ขนาดของผึ้งหิมาลัย ผึ้งหิมาลัย: น้ำผึ้งหลอนประสาทและการสกัด
จุดสุดยอดของความพยายามในการวิจัยและพัฒนาตลอด 20 ปีในการสร้างโรงไฟฟ้าอวกาศโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในสหภาพโซเวียตคือการบินของดาวเทียม Plasma-A สองดวงในปี 1988 การติดตั้งเหล่านี้ใช้เทคโนโลยีการแปลงพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นบนโลก (ชุดทดสอบมากกว่า 80 ชิ้นถูกใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ตั้งแต่ 100 ถึง 16,000 ชั่วโมง) ความพยายามที่ลงทุนไปขนาดของงานและความสวยงามของความคิดนั้นทรงพลังมากจนในอีก 20 ปีข้างหน้าในบทความขององค์กรเฉพาะทางที่ออกแบบและวางแผนยานอวกาศด้วยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คุณจะไม่พบสิ่งใดนอกจากการพัฒนา แนวคิดสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ที่มีตัวแปลงความร้อน 20 ปีของการพูดคุยเกี่ยวกับอนาคตที่สดใสของอวกาศนิวเคลียร์สิ้นสุดลงในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2552 เมื่อโครงการพัฒนาพลาสมา-เอจำนวนมากไม่ได้รับเงินทุน แต่ได้รับจาก "โมดูลการขนส่งและพลังงาน" ที่มีการแปลงเทอร์โบแมชชีน และโครงการนี้นำโดยคนที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงซึ่งเคยเกี่ยวข้องกับหัวข้อนี้มาก่อน หนึ่งใน บทบาทสำคัญนอกเหนือจากความพยายามของผู้ทำการแนะนำชักชวนสมาชิกรัฐสภาแล้ว แนวคิดทางเทคนิคประการหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยความร้อนในอวกาศยังมีบทบาทในการพลิกกลับนี้
แนวคิดก็คือ แทนที่จะขับของเหลวผ่านท่อภายในแผงแผ่รังสี ของเหลวจะบินตรงไปในอวกาศ ตั้งแต่หัวฉีดไปจนถึงเครื่องกำจัดหยด ในเวลาเดียวกันตามทฤษฎีแล้ว น้ำหนักของ CI สามารถลดลงได้หลายครั้ง และการสูญเสียเนื่องจากการระเหยไปในสุญญากาศจะได้รับการแก้ไขโดยการเลือกของเหลวออร์กาโนซิลิคอนพิเศษ ในสถานการณ์เช่นนี้ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบเทอร์โมนิกจะเริ่มดำเนินการ “ ไฝ» - ความหนาแน่นของพลังงานต่ำบนแท่งเชื้อเพลิงผลิตไฟฟ้า และประสิทธิภาพ 5-8%
เป็นแนวคิดของ TEM ที่แม่นยำซึ่งมีการแปลงพลังงานความร้อนและตู้เย็นแบบหยดด้วยเทอร์โบแมชชีนซึ่งเสนอโดย Federal State Unitary Enterprise "Keldysh Center" ในปี 2552 นวัตกรรมของแนวคิดนี้ตกอยู่บนดินที่อุดมสมบูรณ์ของจุดสูงสุดของ "การพัฒนานวัตกรรมในประเทศ" โดยประธานาธิบดี Medvedev และทวีคูณด้วยพลังของผู้ทำการแนะนำชักชวนสมาชิกรัฐสภา Rosatom และหัวหน้าศูนย์วิจัย Keldysh นักวิชาการ Koroteev ทำให้สามารถกวาดล้างได้ โครงการ "โบราณ" ที่น่าสมเพชของ RKK Energia, Arsenal Design Bureau และ Krasnaya Zvezda JSC จากคณะกรรมการและได้รับเงินทุนอันเป็นที่ต้องการ
TEM แบบร่างรุ่นแรกที่มีระบบทำความเย็นแบบหยด 4 ตัว (แผงสีเบจ-น้ำตาล) ด้านล่างนี้เป็นการเรนเดอร์ในตำแหน่งพับ (ค) อาร์เคเค เอ็นเนอร์เจีย
เพื่อดำเนินการวิจัยและพัฒนา ในปี 2553 ได้มีการเปิดตัวโครงการมูลค่า 17 พันล้านรูเบิล โดยจัดสรร 7.245 พันล้านรูเบิลสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ 3.955 พันล้านรูเบิลสำหรับระบบการแปลงพลังงาน และประมาณ 5.8 พันล้านรูเบิลสำหรับยานอวกาศที่เหลือ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ได้รับความไว้วางใจให้กับสถาบัน NIKIET (ผู้สร้างเครื่องบินเจ็ตนำที่เคลื่อนที่เร็ว BREST) ระบบการแปลงพลังงานได้รับความไว้วางใจให้กับ IC ที่ตั้งชื่อตาม Keldysh และยานอวกาศทั้งหมด - RSC Energia
การปรากฏตัวของ TEM ฉบับพิมพ์ครั้งแรกทำให้วิศวกรทุกคนที่รู้บริบทต้องประหลาดใจ เครื่องปฏิกรณ์เร็วอุณหภูมิสูงพิเศษ (1,600K!) ระบายความร้อนด้วยแก๊ส เชื้อเพลิงยูเรเนียมคาร์บอนไนไตรด์ (มีแนวโน้ม แต่มีการศึกษาน้อย) หน่วยเทอร์โบคอมเพรสเซอร์ทำงานที่ 60,000 rpm โดยมีอุณหภูมิกังหัน 1,500K อย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 10 ปี เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ 1,500K เท่าเดิม . โครงสร้างแบบยืดหดได้ของตัวรถมีความยาว 54 เมตร และกว้าง 20 เมตร ในสถานะเริ่มแรกจะพอดีอยู่ใต้แฟริ่งของตัวรถ ระบบไฟฟ้าอวกาศบันทึกเมกะวัตต์ด้วยแรงดันไฟฟ้า 4.5 กิโลโวลต์ ส่งกำลังให้กับเครื่องยนต์ขับเคลื่อนไฟฟ้าไอออน 16 ตัว กำลังเครื่องละ 60 กิโลวัตต์ (แรงกว่าที่บินในขณะนั้น 10 เท่า และแรงกว่าผู้ถือบันทึกในห้องปฏิบัติการ 1.5 เท่า) ในที่สุด ตัวยานอวกาศเอง ซึ่งต้องทนทานต่อปริมาณรังสี 10 เท่าของระดับปกติในปัจจุบันที่ 100 กิโลกรัม - การแผ่รังสีจากทั้งเครื่องปฏิกรณ์และแถบรังสีซึ่งจะต้องลากน้ำหนักบรรทุก
โปสเตอร์ TEM ที่ MAKS-2013 ด้านหลังบล็อกนิวเคลียร์ทางซ้ายและขวา มองเห็นแนวคิดหลักสองประการ - ด้วย CI แบบหยดและแผง
โครงการเริ่มพัฒนาโดยฉายแสงด้วยมุมมองและนวัตกรรมในการสัมภาษณ์ ทีวี และการประชุมอย่างสม่ำเสมอ Rosatom เข้าทำงานเร็วที่สุด - ละทิ้งเชื้อเพลิงคาร์บอนไนไตรด์อย่างรวดเร็วเพื่อหันไปใช้เชื้อเพลิงออกไซด์ที่คุ้นเคยได้รับการออกแบบมา เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ส่วนผสมของมาตรฐานและใหม่ ตัวเรือนสแตนเลสทรงกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 ซม. และความยาวประมาณหนึ่งเมตรประกอบด้วยแท่งเชื้อเพลิงทรงกระบอกหลายร้อยแท่งที่ประกอบด้วยยูเรเนียมออกไซด์ที่ได้รับการเสริมสมรรถนะสูงในเปลือกโมลิบดีนัมโมโนคริสตัลไลน์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4-5 มม. มวลเชื้อเพลิงโดยประมาณคือ 80-150 กิโลกรัม ขึ้นอยู่กับการเผาไหม้ที่ทำได้ การควบคุมทำได้โดยการเคลื่อนย้ายและขยายแท่งดูดซับ 19 แท่งของระบบควบคุมที่ทำจากโบรอนคาร์ไบด์ในเปลือกโมลิบดีนัม เครื่องปฏิกรณ์แบบเร็วมีพลังงานความร้อน 3.8 เมกะวัตต์ และระบายความร้อนด้วยก๊าซผสมฮีเลียม 78% และซีนอน 22% ที่แรงดันใช้งาน 40 atm อุณหภูมิของส่วนผสมก๊าซที่ทางเข้าคือ 1200 และที่ทางออก 1500K (1227 C)
โมเดลหลักของ TEM สำหรับ การทดสอบไฮดรอลิก- เราให้อภัย NIKIET สำหรับคุณภาพที่ไม่ดีของภาพลักษณ์ที่ค่อนข้างมีเอกลักษณ์
สถานประกอบการทางนิวเคลียร์กำลังได้รับการพัฒนาโดยองค์กร Rosatom หลายแห่ง รวมถึง IPPE ซึ่งพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในอวกาศมานานหลายทศวรรษ NPO Luch ซึ่งเป็นเจ้าของเทคโนโลยีองค์ประกอบเชื้อเพลิงอุณหภูมิสูง และพฤติกรรมในเครื่องปฏิกรณ์ขององค์ประกอบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ TEM ในวงที่มีส่วนผสมของก๊าซทำงานร้อน นำโดย RIAR ซึ่งมีกองเครื่องปฏิกรณ์วิจัยที่ใหญ่ที่สุดในประเทศ แม้จะออกจาก NIKIET อย่างไม่สุจริตในปี 2555 หัวหน้าผู้ออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ V.P. Smetannikov การพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ยังคงดำเนินต่อไปเกือบจะตามกำหนดเวลา - มีการทดสอบลูปที่มีสารหล่อเย็นใหม่สำหรับนักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์และมีการทดสอบองค์ประกอบเชื้อเพลิงมาตรฐานมีการสร้างแท่นความร้อน - ไฮดรอลิกบางส่วนและที่ NITI ซอสโนวี บอร์มีการสร้างแบบจำลองโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ภาคพื้นดิน การเปิดตัวการติดตั้งนี้มีการวางแผนไว้ในปี 2558 และการเปิดตัวดังกล่าวจะเป็นชัยชนะอย่างแท้จริงสำหรับวิทยาศาสตร์วิศวกรรมนิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์ RUGK รุ่นแรกสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ TEM (ค) โรซาตอม
อีกหนึ่งความร่วมมือจากศูนย์วิจัยที่ตั้งชื่อตาม Keldysh, KBKhM, KBKhA และ VNIIEM ทำงานกับตัวแปลงเทอร์โบแมชชีน มีการวางแผนที่จะติดตั้งโมดูลที่เหมือนกัน 4 โมดูลที่มีความจุ 250 กิโลวัตต์บน TEM ระบบยังรวมถึงตัวแปลง AC/DC และ DC/DC, แบตเตอรี่บัฟเฟอร์, ระบบเพิ่มเติมการระบายความร้อนของอุปกรณ์ เมื่อรวมกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์มวลของหน่วยพลังงานควรจะอยู่ที่ 6800 กิโลกรัม
โครงการและพารามิเตอร์ของหน่วยควบคุมพลังงานนิวเคลียร์ TEM (c) ศูนย์เคลดิช
ยังมาจากวิดีโอของศูนย์ที่ตั้งชื่อตาม Keldysh พร้อมส่วนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบ TEM ขนาด 250 กิโลวัตต์ (ค) อ. อิลยิน
พลังงานความร้อนจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าในวงจรกังหันก๊าซ (ไบรตัน) โดยพลังงานของก๊าซที่สกัดจากกังหันจะถูกส่งไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและการหมุนของคอมเพรสเซอร์เพื่อรักษาการไหลเวียนของก๊าซ ผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนความร้อนที่ตกค้างจะถูกปล่อยออกสู่วงจรที่สองซึ่งจะถูกกระจายออกสู่อวกาศโดยใช้ตู้เย็นหม้อน้ำ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบ รุ่น 250 kW TEM 1:2 (c) Anik
ความยากในการพัฒนาองค์ประกอบของระบบการแปลงเครื่องจักรเทอร์โบนั้นเทียบได้กับความซับซ้อนของเครื่องปฏิกรณ์ ข้อกำหนดทั้งหมดเป็นไปได้แยกจากกัน: มีกังหันก๊าซที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,500K และเทอร์โบปั๊มของเครื่องยนต์จรวดที่ปั๊มไฮโดรเจนมีความเร็วในการหมุนและความเร็วรอบข้างยังสูงกว่า 60,000 และ 500 ม./วินาที อย่างไรก็ตาม การรวบรวมทุกอย่างในคราวเดียวร่วมกับทรัพยากรที่ไม่ต้องบำรุงรักษาเป็นเวลา 10 ปีถือเป็นก้าวกระโดดที่เหนือกว่าความเชื่ออย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างเช่น ปัญหาเกี่ยวกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูงครั้งหนึ่งเคยเกิดขึ้นอย่างมาก ทิศทางที่มีแนวโน้มเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบรีเจนเนอเรชั่น และแบริ่งไดนามิกของแก๊สสำหรับสภาวะไร้น้ำหนักนั้นค่อนข้างยากในการทดสอบอายุการใช้งานภายใต้สภาวะแรงโน้มถ่วง
แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน TEM ทดลอง (ค) อ. อิลยิน
ในปี พ.ศ. 2556 ศูนย์ข้อมูลจึงตั้งชื่อตาม Keldysh รายงานความสำเร็จในการสร้างต้นแบบทั้งหมด องค์ประกอบสำคัญตัวแปลงเทอร์โบแมชชีน - เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสองประเภทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหน่วยกังหันก๊าซ อย่างไรก็ตาม จากข้อมูลล่าสุด งานวิจัยดำเนินไปค่อนข้างช้าและอายุการใช้งานของอุปกรณ์อยู่ไกลจากสิ่งที่จำเป็น ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2556 ความจริงได้รับการตั้งสมมติฐานว่าตู้เย็นแบบหยดยังห่างไกลจากการใช้งานทางวิศวกรรมและยังไม่สามารถพัฒนาได้ เครื่องยนต์ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าไอออนทำลายสถิติที่สัญญาไว้กำลังค่อยๆ เล็กลง - ปัญหาเกี่ยวกับอิเล็กโทรดที่มีรูพรุนขนาดใหญ่ด้วย ทรัพยากรสูงปัญหาที่ไม่มีใครในโลกสามารถแก้ไขได้ยังคงไม่ได้รับการแก้ไข
ต้นแบบของเครื่องยนต์ไอออน TEM จาก Keldysh Center มีขนาดเล็กลงแล้วเมื่อเทียบกับแนวคิดดั้งเดิมของ A. Ilyin
ตัวเลือก TEM พร้อมแผงตู้เย็น
นอกจากนี้ ปฏิสัมพันธ์ของ Keldysh Center (ส่วนหนึ่งของ Roscosmos) นำโดยนักวิชาการ Koroteev กับยักษ์ใหญ่อื่น ๆ วิสาหกิจอวกาศมักมีนิสัยตึงเครียดและลุยโคลนซึ่งไม่ได้ช่วยให้เกิดความก้าวหน้า TEM ที่ได้รับการทาสีอย่างสวยงามในขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้น เริ่มแตกหักในขั้นตอนการยืนยันคุณลักษณะของยูนิต
แบบจำลอง TEM แบบพับ ฤดูร้อนปี 2013 ให้ความสนใจกับเครื่องยนต์ไอออน - มี 24 ตัวเทียบกับ 15 ตัวในรุ่นก่อนหน้า ตู้เย็นยังมีน้ำหยดอยู่
สุดท้ายนี้ งานขององค์กรที่นำโดย RSC Energia มีเป้าหมายเพื่อสร้างความเป็นจริง ยานอวกาศ, ติดอาวุธด้วยแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ “พลังงาน” ถูกบังคับให้รับหน้าที่ขวางเส้นทางการพัฒนาเรือลากจูงของตัวเองด้วยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบเทอร์โมนิก “เฮอร์คิวลิส” และหน้าของปัญหาก็กว้างกว่า “ไอ้เวร” หลักอีกสองตัว . จำเป็นต้องสร้างยานอวกาศขนาดใหญ่ที่มีองค์ประกอบดั้งเดิมทั้งหมดบนเรือ - ระบบการวางแนวและการเคลื่อนตัวในวงโคจรของเครื่องยนต์จรวดไฮดราซีน แผงโซลาร์เซลล์ที่ทรงพลังและระบบโทรมาตร ระบบจอดเรือและระบบเติมเชื้อเพลิง ถังซีนอน และในที่สุดก็ทำให้ทุกอย่างใช้งานได้เป็นเวลา 10 ปี ในสภาวะรังสี องค์ประกอบที่เฉพาะเจาะจงยิ่งขึ้นควรเป็น:
- โครงถักแบบพับได้สำหรับถอดโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ออกจากตัวยานอวกาศโดยขยายอวกาศ 2.5 เท่าจาก 20 เป็น 54 เมตร
- การขยายท่อจ่ายน้ำหล่อเย็นและการปิดผนึก - ทั้งหมดนี้จะต้องทำงานได้อย่างไร้ที่ติในสภาวะสุญญากาศและการแผ่รังสี
- แผง CI แบบพับได้มีพื้นที่หลายร้อย ตารางเมตร;
- สายส่งไฟฟ้าแรงสูงขับเคลื่อน
- ปีกพับที่บรรทุกเครื่องยนต์ขับเคลื่อนไฟฟ้าและตู้เย็นหม้อน้ำ
ร่างการออกแบบ TEM นำเสนอโดย RKK-Energia
ความยิ่งใหญ่ทั้งหมดนี้ต้องอัดแน่นอยู่ในน้ำหนักสูงสุด 22 ตันที่ยานยิง Angara-5 สามารถยิงได้ ในความเป็นจริง ทันทีหลังจากออกภาพร่างของ TEM ในอนาคต RSC Energia เริ่มที่จะกวาดล้างโครงการ TEM อย่างเข้มข้น โดยผลักไสงานบางส่วนไปยังศูนย์อวกาศวิจัยและการผลิตแห่งรัฐที่ได้รับการตั้งชื่อตาม ครุนิเชฟ และบางคนที่สำนักออกแบบอาร์เซนอล ผู้สร้างยานอวกาศ US-A และ Plasma-A ตัวแทนของ RKK เริ่มพูดในการสัมภาษณ์ว่าการลากจูงที่ใช้ SB นั้นไม่ได้แย่นัก ในทางกลับกัน อาร์เซนอลกำลังพัดฝุ่นออกจากโครงการลากจูงที่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบเทอร์โมนิกขนาด 300-500 กิโลวัตต์
ส่วนของเครื่องปฏิกรณ์ TEM ในเวอร์ชันการออกแบบทางเทคนิค (ค) นิเกียต
เมื่อปลายปี 2557 สถานการณ์ที่ยากลำบากโดยผลโครงการคือการอายัดภายในกรอบของโครงการอวกาศของรัฐบาลกลางสำหรับ "2016-2025" มันยังคงเป็นเงินทุนสำหรับการวิจัยและพัฒนา ส่วนใหญ่ตามแนวที่มีผลบางอย่าง - ตัวเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เองและเครื่องแปลงเทอร์โบแมชชีน การเปิดตัวอวกาศ TEM ถูกลบออกจากแผน และเราจะได้เห็นว่าอนาคตที่มนุษยชาติมีเครื่องมือใหม่สำหรับการสำรวจอวกาศจะละลายหายไป ดังเช่นในภาพถ่าย "Back to the Future" อีกครั้ง เช่นเดียวกับในกรณีของ Hercules หรือ JIMO มนุษยชาติกำลังถอยกลับ โดยไม่สามารถเอาชนะอุปสรรคทางเทคนิคในการสร้างเครื่องปฏิกรณ์อวกาศที่ทรงพลังได้