😑 🧛🏿 💵 太空核反应堆：TEM ♠️ 🧙🏼 🧑🏿‍🤝‍🧑🏻

在苏联建立基于核反应堆的空间发电厂的20年研发工作的高峰是1988年耗尽的Plasma-A卫星。这些工厂基于在地面调试的热电子能量转换技术（在反应堆中进行了80多个测试组件，时间从100到16,000小时不等）。事实证明，这种努力，工作规模和构想之美是如此强大，以至于在接下来的20年中，在设计和计划带有核电站的航天器的专门组织的文章中，除了开发具有热电子发射转换器的反应堆的构想外，您将一无所获。关于光明的核与太空未来的20年讨论于2009年10月结束，当时没有多少Plasma-A开发项目获得资助，以及带有涡轮机转换功能的“运输和能源模块”。而且项目的负责人不是以前参与过该主题的人。除了说客的努力之外，这种逆转的关键作用之一是与空间热释放有关的一种技术思想。

美国AWS JIMO也计划在船上安装核反应堆

众所周知，重量是太空核电站的主要敌人，用于散发热量的冰箱是这类设备中最重的部件。对于热电子发射转换器，此问题可以很好地解决-是的，与涡轮机循环相比，它们的效率很低，但是散热器的散热器温度可能很高（大约1000K，反应堆本身被加热到1650K），并且正如我们所记得的，冰箱的重量取决于从温度到1 / T ^ 4的幂。结果，这种对功率定律的依赖性使必须从热电子核电站释放的热量重播了四倍。仅当您不具备滴灌 CI 的革命性想法时。

这个想法是，与其驱动流体通过发射面板内部的管子，不如将其飞过整个空间-从射流的喷嘴成型器到除雾器。在这种情况下，从理论上讲，CI的重量可以减少数倍，并且通过选择特殊的有机硅液体可以解决由于蒸发到真空而造成的损失。在这种情况下，热电子核电站开始发挥其“胎记”-发电燃料棒的功率密度低，效率为5-8％。

就是这样的TEM概念-由Keldysh中心中心在2009年提出的对热能和滴灌冰箱进行涡轮机械转换。在梅德韦杰夫总统提出的“国家创新发展”高峰期，这一想法的创新落在了沃土上，再加上Rosatom和IC Keldysh院士Koroteyev的游说者的力量，就有可能席卷RKK Energia，KB Arsenal，OJSC Krasnaya Zvezda董事会的悲惨“过时”项目。并获得珍贵的融资。

TEM的初稿，带4个滴注式冰箱（米褐色面板）。底部渲染在折叠位置。（c）RKK能源

为了在2010年进行研发，启动了一项价值170亿卢布的计划，其中72.45亿卢布分配给了反应堆，3.955亿美元分配给了能量转换系统，约58亿卢布分配给了其余的航天器。他们委托NIKIET研究所（铅快速BREST的创建者）做核反应堆，能量转换系统-以IC命名的凯尔迪什（Keldysh），以及整个航天器-RSC Energia。

TEM第一版的出现震惊了所有了解上下文的工程师。超高温（1600K！）快速气冷反应堆，碳氮化铀燃料（很有希望，但尚未进行研究），涡轮压缩机组以60,000 rpm的转速运行，并在1500K的涡轮机上连续运行10年，热交换器是同样的1500K。该设备的可扩展设计长54米，宽20米，在初始状态下适合PH整流罩。电压为4.5千瓦的创纪录的兆瓦级太空电子系统，可为16个离子动力系统提供60千瓦的功率（比当时飞行的系统强大10倍，比实验室记录保持者强大1.5倍）。最后，本来可以承受大剂量辐射10倍的航天器本身，比今天的典型水平100克拉-来自反应堆和辐射带的辐射，必须拖曳有效载荷。

-2013. —

该项目开始发展，并在采访，电视和会议中定期闪耀着观点和创新。罗萨托姆（Rosatom）最忙碌地进行了这项工作-迅速放弃了碳氮化物燃料，转而采用了熟悉的氧化物，设计了一个核反应堆，是标准反应堆和新反应堆的混合物。直径为4-5 mm的单晶钼壳中包含数百个含有高度浓缩的氧化铀的圆柱形燃料棒位于直径50 cm，长约一米的不锈钢圆柱形外壳中。估算的总燃料量为80-150 kg，具体取决于可达到的燃耗。通过在钼壳中移动和延伸碳化硼控制系统的19个吸收棒来进行控制。快速反应堆的火力为3，功率为8兆瓦，并通过40％大气压的78％氦气和22％氙气混合气体冷却。入口处的气体混合物温度为1200K，出口处的气体混合物温度为1500K（1227 C）。

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Rosatom的多家企业正在开发核装置，包括一直在发展太空核电站的IPPE，拥有高温燃料元件技术的NPO Luch，拥有热工作气体混合物的TEM核动力元件的内部反应堆行为是由NIIAR进行的，该研究所拥有美国最大的研究反应堆。尽管2012年脱离NIKIET，但反应堆V.P.的首席设计师Smetannikov的反应堆开发工作几乎如期进行-对装有新冷却剂和标准燃料元件的回路进行了测试，创建了部分热工水力试验台，并在Sosnovy Bor的NITI建立了地面核电站模型。该装置计划于2015年发射，无疑将是核工程的胜利。

TEM核电站的RUGK反应堆的早期版本。（c）Rosatom

来自IC的另一项合作以Keldysh，KBHM，KBHA和VNIIEM从事涡轮机械转换器。在TEM，计划安装4个相同的模块，容量为250千瓦。该系统还包括AC / DC和DC / DC转换器，缓冲电池，附加设备冷却系统。连同核反应堆，动力装置的质量为6800千克。

核电TEM的方案和参数。（c）凯尔迪什中心

，以该中心的视频命名凯尔迪什削减了250千瓦的TEM涡轮发电机。（c）伊林

在燃气轮机循环（布赖顿）中，热能转换为电能，从涡轮机中提取的气体能量既流向发电机，又流向支持气体循环的压缩机旋转。残留的热量通过热交换器排入第二回路，并在第二回路中借助冰箱的辐射器散发到太空中。

250 kW型涡轮发电机TEM 1：2（s）Anik

涡轮机转换系统的开发部件的复杂度可与反应堆的复杂度相媲美。另外，所有要求都是可行的：有温度高于1500K的燃气轮机，抽氢的火箭发动机涡轮泵的转速和圆周速度甚至高于60,000和500 m / s。然而，结合10年免维护资源一次收集所有东西-显然是他的头上跳了起来。例如，高温气体热交换器的问题一次切断了再生燃气涡轮发动机的非常有前途的方向，而用于失重的气动轴承却很难测试重力资源。

TEM热交换器板。（c）伊林

2013年，信息中心以凯尔迪什（Keldysh）报告说，成功制造出了涡轮机转换器所有最重要元件的原型-两种类型的热交换器，即发电机和燃气轮机。但是，根据最新的R＆D数据，它们非常紧，设备资源也远远不够。早在2013年秋天，就已经假定滴灌冰箱距离工程还很遥远，还不能开发。承诺的记录离子ERE逐渐消失-具有高资源的大型带孔电极的问题尚未解决，这是世界上任何人都无法解决的。

带有面板式冰箱的Option TEM

此外，由科罗捷耶夫院士率领的凯尔迪什中心（罗斯科斯莫斯的一部分）与其他大型航天企业的互动往往因喷泥而紧张，这也无助于进步。在初步设计阶段涂上精美的TEM，在确认单元特征的阶段开始崩溃。

折叠式TEM的模型，2013年夏天。注意离子引擎-早期模型上有24台反对15台。冰箱还在滴水

最终，由RSC Energia领导的企业的工作旨在制造一架配备核能的适当航天器。 Energia被迫承担起工作的重任，这阻碍了它自己开发带有大力神热电子核电站的拖船的道路，问题的范围比其他两个主要“邦特”的范围要广。有必要制造出一艘拥有所有传统元素的重型航天器-肼火箭发动机的定向和轨道操纵系统，强大的太阳能电池板和遥测系统，有效载荷和加油的着陆系统，氙气储罐，最后使其在辐射条件下工作10年。更具体的元素应该已经变成：
-折叠式桁架，用于从航天器主体上去除核能，其空间伸长率为2.5倍，从20米到54米；
-扩展的冷却液管道及其密封-所有这些在真空和辐射条件下应能平稳运行；
-HI折叠面板，面积为数百平方米;
-用于电力推进的高压电力线；
-带有电动推进装置和冰箱发射器的折叠式机翼。

RKK-Energia提出的TEM初步设计

所有这些宏伟的事物都必须被推入最大22吨的重量，这是Angara-5运载火箭能够承受的。实际上，在发布了将来的TEM草图之后，RSC Energia立即放弃了GKNPTs im的某些任务，开始从项目中大力抽出TEM。赫鲁尼切娃（Khrunicheva），以及在美国阿森纳设计局（Arsenal Design Bureau）的一部分，是美国A和等离子体A航天器的创造者。 RKK的代表开始接受采访时说，基于SB的拖船还不错。反过来，阿森纳则从300-500 kW的热离子核电厂的拖船项目中吹去灰尘。

技术设计版本中的TEM反应器部分。（c）尼基

2014年底，该项目的困境导致其被隔离在2016-2025年联邦太空计划的框架内。它仍然为研究提供资金，主要是通过取得一定成果的生产线-实际的核反应堆和涡轮机转换器。TEM太空发射已从计划中删除，我们将看到人类如何拥有用于太空探索的新工具的未来正在融化，如《回到未来》中的照片。再一次，就像大力神或JIMO一样，人类正在退缩，无法克服创建强大的空间反应堆的技术障碍。

太空核反应堆：TEM

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