02.28 飛機可以使用核動力嗎?

小小酒菜


既然潛艇和航母可以使用核動力,飛機自然也可以使用核動力。而且早在上世紀六十年代,美蘇就進行過這方面的研究。

二戰結束後,全世界的人都長長出了一口氣,心想終於迎來和平的曙光,能夠安安穩穩過日子了。誰知道樹欲靜而風不止,美蘇兩個超級大國代表的東西方陣營又開始了遙遙無期的冷戰。


美蘇的冷戰對人類和平的威脅絲毫也不低於納粹的威脅,甚至一度將人類置於毀滅的邊緣。

這絕不是危言聳聽,因為科技的發展給人們生活帶來便利的同時,也給軍工技術帶來了革命性的突破。美蘇為了能取得優勢,開展了一輪一輪的軍備競賽。說白了,這種競賽目的都是圍繞著一個目的——殺人。

怎麼樣多殺人?為了能消滅敵人,雙方都想在軍備上壓倒對手,超過對手。為此他們到了發瘋的地步,不惜把人類的生命安全放到一邊,其中美蘇關於核動力飛機研製就是一個非常明顯的例證。

1939年,德國科學家發現了核裂變現象,這個領域的各國科學家都欣喜若狂,都希望這個發現能夠造福於人類。但沒想到這項成果也像其它科學成果一樣被首先應用於軍事領域。 美國和德國馬上開始進行原子彈研究,德國人沒有等到原子彈研製出了就戰敗了,美國人則成功地在1945年7月試爆成功原子彈,並在當年8月在日本廣島和長崎投下了兩顆。


原子彈巨大的威力把日本人嚇得魂不附體,直接導致日本在長崎原子彈爆炸後宣佈投降。 嚐到核能甜頭的美國科學家一發不可收,馬上開始了利用核裂變產生的核能替代燃油,作為潛艇和飛機動力的研究。

1951年,製造第一艘核潛艇的決議在美國國會獲得通過。 人類第一艘核動力潛艇“鸚鵡螺”號核潛艇研製成功,於1954年開始下水首航。與此同時,美國人關於核動力飛機的研究也在緊鑼密鼓地進行著。

美國以當時世界上最大的轟炸機B-36H為平臺搭載核反應堆進行試驗。為了測試和輻射源,飛機的後彈艙中安裝了一臺設計功率1000千瓦、重15噸的核反應堆。為防止核輻射洩露,在駕駛艙外安裝了數層防護罩。擋風玻璃也被做成了厚度達30釐米的含鉛玻璃。 機身中部還安裝了一個重達4噸的鉛護盾。改裝完畢後,這架綽號“十字軍”B—36H整裝待發。

該機在1955年7月―1957年3月間成功進行了試飛。出於安全考慮,該機的所有試飛都在人煙稀少的地區進行,而且在飛機爬升到安全高度後才敢開啟反應堆。儘管如此,美國空軍還配備了一架滿載傘兵的飛機為B—36護航,打算一旦發生意外,護航的傘兵立刻空降到出事地點封鎖現場。真可謂驚心動魄。


測試結果表明,飛機的核反應堆存在著核輻射,核動力飛機共進行了47次試驗性飛行,反應堆啟動工作了近90小時。試驗表明飛機有放射性危害,對環境造成威脅。試驗結果表明人類並不適合駕駛核動力飛機。

因此,上世紀60年代中期美國就停止了核動力飛機項目的研究。

在美國人將要研製出核動力飛機的時候,蘇聯克格勃獲取了美國的有關計劃,蘇聯人坐不住了,他們也爭分奪秒開始了核動力飛機的研究。

1956年3月,蘇聯部長會議正式通過了研製核動力飛機的計劃。他們將將現有的圖-95M轟炸機進行改裝,給該機裝上一個特別設計的小型核反應堆改成一個“飛行核實驗室”,最終誕生了圖-95LAL。和美國的NB-36H一樣,圖-95LAL的反應堆也是首先被用於輻射測試,該機在1961年5-8月間完成34次試飛任務,但沒有一次開啟過反應堆。蘇聯的核動力計劃也和美國的計劃一樣無果而終,幾個月後,這架參加試飛的飛機被擱置,後來被拆解。


核動力飛機為什麼會無疾而終呢?原因不外乎以下幾方面。

首先是我們說過的汙染。

雖然核動力飛機的設想很好,但存在難以解決的技術問題。如果核動力推進系統採用效率最高直接循環方案,也就是用反應堆核心直接加熱壓氣機空氣,那麼就會導致噴氣汙染問題。飛機一邊飛行一邊排出含有致命輻射的氣體。

核動力飛機如果換一種方式,在機身內安裝核反應堆,為了隔絕輻射,需要多種材料和駕駛艙嚴密隔離,這樣一來飛機的重量就會加重十幾噸,飛機的性能和安全就會受到 影響。

再說,開飛機不是為了兜風,是執行作戰任務,飛機自重這麼大,怎麼還能掛載足夠的導彈呢?

飛機一旦發生安全事故,無論在什麼地方,都會造成可怕的核洩漏,造成的嚴重後果誰也無法承擔。如果地點在國外,引起的政治後果更是無法估量。

其次,即使能夠在洩露和汙染方面做到萬無一失。有了核動力,無限續航的飛機也是由任駕駛的,飛機受得了,飛行員也受不了。


飛行員不能像核動力航母的船員那樣在海上生活半年或者一年不下船。因為航母上吃喝玩樂什麼都有。飛機上那麼小的空間,飛行員的吃喝拉撒怎麼解決?生活必需品怎麼存放?即使這一切能解決,飛行員整天待在機艙裡非瘋掉不可。

彈道導彈和偵察衛星以及無人機的誕生,也是讓核動力飛機胎死腹中的重要因素。


核動力飛機幹什麼用的?一是做偵察機,有了持久續航能力可以全天候對目標進行偵察。可是自從偵察衛星和無人機誕生後,再開著飛機去偵察就成老土了。

核動力飛機還可以做戰略轟炸機。就是帶幾枚核彈整天在空中盤旋,對敵人進行核威懾。可是洲際彈道導彈誕生後,射程都在1萬多公里了,還用得著轟炸機去冒險嗎? 何況戰略轟炸機的使用頻率很低,續航能力也在提高,所以沒有必要冒著核洩漏的風險去搞什麼核動力飛機了。


小約翰


飛機是可以使用核動力的,而且在歷史上美國和蘇聯都研製過核動力飛機,只是由於經濟、技術和核輻射問題,美蘇都沒有再繼續下去。我們可回顧一下,主要軍事大國為什麼試圖製造核動力飛機、以及最終為何不能被採用。

美國經驗

計算表明,核燃料比化學燃料有效得多。理論上,核動力飛機飛行範圍無限,這對打擊敵人非常有效,預計還有可能提高飛行速度。未來的核動力裝置可以用於不同裝備,主要是戰略轟炸機。美國首當其衝,研究飛機核能設施。1946年5月,核動力推進航空器計劃啟動項目致力於開發一種基於核反應堆的航空發動機。上世紀50年代中期進行了美國飛行器反應堆ARE(Aircraft Reactor Experiment)實驗。NEPA/ANP的一項主要任務是減少反應堆的體積和質量,以滿足飛機對平臺的限制。該ARE項目提議建造一座2.5兆瓦的反應堆。為了冷卻堆芯,設想使用熔融鹽混合物,這是世界上第一個這種類型的反應堆。在第二回路中使用液態鈉。

1957年美國啟動Pluto項目,目的是為超音速巡航導彈製造一個精確的核動力噴氣發動機。首先,為的SLAM(冥王星)戰略導彈設計了一種新的反衛星導彈。Pluto項目其中開發和測試了幾個名為Tory的發動機。動力來源是一種緊湊型反應堆,直接放在發動機內部。柵欄裡的空氣應該通過通風口進來、加熱,然後通過噴管流出。沒有設想到任何中間傳熱裝置,缺乏實質性保護。開發商認為,裝備核動力裝置的導彈不僅能擊中指定目標,而且可以對沿途區域核汙染。項目沒有產生實際結果。這是一種極其複雜和危險的技術,而且,到了1960年代初,美國指揮部對洲際巡航導彈的想法感到失望,並選擇了其他方向。

美國的核動力飛機

核發動機既可以裝在飛機上,也可以裝在巡航導彈上。它既包括對現有機器的升級,也包括開發全新的機器。1951年推出了新版本的B-36-MX-1589或NB-36H轟炸機.據估計,NB-36H的飛行性能將超過一般轟炸機。新的NB-36H與普通B-36轟炸機不同的是,新的NB-36H是一個有機組人員和兩個反應器操作員的安全駕駛艙。在貨艙內放置了一臺小型核反應堆,其空氣冷卻能力為1兆瓦。反應堆可以拆卸,以便安全儲存在有關的機場設施。

1955年NB-36H轟炸機完成首飛。到1957年為止,該飛行實驗室共執行了47次飛行任務,飛行時間為215小時。在幾次飛行中,反應堆啟動,總共工作了近90小時。試驗表明,所使用的機艙能夠保護機組人員免受輻射。與此同時,飛機留下了放射性痕跡,對環境造成了威脅。

在60年代初之前,關於該項目前景的爭論還在繼續,但後來決定停止。事實證明,核動力飛機太昂貴、太複雜、太危險。華盛頓選擇了其他類型的戰略武器。到上世紀60年代中期美國就停止了核動力飛機的研究。

蘇聯經驗

1955年,蘇聯開始研發核動力裝置,計劃建造一系列具有特殊飛行性能的飛機和巡航導彈。在不同階段考慮了反應堆和發動機的幾種佈局方案。60年代初米亞西謝夫實驗設計局就研發了幾種核動力飛機的方案,提出了使用不同的空氣動力學方案和佈局解決方案。這些項目的共同特點是使用核動力裝置,先進的生物防禦和機器最大限度的自動化。在這一過程中,必須對在飛行和地面上造成輻射危險的飛機的操作問題進行研究。

該局考慮了幾種M-30和M-60的轟炸機。M-60M轟炸機項目提議建造一艘重型飛機,從而消除了與地面基地有關的一些問題,但是操作太複雜。1956年蘇聯又轉向圖-95轟炸機,由圖波列夫設計局負責研發。圖-119核動力飛機(原名為圖-95LAL)反應堆組裝和一系列工作準備了數年時間。1961年春季,Tu-95LAL進行了第一次飛行。到8月為止,又進行了33次試飛,其中包括運行中的反應堆。在Tu-95LAL試驗過後,圖波列夫實驗設計局的核安全工作停止了,但其他組織繼續研究這一問題。

1965年蘇聯決定在安-22型運輸機基礎上研製一架能夠在空中長時間停留的反潛防禦飛機。安-22PLO計劃在機身和四臺NK-14A發動機中使用單個反應堆。在此情況下安-22PLO可以巡邏50個小時。安-22PLO 項目也存在技術困難,這架飛機太重了,不得不重新設計生物防禦系統。1970年進行了一項實驗,安-22飛行時機上有輻射源。總而言之,安-22PLO計劃沒有完成,原型機也沒有建成。


科羅廖夫


飛機和導彈都可以使用核動力,美國和蘇聯也確實研究過。實際上人類最早研究核動力飛機是從二戰剛剛結束後一年的1946年就開始了,只是最終的結果表明核動力飛行器可行性比較低。其實美蘇研究核動力飛機的初衷相當簡單,就是因為核動力飛機幾乎擁有無限的航程,一次出動不經轉場和空重加油就可以到達全球任何一點,尤其是對手的心臟地帶進行打擊。核動力之所以沒有投入實用,主要是因為人們至今也沒有解決它的放射性汙染問題。

核動力航空發動機的原理很簡單,其實就是飛機內置一個反應堆,發動機外觀和噴氣發動機類似,也有一個進氣口,冷空氣吸入進氣口後被送入反應堆中,被核燃料產生的大量熱量加熱,高溫高壓的空氣從尾噴口噴出產生推力。

第一代的核動力發動機,是直接循環的,是直接將空氣吸入並流經核反應堆,這樣的空氣帶走了大量的放射性物質直接排入高空大氣層,汙染的效率堪比敵人的小型核武器,屬於出師未捷自損一千的典型:

後來意識到這個嚴重問題後,對發動機進行了改進,變為間接循環。就是說空氣不再流經核反應堆,循環管路與反應堆是完全隔絕的,通過核反應堆一次加熱冷卻劑,冷卻劑隔著管道二次加熱空氣產生推力。這樣做的好處就是放射性塵埃大大減少。不過這樣做也增大了結構重量,而且效率不如第一種。而且仍未解決核反應堆本身輻射外洩的問題。

最早的核動力飛機是1956年美國人改裝的B-36轟炸機NB-36H。一個1000KW對核反應堆被內置在了彈艙中。核發動機是通用動力的J47噴氣式發動機改裝而成,下掛在NB-36H下方。不過實驗僅僅是用來檢測核動力發動機輻射對機組人員對影響,根本沒有用它來推進飛機飛行。

實驗的結果是這種飛機的產生的“殘酷的”輻射對機組人員健康影響太大,同時機載電子設備也會被影響,可靠性大打折扣。所以肯尼迪總統上臺後也就終止了這項研究。

蘇聯在1961年,用圖95改裝的驗證機Tu-95LAL掛載2臺NK-14A核動力航空發動機進行了40次試飛,進度和NB-36H幾乎相同,都是用來驗證輻射對機組的影響。其得到驗證結果也和美國人完全一致,這玩意汙染太大了,所以計劃的正式機型Tu-119也就沒了下文。

Tu-95LAL的設計,反應堆處於機身後部的彈艙內

Tu-119的構想,通過管路將4臺發動機的進氣口和反應堆連接

美蘇的研究結果都表明核動力飛機的輻射汙染太大,不適合用在飛行器上。不過既然有人的不適合,無人的限制條件就小了吧?俄羅斯於是推出了一款“雨燕”核動力巡航導彈。不過美國戳破了俄羅斯的牛皮,說俄羅斯的4次試射其實全部失敗,最遠的一次也只飛行了35公里,而派出去處理的船隻都是專門處理放射性物質的,人員也要冒著受到超大劑量核輻射的危險。你說這是何苦呢。


宣仔



核動力飛機動力取決於哪種核發動機。目前核潛艇上使用的壓水堆太大太重,無法安裝在飛機上。厚厚的屏蔽和密封容器給飛機增加了很多額外的重量,因此不可能飛行。



這不是因為缺乏嘗試。在冷戰時期,美國和蘇聯都會嘗試最瘋狂的事情,它們希望自己的項目能壓倒對方。兩國都試圖製造一種可以長時間在空中飛行的核動力轟炸機。這是因為即使是一架加滿燃料並準備就緒的轟炸機也需要一個多小時才能爬升到巡航高度。隨著緊張局勢的加劇,美蘇會把戰鬥機放在跑道盡頭,讓所有引擎都運轉起來,只是為了把反應時間縮短到15分鐘。當美蘇可能需要按下一個按鈕就用核武器攻擊敵人時,這樣的反應時間根本不可行,所以它們都試圖製造核動力轟炸機。它將依靠熔鹽堆運行,併產生足夠的電力來驅動轟炸機上的渦輪機。屏蔽重量可能是個問題,但可以簡單地放一個更大的反應堆,驅動更強大的渦輪機。但最終使整個計劃過時的一項技術是多級火箭技術的出現,也被稱為洲際彈道導彈。兩國可以用更少的人在地面部署多枚導彈,如果導彈發射井被摧毀,核輻射的幾率也更低。



如果現代或者未來研製核動力飛機,加速器驅動的反應堆可能適合,重量也不會太重,因為燃料甚至不必達到臨界質量。使用等離子加速器(可以在一米直徑內達到千兆瓦能量)作為散裂中子源,它可以被製造成長1.2米長、直徑0.6米大小,比汽車發動機大一點。



建議使用熔鹽將熱量從核反應堆傳遞到噴氣發動機的加熱室,使用電動機驅動前面的壓縮機可以讓發動機輸出3000℃以上的高溫空氣,而不用渦輪提取轉化能量。

然後使用高效熱電技術(效率90+%,目前還不存在)或輕型燃氣輪機直接從反應堆中提取電能。



唯一的問題是屏蔽。這是可以做到的,但它將佔重量的大部分。使用新型屏蔽技術來最大化屏蔽效率有助於減輕重量,但仍然會很重,這確實是限制因素。

所以,也許將來會做得很好!但現在,這不太可能,核動力飛機投入使用可能性微乎其微。


軍機處留級大學士


當然可以,並且核動力飛機的前沿性研發工作可以說也都在搞。

對於人們想象中的核動力飛機,其實我們應該稱之為核動力飛船,核動力飛船的研發,核心技術在三點——能源、發動機和材料。

第一,能源

其實一直以來,飛行器的能源幾乎都是化學燃料,一般的飛機用的都是航空汽油,而如火箭等航天飛行器則需要能量等級更高的化學燃料。它們的能源一般來說處於比較穩定安全的狀態,並不需要很特殊的物質或裝置確保能源的安全輸出。

而化學能源的發動機同樣因為處理的能量並不算巨大,所以其研發和運行都較為簡單。

但核能源不一樣,核能不管是裂變產生還是聚變產生,即使能夠做到穩定輸入,其能量級別都是現在飛機發動機無法承受的。而且核能源的產生裝置中需要冷卻裝置,冷卻裝置一般重量都很大,這從核能源的應用可以看出。

如今裝備核能源的動力裝置,只有核潛艇和核動力航母,而這兩者無一例外,都屬於5000噸級以上的巨獸。而這還是利用了海水作為冷卻液的特性。

如果裝備在飛機或飛船上,那麼核能源的輸出裝置大概就能佔據整體重量的30%——50%左右。這就必須要進行核動力裝置的精簡化,對於反應堆的小型化和對空天環境的適應性做出必要的調整。

第二,發動機

傳統的發動機我們可以稱之為空氣動力發動機,其原理可以簡單理解為渦輪將壓縮的高溫氣體噴出後獲得動能,並藉助飛機的結構設計產生的浮力進行飛行。

而核動力發動機在之前美國和蘇聯兩國對峙時期其實並沒有與之對應的創造,還是停留在用傳統的渦輪發動機處理更為充盈和持續不斷的被加熱的空氣。

進入現代以來,倒是有科學家提出過一些想法,比如核動力發動機應該直接利用同位素衰變迅速加熱一定範圍內的空氣,從而使飛行器獲得巨大的動能。

這種想法太過瘋狂,姑且不論有可能造成核汙染,另外這樣產生的能量很可能過於巨大,這需要十分高超的對能量等級的控制技術,儘管有著很多不足,但較之組合起來的核動力裝置更有啟發性。

第三,材料

核動力裝置的使用,必然會考驗飛機的材料。

如今的飛機很多使用的都是合金材料,一般來說,材料的選擇跟飛機用途有關,民用飛機的塗裝一般來說是為了應付高空天氣以及保障飛機力學機構的穩定,儘量提升機體的穩定和乘坐舒適度,同時也有一定的防止事故發生的設置。

而運輸用會更加粗糙一點,軍用飛機的話則根據機型的不同,選擇不同的側重點,但唯一相同的是,軍用飛機都要保持機動性(靈活性)和穩固性。

核動力裝置會使飛機的巡航速度和巡航時間都大大提升,但根據飛機用途不同,這兩個參數肯定有著不同設置。

比如民航,飛機提升速度越快,那麼對材料要求就更加嚴格,因為過快的速度會讓飛機與氣流相對來說更加不穩定,危險性直線上升。對材料和飛機的外形設計或許會是另外一個方向。

而且我們說過,核動力飛機或者飛船,將會是個大傢伙,因為它有著充足的能源,那麼它甚至可以不依靠流體力學原理所產生的升力,而直接用多組發動機進行飛行和垂直升降,而這也是未來最有可能出現的核動力飛機。

再往遠處說,核動力飛船很有可能航行目的地不在地球,可以是月球或者火星,因為它能提供足夠動力,並且在外太空是可以利用太陽能的。

這些都將會對材料提出更高更嚴苛的要求。

總結

其實早在冷戰時期,所謂的核動力飛機就已經出現在了美蘇的相關計劃中,而美國當時確實也有了相對可行的方案,但卻因為防護和實用性問題而放棄。

可以這麼說,當時的所謂核動力飛機其實是將核動力當作渦輪發動機的“汽油”來用的,就像殺雞用牛刀一樣。

但未來的核動力飛機必然是能夠高效利用核能,並且具有星際航行能力的龐然大物。

在我們將它真正製造出來之前,我們仍然有很長的路要走。

真的希望馬斯克也能夠關注一下,說實話火箭也可以用核能的嘛,直接造一個核動力航天飛機出來,那麼月球三日遊啥的不久輕而易舉了嗎?

@埃隆·馬斯克

以上。


好人長安君


當然可以,至少原理上沒毛病。而且還是噴氣式的,不算落後,渦噴、渦扇、渦槳都可以,但、不實用。首先是安全問題,航母用核動力,是因為船的壽命比較長,而且航母安全,除人為破壞,否則很難把它弄沉,颱風也不行。即使沉了,也是沉到了海底,遠離人群,危害相對較小。可飛機不同,這貨在天上飛,不好說哪天會掉下來。而且還掉在了紐約或者華盛頓……當然,美國有先進的技術,發生這種事的可能性比較小。但,問題是哪天印度人也對它感興趣,並願意出錢買,且不計成本……後面的事不敢想。總之吧,只要一沾安全問題就沒有小事。聊完安全,再聊其次,也就是壽命。飛機的壽命也就一萬小時左右,真是夠短命的,而核動力就不同了,幾乎無限續航能力。只怕飛機都該進博物館了,可續航能力只用掉了一個零頭……核廢料的處理都是個棘手的問題。再其次還有個成本的問題,或者效費比的問題。可能有人說了,核動力省油,油錢老貴了。可是你考慮過核反應堆的成本嗎?由其還是裝在飛機上的?具體數字我不知道,可也別拿油錢忽悠人!其實還有再再其次,比如技術是否軍民共享、環境問題、監管是否到位……總之,即使解決了這一系列的問題,可你們想過嗎?還是會有意外,比如一顆地對空導彈……總之,忘了核動力飛機吧、世上的核動力千千萬,飛機是最不適合的那一種!


大熊貓68508222


飛機和導彈都可以使用核動力,美國和蘇聯也確實研究過。實際上人類最早研究核動力飛機是從二戰剛剛結束後一年的1946年就開始了,只是最終的結果表明核動力飛行器可行性比較低。其實美蘇研究核動力飛機的初衷相當簡單,就是因為核動力飛機幾乎擁有無限的航程,一次出動不經轉場和空重加油就可以到達全球任何一點,尤其是對手的心臟地帶進行打擊。核動力之所以沒有投入實用,主要是因為人們至今也沒有解決它的放射性汙染問題。

核動力航空發動機的原理很簡單,其實就是飛機內置一個反應堆,發動機外觀和噴氣發動機類似,也有一個進氣口,冷空氣吸入進氣口後被送入反應堆中,被核燃料產生的大量熱量加熱,高溫高壓的空氣從尾噴口噴出產生推力。

第一代的核動力發動機,是直接循環的,是直接將空氣吸入並流經核反應堆,這樣的空氣帶走了大量的放射性物質直接排入高空大氣層,汙染的效率堪比敵人的小型核武器,屬於出師未捷自損一千的典型:

後來意識到這個嚴重問題後,對發動機進行了改進,變為間接循環。就是說空氣不再流經核反應堆,循環管路與反應堆是完全隔絕的,通過核反應堆一次加熱冷卻劑,冷卻劑隔著管道二次加熱空氣產生推力。這樣做的好處就是放射性塵埃大大減少。不過這樣做也增大了結構重量,而且效率不如第一種。而且仍未解決核反應堆本身輻射外洩的問題。

最早的核動力飛機是1956年美國人改裝的B-36轟炸機NB-36H。一個1000KW對核反應堆被內置在了彈艙中。核發動機是通用動力的J47噴氣式發動機改裝而成,下掛在NB-36H下方。不過實驗僅僅是用來檢測核動力發動機輻射對機組人員對影響,根本沒有用它來推進飛機飛行。

實驗的結果是這種飛機的產生的“殘酷的”輻射對機組人員健康影響太大,同時機載電子設備也會被影響,可靠性大打折扣。所以肯尼迪總統上臺後也就終止了這項研究。

蘇聯在1961年,用圖95改裝的驗證機Tu-95LAL掛載2臺NK-14A核動力航空發動機進行了40次試飛,進度和NB-36H幾乎相同,都是用來驗證輻射對機組的影響。其得到驗證結果也和美國人完全一致,這玩意汙染太大了,所以計劃的正式機型Tu-119也就沒了下文。

Tu-95LAL的設計,反應堆處於機身後部的彈艙內

Tu-119的構想,通過管路將4臺發動機的進氣口和反應堆連接

美蘇的研究結果都表明核動力飛機的輻射汙染太大,不適合用在飛行器上。不過既然有人的不適合,無人的限制條件就小了吧?俄羅斯於是推出了一款“雨燕”核動力巡航導彈。不過美國戳破了俄羅斯的牛皮,說俄羅斯的4次試射其實全部失敗,最遠的一次也只飛行了35公里,而派出去處理的船隻都是專門處理放射性物質的,人員也要冒著受到超大劑量核輻射的危險。你說這是何苦呢。







遊戲人超超


上世紀,隨著兩顆原子彈在日本本土爆炸,提前結束了第二次世界大戰,在原子彈的衝擊波下,“核能浪潮”波及全球,核能的作用簡直被認為是無所不能的,核子炸彈實現了,人們會想到用核能替換掉所有需要能源的行業,尤其是需要高耗能的行業,人們自然而然地想到了航空航天業。

最有可能試飛的圖119機型

在美蘇冷戰的推波助瀾下,在對核能無限期待之下,美蘇兩國率先完成了核動力飛機的研發,甚至生產出了原型機,原理其實和普通飛機類似,仍使用渦輪發動機,只不過加熱空氣的原始動力來源於反應堆的原子裂變。

圖釋:核動力發動機(原理下期詳解)

正如大家所想,核動力飛機當然不是為了運輸乘客方便,首次應用也是作為軍事用途的,畢竟一鎊高濃縮鈾燃料釋放的能量可以驅動一架飛機不停的環繞地球飛行80圈的超長續航能力實在太誘人。

美國首架核動力飛機實在大型轟炸機B-36H平臺上改裝的,改裝後的型號變為NB-36H和X-6。不過由於一些技術上的原因,雖然進行了試飛,但是NB-36H和X-6試飛時的動力依然是常規動力,說白了就是搭載了核反應堆巡航了一圈。直到B-36H和X-6退役,並沒有實現核動力飛行。

圖釋:NB-36H核動力飛機(請注意尾翼部位的放射性標誌)

蘇聯當然不甘落後,前蘇聯在自己的大型轟炸機平臺圖-95上改裝,改裝後的型號為圖-95LAL,採用VVR-C核反應堆,熟悉蘇聯反應堆編號的讀者可以看出,這是一種以水為慢化劑和冷卻劑的反應堆,二回路的導熱介質也是水,這樣做提高了飛機的安全性,但是這種型號的反應堆重量大,輻射問題也無法解決,實際上仍不具備核動力飛行的條件,飛機可以實現超長時間續航,飛行員受不了長時間的輻射。最終和美國一樣,雖然經過了試飛,但是仍然是常規動力試飛,反應堆僅僅在空中巡航了幾次。

圖釋:圖119核動力飛機

從核動力飛機的命運可看出,新事物的出現主要看需要,但長遠的發展卻要看利弊,巡航導彈的出現,使得超長續航能力的戰略轟炸機變得沒有那麼舉足輕重,逐漸淡出了大家的視野。

今天的科普就到這裡,更多科普歡迎關注!


核先生科普


而且,核動力發動機並不是不存在。

目前主流的核動力發動機有兩種形式,第一個是利用傳統反應堆為核動力飛機供應動力。

例如蘇聯時期的圖-95LAL方案(Tu-119)。

這個方案是在螺旋槳發動機裡面放了一個換能器,利用核反應堆的熱量轉化為機械能驅動螺旋槳工作。

核反應堆置於飛機的中央,核反應堆放出的熱量通過導熱介質(鈉鉀合金)管道進行導熱。

注意上圖的這架Tu-95(Tu-119)機背有一個凸起這個位置就是核反應堆的位置了,這個方案是核間接式動力方式。

還有一種類方案是直接的核發動機。

採用了一個類似於渦輪噴氣發動機的結構。其中利用了斯特林發動機帶動壓氣機到核心換熱器內,從結構上來說由於沒有利用到熱介質因此是一個核直接發動機。

這個發動機雖然沒有做成飛機引擎,但是去年俄羅斯發射的核動力導彈其實就用的這種發動機。


軍武數據庫


▲美國研發過的NB-36H核動力飛機(圖片來源於:網絡)

核能的發現和實際化應用是20世紀人類最偉大的進步之一,而在這當中,核反應堆無疑是其中應用最為廣泛的核能實用化產品之一,比如在我們熟悉的核電站,核動力潛艇,核動力航母上面都應用了核反應堆。那說到這裡,我們日常常見的飛機也能用核反應堆,從而變成核動力飛機嗎?

▲前蘇聯的圖-95LAL核動力設計方案圖(圖片來源於:網絡)

事實上,從理論上來講,只要反應堆做得夠小也夠安全,將其應用在飛機上,從而賦予飛機無限遠的航程這應該說是可行的。且在冷戰時候,美國核前蘇聯都曾經研發過飛機用的核動力發動機(比如美國的NB-36H,前蘇聯的圖-95LAL),這種發動機簡單來說就是其內部就是攜帶有一個小型核反應堆,只不過其內部的核反應堆加熱的是從發動機口進入的冷空氣,然後被加熱的冷空氣就形成了高溫高壓的熱空氣,並從發動機尾噴口噴出,從而產生推力,推動飛機飛行。

▲空中加油的出現實際上已經能賦予飛機足夠遠的航程了,如果是不間斷的空中甲有,那對於飛機來說,航程也可以從理論上做大無限(圖片來源於:網絡)

然而,夢想很美好,現實卻很殘酷,由於這種核動力航發會導致大量的核輻射和核汙染,對周圍的環境和機組人員造成難以挽回的影響,且不管怎麼設計,可靠性都不高,加之重量也較大,故而最終大家都放棄了這條路線,況且對於目前的許多飛機來說,通過不間斷的空中加油也能獲得理論上無限的航程了,因此,後來這條核動力飛機這條路線也就沒在發展了。


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