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(V原子能委員會簡稱和(V原子能委員會簡稱和旗下的項目，由航天核推進局RD-0410俄羅斯核動力火箭發(fā)動機在60s中期到80s早期這段時間里，RD-0410是一系列真實存在的火箭發(fā)動機，在當時是值得人們?yōu)橹湴恋氖虑?。NERVA核能火箭發(fā)動機這個發(fā)動機當時被設計建造起初是用于完成火星使命，它是KIWI工程的承接者。內華達州的NERVA，火刖飛行器用核引擎)，簡稱領導。整個項目于年終止，也于同年解散。核動力火箭引擎示意圖計劃論證了核熱力火箭可以成為太空探索的一項可現(xiàn)實可靠的工具。在年底，測試完成最新型號的引擎一一后，認為可以用于載人火星任務。盡管引擎在測試后已經被認可可以勝任飛行任務，而且引擎也正準備整合入宇航器中，但在最終飛往火星的夢想實現(xiàn)前，隨同其他耗資巨大的太空任務被尼克松政府取消。曾被E和寄予厚望，而實際上，整個項目的成就也達到甚至超過它原先的目標。最主要的任務是“為太空任務提供核動力推進系統(tǒng)的科技基礎”。［1實］際上，幾乎所有計劃使用核動力火箭的太空任務都是使用由或是發(fā)展而來的設計。洛斯阿拉莫斯實驗室于195年2開始研發(fā)核動力火箭。195年5，勞倫斯-利弗莫國家實驗室的副主任找到了一種方法得以大幅度減輕反應堆重量使得項目提速，之后該項目開始被稱之為“流浪狗計劃”。到196年1，由于“流浪狗計劃”的

飛速進度，的馬歇爾太空飛行中心開始考慮在他們的太空任務中使用核動力火箭。馬歇爾太空飛行中心計劃最早在196年4使用來自于洛斯阿拉莫斯實驗室研發(fā)的核動力火箭將核動力空間試驗機（F）發(fā)射升空。由于來自于此類太空任務的計劃與需求，一個被稱為“航天核推進局”（）的機構成立了。的建立使得和得以協(xié)同工作。由擔任的第一屆主任。上任后做出了推遲發(fā)射的決定，并給核動力火箭引擎制定了十分嚴格精確的目標，在此之后才會被允許發(fā)射。緊接著挑選了公司和公司參與研發(fā)引擎。與此同時，也會得到來自洛斯阿拉莫斯實驗室的科技支持。經過考慮，選擇了比沖秒，推力，磅的核動力火箭設計（——鷸鴕，一種產自新西蘭的無翼鳥。）作為英尺（從推力結構到噴嘴高英尺）（核動力火箭實驗：）的藍本。流浪狗計劃的第二階段被稱為（太陽神），而第三階段則是熟知的（京燕），有著更大的功率（）、更高的功率密度和更長效的燃料。但這些工程都沒有成為最終的。最終可工作的（被稱為）是基于的設計。而當引擎開始測試時，阿波羅計劃遭到了尼克松政府大幅度的預算裁減。于是，將人類送上月球和火星計劃被無限期推遲。的研發(fā)、設計和建造幾乎全部是在洛斯阿拉莫斯實驗室完成的。測試則是在位于內華達測試基地由特別建造的一座大型設施內進行的。盡管洛斯阿拉莫斯在年代測試了一系列的和引擎，但直到年月，的引擎系統(tǒng)測試并沒有進行。整個測試的目標是：論證在無外部能源的情況下啟動和重啟引擎的可行性評估啟動、關機、冷卻以及重啟情況下控制系統(tǒng)的特性（穩(wěn)定和控制模式）。研究系統(tǒng)在過載運行下的穩(wěn)定性。研究引擎部件，尤其是反應堆在多次穩(wěn)定和瞬間重啟下的耐用性。所有的測試都成功完成了，而且第一臺連續(xù)運行了將近個小時，包括分鐘的全推力運行。這幾乎是之前的反應堆運行時間的兩倍。第二臺引擎—一被設計用來盡可能的成為一個完整的飛行系統(tǒng)，甚至包括使用飛行測試渦輪泵。為了節(jié)省時間和金錢，一些不會影響系統(tǒng)性能的組件會被有選擇的拆卸下來。與此同時，一面輻射防護盾會被添加，用來保護外部的組件。引擎將會經受從低壓環(huán)境到真空室的點火和部分模擬點火實驗。的測試項目包括以下內容：評估引擎系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。表面在發(fā)展飛行用引擎中沒有任何技術障礙。評估完整的引擎自動啟動系統(tǒng)。

目標也包括測試位于用于飛行引擎質檢和許可的新設施。引擎總共運行了115分鐘，包括2次啟動。和認為“測試表明核動力火箭目標也包括測試位于用于飛行引擎質檢和許可的新設施。引擎總適合太空飛行任務，而且比沖量是傳統(tǒng)化學火箭的兩倍?！盵3]引擎的表現(xiàn)證明了它可以勝任正在計劃中的火星任務。而測試設施也表面了其可以用于火箭引擎的飛行質檢和許可。流浪狗項目累計了1小時的運行時間包括小時20000以上的運行。盡管引擎、渦輪和液氫儲存罐沒有整合在一起，但依舊決定制造可以工作的航天器。但這充滿危機的火星任務因預算問題在國會造成了一些小麻煩。支持太空計劃的新墨西哥州議員得了重病，而另一位有利的支持者已經開始動搖而且決定不再擔任第二任期的職務。的199年預算遭到了國會的削減，之后的尼克松政府不僅大幅削減了190年的預算，也關閉了土星火箭的生產線并取消了阿波羅17號后的阿波羅任務。在失去用于將發(fā)射入軌的土星火箭后，洛斯阿拉莫斯用和核反應堆繼續(xù)將流浪狗計劃進行了幾年，最終于1972年徹底終止。測試中最嚴重的一次人員傷害事故是一次液氫爆炸。造成兩位工作人員的腳和鼓膜受傷。而在1959年的一次測試中，液氫被意外地使用殆盡，造成核心過熱后爆炸。為了防止輻射等意外，工作人員在等待了三周后才外出收集四散在內華達沙漠里的碎片。外行星探測中，由于空間探測器遠離太陽，難以利用太陽電池發(fā)電，必須采用核電源。第一個核電池是在1959年1月16日由美國人制成的，它重1800克，在280天內可發(fā)出11.6度電。在此之后，核電池的發(fā)展頗快。1961年美國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星“探險者1號”，上面的無線電發(fā)報機就是由核電池供電的。1976年，美國的“海盜1號”、“海盜2號”兩艘宇宙飛船先后在火星上著陸，在短短5個月中得到的火星情況，比以往人類歷史上所積累的全部情況還要多，它們的工作電源也是核電池。因為火星表面溫度的晝夜差超過100℃，如此巨大的溫差，一般化學電池是無法工作的。美國在，“先驅者”10號、11號探測器，“旅行者”1號、2號探測器，木星和土星探測器中，都使用了同位素溫差發(fā)電器作為電源。蘇聯(lián)在19?192年共發(fā)射了24顆核動力衛(wèi)星。衛(wèi)星帶有以濃縮鈾235為燃料的熱離子反應堆，功率為5?10千瓦。它們在200多公里的低軌道上工作,完成任務后核反應堆艙段與衛(wèi)星體分離,并小型火箭推到大約1000公里的軌道,可運行600年。1978年1月24日,蘇聯(lián)“宇宙”954號核動力衛(wèi)星發(fā)生故障,核反應堆艙段未能升高而自然隕落，未燃盡的帶有放射性的衛(wèi)星碎片散落在加拿大境內，造成嚴重污染。1983年1月“宇宙”1402號核動力衛(wèi)星發(fā)生類似故障,核反應堆艙段在南大西洋上空再入大氣層時完全燒毀。1982年8月30日，蘇聯(lián)發(fā)射宇宙1402號核動力海洋監(jiān)視衛(wèi)星，與同年10月2日發(fā)射的宇宙1412號，組成在同一軌道面上飛行成對。美國）計劃。1961年，發(fā)射了裝備有放射性同位素電池（-的宇宙飛行器。195年，）計劃。1961年，發(fā)射了裝備有放射性同位素電池（-的宇宙飛行器。195年，10空間核反應堆電源在S宇宙飛船上進行了試驗。SNAP10A是世界上第1個空間核反應堆電源，也是美國發(fā)射使用的惟一1個空間核反應堆電源，電功率00,在空間運行了天。到本世紀初，美國已在次空間任務（例如“先驅號”、“伽利略”號、“卡西尼”號等）中使用了放射性同位素電源系統(tǒng)，最大的電功率達300,。到20世紀末，美國執(zhí)行過的、與研發(fā)空間核動力有關的重要計劃還有：1核火箭發(fā)動機研究計劃（R0VER/NERVA）（1?1年），建造了（座全尺寸的、用于核火箭試驗的固相核反應堆（包括顆粒床反應堆），對“NERVA”核火箭進行了除飛行試驗之外的多種試驗。顆粒床反應堆成為上世紀80年代初期“森林之風”（）項目、也即后來的“空間核熱推進"（SNP項目的基礎。戰(zhàn)略防御計劃（SI（上世紀（年代中期至（年代初期），其中包括“SP100”計劃，即研制電功率100、壽命?10年、重量的熱電直接轉換的空間核反應堆電源，應用方向是空間武器和核電推進。1年，SP10（系統(tǒng)已達到詳細設計和部件驗證階段，所有與反應堆有關的可行性問題都成功地得到解決；燃料元件的關鍵測試已經完成，制造工藝和性能證明是合格的；材料考驗回路運行了數(shù)千小時而沒有損壞，驗證了傳熱系統(tǒng)材料和設計的適用性；電磁泵的磁性試驗已經完成，設計已通過最終審定；控制系統(tǒng)軟件已經被確認；熱電轉換材料的研發(fā)已達到設計水平。SP10（的研究成果為“空間探索計劃”（SE）的核電推進方案提供了強有力的技術支撐。從00年起，美國開始執(zhí)行所謂“普羅米修斯”（P）計劃。在技術層面上該計劃包括研發(fā)新一代放射性同位素電源系統(tǒng)、以裂變核反應堆為基礎的空間電源系統(tǒng)和先進的電推器、“木星冰復衛(wèi)星軌道器”（JIMO-JupteO）項內容。目標任務是研究帶有核電推進系統(tǒng)的星際宇宙飛船以探測木星最大的天然衛(wèi)星。美國對3種空間核反應堆電源系統(tǒng)進行了評價：液態(tài)金屬冷卻的核反應堆、熱管冷卻的反應堆,以及氣體直接冷卻的核反應堆。這3個系統(tǒng)都是以高濃鈾為燃料的快堆，采取動態(tài)能量轉換方式。可以說，“普羅米修斯”計劃是“SNAP”計劃和“ROVER/NERVA”計劃的綜合與繼續(xù)。俄羅斯俄羅斯雖然很早就成功研發(fā)和應用了釙-21放0射性同位素電池，但發(fā)展重點卻是空間核反應堆電源和核熱推進。從196年1起，俄羅斯研發(fā)了4種型號的空間核反應堆電源系統(tǒng)：ROAS轉換器反應堆、型空間核反應堆電源、OPA型空間核反應堆電源和OPA型空間核反應堆電源。前兩種為小型快堆，熱電偶直接轉換；后兩種為超熱中子堆，熱離子直接轉換。從196年7開始，俄羅斯先后把1個型空間核反應堆電源成功應用在宇宙飛船的海上雷達觀測上。1年，兩個OPA型1空間核反應堆電源在和111宇宙飛船上成功地進行了試驗。俄羅斯的OPA型熱離子空間核反應堆電源被認為是世界上迄今為止最先進的空間核電源。俄羅斯研發(fā)核推進的工作始于1年。在1年，決定建造沖力、比沖大于00的核火箭發(fā)動機R0101）1。為了提供與核熱推進系統(tǒng)實際運行工況一致的試驗條件，專門建立了“IGR”高通量石墨脈沖堆、“IVGI”實驗反應堆和"IRGIT”實驗性原型堆。在“IGR”反應堆上完成了核熱推進系統(tǒng)燃料元件的動態(tài)試驗，在“IVG1”反應堆上完成了燃料組件的壽命考驗，把“IRGIT”實驗性原型堆運行到0的功率水平。俄羅斯在核熱推進方面取得的重大成就在于，成功研制了核火箭發(fā)動機的燃料元件和燃料組件，建造出了R010型核火箭發(fā)動機試驗樣機，在著名《貝加爾》試驗臺架上完成了全尺寸核火箭發(fā)動機反應堆的幾個試驗系列，驗證了建造核火箭發(fā)動機以及雙模式（電源/推進）空間核動力系統(tǒng)的可行性。蘇聯(lián)解體后，俄羅斯政府在199年8發(fā)布了《俄宇航核動力發(fā)展構想》，強調要繼續(xù)保持在空間核動力領域的國際領先地位，明確指出空間核動力主要用于發(fā)展基礎軍事技術，滿足國防軍用的需要。重點技術任務是建立科學技術基礎，保證在2010年前后研制出電功率為100的空間核反應堆電源。遠景目標是研制電功率00或者功率更高的空間核反應堆電源，以及宇宙飛船的核“運輸電源艙”（T:T）。近幾年來，俄羅斯空間核動力專家一直在進行“ISTC項目2120”，設計雙模式（電源/推進）核火箭發(fā)動機系統(tǒng)和雙模式核電推進系統(tǒng)，用于載人和載物的登陸火星的宇宙飛船。早在2003年，俄羅斯航空航天局就已經開始了“火星乂乂『'研究計劃。SNAP-10A模型地面測試中的SNAP-10A，注意與旁邊的人相比可推測其大小盡管蘇聯(lián)人很早就成功研發(fā)和應用了釙-210放射性同位素電池，但發(fā)展重點卻是空間核反應堆電源和核熱推進。從1961年起，俄羅斯研發(fā)了4種型號的空間核反應堆電源系統(tǒng)：ROMASHKA轉換器-反應堆、BUK型空間核反應堆電源、TOPAZ-1型空間核反應堆電源和TOPAZ-2型空間核反應堆電源。前兩種為小型快堆，熱電偶直接轉換；后兩種為超熱中子堆，熱離子直接轉換。在這里請允許我簡單科普一下。上面說的兩種轉換指的是能量轉換，即把熱能直接轉換為電能，不像現(xiàn)在的電站那樣還要把熱變?yōu)檎羝賻影l(fā)電，也就是說熱電直接轉換是指載有熱量和電荷的物質不經轉軸和活塞而直接轉變?yōu)殡娔埽@樣的效果很明顯：效率高?，F(xiàn)在的熱電直接轉換包括熱電偶轉換、熱離子轉換、磁流體發(fā)電、鐵電轉換和熱磁轉換五種基本的熱電轉換方式。磁流體發(fā)電我們前面已經講過，而空間核反應堆電源采用的是頭2種方式。熱電偶是最早的熱電直接轉換裝置．將兩種不同材料的物質（通常是金屬絲）連接起來，加熱結點．在另兩端就能得到電動勢。這種教應是1821年發(fā)現(xiàn)的．但金屬和合金的熱電轉換效率太低，因此直到發(fā)現(xiàn)更好的熱電轉換材料半導體后熱電偶電源才投入實用。另一種熱電轉換裝置是熱離子直接轉換器。它利用的是熱離子發(fā)射原理，當金屬溫度很高時。電子將從金屬表面被蒸發(fā)出來。最簡單的熱離子轉換器由兩片靠的很近的金屬板構成。當熱離子轉換器用于外層空間時，熱源可以使用核反應堆內的裂變能．考慮到其余熱必須以輻射方式排出，而熱離子轉換器可以在比熱偶電源或動力發(fā)電設備高的多的溫度下運行，因此其需要較小的輻射抉熱器即可（熱輻射正比于絕對溫度的四次方），體積小，因此目前相對可靠的熱離子轉換器已成為最主要的空間核反應堆電源技術。ROMASHKA轉換器-反應堆，是最初的動力源，這類反應堆是快中子譜石墨反應堆，使用富集度為90%的高濃鈾碳化物燃料在高溫下運行。1964年8月研制成功，完成了地面試驗，

運行了15,000h。它采用石墨固體導熱，溫差電轉換（熱電偶），電功率只有0.5?0.8kW,（與美國的SNAP-10A相當），總重為508kg（略重于SNAP-10A）。其結構簡單，體積緊湊，使用可靠。但ROMASHKA只是鋪路石，做了個測試，新的BUK粉墨登場后就悄然引退。這就是地面測試中的ROMASHKA暴力者當屬BUK,光榮屬于BUK!BUK反應堆的蘇聯(lián)代號又叫-5,蘇聯(lián)有很多部門參與了研制，其中包括紅星,飛行”國家研究中心，“伊斯托克”科學生產聯(lián)合體和著名的庫爾恰托夫研究所等，主要是為了給當時正在研制的海洋監(jiān)視衛(wèi)星-（171做配套系統(tǒng)。為什么海洋監(jiān)視衛(wèi)星要用核動力作為電源？這是因為60年代雷達分辨能力有限，所以只能采用低軌道（240-270公里）技術，但正因為如此，需要大量大量動力，而在當時技術條件下采用太陽能電池（風帆）是不可能的，所以蘇聯(lián)決定將裝備空間核動力電源。BUK于1966年研制成功，其電功率達2.5kW,重量為0.9噸。自1967年12月發(fā)射宇宙198號至1988年8月發(fā)射宇宙1932號，用于大功率雷達監(jiān)視潛艇的水下活動（RORSAT）。共發(fā)射35次，成功33次，衛(wèi)星最長工作時間1年，BUK和它服務的海洋監(jiān)視衛(wèi)星以及他的傳奇都成為冷戰(zhàn)時代的暴力杰作。該系統(tǒng)采用了小型快堆，堆芯含有37根燃料棒。燃料棒的材料是高濃鈾（鈾-235豐度為90％）與鉬的合金。堆芯裝載鈾-235約為30kg。沿縱向移動的控制棒裝在鈹?shù)膫确瓷鋵觾取Ｔ诤朔磻褍?，裝有雙回路的液態(tài)金屬冷卻系統(tǒng)，采用低共熔鈉-鉀合金作為冷卻劑。一回路冷卻劑在核反應堆中被加熱到973K,并傳輸?shù)酵庹譃閳A桶型的熱電發(fā)生器。熱電發(fā)生器裝在輻射屏蔽層后的輻射散熱器的下面。熱電發(fā)生器的內腔是密封的并充有惰性氣體。電功率/kW3熱功率/kW100鈾-235裝載量/kg30質量/kg930比電功率25W/kgKOCMMMECKAflSIAEPHAfl

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位于航天博物館的TOPAZ-1靜態(tài)展示-E-1S-9aLVLE_一采用TOPAZ-1為電源的等離子-A衛(wèi)星，宇宙1867號組裝現(xiàn)場新一代核火箭發(fā)動機設計氣體分限器.__.t，_擰用披弟動機向'蛇芯義界結何一椅架結向:渦輪動力裝齊安金林第動機同氣體分限器.__.t，_擰用披弟動機向'蛇芯義界結何一椅架結向:渦輪動力裝齊安金林第動機同回流換熱簿建劫控制避-核燃料A.fl項H數(shù)據(jù)熟功率皿^40卅力.￡8拊或刑刑制度匕2900比前々9-10愿的運行時周h2慌并翻射所赧映和雞75或管的反時泄灰力卜卷祖寺制雄的NRE的凈隕聚kg2390技術數(shù)據(jù)摘要無論如何，冷戰(zhàn)的陰影已經過去，新世紀的曙光到來，國際合作的勢頭無法阻擋。以俄羅斯新一代核火箭發(fā)動機為基礎的雙模式核火箭發(fā)動機在未來國際合作的星空探索中又一次得到重視。在國際科學技術中心（）支持的Nq2120（2002?200）項目中，俄羅斯專家研發(fā)了以新一代核火箭發(fā)動機為基礎的雙模式核火箭發(fā)動機系統(tǒng)設計方案。該設計不僅能保證產生的較大