Ядерная двигательная установка мегаваттного класса – в чём уникальность российской космической ядерной установки

Содержание

в чём уникальность российской космической ядерной установки — РТ на русском

В России испытана система охлаждения ядерной энергодвигательной установки (ЯЭДУ) — одного из ключевых элементов космического аппарата будущего, на котором можно будет совершать межпланетные полёты. В частности, были протестированы экспериментальные образцы генератора капель, элементов заборного устройства и модели холодильника-излучателя. Появление эффективной системы охлаждения снимает практически все препятствия для создания ЯЭДУ. Мощность первой установки составит 1 МВт, но в будущем увеличится в десять раз. Как полагают эксперты, достижение отечественных учёных станет существенным вкладом в развитие науки и экономики РФ. О перспективах технологии — в материале RT.

Российские учёные успешно испытали систему охлаждения ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса. Об этом сообщается в акте приёмки, размещённом на сайте госзакупок. В документе подчёркивается, что «работы выполнены в полном объёме, результаты соответствуют требованиям технического задания».

«Были выявлены закономерности функционирования элементов и узлов перспективных систем отвода тепла ЯЭДУ мегаваттного класса в наземных условиях, максимально приближенных к условиям космического пространства», — говорится в акте.

В документе уточняется, что специалисты изготовили и испытали экспериментальные образцы генератора капель, элементов заборного устройства (гидросборника) и модели капельного холодильника-излучателя (КХИ).

МКС
globallookpress.com

Разработкой КХИ занимаются ФГУП «Исследовательский центр им. Келдыша», Центр космических технологий Московского авиационного института, ОАО «РКК «Энергия» им. Королёва» и Московский энергетический институт.

ЯЭДУ — перспективный двигатель для космических аппаратов, который позволит совершать межпланетные полёты в несколько раз быстрее, чем сейчас. С его помощью Россия получит возможность проводить исследования Луны, Марса, дальних планет Солнечной системы и создавать там автоматические базы.

«Принцип работы ЯЭДУ заключается в том, что компактный ядерный реактор вырабатывает тепловую энергию, которая с помощью турбины преобразуется в электрическую. Она нужна для того, чтобы питать энергией ионные электрореактивные двигатели и оборудование», — пояснил в беседе с RT младший научный сотрудник НИИ ядерной физики им. Скобельцына МГУ Василий Петров.

Не имеет аналогов в мире

На современных двигателях низкопотенциальное (избыточное) тепло, которое может повредить бортовую аппаратуру, выводится в окружающее пространство (космос) через трубы панельных радиаторов, где циркулирует жидкость-теплоноситель. Такая система охлаждения представляет собой громоздкую конструкцию, не защищённую к тому же от попадания метеоритов.

Российские учёные изобрели принципиально новую схему отвода тепла. С помощью генератора холодильник-излучатель формирует капельные струйки горячего теплоносителя, который охлаждается на пути к гидросборнику и, собираясь в нём, направляется снова в рабочий контур. Подобная технология не предусматривает использования труб и таким образом облегчает конструкцию системы охлаждения.

Также по теме

«В самое жерло огненной печи»: станция BepiColombo начала семилетний полёт к Меркурию

С космодрома Куру во Французской Гвиане состоялся запуск космического корабля в рамках миссии по изучению Меркурия BepiColombo —…

«Успешное испытание системы охлаждения означает, что российским учёным удалось решить ключевую проблему на пути создания ЯЭДУ. Дело в том, что у атомной силовой установки один большой недостаток — она очень сильно нагревается. Если на Земле ядерный реактор охлаждается под напором воды, то в космосе такая возможность отсутствует», — сказал Петров.

Инициатором создания ЯЭДУ считается академик отделения физико-технических проблем энергетики РАН, бывший генеральный директор ФГУП «Исследовательский центр им. Келдыша» Анатолий Коротеев. Головной разработчик атомной энергодвигательной установки — Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля (НИКИЭТ).

Создание ЯЭДУ ведётся в рамках запущенного в 2010 году проекта транспортно-энергетического модуля (ТЭМ), над которым работают предприятия «Росатома» и «Роскосмоса». Согласно графику комиссии по модернизации при президенте РФ, опытный образец ядерного реактора мегаваттного класса должен появиться до конца 2018 года. В материалах «Росатома» подчёркивается, что данный проект не имеет аналогов в мире.

«Реализация этого проекта позволит на базе уже имеющегося задела поднять отечественную технику на принципиально новый уровень, во многом опережающий зарубежные разработки», — заявил в октябре 2009 года на заседании комиссии по модернизации глава «Роскосмоса» (в 2004—2011 годах) Анатолий Перминов.

Как сообщил ранее генеральный конструктор НИКИЭТ доктор технических наук Юрий Драгунов, в основу ЯЭДУ лёг накопленный с 1960-х годов опыт создания ядерных ракетных двигателей, термоэлектрических энергоустановок и эксплуатации всевозможной космической техники. Мощность первого образца ядерной энергодвигательной установки он оценил в 1 МВт.

Ядерный реактор атомной электростанции
РИА Новости
© Алексей Даничев

Однако, как заявил Драгунов, в недалёком будущем Россия сможет производить 10-мегаваттные установки, «что подразумевает практически неограниченные возможности энергетики для космоса». По его словам, ЯЭДУ будет обладать более высоким коэффициентом полезного действия, так как тепловая энергия реактора не будет направляться на разогрев газовой смеси.

В процессе работы над космической атомной установкой специалисты ФГУП «НИИ НПО «Луч» (Подольск) впервые в мире разработали промышленную технологию создания монокристаллических длинномерных трубок из тугоплавких металлов (молибден, вольфрам, тантал, ниобий) и сплавов. Данное изобретение позволяет изготавливать агрегаты двигателей, способных работать при температуре 1500 °C.

«Очень востребованные разработки»

Василий Петров рассказал, что достижения при разработке ЯЭДУ и ТЭМ позволят создать управляемый с Земли необитаемый космический аппарат, который сможет быстрее и эффективнее транспортировать различные грузы на другие планеты и выполнять функции межорбитального буксира. Сегодня для аналогичных целей используется разгонный блок «Фрегат».

«Надо понимать, что «Фрегат» — это одноразовый аппарат, расходующий гигантское количество топлива. После выполнения своей задачи он сгорает. Конечно, это недешёвое удовольствие. Гораздо экономичнее иметь в космосе многоразовое транспортное средство, которое человек будет использовать по необходимости, причём на протяжении десятков лет. Это будет по-настоящему революционная разработка», — пояснил Петров.

Также по теме

Фактор полного цикла: как Россия налаживает производство новейших спутников

В России впервые создано предприятие, которое охватывает весь цикл производства модулей полезной нагрузки для перспективных…

Как полагает эксперт, ядерная энергодвигательная установка не несёт опасности для окружающей среды. Отработавший свой ресурс реактор может быть отправлен на «орбиту захоронения», куда уводятся аппараты после выхода из строя. Также Петров не исключает, что через десятки лет человечество изобретёт технологию утилизации ЯЭДУ.

«Создание компактных мощных ядерных реакторов и прогресс в системах охлаждения наверняка окажут серьёзный положительный эффект на развитие промышленности и экономики России. Это очень востребованные разработки в сфере энергетики, которые должны найти применение в самых разных сферах», — отметил Петров.

В беседе с RT военный эксперт Юрий Кнутов предположил, что ЯЭДУ и научно-технический прогресс, связанный с его изобретением, могут заинтересовать Минобороны РФ. По его мнению, технологический рывок, который совершили российские учёные, применим для совершенствования электромагнитного оружия, а также источников энергии для нужд ВКС и ВМФ.

«Ядерная энергия вполне может использоваться при разработке оружия с электромагнитным импульсом и как источник питания для различных средств разведки. Также эти наработки пригодятся для создания более эффективных и простых в эксплуатации морских силовых установок. Речь идёт о «вечном» ядерном реакторе с ресурсом на весь жизненный цикл атомной подлодки», — заявил Кнутов.

Подводный крейсер «Юрий Долгорукий»
РИА Новости

Эксперт также отметил, что в ближайшее время не стоит ожидать создания межпланетного корабля из-за невозможности на данный момент обеспечить 100%-ную защиту человека от солнечной радиации на расстоянии свыше 500 км от Земли. Кроме того, вспышки на Солнце будут пагубно влиять не только на экипаж, но и на электронику.

«Пока говорить о возможности создания корабля с ЯЭДУ преждевременно. Чтобы защитить экипаж, ему потребуется свинцовый корпус толщиной несколько метров. В итоге корабль будет громоздким и чрезвычайно дорогим. Конечно, никто в это вкладывать деньги не будет. Но прогресс не стоит на месте. С изобретением лёгкого прочного средства защиты перед Россией и человечеством откроются действительно невероятные перспективы», — резюмировал Кнутов.

russian.rt.com

В России показан будущий ядерный звездолет

«Роскосмос» показал, как будет выглядеть настоящий звездолет, оснащенный компактной ядерной силовой установкой — рендер с концепцией «российского ядерного планетолета» опубликован на официальной странице.

Зачем России ядерный белый лебедь

Напомним, что начиная с 2010 в России создается транспортно-энергетический модуль на основе «ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса». В частности, над самим ядерным двигателем корпит Центр им. Келдыша и предприятия корпорации «Росатом». Само же применение ЯРД в космосе прорабатывает КБ «Арсенал».

«Сегодня Центр имени Келдыша работает над развитием космических аппаратов с более мощными двигателями — ядерными установками нового класса, для работы которых не нужен солнечный свет и солнечные батареи», — сообщают представители «Роскосмоса».

Ранее космическая корпорация заявила, что к 2018 году будет изготовлен и опытный (реальный) образец такой установки, которое будет предназначаться для межпланетных и дальних (межзвездных) перелетов.

Как отмечают СМИ, ядерная энергетика в космосе Россией и СССР используется не впервые — например, с 1970-го по 1988 год были запущены 32 космических аппарата с термоэлектрической ядерной установкой. Также с 1960-х по 1980-е годы на Семипалатинском полигоне был испытан настоящий, работающий ядерный ракетный двигатель.

Добавим, что не так давно российские учёные успешно испытали и систему охлаждения этой установки — отчет об этом был официально размещен на сайте госзакупок.

«Принцип работы ЯЭДУ заключается в том, что компактный ядерный реактор вырабатывает тепловую энергию, которая с помощью турбины преобразуется в электрическую. Она нужна для того, чтобы питать энергией ионные электрореактивные двигатели и оборудование@?- рассказал СМИ сотрудник НИИ ядерной физики им. Скобельцына.

Как полагает эксперт, ядерная энерго-двигательная установка не несёт опасности для окружающей среды. Отработавший свой ресурс реактор может быть отправлен на «орбиту захоронения», куда уводятся аппараты после выхода из строя. Также Петров не исключает, что через десятки лет человечество изобретёт технологию утилизации ЯЭДУ.

Впрочем, пока что ядерный звездолет для пилотируемого покорения дальнего космоса — дело будущего. Несмотря на то, что и реактор, и двигатель, и система охлаждения готовы- для выживания экипажа его надо защитить свинцовым корпусом толщиной в несколько метров.

В итоге корабль, даже если его собирать в космосе и там же стартовать на ядерной тяге, будет очень громоздким и неоправданно дорогим. Однако, как только в России или вообще не Земле будет изобретено лёгкое и прочное средство защиты от радиации, можно сразу будет создавать пилотируемый ядерный космический корабль. Пока же речь может идти только о космическом корабле с ЯРД, перевозящем грузы и управляемом удаленно.

Напоследок отметим, что после презентации президентом России крылатых ракет с ЯРД, многие эксперты усомнились, что Россия обладает столь передовой технологией. Вот только их скепсис остудили представители Пентагона и ЦРУ, заявившие — у России действительно есть такая технология и такое оружие.

www.pravda.ru

До Марса за полтора месяца. Ядерная энергодвигательная установка мегаваттного класса.: pyshtyn — LiveJournal

Если честно, то услышав об этом, сначала не поверил.

В общих чертах.

В 2009 году Роскоскмос с Росатомом начали работы по созданию электроракетного космического двигателя объединенного с ядерным реактором. Электроракетный двигатель (https://ru.wikipedia.org/wiki/Электроракетная_двигательная_установка) имеет чудовищную тягу, но для него нужно чудовищное количество топлива. Желательно неограниченное. Правильно. Берем ядерный реактор, и полетели!
В чем была трудность? Трудность была в создании ядерного реактора малых размеров и большой мощности для работы в космосе. Выход был найден — реактор на быстрых нейтронах.

Кстати, мире всего четыре научно-исследовательских реактора такого типа: два у России, один у Индии и еще один недавно мы помогли построить Китаю. Промышленных реакторов и вовсе только два, и оба у России. На Западе эти проекты были давно закрыты. Решили зачем такие сложные и дорогие реакторы на быстрых нейтронах.
В итоге — мы снова в космосе первые. В чем?

Цитата.

«Ядерная энергодвигательная установка, создаваемая в РФ совместно Росатомом и Роскосмосом, позволит долететь до Марса за небывало короткий срок — около полутора месяцев», сообщил генеральный директор Росатома Сергей Кириенко.

«Сегодняшние космические установки позволяют долететь до Марса за полтора года без возможности вернуться обратно и без возможности маневрирования — они один раз разгоняются и далее идут по траектории», — сказал Кириенко в среду, выступая в Совете Федерации.

«Установка с ядерным двигателем позволит долететь до Марса за месяц-полтора и вернуться обратно, поскольку сохраняет возможность маневрирования», — отметил глава Росатома.

Источник — https://ria.ru/atomtec/20160302/1382953983.html

Фантастика? Посмотрим.

pyshtyn.livejournal.com

Ядерный космический двигатель будет готов к летным испытаниям в 2018 году

Разрабатываемая в России силами предприятий госконцерна Росатом ядерная энергодвигательная установка мегаваттного класса будет готова в ноябре 2018 года для начала летно-конструкторских испытаний. Сейчас сообщается, что Роскосмос уже ведет подготовку предложений по «проведению испытаний ключевых элементов и систем, в том числе на борту МКС».

Напомним, что в 2016-2018 годах разработка ядерной энергодвигательной установки получила бюджетное финансирование, при этом работы по созданию транспортного энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса были утверждены президентской комиссией по модернизации и технологическому развитию экономики РФ еще в 2009 году. Эскизное проектирование было завершено к 2012 году. В 2014 году вокруг разработки, в связи с продвижением работ, начались спекуляции в СМИ. В частности, неоднократно совершались «вбросы» о свертывании проекта, отсутствии к нему интереса у государства и т.д. В самом конце 2015 года головная организация проекта (АО «НИКИЭТ», Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля) подтвердила информацию о успешном развитии НИОКР по данной теме. Ученые также распространили данные об успешно проведенных испытаниях полномасштабных макетов радиационной защиты реакторной установки для на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам для нагрузок при летной эксплуатации. Также сообщалось, что при создании блоков радиационной защиты, помимо традиционных водородсодержащих компонентов, широко использовались композиционные конструкционные и боросодержащие материалы. Приводилась информация, что тесты были выполнены на базе НПО «Машиностроение» в городе Реутов.

Ранее сообщалось, что конструктивно установка будет устроена следующим образом: космический реактор не нагревает струю, выбрасываемую из него, а вырабатывает электричество. Горячий газ от реактора крутит турбину, турбина крутит электрогенератор и компрессор, который обеспечивает циркуляцию рабочего тела по замкнутому контуру. Генератор же вырабатывает электричество для плазменного двигателя с удельной тягой в 20 раз выше, чем у химических аналогов. Новый ядерный энергоблок работает по замкнутому циклу, поэтому разработчики говорят, что радиоактивные вещества не попадут в окружающее пространство. Масса и габариты базовых элементов ядерной силовой установки должны обеспечивать их размещение в космических головных частях существующих российских РН «Протон» и «Ангара».

Расскажите о статье своим друзьям в соцсетях!

tehnoomsk.ru

Ядерная электродвигательная установка Википедия

Ядерная электродвигательная установка (ЯЭДУ) — двигательная установка космического аппарата, включающая в себя комплекс бортовых систем космического аппарата (КА), таких как: электрический ракетный двигатель (ЭРД), система электропитания, обеспечиваемого ядерным реактором, система хранения и подачи рабочего тела (СХиП), система автоматического управления (САУ).

По оценкам А. В. Багрова, М. А. Смирнова и С. А. Смирнова ядерный ракетный двигатель может добраться до Плутона за 2 месяца^[1]^[2] и вернуться обратно за 4 месяца с затратой 75 тонн топлива, до Альфы Центавра за 12 лет, а до Эпсилон Эридана за 24,8 года^[3].

История[ | ]

Начало работ над ядерными двигателями приходится на 1960-е гг.^[4]^[5] Ряд предприятий советской отрасли, в частности центр Келдыша, КБХА, Институт Доллежаля, принимали участие в этих работах, в результате был накоплен колоссальный опыт не только по работе с ядерными двигателями, но и по термоэмиссионным и термоэлектрическим энергоустановкам, а также по материалам и топливу^[4]^[6]^[7].

В советское время c 1968 по 1988 гг. была выпущена серия спутников «Космос» с ядерными реакторами. Несколько аварий спутников этой серии вызвали большой резонанс^[8]^[9].

Установки первого поколения от начала XXI в. отличались невысокой мощностью^[7]: установки типа «Бук», производимые в 1970-е гг. НПО «Красная звезда», имели мощность 5 киловатт, в то время как установка начала XXI в. имеет по проекту мощность в 200 раз выше — 1 мегаватт^[7].

Отличие от ядерного ракетного двигателя в котором реактор был нужен для разогрева рабочего тела и создания реактивной тяги^[7]^[4], реактор ЯЭДУ установки вырабатывал тепловую энергию, которая преобразуется в электрическую и далее расходуется на работу двигателя, установка работает по замкнутому циклу без выброса радиоактивных веществ^[4]^[7], специально для ЯЭДУ в СССР^{[нет в источнике]} был создан стационарный плазменный двигатель СПД-290, тягой до 1500 мН^[10]^[11].

Также для ЯЭДУ рассматривался вариант ионного двигателя (ИД) высокой мощности разработанный исследовательским центром Келдыша ИД-500^[12]. Его параметры: мощность 32-35 кВт, тяга 375—750 мН, удельный импульс 70000 м/с, коэффициент полезного действия 0,75^[12]. ИД-500 имеет электроды ионно-оптической системы, выполненные из титана с диаметром перфорированной отверстиями зоны 500 мм, катод газоразрядной камеры, который обеспечивает ток разряда в диапазоне 20-70 А и катод-нейтрализатор, способный обеспечить нейтрализацию ионного пучка в диапазоне токов 2-9 А^[12]. На следующем этапе разработки двигатель будет оснащен электродами из углерод-углеродного композиционного материа

ru-wiki.ru

Обсуждение:Ядерная энергодвигательная установка мегаваттного класса Википедия

Статья получила название «Первая космическая ядерная электродвигательная установка мегаваттного класса», по тому что, это первая в истории человечества космическая установка мегаваттного класса, космическая по тому что есть установки имеющие другое назначение(Атомный ледокол, Ядерная силовая установка, 50 лет Победы (атомный ледокол)), и если можно возражать против звания «первая», пока её не достроили, хотя сейчас ни кто не строит ни чего подобного, а срок окончания работ 2018 год(проект разрабатывается уже больше 6 лет), то возражать против «мегаваттного класса» бессмысленно, так как это и есть причина создания статьи, прописанная в каждом источнике, установок намного меньшей мощности более чем достаточно, на спутниках и автоматических исследователях, которые не позволяют осуществлять пилотируемые миссии и имеют малый срок эксплуатации! Прежде чем переименовывать статью, ознакомитесь с её содержимым, во избежании недоразумений! Нынешний заголовок «Космическая ядерная электродвигательная установка» ни как не отражает сути статьи, а всего лишь озаглавливает раздел для целого ряда устройств, дублирующий другую страницу Ядерная электродвигательная установка, а так же не отражен в источниках. Пока «имя» установки остается неизвестным предлагаю сохранить первоначальное название статьи «Первая космическая ядерная электродвигательная установка мегаваттного класса», в крайнем случае «Космическая ядерная электродвигательная установка мегаваттного класса» или в полном соответствии с источниками «Ядерная электродвигательная установка мегаваттного класса», не смотря на то что такое имя статьи не отражает сути в полном объеме, до момента когда проект будет реализован. Julian P 18:20, 8 апреля 2016 (UTC)

ВП:ИС рекомендует названию, которое для большинства русскоговорящих читателей является наиболее узнаваемым и, по возможности, наименее неоднозначным — космическая ЯЭД ещё одна есть? Правильно — нет, поэтому считаю уточнение излишним. —Saramag 20:18, 8 апреля 2016 (UTC)

Совершенно верно более узнаваемым и наименее неодназначным,«- космическая ЯЭД ещё одна есть? Правильно — нет» правильный ответ, правильно есть! Ядерные реакторы на космических аппаратах. Как только вы править начали я сразу понял, что в данной области вы не начитаны! Нападки на Росатом считаю детскими выходками! Самое распространенное название в прессе:«Ядерная энергодвигательная установка мегаваттного класса» Julian P 01:55, 9 апреля 2016 (UTC)

Кажется понял что вы имели ввиду, что бы не было путаницы в пространстве википедии, но я уже переименовал в соответствии с источниками, за то теперь пользователи будут попадать сюда быстрее, достаточно будет скопировать текст из новостной статьи в строку поиска гугла!

ruwikiorg.ru

Ядерная электродвигательная установка — Википедия. Что такое Ядерная электродвигательная установка

История

Общее описание

ЯЭДУ иногда путают с ядерным ракетным двигателем, что не совсем корректно, так как ядерный реактор в ЯЭДУ используется только для выработки электроэнергии^[13]. Она, в свою очередь, используется для запуска и питания электрического ракетного двигателя (ЭРД), а также обеспечивает электропитание бортовых систем космического аппарата^[13]^[14].

ЯЭДУ состоит из трех основных устройств: реакторной установки с рабочим телом и вспомогательными устройствами (теплообменник-рекуператор и турбогенератор-компрессор), электроракетной двигательной установки, холодильника-излучателя^[4]^[12]^[15]^[16].

Достоинствами ЯЭДУ являются возможность 10-летней эксплуатации, большой межремонтный интервал и продолжительное время работы на одном включении^[12] С физической точки зрения ЯЭДУ — компактный газоохлаждаемый реактор на быстрых нейтронах.^[12]^[13].

ЯЭДУ мегаваттного класса

В 2009 году проект ЯЭДУ мегаваттного класса утвердила Комиссия по модернизации и технологическому развитию экономики России при президенте России^[17]^[18]. Главным предприятием конструктором считается «НИКИЭТ», во главе с директором — генеральным конструктором Юрием Драгуновым.^[13] Проект направлен на то, чтобы вывести Россию на лидирующие позиции в создании энергетических комплексов космического назначения, способных решать широкий спектр задач в космосе, таких как исследование Луны и дальних планет с созданием на них автоматических баз.^[19] Особенность проекта 2009—2018 заключается в использовании специального теплоносителя — гелий-ксеноновой смеси.^[7] А также то, что рабочие органы системы и защиты реакторной установки выполнены из труб, изготовленных из молибденового сплава.^[20]^[21] На начало 2016 года завершено эскизное проектирование^[13], проектная документация^[22], завершены испытания системы управления реактором^[23], проведены испытания ТВЭЛ^[12], проведены испытания корпуса реактора^[24], проведены испытания полномасштабных макетов радиационной защиты реакторной установки^[25]. На выставке «Госзаказ — ЗА честные закупки 2016», которая прошла с 23 по 25 марта в Москве, АО «НИКИЭТ» представило макет реакторной установки для ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса.^[26]

См. также

Примечания

Литература

wiki.sc

Ядерная двигательная установка мегаваттного класса – в чём уникальность российской космической ядерной установки — РТ на русском