Ядерный двигатель.

Прошу простить, если подобные вопросы уже задавались.

Очень интересно узнать, как можно использавать реактор для движения (ЯРД - если не ошибаюсь, есть такое слово ). И почему не довели работы на эту тему в 60-х годах.

Очень просто. В реактор закачивается водород, там нагревается и истекает через сопло. То есть вместо использования реакции химического горения применяется нагрев ядерной реакцией. Это то, что испытывалось. А перспективное - ГФЯРД - у него вообще стенок нет, вместо них магнитная ловушка, а тепло передается излучением. А от ГФЯРД недалеко и до термоядерного двигателя.

Вот:

Славный топик Атомный ракетный двигатель;
Атомный ракетный двигатель - II;
Атомный ракетный двигатель глазами фантастов;
Космические энергоустановки;
Плазменный двигатель для путешествий на Марс

Получил эти ссылки, запустив поиск по словам "Атомный двигатель";о)))

Спасибоо за разьяснения.
Варбан, извини, простот не догадался поиск запустить!:( Буду изучать ссылки.

Boeing будет разрабатывать ядерно-электрический двигатель для космических аппаратов

Космическое агентство NASA заключило контракт с компанией Boeing на разработку новой ядерно-электрической установки для будущих космических зондов, предназначенных для дальних исследовательских экспедиций. В работах также будут участвовать Лаборатория реактивного движения NASA, исследовательский центр им. Гленна, компании Honeywell и Swales Aerospace и Texas A&M и университет Обурна.

Новый двигатель должен быть в 100 раз более мощным и в 30 раз более эффективным, чем современные двигатели на ракетном топливе, используемые в настоящее время в "дальних" зондах. С таким двигателем должно существенно (на несколько лет) сократиться время, необходимое на подлет зондов к месту назначения. И это сэкономленное время будет потрачено на проведение научных исследований.

Boeing будет разрабатывать новый двигатель с использованием технологии преобразования энергии Brayton Power Conversion System (BPCS), которая уже работает в реактивных самолетах и на электростанциях и которая уже была испытана в лабораторных условиях на уменьшенных макетах двигателей.

Контракт между NASA и Boeing предусматривает начального этапа исследований, определение концептуальной конструкции двигателя и плана разработок.

Е. Волынкина

(по материалам SpaceDaily)

Я новый пользователь и пока тему не могу создать, но из обсуждений на астрономическом форуме у меня родилась идея плазменного ядерного движителя:

Что если источник нейтронов направить на уран 235 как на рабочее тело, для выделения 177 Мев, будут образованы 2 частицы с атомной массой около 95 и 139 и 2 нейтрона, так что частицы по 95 и 139 атомной массы примерно по 80 Мев энергии и со скоростью в 8000 км в сек.

Т.е. нет необходимости сепарировать уран назад в реакцию как в газофазном ядерном ракетном двигателе.

Главная проблема моего ядерного плазменного двигателя в том чтобы весь уран 235 отреагировал до того как вылетит в сопло. А так же удельная по весу мощность двигателя. Магнитами ли удерживать плазму чтобы вся она прореагировала?

Дальше сразу строю идею межзвездного корабля:
Моя идея многоступенчатый корабль который потребуется в том случае если предложенный мной выше плазменный урановый движитель будет плохо масштабироваться вниз по размеру конструкции(потребуется длинное сопло):
1 ступень, самая тяжелая, весом до 200 тонн: плазменный ядерный движитель описанный выше.
2 ступень - легкие ядерные реакторы на быстрых нейтронах с элементами пельтье с временем работы 60 лет.
3 ступень - тот же реактор на быстрых нейтронах.
4 ступень - маленькие реакторы на быстрых нейтронах на том же уране 235 на подобие реактора НАСА Kilopower но с элементами пельтье.
5 ступень - маленькие реакторы на быстрых нейтронах на том же уране 235 на подобие реактора НАСА Kilopower но с элементами пельтье.
6 ступень торможения - магнитный парус из тонких тросов.

Что есть альтернатива проекту breakthrough starshot, мое видение которого вот:
Для космического расположения: Зеркало диаметром 600 метров, лазерные диоды на 1000 нм(с шириной спектра 4-5 нм) с охлаждением литием, на 10 Гигаватт оптической мощности, парус диаметром 7 метров из аэрографита толщиной 0.5 мм при плотности 180 грамм на м3. И ферма жесткости над парусом - кубы(ребра кубов) с длиной ребра 400 мм из 1 миллиметровых трубок с перфорированными стенками из сплава титана с золотом β-Ti3Au(5 Гпа , 5 грамм на см3). Полезная нагрузка подвешена внизу фермой из тех же трубок β-Ti3Au, сам парус плоский, с дифракционными решетками на диэлектрическом слое зеркала отклоняющими свет внутрь к центру паруса, так что парус центрируется на потоке. Вес паруса с нагрузкой составляет 15 грамм.
Основную массу станции составляют ли-ионные батарейки(220 вт*часов на кг массы) и литий охлаждения лазерных диодов работающий с 50% кпд и на 1 кг лития приходится 800 кдж тепла.
Время пролета 248 лет но это с учетом работы лазера почти в холостую в конце разгона и к тому же без учета расходимости луча дающего ослабление пятна по 5-15% ширины паруса по окружности, так что реально 270 лет полета. 2.9 гватт часа мощности лазеров это 13 тысяч тонн лития для охлаждения лазерных диодов, 5.7 Гватт часа запаса в ли-ион батарейках это еще 21 тысяча тонн массы. еще ферма размером 600 метров, зеркало на ней. Итого 50 тысяч тонн на орбиту выводить. Но мучатся на земле с адаптивной оптикой не лучший вариант.

Я вообще если честно не понимаю как работает dusty plasma fusion fragment rocket который я описываю постом выше дело в том что расстояние пробега осколков около 7 микрометров в делящемся веществе будет многократно превышено для достижения подкритического состояния урана 235.
По этому я сосредоточился на другом проекте:
-Второй ректор на америции 242 м окружен снизу инфракрасным зеркалом и газовым холодильником охлаждающем слой замедлителя нейтронов до 40-50 кельвинов, так что расстояние пробега нейтрона в америции 242 м составляет 25 микрометров.
- Парус под несколькими вторыми реакторами из америция 242 м толщиной 3.2 микрометра, так что он сохраняет 70% скорости осколков деления в нем, на 1 деление на парусе происходит 2 деления на втором реакторе с выделением 2.6 лишних нейтрона на 1 деление, часть нейтронов летит под малым углом к парусу с пробегом в нем 20-30 микрометров, эти нейтроны а так же часть более перпендикулярных к парусу нейтронов реагируют на парусе с получением удельного импульса 12000 км в сек изотропно.
- Электростатическое ситечко параболическое на 7 Мегавольт коллимирует осколки деления в одном направлении, итого получаем массу делящегося на парусе вещества около 20-25 % от всей массы конструкции, скорость осколков покинувших парус в среднем в 7500 км в сек, температуру паруса около 250 кельвинов, с выделением 20-25 кватт на кг веса паруса полной энергии часть из которой нагревает парус. И итоговую скорость корабля за 90 лет разгона(время разгона ограничено полураспадом америция 242 м в 141 год) в 1500-2000 км в сек.

PR - ядерно-импульсный ракетный двигатель пушечного типа. В нем используются снаряды урана-235, обогащённого до 5-20%, в смеси с замедлителем нейтронов (водяным льдом). Двигатель состоит из катушечного инжектора (метателя снарядов), уранового ствола, магнитного сопла и барабанов-отражателей нейтронов.

Принцип работы

Когда барабаны развернуты, система подкритична, и пролет снаряда через ствол не приводит к взрыву.
Перед рабочим циклом барабаны поворачиваются в рабочее положение.
Инжектор выпускает снаряд весом 2.2 кг и размером 5.7х11 см со скоростью ~1600 м/c.
При движении через ствол, снаряд проходит сквозь поток нейтронов, испаряется и вылетает в виде облака горячей плазмы.
Расширяющееся облако плазмы взаимодействует с магнитным соплом и создает тягу в 10 тонн при удельном импульсе в 5000 секунд (в 10 раз эффективней лучшего двигателя на химическом топливе).

Чтобы достичь проектной тяги двигателю потребуется производить плазменные всплески раз в секунду, при температуре плазмы до 1 кэВ (что соответствует 11,6 млн °C).