Ядерный двигатель

[Антикосмит]

Да... С такими сдвигами сроков не видать нам полетов на Марс...

[Mark]

Да... С такими сдвигами сроков не видать нам полетов на Марс...

А ранше были интересные концепци ядерных установок и двигатели.

Летим к Марсу

В 1955 году Морозов защитил диссертацию, а в 1957-м его пригласили на работу в ИАЭ. К концу 1950-х успехи СССР в космосе вдохновили конструкторов замахнуться на несколько крупномасштабных космических проектов. Планировался даже полет к Марсу, и поэтому 2 июля 1959 года Лев Арцимович созвал сотрудников на совещание. Темой обсуждения была возможность построения двигателей для марсианского корабля. Арцимович предложил для такой системы следующие характеристики: тяга около 10 кгс, скорость истечения 100 км/с при мощности двигателя 10 МВт. Сотрудники ИАЭ предложили несколько проектов: плазменный импульсный двигатель (А.М. Андрианов), магнитно-плазменный аналог сопла Лаваля (А.И. Морозов) и двигатель на основе однощелевого источника ионов, практически такого же, какой применялся для электромагнитного разделения изотопов (Павел Матвеевич Морозов, однофамилец Алексея Ивановича).

Кстати, все эти проекты в том или ином виде позднее были реализованы. Плазменно-эрозионный (вариант импульсного) двигатель Андрианова значительно меньшей мощности был установлен на один из спутников и выведен в космос в 1964 году, а ионный двигатель П.М. Морозова под именем «Зефир» (тоже маломощный) стоял на том самом спутнике «Метеор-10». Эксперименты с магнитным аналогом сопла Лаваля с центральным телом (сами разработчики называли его «коаксиал») велись с 1960 года, но схема оказалась сложной, и построен он был лишь в 1980 году совместными усилиями ИАЭ, Харьковского физико-технического института, ТРИНИТИ и Института физики Белоруссии. Мощность этого монстра составила 10 ГВт! Однако эти проекты не подходили для марсианской программы по одной простой причине: у конструкторов тогда не было источников питания подходящей мощности. Эта проблема актуальна и сейчас: максимум, на который можно рассчитывать, это десятки киловатт. Нужно было переходить к мелкому масштабу.

http://www.popmech.ru/article/52-potomki-povelitelya-vetrov/

[LG]

Собсно все зависит от выходных параметров реактора который разрабатывает Курчатов и Келдыш. Мы разработали нормальный обвяз - раздвижной радиатор, суперСОТР, ПАО, электрика - все дела. Но если Курчатов и Келдыш сделает монстра с хилыми возможностями - тут уж никто не поможет.

[Mark]

Собсно все зависит от выходных параметров реактора который разрабатывает Курчатов и Келдыш. Мы разработали нормальный обвяз - раздвижной радиатор, суперСОТР, ПАО, электрика - все дела. Но если Курчатов и Келдыш сделает монстра с хилыми возможностями - тут уж никто не поможет.

Думаю, что сделание реактора на 25-30 Мвт сегодня это не проблем. Сделание плазменых двигатели на 3-5 кг тяги, каждыи, это будет тяжело.
Кроме того, будет и нужны твердофазныи  двигатель.

[Apollo13]

Думаю, что сделание реактора на 25-30 Мвт сегодня это не проблем.

 :shock:

[Mark]

Анатолий Васильевич ЗРОДНИКОВ и насколько реален твердофазны двигатель ? Интервью из 10 ноября 2010.

ЯРД и Марс

Мы говорим о том, как атомная энергия может быть использована в ближнем космосе. А что можно сказать о космосе дальнем, глубоком?

Глубокий космос - мы до сих пор не знаем, что это такое. Мы делаем только первые шаги к другим планетам, к окраинам Солнечной системы.

Первый вопрос - насколько реален ЯРД?

Разработки такие велись, и ФЭИ занимал в них не последнее место. Наш институт являлся научным руководителем этой проблематики. В Семипалатинске на полигоне были проведены три огневых испытания.

Достаточно подробно эта тема была изложена в журнале "Новости космонавтики" №12 за 2009 год в статье "Дмитрий Блохинцев и становление отечественного "ядерного космоса". Авторы статьи - я и мои коллеги по ФЭИ А.Портяной и Е.Сердунь. А годом раньше в том же журнале была опубликована ещё одна статья из ФЭИ "Из истории создания космических ядерных реакторов". Интересующимся вопросом рекомендую их к прочтению.

В космосе ЯРД не испытывались. Развитие этого направления сдерживается проблемами топливных и конструкционных материалов.

Расскажу одну поучительную притчу. Есть несколько стадий общения научного работника с конструктором. На первой стадии, когда учёный приносит конструктору еще совсем "сырую" идею, тот отвечает - то, что ты придумал, даже нарисовать в ЕСКД нельзя. На второй стадии ответ таков - нарисовать можно, сделать нельзя, ведь есть ещё технологи со своими требованиями, и модель по ним не проходит. Третий визит - нарисовать можно, сделать можно, работать не будет, так как нет материалов, способных выдержать рабочие режимы. И наконец, четвёртая стадия - нарисовать можно, сделать можно, работать должен, проект можно запускать.

Мы с ЯРД пребываем, на мой взгляд, на третьей стадии. И причина проста - нет надёжных материалов для требуемых в этом типе двигателя условий. Нам обязательно нужны высокие температуры. Следовательно, нам нужно иметь жаропрочные материалы, способные надёжно сохранять свои свойства в условиях высоких температур, воздействия ионизирующего излучения и других характерных для космоса черт, в течение длительной ресурсной работы (как минимум, десятилетия).

С другой стороны, все согласны с тем, что для исследования - и, тем более, освоения - других планет требуется ЯРД. В Соединённых Штатах при конгрессе собиралась экспертная комиссия, которая сделала вывод, что единственная технология, способная обеспечить полёт человека на Марс - ядерная

http://www.atomic-energy.ru/interviews/2010/11/10/15924

[pkl]

Ну да, ну да - ЯЭДУ ещё не сделали, а уже на ЯРД замахнулись.

[Mark]

Ну да, ну да - ЯЭДУ ещё не сделали, а уже на ЯРД замахнулись.

Для пилотируемных полетов к Марсу нужне будут ЯЭДУ и ЯРД.

[Mark]

Думаю, что сделание реактора на 25-30 Мвт сегодня это не проблем.

 :shock:

А универсалны аппарат военного назначения, над каторым РКК Енергиа работает ( концепция ),
должен иметь на борту ядерную энергетическую установку мощностью до 500 МВт. По расчетам специалистов, масса такого космического аппарата - до 20 тонн, ресурс - 15 лет.

[pkl]

Ну да, ну да - ЯЭДУ ещё не сделали, а уже на ЯРД замахнулись.

Для пилотируемных полетов к Марсу нужне будут ЯЭДУ и ЯРД.

Да. Но потянем ли мы сейчас параллельно две эти программы?

[Mark]

Ну да, ну да - ЯЭДУ ещё не сделали, а уже на ЯРД замахнулись.

Для пилотируемных полетов к Марсу нужне будут ЯЭДУ и ЯРД.

Да. Но потянем ли мы сейчас параллельно две эти программы?

Да, ето тяжелыи вопрос ! А если будет гибридныи ( два режимныи ) реактор, то толко один программ. Ну з началo будет 1 Мвт ТЭМ а потом посмотрим!

[pkl]

Двухрежимный - это довольно серьёзное усложнение конструкции. Я бы делал по отдельности, а уж объединение 2 в 1 - как нибудь потом.

[Mark]

Двухрежимный - это довольно серьёзное усложнение конструкции. Я бы делал по отдельности, а уж объединение 2 в 1 - как нибудь потом.

Да, ето серьёзное усложнение конструкции. Один из вариантов то рускии Патент РФ № 2276814

Способ работы ядерной энергодвигательной установки (ЯЭДУ) и устройство для его реализации (варианты).


Способ работы ядерной энергодвигательной установки (ЯЭДУ), обеспечивающий работу двух режимов, двигательного за счет контура ядерного двигателя, в котором осуществляют подачу рабочего тела через турбонасосный агрегат в реактор, его нагрев и истечение из сопла с созданием тяги, и энергетического., заключающегося в получении электрической энергии в замкнутом контуре системы машинного преобразования тепловой энергии ядерного реактора в электрическую, отличающийся тем, что двигательный режим обеспечивают дополнительным введением в ЯЭДУ контура электрического двигателя, запуск которого осуществляют сигналом от системы управления на подачу рабочего тела на электрические движители, обеспечивающие дополнительную тягу, а в энергетическом режиме получают дополнительную электрическую энергию в контуре ядерного двигателя, за счет использования части разогретого в ядерном реакторе рабочего тела поступающего на турбонасосный агрегат (ТНА) и дополнительно введенного электрического генератора, причем используемое при этом рабочее тело после отработки вновь направляется в ядерный реактор. Ядерная энергодвигательная установка (ЯЭДУ), содержащая контур ядерного двигателя, состоящий из ядерного реактора с соплом, бака с рабочим телом и турбонасосного агрегата (ТНА), замкнутый контур системы машинного преобразования тепловой энергии ядерного реактора в электрическую и систему управления, отличающаяся тем, что в установку дополнительно введен контур электрического двигателя, включающий электрические движители с системой хранения и подачи рабочего тела и соединенный с системой управления, кроме того контур ядерного двигателя снабжен электрическим генератором с приводом от вала турбонасосного агрегата (ТНА) и соединенным с системой управления.

http://www.kerc.msk.ru/ipg/patent/2276814.shtml


Из Наука и жизнъ, номер 4, 2011 год:

А сегодня Центр им. М. В. Хруничева на XXXV Академических чтениях по космонавтике предлагает для межпланетных кораблей двухрежимный ядерный ракетный двигатель (ЯРД). Он может работать и в качестве непосредственно ядерного двигателя, и как источник энергии для целой батареи из десятков электроракетных двигателей (ЭРД) малой тяги.

Вблизи планет, где для преодоления гравитации требуется большая тяга, сильно разогретый водород прокачивается через активную зону реактора и выбрасывается через сопло в космос, как в обычном реактивном двигателе. В межпланетном пространстве реактор работает как атомная электростанция (АЭС). Этот режим требует наличия огромных радиаторов для охлаждения рабочего вещества (тепло в космосе можно сбросить только излучением), турбин и генераторов электроэнергии. Электроракетные двигатели малой тяги имеют чрезвычайно высокий удельный импульс (и, значит, минимальный расход топлива (см. «Наука и жизнь» № 9, 1999 г.). Конечно, создание двухрежимного ЯРД — задача довольно сложная, но ничего принципиально нереализуемого в его проекте нет.

[pkl]

Там главная засада в том, что у ЯРД и ЯЭУ совершенно разные режимы работы. Температура и давление у ЯРД близки к предельным, работают они, по сути, на износ, но продолжительность невелика - 15-20 мин максимум. В активной зоне ЯЭУ условия не настолько жёсткие, но она должна работать хотя бы 7-10 лет без обслуживания и ремонта. Двухрежимная установка должна работать и так, и так. И тоже без ремонта и обслуживания! Представьте, какой у неё должен быть запас прочности! Я, честно говоря, не очень верю, что это вообще возможно.

[Mark]

Представьте, какой у неё должен быть запас прочности! Я, честно говоря, не очень верю, что это вообще возможно.

Если не за 30, то за 80 лет будет и возможно !

[LG]

Ну да, ну да - ЯЭДУ ещё не сделали, а уже на ЯРД замахнулись.

Для пилотируемных полетов к Марсу нужне будут ЯЭДУ и ЯРД.

ЯЖРД делать никто не собирается так как слишком неочевидны.
Васимир - тот же ЭРДУ. Только электрика идет не от реактора а от СБ АС МКС.
Учитывая возможности энергопотребления от АС МКС возможности Васимира - микроскопичны.
Такое двигло надо запитывать минимум от мегаваттного реактора.

[Mark]

Ну да, ну да - ЯЭДУ ещё не сделали, а уже на ЯРД замахнулись.

Для пилотируемных полетов к Марсу нужне будут ЯЭДУ и ЯРД.

ЯЖРД делать никто не собирается так как слишком неочевидны.
Васимир - тот же ЭРДУ. Только электрика идет не от реактора а от СБ АС МКС.
Учитывая возможности энергопотребления от АС МКС возможности Васимира - микроскопичны.
Такое двигло надо запитывать минимум от мегаваттного реактора.

Васимир на Марс, нужно 20 Мвт, ещо не сосдан. Наверно будет за 40 лет.

А чтобы за 30 днеи на Марс полетит нужне ЯЭДУ и ЯРД. Об етом гаварил Георгий УСПЕНСКИЙ, доктор технических наук, профессор, заместитель начальника комплекса Центрального научно-исследовательского института машиностроения. Я уже писал.

Конечно, попутно будут созданы качественно новые энергетические системы в виде мощных (до 0,5 мегаватта) изотопных генераторов и ядерных реакторов мощностью порядка 25 мегаватт. К этому времени смогут быть созданы ядерные двигатели с удельной тягой порядка 800 секунд на килограмм и тягой в несколько тонн, а также электрические двигатели с удельной тягой 10 тысяч секунд на килограмм и тягой каждого 3–5 килограммов. Такие двигатели позволят сократить, например, время марсианской экспедиции до 150 суток за счет повышения скоростей полета к Марсу и обратно к Земле.

[pkl]

Представьте, какой у неё должен быть запас прочности! Я, честно говоря, не очень верю, что это вообще возможно.

Если не за 30, то за 80 лет будет и возможно !

Если не удастся подобрать подходящий материал для активной зоны, то это никогда не будет возможно!

P.S.: Рано, рано нам пока на ЯРД замахиваться.

[pkl]

ЯЖРД делать никто не собирается так как слишком неочевидны.

В принципе, если у нас есть комбинация супертяж с мощными кислородно-водородными ЖРД + буксир с мегаваттной ЯЭДУ, то ЯРД уже как бы и не нужен. Тягу, чтобы разгоняться у Земли и тормозиться у Марса нам дадут ЖРД. А для межпланетного перелёта - буксир. Такая "сладкая парочка" закроет все наши транспортно-энергетические потребности до середины столетия, а может, и до его конца.

[lll]

никто не скачает статью по теме и не выложит?
.

дайте какой-нибудь нормальный е-мэйл, чтоб ПиДиЭф прикрепить (2.8М)