Техника
Почему не отправляют в космос ракеты на ядерном топливе
при взлете используется расширение газа а не выделение тепла, но где-то читал что при помощи ядерных взрывов в космосе можно достич высоких скоростей, т. е. за место расширения газов будут производиться взрывы тем самым давать ускорение кораблю.
А где взять рабочее тело? Что будет расширяться в сопле двигателя?
А что они будут выбрасывать для образования реактивной тяги?
Отправляют. И уже лет 30 или даже больше.
Ядерная реакция может использоваться на космических кораблях в двух целях: 1) выработка электричества для питания бортовой аппаратуры; 2) нагрев рабочего газа для создания реактивной тяги. Так вот первая задача уже давно и успешно решена. Многие наши военные спутники имеют ядерные реакторы на борту и получают электричество для своей работы от ядерного топлива, а не от солнечных батарей. Но проблема состоит в утилизации этих спутников после выработки срока эксплуатации. Обычно их переводят на высокие орбиты и оставляют там навсегда. А если кто-то из спутников вдруг перестанет выполнять команды с Земли и начнёт снижаться, он после разрушения в плотных слоях атмосферы может радиационно загрязнить окружающую местность. Один такой случай был, когда наш спутник упал в северных районах Канады. Никого там не убило, т. к. населения не было, но нам пришлось заплатить Канаде большую сумму в счёт возмещения ущерба, нанесённого её экологии.
Что касается ядерных ракетных двигателей для создания тяги, такие двигатели (NERVA, KIVI и др. ) были созданы и опробованы уже достаточно давно. Но в эксплуатацию так и не пошли по причине меньшей эффективности по сравнению с обычными ЖРД. У жидкостников топливо и окислитель сгорают по всему объёму рабочей камеры, поэтому в них можно достичь высоких отношений тяги к объёму и массе двигателя. А чем это отношение больше, тем выгоднее оказывается двигатель, потому что тогда можно увеличить долю полезного груза в общей массе ракеты. У ЯРД тепло к истекающему рабочему газу подводится через поверхность ТВЭЛов (тепловыделяющих элементов) . А это ведёт к тому, что работает не весь объём камеры, как у ЖРД, а только часть его, занятая теплопередающей поверхностью (причём намного меньшая часть, 20-30%). Конечно можно уменьшить диаметр ТВЭЛов, чтобы напихать их в камеру по максимуму, но у этого способа есть ограничение, связанное с вопросами прочности: очень тонкий ТВЭл может обломиться. Поэтому отношение тяги к объёму у ЯРД оказывается ниже, чем у ЖРД.
Однако, у ЯРД есть одно преимущество перед ЖРД: малый молекулярный вес истекающего газа. У ЖРД молекулярный вес истекающих газов соответствует водяному пару, углекислому газу и прочим сложным соединениям. А в ЯРД можно использовать чистый водород. А теперь вспомните формулу кинетической энергии E=mv²/2. Она показывает, что при одинаковой подводимой энергии скорость будет тем больше, чем меньше масса. По этой причине при одинаковой мощности ЯРД будет развивать большую тягу, чем ЖРД. Но вот получить одинаковую мощность при одинаковых размерах не получается, у ЯРД мощность всегда остаётся заметно меньше из-за отмеченного мною выше недостатка. И в итоге получается, что ЯРД всё же проигрывает ЖРД по технико-экономическим параметрам.
Есть ещё одно преимущество ЖРД перед ЯРД: лёгкость управления. В ЖРД реакцию можно легко выключить простым нажатием кнопки. А в ЯРД так не получится. Уж если ядерная реакция в двигателе началась, её сразу остановить не удастся. Поэтому ЯРД плохо подходит для работы в околоземном пространстве, когда приходится маневрировать и постоянно включать-выключать двигатель.
Однако, если мы намереваемся отправить обитаемый космический корабль далеко за пределы Земли, для этой цели ЯРД подойдёт очень неплохо, потому что в таком путешествии все его недостатки исчезают. Во-первых, такие корабли должны стартовать не с поверхности Земли, а с околоземной орбиты, где они собираются из отдельных модулей. Следовательно, исчезают ограничения на размеры и камеру ЯРД можно сделать как угодно большой. Во-вторых, в таком путешествии нужна постоянная работа двигателя на заданной мощности, а не мгновенные переключения при маневрировании, значит второй недостаток ЯРД также исчезает.
Сегодня много говорят о полёте к Марсу. И в качестве одной из альтернатив предполагается использовать в таком полёте ядерный двигатель.
Ядерная реакция может использоваться на космических кораблях в двух целях: 1) выработка электричества для питания бортовой аппаратуры; 2) нагрев рабочего газа для создания реактивной тяги. Так вот первая задача уже давно и успешно решена. Многие наши военные спутники имеют ядерные реакторы на борту и получают электричество для своей работы от ядерного топлива, а не от солнечных батарей. Но проблема состоит в утилизации этих спутников после выработки срока эксплуатации. Обычно их переводят на высокие орбиты и оставляют там навсегда. А если кто-то из спутников вдруг перестанет выполнять команды с Земли и начнёт снижаться, он после разрушения в плотных слоях атмосферы может радиационно загрязнить окружающую местность. Один такой случай был, когда наш спутник упал в северных районах Канады. Никого там не убило, т. к. населения не было, но нам пришлось заплатить Канаде большую сумму в счёт возмещения ущерба, нанесённого её экологии.
Что касается ядерных ракетных двигателей для создания тяги, такие двигатели (NERVA, KIVI и др. ) были созданы и опробованы уже достаточно давно. Но в эксплуатацию так и не пошли по причине меньшей эффективности по сравнению с обычными ЖРД. У жидкостников топливо и окислитель сгорают по всему объёму рабочей камеры, поэтому в них можно достичь высоких отношений тяги к объёму и массе двигателя. А чем это отношение больше, тем выгоднее оказывается двигатель, потому что тогда можно увеличить долю полезного груза в общей массе ракеты. У ЯРД тепло к истекающему рабочему газу подводится через поверхность ТВЭЛов (тепловыделяющих элементов) . А это ведёт к тому, что работает не весь объём камеры, как у ЖРД, а только часть его, занятая теплопередающей поверхностью (причём намного меньшая часть, 20-30%). Конечно можно уменьшить диаметр ТВЭЛов, чтобы напихать их в камеру по максимуму, но у этого способа есть ограничение, связанное с вопросами прочности: очень тонкий ТВЭл может обломиться. Поэтому отношение тяги к объёму у ЯРД оказывается ниже, чем у ЖРД.
Однако, у ЯРД есть одно преимущество перед ЖРД: малый молекулярный вес истекающего газа. У ЖРД молекулярный вес истекающих газов соответствует водяному пару, углекислому газу и прочим сложным соединениям. А в ЯРД можно использовать чистый водород. А теперь вспомните формулу кинетической энергии E=mv²/2. Она показывает, что при одинаковой подводимой энергии скорость будет тем больше, чем меньше масса. По этой причине при одинаковой мощности ЯРД будет развивать большую тягу, чем ЖРД. Но вот получить одинаковую мощность при одинаковых размерах не получается, у ЯРД мощность всегда остаётся заметно меньше из-за отмеченного мною выше недостатка. И в итоге получается, что ЯРД всё же проигрывает ЖРД по технико-экономическим параметрам.
Есть ещё одно преимущество ЖРД перед ЯРД: лёгкость управления. В ЖРД реакцию можно легко выключить простым нажатием кнопки. А в ЯРД так не получится. Уж если ядерная реакция в двигателе началась, её сразу остановить не удастся. Поэтому ЯРД плохо подходит для работы в околоземном пространстве, когда приходится маневрировать и постоянно включать-выключать двигатель.
Однако, если мы намереваемся отправить обитаемый космический корабль далеко за пределы Земли, для этой цели ЯРД подойдёт очень неплохо, потому что в таком путешествии все его недостатки исчезают. Во-первых, такие корабли должны стартовать не с поверхности Земли, а с околоземной орбиты, где они собираются из отдельных модулей. Следовательно, исчезают ограничения на размеры и камеру ЯРД можно сделать как угодно большой. Во-вторых, в таком путешествии нужна постоянная работа двигателя на заданной мощности, а не мгновенные переключения при маневрировании, значит второй недостаток ЯРД также исчезает.
Сегодня много говорят о полёте к Марсу. И в качестве одной из альтернатив предполагается использовать в таком полёте ядерный двигатель.
Потому что человечество всё через жопу делает сидели на ядерной бомбе на реакторе и утверждали что её создать не возможно а сейчас проблема создать безопасный реактор---создают АЭС для получения электричества с колосальными затратами и проблемами---а лично у меня готов ядерный аккамулятор---только кому это надо для человечества главное движение ---шорох орехов
На околоземных орбитах ядерные двигатели исполбзовать не выгоднр. Надо будет поднимать в космос огромное колличество воды, для создания давления пара. А вот в будущем, для полётов к другим галактикам возможно будет использоваться ядерная энергия в виде направленных взрывов. Но это пока на уровне научной фантастики. Скорее всего учёные будут искать возможность использовать энергию Солнца и других звёзд.
энергия ядерного расщепления греет воду, превращая её в пар, а пар вращает генератор, в космосе солнечная энергия более для этого пригодна
Атомному реактору необходимо охлождение. Подводные лодки, авианосцы, ледоколы, здесь проблем с водой для охлождения нет. А вот рядом с любой АЭС должен быть какой-нибудь водоем. Это одна проблема, а есть еще множество. Реактор - это очень сложное и довольно хрупкое устройство, он просто не выдержит перегрузок.
Какая вода в космосе для охлаждения, люди там минус 270 по цельсию!!!
Ядерный реактор может дать много энергии, но не мощности.
Чтобы не расплавился. Чем больше мощность, тем резче растёт масса реактора и его прибамбасов, защиты от излучения.
Ракета использует реактивный принцип, то есть расходуемое рабочее тело. С реактором или без него это тело нужно - самое эффективное - это горючее, превращаемое в газ при максимально возможной температуре, чтобы скорость истечения была максимальной. Реактор внутри не может давать такую температуру, потому что может расплавиться или взорваться. И эту температуру нельзя увеличить для рабочего тела. Сталь плавится при 1600 градусов, а температура горения горючего выше.
В 1955 году реактор поставили на самолет ТУ-95. Только для того, чтобы исследовать, выдержат ли приборы излучение. На этом всё закончилось.
Обычная ракета - просто баки с горючим и окислителем, ничего лишнего, и то сложновато,
а с реактором - плюс тысячи проблем. Даже использовать его как электростанцию невозможно,
потому что охлаждать его можно только излучением в вакуум, светом, ибо обычное тепло вакуум не проводит. Термодинамические же преобразования возможны только при перепаде температур.
Чтобы не расплавился. Чем больше мощность, тем резче растёт масса реактора и его прибамбасов, защиты от излучения.
Ракета использует реактивный принцип, то есть расходуемое рабочее тело. С реактором или без него это тело нужно - самое эффективное - это горючее, превращаемое в газ при максимально возможной температуре, чтобы скорость истечения была максимальной. Реактор внутри не может давать такую температуру, потому что может расплавиться или взорваться. И эту температуру нельзя увеличить для рабочего тела. Сталь плавится при 1600 градусов, а температура горения горючего выше.
В 1955 году реактор поставили на самолет ТУ-95. Только для того, чтобы исследовать, выдержат ли приборы излучение. На этом всё закончилось.
Обычная ракета - просто баки с горючим и окислителем, ничего лишнего, и то сложновато,
а с реактором - плюс тысячи проблем. Даже использовать его как электростанцию невозможно,
потому что охлаждать его можно только излучением в вакуум, светом, ибо обычное тепло вакуум не проводит. Термодинамические же преобразования возможны только при перепаде температур.
а если она упадет как "прогресс".
Похожие вопросы
- Ракета в космосе Что будет если ракета при полете в атмосферу будет для рывка взрываться на ядерном топливе Ускоряя ее
- почему не используют ядерное топливо для полётов в космос?
- Чем ракеты, на которых людей отправляют в космос отличаются от боевых ракет?
- Ракеты на карамельном топливе ( вопрос про топливо)
- На каком топливе летают в космос ракеты?
- Как думаете - сколько мегатонн на нашей новой крылатой ракете с ядерным движком?
- Что будет если с помощью ракеты доставить ядерную боеголовку в космос, оставить её там и через некоторое время взорвать
- Что используется в ракетах в качестве топлива?
- ракета можно ли использовать для ракеты в качестве топлива не жидкий водород
- Буревестник - ракета с ядерной энергетической установкой.