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核動力船原理(核動力宇宙飛船的原理是什么,?)
來源:cdfbk.cn    時間:2023-03-06 22:58    點擊:86   編輯:admin

一,、核動力宇宙飛船的原理是什么?

首先目前的核動力運用僅限于核裂變,, 也就是利用放射性元素,,如鈾,钚在放射性裂變時產(chǎn)生的熱量,,加熱水,,產(chǎn)生的水蒸氣推動汽輪機,然后產(chǎn)生動能,。

其他部分的原理和一般的蒸汽機是一樣的,,只是在來源上把原來的燒煤替換成放射性核燃料

二、核動力原理是燒開水嗎,?

原理是燒開水

核動力航母驅(qū)動原理其實和常規(guī)動力航母沒什么區(qū)別,,無非就是燒開水的方式不同罷了,核動力使用的是“原子鍋爐”,,而常規(guī)動力航母使用的則是“燃油鍋爐”,,但是歸根結(jié)底二者都是一種被稱為蒸汽輪機的動力裝置,,原理都是通過燒開水然后產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽,通過蒸汽驅(qū)動氣輪機運行,,最后推動螺旋槳旋轉(zhuǎn),。

以美軍尼米茲級航母為例,它的動力裝置就是兩具西屋電氣公司生產(chǎn)的功率各130000馬力的A-4W反應(yīng)堆以及4具蒸汽輪機,,所以別再說什么蒸汽輪機落后了,,核動力也不過如此!

航母用核動力反應(yīng)堆雖然是燒熱水,,但是與傳統(tǒng)的燃油鍋爐不同,,它具有兩個回路系統(tǒng),并且反應(yīng)堆燒的熱水并不直接生產(chǎn)水蒸汽,。反應(yīng)堆的核燃料棒發(fā)生核裂變反應(yīng)釋放出大量熱量,,這些熱量會加熱反應(yīng)堆中的高壓純凈水,這些純凈水通常被稱為冷卻劑,,在被加熱后會由冷卻泵推動至蒸汽發(fā)生器,,然后將熱量傳導(dǎo)至二回路中的水,這些水被加熱后產(chǎn)生水蒸汽,,然后水蒸汽經(jīng)由輪氣機的狹小噴嘴后增壓增速,,最后噴射至輪氣機葉片使其轉(zhuǎn)動,輪氣機主軸轉(zhuǎn)動后帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn),,推動航母前進,。

那怎么控制航母的航速呢?航母的航速取決于螺旋槳的轉(zhuǎn)速,,而這個轉(zhuǎn)速又是由蒸汽的產(chǎn)生量決定的,,蒸汽的產(chǎn)量則是由反應(yīng)堆燃料棒的核裂變速率決定的,那怎么有效控制燃料棒的裂變過程呢,?這就需要說到插入反應(yīng)堆中心的控制棒,!核反應(yīng)堆控制棒通常是由硼和鎘這些容易吸收中子的材料制造而成,當(dāng)它完全插入反應(yīng)堆中心,,由于吸收大量中子會讓反應(yīng)堆停止裂變反應(yīng),,而抽出一點就能讓反應(yīng)堆低功率運轉(zhuǎn),如果要增加反應(yīng)堆功率,,那就再拔出一點,,減少吸收中子量,讓更多中子參與裂變反應(yīng),,這樣就能產(chǎn)生更多熱量和水蒸汽,,也就直接提高了螺旋槳的轉(zhuǎn)速和航母航速,所以核動力航母的航速實際上是由反應(yīng)堆控制棒的插入深度控制的!

使用核動力的好處顯而易見,,一公斤鈾235燃燒產(chǎn)生的能量相當(dāng)于2500噸煤炭,,因此核動力航母具備了幾乎無限續(xù)航性,1964年美國的“企業(yè)”號航母就曾經(jīng)在全程不進行燃料補給的情況下,,用64天完成了全球航行,!

(企業(yè)號核動力航母與長灘號核動力巡洋艦環(huán)球航行)

但是與民用發(fā)電站的核燃料棒(二氧化鈾陶瓷芯塊)不同,航母因為體積相對狹小,,換裝核燃料棒相當(dāng)麻煩,,而且成本極高,因此一次裝填燃料最好能做到像福特級一樣永久性不更換燃料棒,,即使再次也要如尼米茲級一樣13年才需要換一次燃料棒,,這樣做自然減免了核燃料棒繁復(fù)的燃料棒更換過程,但是這也要求核燃料棒的鈾235豐度特別高,!

(航母核反應(yīng)堆)

民用發(fā)電站的鈾棒只需要達到3%的豐度就行了,而航母和核潛艇所使用的則是高濃度鈾甚至是武器級鈾,,比如尼米茲航母的A-4W壓水反應(yīng)堆使用的是豐度40%的鈾燃料棒,,而俄亥俄級核動力潛艇則使用的是豐度在90%以上的武器級鈾。

(俄羅斯失事的庫爾斯克號核動力核潛艇中的核燃料棒)

除了核動力裝置之外,,為了防止單一的動力裝置出現(xiàn)故障,,核動力航母通常還會配備備用常規(guī)動力,以防不時之需,!尼米茲級航母一共有四個五葉螺旋槳,,在每個螺旋槳驅(qū)動軸上都配備了一個功率8000KW的柴油機作為備用動力,在核動力反應(yīng)堆出現(xiàn)故障時就可以馬上啟動柴油機運行,,未雨綢繆,,有備無患!

三,、核動力飛船怎么形成,?

核動力飛船原理:反應(yīng)堆中核子的裂變或者聚變產(chǎn)生大量熱能,將推進劑(如液態(tài)氫)注入,,推進劑會受熱迅速膨脹,,然后從發(fā)動機尾部高速噴出,產(chǎn)生推力,。

四,、核動力宇宙飛船的原理是什么?

核動力飛船對于核動力的利用方式有3種:

第一種方法:太空沒有水或者空氣這種介質(zhì),,不能采用螺旋槳而必須利用噴氣的方式,。反應(yīng)堆中核子的裂變或者聚變產(chǎn)生大量熱能,我們將推進劑(如液態(tài)氫)注入,推進劑會受熱迅速膨脹,,然后從發(fā)動機尾部高速噴出,,產(chǎn)生推力。這種方法目前最容易利用,。

第二種方法:核反應(yīng)堆會產(chǎn)生很多高速移動的離子,,

這些高能粒子移動速度非常快,,從而可以使用磁場來控制它們的噴射方向,。這和離子火箭的原理相似,從火箭尾部噴射出高速移動的離子,,從而使火箭產(chǎn)生反沖運動,。這種方法的優(yōu)點是推動比異常大,無需攜帶任何介質(zhì),,持續(xù)性強,。

第三種方法:利用核爆炸。是一個大膽而瘋狂的方式,,不再是利用受控的核反應(yīng),,而是利用核爆炸來推動飛船,這已經(jīng)不是一種發(fā)動機了,,它被稱為核脈沖火箭,。這種飛船將攜帶大量的低當(dāng)量原子彈,一顆顆地拋在身后,,然后引爆,,飛船后面安裝一個推進盤,吸收爆炸的沖擊波推動飛船前進,。這個在1955年被以獵戶座計劃(Project

Orion)命名的項目,,最初計劃攜帶2千顆原子彈,利用它把宇航員于1965年送往火星,,1970年送到土星,。船上可以裝載150人,以及數(shù)千噸的載重,,使得他們生活相對很舒適,。獵戶座計劃后來胎死腹中的原因之一,在1963年美蘇簽定禁止大氣層核試驗條約之后,,獵戶座計劃研究于1965年終止,。

當(dāng)然,現(xiàn)在所有的項目都僅限于理論階段,,連美國都無法制造出核動力的火箭發(fā)動機

五,、核動力航母的工作原理是什么,?

工作原理是以核反應(yīng)堆為動力裝置進行推動。 核動力航母主要是通過核反應(yīng)堆工作產(chǎn)生熱量,,由循環(huán)系統(tǒng)里面的水吸收,,然后推動葉片做功,這就實現(xiàn)了內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能,,然后這個動能可以轉(zhuǎn)化為電能供全航母使用,。核動力航母更換一次燃料可以連續(xù)航行50萬海里,用不著海外基地的支援,。 是一種以艦載機為主要作戰(zhàn)武器的大型水面艦艇,。依靠核動力航空母艦,一個國家可以在遠離其國土的地方,、不依靠當(dāng)?shù)貦C場情況下對別國施加軍事壓力和進行作戰(zhàn),。