Некоторые проблемы наземной отработки пусковых режимов космических термоэмиссионных ЯЭУ второго поколения

Некоторые проблемы наземной отработки пусковых режимов космических термоэмиссионных ЯЭУ второго поколения

Автор: Скорлыгин В.В., Анненков М.Е., Клокова О.Н.

Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia

Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

Статья в выпуске: 3 (42), 2023 года.

Бесплатный доступ

В статье рассматриваются задачи наземной отработки пусковых режимов космических ядерных установок второго поколения с термоэмиссионными преобразователями. Проанализированы возможности применения опыта создания отечественных ядерных энергетических установок «Енисей» и «Топаз» для решения данных задач. Показано, что существующий опыт расчётных и экспериментальных исследований пусковых режимов может являться надёжной основой для создания программы экспериментальной отработки. Отмечена особая роль разработки математических и компьютерных моделей, которые при нынешнем уровне развития вычислительной техники могут описывать более широкий круг процессов и явлений, чем ранее, а также реализовываться в имитаторах установок, что позволяет сократить сроки наземной отработки и повысить обоснованность и достоверность результатов.

Еще

Космическая ядерная энергетическая установка, пусковые режимы, термоэмиссионные преобразователи, компьютерная математическая модель, наземная отработка

Короткий адрес: https://sciup.org/143180657

IDR: 143180657

Список литературы Некоторые проблемы наземной отработки пусковых режимов космических термоэмиссионных ЯЭУ второго поколения

  • Ярыгин В.И., Ружников В.А., Синявский В.В. Космические и наземные ядерные энергетические установки прямого преобразования энергии: монография. М.: НИЯУ МИФИ, 2016. 364 с.
  • Ярыгин В.И. Ядерная энергетика прямого преобразования в космических миссиях XXI века // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2013. № 2. C. 5-20. Режим доступа: https://doi.org/ 10.26583/пре.2013.2.01 (дата обращения 04.04.2023).
  • Синявский В.В. Научно-технический задел по ядерному электроракетному межорбитальному буксиру «Геркулес» // Космическая техника и технологии. 2013. № 3. С. 25-45. EDN: SMYBLX
  • ГОСТ Р 56526-2015. Требования надёжности и безопасности космических систем, комплексов и автоматических космических аппаратов единичного (мелкосерийного) изготовления с длительными сроками активного существования. М.: Стандартинформ, 2016. 50 с.
  • Special illustrated presentation by the delegation of the Russian Federation at the XXXIII session of the scientific and technical subcommittee of COPOUS on collisions of nuclear power sources with space debris, Vienna, February 16, 1996.
  • Богуш И.П., Грязное Г.М., Жаботинский Е.Е., Макаров А.Н., Сербин В.И., Труханов Ю.Л. Космическая термоэмиссионная ЯЭУ по программе «Топаз». Принципы конструкции и режимы работы / / Атомная энергия. 1991. Т. 70. Вып. 4. С. 211-214. Режим доступа: http://elib.biblioatom.ru/text/ atomnaya-energiya_t70-4_1991/go,4/ (дата обращения 04.04.2023).
  • Грязное Г.М., Пупко В.Я. «Топаз-1» — советская космическая ядерно-энергетическая установка // Природа. 1991. № 10. С. 29-36. Режим доступа: http://elib.biblioatom.ru/text/gryaznov_ topaz_1991 /go,0/ (дата обращения 04.04.2023).
  • Кухаркин Н.Е., Пономарёв-Степной Н.Н., Усов В.А. Космическая ядерная энергетика (ядерные реакторы с термоэлектрическим и термоэмиссионным преобразованием — «Ромашка» и «Енисей»). М.: ИздАт, 2012. 228 с.
  • Никитин В.П., Оглоблин Б.Г., Соколов Е.Н., Климов А.В., Барабанщиков А.А., Пономарёв-Степной Н.Н., Кухаркин Н.Е., Усов В.А., Николаев В.Ю. Космическая ядерная энергетическая установка «Енисей» // Атомная энергия. 2000. Т. 88. Вып. 2. С. 95-108. Режим доступа: http://elib.biblioatom.ru/text/ atomnaya-energiya_t88-2_2000/go, 15/ (дата обращения 04.04.2023).
  • Колесников А.В. Испытания конструкций и систем космических аппаратов. М.: Издательство МАИ, 2007. 198 с.
  • Землянов А.Б., Коссов Г.Л., Трау-бе В.А. Система морской космической разведки и целеуказания (история создания). СПб: Галея-Принт, 2002. 216 с.
  • Нечаев Ю.А. Космические ядерные энергоустановки «Ромашка» и «Енисей». М.: ИздАТ, 2011. 190 с.
  • Кириллов А.С., Пышко А.П., Романенко А.А., Ярыгин В.И. Реакторный исследовательско-испытательный комплекс // Космическая техника и технологии. 2020. № 4(31). С. 69-79. EDN: IQHFXM
  • Афанасьева И.В., Жаботинский Е.Е., Зарицкий Г.А. Оптимальные алгоритмы управления термоэмиссионными космическими ЯЭУ с тепловым реактором // Атомная энергия. 1991. Т. 71. Вып. 5. С. 386-391. Режим доступа: http://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t71 -5_ 1991/go, 11/ (дата обращения 04.04.2023).
  • Богуш И.П., Грязное Г.М., Жаботинский Е.Е., Макаров А.Н., Сербин В.И., Труханов Ю.Л., Визгалов А.В., Зродни-ков А.В., Пупко В.Я. Основные задачи и результаты лётных испытаний ЯЭУ по программе «Топаз» // Атомная энергия. 1991. Т. 70. Вып. 4. С. 214-217. Режим доступа: http://elib .biblioatom.ru/ text/atomnaya-energiya_t70-4_ 1991/go, 7/ (дата обращения 04.04.2023).
  • Гудилин В.Е. Ядерные энергетические установки. Ядерные ракетные двигатели. Режим доступа: http://buran. ru/htm/gud%2026.htm (дата обращения 04.04.2023).
  • Вольберг М.С., Грязнов Г.М., Жаботинский Е.Е., Макаров А.Н., Сербин В.И. Основные принципы управления термоэмиссионной ЯЭУ «Топаз» на различных режимах работы // Атомная энергия. 1991. Т. 71. Вып. 6. С. 575-578. Режим доступа: http://elib .biblioatom.ru/ text/atomnaya-energiya_t71-6_1991/go,88/ (дата обращения 04.04.2023).
  • Синявский В.В. Проектные исследования термоэмиссионных ядерно-энергетических установок, созданных по литий-ниобиевой технологии, электрической мощностью 5-10 МВт // Космическая техника и технологии. 2016. № 4(15). С. 31-42. EDN: YHCWJF
  • Rhee H.S., Wetch J.R., Gunther N., Hobson R.R., Zheng C., Brit E.J., Schmidt G. Space-R thermionic space nuclear power system with single cell incore thermionic fuel elements // AIP Conference Proceedings. 1992. V. 246. Issue 1. URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.41739 (accessed 04.04.2023).
  • Андреев П.В., Грязное Г.М., Жаботинский Е.Е., Зарицкий Г. А., Никонов А.М., Сербин В.И. Принципы построения и основные характеристики космических термоэмиссионных ЯЭУ с тепловым реактором длительного ресурса // Атомная энергия. 1991. Т. 70. Вып. 4. С. 217-220. Режим доступа: http://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t70-4_1991/go,10/ (дата обращения 04.04.2023).
  • НИИ НПО «Луч». Дела и люди (История и судьбы) / Гл. ред. И.И. Фе-дик. Подольск: НИИ НПО «Луч», 2004. 456 с.
  • Алексеев С.В., Выбыванец В.И., Гонтарь А.С., Нелидов М.В. Методы отработки и обоснования длительного ресурса ЭГК // Атомная энергия. 2014. № 3. Т. 116. С. 123-130. Режим доступа: http://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t116-3_2014/go,3/ (дата обращения 04.04.2023).
  • Патент RU 2465678 С1. H01J 45/00. Электрогенерирующий канал термоэмиссионного реактора-преобразователя / Выбыванец В.И., Карагозин Р.М., Цец-хладзе Д.Л.; заявитель и патентообладатель — Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение «Луч». Заявка № 2011123350/07 от 08.06.2011. Опубликовано. 27.10.2012. Бюл. №. 30.
  • Глушков Е.С., Ермошин М.Ю., Пономарёв-Степной Н.Н., Скорлыгин В.В. Оценка возможных последствий гипотетической реактивностной аварии, связанной с попаданием в воду космической ЯЭУ «Топаз-2» // Атомная энергия. 1994. Т. 76. Вып. 6. С. 465-470. Режим доступа: http://elib.biblioatom.ru/ text/atomnaya-energiya_t76-6_1994/go,10/ (дата обращения 04.04.2023).
  • «Роскосмос» сообщил о возможном повреждении «Союз МС-22» микрометеоритом или мусором: новость от 19.12.2022 // Интерфакс: сайт. Режим доступа: https://www.interfax.ru/russia/ 877643 (дата обращения 04.04.2023).
  • Патент RU 2673564 С1. G21C 7/00. Способ пуска ядерного реактора космического назначения / Скорлыгин В.В., Кухаркин Н.Е.; заявитель и патентообладатель — Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт». Заявка № 2018114144 от 18.04.2018. Опубликовано 28.11.2018. Бюл. № 34.
  • Скорлыгин В.В. Способы оптимизации пускового режима космических ЯЭУ // Атомная энергия. 2020. № 2. Т. 128. С. 65-70.
  • Бугровский В.В., Винцевич Н.А., Вишнепольский И.М., Душин А.Н., Кар-мишин В.А., Мартьянова Т.С., Уланов Г.М., Чупрун Б.Е., Шевяков А.А. Основы автоматического управления ядерными космическими энергетическими установками / Под ред. акад. Б.Н. Петрова. M.: Машиностроение, 1974. 380 с.
  • Пономарёв-Степной Н.Н., Кухаркин Н.Е., Скорлыгин В.В., Анненков М.Е. Моделирующие системы в процессе экспериментальной отработки ЯЭУ космического назначения (на примере ЯЭУ «Енисей») // Атомная энергия. 2019. Т. 127. Вып. 7 С. 18-25. EDN: COEINJ
  • Garin V.P., Ermoshin M.Y., Skorlygin V.V. Application of control in coolant temperature for attainment of desired neutron power level during Topaz-II start-up // Proc. of the 11-th Symposium on Space Nuclear Power and Propulsion, CONF-940101. NY. 1994. URL: https://doi.org/10.1063/1.2950247 (accessed 04.04.2023).
  • Ивановский М.Н., Сорокин В.П., Ягодкин И.В. Физические основы тепловых труб. М.: Атомиздат, 1978. 256 с.
  • Абдрахманов А.А., Синявский В.В. Компенсация ресурсных изменений энергетических характеристик термоэмиссионного реактора-преобразователя с помощью адаптивной системы управления с экстремальным регулятором давления пара цезия // Известия РАН. Энергетика. 2006. № 1. С. 74-79. EDN: HTAHQZ
  • Грязнов Г.М., Ежов Н.И., Жаботинский Е.Е., Сербин В.И., Сливкин Б.В., Труханов Ю.Л., Шефтель Л.М. Регенеративные системы подачи пара цезия в термоэмиссионных ЯЭУ // Атомная энергия. 1991. Т. 71. Вып. 6. С. 573-575. Режим доступа: http://elib .biblioatom.ru/ text/atomnaya-energiya_t71-6_1991/go,86/ (дата обращения 04.04.2023).
  • ГОСТ Р 57412-2017. Компьютерные модели в процессах разработки, производства и эксплуатации изделий. Общие положения. М.: Стандарт-информ, 2018.
  • Кухаркин Н.Е., Скорлыгин В.В. Некоторые особенности построения математической модели динамики космической термоэмиссионной ядерной энергоустановки (на примере ЯЭУ «Енисей») // Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Физика ядерных реакторов. 2016. № 5. С. 70-89.
  • Ермошин М.Ю., Луппов А.Н., Му-ринсон А.Х., Скорлыгин В.В., Шепелен-ко А.А. Математическая модель и программа расчёта переходных режимов ядерной термоэмиссионной энергетической установки // Отраслевая юбилейная конференция «Ядерная энергетика в космосе». Обнинск, 1990. С. 318-320. Статья поступила в редакцию 09.03.2023 г. Окончательный вариант — 05.04.2023 г.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp