核热火箭发动机

核热火箭发动机（nuclear thermal rocket engine），工学-航空宇航科学与技术-航天-航天推进技术-﹝核火箭发动机﹞，将核裂变（核聚变）反应堆取代液体火箭发动机燃烧室的核动力发动机。核热火箭发动机主要由反应堆、涡轮泵、推力室（包括喷管延伸段）、屏蔽层、控制元件和推进剂管路等组件构成（图1）。反应堆包括燃料纽件、支撑结构、慢化剂、控制棒、反射剂及压力舱。其基本原理是利用核裂变反应产生的能量将推进剂加热至3000K以上的高温，而后通过超声速喷管膨胀做功产生推力。核热火箭发动机通常采用氢气作为工质兼冷却剂。液氢由泵从贮箱抽出并进行增压，随后依次进入喷管再生冷却通道、堆芯反射层和辐射屏蔽层等进行预热，同时对这些部件提供冷却，然后进入氢涡轮膨胀做功，驱动泵工作。最后，涡轮排气经小喷管喷出回收部分推力，或流入堆芯进行加热再经主喷管排出产生推力（图2）。反应堆控制棒对反应堆内中子流进行控制。当控制棒插入时，中子流减少；当控制棒抽出时，中子流增加。核热火箭发动机可分为固体堆芯、液体堆芯、气体堆芯及液氧增强型核热火箭发动机。