- авиационная ядерная силовая установка
Рис. 1. Авиационная ядерная силовая установка открытой схемы.
авиацио́нная я́дерная силова́я устано́вка (АЯСУ) — силовая установка летательного аппарата, в которой теплота, генерируемая в ядерном реакторе, подводится в авиационный газотурбинный двигатель (турбореактивный двухконтурный двигатель, турбореактивный двигатель или турбовинтовой двигатель) к воздуху и преобразуется в тягу. Находится в стадии научных и инженерных исследований. В зависимости от способа подвода теплоты различают АЯСУ открытой и закрытой схем. В АЯСУ открытой схемы (рис. 1) сжатый в компрессоре двигателя воздух нагревается непосредственно в соответственных каналах ядерного реактора до высокой температуры, поступает в турбину и истекает из реактивного сопла. Защита от радиоактивного излучения ядерного реактора осуществляется отражателями. В АЯСУ закрытой схемы тепловая энергия ядерного реактора подводится в теплообменнике (теплообменниках) газотурбинного двигателя к воздуху теплоносителем, циркулирующим в замкнутом контуре (контурах).
В одноконтурной АЯСУ закрытой схемы имеется один контур теплоносителя, соединяющий ядерный реактор непосредственно с теплообменником (теплообменниками) газотурбинного двигателя. В двухконтурной АЯСУ закрытой схемы имеются два циркуляционных контура теплоносителя, связывающих ядерный реактор с теплообменниками газотурбинного двигателя через промежуточный теплообменник. Наиболее полно требованиям безопасности в условиях эксплуатации отвечает двухконтурная АЯСУ закрытой схемы. Эта АЯСУ (рис. 2) состоит из реакторного блока, второго циркуляционного контура теплоносителя и газотурбинного двигателя. Реакторный блок включает ядерный реактор, первый циркуляционный контур теплоносителя с насосами и запорно-регулирующими вентилями, промежуточный теплообменник, тяжёлую и лёгкую защиту от излучений, защитную противоударную оболочку, позволяющую сохранить герметичность блока при аварии самолёта, а также автономную систему расхолаживания реактора после выключения (для поглощения остаточного тепловыделения после выключения реактора). Теплоносителями первого контура могут быть жидкие щелочные металлы (натрий, литий) или инертные газы (гелий). Масса реакторного блока двухконтурного АЯСУ закрытой схемы составляет 25—30% от взлётной массы тяжёлого дозвукового самолёта. Второй циркуляционный контур теплоносителя, связанный с первым контуром через промежуточный теплообменник, включает теплообменники газотурбинного двигателя, магистральные трубопроводы с тепловой изоляцией, насосы и запорно-регулирующие вентили. Теплоносителями второго контура могут быть жидкие щелочные металлы (натрий, эвтектический сплав натрий — калий) или инертные газы (гелий). Масса второго контура вместе с газотурбинным двигателем составляет 15—20% от взлётной массы самолёта.
Газотурбинный двигатель АЯСУ имеет также обычную камеру сгорания и поэтому может работать как на ядерной энергии, так и на химическом топливе. Взлёт, набор высоты и посадка самолёта с АЯСУ из соображений безопасности должны осуществляться при работе двигателей на химическом топливе; маршевый полёт самолёта осуществляется при работе АЯСУ.
Литература:
Теория воздушно-реактивных двигателей, М., 1975;
Muehlbauer J. C., Thompson R. T., Nuclear aircraft innovations and applications, в кн.: AIAA very large vehicle conference, april 26—27 1979, [N.Y.], 1979.
Рис. 2. Авиационная ядерная силовая установка закрытой схемы.
Энциклопедия «Авиация». - М.: Большая Российская Энциклопедия. Свищёв Г. Г.. 1998.
