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對於飛船核引擎

俄羅斯一直是,現在仍然是在核空間電源領域的領導者。 經驗,在設計,施工,調試,並配備有核動力源的航天器的操作是等組織RSC“能源”和“俄羅斯聯邦航天局”。 核引擎允許操作飛機多年,多次使他們更實際的適用性。

歷史記錄

使用核能的空間不再是上個世紀的70-IES虛構。 在1970年至1988年的第一次核引擎被發射到太空並在“US-A”的空間飛行器(SV)的觀測成功應用。 它們適用於核電廠(NPP)“巴克”3千瓦的電能的熱電系統。

1987 - 1988年兩個設備“等離子-A”與熱離子NPP“黃玉”5千瓦一直飛行測試空間,在此期間從核電源的電力的電力推進(ERE)的第一實現。

地面核動力試驗熱離子核設施“葉尼塞”5千瓦功率的複雜。 基於這些技術開發的項目25-100千瓦的熱離子核電裝機容量。

MB“大力神”

RSC“能源”,在70年代就開始了科學與實踐研究,其目的是創建interorbital拖船(MB)“大力神”威力強大的核空間引擎。 工作導致了很多年的核電推進(YAERDU)有幾個熱離子核電裝機容量的基礎 - 數百千瓦和幾十電力推進單機容量到數百千瓦。

設計參數MB“大力神”:

  • 核電有用的電能 - 550千瓦;
  • 比衝電力推進 - 30公里/秒;
  • 電力推進推力 - 26 H;
  • 資源NPP和電力推進系統 - 16000小時;
  • 工作機構電力推進 - 氙氣;
  • 重量(幹)拖船 - 14,5-15,7噸,包括NEI - 6.9噸。

現代的

在二十一世紀,是時候建立一個新的核引擎的空間。 2009年10月,在該委員會的俄羅斯新項目的“交通和能源模塊,具有兆瓦級安裝核電的創造”的一次會議上已正式由總統委員會的現代化和技術發展俄羅斯經濟的批准。 是領先的開發商:

  • 反應堆廠房 - JSC“NIKIET”。
  • 與燃氣渦輪功率轉換電路核電站的基礎上,電力推進電機和離子electrorocket YAERDU一般 - SSC“研究中心。 M.五Keldysha“,這也是負責交通和能源模塊(TEM)作為一個整體的發展計劃的組織。
  • RSC“能源”作為一般TEM設計師必須開發一種自動機與該模塊。

新安裝的特性

空間俄羅斯新核引擎計劃在未來幾年開始商業運營。 燃氣輪機YAERDU以下的投影特性。 反應器中使用氣冷快中子增殖反應堆中,渦輪機之前的工作流體(他/ Xe的混合物)的溫度 - 1500 K,將熱能轉換成電能的效率 - 35%,散熱器型冷卻器 - 滴注。 單位重量(反應器,防輻射,和轉換系統,但沒有製冷發射極) - 6800千克。

空間核引擎(核電,核電,與EPS一起)計劃使用:

  • 作為未來空間飛行器的一部分。
  • 對於能源密集型系統和航天器的電力來源。
  • 為了解決交通和能源模塊中的前兩個問題,以確保重electrorocket飛船和車輛上的工作軌道和設備的進一步的長期能源供應交付。

核引擎的工作原理

或者基於核的合成或使用能量裂變核燃料的以形成 射流推力。 區分安裝脈衝爆炸性和流體的類型。 高爐廠排放到太空微型原子彈引爆那幾米遠,爆炸推船前進。 在實踐中,不使用這樣的設備。

液體推進發動機,在另一方面,長期以來開發和測試。 早在上世紀60年代,蘇聯專家設計了一個可行的模式RD-0410。 這些系統在美國的發展。 其原理是基於液體核小型反應器的加熱,它被轉換成蒸汽並形成噴射流,其推動太空船。 儘管設備被稱為液體作為工作流體時,使用通常為氫。 空間核系統的另一個目的 - 動力電動車載網絡(設備)船舶和衛星。

重型電信設備全球空間通信

目前,工作是對空間的核引擎,將在重型設備空間通信中使用正在進行中。 RSC“能源公司”已經進行了研究和全球太空通信系統的設計是與應該達到“電話交換機”從地球傳送到太空廉價手機具有經濟競爭力。

他們創作的先決條件是:

  • 地球同步軌道(GEO)衛星操作和被動的幾乎完全填充;
  • 頻率資源的枯竭;
  • 創造和商業開發信息同步衛星“亞馬爾”的積極經驗。

當你創建一個“亞馬爾”的平台,新的技術解決方案已經95%,這使這種設備成為空間服務在世界市場上的競爭力。

假定置換技術通訊設備大約每七年模塊。 這將創建多3-4重型衛星的系統進入地球靜止軌道的增加而他們所消耗的電能。 最初,飛船的設計太陽能發電30-80千瓦的基礎上。 下一步將使用核發動機400千瓦與長達一年的傳輸模式(基本模塊GSO的交貨)和150-180千瓦操作的擴展模式(至少10 - 15年)作為動力源。

在antimeteoritnoy核引擎保護地球系統

已完成RKK“能源”,在90年代末設計的研究表明,在創造的彗星和小行星核電站YAERDU可用於的核antimeteoritnoy地球防禦系統:

  1. 創建系統用於監控穿越地球軌道的小行星和彗星的軌跡。 對於這個建議安排配有光學和雷達設備,用於檢測危險對象,計算它們的軌跡的參數和它們的特性的初步研究特殊航天器。 用150千瓦的雙模熱離子NPI容量的系統核空間引擎可能參與。 她的生活應該是至少10年。
  2. 影響(熱核爆炸裝置)的垃圾填埋場安全小行星的測試。 測試裝置小行星多邊形的YAERDU功率輸送取決於所遞送的有效載荷(150-500千瓦)的質量。
  3. 標準曝光的傳送裝置,用於將接近危險物世界(15-50噸攔截總質量)。 需要核 噴氣發動機 的1-10 MW用於遞送容量到了危險的小行星熱核充電,其表面爆炸由於能夠從危險的路徑拒絕它噴射小行星材料。

在深空研究設備交付

科學設備空間物體(遙遠的行星,週期彗星,小行星)的交付可以通過使用基於空間的LRE階段進行。 使用核引擎空間飛行器是權宜之計,投入到任務輸出到軌道衛星的天體時,有一個天體的直接接觸,材料樣品及要求質量增加研究複雜,包括著陸和起飛階段的其他研究的選擇。

參數引擎

航天器研究複雜的核引擎將展開“窗口開始”(由於身體的工作速度的控制放電),從而簡化了規劃,降低了工程成本。 研究開展RSC“能源公司”,表明YAERDU 150千瓦與長達三年是空間提供模塊的一個有前途的手段 小行星帶。

同時,在太陽系的遙遠行星的軌道的一個研究單位的交付需要增加資源,核設施長達5 - 7年。 實踐證明,YAERDU複雜,其容量為約1兆瓦作為研究的一部分,將允許飛船加速交付5 - 7年的軌道上的人造衛星最遙遠的行星,這些行星的天然衛星的表面上的行星探測車,和交付地面地球與彗星,小行星,水星和木星和土星的衛星。

可重複使用的升降機(MB)

一,提高運輸作業的空間效率的最重要的途徑之一是運輸系統的可重複使用的元素。 至少500千瓦的航天器動力核引擎可以創建可重用的牽引,從而顯著提高多層空間運輸系統的效率。 在程序這樣的系統特別有用提供大量的年產貨運。 一個例子是與創建和載人基礎的維修月球探測計劃正在不斷加大和實驗技術和工業園區。

營業額的計算

從地球載人月球基地的結構30米總貨物,並參觀了月球軌道站估計在700-800萬噸 - 根據設計研究RSC“能源公司”,該基地在月球上建設應交付模塊重約10噸,月球的軌道。並為基地的經營和發展,年貨運量 - 400-500米

然而,核發動機的原則,不允許貨船迅速分散。 由於運輸時間長,因此,相當多的時間尋找有效載荷輻射帶並不是所有的貨物可以用拖輪核引擎交付。 因此,可以基於YAERDU所提供的貨物只有100-300萬噸/年的估計。

經濟效益

由於經濟效率軌道間運輸系統的一個標準,建議使用每個有效載荷(GHG)的單位質量排放輸送的單位成本的值從地球表面到目標軌道。 其中考慮到運輸系統成本的主要組成部分RSC“能源公司”經濟和數學模型,已經發展:

  • 創建和消除軌道拖船單位;
  • 購買運行核設施的;
  • 運營成本,以及對研發和可能的資本支出成本。

成本參數取決於MB的最佳參數。 利用該模型研究了大約1毫瓦的可重複使用的基於拖船YAERDU功率和一次性拖船的比較經濟效率的先進液的基礎上, 火箭發動機 的計劃,以確保交付的100萬噸/年百公里有效載荷總質量的地球月球軌道高度。 如果您使用相同的火箭的運載能力等於提升能力“質子-M”,每使用基於核引擎拖船有效載荷的單位大量交付的單位成本的運輸系統的dvuhpuskovoy電路會比使用一次性低三倍基於與所述型MM-3的液體火箭發動機拖船。

結論

空間有效的核推進有助於對地球,人類對火星的飛行環境問題的解決方案,創造了空間能量的無線傳輸系統,安全性得到增強葬在核能的空間高度危險的放射性廢料地實施,建立一個載人月球基地和月亮的商業開發,以保證保護地球小行星和彗星的危險。

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