Глава 91 - Магнитная ловушка
Технология вторичного нагнетания, хоть и уступала высокоскоростным ионным двигателям, обладала неоспоримым превосходством над традиционными химическими реактивными системами.
Базовый принцип её работы отличался изящной простотой.
На первом этапе в качестве горючего использовалось стандартное химическое топливо — например, жидкий водород с жидким кислородом или метан с кислородом.
При сгорании этой смеси в камере сгорания температура и давление стремительно возрастали — это и было так называемым первым этапом нагнетания.
Традиционные двигатели выплёскивали эти раскалённые газы наружу сразу после сгорания, получая реактивную тягу.
Однако при вторичном нагнетании сгоревшие газы не выбрасывались в вакуум. Их направляли во вторую камеру, вплотную к которой размещался реактор деления ядра.
Ядерный распад выделяет колоссальное количество тепла. А чем выше температура, тем выше и давление. Энергия реактора отдавала своё невообразимое тепло газам, прошедшим первое сжатие, заставляя их давление подскочить до запредельных высот.
Так происходило вторичное нагнетание.
Внутренняя энергия раскалённого газа взлетала до уровней, недостижимых для обычного горения. Скорость истечения струи из сопла многократно превышала физические пределы традиционной химии.
А реактивная тяга напрямую зависит от скорости выброса рабочего тела.
Если обычное химическое топливо давало скорость истечения не более пяти километров в секунду, то после вторичного форсирования она вырастала до тридцати с лишним километров в секунду — ровно в шесть раз!
Соответственно, и эффективность использования топлива увеличивалась в шесть раз.
Путь, требовавший прежде шестидесяти тонн горючего, теперь обходился всего десятью!
А высвободившиеся пятьдесят тонн массы — сколько дополнительных грузов или людей можно взять на борт? А если не брать груз, а залить те же шестьдесят тонн топлива, то до каких скоростей разгонится корабль? Насколько вырастет его маневренность?
В этом и заключалось сокрушительное преимущество новой технологии.
Не обладай Ли Цинсун подобным двигателем, рассчитывать только на химическое топливо в перелёте с карликовой планеты Лошэнь во внутренние области Солнечной системы — преодолевая свыше десяти миллиардов километров пустоты — было бы чистейшим безумием.
Теперь задача по миниатюризации ядерных реакторов деления подошла к своему первому успешному рубежу.
Пусть втиснуть реактор в тесное брюхо боевого корвета или малого челнока пока не удавалось, но для гигантских грузовозов он уже вполне годился.
А значит, пришла пора вплотную заняться технологией вторичного нагнетания.
Ли Цинсун подошёл к задаче во всеоружии, со всей серьёзностью полководца перед решающим сражением. Он мобилизовал все доступные ресурсы и направил их на прорыв в этом ключевом исследовании.
Несмотря на простоту теории, реализация технологии на практике оказалась сложнее, чем сама миниатюризация реактора.
Причина была банальна и сурова: требования к материалам зашкаливали за гранью физических возможностей.
Обычное горение метана или водорода выдавало адскую температуру, требуя самых передовых жаропрочных сплавов. При вторичном же нагнетании температура газов совершала гигантский скачок, переваливая за десятки тысяч градусов Цельсия.
Какая материя способна выдержать подобное?
Знания Ли Цинсуна в области физики и химии давали однозначный ответ: никакой твердотельный материал во Вселенной не выдержит такого ада.
Это означало, что удержать раскалённый газ традиционными методами — созданием сверхпрочных стенок или тиглей — физически невозможно.
Требовался принципиально иной подход.
К счастью, решение у Ли Цинсуна имелось.
Когда смесь метана и кислорода, пройдя первое сгорание, разогревалась реактором до десятков тысяч градусов, углекислый газ и водяной пар уже не могли оставаться в газообразном состоянии.
Их молекулы распадались на атомы, а от атомов оторвались электроны, превращая вещество в раскалённую плазму.
А плазма, состоящая из заряженных частиц, подвластна магнитному полю.
Магнитная ловушка.
Энергия ядерного реактора питала мощнейшие электромагниты, создававшие невидимый, но непробиваемый корсет. Без единой физической перегородки магнитное поле удерживало сгусток безумной энергии, не давая ему расплавить и разорвать двигатель изнутри.
Затем направленные магнитные поля выталкивали плазму из кормового сопла с колоссальной скоростью. Процесс повторного нагнетания замыкался, поднимая КПД рабочего тела на невероятную высоту.
Но даже с магнитной изоляцией узлы, удерживающие сами электромагниты, подвергались жесточайшей радиации и чудовищному тепловому излучению. От материалов всё равно требовалась феноменальная стойкость.
Приборы должны были работать в экстремальных условиях, сохраняя абсолютную надёжность и стабильность.
В этой области не было коротких путей. Оставалось лишь стиснуть зубы и методично грызть гранит науки.
Продвигаясь шаг за шагом, Ли Цинсун невольно вздыхал:
«Научный прогресс — это неразрывная цепь. Каждое звено держится за предыдущее. Без базовых технологий никогда не процветут прикладные. Сверхмощная магнитная ловушка, которую я создаю сейчас для вторичного нагнетания, вполне может стать ключом к управляемому термоядерному синтезу. А наработки в области электромагнитного преобразования проложат дорогу к высокоскоростным ионным двигателям. Освоив вторичное форсирование, я заложу фундамент для решения обеих этих величайших задач будущего».
Ли Цинсун работал на пределе сил. И вот в одной из глубоких котловин карликовой планеты Лошэнь, в только что отстроенной испытательной лаборатории, настал момент первого огневого пуска.
Модульный реактор деления и химическая камера сгорания располагались по обе стороны испытательного стенда, соединённые толстостенными магистралями. Позади реактора зияло исполинское сопло.
— Пуск! — отдала команду система.
В камеру горения устремились реки жидкого кислорода и метана. В ярком пламени они превращались в углекислый газ и пар, которые тут же уносились в модуль реактора.
Одновременно с этим в реакторном блоке вспыхнула цепная реакция. Деление урана-235 высвободило скрытую в глубинах материи исполинскую силу. Часть энергии в мгновение ока разогрела газ до десятков тысяч градусов, превращая его в бешеный поток плазмы, а вторая часть питала электромагниты, сковывающие этот поток силовой бронёй.
А в следующее мгновение...
Бум!
Раздался оглушительный взрыв.
Земля содрогнулась, и всё в радиусе десятков метров превратилось в дымящуюся разрушенную пустошь.