Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что ядерный космический двигатель 2014

Ядерная электродвигательная установка

Ядерная электродвигательная установка (ЯЭДУ) — двигательная установка космического аппарата, включающая в себя комплекс бортовых систем космического аппарата (КА), таких как: электрический ракетный двигатель (ЭРД), система электропитания, обеспечиваемого ядерным реактором, система хранения и подачи рабочего тела (СХиП), система автоматического управления (САУ).

Заказ DARPA

Но теперь все поменялось и Министерство обороны США заинтересовалось космическими двигателями. В прошлом месяце Агентство перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA) объявило о намерении подготовить летную ядерную тепловую установку, которая должна быть готова к демонстрации в 2025 году.

Посредством такой демонстрационной ракеты для гибких долунных операций, которую обозначили как программа DRACO, оборонное агентство ищет технологию, которая позволит более оперативно управлять космическими аппаратами на околоземной орбите, лунной орбите и повсюду между ними, предоставляя военным большую свободу действий в этих областях.

«Ожидается, что активность в подлунном пространстве значительно возрастет в ближайшие годы», — отмечает майор Натан Грейнер, менеджер программы DRACO, — «Гибкая ядерная тепловая установка позволит Министерству обороны поддерживать необходимую осведомленность об этой космической области».

На первой фазе своего запроса DARPA запросила у промышленности проекты как ядерного теплового реактора, так и соответствующего ему эксплуатационного космического корабля. Этот начальный этап программы продлится 18 месяцев. Последующие этапы приведут к детальному проектированию, изготовлению, наземным испытаниям и демонстрации в космосе. Соответствующие контракты еще не были присуждены, и их стоимость будет определяться рыночными предложениями.

С помощью программы DRACO Министерство обороны США сможет потенциально быстро перемещать большие спутники вокруг долунного пространства. Например, перемещение 4-тонного спутника из точки A в точку B может занять около шести месяцев с использованием солнечной электрической тяги, тогда как это может быть сделано за несколько часов с использованием ядерной тепловой тяги.

Чтобы далее использовать эту технологию для миссий на Марсе, NASA, вероятно, захочет систему с более высокой тягой. Соответственно, DARPA проложит путь с точки зрения разработки этой технологии, доказательства множества дублирующих технологий и демонстрации работы ядерного двигателя в космосе, и это, как ожидается, принесет значительную пользу NASA в будущем. Таким образом, хотя Министерство обороны в первую очередь заинтересовано в долунном космосе, успешные испытания DRACO были бы хорошей новостью и для исследования космоса всем человечеством.

Ядерный космос

О том, как работают и для чего нужны в космосе ядерные энергоустановки, «Политеху» рассказал кандидат технических наук, специалист в области космических летательных аппаратов Леонид Владимирович Галкин.

Как таковой, ядерной энергетической установкой сегодня никого не удивишь: на них уже десятки лет работают ледоколы и подводные лодки, крейсеры и авианосцы. Использование ядерной энергии для выработки электричества и вовсе стало обычным делом. Но, учитывая новые научные достижения, можно утверждать, что в будущем ядерные установки будут использоваться и на самолетах, и на дирижаблях, на поездах и даже автомобилях. А на космических аппаратах они появятся обязательно.

Читать еще:  Что такое сухарики в двигателе

Солнечных батарей и химических источников энергии для решения перспективных задач космонавтики недостаточно. Их возможности слишком малы и для долговременных орбитальных станций, и для сложных космических технологических комплексов, и для экспедиций к планетам Солнечной системы. Зато при ядерной реакции выделяется в 10 млн. раз больше энергии, чем при сжигании такого же количества химического топлива, даже самого эффективного.

Конечно, кроме самого топлива, для работы силовых установок требуется рабочее тело — например, газ, который будет раскаляться и ускоряться, выбрасываясь из сопел реактивного двигателя и толкая аппарат вперед. Но и здесь ядерные двигатели обладают лучшими показателями. Самые совершенные двигатели на химическом топливе имеют удельную тягу около 450 с, а ядерные — до 900 с. А если мы будем превращать тепло ядерного реактора в электричество для плазменного ракетного двигателя, мы можем достичь удельной тяги в 9–10 тыс. с. Такая высокая тяга позволяет значительно сократить запас рабочего тела на борту и перевозить больше полезного груза или развивать бОльшую скорость полёта. Время перелета, например, на Марс, сократится почти в два раза.

Реактор на орбите

Ключевой элемент космической ядерной энергоустановки (КЯЭУ) — это реактор, в котором за счет цепной реакции деления ядер выделяется большое количество тепла, как в атомной электростанции. Конечно, реактор для летательных аппаратов должен иметь меньшие размеры и вес. Это достигается разработкой более совершенных и компактных конструкций самих реакторов и радиационной защиты для них.

Полученная из реактора тепловая энергия может использоваться тремя способами: превращаться в электричество, в механическое движение турбины, либо в кинетическую энергию реактивной струи газа. Создаваемая при этом тяга будет тем больше, чем меньше молекулярная масса газа и выше его температура. И здесь ядерный двигатель оказывается лучше химического: максимальная температура ограничена лишь способностью материала сопел ее переносить, а газ можно использовать самый легкий — водород.

Космические ядерные установки для выработки электроэнергии создавались и испытывались обеими супердержавами ХХ века. В 1956 г. США запустили спутник Transit с радиоизотопными источниками энергии (РИТЭГ). В 1965 г. на орбиту отправились два советских экспериментальных аппарата связи с РИТЭГами «Орион-1». РИТЭГи использовались и используются для луноходов и автоматических межпланетных станций — сегодня такое устройство обеспечивает работу марсохода Curiosity.

Читать еще:  Шевроле лачетти хэтчбек запуск двигателя

Затем были созданы более мощные космические ядерные реакторы с термоэлектрическими и термоэмиссионными преобразователями энергии. Первый 40-киловаттный реактор-преобразователь «Ромашка» испытывался в Институте атомной энергии еще начиная с 1964 г. Сергей Павлович Королев намеревался использовать его на космических аппаратах с плазменными двигателями, но его уход из жизни не дал этим планам осуществиться. Испытания «Ромашки» закончились в середине 1966 года, и хотя реактор так и не был использован в космосе, результаты его испытаний легли в основу создания новых КЯЭУ.

С 1970 по 1988 г. на орбиту было выведено более 30 космических аппаратов серии «Космос» с термоэлектрической ядерной установкой «Бук», проводились летные испытания термоэмиссионной установки «Тополь» («Топаз») и наземные — установки «Енисей» («Топаз-2»). Были созданы и испытаны на стендах первые ядерные ракетные двигатели, в СССР — РД-0410, в США — Nerva.

Уменьшенный макет реактора-преобразователя термоэмиссионной ядерной энергетической установки ТЭУ-5 («Топаз-1») можно увидеть в экспозиции Политехнического музея на ВДНХ. Топливом для него служили 11,5 кг урана-238, а рабочим телом — калий-натриевый расплав: это был полноценный ядерный реактор, хотя и весивший всего несколько тонн.

Особенно интересен уникальный советский проект одноступенчатого летательного аппарата МГ-19, который, по задумке конструкторов, мог бы летать и в атмосфере, и в стратосфере, и в ближнем космическом пространстве. А при дозаправке — прямо на околоземной орбите — легко достиг бы Луны и вернулся обратно! Он имел комбинированную двигательную установку, состоящую из воздушно-реактивных двигателей (ВРД) и ядерного ракетного двигателя (ЯРД). ЯРД мог использоваться для разогрева воздуха, поступающего в ВРД, обеспечивая «безрасходный» — без подачи химического топлива — режим работы.

К концу 1980-х СССР опережал в этой области весь мир лет на 15−20. К настоящему времени этот отрыв заметно сократился, однако хорошие теоретические заделы позволяют надеяться, что мы сохраним лидирующее место в космической ядерной отрасли. Тем более что несколько лет назад работы по созданию ядерных энергоустановок для космоса снова активизировались. В 2010 г. началось создание установки мегаваттного класса, от которой во многом зависит будущее отечественной космонавтики. Именно на ее основе будут созданы новые космические транспортные системы, способные совершать экспедиции на Луну и Марс, к астероидам и другим небесным телам солнечной системы.

Ядерные не значит опасные

Несмотря на то, что после падения двух старых советских аппаратов с ядерными силовыми установками на Землю шумиха поднялась большая, серьезного ущерба они не нанесли. Опасность радиоактивного заражения, которое они могут создать, куда меньше, чем ущерб, который реально наносят те же подводные лодки и корабли с ядерными двигателями, созданными по устаревшим технологиям. Вообще, «вред» ядерной энергетики весьма преувеличен. Даже печальный опыт, полученный после Чернобыля и Фукусимы, показывает, что причиной аварийных ситуаций в этой области обычно является не сама технология, а человеческий фактор.

Читать еще:  Oem двигатель что такое

Кроме того, сейчас уже разработаны принципиально новые виды радиационной защиты и новые типы реакторов, которые практически исключают опасность радиационного загрязнения. Например, в ядерных реакторах, которые создаются по концепции «естественной безопасности», при достижении критической температуры ядерная реакция может автоматически тормозиться, не доводя ситуацию до взрывоопасной.

Если же вернуться в космос, то, действительно, работающий ядерный двигатель является мощным источником радиации, включая гамма- и нейтронное излучение. Без принятия специальных мер они преждевременно разрушают аппарат и вызывают вторичную, наведенную радиоактивность. Однако эта проблема известна давно, и к сегодняшнему дню в целом считается решенной. Для этого разработаны необходимые методы, материалы и конструкционные решения. Ну а водород, который такой двигатель выбрасывает из сопла, даже если он нагревается при прохождении прямо через реактор, практически не активируется. «Выхлопная» струя ядерного двигателя не опаснее, чем у обычного реактивного, работающего, скажем, на водороде и кислороде.

Конечно, для полетов к соседним звездам возможностей ядерных космических двигателей недостаточно, но они сделают доступными нам планеты и тела Солнечной системы — как когда-то химические реактивные двигатели сделали доступной околоземную орбиту. Отправки тяжелых, мощных аппаратов и даже пилотируемых миссий к Марсу и Венере, Юпитеру и Нептуну — все это сегодня остается за пределами наших возможностей. Но все эти богатства откроются нам с новыми двигателями — ядерными. Думаю, что уже лет через 10−15 можно ждать появления новых космических аппаратов — и новых полетов.

Интересные личности

В « Красном сыне» принимают участие многие известные персонажи вселенной DC, но роли играют совсем другие. Например, Лекс Лютор тут не злодей, а скорее антигерой, борющийся за правое дело не очень чистыми методами. А самым меметичным, наверное, является Бэтмен, носящий ушанку и бурку с газырями. В этой реальности он не миллиардер Брюс Уэйн, а сирота, мстящий советской власти за репрессированных родителей.

Кроме вымышленных личностей фигурируют в сюжете и исторические. Например, товарищ Сталин. В комиксе он пал жертвой заговора верхушки КГБ во главе с собственным сыном. В экранизации, возможно, будет играть более значимую роль.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector