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俄成功研发核动力航天发动机部件 助力电磁武器发展
  [2018-11-26]  作者:安检办 王新宇  

今日俄罗斯电视台网站10月29日发布了题为《‘革命性的成果’:俄罗斯航天发动机的独一无二性何在》的文章,俄罗斯完成了对核动力推进装置冷却系统的测试,此类发动机是用以进行星际飞行的未来航天器的最重要部件之一。接受测试的部件包括液滴发生器、液压收集器、辐射冷却设备模型的测试样本。高效冷却系统的出现将为核动力推进装置的研发扫清几乎所有障碍。首台核动力推进装置的功率为1兆瓦,不过,未来可以提升10倍。专家认为,俄罗斯学者的上述成就不啻为对俄科学及经济发展作出的重大贡献。

一、全球首例   

核动力推进装置未来完成星际飞行的航天器所使用的动力设备,能够将飞行速度提升数倍。依靠这种新发动机,俄罗斯便能展开对月球、火星、太阳系遥远行星的研究,并在其上建立自动化基地。莫斯科大学斯科别利岑核物理科研所专家瓦西里·彼得罗夫告诉“今日俄罗斯”电视台:“核动力推进装置的工作原理如下——经压缩的核反应堆产生热能,借助涡轮机转化为电能,供应离子电喷气发动机和其他设备。”

现有航天发动机在运转过程中所产生的低品位热能,会损害机载仪表,通常是经过有液态载热剂循环流动的预制板散热器的管道,排入太空当中。这样的冷却系统体积庞大,而且对陨石撞击束手无策。俄罗斯学者发明了一种全新的散热机制。借助振荡发生器,辐射冷却设备喷射出滴束状的、由氦和氙两种化学元素混合而成的载热剂,将它们发射至太空中,进行冷却,而后通过液压收集器回收它们,再输送至冷却系统的工作室内。类似技术不必使用管道,令冷却系统更加轻省。

彼得罗夫指出:“俄罗斯学者对冷却系统的成功测试表明,他们终于解决了核动力推进装置研发进程中至关重要的问题。因为核动力装置存在一个极大的先天不足——它的温度过高。如果说在地球上还能用水冷却,太空中则不存在这样的可能性。”研发核动力推进装置的倡导者是俄罗斯科学院技术物理问题分院院士、“克尔德什研究中心”的前任总经理阿纳托利·科罗捷耶夫。多列扎利能源技术科研和设计研究所为项目研发的领衔机构。

在2010年启动的运输能源模块项目框架内,便包含有核动力推进装置的研发内容。由俄罗斯原子能公司和俄罗斯国家航天公司携手推进相关工作。根据俄总统下属的现代化委员会的安排,兆瓦级核反应堆的测试版应当在2018年岁末前打造完毕。俄罗斯原子能公司也在相关材料中提到,这一项目在全球是没有先例的。

此前,多列扎利能源技术科研和设计研究所总设计师、技术学博士尤里·德拉古诺夫指出,核动力推进装置的成功研发,是基于自上世纪60年代以来,在打造核能火箭发动机和热电装置时在各类太空技术的应用过程中所积累的宝贵经验。按他的估算,首台核动力推进装置的功率为1兆瓦。然而,正如他所说,在不久后的将来,俄罗斯便能制造出10兆瓦的发动机,“这意味着为开发太空供应能量几乎是没有限制的”。在他看来,未来核动力推进装置的能量转换效率会更高,因为反应堆产生的热能将无需用于给气态混合物加温。在研发过程中,位于波多利斯克的俄联邦国家单一制企业即“射线”科学生产联合企业,是全球首个掌握了使用高熔点金属(钼、钨、钽、铌)以及合金生产单晶体管的工业技术的企业。这一发明可以帮助俄罗斯研发能在1500摄氏度条件下正常工作的发动机。

二、需求极广的成果

在核动力推进装置以及运输能源模块的研发过程中取得的成就,可以帮助俄罗斯制造出从地面控制的无人航天器,将各类物资快速高效地运送至其他星球,并充当不同太空轨道之间的接驳运输工具。如今,具有类似用途的是“军舰鸟”助推器。应当了解的是,“军舰鸟”只能一次性使用,需要耗费大量能源。在完成任务后,便经过燃烧化为灰烬。当然,这是非常费钱的。而多次使用的运输工具则要经济得多,在必要时上场,一使就能好几十年。这堪称真正的革命性成果。核动力推进装置不会污染环境。核反应堆的燃料耗尽之后,它可以进入专门的“埋葬”轨道,那里全是退役的航天器。不排除如下可能,即数十年后,人类将发明出对报废的核动力推进装置加以有效利用的工艺。

军事专家尤里·克努托夫则预测,俄罗斯国防部可能会对核动力推进装置本身、在其研发进程中取得的相关成果极具兴趣。在他看来,俄学者所实现的技术飞跃,完全可以用于完善电磁武器,以及为空天军和海军提供能量动力系统。他表示:“核能完全可以在研发电磁脉冲武器时发挥作用,并为各类侦察设备供能。这些成果还会运用于研发更为高效、操作更便捷的舰载发动机,例如供一艘核潜艇‘终身’使用的核反应堆。”他指出,在近期内,我们不必期待星际飞船的出现,毕竟现有的技术水平令我们无法确保在距离地球500公里开外的地方,人类能够百分之百免受太阳辐射之危害。此外,太阳耀斑不只会给机组成员,也会对舱内的电子设备带来危害。

目前谈论研发核动力推进装置宇宙飞船还为时尚早。毕竟若要有效保护机组成员,飞船亟需厚度高达数米的铅制外壳。如此一来,它的体积势必非常庞大,且造价也异乎寻常的高昂。当然,无人愿意投资于此。不过,科学的发展不会止步不前。随着轻型结实的防辐射材料的问世,全人类将迎来难以置信的光明前景。

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