рд 0410

Ответ от Корпускуляр[гуру]
Я думаю, что такие твердофазные ЯРД всё же в практику не пойдут. И вот почему.
У обычных химических РД тепло к истекаемому газу подводится по всему объёму камеры сгорания. Поэтому можно добиться сравнительно высоких отношений тяги к объёму двигателя и, как следствие, к массе. А чем это отношение больше, тем более выгодным оказывается работа двигателя, потому что падает доля того, что не относится к полезной нагрузке.
У твердотопливного ЯРД (типа NERVA, KIVI и др. ) тепло к рабочему телу подводится не по объёму, в через поверхность ТВЭЛа. Конечно, можно уменьшать диаметр ТВЭЛов с одновременным увеличением их количества, чтобы развивать поверхность теплоотдачи, но у этого способа есть предел, ограниченный вопросами прочности (слишком тонкий ТВЭЛ будет слишком непрочным и при тех сумасшедших завихрения горячего газа, которые существуют в камере нагрева, он может просто обломиться) . Поэтому достичь высоких отношений тяги к объёму и массе двигателя не удаётся. Но у твердофазного ЯРД есть одно преимущество перед обычным РД.
Из самых общих законов механики следует, что чем меньше молекулярный вес истекаемых газов при неизменном энерговыделении, тем больших скоростей истечения и тяги можно добиться. У обычных РД молекулярный вес истекаемых газов обычно соответствует значениям водяного пара, углекислого газа и т. д. А твердофазный ЯРД от этого ограничения свободен, в нём молекулярный вес истекаемого газа можно свести к минимуму, к значению молекулярного водорода. И это обстоятельство в значительной степени компенсирует первый недостаток малого отношения тяги к объёму двигателя. Но компенсирует не настолько сильно, чтобы ЯРД стал на порядок эффективнее химического РД.
Выход из этой ситуации видится в том, чтобы перейти от твердофазных ЯРД к газофазным, когда рабочий газ продавливается через газообразное ядерное горючее. Но тут возникает проблема уноса горючего с рабочим газом. На начальной стадии исследований предполагалось, что унос можно сократить до приемлемых значений с помощью быстрого вращения смеси в цилиндрической камере: топливо намного тяжелее рабочего газа и оттесняется центробежными силами к стенкам камеры, а рабочий газ собирается у центра камеры и вытекает через сопло. К сожалению, унос топлива хоть и сокращается, но всё равно остаётся слишком высоким. И долго не знали, как эту проблему решить. Но в последнее время вроде наметился путь решения: магнитные поля. Урановое топливо может иметь потенциал ионизации намного меньше по сравнению с водородом: 5эВ против 13.6эВ. И при больших температурах оно уже будет значительно ионизировано, а водород ещё нет. Поэтому можно магнитными полями запереть топливу выход из камеры, а ещё неионизированный водород пройдёт в сопло без проблем. Конечно, здесь придётся преодолевать колоссальные трудности, но другого более лёгкого пути пока не просматривается.
Этот способ сегодня пропагандируется Московским космическим клубом, но каковы успехи ребят из этого клуба и ведутся ли у нас где-то такие исследования - я не знаю.