Nuclear vél fyrir spaceships

Rússland hefur verið og er enn leiðandi á sviði kjarnorku pláss afli. Reynsla í hönnun, smíði, prófun og rekstri geimfar búin kjarnorku völd eru samtök eins og RSC "Energy" og "Roskosmos". Nuclear vél gerir að starfrækja loftfarið í mörg ár, sem gerir þeim meira hentug endurtekið.

sögulegt

Notkun kjarnorku í rúm er ekki lengur skáldskapur í 70-unar á síðustu öld. Fyrstu kjarnorku vélar í 1970-1988 var skotið út í geiminn og tókst notað í geimfarartæki (SV) athugasemdum "US-A". Þau eru notuð til að thermoelectric kerfi á kjarnorkuver (NPP) "Buck" raforku á 3 kW.

Í 1987-1988 tveimur tækjum "Plasma-A" með thermionic NPP "Topaz" 5 kW hefur verið flight-próf rými, þar sem máttur rafvæðingu (ERE) frá kjarnorku aflgjafa var fyrst hrint í framkvæmd.

A flókið Terrestrial kjarnorku próf thermionic kjarnorku uppsetningu "Yenisei" kraft 5 kW. Byggt á þessum tækni þróað verkefni thermionic kjarnorku getu 25-100 kW.

MB "Hercules"

RSC "Energy" í 70 byrjaði vísindalega og hagnýta rannsóknir, þar sem tilgangurinn var að búa til öflugt kjarnorku pláss vél fyrir interorbital tog (MB) "Hercules". Vinna leiddi til stofnunar í mörg ár kjarnorku rafbílar (YAERDU) með thermionic kjarnorkuverinu getu nokkrum - hundruð kW og rafvæðingu eining getu tugum til hundruð kW.

Hönnun breytur MB "Hercules":

• gagnlegur rafmagn kjarnorku - 550 kW;
• sérstakur högg rafvæðingu bifreiða - 30 km / s;
• Electric Knúningur lagði - 26 H;
• úrræði NPP og rafvæðingu - 16.000 klukkustundir;
• vinna líkami rafbílar - Xenon;
• þyngd (þurrt) Tog - 14,5-15,7 t, þar á meðal Þjóðhagsstofnun - 6,9 tonn.

Contemporary

Í XXI öld það er kominn tími til að búa til nýja kjarna vél fyrir rúm. Í október 2009, á fundi nýs rússnesku framkvæmdastjórnarinnar verkefni "Sköpun flutninga og orku mát með megawatt flokks uppsetningu á kjarnorku" hefur verið opinberlega samþykkt af forsætisnefnd ráðsins fyrir nútímavæðingu og tækniþróun Rússlands efnahagslíf. eru leiðandi verktaki:

• Reactor álversins - JSC "NIKIET".
• Kjarnorkuver með gas hverflum máttur viðskipti hringrás, byggð á rafmótora sem knýja skipið og jónandi electrorocket YAERDU almennt - SSC "Research Center. M. V. Keldysha ", sem er einnig ábyrgur fyrir skipulagningu áætlun um þróun flutninga og orku mát (TEM) í heild.
• RSC "Energy" sem almenn TEM hönnuður að þróa sjálfvirka vél með þessari einingu.

Einkenni nýja uppsetningu

Nýtt kjarnorku vél fyrir rúm Rússland stefnir að því að hefja verslunarrekstur á næstu árum. Spáð eiginleika gas hverflum YAERDU eftirfarandi. Hvarftanks sem notaður er gas-kælt hratt ræktanda reactor, hitastig vinnslustraumefnisms (blanda af hann / Xe) áður en hverflinum - 1500 K, skilvirkni að breyta varmaorku í raforku - 35%, ofn-gerð kælir - æð. Unit Þyngd (reactor, geislavarnir og viðskipti kerfi, en án kælingar emitter) - 6800 kg.

Space kjarnorku vélar (kjarnorku, kjarnorku, ásamt EPS) ætlar að nota:

• Sem hluti af framtíðinni ökutæki pláss.
• Uppsprettur raforku til orkufreks kerfi og geimför.
• Til að leysa fyrstu tvö vandamál í flutninga og orku mát til að tryggja afhendingu þungar spaceships electrorocket og ökutæki á vinna sporbraut og frekari langtíma orku framboð á búnaði.

Meginreglan um rekstur kjarnorku vél

Annaðhvort á nýmyndun kjarna eða notkun orku fission kjarnorkueldsneyti til að mynda þota lagði. Greina á uppsetningu púls-sprengiefni og vökva gerðum. Blast álverið losar út í geiminn litlu lotukerfinu sprengjur sem detonating nokkra metra í burtu, sprengja ýtt skipið áfram. Í reynd eru slík tæki ekki notuð.

Fljótandi aflvélar, á hinn bóginn, hefur lengi verið þróuð og prófuð. Til baka í 60s, hafa sovéskir sérfræðingar hannað framkvæmanlegur líkan RD-0410. Þessi kerfi voru þróaðar í Bandaríkjunum. reglan þeirra er byggt á hitun á vökvaformi kjarnorku mini-reactor, það er breytt í gufu og myndar með Jet straum, sem ýtir geimfar. Þótt tækið sem er kallað vökvi sem vinnslustraumefnisms, oftast vetni má einnig. Annar tilgangur rúm kjarnorku kerfi - powered rafmagns borð net (búnaður) skip og gervitungl.

Mikil fjarskipta tæki alþjóðlegt pláss samskipti

Á því augnabliki, er unnið á kjarnorku vél fyrir rými sem notaðir verða í miklum búnaði, rúm samskipta. RSC "Energia" hafa verið gerðar rannsóknir og hönnun á heimsvísu pláss samskiptakerfi er efnahagslega samkeppni við ódýr farsíma sem átti að ná að flytja "símstöð" frá jörðinni út í geiminn.

Forsendur fyrir stofnun þeirra eru:

• næstum heill áfylling geostationary sporbraut (GEO) gervihnöttum rekstrar- og óbeinum;
• klárast yfir á aðra tíðni auðlind;
• jákvæð reynsla af sköpun og hagnýta upplýsingar sett eru á kyrrstöðubaug gervihnöttum "Yamal".

Þegar þú býrð til "Yamal" vettvang, hafa nýjar tæknilegar lausnir verið 95%, sem gerði slík tæki til að verða samkeppnishæf á heimsmarkaði á rými þjónustu.

Gert er ráð fyrir að skipta um einingar með tæknilegum fjarskiptabúnaði um sjö hvert ár. Það myndi skapa kerfi multi-3-4 þungum gervitunglum í geostationary sporbraut með aukningu á raforku neytt af þeim. Upphaflega geimfarið hafa verið hönnuð á grundvelli sólarorku 30-80 kW. Næsta skref verður að nota kjarnorku hreyfla 400 kW með allt að eitt ár í flutninga ham (fyrir afhendingu grunn einingu GSO) og 150-180 kW í lengri háttur af gangur (minnst 10-15 ára) sem aflgjafa.

Kjarnorku vélar í antimeteoritnoy vernda Earth System

Lokið RKK "Energy" í hönnun rannsókna lok 90 hefur sýnt að í sköpun antimeteoritnoy Earth varnarkerfi frá kjörnum halastjörnur og smástirni kjarnorkuver og YAERDU hægt er að nota til:

1. Að búa til kerfi til að fylgjast með þróunarferil smástirni og halastjörnur sem yfir sporbraut jarðar. Fyrir þetta lagt til að raða sérstaka geimfar búin með sjón og ratsjá til að greina hættuleg mótmæla, reikna breytur þróunarferil þeirra og aðal rannsókn á eiginleikum þeirra. Kerfið kjarnorku pláss vél með tvískiptur-háttur thermionic NPI getu 150 kW geta tekið þátt. Líf hennar ætti að vera að minnsta kosti 10 ár.
2. Prófanir á áhrifum (thermonuclear sprengingu tæki) til urðunar örugga smástirni. YAERDU máttur sending prófunarbúnaðarins til smástirni-keilu fer eftir massa afhent farmur (150-500 kW).
3. Afhending venjulegu útsetningu þýðir (interceptor heildarmassi 15-50 tonn) fyrir að nálgast á hættulegum hlut heiminum. Krefjast kjarnorku þota vél getu 1-10 MW til afhendingar á hættulegum smástirni thermonuclear endurgjalds, yfirborð sem sprenging vegna þotu smástirni efni fær að hafna því af hættulegum vegi.

Afhending rannsókna búnaði í djúpum pláss

Afhending vísindalegum búnaði til pláss mótmæla (fjarlægum plánetum, reglubundnar halastjörnur, smástirni) er hægt að framkvæma með því að nota geimnum LRE stigum. Nota kjarnorku vél fyrir ökutæki pláss er ráðlegt, þegar á verkefni framleiðsla á sporbraut himneska líkama gervihnött, beint samband við himneska líkama, val á efni sýna og aðrar rannsóknir krefjast massa auka rannsóknir flókið, skráningu lendingu og flugtak stigum.

breytur vélar

Nuclear vél fyrir geimfar rannsókna flókið mun auka "glugga byrja" (vegna þess að losun undir eftirliti starfshópsins hraða líkamans), sem einfaldar skipulagningu og dregur úr kostnaði við verkefnið. Rannsóknir gerðar af RSC "Energia", sýndi að YAERDU 150 kW með allt að þrjú ár er efnilegur leið til að skila einingar í rúm smástirni belti.

Á sama tíma afhending Research Unit við sporbraut fjarlægum plánetum í sólkerfinu þarf að auka fjármagn, kjarnorku uppsetningu allt að 5-7 ár. Það er sannað að YAERDU flókið með afkastagetu upp á um það bil 1 MW sem hluta af rannsóknum mun leyfa geimfarið hraða afhendingu fyrir 5-7 árum að sporbraut tilbúna gervihnött flest fjarlægari reikistjörnur, plánetuáferðir Rovers á yfirborði náttúrulegum gervihnöttum af þessum plánetum, og afhending á neðri jörðinni með halastjörnur, smástirni, Mercury og á gervihnöttum af Júpíter og Satúrnus.

Einnota lyfta (MB)

Eitt af mikilvægustu leiðum til að bæta skilvirkni í rekstri flutninga í bili er einnota þættir flutningskerfi. Nuclear vél fyrir geimfar kraft amk 500 kW leyfir þér að búa til einnota tog og þannig verulega bætt skilvirkni multi-tier pláss samgöngukerfi. Sérstaklega gagnlegt fyrir slíku kerfi í kerfinu veita mikinn árlega fragt umferð. Dæmi væri áætlun um tungl könnun með sköpun og viðhald mönnuðu stöð er stöðugt að aukast og tilrauna tækni og iðnaðar fléttur.

Útreikningur á veltu

Samkvæmt rannsóknum hönnun RSC "Energia", byggingu stöð á tunglinu skal afhenda einingar sem vega um 10 tonn, sporbraut tunglsins -. 30 m Samtals farm frá jörðinni í byggingu mönnuðu tungl stöð og heimsótti tungl svigrúm stöð er áætlaður 700-800 tonn og árleg fragt umferð um rekstur og þróun grunn - 400-500 m.

Hins vegar er reglan um kjarnorku vél ekki leyfa sækir til að dreifa fljótt. Vegna langs tíma flutninga og því, umtalsverður tími að finna farmur geislun belti ekki allir farm er hægt að afhenda með dráttarbát með kjarnorku vél. Því farm sem má finna á grundvelli YAERDU áætlaður aðeins 100-300 tonn / ári.

hagkvæmni

Sem viðmiðun hagkvæmni milli sporbraut samgöngukerfi er ráðlegt að nota gildi eining kostnaður við flutninga á hverja massa farmur (GHL) losun frá yfirborði jarðar í miða sporbraut. RSC "Energia" efnahagsleg og reiknilíkan sem tekur tillit til helstu þættir kostnaði í flutningskerfi hefur verið þróuð:

• gerð og brotthvarf sporbraut tog einingar;
• um kaup á rekstri kjarnorku leikni;
• rekstrarkostnaður, svo og R & D og hugsanlegum útgjöldum fjármagns kostnaði.

Kostnaður breytur fer eftir ákjósanlegur breytum MB. Að nota þetta líkan var rannsakað samanburð hagkvæmni einnota Dráttarbátur byggt YAERDU krafti um 1 MW og einnota tog á grundvelli háþróaður fljótandi eldflaugar vél í forrit til að tryggja afhendingu á jörðu Moon sporbraut hæð 100 km farmur heildarmassa 100 tonn / ári. Þegar sami hvatamaður burðargetu jafnan skyldu "Róteind-M" og dvuhpuskovoy hringrás byggingu flutningskerfi sérstökum sendingarkostnað hverja massaeiningu af farmur með tog á grundvelli kjarnorku vél verður þrisvar sinnum lægri en þegar einnota byggt á dráttarbát með fljótandi eldflaugar vél af gerðinni MM-3.

niðurstaða

Árangursrík kjarnorku knýja um pláss stuðlar að lausn umhverfisvandamála jarðarinnar, flug mannsins til Mars, búa til kerfi útvarpstæki sending orku í rúm, framkvæmd öryggi-auka greftrunar í geimnum mjög hættulegum geislavirkum úrgangi jörð kjarnorku, the sköpun af mönnuðu tungl stöð og auglýsing þróun tunglsins, til að tryggja vernda jörðina frá smástirni og halastjarna hættu.