Нуклеарни мотори за свемирским бродовима

Русија је и даље је лидер у области нуклеарне енергије простора. Искуство у пројектовању, изградњи, пуштање у рад и функционисање свемирског брода опремљена нуклеарним изворима напајања су организације попут РСЦ "Енергија" и "Роскосмос". Нуклеарна мотор омогућава да раде у авион за много година, што их више практичну погодност у више наврата.

историјски запис

Коришћење нуклеарне енергије у простору више није фикција у 70-тих година прошлог века. Први нуклеарни мотори 1970-1988 су лансиран у свемир и успешно се користи у свемирским летелицама (СВ) посматрања "САД-а". Они се могу применити на термоелектрану систему нуклеарне електране (НПП) "Буцк" Електропривреда 3 кВ.

У 1987-1988 тво уређајима "Пласма-А" са тхермиониц НПП "Топаз" 5 кВ је лета тестирање простор, током којих снага електрични погонски (ЕРЕ) из извора нуклеарне електране је први пут имплементиран.

Комплекс земаљске тестирања нуклеарне електране тхермиониц нуклеарног постројења "Иенисеи" снаге 5 кВ. На основу ових технологија развијених пројеката тхермиониц нуклеарна капацитет снаге 25-100 кВ.

Мб "Херкулес"

СРК "Енергија" 70-тих почели су научна и практична истраживања, чији је циљ био да се створи моћан нуклеарни свемирски мотор за интерорбитал тегљача (МБ) "Херцулес". Рад је довело до оснивања дуги низ година нуклеарне електрични погон (ИАЕРДУ) са тхермиониц капацитета нуклеарне електране од неколико стотина - киловата и електрични погон јединице капацитета од неколико десетина до неколико стотина киловата.

Дизајн параметри мб "Херцулес":

• корисна електрична енергија нуклеарне енергије - 550 кВ;
• специфични импулс електрични погон - 30 км / с;
• Електрични погон потисак - 26 В;
• ресурса НПП и електрични погон - 16.000 часова;
• радна тела електрични погон - ксенон;
• Тежина (дри) туг - 14,5-15,7 т, укључујући НЕИ - 6.9 тона.

савремен

У КСКСИ веку је време да створи нову нуклеарну мотор за простор. У октобру 2009. године, на састанку новог руског пројекта "Стварање транспорта и енергије модул са инсталацијом мегават-класе нуклеарне енергије" Комисије је званично одобрен од стране председничког савета за модернизацију и технолошки развој руске економије. су водећи програмери:

• Реактор биљка - АД "НИКИЕТ".
• Нуклеарна електрана са гасне турбине конверзије снаге круга, на основу електричних погонских мотора и јонског елецтророцкет ИАЕРДУ уопште - ССЦ "Ресеарцх Центер. М В Келдисха ", који је такође одговоран за организацију програма развоја транспорта и енергије модула (ТЕМ) у целини.
• СРК "Енергија" као општи ТЕМ дизајнер мора да развије аутоматску машину са овим модулом.

Карактеристике новог инсталације

Нова нуклеарна мотор за простор Русије планира да почне са комерцијалним радом у наредних неколико година. Пројектоване карактеристике гасне турбине ИАЕРДУ следи. Реактор се користи гас хлади фаст бреедер реактор, температура радног флуида (мешавина Хе / КСЕ) пред турбине - 1500 К, ефикасност претварања топлотне енергије у електричну енергију - 35%, радиатор-типе хладњака - Дрип. Унит Веигхт (реактор, заштита од радијације и систем конверзије, али без хладјење емитер) - 6800 кг.

Простор нуклеарни мотори (нуклеарна енергија, нуклеарна енергија, заједно са ЕПС) план коришћења:

• Као део будућих свемирских возила.
• Као извора електричне енергије за енергетски интензивних система и летелице.
• Да би решио прва два проблема у модулу транспорта и енергије да се обезбеди испоруку тешких елецтророцкет свемирских бродова и возила на радном орбите и даљем дугорочном снабдевању енергијом опреме.

Принцип рада нуклеарног мотора

Заснивати или на синтези језгара или на коришћењу енергије фисије нуклеарног горива формирају млазни потисак. Разликовати инсталације пулс-експлозивних и флуида врсте. Експлозија биљка емитује у свемир минијатурне атомских бомби које детонатора неколико метара даље, експлозија гурнуо брод напред. У пракси, не користе се такви уређаји.

Ликуид погонски мотори, с друге стране, дуго је развијен и тестиран. Повратак у 60, совјетски стручњаци су осмислили изводљив модел РД-0410. Ови системи су развијени у Сједињеним Америчким Државама. Њихов принцип се заснива на загревање течног нуклеарног мини-реактора, он се претвара у пару и формира Јет Стреам, која гура летелицу. Иако уређај се назива течност као радни флуид користи се обично водоник. Друга сврха нуклеарног система простора - поверед електрични плочи мреже (опрема) бродова и сателита.

Хеави телекомуникациони уређаји глобални простор комуникације

У овом тренутку, рад је у току на нуклеарним моторима за простор који ће се користити у тешким апарата и сателитске комуникације. СРК "Енергија" су спроведене студије и дизајн на глобалном систему простор за комуникацију је економски конкурентна са јефтином мобилни телефон који је требало да оствари трансфер "телефонске централе" из Земље у свемир.

Предуслови за њихов настанак су:

• скоро потпуна пуњење геостационарној орбити (ГЕО) сателити рад и пасивно;
• исцрпљивање фреквенцијског ресурса;
• позитивно искуство стварања и комерцијалне експлоатације информационих геостационарних сателита "ИАМАЛ".

Када креирате "Амал" платформу, нова техничка решења су 95%, што је омогућило такве уређаје да постану конкурентни на светском тржишту свемирских услуга.

Претпоставља се да замену модула са технолошке комуникационе опреме око сваких седам година. То би створило систем мулти-3-4 тешких сателита у геостационарној орбити са повећањем електричне енергије утрошене од њих. У почетку, летилица је дизајнирана на основу соларне енергије 30-80 кВ. Следећи корак ће користити нуклеарну мотори 400 кВ до једне године у режиму саобраћаја (за испоруку основних модула ГСО) и 150-180 кВ у проширеном режиму рада (најмање 10-15 година) као извор енергије.

Нуклеарни мотори у антиметеоритнои штити систем Еартх

Изведен РКК "Енергија" у истраживању дизајна крајем 90-их показало је да у стварању антиметеоритнои система Земље одбране из језгра комета и астероида нуклеарне електране и ИАЕРДУ могу да се користе за:

1. Стварање система за праћење путање астероида и комета које прелазе Земљину орбиту. За ово је предложио да организују посебну летелицу опремљен са оптичким и радарску опрему за откривање опасних предмета, израчунавање параметара њихових путања и основно проучавање њихових карактеристика. Простор мотор систем нуклеарне са дуал-моде тхермиониц НПИ капацитетом од 150 кВ могу бити укључени. Њен живот треба да буде најмање 10 година.
2. Тестови утицаја (Термонуклеарни експлозија уређаја) до депоније безбедно астероида. ИАЕРДУ испорука снаге тест апарата до астероида-полигон зависи од масе испоручене носивости (150-500 кВ).
3. Испорука стандардне изложености значи (Интерцептор укупне масе 15-50 тона) за приближавање опасног објекта свету. Захтевају нуклеарно млазни мотор капацитета 1-10 МВ за испоруку опасног астероида задужен термонуклеарној, површину од којих је експлозија услед јет астероида материјала је у стању да га одбије од опасан пут.

Испорука истраживачке опреме у дубоком свемиру

Испорука научне опреме на свемирских објеката (удаљене планете, периодичних комета, астероида) се може извршити уз коришћење простора на бази ЛРЕ фазама. Користити нуклеарно моторе за свемирским летелицама је сврсисходно, када се ставе у задатак излаз у орбиту небеско тело сателита, директан контакт са небеско тело, избор материјала узорака и других истраживања које захтевају комплексна истраживања повећања масе, укључивање слетања и Полетање фазама.

параметри мотори

Нуклеарна мотор за истраживање комплекса летилице ће проширити "прозор старт" (због контролисаног испуштања радне брзине тела), који олакшава планирање и смањује трошкове пројекта. Студије врши РСЦ "Енергиа", показало је да ИАЕРДУ 150 кВ са до три године је обећавајући начин достављања модула у простор астероидног појаса.

Истовремено је испорука истраживачког јединице на орбите удаљених планета Сунчевог система захтева повећање средстава, нуклеарног постројења до 5-7 година. Доказано је да ће комплекс ИАЕРДУ са капацитетом од око 1 МВ у оквиру истраживања омогућавају летелица убрзала испоруку за 5-7 година у орбиту вештачки сателит најудаљенији планете, планетарни Роверс на површини од природних сателита ових планета, као и испоруку у приземљу Земљи са комета, астероида, Меркур и сателити Јупитера и Сатурна.

За вишекратну употребу дизања (мб)

Један од најважнијих начина за побољшање ефикасности саобраћаја у простору је за вишекратну употребу елементи транспортног система. Нуклеарна мотор за летилице моћ од најмање 500 кВ вам омогућава да креирате вишекратну употребу вучу и тиме значајно побољшати ефикасност мулти-тиер простор транспортног система. Посебно корисно за такав систем у програму пружају велику годишњу теретни саобраћај. Пример би био програм лунарног истраживања са стварањем и одржавање посадом базе је у сталном порасту и експериментални технолошке и индустријски комплекси.

Обрачун промета

Према дизајн студија РСЦ "Енергиа", изградња базе на Месецу треба доставити модуле тежине око 10 тона, орбите Месеца -. 30 м Укупан терет од Земље у изградњи Месец са људском посадом базе и посетио лунарни Орбитал Статион је процењена на 700-800 тона и годишњи теретни саобраћај за рад и развој базе - 400-500 м.

Међутим, принцип нуклеарног мотора не дозвољава теретни брод брзо разиђу. Због дугог транспорта, а самим тим, доста времена проналажење корисничких појасеве радијације није све терета могу бити испоручени употребом реморкера са нуклеарним мотором. Због тога, терет који може бити обезбеђена на основу ИАЕРДУ процењује само 100-300 тона / годишње.

економска ефикасност

Као критериј економске ефикасности интер-орбит саобраћајног система препоручљиво је користити вредност трошкова по јединици превоза по јединици масе корисног (ГХГ) са површине земље у циљном орбиту. СРК "Енергија" економски и математички модел, који узима у обзир главне компоненте трошкова у транспортном систему развијен је:

• стварање и елиминација путања ТУГ јединица;
• за куповину рада нуклеарног објекта;
• оперативни трошкови, као и за Р & Д и евентуалне трошкове капиталних расхода.

Параметри трошкова зависе од оптималних параметара МБ. Користећи овај модел је испитиван компаративну економску ефикасност вишекратну употребу Туг заснива ИАЕРДУ снаге око 1 мВ и расположивог тегљача на основу напредног течног ракетног мотора у програму како би се осигурало испоруку Еартх Моон орбит надморској висини од 100 км на корисног укупне масе 100 тона / годишње. Када користите исте бустер носивости једнаку дужност "Протон-М" и двухпусковои изградњу колу специфичних трошкове слања транспортних система по јединици масе терета користећи трзај на основу нуклеарног мотора биће три пута мања него када се користи расположиви основу реморкера са мотора на течно гориво типа ММ-3.

закључак

Ефективна нуклеарни погон за простор доприноси решавању проблема у земљи, лета човека на Марс за заштиту животне средине, стварајући систем бежичног преноса енергије у простору, имплементација високе безбедности сахране у простору веома опасне радиоактивног отпада терену нуклеарне енергије, стварање Месец са људском посадом базе и комерцијални развој оф тхе Моон, како би се осигурало штити Земљу од астероида и комета опасности.