Nuclear motori kuģi

Krievija bija un joprojām ir līderis šajā jomā kodolenerģijas kosmosa lielvalstij.Pieredze projektēšanu, būvniecību, nodošanu ekspluatācijā un ekspluatācija kosmosa aprīkota ar kodolspēkstaciju avotiem ir organizācijas, piemēram, RSC "Enerģētika" un "Roskosmos".Nuclear dzinējs ļauj darboties gaisa kuģi jau daudzus gadus, vairākkārt palielinot to praktisko piemērotību.

vēsturiskā hronika

kodolenerģijas izmantošana telpā vairs zinātniskās fantastikas atpakaļ 70 no pagājušā gadsimta.Pirmie kodolenerģijas motori 1970-1988 tika palaists kosmosā un veiksmīgi izmanto kosmosa (SC) novērojot "US-A".Viņi izmantoja sistēma ar termo atomelektrostacijas (AES) "Buk" elektriskā jauda 3 kW.

In 1987-1988 divām ierīcēm "Plazmas-A" ar termokatodu AES "Topaz" 5 kW ir lidojums testēšana telpa, kuras laikā pirmo reizi tika veikta jaudas elektrisko vilci (ERE) no kodolenerģijas avots.

komplekss zemes testiem atomelektrostacijas termokatodu kodoliekārta "Jeņiseja" 5 kW.Pamatojoties uz šīm tehnoloģijām izstrādāti termokatodu NPS jaudu no 25-100 kW.

MB "Herkuless»

RSC "Enerģija" ar 70 sāka zinātniskus un praktiskus pētījumus, kuru mērķis bija izveidot spēcīgu kodolenerģētikas kosmosa dzinējspēku orbitālās pārneses velkonis (MB) "Hercules".Darba rezultātā tika dibināšanas daudzus gadus kodolenerģijas elektriskās piedziņas (YAERDU) ar termokatodu AES jaudu vairāki - simts kilovatiem un elektrisko dzinēju jaudu desmitiem vai simtiem kilovatu vienības.

konstrukcijas parametri MB "Herkuless»:

• noderīga elektriskā jauda NPS - 550 kW;
• īpatnējais impulss electrojet vilces sistēmas - 30 km / s;
• vilces electrojet piedziņas sistēmām - 26 h;
• resurss electrojet vilces sistēmas un NPS - 16000 stundas;
• strādā ķermenis electrojet vilces sistēmas - ksenona;
• svars (sauss) velkonis - 14,5-15,7 tonnas, ieskaitot kodolenerģijas vienībām -. 6,9 m

Contemporary

XXI gadsimtā ir pienācis laiks, lai izveidotu jaunu kodolieroču dzinēju telpā.2009. gada oktobrī sanāksmē Prezidenta komisijas modernizācijas un tehnoloģiskā attīstība Krievijas ekonomika ir apstiprināts Krievijas jaunā projekta "transporta un enerģētikas moduli, izmantojot atomelektrostacijas uzstādīšana megavatu klases."Galvas izstrādātājs ir:

• reaktora iekārta - AS "NIKIET".
• atomelektrostacija ar gāzes turbīnu jauda konversijas ķēdes, electrojet vilces sistēmām, kas balstās uz jonu elektriskās piedziņas un YAERDU vispār - SRC "Research Center.Keldysh ", kas atbild arī par programmas attīstības transporta un enerģijas moduli (TEM) kopumā organizēšanā.
• RSC "Energy" kā galvenais dizainers TEM jāizstrādā automātisko mašīna ar šo moduli.

raksturojums jauno uzstādīšanas

jaunu kodolieroču dzinējs telpu Krievija plāno uzsākt komerciālu darbību tuvāko gadu laikā.Plānotā raksturojums gāzes turbīnu YAERDU sekojošo.Reaktora izmantota gāze dzesēšanu ātro reaktoru, temperatūra darba šķidruma (maisījums, viņš / Xe) pirms turbīnas - 1500 K, efektivitāte konversijas siltuma elektroenerģijā - 35%, veids vēsākā-radiatora - kritums.Svara vienība (reaktors, aizsardzība pret radiāciju un konversijas sistēma, bet bez dzesētāja-radiatora) - 6 800 kg.

Space kodolenerģiju dzinēji (NPU, NPI kopā ar EPS) plāno izmantot:

• Kā daļu no nākotnes kosmosa kuģos.
• kā avotu elektroenerģijas energoietilpīgo sistēmu un kosmosa.
• Lai atrisinātu pirmās divas problēmas transporta un enerģētikas moduļus, lai nodrošinātu piegādi smago electrorocket spaceships un transportlīdzekļus uz darba orbītā un turpmāku ilgtermiņa energoapgādes iekārtu.

kodolatkritumu Dzinēja

princips pamatojas vai nu uz kodolsintēzi vai skaldīšanas enerģijas izmantošanas kodoldegvielas radot reaktīvo vilci.Ir uzstādīšana pulsa-pārsprāgt un šķidrumu veidi.Sprādzienbīstama iekārtām ir emitējusi kosmosā miniatūru atombumbu ka detonācijas dažu metru attālumā, domnas uzstāja kuģi uz priekšu.Praksē šādas ierīces netiek izmantotas.

Liquid dzinējus, no otras puses, jau sen ir izstrādātas un pārbaudītas.Atpakaļ 60s, padomju speciālisti ir izstrādājuši praktiski modelis RD-0410.Līdzīgas sistēmas ir izstrādātas, Amerikas Savienotajās Valstīs.To princips ir balstīts uz apsildes šķidruma kodola mini-reaktorā, tā tiek pārvērsta tvaikā un veido gaisa straumes, kas nospiež kosmiskie aparāti.Kaut arī ierīce tiek dēvēts par šķidro kā darba šķidrums, parasti ar ūdeņradi.Vēl viens no kodolenerģijas kosmosa sistēmu mērķis - powered elektriskā borta tīkla (vienības) kuģu un satelītu.

Smagie telekomunikācijas pasaules telpa sakaru ierīces

Šobrīd ir uzsākts darbs pie kodolenerģijas dzinēju telpā, kas tiks izmantoti smagie aparātu kosmosa sakariem.RSC "Energia" veica pētījumu un attīstības projektu globālās kosmosa komunikācijas ekonomiski konkurētspējīgs ar lētu mobilo telefonu, kas bija paredzēts, lai sasniegtu par "telefona centrāle" pārnesi no Zemes kosmosā.

priekšnoteikumi to izveides ir:

• gandrīz pilnīga uzpildīšana no ģeostacionārā orbītā (GEO) satelīti darbības un pasīvo;
• izsīkums frekvenču resursiem;
• pozitīva pieredze radīšanu un izmantošanu komerciāliem ģeostacionāro pavadoņu informācija "Yamal".

Veidojot platforma "Jamala" jaunus tehniskos risinājumus, bija 95%, kas ļāva šādas ierīces, lai kļūtu konkurētspējīgi globālajā tirgus telpā.

paredzams nomaiņai moduļus ar tehnoloģisko sakaru iekārtu apmēram ik pēc septiņiem gadiem.Tas radītu sistēmu, 3-4 smagā daudzfunkcionālajiem satelītiem ģeostacionārā orbītā ar patēriņa elektroenerģijas pieaugumu.Sākotnēji paredzēts, ka SC balstīta saules enerģijas 30-80 kW.Nākamajā posmā, jo elektroenerģijas avots ir plānots izmantot kodolenerģijas dzinējiem 400 kW, līdz vienam gadam transporta režīmā (par piegādi pamata modulis GSO) un 150-180 kW nepārtraukta darbība (vismaz 10-15 gadi).

kodolieroču dzinējspēka sistēma antimeteoritnoy aizsargātu Zemi

Pabeigta RSC "Enerģija" in the late 90 s dizaina pētījumi ir parādījuši, ka, veidojot antimeteoritnoy Zemes aizsardzības sistēmas no kodoliem komētas un asteroīdus atomelektrostacijas un YAERDU var izmantot, lai:

1. izveidot uzraudzības sistēmu par trajektorijas asteroīdu un komētu, kas šķērso Zemes orbītu.Lai to izdarītu, novietojiet piedāvāto īpašo kosmosa kuģi, kas aprīkoti ar optisko un radaru iekārtas, lai konstatētu bīstamus priekšmetus, parametrus viņu galvenais pētniecības trajektorijām un to rādītāju aprēķināšanai.Sistēmu var darbināt kosmosa kodolieroču dzinēju ar divu NPU termokatodu jaudu 150 kW.Tās resursi ir jābūt vismaz 10 gadus.
2. testi ietekmes (sprādziens kodoltermiskās ierīces), lai poligona drošu asteroīda.Power YAERDU piegādāt testa ierīci Asteroīdu poligonu atkarīgs masu komerckravas piegādāto (150-500 kW).
3. nosūtīšana darbinieki līdzekļi (Interceptor kopējais svars 15-50 tonnas) tuvoties Zemei bīstamus objektus.Paies kodolieroču raķešu dzinēja jaudu 1-10 MW nogādāšanai uz bīstamām asteroīdiem kodoltermiskā maksas, virsmas ir sprādziens saistīts ar reaktīvo materiāls var novirzīt asteroīds no sava bīstamā ceļā.

piegāde tehnika pētniecība dziļā kosmosa

piegādi zinātniskās iekārtas kosmosa objektiem (tālu planētu, periodiskas komētām, asteroīdiem) var veikt, izmantojot kosmosu balstītu LRE posmos.Izmantojiet kodolieroču dzinēji kosmosa kuģos ir lietderīgi, ja uzdevums ir panākt orbīta satelīta debess ķermeni, tiešu kontaktu ar debess ķermeņa, paraugu ņemšanas materiālus, un citi pētījumi pieprasot masas pieaugums pētniecības kompleksu, iekļaušana nolaišanās un pacelšanās posmos.

motora parametrus

kodolenerģiju dzinēji spaceships paplašinās pētniecības kompleksu "logs Start" (sakarā ar kontrolētu plūsmas ātrumu darba šķidruma), kas atvieglo plānošanu un samazina izmaksas projekta.Veiktie pētījumi RSC "Energia", parādīja, ka YAERDU 150 kW ar laiku līdz trim gadiem, ir daudzsološs līdzeklis nogādāt kosmosa moduļus asteroīdu jostas.

Tajā pašā laikā pakalpojumu izpēti orbītā ārējām planētām Saules sistēmas prasa palielināt resursus, kodoliekārta, līdz 5-7 gadiem.Ir pierādīts, ka komplekss YAERDU jauda aptuveni 1 MW kā daļa no pētniecības kosmosa kuģa nodrošinās savlaicīgu kuģniecības 5-7 gadus, lai orbītā satelītu vistālāko planētas, planētu Rovers uz virsmas šīm planētām, dabas satelīti un zemes kuģošanu uz Zemes ar komētām, asteroīdiem, un Mercurypavadoņi Jupitera un Saturna.

Atkārtoti pacēlājs (MB)

Viens no svarīgākajiem veidiem, kā uzlabot efektivitāti transporta operāciju telpā ir lietojama elementi transporta sistēmas.Nuclear motori kuģi jaudu vismaz 500 kW ļauj izveidot atkārtoti vilkt un tādējādi būtiski uzlabot efektivitāti vairāku līmeņu kosmosa transporta sistēmas.Īpaši noderīgi šādu sistēmu programmā nodrošina lielu ikgadēju kravu satiksmi.Piemērs varētu būt programma Mēness izpētes ar izveidi un uzturēšanu, pastāvīgi palielinot apdzīvojamiem bāzi un eksperimentālās tehnoloģisko un rūpniecisko kompleksu.

aprēķins apgrozījums

Saskaņā ar dizaina studiju RSC "Energia", būvniecības pamatnes uz Mēness būtu jāpiegādā moduļiem sver aptuveni 10 tonnas orbītā mēness -. Līdz 30 tonnām kopējais kravu no Zemes būvniecībā uzraudzītas mēness bāzi un apmeklēja Mēness orbitālās stacijaslēsta 700-800 tonnas, un kravu apgrozījuma darbībai un attīstībai bāzes -. 400-500 m

Tomēr darbības kodolenerģijas dzinēja kravas kuģi princips neļauj noplakt pietiekami ātri.Sakarā ar ilgu transportēšanas laiks un tādēļ ievērojamu laiku atrast kravas masu, kas Zemes radiācijas jostas, ne visas preces var sniegt, izmantojot velkoņus ar kodolenerģijas dzinēju.Tāpēc plūsmu, kas var sniegt, pamatojoties uz YAERDU novērtēts tikai 100-300 t / gadā.

Ekonomiskā efektivitāte kā kritēriju ekonomiskās efektivitātes inter orbītā transporta sistēma ir ieteicams izmantot vērtību transporta izmaksas uz vienu masas komerckrava (SEG) vienības emisijas vienību no Zemes virsmas uz mērķa orbītā.RSC "Energia" ir izstrādāta ekonomisko un matemātisko modeli, kas ņem vērā galvenās sastāvdaļas izmaksām transporta sistēmā:

• izveidot un orbītas ievietošanas moduļi velkonis;
• iegādāties ekspluatē kodoliekārtas;
• ekspluatācijas izmaksas, kā arī izdevumus par pētniecību un attīstību un kapitāla izmaksas iespējams.

izmaksu rādītāji ir atkarīgi no optimālajiem parametriem MB.Izmantojot šo modeli, tika pētīta ar salīdzinošā izmaksu efektivitātes atkārtoti lietojamā velkoņa balstīta YAERDU jaudu aptuveni 1 MW un vienu velkoņu izmantošanu, pamatojoties uz daudzsološu raķetēm ar šķidro degvielu, kas programmā, lai nodrošinātu piegādi Zemes uz Mēness orbītā augstumā 100 km kopējā celtspēja svaru 100 t / gadā.Ja jūs izmantojat to pašu pārvadātājs raķešu kapacitāti, kas vienāda ar celtspēju "Proton-M" un dvuhpuskovoy ķēžu transporta sistēmas piegādes izmaksu masu kravā izmantojot velkonis, pamatojoties uz kodolenerģijas dzinēja vienības vienības būtu trīs reizes zemāka nekā izmantojot vienreizējāsvelkoņi pamatojoties uz raķetēm ar šķidro degvielu ar DM-3.

Secinājums

efektīvs kodoldzinēja kosmosa veicina risinājumu vides problēmām Zemes, cilvēka lidojumam uz Marsu, izveidojot sistēmu, bezvadu pārraides enerģijas telpā, īstenojot drošības uzlabotas aprokot kosmosa ļoti bīstamu radioaktīvo atkritumu zemes kodolenerģijas, radīšana pilotējamo Mēness bāzi un toprūpniecības attīstība mēness, tad Zemes aizsardzība no asteroīdu un komētu bīstamību.