Мощные энергодвигательные установки космического назначения с газотурбинным преобразованием энергии по замкнутому циклу Брайтона и особенности их экспериментальной отработки

Мощные энергодвигательные установки космического назначения…

Инженерный журнал: наука и инновации

# 7



2016

УДК 629.78.064.036:621.039:620.9

DOI 10.18698/2308-6033-2016-07-1518

Мощные энергодвигательные установки

космического назначения с газотурбинным

преобразованием энергии по замкнутому циклу Брайтона

и особенности их экспериментальной отработки

А.В. Семёнкин, А.Е. Солодухин, Д.Н. Терехов, С.Ю. Штонда

ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша», Москва, 125438, Россия

Приведены данные об актуальных в настоящее время проектах, ведущихся в мире

в области мощных ядерных энергодвигательных установок (ЭДУ), представлена

общая информация об основных подсистемах ЭДУ, составе стендовой базы для

отработки ключевых элементов ЭДУ и требованиях к ней. Рассмотрен потенци-

альный состав и облик стенда для испытаний мощных газотурбинных преобразо-

вателей, работающих по замкнутому циклу Брайтона.

Ключевые слова:

космическое пространство, цикл Брайтона, энергодвигательная

установка, газотурбинный преобразователь, стендовая база.

Введение.

Работы над различными проектами, в которых исполь-

зуются мощные энергодвигательные установки (ЭДУ), ведутся с са-

мых первых этапов практического освоения космического простран-

ства, и с течением времени потребность в таких установках становится

все более актуальной. Это связано с ростом энергопотребления, уве-

личением массы космических аппаратов (КА), а также возрастанием

объема исследований как в ближнем, так и в дальнем космосе и разра-

боткой новых проектов, для успешной реализации которых требуются

мощные энергоустановки (мощностью от сотен киловатт до десятков

мегаватт).

Возможная классификация мощных космических энергоустано-

вок в зависимости от источника первичной энергии и способа ее пре-

образования в электрическую представлена на рис. 1.

Оценке рациональных областей применения энергоустановок

различных типов посвящены многие работы, например [1]. Сводные

данные целесообразности применения энергоустановок в зависимо-

сти от требуемой электрической мощности приведены на рис. 2.

При уровне генерируемой электрической мощности более 50 кВт

предпочтение отдается ядерным энергоустановкам (ЯЭУ). Принимая

во внимание прогресс в совершенствовании технологий производства

фотоэлектрических преобразователей, можно прогнозировать увели-

чение этого значения, однако в области больших мощностей пре-

имущество по энергомассовым характеристикам будет принадлежать