Mesin Nuclear kanggo spaceships

Rusia wis lan isih pimpinan ing lapangan daya papan nuklir. Lowongan desain, konstruksi, commissioning lan operasi saka wahana dilengkapi karo sumber daya nuklir sing organisasi kayata RSC "Energy" lan "Roskosmos". engine Nuclear ngidini kanggo operate pesawat kanggo akèh taun, nggawe wong mathuk luwih praktis bola-bali.

cathetan sejarah

Panggunaan energi nuklir ing papan ora ono sing fiction ing 70-ies saka abad suwene. Mesin nuklir pisanan ing 1970-1988 padha dibukak menyang papan lan kasil digunakake ing papan kendaraan (SV) observasi "US-A". Padha sing Applied kanggo sistem thermoelectric saka tanduran daya nuklir (NPP) "Buck" daya listrik 3 kW.

Ing 1987-1988 piranti loro "Plasma-A" karo panas NPP "Topaz" 5 kW wis papan pesawat-testing, sajrone listrik propulsi (sadèrèngipun) saka sumber daya nuklir pisanan dipun ginakaken.

A Komplek saka testing daya nuklir panas instalasi nuklir "Yenisei" daya terrestrial of 5 kW. Adhedhasar teknologi iki dikembangaké proyèk panas kapasitas daya nuklir saka 25-100 kW.

MB "Hercules"

RSC "Energy" ing 70 miwiti riset ilmiah lan praktis, sing tujuane kanggo nggawe engine papan nuklir kuat kanggo interorbital tug (MB) "Hercules". Work mimpin kanggo dhasar kanggo akèh taun saka propulsi elektrik nuklir (YAERDU) karo kapasitas daya nuklir panas saka sawetara - atusan kilowatt lan propulsi elektrik kapasitas unit saka puluhan kanggo atusan kilowatt.

paramèter Design MB "Hercules":

• daya listrik migunani daya nuklir - 550 kW;
• tartamtu propulsi elektrik rangsang - 30 km / s;
• Electric propulsi tikaman - 26 H;
• sumber NPP lan propulsi elektrik - 16,000 jam;
• apa propulsi elektrik awak - Xenon;
• bobot (garing) tug - 14,5-15,7 t, kalebu nei - 6.9 ton.

Contemporary

Ing abad XXI iku wektu kanggo nggawe engine nuklir anyar kanggo papan. Ing taun 2009, ing patemon project "Titah saka transportasi lan modul energi karo instalasi megawatt-kelas daya nuklir" Russian anyar Komisi wis resmi disarujuki dening Dewan Presiden modernisasi lan Development Technological iku Rusia Ekonomi. sing gawe anjog:

• tanduran reaktor - JSC "NIKIET".
• tanduran daya nuklir karo turbin gas sirkuit konversi daya, adhedhasar Motors propulsi elektrik lan ion electrorocket YAERDU ing umum - SSC "Research Center. M. V. Keldysha ", kang uga tanggung jawab kanggo organisasi saka program pembangunan transportasi lan modul energi (tem) minangka wutuh.
• RSC "Energy" desain tem general kudu berkembang mesin otomatis karo modul iki.

Karakteristik instalasi anyar

engine nuklir anyar kanggo papan Rusia plans kanggo miwiti operasi komersial ing sabanjure sawetara taun. ciri digambaraken saka turbin gas YAERDU punika. Reaktor digunakake reaktor anakan cepet gas-digawe adhem, ing suhu saka adi (sing dicampur saka Gusti / Xe) sadurunge turbin - 1500 K, efisiensi nindakake energi termal menyang energi electrical - 35%, radiator-jinis adhem - netes. Unit Bobot (reaktor, pangayoman radiation, lan sistem konversi, nanging tanpa kulkasan emitor) - 6800 kg.

Space mesin nuklir (daya nuklir, daya nuklir, bebarengan karo EPS) rencana nganggo:

• Minangka bagéan saka papan kendaraan mangsa.
• Minangka sumber listrik kanggo sistem-intensif energi lan wahana.
• Kanggo ngatasi loro masalah pisanan ing transportasi lan energi modul kanggo mesthekake pangiriman spaceships electrorocket abot lan kendaraan ing orbit apa lan sumber energi long-term luwih saka peralatan.

Ing asas saka operasi saka engine nuklir

Adhedhasar salah siji ing sintesis saka inti utawa ing nggunakake penggabungan energi saka bahan bakar nuklir kanggo mbentuk tikaman jet. Mbedakake jinis instalasi pulsa-mbledhos lan adi. Blast tanduran mancaraken menyang papan bom atom miniatur sing detonating sawetara meter adoh, jeblugan di-push kapal maju. Ing laku, piranti kaya mengkono kuwi ora digunakake.

mesin propulsi Liquid, ing tangan liyane, wis dawa wis dikembangaké lan dites. Mbalik ing 60s, specialists Soviet wis dirancang model dienggo RD-0410. sistem iki dikembangaké ing Amerika Serikat. asas sing adhedhasar panas saka mini-reaktor nuklir Cairan, kang diowahi menyang uap lan formulir sing stream jet, kang nyurung spacecraft. Senajan piranti iki disebut Cairan minangka adi, biasane hidrogen sing digunakake. waé saka sistem nuklir papan - powered elektrik melu jaringan (peralatan) kapal lan satelit.

piranti telekomunikasi Heavy Komunikasi papan global

Ing wayahe, karya iku ditindakake ing mesin nuklir kanggo papan sing bakal digunakake ing komunikasi papan apparatus abot. RSC "Energi" wis digawa metu pasinaon lan designs ing sistem komunikasi papan global ekonomi competitive karo telpon seluler mirah sing iki mestine kanggo entuk transfer "exchange telephone" saka bumi menyang papan.

Prasyarat kanggo nggawe sing:

• Isi meh lengkap saka orbit geostationary (GEO) satelit operasi lan pasif;
• kekeselen saka sumber frekuensi;
• pengalaman positif tumitah lan eksploitasi komersial informasi satelit geostationary "Yamal".

Nalika nggawe "Yamal" platform, solusi technical anyar wis 95%, kang aktif piranti kaya mengkono kuwi kanggo dadi competitive ing pasar donya layanan papan.

Lagi wiwit panggantos modul karo peralatan komunikasi teknologi kira-kira saben pitung taun. Iku bakal nggawe sistem multi-3-4 satelit heavy menyang orbit geostationary karo Tambah ing daya listrik migunakaken dening wong-wong mau. Kaping pisanan, wahana wis dirancang ing basis saka solar daya 30-80 kW. Ing langkah sabanjure bakal nggunakake mesin nuklir 400 kW karo nganti setahun ing mode transportasi (kanggo pangiriman modul dhasar GSO) lan 150-180 kW ing mode lengkap operasi (paling sethithik 10-15 taun) minangka sumber daya.

mesin Nuclear ing antimeteoritnoy nglindhungi System bumi

Rampung RKK "Energy" ing riset desain 90 pungkasan kang wis ditampilake sing ing tumitah antimeteoritnoy sistem pertahanan bumi saka inti komet lan asteroid tanduran daya nuklir lan YAERDU bisa digunakake kanggo:

1. Nggawe sistem kanggo ngawasi dalan saka asteroid lan komet sing nglintasi orbit bumi. Kanggo iki ngajokaken kanggo ngatur wahana khusus dilengkapi karo peralatan optik lan radar kanggo ndhetèksi obyek mbebayani, ngitung paramèter saka dalan lan sinau utami ciri. Sistem engine papan nuklir karo dual-mode kapasitas panas NPI saka 150 kW bisa melu. Uripe kudu paling sethithik 10 taun.
2. Tes impact (piranti bledosan termonuklir) menyang TPA asteroid aman. YAERDU layang daya saka perkakas test kanggo asteroid-polygon gumantung ing massa saka DLL dikirim (150-500 kW).
3. Delivery cahya standar tegese (interceptor total massa saka 15-50 ton) kanggo nyedhak menyang donya obyek mbebayani. Perlu nuklir engine jet kapasitas 1-10 MW kanggo pangiriman menyang pangisian daya termonuklir asteroid mbebayani, lumahing kang mbledhos amarga jet materi asteroid bisa nolak saka path mbebayani.

Pengiriman peralatan riset ing papan jero

Pengiriman peralatan ngelmu kanggo obyek papan (planet adoh, komet mesti, asteroid) bisa digawa metu kanthi nggunakake orane tumrap sekolah LRE basis papan. Gunakake mesin nuklir kanggo papan kendaraan iku maedahi, nalika sijine menyang output tugas kanggo ngiteri awak benda saka satelit, kontak langsung karo benda, pilihan saka conto materi lan riset liyané sing merlokaké Komplek riset Tambah massa, Gawan kebangkrutan lan njupuk-mati orane tumrap sekolah.

mesin paramèter

engine Nuclear kanggo Komplek riset wahana bakal nggedhekake "jendhela wiwitan" (amarga discharge kontrol saka kacepetan apa awak), kang simplifies planning lan nyuda biaya project. Pasinaon digawa metu dening RSC "Energi", nuduhake yen YAERDU 150 kW karo nganti telung taun iku liya janjeni saka ngirimke modul ing papan asteroid sabuk.

Sanalika pangiriman saka unit riset ing orbit planèt adoh saka sistem solar mbutuhake paningkatan sumber, a nuklir instalasi nganti 5-7 taun. Punika mbuktekaken bilih YAERDU Komplek karo kapasitas watara 1 MW minangka bagéan saka riset bakal ngidini spacecraft cepet kiriman kanggo 5-7 taun kanggo ngiteri paling planet lan satelit Ponggawa adoh, rovers planet ing lumahing planèt iki, lan pangiriman ing lemah bumi karo komet, asteroid, Mercury lan satelit saka Jupiter lan Saturnus.

Migunani angkat (MB)

Salah siji cara sing paling penting kanggo nambah efficiency saka operasi transportasi ing papan unsur migunani saka sistem transportasi. engine Nuclear kanggo daya wahana saka ing paling 500 kW ngijini sampeyan kanggo nggawe nggeret migunani lan kanthi mangkono Ngartekno nambah efficiency saka multi-undakan sistem transportasi papan. Utamané migunani kanggo sistem kuwi ing program nyedhiyani lalu lintas kargo taunan gedhe. Conto bakal dadi program saka eksplorasi lunar karo nitahaken sarta ngupakara basa Mila saya nambah lan komplek teknologi lan industri eksperimen.

pitungan turnover

Miturut studi rancangan RSC "Energi", ing construction saka basa ing rembulan kudu dikirim modul ngebotake babagan 10 ton, ing orbit Bulan -. 30 m Total kargo saka bumi ing construction saka basa lunar Mila lan dibukak stasiun orbit Bulan kira-kira ing 700-800 ton lan lalu lintas kargo taunan kanggo operasi lan pangembangan basa - 400-500 m.

Nanging, ing asas saka engine nuklir ora ngidini freighter disperse cepet. Amarga wektu dawa saka transportasi lan Mulane, wektu nemokake DLL sabuk radiation ora kabeh kargo bisa dikirim nggunakake tugboats karo engine nuklir. Mulane, ing momotan sing uga kasedhiya adhedhasar YAERDU kira-kira mung 100-300 ton / tahun.

efficiency ekonomi

Minangka ukuran saka efficiency ekonomi sistem transportasi antar-orbit iku saranake kanggo nggunakake nilai saka biaya unit saka transportasi saben unit massa saka DLL (GHG) emisi saka lumahing bumi menyang orbit target. RSC "Energi" model ekonomi lan matématika, kang njupuk menyang akun komponen utama biaya ing sistem transportasi wis dikembangaké:

• nitahaken lan eliminasi Unit orbit tug;
• kanggo tuku saka operasi fasilitas nuklir;
• biaya operasi, uga kanggo R & D lan bisa biaya ibukutha sah.

paramèter biaya gumantung ing paramèter optimal saka MB. Nggunakake model iki nyelidiki efficiency ekonomi Comparative adhedhasar tug daya YAERDU migunani watara 1 MW lan tug nganggo ing basis saka Cairan majeng mesin rokèt ing program kanggo mesthekake pangiriman menyang bumi Bulan orbit dhuwur saka 100 km DLL total massa saka 100 ton / taun. Nalika nggunakake nyurung padha mbeta kapasitas witjaksono tugas "Proton-M" lan dvuhpuskovoy construction sirkuit saka sistem transportasi biaya kapal tartamtu saben unit massa saka DLL nggunakake tug ing basis saka engine nuklir bakal telu luwih murah tinimbang nalika nggunakake nganggo adhedhasar tugboats karo mesin roket Cairan saka jinis MM-3.

kesimpulan

propulsi nuklir efektif kanggo papan nyumbang kanggo solusi masalah lingkungan saka bumi, pesawat saka wong kanggo Mars, nggawe sistem transmisi nirkabel saka energi ing papan, implementasine pemakaman keamanan-meningkat ing papan Highly mbebayani lemah sampah radioaktif saka energi nuklir, nitahaken saka basa lunar Mila lan pangembangan komersial ing Bulan, kanggo mesthekake nglindhungi bumi saka resiko asteroid lan komet.