En kjernefyselig rakettmotor er en rakettmotor, hvis prinsipp er basert på en kjernefysisk reaksjon eller radioaktivt forfall, mens energi frigjøres som varmer arbeidsfluidet, som kan være reaksjonsproduktene eller et annet stoff, for eksempel hydrogen.
La oss ta en titt på alternativene og prinsippene fra handlingen …
Det er flere typer rakettmotorer som bruker det ovenfor beskrevne driftsprinsippet: kjernefysisk, radioisotop, termonukleær. Ved bruk av kjernefysiske rakettmotorer kan spesifikke impulsverdier oppnås betydelig høyere enn de som kan oppnås fra kjemiske rakettmotorer. Den høye verdien av den spesifikke impulsen forklares med den høye hastigheten på utstrømningen av arbeidsfluidet - omtrent 8-50 km / s. Drivkraften til en kjernefysisk motor er sammenlignbar med den for kjemiske motorer, noe som vil gjøre det mulig i fremtiden å erstatte alle kjemiske motorer med kjernefysiske motorer.
Hovedhindringen for fullstendig utskiftning er den radioaktive forurensningen av miljøet forårsaket av kjernefysiske rakettmotorer.
Salgsfremmende video:
De er delt inn i to typer - fast fase og gassfase. I den første typen motorer plasseres fissilt materiale i stangmonteringer med en utviklet overflate. Dette gjør at du effektivt kan varme opp det gassformige arbeidsvæsken, vanligvis fungerer hydrogen som arbeidsfluid. Utstrømningshastigheten er begrenset av den maksimale temperaturen på arbeidsfluidet, som igjen avhenger direkte av den maksimalt tillatte temperaturen til strukturelle elementer, og den overstiger ikke 3000 K. I kjernefysiske rakettmotorer i gassfasen er fissilt materiale i gassform. Oppbevaring av det i arbeidsområdet utføres ved hjelp av et elektromagnetisk felt. For denne typen kjernefysiske rakettmotorer er ikke strukturelle elementer noe avskrekkende, derfor kan arbeidsfluidets hastighet overstige 30 km / s. De kan brukes som førstetrinnsmotorer, uansett lekkasje av fissilt materiale.
På 70-tallet. XX århundre i USA og Sovjetunionen ble kjernefysiske rakettmotorer med fastfase-spaltestoff aktivt testet. I USA ble et program utviklet for å lage en eksperimentell atom rakettmotor under NERVA-programmet.
Amerikanerne utviklet en flytende hydrogenkjølt grafittreaktor som ble oppvarmet, fordampet og kastet ut gjennom en rakettdyse. Valget av grafitt ble diktert av dens temperaturmotstand. I følge dette prosjektet skulle den resulterende motorens spesifikke impuls være det dobbelte av den tilsvarende indikatoren som er typisk for kjemiske motorer, med en kraft på 1100 kN. Nerva-reaktoren skulle fungere som en del av tredje trinn i Saturn V-utskytningsbil, men på grunn av nedleggelse av måneprogrammet og fraværet av andre oppgaver for rakettmotorer i denne klassen, ble reaktoren aldri testet i praksis.
En gassfase kjernefyselig rakettmotor er for tiden under teoretisk utvikling. I en gassfase kjernefysisk motor er det ment å bruke plutonium, hvorav en sakte bevegelig gasstrøm er omgitt av en raskere strøm av avkjølende hydrogen. Eksperimenter ble utført på de kretsende romstasjonene MIR og ISS, noe som kan gi drivkraft til den videre utviklingen av gassfasemotorer.
I dag kan det sies at Russland litt har "frosset" sin forskning innen kjernefysiske fremdriftssystemer. Russiske forskeres arbeid er mer fokusert på utvikling og forbedring av grunnleggende enheter og forsamlinger av kjernekraftverk, så vel som deres forening. Den prioriterte retningen for videre forskning på dette området er opprettelse av fremdriftsenheter for kjernekraft som kan operere i to modus. Den første er modus for en kjernefyselig rakettmotor, og den andre er modusen for å installere generering av strøm for å drive utstyret som er installert ombord i romfartøyet.
