Является ли силовая установка для концепции атомно-теплоэлектрического корабля «Скорпион» жизнеспособной и надежной?

Как и в случае с любым гипотетическим дизайном, можно ограничиться рассмотрением некоторых «необоснованных» предположений.

Во-первых, можно сравнить заявленную производительность с существующей технологией. От ядерных ракет отказались рано, но завершенные прототипы дают некоторую нижнюю границу возможного ( NERVA , RD-0410 ).

• Тяга: 2000 кН (НЕРВА 247 кН, РД-0410 35 кН)
• Исп: 1200с (НЕРВА 840с, РД-0410 910с)
• Масса: 40 тонн (НЕРВА 18 тонн, РД-0410 2 тонны).

Это недалеко от продемонстрированных возможностей, и, что важно, он не предполагает, что повышенная тяга и скорость истечения могут быть достигнуты при равном бюджете массы, вместо этого система указана как более громоздкая.

Что касается «гораздо большей тяги и меньшего количества радиаторов (и меньшей зависимости от альфы), чем у типичной ядерной электрической ракеты», это концептуально возможно, поскольку отработанное тепло можно сбрасывать в водород вместо того, чтобы требовать дополнительных радиаторов. Очевидная цена увеличения тяги и снижения требований к охлаждению заключается в том, что скорость выхлопа намного ниже, чем у других типов электрических двигателей.

Основная идея, однако, состоит из двух частей с совершенно разной технологической готовностью. Отделение реактора от двигателя .

1. Реактор, будучи отдельным, может использовать обычную реакторную технологию, так как, таким образом, имеет значительно меньше конструктивных ограничений. Это выглядит как огромный бонус реализма для меня.
2. Это делает необходимым «дуговой нагреватель».

2.) Проблематично. По сути, это «волшебное устройство», которое запускает всю систему, и автор тратит на его описание всего один абзац!

Электрическая энергия, произведенная последним, затем используется для питания дуговых нагревателей в выхлопной системе. Этот дополнительный нагрев водорода повышает эффективную скорость выхлопа намного выше 8 км/сек, которую можно было бы ожидать от обычного ядерного теплового двигателя, до 12,5 км/сек.

Никаких подробностей, кроме того, что это как-то лучше ядерных тепловых двигателей.

Насколько мне известно, для ракетных двигателей не было продемонстрировано ничего даже близко похожего на электрический нагреватель гигаваттного масштаба. Неудивительно, поскольку текущая доступная мощность в космосе обычно на 5–6 порядков ниже.

Доступная литература об этом волшебном обогревателе невелика:

Основная силовая установка Скорпиона представляет собой версию цикла двигателя Змея, разработанного Аланом Бондом. В цикле используется электрическая аугментация ядерной термодинамической ракеты; базовая концепция, восходящая, по крайней мере, к Голдсмиту в 1959 году [23]. Третье издание Sutton [24] посвящает этой идее абзац, цитируя Голдсмита, а также Берри [25] и Рестера и Ротта [26]. Более поздние издания Sutton удалили этот абзац, по-видимому, чтобы освободить место для более подробного обсуждения работы по разработке NERVA, которая проводилась между выпусками. Но концепция не была забыта, и в 1972 году Бонд набросал подробный, элегантный и реализуемый вариант этого основного принципа [27].

23. М. Голдсмит, «Увеличение удельного импульса ядерной ракеты с помощью механико-электрических средств», Журнал Американского ракетного общества, том 29-8, стр. 600-601, 1959.
24. GP Sutton, Элементы ракетного движения, 3-е издание, John Wiley, 1963.
25. Э. Р. Берри, «Эффекты электрического усиления летных характеристик ядерной ракеты», Журнал Американского ракетного общества. Том 31-1, стр. 92-94 1961.
26. Э.Л. Реслер и Н. Ротт, «О ракетных двигателях с ядерной энергией», Документ Американского ракетного общества 1201-60.
27. А. Бонд, «Ядерная ракета для космического буксира», JBIS. Том 25, стр. 625-641, ноябрь 1972 г.

Абзац, который был удален в более поздних выпусках, и небольшие заглушки на 2-3 страницах — это не так уж много. Возможно, в наброске Бонда что-то есть? Потому что в этой статье нет ничего существенного о том, как работает двигатель, а только о том, какой космический корабль можно построить вокруг такого двигателя.

Вопрос в том, стоит ли верить автору.

О потенциальном прикладном использовании двигателя? Возможно, по крайней мере, он написал об этом несколько страниц.

О конструкции двигателя, работе, теоретической базе, параметрах и характеристиках? Не так уж и много, потому что об этом почти ничего не сказано.

Похоже, что «ядерно-электротермическая» концепция не уникальна для концепции «Скорпион».

Этот вопрос касается цикла двигателя, который несколько отличается, по-видимому, намного меньше (на основе ядра ядерной тепловой ракеты MITEE), использует индуктивный нагрев, а не дугу для форсажной камеры, и имеет меньше отдельных контуров охлаждающей жидкости.

Похоже, другие серьезные люди работают над похожей идеей.