Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ядерная двигательная установка включает в себя широкий спектр методов приведения в движение, в которых в качестве основного источника энергии используются те или иные формы ядерной реакции . Идея использования ядерных материалов в качестве двигателей восходит к началу 20 века. В 1903 году была выдвинута гипотеза, что радиоактивный материал, радий , может быть подходящим топливом для двигателей автомобилей, самолетов и лодок. [1] Герберт Уэллс подхватил эту идею в своем художественном произведении 1914 года «Освобожденный мир» . [2]

Реакторы с водой под давлением являются наиболее распространенными реакторами, используемыми на кораблях и подводных лодках. На графической схеме показаны принципы работы. Первичный хладагент обозначен оранжевым цветом, а вторичный хладагент (пар, а затем и питательная вода) - синим.

Надводные корабли, подводные лодки и торпеды [ править ]

Суда с атомными двигателями - это в основном военные подводные лодки и авианосцы . Россия - единственная страна, которая в настоящее время имеет гражданские надводные корабли с ядерными установками, в основном ледоколы . В настоящее время (по состоянию на июль 2018 г.) в США находится 11 авианосцев, и все они оснащены ядерными реакторами. Более подробные статьи см .:

Дельта-класс атомоход.

Гражданское использование на море [ править ]

Военное использование на море [ править ]

Торпеда [ править ]

Основная статья: Океаническая многоцелевая система Статус-6

В новостях Первого канала российского телевидения около 12 ноября 2015 года было показано изображение и подробности ядерной торпеды « Статус-6» . Было заявлено, что торпеда имеет дальность действия до 10 000 км, крейсерскую скорость 100 узлов и рабочую глубину. на глубине до 1000 метров под поверхностью. Торпеда несла ядерную боеголовку мощностью 100 мегатонн. [3]

Одним из предложений, появившихся летом 1958 года на первом заседании научно-консультативной группы, ставшей JASON, было предложение «торпеды с ядерной установкой, которая могла бы бродить по морям почти бесконечно» . [4]

Самолеты и ракеты [ править ]

Основная статья: Самолет с ядерной установкой
Фотография ядерной двигательной установки самолета , известной как HTRE-3 (эксперимент № 3 с реактором теплопередачи). Центральный реактор на базе EBR-1 заменил сжигание химического топлива для нагрева воздуха. В реакторе быстро повысилась температура с помощью воздушного теплообменника, и в ходе ряда наземных испытаний были задействованы сдвоенные двигатели J47 . [5]

Исследования в области атомной подводной авиации преследовалась во время холодной войны со стороны Соединенных Штатов и Советского Союза , так как они, предположительно , позволит стране сохранить ядерные бомбардировщики в воздухе в течение очень длительного периода времени, полезной тактикой для ядерного сдерживания . Ни одна из стран не создала действующих ядерных самолетов. Одна из конструкторских проблем, которая так и не была решена должным образом, заключалась в необходимости надежной защиты экипажа от лучевой болезни . С момента появления межконтинентальных баллистических ракетв 1960-е годы тактическое преимущество таких самолетов сильно уменьшилось, и соответствующие проекты были свернуты. Поскольку технология изначально была опасной, она не рассматривалась в невоенном контексте. Ракеты с ядерными двигателями также исследовались и не учитывались в тот же период.

Самолет

  • Convair X-6
  • Мясищев М-50 - мистификация " Авиационная неделя" [6]
  • Ядерная силовая установка самолета - проект General Electric по созданию атомного бомбардировщика.
  • Туполев Ту-95ЛАЛ

Ракеты

  • Проект Плутон - который разработал ракету SLAM , которая использовала воздушно-прямоточный реактивный двигатель с ядерной установкой в ​​качестве двигателя
  • Крылатая ракета с ядерной установкой « Буревестник » анонсирована Владимиром Путиным в 2018 году [7].

Космический корабль [ править ]

Основная статья: Ядерная энергия в космосе

Было предложено много типов ядерных двигателей, и некоторые из них (например, NERVA ) были испытаны для использования в космических аппаратах.

Ядерный импульсный двигатель [ править ]

Основная статья: Ядерная импульсная тяга
  • Проект Орион , первое инженерное исследование ядерно-импульсной (т. Е. Атомного взрыва) двигательной установки.
  • Проект Daedalus , исследование Британского межпланетного общества 1970-х годов о термоядерной ракете
  • Проект Longshot , Военно-морская академия США - проект ядерной импульсной двигательной установки НАСА
  • AIMStar , предлагаемый катализированный антиматерией ядерный импульсный движитель, который использует облака антипротонов для инициирования деления и синтеза внутри топливных таблеток.
  • ICAN-II , предлагаемый пилотируемый межпланетный космический корабль, который использовал ядерный импульсный двигательный двигатель, катализируемый антивеществом, в качестве основной формы движения.
  • Внешнее импульсное плазменное движение (EPPP) , концепция двигателя, разработанная НАСА, которая получает свою тягу от плазменных волн, генерируемых серией небольших сверхкритических импульсов деления / синтеза позади объекта в космосе.

Ядерная тепловая ракета [ править ]

Основная статья: Ядерная тепловая ракета
Бимодальные ядерные тепловые ракеты - проводят реакции ядерного деления, аналогичные тем, которые используются на атомных электростанциях, включая подводные лодки. Энергия используется для нагрева жидкого водородного топлива. Изображенный аппарат - «Коперник», разгонный блок, разрабатываемый для системы космического запуска (2010 г.).
  • Бимодальные ядерные тепловые ракеты проводят реакции ядерного деления, аналогичные тем, которые используются на атомных электростанциях, включая подводные лодки. Энергия используется для нагрева жидкого водородного топлива. Сторонники космических аппаратов с ядерными двигателями отмечают, что во время запуска ядерные реакторы практически не испускают радиацию. Ракеты с ядерной установкой не используются для отрыва от Земли. Ядерные тепловые ракеты могут обеспечить большие эксплуатационные преимущества по сравнению с химическими двигательными установками. Ядерные источники энергии могут также использоваться для обеспечения космического корабля электроэнергией для работы и научных приборов. [8]
  • NERVA - Ядерная энергия НАСА для ракетных двигателей, американская ядерная тепловая ракетная программа
  • Project Rover - американский проект по разработке ядерной тепловой ракеты. Программа работала в Лос-Аламосской научной лаборатории с 1955 по 1972 год.
  • Проект Timberwind 1987-1991 гг.

Ramjet [ править ]

  • ПВРД Bussard , концептуальный ПВРД межзвездного синтеза, названный в честь Роберта В. Бюссара .

Прямая ядерная [ править ]

  • Ракета осколков деления
  • Деление паруса
  • Термоядерная ракета
  • Ракета-реактор с газовым сердечником
  • Ядерная ракета с морской водой
  • Радиоизотопная ракета
  • Ядерная фотонная ракета

Ядерная электрическая [ править ]

  • Ядерная электрическая ракета
  • Проект Prometheus , разработка НАСА ядерной двигательной установки для длительного космического полета, начатая в 2003 году.

Разработка Федерального космического агентства России [ править ]

Основная статья: ТЕМ (ядерная двигательная установка)

Анатолий Перминов , глава Федерального космического агентства России , объявил [ когда? ], что он собирается разработать космический корабль с ядерной установкой для путешествий в дальний космос. [9] [10] Эскизный проект был выполнен к 2013 году, еще 9 лет планируется на разработку (в космической сборке). Цена установлена ​​в размере 17 миллиардов рублей (600 миллионов долларов). [11] Ядерная силовая установка будет мегаваттного класса, [12] [13] при условии необходимого финансирования, заявил глава Роскосмоса.

Эта система будет состоять из космической ядерной энергетики и матрицы ионных двигателей. «... Горячий инертный газ с температурой 1500 ° C из реактора вращает турбины. Турбина вращает генератор и компрессор, который циркулирует рабочее тело по замкнутому контуру. Рабочее тело охлаждается в радиаторе. Генератор вырабатывает электричество для тот же ионный (плазменный) двигатель ... » [14] [ неудавшаяся проверка ]

По его словам, двигательная установка сможет обеспечить полет человека на Марс , при этом космонавты будут находиться на Красной планете 30 дней. Путешествие к Марсу с ядерной двигательной установкой и постоянным ускорением займет шесть недель вместо восьми месяцев при использовании химического двигателя - при условии, что тяга в 300 раз выше, чем у химического двигателя. [15] [16]

Транспорт [ править ]

Автомобили [ править ]

Идея создания автомобилей , в которых в качестве топлива использовался бы радиоактивный материал, радий , появилась как минимум в 1903 году. Анализ концепции в 1937 году показал, что водителю такого транспортного средства может понадобиться 50-тонный свинцовый барьер для защиты от радиации . [17]

В 1941 году доктор Р. М. Лангер, физик из Калифорнийского технологического института , поддержал идею автомобиля, работающего на уране-235, в январском выпуске Popular Mechanics . За ним последовал Уильям Бушнелл Стаут , дизайнер Stout Scarab и бывший президент Общества инженеров , 7 августа 1945 года в New York Times . Проблема защиты реактора продолжала делать эту идею непрактичной. [18]В декабре 1945 года некий Джон Уилсон из Лондона объявил, что создал атомную машину. Это вызвало значительный интерес. Посмотреть его явились министр топлива и энергетики вместе с большим представителем прессы. Автомобиль не появился, и Уилсон заявил, что это был саботаж. Позднее судебное дело установило, что он был мошенником и не было автомобиля с ядерной двигателем. [19] [20]

Несмотря на проблему экранирования, в конце 1940-х - начале 1950-х годов продолжались споры о возможности создания автомобилей с ядерной установкой. Разработка атомных подводных лодок и кораблей, а также эксперименты по созданию самолета с ядерной установкой в ​​то время поддержали эту идею. [21] В российских газетах середины 1950-х годов сообщалось о разработке профессором В.П. Ромадиным автомобиля с ядерным двигателем, но экранирование снова оказалось проблемой. [22] Утверждалось, что его лаборатории преодолели проблему экранирования с помощью нового сплава, поглощающего лучи. [23]

В 1958 году, на пике американской автомобильной культуры 1950-х годов, было предложено по крайней мере четыре теоретических концептуальных автомобиля с ядерным двигателем: американские Ford Nucleon и Studebaker Packard Astral , а также французская Simca Fulgur, разработанная Робертом Опроном [24] [25]. и Arbel Symétric . Помимо этих концептуальных моделей, ни одна из них не была построена, и ни одной автомобильной атомной электростанции не было. Крайслеринженер Ч. Р. Льюис отказался от этой идеи в 1957 году из-за оценок, что для автомобиля весом 3000 фунтов (1400 кг) потребуется двигатель 80 000 фунтов (36 000 кг). По его мнению, для практической реализации ядерной энергетики необходимы эффективные средства хранения энергии. [26] Несмотря на это, стилисты Chrysler в 1958 году разработали несколько возможных дизайнов.

В 1959 году сообщалось, что Goodyear Tire and Rubber Company разработала новую резиновую смесь, которая была легкой и поглощала радиацию, устраняя необходимость в тяжелой защите. Репортер в то время считал, что это может сделать автомобили и самолеты с ядерными двигателями возможными. [27]

В 1962 году для Всемирной выставки в Сиэтле компания Ford сделала еще одну модель с потенциально ядерным двигателем - Ford Seattle-ite XXI . [28] [29] Это также никогда не выходило за рамки первоначальной концепции.

В 2009 году к столетней годовщине приобретения компанией General Motors компании Cadillac Лорен Кулесус создал концепт-арт, изображающий автомобиль, работающий на тории . [30]

Другое [ править ]

Chrysler TV-8 была экспериментальная концепция танк разработан Chrysler в 1950 - х годах. Танк задумывался как средний танк с ядерной установкой, способный вести боевые действия на суше и в морских амфибиях. Конструкция никогда не производилась серийно. [31] Марсоход Curiosity питается от радиоизотопного термоэлектрического генератора (РТГ), как и успешные марсианские аппараты Viking 1 и Viking 2 в 1976 году. [32] [33]

См. Также [ править ]

  • Безопасный доступный двигатель деления
  • Электроэнергетическая двигательная установка космического корабля

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Некоторые практические применения лучей радия, Республика, воскресенье, 13 сентября 1903 г.
  2. ↑ Новый источник энергии, The World Set Free, Герберт Уэллс, Коллинз, Лондон и Глазго, издание 1956 г., стр. 55
  3. ↑ Россия раскрывает гигантскую ядерную торпеду в утечке государственного телевидения , новости BBC, 12 ноября 2015 г. - данные получены 27 ноября 2015 г.
  4. ^ Наука Magazine, 29 ноября 1991, p.1284
  5. ^ Торнтон, G; Блюмбег, Б. (январь 1961 г.). «Эксперименты с реактором теплопередачи авиационной ядерной двигательной установки достигают целей испытаний». Нуклеоника . Макгроу-Хилл. 19 (1). ISSN  0096-6207 .
  6. ↑ Норрис, Гай (14 октября 2014 г.). «Фальстарт для атомной эры авиации» . Авиационная неделя . Проверено 17 октября 2014 года .
  7. ^ Гады, Франц-Стефан (2 марта 2018). "Россия обнаруживает" неудержимую "крылатую ракету с ядерным двигателем" . Дипломат . Проверено 26 марта 2018 .
  8. ^ Контактная информация : Gynelle С. Стил (15 июля 2005). «F-22 Raptor Stealth» . НАСА Исследования и технологии Гленна . Проверено 8 июля 2009 .
  9. ^ Российское космическое агентство объявляет о планах создания ядерной ракеты для дальнего космоса
  10. ↑ Россия и США обсудят проект космического корабля с ядерным двигателем
  11. ^ Русские отправятся на Марс на космическом корабле с ядерной установкой // 2009
  12. ^ Пейдж, Льюис (5 апреля 2011 г.). «Россия и НАСА проведут переговоры по ядерным космическим кораблям. У москвичей есть смелость, но нет денег» . Реестр . Проверено 26 декабря 2013 года .
  13. ^ "Интервью: академик Анатолий Коротеев Взгляд изнутри на российскую ядерную энергетическую двигательную установку" (PDF) . 21-го века. Осень / Зима 2012-2013 гг . Проверено 26 декабря 2013 года . Проверить значения даты в: |date=( помощь )
  14. ^ (На русском языке ) академик Анатолий Коротеев: «Ядерная энергетика может обеспечить качественный скачок в развитии пространства»
  15. ^ Космический двигатель для марсианской миссии может быть разработан в течение 6-9 лет
  16. ^ Россия возглавляет ядерную космическую гонку после ухода США
  17. ^ The Science Review, выпуски 1-12, Научный клуб Мельбурнского университета, Мельбурнский университет, 1937, стр.
  18. ^ Automobile Quarterly, том 31 номер 1, 1992, страницы 14-29
  19. ↑ Первый атомный автомобиль, "саботированный", Townsville Daily Bulletin, Квинсленд, Австралия, понедельник, 3 декабря 1945 г., стр. 2
  20. ^ «Атомный автомобиль» мистификация - Пожилой изобретатель получает предложение цели, Cairns Post, Квинсленд Австралия, понедельник 22 июля 1946, страница 3
  21. ^ «Бенсон Форд представляет проблему для автомобилей с атомными двигателями» . The Brooklyn Daily Eagle . 2 октября 1951 г. с. 3 . Проверено 4 июня 2015 г. - через Newspapers.com .
  22. ↑ Reading Eagle, воскресенье, 20 февраля 1955 г., стр.
  23. ^ Atom питанием Автомобильный Заявленное Russian, Викторию Advocate, Виктория, штат Техас,воскресенье, 30 января, 1955, стр 7
  24. ^ "Радиоактивные автомобили ХХ века" . Архивировано из оригинального 26 октября 2018 года . Проверено 26 апреля 2012 года .
  25. ^ «Неудачное ожидание Simca: la« fulgur » » (на французском языке) . Проверено 26 апреля 2012 года .
  26. ^ Hearst Magazines (апрель 1957). "Автомобиль на атоме" Популярная механика " . Популярная механика . Журналы Hearst. п. 141.
  27. ^ Пришествие Atom Powered Plane ускорен, Рей Кромли, The Advocate Виктория, Виктория, штат Техас,среду, 24 июня 1959 г., стр.4
  28. ^ Хэнлон, Майк. «Ford Seattle -ite: один из самых значительных концепт-каров в истории» . Gizmag.com . Проверено 26 апреля 2012 года .
  29. ^ "1962 Ford Seattle -ite XXI" . Архивировано из оригинального 12 мая 2013 года . Проверено 26 апреля 2012 года .
  30. ^ Какого черта? Cadillac World Thorium Fuel Concept?
  31. ^ Ханникатт 1990 , стр. 36.
  32. ^ "Многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор" (PDF) . НАСА / Лаборатория реактивного движения. 1 января 2008 года Архивировано из оригинального (PDF) 13 августа 2012 года . Проверено 6 августа 2012 года .
  33. ^ "Исследование Марса: радиоизотопная энергия и нагрев для исследования поверхности Марса" (PDF) . НАСА / Лаборатория реактивного движения. 18 апреля 2006 . Проверено 7 сентября 2009 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Bussard, R .; DeLauer, R. (1958). «Ядерная ракетная двигательная установка». Макгроу-Хилл. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  • Бюссар, Р. (1965). «Основы ядерного полета». Макгроу-Хилл. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  • Кушин, Гарри (апрель 1951). «Атомная энергия - в твоей машине» . Motor Trend .

Внешние ссылки [ править ]

  • Ядерно-космическое движение: НАСА 1968 наYouTube
  • С.К. Боровски и др., «Варианты конструкции ядерных тепловых ракет / транспортных средств для будущих миссий НАСА на Луну и Марс», Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства, NASA-TM-0107071, сентябрь 1993 г.
  • WE Moeckel, "Двигательные установки для пилотируемых исследований Солнечной системы", Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства, NASA TM X-1864, август 1969 г.
  • Г. Р. Шмидт, Дж. А. Бонометти и П. Дж. Мортон, "Ядерный импульсный двигатель: Орион и за его пределами", Am. Inst. Аэро. Astro., AIAA 2000-3856, июль 2000 г.
  • Домашняя страница РКА на английском языке
    • (на японском языке) ソ ヴ ィ エ ト 連邦 に お け る 宇宙 用 原子 炉 の 開 発 と そ の 実 用
    • (на русском языке) Домашняя страница РКА на русском языке
    • (на русском языке ) Программа 2006-2015 РКА фундаментальных космических исследований
  • Российская космическая программа
  • Атомные ракеты - Реалистичные конструкции десять умозрительных концепций от НАСА
  • RW Bussard, Усовершенствованная термоядерная энергетическая система для космических двигателей в космосе, 2003 г.
  • Обзор ядерных двигательных технологий для космического применения, А. Микс, 15 марта 2013 г.
  • Мечты о ядерном полете - программы NEPA и ANP