Nucleaire raketmotor - een raketmotor waarvan het principe is gebaseerd op een nucleaire reactie of radioactief verval, terwijl er energie vrijkomt die de werkvloeistof verwarmt, dit kunnen de reactieproducten zijn of een andere stof, zoals waterstof.
Laten we eens kijken naar de opties en principes van de actie …
Er zijn verschillende soorten raketmotoren die het hierboven beschreven werkingsprincipe gebruiken: nucleair, radio-isotoop, thermonucleair. Met behulp van nucleaire raketmotoren kunnen specifieke impulswaarden aanzienlijk hoger worden verkregen dan die kunnen worden verkregen met chemische raketmotoren. De hoge waarde van de specifieke impuls wordt verklaard door de hoge snelheid van de uitstroom van de werkvloeistof - ongeveer 8-50 km / s. De stuwkracht van een nucleaire motor is vergelijkbaar met die van chemische motoren, waardoor het in de toekomst mogelijk zal zijn om alle chemische motoren te vervangen door nucleaire.
Het belangrijkste obstakel voor volledige vervanging is de radioactieve besmetting van het milieu veroorzaakt door nucleaire raketmotoren.
Promotie video:
Ze zijn onderverdeeld in twee soorten: vaste fase en gasfase. Bij het eerste type motoren wordt splijtstof in staafassemblages met een ontwikkeld oppervlak geplaatst. Hierdoor kunt u de gasvormige werkvloeistof efficiënt verwarmen, meestal fungeert waterstof als de werkvloeistof. De uitstroomsnelheid wordt beperkt door de maximale temperatuur van de werkvloeistof, die op zijn beurt rechtstreeks afhangt van de maximaal toegestane temperatuur van structurele elementen, en bedraagt niet meer dan 3000 K. In gasfase-nucleaire raketmotoren bevindt de splijtstof zich in een gasvormige toestand. Het vasthouden ervan in het werkgebied wordt uitgevoerd door de werking van een elektromagnetisch veld. Voor dit type nucleaire raketmotoren zijn structurele elementen geen afschrikmiddel, daarom kan de snelheid van de werkvloeistof meer dan 30 km / s bedragen. Ze kunnen worden gebruikt als motoren voor de eerste trap, ongeacht het weglekken van splijtstof.
In de jaren 70. XX eeuw in de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie werden nucleaire raketmotoren met vaste-fase splijtstof actief getest. In de Verenigde Staten is een programma ontwikkeld om een experimentele nucleaire raketmotor te maken onder het NERVA-programma.
De Amerikanen ontwikkelden een met vloeibare waterstof gekoelde grafietreactor die werd verwarmd, verdampt en door een raketmondstuk werd uitgeworpen. De keuze voor grafiet werd bepaald door zijn temperatuurbestendigheid. Volgens dit project zou de specifieke impuls van de resulterende motor tweemaal de overeenkomstige indicator zijn die typisch is voor chemische motoren, met een stuwkracht van 1100 kN. De Nerva-reactor zou werken als onderdeel van de derde fase van de Saturn V-draagraket, maar vanwege de sluiting van het maanprogramma en het ontbreken van andere taken voor raketmotoren van deze klasse, werd de reactor in de praktijk nooit getest.
Een nucleaire raketmotor in gasfase is momenteel in theoretische ontwikkeling. In een gasfase-nucleaire motor is het de bedoeling om plutonium te gebruiken, waarvan een langzaam bewegende gasstroom wordt omgeven door een snellere stroom afkoelende waterstof. Er zijn experimenten uitgevoerd op de in een baan om de aarde draaiende ruimtestations MIR en ISS, die een impuls kunnen geven aan de verdere ontwikkeling van gasfasemotoren.
Tegenwoordig kan worden gezegd dat Rusland zijn onderzoek op het gebied van nucleaire voortstuwingssystemen enigszins heeft "bevroren". Het werk van Russische wetenschappers is meer gericht op de ontwikkeling en verbetering van basiseenheden en assemblages van kerncentrales, evenals op hun eenwording. De belangrijkste richting van verder onderzoek op dit gebied is de oprichting van kernenergie-voortstuwingseenheden die in twee modi kunnen werken. De eerste is de modus van een nucleaire raketmotor en de tweede is de manier waarop elektriciteit wordt opgewekt om de apparatuur aan boord van het ruimtevaartuig van stroom te voorzien.
