nuklearno gorivo po energetskim rezervama nadmašuje bilo koju drugu vrstu goriva. Tada se postavlja prirodno pitanje - zašto instalacije na ovo gorivo i dalje imaju relativno mali specifični potisak i veliku masu? Činjenica je da je specifični potisak čvrstofaznog nuklearnog raketnog motora ograničen temperaturom fisionog materijala, a elektrana tokom rada emituje jako jonizujuće zračenje koje štetno djeluje na žive organizme. Biološka zaštita od takvog zračenja je od velike važnosti i nije primjenjiva na svemirske letjelice. Praktični razvoj nuklearni raketni motori na čvrsto nuklearno gorivo lansirani su sredinom 1950-ih u Sovjetskom Savezu i Sjedinjenim Državama, gotovo istovremeno s izgradnjom prvih nuklearnih elektrana. Rad je obavljen u atmosferi visoke tajnosti, ali je poznato da takvi raketni motori još nisu dobili stvarnu upotrebu u astronautici. Do sada je sve bilo ograničeno na korištenje izotopskih izvora električne energije relativno male snage na bespilotnim umjetnim satelitima Zemlje, međuplanetarnim svemirskim letjelicama i svjetski poznatom sovjetskom "lunarnom roveru".

7. Nuklearni mlazni motori, princip rada, metode za dobijanje impulsa u nuklearnom raketnom motoru.

NRE su dobile ime po tome što stvaraju potisak upotrebom nuklearne energije, odnosno energije koja se oslobađa kao rezultat nuklearnih reakcija. Uopšteno govoreći, ove reakcije znače bilo kakve promjene energetskog stanja atomskih jezgri, kao i transformaciju nekih jezgara u druge, povezane s preuređivanjem strukture jezgara ili promjenom broja elementarnih čestica sadržanih u njima. - nukleoni. Štaviše, nuklearne reakcije, kao što je poznato, mogu se dogoditi ili spontano (tj. spontano) ili umjetno izazvane, na primjer, kada neke jezgre bombardiraju druge (ili elementarne čestice). Nuklearne reakcije fisije i fuzije u smislu energije premašuju hemijske reakcije za milione, odnosno desetine miliona puta. To se objašnjava činjenicom da je energija kemijske veze atoma u molekulima mnogo puta manja od energije nuklearne veze nukleona u jezgri. Nuklearna energija u raketnim motorima može se koristiti na dva načina:

1. Oslobođena energija se koristi za zagrijavanje radnog fluida, koji se zatim širi u mlaznici, baš kao kod konvencionalnog raketnog motora.

2. Nuklearne energije se pretvara u električnu energiju, a zatim koristi za jonizaciju i ubrzavanje čestica radnog fluida.

3. Konačno, impuls stvaraju sami proizvodi fisije, formirani u procesu DIV_ADBLOCK265">

Po analogiji sa LRE, originalni radni fluid NRE-a se skladišti u tečnom stanju u rezervoaru pogonskog sistema i napaja se pomoću jedinice turbopumpe. Plin za rotaciju ove jedinice, koja se sastoji od turbine i pumpe, može se proizvoditi u samom reaktoru.

Dijagram takvog pogonskog sistema je prikazan na slici.

Postoji mnogo NRE sa fisijskim reaktorom:

čvrsta faza

gasna faza

NRE sa fuzijskim reaktorom

Pulse YARD i drugi

Od svih mogućih tipova NRE, najrazvijeniji su termički radioizotopski motor i motor sa čvrstofaznim fisijskim reaktorom. Ali ako nam karakteristike radioizotopa NRE ne dozvoljavaju da se nadamo njihovoj širokoj primjeni u astronautici (barem u bliskoj budućnosti), onda stvaranje NRE u čvrstoj fazi otvara velike izglede za astronautiku. Tipičan NRE ovog tipa sadrži reaktor na čvrstoj fazi u obliku cilindra visine i prečnika oko 1–2 m (ako su ovi parametri blizu, curenje fisijskih neutrona u okolni prostor je minimalno).

Reaktor se sastoji od aktivne zone; reflektor koji okružuje ovu zonu; upravna tijela; kućište za napajanje i drugi elementi. Jezgro sadrži nuklearno gorivo - fisijski materijal (obogaćeni uranijum), zatvoreno u gorive elemente, i moderator ili razblaživač. Reaktor prikazan na slici je homogen - u njemu je moderator dio gorivnih elemenata, koji se homogeno miješa sa gorivom. Moderator se također može postaviti odvojeno od nuklearnog goriva. U ovom slučaju, reaktor se naziva heterogen. Razrjeđivači (mogu biti, na primjer, vatrostalni metali - volfram, molibden) koriste se za davanje posebnih svojstava fisionim tvarima.

Gorivni elementi čvrstofaznog reaktora su probušeni kanalima kroz koje struji radni fluid NRE, postepeno se zagrijavajući. Kanali imaju prečnik oko 1-3 mm, a njihova ukupna površina iznosi 20-30% poprečnog presjeka jezgra. Jezgro je okačeno posebnom rešetkom unutar energetskog kućišta tako da se može proširiti kada se reaktor zagrije (inače bi se srušio zbog toplinskih naprezanja).

Jezgro doživljava velika mehanička opterećenja povezana s djelovanjem značajnih padova hidrauličkog tlaka (do nekoliko desetina atmosfera) od tekućeg radnog fluida, toplinskih naprezanja i vibracija. Povećanje veličine jezgra tokom zagrijavanja reaktora dostiže nekoliko centimetara. Aktivna zona i reflektor smješteni su unutar jakog energetskog kućišta, koje percipira pritisak radnog fluida i potisak koji stvara mlaznica. Kućište je zatvoreno čvrstim poklopcem. Sadrži pneumatske, opružne ili električne mehanizme za pogon regulacionih tela, tačke pričvršćivanja NRE na letelicu, prirubnice za povezivanje NRE sa dovodnim cevovodima radnog fluida. Na poklopcu se može nalaziti i jedinica turbopumpe.

8 - mlaznica,

9 - Mlaznica za proširenje,

10 - Izbor radne materije za turbinu,

11 - Power Corps,

12 - Kontrolni bubanj

13 - Izduvni gas turbine (koristi se za kontrolu položaja i povećanje potiska),

14 - Prsten pogoni kontrolne bubnjeve)

Početkom 1957. godine određen je konačni pravac rada Laboratorije u Los Alamosu i donesena je odluka o izgradnji grafitnog nuklearnog reaktora sa uranijumskim gorivom dispergovanim u grafitu. Reaktor Kiwi-A stvoren u ovom pravcu testiran je 1959. 1. jula.

Američki nuklearni mlazni motor u čvrstoj fazi XE Prime na ispitnoj klupi (1968.)

Pored izgradnje reaktora, Laboratorija iz Los Alamosa bila je u punom jeku na izgradnji posebnog poligona u Nevadi, a izvršila je i niz posebnih naloga američkog ratnog zrakoplovstva u srodnim oblastima (razvoj pojedinačnih TNRE jedinice). U ime Laboratorije u Los Alamosu, sve posebne narudžbe za proizvodnju pojedinačnih komponenti izvršile su firme: Aerojet General, Rocketdyne divizija Sjevernoameričke avijacije. U ljeto 1958. sva kontrola nad programom Rovera prešla je sa američkog ratnog zrakoplovstva na novoorganiziranu Nacionalnu upravu za aeronautiku i svemir (NASA). Kao rezultat posebnog sporazuma između AEC-a i NASA-e sredinom ljeta 1960. godine formiran je Ured za svemirske nuklearne motore pod vodstvom G. Fingera, koji je u budućnosti vodio program Rovera.

Rezultati šest "vrućih testova" nuklearnih mlaznih motora bili su vrlo ohrabrujući, a početkom 1961. godine pripremljen je izvještaj o letnim testovima reaktora (RJFT). Zatim je sredinom 1961. pokrenut projekat Nerva (upotreba nuklearnog motora za svemirske rakete). Za glavnog izvođača radova izabran je Aerojet General, a za podizvođača odgovornog za izgradnju reaktora Westinghouse.

10.2 Rad TNRD-a u Rusiji

Američki" href="/text/category/amerikanetc/" rel="bookmark">Američki ruski naučnici koristili su najekonomičnije i najefikasnije testiranje pojedinačnih gorivnih elemenata u istraživački reaktori. Čitav niz radova izvedenih 70-80-ih godina omogućio je u Projektnom birou Saljut, Projektnom birou za kemijsku automatizaciju, IAE, NIKIET i NPO Luch (PNITI) razvoj različitih projekata svemirskih NRE i hibridnih nuklearnih elektrana. U Projektnom birou za hemijsku automatizaciju, pod naučnim vodstvom NIITP-a (IPPE, IAE, NIKIET, NIITVEL, NPO Luch, MAI su bili odgovorni za elemente reaktora), DVORIŠTE RD 0411 i nuklearni motor minimalnih dimenzija RD 0410 potisak od 40 i 3,6 tona, respektivno.

Kao rezultat, proizvedeni su reaktor, "hladni" motor i prototip klupe za ispitivanje na plinovitom vodiku. Za razliku od američkog, sa specifičnim impulsom ne većim od 8250 m/s, sovjetski TNRE je, zbog upotrebe otpornijih na toplinu i naprednijih gorivnih elemenata i visoke temperature u jezgri, imao ovaj pokazatelj jednak 9100 m/s. s i više. Klupna baza za testiranje TNRD-a zajedničke ekspedicije NPO Luch nalazila se 50 km jugozapadno od grada Semipalatinsk-21. Počela je da radi 1962. U godinama puni gorivi elementi prototipova NRE testirani su na poligonu. Istovremeno, izduvni gasovi su ušli u zatvoreni sistem emisije. Kompleks klupe za puno testiranje nuklearnih motora "Bajkal-1" nalazi se 65 km južno od grada Semipalatinska-21. Od 1970. do 1988. izvedeno je oko 30 "vrućih startova" reaktora. Istovremeno, snaga nije prelazila 230 MW pri protoku vodonika do 16,5 kg/s i njegovoj temperaturi na izlazu iz reaktora od 3100 K. Sva lansiranja su bila uspješna, bez nezgoda i po planu.

Sovjetski TYARD RD-0410 - jedini ispravan i pouzdan industrijski nuklearni raketni motor na svijetu

Trenutno je takav rad na deponiji zaustavljen, iako se oprema održava u relativno operativnom stanju. Klupna baza NPO Luch jedini je eksperimentalni kompleks u svijetu u kojem je moguće testirati elemente NRE reaktora bez značajnih finansijskih i vremenskih troškova. Moguće je da će nastavak rada u Sjedinjenim Državama na TNRE za letove na Mjesec i Mars u sklopu programa Inicijative za svemirska istraživanja uz planirano učešće stručnjaka iz Rusije i Kazahstana dovesti do nastavka aktivnosti Semipalatinska baza i realizacija "Marsovske" ekspedicije 2020-ih.

Glavne karakteristike

Specifični impuls na vodonik: 910 - 980 sec(teor. do 1000 sec).

· Brzina isteka radnog tijela (vodonik): 9100 - 9800 m/sec.

· Ostvarljivi potisak: do stotine i hiljade tona.

· Maksimalne radne temperature: 3000°S - 3700°S (kratkoročno uključivanje).

· Vek trajanja: do nekoliko hiljada sati (periodično aktiviranje). /5/

11.Uređaj

Uređaj sovjetskog čvrstofaznog nuklearnog raketnog motora RD-0410

1 - vod iz rezervoara radnog fluida

2 - turbopumpna jedinica

3 - upravljački pogon bubnja

4 - zaštita od zračenja

5 - kontrolni bubanj

6 - usporivač

7 - sklop goriva

8 - posuda reaktora

9 - vatreno dno

10 - Linija za hlađenje mlaznice

11- komora mlaznica

12 - mlaznica

12. Princip rada

TNRD je, po svom principu rada, visokotemperaturni reaktor-izmjenjivač topline, u koji se radni fluid (tečni vodonik) uvodi pod pritiskom, a kako se zagrijava do visoke temperature(preko 3000°C) se izbacuje kroz ohlađenu mlaznicu. Rekuperacija topline u mlaznici je vrlo korisna, jer omogućava mnogo brže zagrijavanje vodonika i, korištenjem značajne količine toplinske energije, povećanje specifičnog impulsa na 1000 sekundi (9100-9800 m/s).

Reaktor nuklearnog raketnog motora

MsoNormalTable">

radno tijelo

Gustina, g/cm3

Specifični potisak (na naznačenim temperaturama u komori za grejanje, °K), sec

0,071 (tečnost)

0,682 (tečnost)

1.000 (tečnost)

br. podaci

(Napomena: Pritisak u komori za grejanje je 45,7 atm, ekspanzija na pritisak od 1 atm pri konstantnoj hemijski sastav radno tijelo) /6/

15.Prednosti

Glavna prednost TNRD-a u odnosu na hemijske raketne motore je dobijanje većeg specifičnog impulsa, značajne rezerve energije, kompaktnog sistema i mogućnosti dobijanja veoma velikog potiska (desetine, stotine i hiljade tona u vakuumu. Generalno, specifični impuls postignut u vakuumu veći je od istrošenog dvokomponentnog hemijskog raketnog goriva (kerozin-kiseonik, vodonik-kiseonik) za 3-4 puta, a pri radu na najvećem toplotnom intenzitetu 4-5 puta. Trenutno u SAD-u. i Rusija postoji značajno iskustvo u razvoju i konstrukciji takvih motora, a po potrebi (posebni programi istraživanja svemira) takvi motori se mogu proizvesti u kratkom vremenu i imaće razumnu cijenu.U slučaju korištenja TNRD-a za ubrzanje svemirskih letjelica u svemiru, a uz dodatnu upotrebu perturbacionih manevara korišćenjem gravitacionog polja velikih planeta (Jupiter, Uran, Saturn, Neptun) dostižne granice proučavanja Sunčevog sistema se značajno šire, a vreme potrebno za dostizanje udaljenog planeta je značajno smanjena. Osim toga, TNRD se može uspješno koristiti za vozila koja rade u niskim orbitama džinovskih planeta koristeći njihovu razrijeđenu atmosferu kao radni fluid, ili za rad u njihovoj atmosferi. /8/

16. Nedostaci

Glavni nedostatak TNRD-a je prisustvo snažnog fluksa prodornog zračenja (gama zračenje, neutroni), kao i uklanjanje visoko radioaktivnih spojeva uranijuma, vatrostalnih spojeva s induciranim zračenjem i radioaktivnih plinova s radnim fluidom. U tom smislu, TNRD je neprihvatljiv za zemaljska lansiranja kako bi se izbjeglo pogoršanje ekološke situacije na mjestu lansiranja i u atmosferi. /14/

17. Poboljšanje karakteristika TJARD-a. Hibridni TNRD

Kao i svaka raketa ili bilo koji motor općenito, nuklearni mlazni motor u čvrstoj fazi ima značajna ograničenja u ostvarivanju najvažnije karakteristike. Ova ograničenja predstavljaju nemogućnost rada uređaja (TNRD) u temperaturnom opsegu koji prelazi opseg maksimalnih radnih temperatura konstrukcijskih materijala motora. Za proširenje mogućnosti i značajno povećanje glavnih radnih parametara TNRD-a, mogu se primijeniti različite hibridne sheme u kojima TNRD igra ulogu izvora topline i energije te se koriste dodatne fizičke metode za ubrzanje radnih tijela. Najpouzdanija, praktično izvodljiva i koja ima visoke karakteristike u smislu specifičnog impulsa i potiska je hibridna shema s dodatnim MHD krugom (magnetohidrodinamički krug) za ubrzanje joniziranog radnog fluida (vodik i specijalni aditivi). /13/

18. Opasnost od zračenja iz YARD-a.

Radni NRE je snažan izvor zračenja - gama i neutronskog zračenja. Bez poduzimanja posebnih mjera, zračenje može uzrokovati neprihvatljivo zagrijavanje radnog fluida i konstrukcije u letjelici, krtost metalnih konstrukcijskih materijala, uništavanje plastike i starenje gumenih dijelova, narušavanje izolacije električnih kablova i kvar elektronske opreme. Zračenje može izazvati indukovanu (vještačku) radioaktivnost materijala – njihovu aktivaciju.

Trenutno se problem zaštite od zračenja letjelica sa NRE smatra načelno riješenim. Rešena su i osnovna pitanja vezana za održavanje nuklearnih raketnih motora na ispitnim stolovima i lansirnim poligonima. Iako radno DVORIŠTE predstavlja opasnost za servisno osoblje„Već dan nakon završetka rada NRE moguće je, bez ikakve lične zaštitne opreme, ostati nekoliko desetina minuta na udaljenosti od 50 m od NRE i čak joj se približiti. Najjednostavniji način zaštite dozvolite osoblju za održavanje da uđe u radni prostor NRE ubrzo nakon testiranja.

Nivo kontaminacije lansirnih kompleksa i okruženje, po svemu sudeći, neće biti prepreka za upotrebu NRE na nižim stepenicama svemirskih raketa. Problem opasnosti od zračenja po okolinu i operativno osoblje u velikoj meri je ublažen činjenicom da se vodonik, koji se koristi kao radni fluid, praktično ne aktivira prilikom prolaska kroz reaktor. Stoga, NRE mlaz nije ništa opasniji od LRE mlaza. / 4 /

Zaključak

Kada se razmatraju izgledi za razvoj i upotrebu nuklearnih raketnih motora u astronautici, treba polaziti od postignutih i očekivanih karakteristika. razne vrste NRE, od onoga što ih može dati astronautici, njihove primjene i, konačno, od prisutnosti bliske veze između problema NRE i problema snabdijevanja energijom u svemiru i sa razvojem energetike općenito.

Kao što je već spomenuto, od svih mogućih tipova NRE, najrazvijeniji su termički radioizotopski motor i motor sa čvrstofaznim fisijskim reaktorom. Ali ako nam karakteristike radioizotopa NRE ne dozvoljavaju da se nadamo njihovoj širokoj primjeni u astronautici (barem u bliskoj budućnosti), onda stvaranje NRE u čvrstoj fazi otvara velike izglede za astronautiku.

Na primjer, predložen je uređaj s početnom masom od 40.000 tona (tj. otprilike 10 puta većom od one kod najvećih modernih lansirnih vozila), pri čemu 1/10 te mase pada na nosivost, a 2/3 na nuklearni optužbe. Ako se svake 3 sekunde raznese jedno punjenje, tada će njihova zaliha biti dovoljna za 10 dana neprekidnog rada nuklearnog raketnog motora. Za to vrijeme uređaj će ubrzati do brzine od 10.000 km/s i u budućnosti, nakon 130 godina, može doći do zvijezde Alpha Centauri.

Nuklearne elektrane imaju jedinstvene karakteristike, koji uključuju praktično neograničen energetski intenzitet, neovisnost rada od okoline, neosjetljivost na vanjske utjecaje (kosmičko zračenje, oštećenje meteorita, visoke i niske temperature itd.). kako god maksimalna snaga nuklearnih radioizotopskih instalacija ograničena je na vrijednost od nekoliko stotina vati. Ovo ograničenje ne postoji za elektrane nuklearnih reaktora, što predodređuje isplativost njihove upotrebe tokom dugotrajnih letova teških letjelica u svemiru blizu Zemlje, tokom letova na udaljene planete Sunčevog sistema i u drugim slučajevima.

Prednosti čvrste faze i drugih NRE sa fisijskim reaktorima najpotpunije su otkrivene u proučavanju tako složenih svemirskih programa kao što su letovi s ljudskom posadom do planeta Sunčevog sistema (na primjer, tokom ekspedicije na Mars). U ovom slučaju, povećanje specifičnog impulsa RD-a omogućava rješavanje kvalitativno novih problema. Svi ovi problemi su uvelike olakšani upotrebom NRE u čvrstoj fazi sa specifičnim impulsom dvostruko većim od modernih LRE. U ovom slučaju također postaje moguće značajno smanjiti vrijeme leta.

Najvjerovatnije će u bliskoj budućnosti NRE u čvrstoj fazi postati jedan od najčešćih RD. Čvrsta faza NRE može se koristiti kao vozila za letove na velike udaljenosti, na primjer, do planeta kao što su Neptun, Pluton, pa čak i letjeti iz Sunčevog sistema. Međutim, za letove do zvijezda, NRE, zasnovan na principima fisije, nije prikladan. U ovom slučaju obećavaju NRE ili, preciznije, termonuklearni mlazni motori (TRD) koji rade na principu fuzijskih reakcija i fotonski mlazni motori (PRD), u kojima je reakcija anihilacije materije i antimaterije izvor zamaha. Međutim, najvjerovatnije će čovječanstvo za putovanje u međuzvjezdani prostor koristiti drugačiji, drugačiji od mlaznog, način kretanja.

U zaključku ću preformulisati čuvenu Einsteinovu frazu – da bi otputovalo do zvijezda, čovječanstvo mora smisliti nešto što bi po složenosti i percepciji bilo usporedivo s nuklearnim reaktorom za neandertalca!

LITERATURA

Izvori:

1. "Rakete i ljudi. Knjiga 4 Mjesečeva trka" - M: Znanje, 1999.
2. http://www. lpre. de/energomash/index. htm
3. Pervušin "Bitka za zvijezde. Svemirska konfrontacija" - M: znanje, 1998.
4. L. Gilberg "Osvajanje neba" - M: Znanje, 1994.
5. http://epizodsspace. *****/bibl/molodtsov
6. "Motor", "Nuklearni motori za svemirska vozila", br. 5, 1999.

7. "Motor", "Nuklearni motori u gasnoj fazi za svemirska vozila",

br. 6, 1999
7.http://www. *****/content/numbers/263/03.shtml
8.http://www. lpre. de/energomash/index. htm
9.http://www. *****/content/numbers/219/37.shtml
10., Čekalin transport budućnosti.

Moskva: Znanje, 1983.

11., Čekalinovo istraživanje svemira.- M.:

Znanje, 1988.

12. "Energija - Buran" - korak u budućnost // Nauka i život.-

13. Svemirska tehnologija - M.: Mir, 1986.

14., Sergejuk i trgovina - M.: APN, 1989.

15 .SSSR u svemiru. 2005.-M.: APN, 1989.

16. Na putu u duboki svemir // Energija. - 1985. - br. 6.

PRIMJENA

Glavne karakteristike čvrstofaznih nuklearnih mlaznih motora

Zemlja proizvođača	Motor	Potisak u vakuumu, kN	specifični impuls, sec	Projektni rad, god
























	NERVA/Lox mješoviti ciklus

Rusija je bila i još uvijek ostaje lider u oblasti nuklearne svemirske energije. Organizacije kao što su RSC Energia i Roskosmos imaju iskustva u projektovanju, izgradnji, lansiranju i radu svemirskih letelica opremljenih nuklearnim izvorom energije. Nuklearni motor omogućava eksploataciju avioni mnogo godina, stalno povećavajući njihovu praktičnu prikladnost.

istorijska hronika

Istovremeno, isporuka istraživačkog aparata u orbite udaljenih planeta Sunčevog sistema zahtijeva povećanje resursa takve nuklearne instalacije na 5-7 godina. Dokazano je da će kompleks sa nuklearnim pogonskim sistemom snage oko 1 MW u sklopu istraživačke svemirske letjelice omogućiti ubrzano isporuku umjetnih satelita najudaljenijih planeta, planetarnih rovera na površinu prirodnih satelita ovih planeta. i isporuku tla sa kometa, asteroida, Merkura i satelita Jupitera i Saturna.

Tegljač za višekratnu upotrebu (MB)

Jedan od najvažnijih načina za poboljšanje efikasnosti transportne operacije u svemiru je višekratna upotreba elemenata transportnog sistema. Nuklearni motor za svemirske letjelice snage najmanje 500 kW omogućava stvaranje tegljača za višekratnu upotrebu i na taj način značajno povećava efikasnost viševeznog svemirskog transportnog sistema. Takav sistem je posebno koristan u programu za osiguranje velikih godišnjih tokova tereta. Primjer bi bio program istraživanja Mjeseca sa stvaranjem i održavanjem stalno rastuće useljive baze i eksperimentalnih tehnoloških i industrijskih kompleksa.

Obračun prometa tereta

Prema projektnim studijama RSC Energia, prilikom izgradnje baze na površinu Meseca treba da budu isporučeni moduli mase oko 10 tona, do 30 tona u lunarnu orbitu.Ukupan protok tereta sa Zemlje tokom izgradnja useljivog moon base a posjećena lunarna orbitalna stanica procjenjuje se na 700-800 tona, a godišnji protok tereta za osiguranje funkcionisanja i razvoja baze je 400-500 tona.

Međutim, princip rada nuklearnog motora ne dopušta dovoljno brzo raspršivanje transportera. Zbog dugog vremena transporta i, shodno tome, značajnog vremena koje nosi teret u radijacijskim pojasevima Zemlje, ne može se sav teret isporučiti pomoću tegljača na nuklearni pogon. Dakle, protok tereta koji se može osigurati na osnovu NEP-a procjenjuje se na svega 100-300 tona/god.

Ekonomska efikasnost

Kao kriterijum ekonomske efikasnosti interorbitalnog transportnog sistema preporučljivo je koristiti vrednost jedinične cene transporta jedinične mase korisnog tereta (PG) sa Zemljine površine do ciljne orbite. RSC Energia je razvila ekonomski i matematički model koji uzima u obzir glavne komponente troškova u transportnom sistemu:

za stvaranje i lansiranje tegljačkih modula u orbitu;
za kupovinu funkcionalnog nuklearnog postrojenja;
operativni troškovi, kao i troškovi istraživanja i razvoja i mogući kapitalni troškovi.

Indikatori troškova zavise od optimalnih parametara MB. Koristeći ovaj model, komparativ ekonomska efikasnost korištenje tegljača za višekratnu upotrebu baziranog na nuklearnim pogonskim sistemima kapaciteta oko 1 MW i tegljača za jednokratnu upotrebu na bazi naprednog tečnog pogona u programu kako bi se osigurala isporuka tereta ukupne mase 100 t/godišnje sa Zemlje do lunarne orbite sa visinom od 100 km. Kada se koristi isto lansirno vozilo nosivosti jednakoj nosivosti rakete-nosača Proton-M i sheme dva lansiranja za izgradnju transportnog sistema, jedinični trošak isporuke jedinične mase korisnog tereta pomoću tegljača na bazi nuklearni motor će biti tri puta manji nego kada se koriste jednokratni tegljači na bazi raketa s tekućim motorima tipa DM-3.

Zaključak

Efikasan nuklearni motor za svemir doprinosi rješavanju ekoloških problema Zemlje, letovima s ljudskom posadom na Mars, stvaranju bežičnog sistema za prijenos energije u svemiru, implementaciji visoko bezbednog odlaganja u svemir visoko opasnog zemaljskog radioaktivnog otpada . Nuklearna energija, stvaranje nastanjive lunarne baze i početak industrijskog razvoja Mjeseca, osiguravajući zaštitu Zemlje od opasnosti od asteroida i komete.

IN jednom od sekcija Na LiveJournalu inženjer elektronike stalno piše o nuklearnim i termonuklearnim mašinama - reaktorima, instalacijama, istraživačkim laboratorijama, akceleratorima, kao i o. Nova ruska raketa, svedočenje tokom godišnje poruke predsednika, izazvala je živo interesovanje blogera. A evo šta je otkrio na tu temu.

Da, istorijski je postojao razvoj krstarećih projektila sa ramjet nuklearnim vazdušnim motorom: ovo je raketa SLAM u SAD-u sa reaktorom TORY-II, koncept Avro Z-59 u Velikoj Britaniji i razvoj u SSSR-u.

Moderan prikaz koncepta rakete Avro Z-59, težine oko 20 tona.

Međutim, svi ovi radovi nastavljeni su 60-ih godina kao istraživanje i razvoj različitog stepena dubine (Sjedinjene Države su otišle najdalje, kao što je objašnjeno u nastavku) i nisu nastavljeni u obliku modela u službi. Nisu ga dobili iz istog razloga kao i mnogi drugi razvoji Atom Agea - avioni, vozovi, rakete s nuklearnim elektranama. Sve ove opcije Vozilo uz neke pluseve koje daje mahnita gustina energije u nuklearnom gorivu, imaju vrlo ozbiljne nedostatke - visoku cijenu, složenost rada, zahtjeve za stalnom zaštitom, i na kraju, nezadovoljavajuće rezultate razvoja, o kojima se obično malo zna (objavljivanjem rezultata istraživanja i razvoja, isplativije je za sve strane izlagati postignuća i skrivati neuspjehe).

Konkretno, krstarećim projektilima je mnogo lakše stvoriti nosač (podmornicu ili avion) koji će "odvući" mnogo projektila do mjesta lansiranja nego se zafrkavati s malom flotom (a nevjerovatno je teško savladati veliku flota) krstarećih projektila lansiranih sa vlastite teritorije. Univerzalni, jeftin, masovni proizvod je na kraju osvojio mali, skup i sa dvosmislenim plusevima. Nuklearne krstareće rakete nisu išle dalje od zemaljskih testova.

Ovaj konceptualni ćorsokak 60-ih godina KR sa nuklearnim elektranama, po mom mišljenju, i sada je aktuelan, pa je glavno pitanje prikazanom "zašto??". No, to je još konveksnije zbog problema koji se javljaju u razvoju, testiranju i radu takvog oružja, o čemu ćemo dalje govoriti.

Pa počnimo s reaktorom. Koncepti SLAM i Z-59 bili su tromašinske niskoleteće rakete impresivnih dimenzija i mase (20+ tona nakon što su bačeni busteri). Užasno skup nisko leteći supersonic je omogućio da se maksimalno iskoristi prisustvo praktično neograničenog izvora energije na brodu, osim toga, važna karakteristika nuklearni zračni mlazni motor je poboljšanja radne efikasnosti (termodinamički ciklus) sa povećanjem brzine, tj. ista ideja, ali pri brzinama od 1000 km/h imao bi mnogo teži i ukupni motor. Konačno, 3M na visini od stotinjak metara 1965. značio je neranjivost na protivvazdušnu odbranu.Ispostavilo se da je ranije koncept raketnih bacača sa nuklearnim elektranama bio „vezan“ velikom brzinom, gdje su prednosti koncepta bile jake, a konkurenti sa ugljovodoničnim gorivom su slabili.Prikazana raketa je izgledala, po mom mišljenju, transsonična ili blago nadzvučna (osim ako, naravno, ne verujete da je to ona na snimku). Ali u isto vrijeme, veličina reaktora se značajno smanjila u odnosu na TORY II od rakete SLAM, gdje je bila čak 2 metra uključujući grafitni radijalni reflektor neutrona

Da li je uopšte moguće postaviti reaktor prečnika 0,4-0,6 metara?

Počnimo s suštinski minimalnim reaktorom - blankom Pu239. Dobar primjer implementacija takvog koncepta je svemirski reaktor Kilopower, gdje se, međutim, koristi U235. Prečnik jezgra reaktora je samo 11 centimetara! Ako pređete na plutonijum 239, dimenzije jezgra će pasti za još 1,5-2 puta. minimalna veličina počet ćemo hodati prema pravom nuklearnom zračnom mlaznom motoru, prisjećajući se poteškoća.

Prva stvar koju treba dodati veličini reaktora je veličina reflektora - posebno, u Kilopoweru, BeO utrostručuje veličinu. Drugo, ne možemo koristiti U ili Pu blank - oni će jednostavno izgorjeti u struji zraka za samo minut. Potreban je omotač, kao što je inkaloj, koji je otporan na trenutnu oksidaciju do 1000 C, ili druge legure nikla sa mogućim keramičkim premazom. Aplikacija veliki broj materijal školjki u jezgri odmah povećava potrebnu količinu nuklearnog goriva za nekoliko puta - uostalom, "neproduktivna" apsorpcija neutrona u jezgri sada se dramatično povećala!

Štaviše, metalni oblik U ili Pu više nije prikladan - ovi materijali sami po sebi nisu vatrostalni (plutonij se općenito topi na 634 C), ali također stupaju u interakciju s materijalom metalnih školjki. Gorivo pretvaramo u klasični oblik UO2 ili PuO2 - dobijamo još jedno razrjeđivanje materijala u jezgru, sada kisikom.

Konačno, podsjećamo na svrhu reaktora. Kroz nju trebamo upumpati puno zraka, kojem ćemo odavati toplinu. Otprilike 2/3 prostora zauzimat će "zračne cijevi".

Kao rezultat toga, minimalni prečnik jezgra raste na 40-50 cm (za uranijum), a prečnik reaktora sa berilijumskim reflektorom od 10 cm do 60-70 cm. MITEE dizajniran za letove u Jupiterovoj atmosferi. Ovaj je potpuno papirni projekat(npr. temperatura jezgra je obezbeđena na 3000 K, a zidovi su od berilija koji može da izdrži silu od 1200 K) ima prečnik jezgra izračunat iz neutronika od 55,4 cm, dok hlađenje vodonikom čini moguće je malo smanjiti veličinu kanala kroz koje se pumpa rashladna tekućina.

Po mom mišljenju, vazdušni nuklearni mlazni motor se može ugurati u raketu prečnika od oko metar, koja, međutim, još uvek nije kardinalno veća od zvučnih 0,6-0,74 m, ali je ipak alarmantna. nuklearna elektrana će imati snagu od ~ nekoliko megavata, pokretana ~10^16 dezintegracija u sekundi. To znači da će sam reaktor stvoriti polje zračenja od nekoliko desetina hiljada rendgena u blizini površine i do hiljadu rentgena duž cijele rakete. Čak ni postavljanje nekoliko stotina kg zaštite sektora neće značajno smanjiti ove nivoe, jer. neutroni i gama kvanti će se reflektovati iz vazduha i "zaobići zaštitu".

Za nekoliko sati takav će reaktor proizvesti ~10^21-10^22 atoma fisionih produkata c sa aktivnošću od nekoliko (nekoliko desetina) petabekerela, koji će čak i nakon gašenja stvoriti pozadinu od nekoliko hiljada rentgena u blizini reaktor.

Dizajn rakete će biti aktiviran na oko 10^14 Bq, iako će izotopi biti prvenstveno beta emiteri i opasni su samo zbog kočnog zračenja. Pozadina iz same konstrukcije može doseći desetine rendgenskih zraka na udaljenosti od 10 metara od tijela rakete.

Sva ta "veselost" daje ideju da je razvoj i testiranje takve rakete zadatak na ivici mogućeg. Potrebno je napraviti cijeli set navigacijske i upravljačke opreme otporne na zračenje, testirati sve na prilično složen način (zračenje, temperatura, vibracije - i sve to za statistiku). Testovi letenja sa reaktorom koji radi u svakom trenutku mogu se pretvoriti u radijacijsku katastrofu sa oslobađanjem od stotine terabekerela u jedinice petabekerela. Čak i bez katastrofalnih situacija, smanjenje pritiska pojedinačnih gorivih šipki i oslobađanje radionuklida su vrlo vjerojatni.

Naravno, u Rusiji ih još ima Poligon Novaja Zemlja na kojima se takvi testovi mogu izvršiti, ali bi to bilo u suprotnosti sa duhom ugovora o zabrana nuklearnih proba u tri sredine (Zabrana je uvedena kako bi se spriječilo sistematsko zagađivanje atmosfere i okeana radionuklidima).

Danas NIKIET ima tim dizajnera koji izvodi radove na projektovanju reaktora ( visokotemperaturni plinski hlađen RUGK , brzi reaktori MBIR, ), dok IPPE i Luch nastavljaju da se bave srodnim proračunima i tehnologijama, respektivno. Institut Kurčatov se poslednjih decenija više kretao ka teoriji nuklearnih reaktora.

Ukratko, želeo bih da kažem da je stvaranje krstareće rakete sa zračno-mlaznim motorima sa nuklearnim elektranama generalno izvodljiv zadatak, ali u isto vreme izuzetno skup i složen, koji zahteva značajnu mobilizaciju ljudi i finansijskih sredstava, kako mi se čini, u većoj mjeri nego svi ostali zvučni projekti ("Sarmat", "Bodež", "Status-6", "Avangard"). Veoma je čudno da ova mobilizacija nije ostavila ni najmanjeg traga. I što je najvažnije, uopće nije jasno koja je korist od nabavke takvih vrsta oružja (na pozadini postojećih nosača) i kako ona mogu nadjačati brojne nedostatke - pitanja radijacijske sigurnosti, visoke cijene, nekompatibilnosti sa strateškim naoružanjem ugovori o smanjenju.

P.S. Međutim, "izvori" već počinju da ublažavaju situaciju: "Izvor blizak vojno-industrijskom kompleksu rekao je" Vedomosti “ da je osigurana radijaciona sigurnost tokom testiranja rakete. nuklearno postrojenje na brodu je predstavljen električni model, kaže izvor.

O krstarećoj raketi "neograničenog dometa zbog super-moćne nuklearne elektrane" u dimenzijama krstarećih projektila Tomahawk (0,53 m u prečniku i težine 1400 kg) ili Kh-101 (0,74 m u prečniku i težine 2300 kg).

Sovjetski prototip RD-0410(GRAU indeks - 11B91, također poznat kao "Irgit" i "IR-100") - prvi i jedini sovjetski nuklearni raketni motor

Počnimo sa video prezentacijom BDP-a

Sumirajući senzacije sa prikazanog projekta, možemo reći da je ovo ekstremno iznenađenje na granici nepouzdanosti prikazanog. Pokušaću da objasnim zašto.

Moderan prikaz koncepta rakete Avro Z-59, težine oko 20 tona.

Međutim, svi ovi radovi nastavljeni su 60-ih godina kao istraživanje i razvoj različitog stepena dubine (Sjedinjene Države su otišle najdalje, kao što je objašnjeno u nastavku) i nisu dobili nastavak u obliku modela u službi. Nisu ga dobili iz istog razloga kao i mnogi drugi razvoji Atom Agea - avioni, vozovi, rakete s nuklearnim elektranama. Sve ove opcije vozila, uz neke prednosti koje daje mahnita gustina energije u nuklearnom gorivu, imaju vrlo ozbiljne nedostatke – visoku cijenu, složenost rada, zahtjeve za stalnom zaštitom i na kraju, nezadovoljavajuće rezultate razvoja, o kojima se obično malo zna (objavljivanje Rezultati istraživanja i razvoja su isplativiji za sve strane izlažu dostignuća i skrivaju neuspjehe).

Konkretno, za krstareće rakete mnogo je lakše stvoriti nosač (podmornicu ili avion) koji će "odvući" mnogo krstarećih projektila na mjesto lansiranja nego se zafrkavati s malom flotom (a nevjerovatno je teško savladati velika flota) krstarećih projektila lansiranih sa vlastite teritorije. Univerzalni, jeftin, masovni proizvod je na kraju osvojio mali, skup i sa dvosmislenim plusevima. Nuklearne krstareće rakete nisu išle dalje od zemaljskih testova.

Ovaj konceptualni ćorsokak 60-ih Kirgistanske Republike sa nuklearnim elektranama, po mom mišljenju, i sada je aktuelan, pa je glavno pitanje prikazanom "zašto??". No, to je još konveksnije zbog problema koji se javljaju u razvoju, testiranju i radu takvog oružja, o čemu ćemo dalje govoriti.

Ispostavilo se da je prije koncept CR sa nuklearnim elektranama bio "vezan" velikom brzinom, pri čemu su prednosti koncepta bile jake, a konkurencija s ugljikovodičnim gorivom slabila.

Prikazana raketa je, po mom mišljenju, transsonična ili slabo nadzvučna (osim ako, naravno, ne vjerujete da je to ona na snimku). Ali u isto vrijeme, veličina reaktora se značajno smanjila u odnosu na TORY-II iz rakete SLAM, gdje je iznosila čak 2 metra, uključujući radijalni neutronski reflektor napravljen od grafita

Jezgro prvog testnog reaktora TORY-II-A tokom montaže.

Da li je uopšte moguće postaviti reaktor prečnika 0,4-0,6 metara? Počnimo s suštinski minimalnim reaktorom - blankom Pu239. Dobar primjer implementacije takvog koncepta je svemirski reaktor Kilopower, koji, međutim, koristi U235. Prečnik jezgra reaktora je samo 11 centimetara! Ako pređemo na plutonijum 239, dimenzije jezgra će pasti za još 1,5-2 puta.

Sada, od minimalne veličine, počet ćemo koračati prema pravom nuklearnom zračnom mlaznom motoru, prisjećajući se složenosti. Prva stvar koju treba dodati veličini reaktora je veličina reflektora - posebno, u Kilopoweru, BeO utrostručuje veličinu. Drugo, ne možemo koristiti U ili Pu blank - oni će jednostavno izgorjeti u struji zraka za samo minut. Potreban je omotač, kao što je inkaloj, koji je otporan na trenutnu oksidaciju do 1000 C, ili druge legure nikla sa mogućim keramičkim premazom. Unošenje velike količine materijala ljuske u jezgro odmah povećava potrebnu količinu nuklearnog goriva za nekoliko puta - uostalom, "neproduktivna" apsorpcija neutrona u jezgri sada se dramatično povećala!

Konačno, podsjećamo na svrhu reaktora. Kroz nju trebamo upumpati puno zraka, kojem ćemo odavati toplinu. oko 2/3 prostora će zauzimati "zračne cijevi".

TORY-IIC. Gorivne šipke u aktivnoj zoni su šestougaone šuplje cijevi od UO2, prekrivene zaštitnom keramičkom školjkom, sastavljene u incalo gorivne sklopove.

Kao rezultat toga, minimalni prečnik jezgra raste na 40-50 cm (za uranijum), a prečnik reaktora sa berilijumskim reflektorom od 10 cm do 60-70 cm Jupiter. Ovaj potpuno papirni projekat (npr. temperatura jezgra je predviđena na 3000 K, a zidovi od berilija koji može da izdrži silu od 1200 K) ima prečnik jezgra izračunat iz neutronika od 55,4 cm, dok hlađenje vodonikom omogućava malo smanjenje veličine kanala kroz koje se pumpa rashladna tečnost.

Poprečni presjek aktivne zone atmosferskog mlaznog nuklearnog motora MITEE i minimalne dostižne mase za različite varijante geometrije jezgra - u zagradama su omjeri dužine i koraka gorivne šipke (prva znamenka), broj gorivih šipki (druga cifra), broj reflektorskih elemenata (tercijarna cifra) za različite kompozicije. Opcija sa gorivom u obliku Americijuma 242m i reflektorom tečnog vodika nije bez interesa :)

Po mom mišljenju, zračni nuklearni mlazni motor može se ugurati u raketu promjera od oko metar, koja, uzgred, još uvijek nije kardinalno veća od glasovnih 0,6-0,74 m, ali je ipak alarmantna.

Na ovaj ili onaj način, nuklearna elektrana će imati snagu od ~nekoliko megavata, pokretana ~10^16 dezintegracija u sekundi. To znači da će sam reaktor stvoriti polje zračenja od nekoliko desetina hiljada rendgena u blizini površine i do hiljadu rentgena duž cijele rakete. Čak ni postavljanje nekoliko stotina kg zaštite sektora neće značajno smanjiti ove nivoe, jer. neutroni i gama kvanti će se reflektovati iz vazduha i "zaobići zaštitu". Za nekoliko sati takav će reaktor proizvesti ~10^21-10^22 atoma fisionih produkata c sa aktivnošću od nekoliko (nekoliko desetina) petabekerela, koji će čak i nakon gašenja stvoriti pozadinu od nekoliko hiljada rentgena u blizini reaktor. Dizajn rakete će biti aktiviran na oko 10^14 Bq, iako će izotopi biti prvenstveno beta emiteri i opasni su samo zbog kočnog zračenja. Pozadina iz same konstrukcije može doseći desetine rendgenskih zraka na udaljenosti od 10 metara od tijela rakete.

Rendgen rakete SLAM. Svi pogoni su pneumatski, upravljačka oprema je u kapsuli koja prigušuje zračenje.

Naravno, u Rusiji još uvijek postoji poligon Novaja zemlja na kojem se mogu izvoditi takvi testovi, ali to će biti suprotno duhu ugovora o zabrani testiranja nuklearnog oružja u tri okruženja (zabrana je uvedena kako bi se spriječila sistematska kontaminacija atmosfera i okean sa radionuklidima).

Konačno, zanimljivo je ko bi u Ruskoj Federaciji mogao razviti takav reaktor. Tradicionalno, Institut Kurchatov (generalni dizajn i proračuni), Obninsk FEI (eksperimentalno ispitivanje i gorivo) i Istraživački institut Luch u Podolsku (tehnologija goriva i materijala) u početku su bili uključeni u visokotemperaturne reaktore. Kasnije se tim NIKIET pridružio dizajnu takvih mašina (na primjer, IGR i IVG reaktori - prototipovi aktivne zone nuklearnog raketnog motora RD-0410). Danas NIKIET ima tim dizajnera koji obavlja poslove na projektovanju reaktora (visokotemperaturni gasno hlađeni RUGK, brzi reaktori MBIR, ), a IPPE i Luch nastavljaju da se bave srodnim proračunima i tehnologijama, respektivno. Institut Kurčatov se poslednjih decenija više kretao ka teoriji nuklearnih reaktora.

Najbliži srodnici vazdušnih NRE su svemirski NRE pročišćeni vodonikom.

Ukratko, želio bih reći da je stvaranje krstareće rakete sa zračno-mlaznim motorima s nuklearnim elektranama u cjelini izvediv zadatak, ali u isto vrijeme izuzetno skup i složen, koji zahtijeva značajnu mobilizaciju ljudskih i finansijska sredstva, kako mi se čini, u većoj mjeri od svih ostalih oglašenih projekata ("Sarmat", "Bodež", "Status-6", "Avangard"). Veoma je čudno da ova mobilizacija nije ostavila ni najmanjeg traga. I što je najvažnije, uopće nije jasno koja je korist od nabavke takvih vrsta oružja (na pozadini postojećih nosača) i kako ona mogu nadjačati brojne nedostatke - pitanja radijacijske sigurnosti, visoke cijene, nekompatibilnosti sa strateškim naoružanjem ugovori o smanjenju.

P.S. Međutim, "izvori" već počinju da ublažavaju situaciju: "Izvor blizak vojno-industrijskom kompleksu rekao je Vedomostima da je sigurnost od zračenja tokom testiranja rakete osigurana. Nuklearna instalacija na brodu bila je električna maketa", kaže izvor ."

RD-0410

U RD-0410 korišćen je heterogeni termalni neutronski reaktor, cirkonijum hidrid je služio kao moderator, reflektori neutrona su napravljeni od berilija, nuklearno gorivo je bio materijal na bazi karbida uranijuma i volframa, obogaćen izotopom 235 oko 80%. Dizajn je uključivao 37 gorivnih sklopova prekrivenih toplinskom izolacijom koja ih odvaja od moderatora. Projektom je predviđeno da tok vodonika prvo prolazi kroz reflektor i moderator, održavajući njihovu temperaturu na sobnoj temperaturi, a zatim ulazi u jezgro, gdje hladi gorivne sklopove, zagrijavajući se do 3100 K. Na štandu su reflektor i moderator bili hladi odvojenim vodonikom.

Reaktor je prošao kroz značajnu seriju testova, ali nikada nije testiran za cijelo vrijeme rada. Ekstrareaktorski čvorovi su u potpunosti razrađeni.

Izuzetno zanimljiv video:

Prikazano je dosta zanimljivih stvari. Očigledno, video je napravljen kasnih 80-ih za internu upotrebu Minsredmashevsky/Minsredmashevsky, a početkom 90-ih tamo su ubačeni engleski titlovi kako bi se Amerikanci zainteresovali za tehnologiju.