核熱火箭發動機系統

火箭是由極高速度從噴氣管排出氣體而產生強大反作用力作推力的一種飛行器。火箭按能源來分，可分為：化學火箭、電火箭、太陽能火箭、核火箭、光子火箭等。航空航天飛行器對發動機的主要性能目標為: 高推重比和長航。兩項性能的滿足都需要高密度能源燃料作為動力。核能作為能源密度最高級別的能源品種，自然成為航空航天動力的首選目標。

核火箭有核裂變火箭和核聚變火箭兩大類。利用核聚變反應產生的能量作能源的火箭，叫核聚變火箭。由於受控核聚變反應還在研究中，在過去的五十多年以及未來的二、三十年內人類唯一能利用的核火箭是由核裂變反應提供能量的核裂變火箭。核裂變火箭又可分為核熱火箭、核電火箭、混合核熱/核電火箭、核裂變碎片火箭、核脈衝火箭、核衝壓火箭等。

基本介紹

• 中文名：核熱火箭發動機系統
• 外文名：NuclearThermal Rocket Motor System

核熱火箭原理

核熱火箭具有推力大、比沖高、可多次啟動等優點。一般由反應堆、貯箱及渦輪泵系統、管路與冷卻系統以及噴管組件構成，反應堆的結構形式為高溫氣冷堆，包括燃料組件、支撐結構、慢化劑、控制棒或控制鼓、反射劑以及壓力艙。

核熱火箭通常採用氫氣作為工質兼冷卻劑。氫氣具有優良的導熱性能，在高溫低壓狀態下容易離解為原子氫，並吸收大量的熱量，其導熱性能可與金屬材料相媲美，是最好的冷卻介質之一，同時由於其分子量小而成為最優良的工質。工質流經反應堆後被加熱，再經收縮擴張噴管高速噴出。反應堆的控制棒用來對反應堆內中子流進行控制。如下圖為某核熱火箭工作原理圖。