核火箭发动机
核火箭发动机
(本文来自:寻找男人的世界-落日余晖追忆红色帝国的暴力美学)
    今日的俄罗斯化学自动化设计局仍然拥有这一独具特色的技术。所谓核热推进系统(即核火箭发动机),就是利用反应堆产生的裂变热能把工作介质(推进剂)加热到 很高的温度,然后将高温高压的工作介质从喷管高速喷出,从而产生巨大的推动力。核火箭发动机由推进剂贮箱、涡轮泵系统、辐射屏蔽、核反应堆热源和喷管系统 5个部分组成。
    核火箭发动机的工作流程是用液氢泵将液氢贮箱中的液氢通过导管⑧抽出,并通过导管⑨打入冷却夹套③,受热后变成气态的氢经导管 ④进入氢涡轮⑤。在涡轮里气态氢进行局部膨胀,压力下降之后,进入核反应堆①。氢吸收了反应堆的热量其温度大大升高,最后进入喷管进行膨胀,将热能转变成 动能从喷管高速喷出。而氢涡轮所发出的功率是液氢泵的能源。在整个核火箭发动机系统中,核反应堆是最主要的部分。
    核热推进系统是美国和苏联曾经下大力研发的空间核动力系统。美国的NERVA型核火箭发动机和俄罗斯的RD-0410型核火箭发动机都做出了试验样机,进行了除飞行试验之外的大量试验,离研发成功近乎一步之遥,为今后的核推进技术的发展提供了宝贵的经验借鉴。
    而已经走出杯具的俄罗斯近几年来研发的新一代核火箭发动机设计,这一设计方案已成为俄罗斯研发双模式(电源/推进)空间核动力系统的设计基础。

核热推进系统原理
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大名鼎鼎的RD-0410核火箭发动机
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RD-0410主要数据
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测试
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新一代核火箭发动机设计
      无论如何,冷战的阴影已经过去,新世纪的曙光到来,国际合作的势头无法阻挡。以俄罗斯新一代核火箭发动机为基础的双模式核火箭发动机在未来国际合作的星空探索中又一次得到重视。
    在国际科学技术中心(MNTTS)支持的№2120(2002~2004)项目中,俄罗斯专家研发了以新一代核火箭发动机为基础的双模式核火箭发动机系 统设计方案。该设计不仅能保证产生68kN的较大推力,还能供给25kW的有效电功率。把4个这样的系统组合在一起,可以完全解决载人火星考察宇宙飞船的 推进动力和电能供应问题。
    在这个双模式核火箭发动机系统中,核反应堆堆芯的裂变热能加热推进工质氢,并借助喷管组将热能转变为推进动力。同时,通过其他工质(氙混合气体)带出堆芯的热量,并在布雷顿循环中利用动态转换方式发出电能。
    经过理论计算和设计分析验证证明,推力为68kN、比冲不低于900s、推力-质量比为1.2kgs/kg的双模式核火箭发动机是可以研制成的。根据对 质量尺寸性能的评估,作为宇宙飞船运输-电源舱的4个双模式核火箭发动机,可以保证携带90t左右的有效载荷一次登陆火星。而双模式核火箭发动机本身则通 过载重能力为50t的运载工具送至安装轨道。
    这种电源/推进系统设计从实施方面看是最成熟的。缺点是推力较小,完成空间任务需要较长的时间,但是人类探索星空的脚步不会停歇。是金子总会发光。

俄罗斯双模式核火箭发动机的概貌
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双模式核火箭发动机单机的主要性能参数
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核电推进系统示意图
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布雷顿循环双回路热电转换系统
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双模式热离子核反应堆电源和电推进器的空间平台
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注:参考资料,仅供参考!
+50  科创币    虎哥   2011-12-10   辛苦啦
+10  科创币    jrcsh   2011-12-10   高质量发帖
来自:火箭技术 / 喷气推进
2
jxs
9年3个月前
1楼
氢能烧啊,如果只是喷掉,有点可惜啊
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eifheowvd
9年3个月前
2楼
不知可否在喷出的同时点燃,获得更大的推力?
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创世纪
9年3个月前
3楼
发射失败怎么办
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solooooong
9年3个月前
4楼
这个链式反应很稳定,作为动力的话燃料纯度应该不会太高,即使发射失败应该也发生不了核爆
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火星居士
9年3个月前
5楼
之前设计过一台与此相似的原型,参考的就是这些材料。
只不过后来发现效率太低,以及不可逾越的辐射防护问题而中止了。
很好的主意。
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bg2bhc
9年3个月前
6楼
要是烧掉还得带氧化剂
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攀博士作者
9年3个月前
7楼
回 2楼(xp200798) 的帖子
氢要燃烧还得带氧,每千克氢得配8千克的氧,还得配上一大堆的储存和泵送系统,降低了有效载荷。个人认为,在推力足够的情况下,加氧燃烧有些得不偿失。
+5
科创币
delete
2011-12-10
高质量发帖
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jetliao
9年3个月前
8楼
有这样的设计,不过,是在开发月球一定时间后。因为月球可以通过太阳能或者核能提取矿物质,副产物就是氧。飞船可以在地球轨道起飞到月球携带上氧,然后飞往火星过程中掺混燃烧,据说比冲可以提到将近一倍。到达火星,回程过程中可以携带火星氧和氢。当然这比较遥远,特别是现在世界资源主要还是用在了各国竞争上。
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神马在线
9年3个月前
9楼
请注意,上面说的是在高空中在安装发动机!很明显,神马的射射线还是无法根除的!
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火星居士
9年3个月前
10楼
回 9楼(神马在线) 的帖子
同意,防辐射是大问题。
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ZRS
9年3个月前
11楼
能量没问题。。工质携带是问题啊
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51区总管
9年2个月前
12楼
这种发动机一次能够毁灭多少臭氧啊……
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ltl
9年2个月前
13楼
出事故怕的当然不是核爆,而是核污染………………
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SkyPropulsionLaborotory
14天9时前
14楼

楼主发的那张所谓RD-0410测试的图片,实际是RS-68的,搞错了。

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