核動力航天引擎是什麼,它要用什麼往後噴射?

葉笙LY

目前,核動力在航天器驅動方面原理上可行的技術路線主要有3種:

1)利用核反應裝置中核燃料的裂變或者聚變產生大量熱能,再由熱能加熱推進劑(由於太空中沒有可以利用的介質,推進劑必須額外攜帶)使其快速膨脹,高速從尾部噴出產生推力,這種方法也是從技術上最容易實現的方式;

核動力航天發動機

冷戰時期美國曾研製過核動力飛機NB-36H,並進行了飛行試驗,與第一種方式類似,不同的是隻需加熱空氣即可不需要額外攜帶工質。


美國NB-36H核動力飛機

2)核反應過程中會產生很多高速移動的粒子(如裂變中子、中微子等),可以使用合適的方法控制這些粒子的噴射方向進而產生想要的推力(雖然這些粒子的質量極小,但由於數量多且運動速度極快,持續的核反應產生的反作用力也是很可觀的)。這種方法的優點是推動比異常大,無需攜帶任何介質,持續性強,但技術難度較高;

科幻中的核動力飛船

3)利用核爆炸的高溫高壓場產生推力,該過程不是傳統意義上的可控核反應,而是通過控制核爆炸過程產生想要的推力大小和方向,也可以被稱為核脈衝火箭。缺點是需要攜帶大量的小型核彈、且控制要求極高、危險性最大。美國和蘇聯都嘗試研究過此類型的核動力航天器,最著名的是美國“獵戶座”計劃,該計劃由於美、蘇核協定於1965年終止。



“獵戶座”飛船

雖然核動力飛船或者火箭尚未有得到應用(核動力衛星已有應用先例),但世界上各核技術大國都在開展相關的技術研究。現有的化學燃料推進方式效率太低,無法滿足在太空中長時間、長距離的深空探索要求,核動力是目前可以預見的時間範圍內最可能的可行方式,希望我們這一代人能夠有機會見證核動力深空探索成為現實。



各種科幻電影中的星際飛船

最後上一張“獵戶座”發射的效果圖:
“坐著原子彈上天”是不是很刺激😄


威吶解析

核火箭有核裂變火箭和核聚變火箭兩大類。 利用核聚變反應產生的能量作能源的火箭,叫核 聚變火箭。由於受控核聚變反應還在研究中,在 過去的五十多年以及未來的二、三十年內人類唯 一能利用的核火箭是由核裂變反應提供能量的核 裂變火箭。 核裂變火箭又可分為核熱火箭、核電火箭、 混合核熱/核電火箭、核裂變碎片火箭、核脈衝火 箭、核衝壓火箭等。

核熱火箭是利用核裂變的熱能將工質加熱到 很高的溫度,然後通過收縮擴張噴管加速到超音 流而產生推力的火箭發動機系統。其工作原理與 液體火箭發動機相似,所不同的是核熱火箭用核 反應堆取代了液體火箭中的化學燃燒。

核電火箭是將核反應堆裂變能首先轉換為電 能,為電火箭供電,然後由電火箭產生推力的推 進系統。目前美國和俄羅斯也在開發推進與發電 兩用的空間核反應堆動力系統。

混合核熱/核電火箭。這種火箭首先利用核熱火箭的高推重比使火 箭脫離星球引力,同時也可減少火箭的飛行時間。 然後轉為核電推進,再利用核電火箭的低推重比、 高比衝在行星間飛行。該系統的電動力可以通過 核熱轉換,同位素轉換或機械方式(渦輪發電) 等將反應堆的裂變能轉換成電能


核裂變碎片火箭是在核裂變過程中,產生的 能量碎片從核反應堆高速逃逸,從而產生推力。 當原子裂變時,所產生的“分裂碎片”速率達到光速 的 3%,即約每秒 9 千公里,這足以給火箭帶來足夠的推力。

核脈衝火箭是指利用核彈爆炸來產生推力。核脈衝火箭 將攜帶大量的低當量原子彈,一顆顆地拋在身後, 然後引爆,火箭後面安裝一個推進盤,吸收爆炸 的衝擊波推動火箭前進。

核衝壓火箭為核熱火箭設計合適的進氣道和排氣道,利 用環境大氣作工質以取代通過管路從貯箱供給的 推進劑,那麼核熱火箭就成了核衝壓火箭。

用什麼向後噴射則要按照核火箭類型分類討論。核熱火箭、核電火箭、混合核熱/核電火箭、核衝壓火箭都向後噴射工質。而核裂變碎片火箭則噴出的是裂變後的原子核和中子,不需要工質。核脈衝火箭是利用核爆產生的光子和被核爆光輻射汽化的飛船殼體進行推進。


超視距天波雷達

前段時間很火的無工質引擎中國美國都同時證實可以產生推力,雖然理論上違背了物理定律但是實驗不會撒謊,確實產生了推力,如果核動力飛船用核能發電那麼就可以長時間為此引擎供電,一直加速個幾十年都不是問題,我覺得這是核動力飛船未來最理想的引擎



趙謙9118

不是核動力,是核電力,核能力在發電,帶著電站飛,在宇宙飛翔,只有兩種發動機,離子電推與微波推進器,兩種全用電,離子電推原理是顯像管,高壓成電子雲,加速後噴電子或離子電子,後一種東方的,噴強大微波。不可能噴核物質。


文紅35

其實不一定非得要向後噴射,我們換個方式思考一下,目前制約航天發現的主要問題是地球強大的引力,而引力波已經被證實存在,任何實物都有兩面性,如果某一天人類突破了反引力發動機的技術,征服宇宙將不再是夢想,試想一下,比航母還要巨大的飛船在反引力發動機作用下抵消地球對其的引力其質量幾乎為零這時候只需要很小的推力,飛船就能夠緩慢的上升。而這時候核反應堆的作用也許就是為了維持反引力發動機的左轉。當然到那時也許人類已經掌握了更為先進的能源技術。。。。。。


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