Kosmiczny holownik jądrowy. TEM na MAKS-2019

Spisu treści:

Kosmiczny holownik jądrowy. TEM na MAKS-2019
Kosmiczny holownik jądrowy. TEM na MAKS-2019

Wideo: Kosmiczny holownik jądrowy. TEM na MAKS-2019

Wideo: Kosmiczny holownik jądrowy. TEM na MAKS-2019
Wideo: The Results of Transparency International’s DCI Index: Has Ukroboronprom Become More Transparent? 2024, Marsz
Anonim

W naszym kraju trwa rozwój modułu transportowo-energetycznego TEM z elektrownią jądrową klasy megawatowej (NPPU). Pojawienie się takiego modelu, nadającego się do eksploatacji, będzie miało poważny wpływ na dalszy rozwój krajowej i światowej astronautyki. W międzyczasie TEM jest na etapie prac projektowych, a ostatnio ponownie pokazano publiczności model takiego produktu w obecnej formie.

Obraz
Obraz

Wystawa MAKS-2019

W ostatnich latach wielokrotnie publikowano różne materiały dotyczące TEM i systemów napędowych energii jądrowej. Twórcy pokazali między innymi rysunki z możliwym wyglądem takiej próbki. Pod koniec sierpnia w ramach salonu MAKS-2019 odbył się pierwszy pokaz nowej makiety TEM, odzwierciedlającej aktualne poglądy na ten projekt. Model był obecny w pawilonie Roscosmos na stoisku Arsenal KB.

Obecna wersja projektu TEM różni się znacznie od wcześniej zademonstrowanych wersji, ale zachowuje pewne cechy. W szczególności zachowane zostały ogólne przepisy dotyczące montażu jednostek i podejścia do projektowania. Jednocześnie istnieje szereg charakterystycznych różnic.

Największym elementem modułu płytki stykowej jest teleskopowa czterosekcyjna kratownica o przekroju kołowym, która stanowi podstawę do montażu jednostek. Jego głowa wyposażona jest w stożkową kratownicę i zamykaną komorę. Po bokach kratownicy znajduje się sześć paneli chłodzących. Sekcja ogonowa TEM wykonana jest w formie zamkniętego prostokątnego korpusu. Główna kratownica jest przymocowana do niej z przodu, panele słoneczne są po bokach. W kadłubie znajduje się nowy typ silnika rakietowego i inne jednostki.

Nowe i stare

Wcześniej w publikacjach na temat TEM i układów napędowych energetyki jądrowej pojawiały się obrazy z wyposażeniem o innym wyglądzie. Według jednej z późniejszych wersji projektu moduł transportowo-energetyczny powinien być oparty na podłużnej kratownicy przesuwnej o przekroju kwadratowym i dużym wydłużeniu, co ułatwia wystrzelenie produktu na orbitę. W części czołowej znajduje się przedział z reaktorem, a w części ogonowej elektryczny silnik rakietowy i inne systemy na rozkładanych wspornikach. Zaplanowano umieszczenie urządzeń chłodzących wzdłuż kratownicy nośnej.

Layout z KB "Arsenał" ma szereg charakterystycznych cech i różni się od starszych grafik. Przede wszystkim wyróżnia się konstrukcją głównej kratownicy i układem jednostek. Nowa wersja TEM charakteryzuje się bardziej masywną kratownicą nośną o innej konstrukcji. Stracił również bomy ogonowe w kształcie litery X, rozmieszczone w locie i niosące niektóre instrumenty.

Projekt układu pozwala na zmianę układu. Być może teraz duży ogon zawiera nie tylko elektryczny silnik rakietowy, ale także reaktor jądrowy z towarzyszącymi systemami. W takim przypadku mniejszy korpus głowicy można wykorzystać do umieszczenia systemów sterowania lub innego sprzętu.

Różne schematy przedstawiały wcześniej różne konfiguracje systemu chłodzenia. To samo dotyczy nowego układu. Tym razem, aby wypromieniować nadmiar ciepła w przestrzeń, proponuje się zastosowanie sześciu paneli-emiterów zainstalowanych wzdłuż kratownicy w postaci trzech równoległych „płaszczyzn”. Wcześniej oferowane były inne konfiguracje chłodnic, m.in. agregaty o większej powierzchni, zajmujące prawie całą długość kratownicy nośnej.

W listopadzie ubiegłego roku studio telewizyjne Roskosmos opublikowało film pokazujący możliwy pojawienie się przyszłego TEM z elektrownią atomową. Ta wersja modułu znacznie różniła się od przedstawionych wcześniej. Zachowując liniową architekturę opartą na przesuwnej kratownicy, taki TEM musiał mieć jednostki ogonowe wykonane w formie otwartego cylindra. W tej formie elektrownia, chłodzenie itp. powinny być wykonane.

Kosmiczny holownik jądrowy. TEM na MAKS-2019
Kosmiczny holownik jądrowy. TEM na MAKS-2019

Łatwo zauważyć, że obecny układ TEM również różni się od „zeszłorocznej” wersji wyglądu. Jednocześnie wyglądem i designem jest znacznie bliższy wcześniejszym wersjom projektu.

Wyzwania techniczne

Projekt TEM wyróżnia się najwyższą złożonością techniczną, a do jego pomyślnej realizacji konieczne jest rozwiązanie wielu szczególnych problemów. Aby stworzyć taki moduł, potrzebne są nowe projekty komponentów i zespołów, nowe technologie i materiały o specjalnych właściwościach. Konieczność rozwiązania wszystkich tych problemów doprowadziła do tego, że rozwój elektrowni jądrowej i TEM jest realizowany przez szereg przedsiębiorstw z Roskosmosu i Rosatomu.

W różnym czasie publikowane materiały zawierały różne wersje TEM, a powodem tego może być właśnie ogólna złożoność projektu. Powodzenie w znajdowaniu rozwiązań niektórych problemów doprowadziło do odpowiednich zmian w ogólnym wyglądzie modułu. W związku z tym najnowszy układ TEM z KB "Arsenał" pokazuje aktualne poglądy na projekt.

Zgodnie ze znanymi danymi, jako podstawę elektrowni jądrowej wybrano chłodzony gazem reaktor jądrowy na neutrony prędkie. W pierwszym obwodzie układu chłodzenia zostanie zastosowana mieszanina helowo-ksenonowa. W rdzeniu zostanie umieszczone paliwo o podwyższonym stopniu wzbogacenia. Temperatura rdzenia osiągnie 1500 ° K. Planuje się zapewnienie najwyższych zasobów projektowych, co pozwoli TEM działać przez 10-12 lat.

Tego rodzaju elektrownie jądrowe o takich cechach nie zostały jeszcze stworzone i eksploatowane. Do budowy takiej konstrukcji potrzebne są materiały o wysokiej odporności na naprężenia termiczne i mechaniczne. Niezbędne jest również opracowanie samego projektu, aby przy wymaganej mocy miał akceptowalne wymiary i wagę.

Występują trudności w dziedzinie systemów chłodzenia. Elektrownia jądrowa klasy megawatowej musi rozproszyć w kosmos porównywalne ilości energii cieplnej. Nowoczesne grzejniki dla techniki kosmicznej nie mogą się jeszcze pochwalić takimi cechami. Tak więc system chłodzenia ISS spada w przestrzeń około. 70 kW energii cieplnej to kilkakrotnie mniej niż wymagane dla elektrowni jądrowej i TEM.

Opracowywane są różne warianty chłodnic do TEM, co znajduje odzwierciedlenie na rysunkach i podczas montażu modeli. Najwyraźniej zestaw grzejników płaskich na układzie z Arsenalu jest obecnie uważany za najbardziej opłacalny projekt o optymalnych właściwościach. Jest jednak całkiem możliwe, że ten system nie będzie wersją ostateczną.

Mimo wszystkich trudności, w projekcie TEM osiągnięto zauważalne sukcesy. Tak więc kilka lat temu rozpoczęto testy elektrycznego silnika rakietowego ID-500, stworzonego specjalnie dla przyszłej elektrowni jądrowej. W 2017 roku taki produkt pracował na stoisku przez 300 godzin, wykazując moc 35 kW.

Obraz
Obraz

Montaż i testowanie poszczególnych elementów elektrowni jądrowej i TEM odbywa się na bieżąco. Na przykład w zeszłym roku przetestowano prototypowy system chłodzenia kroplowego. Testowane są pozostałe elementy reaktora, układy pomocnicze oraz moduł transportowo-energetyczny jako całość.

Transport dalekiej przyszłości

Celem obecnych projektów elektrowni jądrowej i TEM jest stworzenie obiecującego kompleksu zdolnego do rozwiązywania nowych problemów w kosmosie. Moduł transportowo-zasilający z reaktorem i elektrycznym silnikiem rakietowym będzie miał istotną przewagę nad systemami rakietowymi o tradycyjnej konstrukcji i pozwoli z powodzeniem organizować nowe misje.

Główną sferą zastosowań TEM są loty do innych ciał niebieskich. EJ wykazuje najwyższą wydajność paliwową i posiada unikalny impuls właściwy, który ułatwia loty na Księżyc lub Marsa. Możliwe staje się również zwiększenie ładowności w porównaniu z obecnymi systemami rakietowymi i kosmicznymi. Ważną cechą TEM jest możliwość zasilania obciążenia standardowymi środkami modułu.

Jednak uzyskanie takich wyników jest możliwe dopiero w odległej przyszłości. Według aktualnych planów testy w locie TEM w pełnej konfiguracji rozpoczną się nie wcześniej niż pod koniec lat dwudziestych. Rozpoczęcie eksploatacji i zaangażowanie modułu w rzeczywistą pracę możliwe są dopiero na początku lat trzydziestych.

Prace TEM potrwają jeszcze kilka lat, aw tym czasie projekt może ulec znaczącym zmianom. W związku z tym można przypuszczać, że układ modułu do MAKS-2019 wkrótce przestanie odzwierciedlać rzeczywisty wygląd tworzonego produktu. Jednak zmiana poglądów na konstrukcję i jej elementy doprowadzi do pojawienia się nowych materiałów demonstracyjnych – już na kolejnych wystawach.

Zalecana: