核動力飛機——美、蘇不約而同的選擇了放棄,真的有那麼難嗎?

核動力飛機,這個早在50年代就已被美蘇兩國驗證過的機型,兩國都選擇了放棄;

其實現在看來除了技術因素之外,飛行的“核反應堆”帶來的麻煩遠比其戰力大的多;

如果未來民用發展的話,前景應該不錯!

上世紀50年代,核能技術日臻成熟,軍事上是大殺器,民用上用作發電能源、衛星能源等,除了這兩個方面,核能表現最為突出的地方就是在動力方面,核動力潛艇、核動力航母都是在這個時代被提出和實現的,既然核能可以驅動輪船和潛艇,那麼,為什麼飛機不可以是核動力的呢?

核動力飛機——美、蘇不約而同的選擇了放棄,真的有那麼難嗎?

未來的核子飛機

雖然說一架核動力轟炸機的想法比較超前,不過在理論上它可以在核反應堆提供的能源下無限飛行,為核打擊提供穩定的武器平臺,有效提高核威懾能力,這就是核動力飛機的意義,在當時美蘇兩國最終極的目的就是震懾和打倒對方,有這麼好的平臺為什麼不做呢?

理想是豐滿的,現實卻很骨感,固然無限空中巡航性能很誘人,但是一個可以飛行的“核反應堆”帶來的麻煩似乎比它產生的威懾效果更大,想象一下,正常的核反應堆在地面或者航母上有多少的防護措施?而到了空中的話,飛機有能給提供多少的防護呢?

飛機的體積畢竟有限,在緊湊的空間裡既要為核反應堆提供防止輻射的保護裝置,還要攜帶冷卻劑,各種武器和人員等等,這就是一個難題。

第二個難題更加致命,那就是墜毀的問題,飛機的飛行誰也無法保證不出現機械故障或者遇到不良天氣等突發情況,一旦失事墜毀,那核子飛機就相當於一顆核彈,這損失可就大了。

核動力飛機——美、蘇不約而同的選擇了放棄,真的有那麼難嗎?

第三是屬於技術問題,核反應堆小型化在當時的年代做的還不是很完善,即使是美蘇這種超級大國,在核能起步階段也不可能做到盡善盡美,在小型化過程中用“按到葫蘆起來瓢”形容再恰當不過了。

雖然缺陷和問題很多,但是為了爭霸,為了不落後於人,美蘇還是進行了各自的核動力飛機測試。

美國

早在1946年美國剛剛掌握原子彈技術之後,空軍方面就提出了核能推進飛機計劃(NEPA),不過由於技術原因,該計劃一直停留在紙面上,到了1951年空軍在NEPA的基礎上又推出了飛機核推進計劃(APN),此時核子飛機才開始進入實施階段。

  • 發動機的選擇

這次的APN是來真的了,當時的計劃制定了兩種動力方案,一種是直接空氣循環發動機,另一種是間接空氣循環發動機,分別由通用電氣和普惠公司承辦。

所謂的直接空氣循環,就是空氣直接通過核芯後被噴射出去,空氣在核子的作用下加熱膨脹,然後通過渦輪排出產生推力,這種方案的缺點是經過核芯的空氣會受到輻射,噴射出去後會在飛行軌跡上留下大量的放射性粒子。

核動力飛機——美、蘇不約而同的選擇了放棄,真的有那麼難嗎?

專門為核動力飛機設計的發動機

間接空氣循環,這種發動機空氣不直接通過核芯,而是通過交換器換熱之後達到升溫增壓的目的,換熱器的介質可以是水或者是液態的金屬,被加熱的空氣同樣通過渦輪排出,產生推力,這種發動機沒有放射物質產生。

  • 核反應堆的研製

核動力飛機,最核心的設備就是反應堆,當時美國為了給核動力飛機提供動力,專門開發了一種用於飛機上使用的高功率、高密度、高輸出的核反應堆——熔鹽反應堆(MSR),它使用氟化鈉熔鹽作為燃料,由氧化鈹(BeO)作為減速劑,反應堆可以達到的最高溫度為860℃,最大輸出功率可達2.5兆瓦。

  • NB-36H項目

發動機設計方案出來了,核反應堆成型了,剩下的問題就是將這些東西組裝到一起,塞進飛機裡測試了,於是在1951年9月,美國空軍授予康維爾公司一份合同,讓其在B-36轟炸機上把核反應堆安裝進去,用來測試核動力飛機。

核動力飛機——美、蘇不約而同的選擇了放棄,真的有那麼難嗎?

B-36轟炸機

B-36作為一款遠程戰略轟炸機,在常規動力下擁有超過1萬英里的航程和接近40噸的載彈能力,體積在當時來說是美國最大的飛機,用這款飛機作為核動力飛機的測試平臺最合適不過了。

為了達到機載核反應堆的屏蔽要求,康維爾公司專門在B-36的基礎上研製了一款用於核試驗的NB-36H實驗飛機,它有一個改裝過的駕駛艙和一個凸起的鼻子。

一切準備就緒,測試按計劃進行,不過,雖然名義上的試驗目的是讓飛機靠核反應堆提供的動力進行飛行,但實際操作中核動力根本沒有被使用,不是技術問題,而是人為的取消了,僅僅是在B-36常規動力的驅動下完成了幾次飛行任務而已。

核動力飛機——美、蘇不約而同的選擇了放棄,真的有那麼難嗎?

吊裝核反應堆

美國人聰明之處在這次試驗中完全體現了出來,核動力飛機的試驗正常進行,但只是表面現象,暗地裡將這個消息不經意的透露給了老對手蘇聯,他們是想讓蘇聯人認為美國已經成功的研製出來可以依靠核動力飛行的轟炸機。

這種事情蘇聯怎麼受得了?

蘇聯

本來蘇聯大哥就有核動力飛機的計劃,美國人再把核子飛機試飛成功的消息放出來,很快蘇聯的核動力飛機也上馬了。

  • Tu-95LAL

M-50就是蘇聯人搞出來的核動力飛機代號,由安德烈圖波列夫設計,不過蘇聯的計劃受到了政治干擾很大,為了提高速度,原本打算新建一款轟炸機,但是時間不允許,最後採用了和美國相同的策略,在現有轟炸機的基礎上改造,這個平臺最終選定為Tu-95轟炸機,改進後的型號為Tu-95LAL,1958年核反應堆被裝進Tu-95轟炸機裡,開始了多達34次的試飛試驗。

核動力飛機——美、蘇不約而同的選擇了放棄,真的有那麼難嗎?

Tu-95轟炸機

這架核動力飛機採用常規螺旋槳和核動力噴氣式的混合動力系統,在Tu-95的四臺發動機中有兩臺為可以實施核能熱交換的NK14渦輪發動機,另外兩臺則是常規發動機,核能熱交換髮動機與美國的間接空氣循環發動機相似,空氣通過熱交換器被加熱,經過渦輪產生推力,反應堆的構型類似熔鹽反應堆。

  • 和美國人同樣的做法

蘇聯人解決了一個美國人很頭疼的難題,那就是駕駛員受輻射的問題,他們使用大量的液態金屬、BeO、石蠟和金屬板來屏蔽輻射,試驗證明這種措施很有效,起碼在飛機上很好用。

雖說聲稱是完成了核子飛機的試驗,但是實際情況卻是核反應堆提供的動力並沒用真正的用於飛行,也就是說飛機靠著常規燃料產生的動力載著反應堆在天上飛,和美國人的做法出奇的相似。

核動力飛機——美、蘇不約而同的選擇了放棄,真的有那麼難嗎?

Tu-95LAL核反應堆

蘇聯人的計劃也沒有最終完成,高昂的經費投入和新型武器逐步取代戰略轟炸機的地位等因素導致核動力飛機計劃在1965年被取消,而美國也在1961年宣佈取消核子飛機的試驗計劃。

就這樣,兩家的核子飛機在一片熱鬧的場面下草草收場,初時的雄心勃勃,到被下馬時的黯然離去,核動力飛機在當時的年代註定不可能成功的。

逐漸被取代

總結起來,核子飛機沒有被兩國繼續研製的原因主要就是一個不成熟的系統攜帶著影響巨大的武器是很不明智的選擇,驗證一下可行性就可以了,如果真的打起仗來,這種不知道會在何時“爆炸”的核武器會非常的麻煩,而且許多技術還非常的不成熟,即使研製成功,也頂多算是一個既傷人也傷己的“雞肋”而已。

核動力飛機——美、蘇不約而同的選擇了放棄,真的有那麼難嗎?

想象中的核動力飛機

何況,就在核子飛機計劃提出的幾年後,洲際彈道導彈開始進入實戰部署階段,這種類似無人核子飛機的導彈,技術成熟,穩定性好,而且造價便宜,沒有那麼多的負面影響,遠比有人駕駛的核動力飛機來的實惠,所以,沒有了位置的核子飛機也就失去了價值。

帶刀護衛

值得注意的是,不論是美國還是蘇聯,在核動力飛機實驗階段,都伴飛有大量的戰鬥機,這些戰鬥機首要任務是為這種試驗武器平臺護航,次要的任務就是在試驗出現異常或者失敗的時候要立即將其擊毀,因為一個核反應堆落地的威力不亞於一顆原子彈,這是任何一個國家都承受不起的。


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