ForretningIndustri

Nuklear motorer til rumskibe

Rusland har været og stadig er førende inden for atomkraft plads. Erfaring med design, opførelse, ibrugtagning og drift af rumfartøjer udstyret med strømkilder nukleare er organisationer som RSC "Energi" og "Roskosmos". Nuklear motor gør det muligt at betjene flyet i mange år, hvilket gør dem mere praktisk egnethed gentagne gange.

historisk rekord

Brugen af atomkraft i rummet er ikke længere en fiktion i 70-erne af det sidste århundrede. De første nukleare motorer i 1970-1988 blev sendt ud i rummet, og med held anvendt i rumfartøjer (SV) observationer af "US-A". De anvendes til den termoelektriske system et atomkraftværk (NPP) "Buck" el på 3 kW.

I 1987-1988 to enheder "Plasma-A" med termoionisk NPP "Topaz" 5 kW har været flyvning-test rum, hvor magt elektrisk fremdrift (ERE) fra strømkilden nukleare først blev implementeret.

Et kompleks af terrestrisk test atomkraft termoionisk nukleart anlæg "Jenisej" på mindst 5 kW. Baseret på disse teknologier, der udvikles projekter termoionisk atomkraft kapacitet på 25-100 kW.

MB "Hercules"

RSC "Energi" i 70'erne begyndte de videnskabelige og praktiske undersøgelser, der har til formål var at skabe en stærk nuklear plads motor til punkt mellem slæbebåd (MB) "Hercules". Arbejdet førte til grundlaget for mange år af den nukleare elektrisk fremdrift (YAERDU) med termoionisk atomkraft kapacitet på nogle få - hundredvis af kilowatt og elektrisk fremdrift enhed kapacitet på ti til hundrede kilowatt.

Design parametre MB "Hercules":

  • anvendelig elektrisk effekt af atomkraft - 550 kW;
  • specifik impuls elektrisk fremdrift - 30 km / s;
  • Elektrisk fremdrivningsreaktionskraften - 26 H;
  • ressource NPP og elektrisk fremdrift - 16.000 timer;
  • bearbejdningslegemet elektrisk fremdrift - xenon;
  • vægt (tør) slæbebåd - 14,5-15,7 t, herunder NEI - 6,9 tons.

Moderne

I det XXI århundrede er det tid til at skabe en ny nuklear motor til rummet. I oktober 2009, på et møde i Kommissionens nye russiske projekt "Etablering af transport og energi modul med en megawatt-klassen installation af et atomkraftværk" er blevet officielt godkendt af præsidentens Rådet for modernisering og teknologisk udvikling af Ruslands økonomi. er førende udviklere:

  • Reaktor plante - JSC "NIKIET".
  • Atomkraftværk med en gasturbine Power Conversion kredsløb, baseret på de elektriske fremdrivningsmotorer og ioniske electrorocket YAERDU generelt - SSC "Forskningscenter. M. V. Keldysha", som også er ansvarlig for tilrettelæggelsen af programmet for udvikling af transport og energi modul (TEM) som helhed.
  • RSC "Energi" som en generel TEM designer skal udvikle en automatisk maskine med dette modul.

Karakteristik af den nye installation

Ny nuklear motor til rummet Rusland har planer om at starte kommerciel drift i de kommende år. Forventede egenskaber af gasturbine YAERDU følgende. Den anvendte reaktor gaskølet hurtig formeringsreaktor, temperaturen af arbejdsfluidet (en blanding af He / Xe) før turbinen - 1500 K, effektiviteten af omdannelse af varmeenergi til elektrisk energi - 35%, radiator-typen køler - drop. Enhed Vægt (reaktor, strålingsbeskyttelse, og konvertering system, men uden nedkøling emitter) - 6800 kg.

Space nukleare motorer (atomkraft, atomkraft sammen med EPS) plan om at bruge:

  • Som en del af de fremtidige rumfartøjer.
  • Som kilder til elektricitet for energiintensive systemer og rumfartøjer.
  • For at løse de to første problemer i transport og energi modul til at sikre levering af tunge electrorocket rumskibe og køretøjer på arbejdsmiljøet kredsløb og yderligere langsigtet energiforsyning af udstyret.

Princippet om driften af et nukleart motor

Baseret enten på syntese af kerner eller på brugen af energi fission af nukleart brændsel til dannelse af en jet trykkraft. Skelne installation puls-eksplosive og væsketyper. Blast plante udsender i rummet miniature atombomber at detonere et par meter væk, eksplosionen skubbede skibet fremad. I praksis er sådanne anordninger ikke anvendes.

Flydende motorer, på den anden side, har længe været udviklet og testet. Tilbage i 60'erne, har sovjetiske specialister udviklet en brugbar model RD-0410. Disse systemer blev udviklet i USA. Deres princip er baseret på opvarmning af en væske nuklear mini-reaktor, omdannes det til damp og danner en jetstrøm, som skubber rumfartøjer. Selvom indretningen kaldes en væske som arbejdsfluidet, typisk hydrogen anvendes. Et andet formål med plads nukleare systemer - drevet elektrisk ombord netværk (udstyr) skibe og satellitter.

Heavy telekommunikationsudstyr globale rum kommunikation

I øjeblikket arbejdes der på nukleare motorer til plads, der vil blive anvendt i tung apparater rum-kommunikation. RSC "Energia" er blevet udført undersøgelser og design af det globale rum kommunikationssystemet er økonomisk konkurrencedygtigt med billig mobiltelefon, der skulle opnå overførsel af "telefoncentral" fra Jorden i rummet.

Forudsætningerne for deres oprettelse er:

  • næsten fuldstændig fyldning af geostationære bane (GEO) satellitter drift og passiv den;
  • udtømning af frekvensressource;
  • positiv oplevelse af skabelse og kommerciel udnyttelse af informations- geostationære satellitter "Yamal".

Når du opretter en "Yamal" platform, har nye tekniske løsninger været 95%, som gjorde det muligt sådanne anordninger til at blive konkurrencedygtige på verdensmarkedet for rumtjenester.

Det antages udskiftning af moduler med teknologisk kommunikationsudstyr cirka hvert syvende år. Det ville skabe et system af multi-3-4 tunge satellitter i geostationær bane med en stigning i den elektriske strøm, der forbruges af dem. I første omgang har rumfartøjet er designet på basis af solenergi 30-80 kW. Det næste skridt vil anvende nukleare motorer 400 kW med op til et år i transportform (til levering af basismodulet GSO) og 150-180 kW i en udstrakt virkemåde (mindst 10-15 år) som strømkilde.

Nuklear motorer i antimeteoritnoy beskytte Jorden System

Afsluttet RKK "Energi" i slutningen af 90'erne design forskning har vist, at i skabelsen af antimeteoritnoy Jorden forsvarssystem fra kerner af kometer og asteroider kernekraftværker og YAERDU kan bruges til:

  1. Oprettelse af et system til overvågning af baner af asteroider og kometer, der krydser Jordens bane. Til dette foreslået at arrangere særlige rumfartøj udstyret med optisk og radarudstyr til påvisning af farlige genstande, beregne parametrene for deres baner og primær undersøgelse af deres egenskaber. Systemet nukleare rum motor med bivalent thermionic NPI kapacitet på 150 kW kan være involveret. Hendes liv bør være mindst 10 år.
  2. Test af virkning (termonuklear eksplosion enhed) til lossepladsen sikker asteroide. YAERDU power levering af testapparat til en asteroide-polygon afhænger af massen af den leverede nyttelast (150-500 kW).
  3. Levering af standard eksponering betyder (interceptor samlede masse af 15-50 tons) for den nærmer sig til det farlige objekt verden. Kræve nuklear jetmotor kapacitet på 1-10 MW til levering til en farlig asteroide termonuklear ladning, hvis overflade eksplosion på grund af jet asteroide materiale i stand til at afvise den fra farlig vej.

Levering af forskningsudstyr i det ydre rum

Levering af videnskabeligt udstyr til rumgenstande (fjerne planeter, periodisk komet, asteroider) kan udføres med anvendelse af rumbaserede LRE stadier. Brug nukleare motorer til rumfartøjer er hensigtsmæssigt, når de sættes til opgaven udgang at kredse et himmellegeme af satellit, direkte kontakt med et himmellegeme, udvælgelse af materialeprøver og anden forskning, der kræver masseforøgelse forskning kompleks, inddragelse af landing og take-off etaper.

parametre motorer

Nuklear motor til rumfartøjer forskning kompleks vil udvide "vinduet start" (på grund af en kontrolleret udledning af arbejdshastighed på kroppen), hvilket forenkler planlægning og reducerer omkostningerne ved projektet. Undersøgelser, som RSC "Energia", viste, at YAERDU 150 kW med op til tre år er en lovende middel til levering af moduler i rummet asteroidebæltet.

Samtidig levering af en forskningsenhed på kredsløb om fjerne planeter i solsystemet kræver en forøgelse af ressourcerne, et nukleart anlæg op til 5-7 år. Det er bevist, at YAERDU kompleks med en kapacitet på ca. 1 MW som en del af forskning vil give rumfartøjet accelereret visning for 5-7 år om at kredse en kunstig satellit mest fjerne planeter, planetariske rovere på overfladen af de naturlige satellitter af disse planeter og levering på jorden Jorden med kometer, asteroider, kviksølv og satellitterne af Jupiter og Saturn.

Genanvendelig Elevator (MB)

En af de vigtigste måder at forbedre effektiviteten af transporter i rummet er genanvendelige elementer i transportsystemet. Nuklear motor til rumfartøjer effekt på mindst 500 kW kan du oprette genanvendelige blår og dermed væsentligt forbedre effektiviteten af multi-tier plads transportsystem. Især nyttigt for et sådant system i programmet giver en stor årlig godstrafik. Et eksempel kunne være et program for måneudforskning med oprettelse og vedligeholdelse af et bemandede base er konstant stigende og eksperimentelle teknologiske og industrielle komplekser.

beregning af omsætning

Ifølge designstudier RSC "Energia", bør opførelsen af basen på månen leveres moduler vejer omkring 10 tons, kredsløb om Månen - 30 m. I alt gods fra Jorden i opbygningen af en bemandet månens base og besøgte månens orbital station anslås til 700-800 tons og en årlig godstrafik for drift og udvikling af base - 400-500 m.

Men princippet om den nukleare motoren ikke tillade fragtskibet at sprede hurtigt. På grund af den lange tid på transport, og derfor betydelig tid på at finde nyttelast stråling bælter ikke alt gods kan leveres ved hjælp af slæbebåde med nuklear motor. Derfor er den last, som kan leveres på grundlag af YAERDU anslået kun 100-300 tons / år.

økonomisk effektivitet

Som kriterium for økonomisk effektivitet inter-orbit transportsystem er det tilrådeligt at bruge værdien af enhedsprisen for transport per masseenhed af nyttelasten (GHG) fra jordoverfladen ind i målet kredsløb. RSC "Energia" økonomisk og matematisk model, som tager hensyn til de vigtigste elementer af kostprisen i transportsystemet er blevet udviklet:

  • oprettelse og fjernelse af kredsløb slæbebåd enheder;
  • til køb af driver et nukleart anlæg;
  • driftsomkostninger, samt for F & U og eventuelle omkostninger anlægsinvesteringer.

Omkostninger parametre afhænger af de optimale parametre for MB. Ved hjælp af denne model blev undersøgt komparativ økonomiske effektivitet genanvendelige slæbebåd baseret YAERDU magt på ca. 1 mW og disponibel slæbebåd på grundlag af avancerede væske raketmotor i programmet for at sikre levering til Jorden Månen kredsløb højde på 100 km nyttelast samlede masse på 100 tons / år. Ved anvendelse af samme booster bæreevne lig pligt "Proton-M" og dvuhpuskovoy kredsløb konstruktion af de specifikke forsendelsesomkostninger transportsystem pr masseenhed af nyttelasten ved hjælp slæbebåd på grundlag af nukleare motor vil være tre gange lavere end ved brug af engangs baseret på slæbebåde med raketmotorer til flydende brændstof af typen MM-3.

konklusion

Effektiv nukleare fremdrift til rummet bidrager til løsningen af miljøproblemer på jorden, flugt mennesket til Mars, hvilket skaber et system af trådløs transmission af energi i rummet, gennemførelse af forbedret sikkerhed begravelse i rummet yderst farligt radioaktivt affald jorden af atomkraft, oprettelse af en bemandet måne base og den kommercielle udvikling af Månen, for at sikre beskytte Jorden fra asteroiden og komet fare.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 da.delachieve.com. Theme powered by WordPress.