En nuklear raketmotor er en raketmotor, hvis princip er baseret på en nuklear reaktion eller radioaktivt henfald, mens energi frigives, der opvarmer arbejdsvæsken, som kan være reaktionsprodukter eller et andet stof, såsom brint.
Lad os se på mulighederne og principperne fra handlingen …
Der er flere typer raketmotorer, der bruger det ovenfor beskrevne driftsprincip: nuklear, radioisotop, termonuklear. Ved anvendelse af nuklear raketmotorer kan specifikke impulsværdier opnås væsentligt højere end dem, der kan fås fra kemiske raketmotorer. Den høje værdi af den specifikke impuls forklares med den høje hastighed af udstrømningen af arbejdsvæsken - ca. 8-50 km / s. En nukleærmotors drivkraft er sammenlignelig med den for kemiske motorer, hvilket vil gøre det muligt i fremtiden at erstatte alle kemiske motorer med nukleare motorer.
Den største hindring for fuldstændig udskiftning er den radioaktive kontaminering af miljøet forårsaget af nuklear raketmotorer.
Salgsfremmende video:
De er opdelt i to typer - fast fase og gasfase. I den første type motorer anbringes fissile stoffer i stangsamlinger med en udviklet overflade. Dette giver dig mulighed for effektivt at varme den gasformige arbejdsvæske, normalt fungerer brint som arbejdsvæsken. Udstrømningshastigheden er begrænset af arbejdsfluidets maksimale temperatur, som igen afhænger af den maksimalt tilladte temperatur for strukturelle elementer, og den overstiger ikke 3000 K. I gasfase-nukleære raketmotorer er fissile stoffer i gasformig tilstand. Dens fastholdelse i arbejdsområdet udføres ved hjælp af et elektromagnetisk felt. For denne type kerne raketmotorer er strukturelle elementer ikke en afskrækkende virkning, derfor kan arbejdsfluidets hastighed overstige 30 km / s. De kan bruges som første trinsmotorer uanset lækage af fissilt materiale.
I 70'erne. XX århundrede i USA og Sovjetunionen blev kerne raketmotorer med fast fase fissilt stof aktivt testet. I USA blev der udviklet et program til at skabe en eksperimentel atomraketetmotor under NERVA-programmet.
Amerikanerne udviklede en flydende brintkølet grafitreaktor, der blev opvarmet, fordampet og kastet ud gennem en raketdyse. Valget af grafit blev dikteret af dets temperaturmodstand. I henhold til dette projekt skulle den specifikke impuls af den resulterende motor være det dobbelte af den tilsvarende indikator, der er typisk for kemiske motorer, med et tryk på 1100 kN. Nerva-reaktoren skulle fungere som en del af den tredje fase af Saturn V-lanceringskøretøjet, men på grund af lukningen af måneprogrammet og fraværet af andre opgaver til raketmotorer i denne klasse blev reaktoren aldrig testet i praksis.
En gasfase-atomraketmotor er i øjeblikket under teoretisk udvikling. I en gasfase-nukleærmotor er det beregnet at anvende plutonium, hvis langsomt bevægende gasstrøm er omgivet af en hurtigere strøm af afkølende brint. Eksperimenter blev udført på de omløbende rumstationer MIR og ISS, hvilket kan give drivkraft til den videre udvikling af gasfasemotorer.
I dag kan det siges, at Rusland lidt har "frosset" sin forskning inden for nukleare fremdrivningssystemer. Russiske forskeres arbejde er mere fokuseret på udvikling og forbedring af basisenheder og samlinger af atomkraftværker samt deres forening. Den prioriterede retning for yderligere forskning på dette område er oprettelsen af fremdrivningsenheder til kernekraft, der er i stand til at fungere i to tilstande. Den første er tilstanden for en nuklear raketmotor, og den anden er tilstanden til at installere generering af elektricitet til at drive udstyret installeret ombord på rumfartøjet.