Воронежское КБ "Химавтоматика", известное также, по имени своего основателя, как "фирма Косберга", прославившееся созданием жидкостных ракетных двигателей для верхних ступеней ракет-носителей "Союз", "Протон", мощнейшего советского водородного двигателя для "Энергии", представило, наконец, советский ЯДЕРНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ.

ДЛЯ "ДАЛЬНЕКОСМИЧЕСКИХ" АМБИЦИЙ. Жидкостные (шире химические) ракетные двигатели открыли человеку дорогу в космос - на околоземные орбиты. Но дальше двигаться на этой энергетической базе просто не имеет смысла: скорость истечения реактивной струи в них не превышает 4.5 км/с, а для межпланетных полетов нужны десятки километров в секунду. Они же не помешают и для некоторых околоземных маневров, например для изменения плоскости орбиты. А чтобы получить конечную скорость больше скорости истечения нужно, по формуле Циолковского, чтобы отбрасываемая масса была значительно больше остающейся. В свою очередь, для дальних полетов эта конечная масса тоже не маленькая…

Короче, пределы возможностей химических двигателей были видны давно, а следующей ступенью по объему энергетического выхода были ядерные реакции. Не удивительно, что работы по ядерным ракетням двигателям - ЯРД - начались в нашей стране и в США еще в 50-х годах. Но если названия американских программ "Нерва" и "Ровер", опытных реакторов "Киви" и "Феб" хорошо известны не только специалистам, но и просто любопытным, то об отечественных разработках в этой области до недавнего времени прихдилось только догадываться.

Впрочем, это в какой-то степени соответствовало вниманию рукводства государства и космической отрасли, объемам финансирования, а значит и темпам разработок. Считая, что атомные двигатели могут быть применены уже в межконтинентальных баллистических ракетах, а там, глядишь, и на Марс пора, американцы, вложив миллионы, в середине 50-х годов постороили в 100 милях к западу от Лас-Вегаса грандиозный испытательный комплекс и уже в июле 1959 г. провели первые "огневые" испытания двигателя с реактором "Киви".

К середине 70-х годов в рамках программы "Нерва-2" предполагалось создать ЯРД с тягой около 30 тонн (ну, ЖРД к этому времени давали 680-720 т), а скоростью истечения - 8.1 км/с! Но к этому времени МБР были уже созданы, на Марс лететь расхотелось, да еще Вьетнам… Наконец, нужно было выбирать: или ЯРД, или "Шаттл", выбрали "Шаттл", и в 1973 г. программа была закрыта.

"НЕСИММЕТРИЧНЫЙ" ОТВЕТ. У нас хватило ума не форсировать работы - или, скорее, не хватило на это сил. Зато научные исследования пошли сразу в нескольких направлениях: космические энергетические установки, ЯРД с твердой активной зоной (энерговыделение которых ограничено температурой плавления ТВЭЛов) и ЯРД "газофазные", где такого ограничения нет, и скорость истечения может быть увеличена еще в несколько раз - правда ценой колоссальной сложности отработки и испытаний и невозможности работы в атмосфере. Работами этими занялся НИИ тепловых процессов - головной научно-исследовательский институт по ракетным двигателям. Широко привлекались и атомщики, головным по реакторам был институт им. Курчатова. А собственно-двигателем занялось КБ "Химавтоматика".

Вот только денег на комплекс типа американского не нашлось. Именно поэтому полномасштабные испытания ЯРД в нашей стране до сего дня не проводились - двигатель может работать только с жидким водородом в качестве рабочего тела, испытывать ядерные энергоустановки можно только на Семипалатинском полигоне (кстати, экспериментальные стенды работают и по сей день), но криогенного водородного комплекса там нет!..

А что же есть? Испытания проводятся двух типов. Во-первых, "горячий" прогон реактора с энергосъемом газообразным водородом. Теплоемкость у него меньше, чем у жидкого, поэтому не все режимы возможны, однако современное состояние реакторостроения позволяет экстраполировать результаты. Главное здесь - чисто "ядерные" параметры предельно облегченного высоконагруженного реактора.

Во-вторых, это газодинамические испытания - продувка тем же газообразным водородом всего газового тракта. Очень важно, чтобы газ тек сквозь активную зону именно так, как расчитано.

Весь проведенный комплекс испытаний позволяет утверждать, что двигатель РД-0410 за 10 включений в течении 1 часа (3600 сек.) будет выдавать тягу 3.6 т и скорость истечения 8,93 км/с при тепловой мощности реактора 196 МВт. Агрегат с теневой защитой но без высотного сопла имеет длину 3.6 м, диаметр 1.6 м и массу 2 тонны.

Нужно отметить, что размерность выбиралась только из одного соображения - чтобы можно было испытать установку на существующих стендах. Но имеющиеся технологии позволяют без принципиальных изменений конструкции и почти не меняя размеров и массы создать двигатель тягой до 40 тонн - для межпланетных кораблей, стартующих с околоземной орбиты, или межорбитальных транспортеров этого больше чем достаточно.

Можно и больше, но тогда нужно перекомпоновывать тепловыделяющую сборку. Дело в том, что управление реактором осуществляется не пресловутыми стержнями, вводимыми в активную зону, а поворотными барабанами, заполненными карбидоим бора, и расположенными в бериллиевом отражателе по ее периферии. Понятно, что такая схема (кстати, типовая для отечественных реакторов космического назначения, и известном "Топазе" то же самое) работает только при определенной геометрии реактора.

УСТАРЕЛИ, НЕ РОДИВШИСЬ. Несмотря на печальное, в целом, положение дел что в двигателестроении, что в космонавтике, программа ядерного ракетного двигателя еще теплится. Глупо отрицать ее конверсинонный потенциал: даже без учета двойного использования появившихся в ходе создания ЯРД технологий, в лоб - как правило, реакторы такой мощности весят значительно больше, а энергия - это то, чего всем не хватает.

Но найдут ли применение ЯРД в той области, для которой они создавались?

Они значительно эффективнее ЖРД, но только в определенном диапазоне. Они не могут запускаться на Земле. Они не могут и возвращаться на Землю из-за остаточной радиации. Они требуют тяжелой радиационной защиты. Их скорость истечения (специалисты чаще применяют термин "удельный импульс", измеряется в секундах, численно равен скорости истечения в м/с, деленной на ускорение свободного падения на Земле) все равно не достаточна для эффективного решения межпланетных задач