Мощные энергодвигательные установки космического назначения с газотурбинным преобразованием энергии по замкнутому циклу Брайтона и особенности их экспериментальной отработки
Опубликовано: 15.07.2016
Авторы: Андрианов Д.И., Захаренков Л.Э., Каревский А.В., Попов А.Вл., Попов С.А., Семёнкин А.В., Солодухин А.Е., Терехов Д.Н., Штонда С.Ю.
Опубликовано в выпуске: #7(55)/2016
DOI: 10.18698/2308-6033-2016-7-1518
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
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 потенциальный состав и облик стенда для испытаний мощных газотурбинных преобразователей, работающих по замкнутому циклу Брайтона.
Литература
[1] Ярыгин В.И. Ядерная энергетика прямого преобразования в космических миссиях XXI в. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2013, № 2, с. 5-20.
[2] Акимов В.Н., Коротеев А.А., Коротеев А.С. Ядерная космическая энергетика: вчера, сегодня, завтра. Известия РАН. Энергетика, 2012, № 1, с. 3-11.
[3] Гришин С.Д., Захаров Ю.А., Одолевский В.К. Проектирование космических аппаратов с двигателями малой тяги. Москва, Машиностроение, 1990.
[4] Легостаев В.П., Лопота В.А., Синявский В.В. Перспективы и эффективность применения космических ядерно-энергетических установок и ядерных электроракетных двигательных установок. Космическая техника и технологии, 2013, № 1, с. 6-17.
[5] Jansen F., Semenkin A., Bauer W., Worms J.-C., Detsis E., Cliquet E., Masson F., Ruault J.-M., Gaia E., Cristina T.M., Tinsley T., Hodgson Z. MEGAHIT* Roadmap: Applications for Nuclear Electric Propulsion. RGEP, Dresden, 2014.
[6] Конюхов Г.В., Коротеев А.А., Полуэктов В.П. Исследование рабочего процесса в капельном холодильнике-излучателе в условиях микрогравитации и глубокого вакуума. Полет, 2001, № 4, с. 26-32.
[7] Бондарева Н.В., Глухов Л.М., Коротеев А.А., Красовский В.Г., Кустов Л.М., Нагель Ю.А., Сафронов А.А., Филатов Н.И., Черникова Е.А. Бескаркасные системы отвода низкопотенциального тепла в космосе: успехи отработок и нерешенные задачи. Известия РАН. Энергетика, 2015, № 4, с. 130-142.
[8] Mason L.S., Schreiber J.G. A Historical Review of Brayton and Stirling Power Conversation Technologies for Space Applications. NASA/TM, 2007, 214976.
[9] Kenney W.D., et al. Brayton Isotope Power System Ground Demonstrator. Eleventh Intersociety Energy Conversion Engineering Conference. American Institute of Chemical Engineers. 1976, vol. 1, p. 201.
[10] Write S.A., Vernon M.E., Pickard P. Small Scale Closed Brayton Cycle Dynamic Response Experiment Results. Sandia Report SAND2006, 3485 (Unlimited Release), Sandia National Laboratories, 2006.
[11] Hervol D.S., Briggs M., Owen A.K., Lavelle T.A. Experimental and Analytical Performance of a Dual Brayton Power Conversion System. NASA/TM, 2009, 215511.
[12] Hervol D.S., Mason L., Birchenough A., Pinero L. Experimental Investigations From the Operation of a 2 kW Brayton Power Conversion Unit and a Xenon Ion Thruster. NASA/TM,, 2004, 212960.
[13] Turner M.J.L. Rocket and Spacecraft Propulsion: Principles, Practice and New Developments. 3rd ed. Praxis Publishing Ltd, Chichester, UK, 2009.
[14] McGuire M.L., et al. Use of High Power Brayton Nuclear Electric Propulsion (NEP) for a 2033 Mars Round Trip Mission. NASA/TM, 2006, 214106.
[15] Guimaraes L.N.F., Camillo G.P., de Carvalho R.P. Preliminary Closed Brayton Cycle Study for a Space Reactor Application. International Nuclear Atlantic Conference (INAC). Santos, SP, Brazil, 2007.
[16] Guimaraes L.N.F., Camillo G.P., Placco G.M., et al. Power Conversion For a Microreactor: a Nuclear Space Application. International Nuclear Atlantic Conference (INAC). Rio de Janeiro, RJ, Brazil, 2009.
[17] Guimaraes L.N.F. Nuclear Space Applications: A Brazilian View. The XVIII Meeting on Nuclear Reactor Physics and Thermal Hydraulics (ENFIR). Recife, PE, Brazil, 2013.
[18] Арбеков А.Н., Леонтьев А.И. Развитие космических газотурбинных установок в работах В.Л. Самсонова. Труды МАИ, 2011. № 43. URL: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=24713 (дата обращения 16.01.2016).
[19] Стенд для испытаний мощного высокооборотного агрегата. Пат. № 2502975 РФ. МПК G01M 15/00. Заявитель и патентообладатель Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский центр им. М.В. Келдыша" (ГНЦ ФГУП "Центр Келдыша"). № 2013103632/06; заявл. 29.01.2013, опубл. 27.12.2013, бюл. № 36.
[20] Электрический нагреватель газа. Пат. № 119555 РФ. МПК H05B 3/40. Заявитель и патентообладатель Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский центр им. М.В. Келдыша" (ГНЦ ФГУП "Центр Келдыша"). № 2011153459, заявл. 27.12.2011, опубл. 20.08.2012.
[21] Ловцов А.С., Селиванов М.Ю. Огневые испытания ионного двигателя высокой мощности для перспективных транспортных модулей. Известия РАН. Энергетика, 2014, № 6, с. 3-9.