Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
1

Какие плюсы у атомного космического двигателя?

Тишина13 [40.9K] 10 месяцев назад

Российские ученые разработали атомный двигатель для космических ракет. Какие перспективы у этого двигателя?

2

Преимущества атомного двигателя в том, что в ядерной реакции высвобождается гораздо больше энергии чем при сгорании ракетного топлива. Недостаток - загрязнение атмосферы радиоактивными веществами при старте ракеты и при сгорании аппарата в атмосфере при сходе с орбиты. На мой взгляд использование атомных двигателей допустимо только при полетах в дальний космос, причем не с момента старта, а с момента выхода с околоземной орбиты. Использование при полетах на околоземную орбиту - это преступление против человечества.

2

Плюсы в экономии топлива, разогретый в реакторе керосин или другое РТ расходуется гораздо меньше чем холодный, кстати никакими радиоактивными выбросами он ничего не загрязняет как высказались выше, но остается опасность таких загрязнений при авариях, если конечно разработчики не сумели обойти эту неприятную особенность, из-за которой такой двигатель, а он разрабатывался еще в 60-х годах, не применялся в ракетно-космической технике.

IGOR PROKHOROV [11.1K]
Загрязняет. Когда теплоноситель проходит через активную зону реактора, нейтронная бомбардировка вещества изменяет его химический состав и в нем появляются новые элементы, которые испускают гамма-излучение. По этой причине во всех АЭС стоят два контура, чтобы радиоактивный теплоноситель из реактора в турбину не поступал, так как в этом случае сама турбина становится радиоактивной и ее обслуживание резко затрудняется.  10 месяцев назад
вася васин [7.4K]
на АЭС с реактором РБМК один контур, теплоноситель напрямую подается на турбину
теплоноситель не становится радиоактивным из-за переизлучения, радиоактивным его делают продукты коррозии реактора.
 10 месяцев назад
комментировать
1

Когда пишут, что ученые разработали атомный двигатель для космических кораблей, это неправильно. На самом деле двигатель там стоит электрический, но питаемый от атомного реактора. Собственно атомный двигатель, в котором водород нагревается в активной зоне реактора и потом выбрасывается через сопло с образованием реактивной тяги, разрабатывался в США и СССР еще в 60х годах прошлого столетия. Были проведены даже успешные наземные испытания этих двигателей. Но на этом все так и кончилось, дальше испытаний дело не пошло. И главная причина потери интереса к атомному двигателю заключалась в том, что он оказался менее эффективным по сравнению с обычным ЖРД.

Одним из главных критериев эффективности ракетного двигателя является удельный импульс (фактически - скорость истечения газов из сопла, деленная на g = 9.81). Скорость истечения газов определяется в основном температурой газа (от других параметров она зависит намного слабее). В современных ЖРД температура сгорающих газов составляет около 3000 градусов. И для ЯРД она оказывается примерно такой же (потому что не существует урановых сплавов или композиций, которые могли бы долгое время выдерживать более высокую температуру). Поэтому по удельному импульсу ЖРД и ЯРД оказываются на одном уровне.

Другой важный критерий - сила тяги. А вот тут ЯРД очень проигрывают жидкостным двигателям. В ЖРД тепловыделение идет по всему объему камеры сгорания (при условии равномерного перемешивания, естественно). А в ЯРД тепловыделение идет только с поверхности ТВЭЛов, а в каналах между ТВЭЛами, где течет нагреваемый водород, тепловыделение уже не происходит. В итоге удельное тепловыделение (то есть на единицу объема) для ЯРД оказывается чуть ли не в 2 раза меньше. И тогда для одинаковых размеров мощность двигателя и сила тяги оказываются тоже в 2 раза меньше. Конечно, размер камеры можно увеличить с последующим увеличением мощности двигателя, но как тогда запихать такую бандуру в габариты ракеты-носителя?

Правда, у ЯРД имеется одно большое преимущество перед ЖРД. Для ЖРД требуются два огромных бака: один для топлива, другой для окислителя. ЯРД требует всего один бак только для теплоносителя. Но это преимущество все же не может компенсировать низкую плотность тепловыделения в ЯРД.

Тогда же (то есть еще в 60е годы) велись работы по электроракетным двигателям с атомным энергообеспечением. Сами двигатели уже тогда довели до весьма приличного состояния. Проблема заключалась в создании малогабаритного и при этом достаточно мощного ядерного реактора. Если принять стандартную схему передачи энергии, работающую во всех АЭС (пар из реактора крутит турбину, которая крутит генератор, который выдает электричество), то система получается слишком тяжелая и ненадежная. Американцы попробовали использовать термоэлектрический способ передачи энергии. По массогабаритным характеристикам он был просто превосходным (и надежным к тому же), но кпд у него был микроскопически мал: всего 5-7%. Поэтому для подачи нужного количества электроэнергии на двигатель приходилось значительно увеличивать мощность самого реактора с неизбежным увеличением его массы и размеров. И в итоге огромные масса и габариты реактора полностью нивелировали скромные массу и габариты двигателя. Наши решили использовать термоэмиссионный способ преобразования тепла в электричество. И каким-то образом нашим спецам удалось поднять кпд такого способа с 7% до 20%. Этот секрет до сих пор остается государственной тайной. Но в итоге именно этот термоэмиссионный реактор сделал возможность далеких полетов реальностью. Кстати, американцы чуть не выкрали этот реактор на одной из выставок, ситуация тогда была близкой к Карибскому кризису.

А потом СССР развалился и все работы в этом направлении остановились. И в США все работы свернули. Но вот когда ситуация в России немного устаканилась, тогда к этому проекту снова вернулись. Правда, я не знаю, какой именно атомный реактор сегодня там собираются использовать. Потому что сегодня даже реактор на стандартном способе преобразования энергии научились делать достаточно легким и компактным.

Такой электроракетный двигатель с атомным реактором на борту лучше всего подойдет для полетов к Марсу. Американцы исследуют разные варианты полета, в том числе и с использованием нашего двигателя. А что именно планируют наши ведомства - мне не известно.

1

Всё как всегда. "Наши ученые разработали..." Сейчас, атомный косм. двигатель. Нарисованная на салфетке схема двигателя не есть "разработанный двигатель". Изобретение не есть просто мысль, а нечто воплощенное.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID