Способ безракетного запуска объектов в космос и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Цель изобретения - уменьшение времени запуска объекта и обеспечение отсутствия факела, сопровождающего объект. Изобретение позволяет преобразовать энергию топлива в кинетическую энергию запускаемого объекта путем инициирования ядерного взрывателя 12 с мишенью из поляризованного ядерного горючего для образования и распространения тепловой волны вдоль заряда 10 из поляризованного ядерного горючего, предназначенного для создания потока нейтронов направленных в результате термоядерной реакции синтеза в сторону примывающего к нему переходного слоя 11 из волокнистого композита преобразующего кинетическую энергию нейтронов в энергию ударных волн для воздействия их на основание запускаемого объекта. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение отноcится к ракетно-космической технике, а именно к способам и устройcтвам запуска на траекторию боевых блоков или на орбиту космических аппаратов.

Известен способ безракетного запуска объектов в космос, основанный на преобразовании энергии топлива в кинетическую энергию запускаемого объекта.

Известно устройство безракетного запуска объектов в космос, содержащее пусковой стол и направляющее устройство.

Недостатком прототипа является то, что стартовая масса запускаемого объекта требует для его запуска использования стартового комплекса с сооружениями и оборудованием больших масс и габаритов, в том числе многоэтажной пусковой установки с технологическими приборами, подвижной башни обслуживания, кабель заправочных мачт, испытательных стендов, командного пункта и др. Подготовка к запуску объекта (установка и удержание его в вертикальном положении, проверка параметров, заправка топливом и др.) требует значительного времени. Стоимость создания и эксплуатации стартового комплекса и подготовки объектов к пуску составляет огромные суммы.

Целью изобретения является уменьшение времени запуска объекта и обеспечение отсутствия факела, сопровождающего объект.

Цель изобретения достигается тем, что для преобразования энергии топлива в кинетическую энергию запускаемого объекта производят инициирование мишени взрывателя для образования и распространения тепловой волны вдоль ядерного горючего с последующим вылетом нейтронов в одну сторону в результате термоядерной реакции синтеза и преобразованием их кинетической энергии в энергию ударных волн для воздействия их на основание запускаемого объекта.

Устройство, содержащее пусковой стол и направляющее устройство, снабжено толкателем, выполненным в виде корпуса, во внутренней полости которого последовательно вдоль его оси расположены заряд из поляризованного ядерного горючего и примыкающий к нему переходный преобразующий слой из волокнистого композита, при этом на конус заряда из поляризованного ядерного горючего перед переходным слоем размещен ядерный взрыватель, снабженный мишенью из поляризованного ядерного горючего, причем в корпусе с противоположной cтороны от ядерного взрывателя установлен отражатель нейтронов, а в верхней части корпуса в местах его контакта с основанием запускаемого объекта укреплена сильфонная труба.

На фиг. 1 показаны состав и расположение составных частей устройства запуска объектов; на фиг. 2 конструкция толкателя.

Устройство запуска содержит следующие части: пусковой стол 1 в виде двух оснований, направляющее устройство 2 в виде трех мачт, защитный кожух 3, толкатели 4 (от одного до пяти), световодные кабели 5, высокоэнергетический лазер 6, пульт управления запуском 7.

Толкатель устройства запуска объектов в космос выполнен в виде корпуса 8, предназначенного для размещения и крепления других частей толкателя. В верхней части корпуса 8 в месте его контакта с основанием объекта укреплена сильфонная труба 9, а во внутренней полости корпуса 8 последовательно вдоль его оси расположен заряд 10 из поляризованного ядерного горючего, предназначенный для создания потока нейтронов, направленного в сторону примыкающего к нему переходного преобразующего слой 11 из волокнистого композита.

Переходный слой 11 служит для преобразования кинетической энергии ней тронов в энергию ударных волн. На конце заряда 10 из поляризованного ядерного горючего перед переходным преобразующим слоем 11 размещен ядерный взрыватель 12 с мишенью из поляризованного ядерного горючего. В корпусе 8 с противоположной стороны от ядерного взрывателя 12 установлен отражатель 13 нейтронов, предназначенный для отражения или поглощения нейтронов, вылетающих в сторону дна толкателя из неправильно поляризованных атомов ядерного горючего. Отражатель 13 представляет собой сферическую зеркальную поверхность, покрытую кобальтом.

Способ безракетного запуска объектов в космос реализован в устройстве безракетного запуска.

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от вида траектории объекта поворачивают пусковой стол 1 (фиг. 1) на угол, соответствующий заданной плоскости запуска, и мачты направляющего устройства 2 (фиг. 1) в зависимости от заданного угла запуска. Проверив с пульта управления 7 (фиг. 1) с помощью соответствующих датчиков правильность установки объекта и толкателей 4, поворот пускового стола 1 и мачт направляющего устройства 2 и достаточность поляризации ядерного горючего заряда 10, включают высокоэнергетический лазер. В результате того или иного способа накачки и генерирования лазера создаются короткие импульсы излучения. Это расходящееся излучение вводится в световодные кабели 5 и распространяется по ним. На другом конце световода с помощью специальных оптических элементов формируетcя колоколообразная форма импульса лазерного излучателя, этот импульс концентрируется с помощью фокусирующей линзы до размеров конического выступа мишени из поляризованного ядерного горючего ядерного взрывателя 12 (фиг. 2). При падении лазерного луча на конический выступ его энергия поглощается наружными слоями и далее ядерным веществом. При этом происходят испарение вещества слоев, образование плазменной короны и разлет этой короны. При испарении вещества и разлете короны создается реактивная сила, сжимающая оставшееся ядерное вещество. Сжатие вещества вызывает увеличение его температуры и ведет к возникновению термоядерной реакции синтеза в заряде в окрестности ядерного взрывателя 12 (фиг. 2). Возникшая тепловая волна распространяется вдоль заряда. Под действием этой волны происходит термоядерная реакция синтеза заряда из поляризованного ядерного горючего 10, в результате чего вылетают нейтроны в сторону переходного слоя 11. При бомбардировке нейтронов возникают групповые разрывы волокон, вследствие чего образуются линейные трещины. Эти трещины, сливаясь, переходят в магистральные трещины, которые достигают кромки слоя и вызывают движение (колебания) воздуха, т. е. образуются ударные волны. Причем нейтронами, вылетающими с нижней части заряда, заканчивают разрушение переходного слоя 11. Ударные волны распространяются в воздушной ударной трубе и воздействуют на основание объекта. Это воздействие сопровождается созданием подъемной силы. Под действием подъемной силы объект в направляющих трогается и взлетает в заданном направлении.

Благодаря наличию сильфонной трубы 9 и уменьшенной концентрации ядерного горючего в верхней части заряда начальный удар по основанию объекта ослабляется. За время растяжения сильфонной трубы 9 происходит накопление кинетической энергии объектом. Под действием подъемной силы с учетом установки плоскости и угла запуска объект выводится на заданную траекторию или орбиту. Далее по результатам траекторных измерений командно-измерительного комплекса проводится корректировка траектории или орбиты выведенного объекта с помощью местных ракетных двигателей на его борту по командам с Земли или с помощью комплекса миниатюрных толкателей, установленных на основании объекта.

Формула изобретения

1. Способ безракетного запуска объектов в космос, основанный на преобразовании энергии топлива в кинетическую энергию запускаемого объекта, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени запуска объекта и обеспечения отсутствия факела, сопровождающего объект, производят инициирование мишени-взрывателя для образования и распространения тепловой волны вдоль ядерного горючего с последующим вылетом нейтронов в одну сторону в результате термоядерной реакции синтеза и преобразованием их кинетической энергии в энергию ударных волн для воздействия их на основание запускаемого объекта.

2. Устройство безракетного запуска объектов в космос, содержащее пусковой стол и направляющее устройство, отличающееся тем, что оно снабжено толкателем, выполненным в виде корпуса, во внутренней полости которого последовательно вдоль его оси расположены заряд из поляризованного ядерного горючего и примыкающий к нему переходный преобразующий слой из волокнистого композита, при этом на конце заряда из поляризованного ядерного горючего перед переходным слоем размещен ядерный взрыватель, снабженный мишенью из поляризованного ядерного горючего, причем в корпусе с противоположной стороны от ядерного взрывателя установлен отражатель нейтронов, а в верхней части корпуса в местах его контакта с основанием запускаемого объекта закреплена сильфонная труба.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2