作业帮美国有没有搞核动力火箭的计划?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/03 04:03:32
美国有没有搞核动力火箭的计划?
美国有没有搞核动力火箭的计划?
美国有没有搞核动力火箭的计划?
以前美国人搞过核动力飞机计划,但失败了.而核动力火箭鉴于核动力飞机失败的教训被迫放弃.
50 年代,美国人造出了像B-36这样确实能装上一个反应堆的大型飞机,但这个机载反应堆的功率输出却很难满足驱动如此庞大飞机的需求,因此美国不久后就放弃了把B-36改装成核动力飞机的计划.
为什么明明能量巨大的核反应堆驱动飞机时反而不如普通的化学燃料发动机呢?这都是因为在目前的技术水平下,原子能转化成动能的过程太复杂了,以致效率低下,或者用术语说,是功率密度不足.
具体的来书,通常的船用核反应堆采用的是所谓的“两回路”方式,即：第一回路直接从堆芯中吸收能量,被加热后把热量带到堆芯以外,加热第二回路中的水,产生蒸汽推动蒸汽轮机先发电,再用电力推动船舶,或是直接通过减速齿轮机构带动螺旋桨产生推力.
然而用这种方式驱动飞机却根本无法得到令人满意的效果,因为整套装置太大也太重了,多余的体积和重量完全抵消了大功率带来的好处,结果装了类似船用反应堆的核动力系统后,飞机根本就飞不起来.此外,对于飞船,最终的功率输出也不能靠螺旋桨,因为在太空中根本不能指望空气的反作用力.
但随着时间的推移,科技的进步.被放弃多年的核动力火箭现在又重新被越来越多的人所关注.
比如：采用氢气作为核动力火箭的工作物质可能是更好的解决方案.液氢已是最常用的火箭燃料之一,火箭携带液氢基本上没有技术难点.利用核反应堆加热氢,只要其最终喷射速度达到或超过目前氢氧火箭发动机的喷射速度,相同重量的火箭就能工作得更久,也就可以把火箭最终加速得更快.
这里只存在两个问题：首先,火箭的最后重量中包括核反应堆的重量,因此它必须尽可能轻.而超小型核反应堆目前已能实现.此外,如果在外太空使用,可以不考虑残余物的问题,简单到只有一个质子的氢核也比较不容易产生放社性“垃圾”,于是屏蔽层可以作得薄些,喷射出的氢气也可以直接流过反应堆芯,这样就可节省下不少重量.
第二个问题看似简单,解决起来却不容易,那就是如何让被加热的气体高速向后喷出.这是个热能转化成动能的问题,其实也是喷气推进技术方面的一个核心问题.目前,已基本研制成功的超音速冲压喷气发动机会是一个很好的借鉴.
总结：以前技术有限,想整出核动力火箭困难重重.但现在,科技的发展已经使得核动力火箭的梦想越来越接近现实.