王浩明，薛 翔，张银勇，林庆国

(1. 上海空间推进研究所，上海 201112；2.上海空间发动机工程技术研究中心，上海 201112)

0 引言

随着空间任务对能源动力需求的不断增长，常规化学能和太阳能由于已无法适应大范围轨道转移、空间拖船、深空探测等空间任务。核能以其长期、稳定的能量供应和大功率输出的特点，在可预期的未来成为了解决空间能源问题的唯一途径。然而，核能只能提供热能，虽然可以通过加热氢来达到900s的高比冲核热推进，但是在实现7000s比冲以上的高效核电推进、星表能源站或者其他科学载荷时需要进一步将核的热能转化为电能。以核反应堆为热源的空间大功率电源的研究从20世纪50年代开始一致持续至今，并且逐渐向着更高的功率量级发展。

核反应堆空间电源中除了反应堆之外，热电转换系统承担了将热能转换成电能的重要任务。热电转换方式主要包括静态转换(温差、热离子、碱金属等)和动态转换(朗肯循环、布雷顿循环、斯特林循环)两类，其中动态转换效率往往高于静态转换，一般情况下更适合大功率应用场合。在动态转换中，布雷顿循环相比于朗肯循环和斯特林循环，能够兼顾转换效率和系统质量，更重要的是随着系统功率的增加，布雷顿循环系统的质量比功率(kg/kWe)逐渐减小。因此，国外百千瓦和兆瓦级核动力飞行器均采用了布雷顿循环作为热电转换方案。

国外对于空间闭式布雷顿循环的研究起步较早，理论研究方面进行了热力循环的参数分析优化、系统工作特性的仿真验证等工作；……