小軍迷戀火山
不少人好奇,核動力航空母艦、核潛艇、核動力貨船、核動力破冰船都有這么多年歷史了,為什么沒有核動力飛機(jī)呢?
小軍迷阿南
你別說,軍事學(xué)家還真的曾經(jīng)研發(fā)過核動力飛機(jī)呢。
小軍迷柯小西
核動力飛機(jī)有哪些技術(shù)瓶頸?未來可能真的服役嗎?快給我們介紹介紹吧!
瘋狂的計劃
核動力飛機(jī)的想法其實并不新鮮。早在第一顆原子彈爆炸之前,曼哈頓計劃的主要領(lǐng)導(dǎo)者之一、原子彈之父費米,就告訴那些正在研制原子彈的科學(xué)家,除了研制原子彈,也不要忘了研制核動力飛機(jī)。
后來,核動力飛機(jī)的研制工作還真就大張旗鼓地上馬了。
那是在冷戰(zhàn)時期,美蘇兩國為了爭霸全球,紛紛進(jìn)行新武器的開發(fā)。
美國研制核動力飛機(jī),出發(fā)點是想造出高性能的遠(yuǎn)程戰(zhàn)略轟炸機(jī),繞地球轉(zhuǎn)幾圈不用加油,從而擺脫對軍事基地的依賴。而蘇聯(lián)呢,也是這么想的。那時,蘇聯(lián)還沒有航程遠(yuǎn)的轟炸機(jī),所以蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人非常希望能研發(fā)出可以輕松飛到美國任何地方的上空,進(jìn)行轟炸后還能返航的轟炸機(jī)。
1946年5月,由美國空軍主持的核動力飛機(jī)研制計劃正式啟動,研究方向是核動力遠(yuǎn)程戰(zhàn)略轟炸機(jī)和高性能飛機(jī),美國投入了大量資金,在1955年時,將樣機(jī)命名為NB-36H。這樣一來,蘇聯(lián)不再淡定,也馬上開始研制。小鏈接:曼哈頓計劃
美國于1942年6月開始研制原子彈。該計劃集中了當(dāng)時最優(yōu)秀的核科學(xué)家,動員了10萬多人,歷時3年,耗資20億美元,于1945年7月16日成功地進(jìn)行了世界上第一次核爆炸,并按計劃制造出兩顆實用的原子彈。
不同的方案
如何驅(qū)動核動力飛機(jī),難道在飛機(jī)上安裝一個核反應(yīng)堆嗎?
美國的設(shè)計方案中,有兩種驅(qū)動方式。第一種是,飛機(jī)在天上飛行時,核反應(yīng)堆啟動,堆芯周圍的液態(tài)金屬升溫,高速氣流與高溫液態(tài)金屬接觸,氣流就變成了高溫高壓氣體。這些氣體經(jīng)過導(dǎo)流,通向引擎的增壓渦輪,最后噴出噴氣口,產(chǎn)生后推力。這種設(shè)計是一種混合動力,即飛機(jī)起降時發(fā)動機(jī)采用燃油,爬升至高空后才啟動反應(yīng)堆,轉(zhuǎn)換為核動力。
第二種方案是,空氣不直接進(jìn)入反應(yīng)堆芯,而是通過一個熱交換器。反應(yīng)堆產(chǎn)生的高溫傳給工作介質(zhì)(比如水或液態(tài)金屬),接著介質(zhì)和空氣在熱交換器進(jìn)行能量交換,空氣被加熱成高溫高壓氣流后直接流入引擎渦輪,再由排氣口排出,為飛機(jī)提供反沖動力。工作介質(zhì)在熱交換器內(nèi)降溫后再返回堆芯,形成循環(huán)。
蘇聯(lián)的設(shè)計方案稍有不同,但本質(zhì)上還是利用堆芯產(chǎn)生的高溫加熱氣體流,高溫高壓氣體向后噴出,從而產(chǎn)生推力。
過程有難點
研制核動力飛機(jī)看似簡單,其實有兩個難點。
第一,如何控制核輻射。眾所周知,核輻射對人體有損害。核電站、核動力航母等,都裝有厚厚的防護(hù)罩來避免核輻射。飛機(jī)的重量有限,很難裝載厚重的防護(hù)罩。
第二,如何在飛機(jī)上冷卻反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆產(chǎn)生的高溫,僅靠空氣難以冷卻,但要加裝冷卻水,其重量飛機(jī)無法承擔(dān)。
在當(dāng)年的科技水平下,這兩個難點著實令人頭疼。然而,以上技術(shù)難點并不是核動力飛機(jī)沒有出現(xiàn)的根本原因。有蘇聯(lián)工程師回憶,當(dāng)年如果資金充足,蘇聯(lián)在2 0世紀(jì)7 0年代就能正式推出核動力飛機(jī)。那么,是什么導(dǎo)致美國和蘇聯(lián)核動力飛機(jī)的下馬呢?
替代品出現(xiàn)
很簡單,核動力飛機(jī)上馬的原因就是其下馬的原因。當(dāng)年,美國和蘇聯(lián)研制核動力轟炸機(jī)的初衷就是全球飛行,實現(xiàn)全球核威懾。但是后來,洲際導(dǎo)彈蓬勃發(fā)展,這些帶有核彈頭的洲際導(dǎo)彈大量部署在核潛艇、航母和陸地上。此時,用核動力飛機(jī)實現(xiàn)核威懾就顯得效率低下了。
誰會讓別國一架帶著核彈頭、還帶著核反應(yīng)堆的龐然大物輕易地進(jìn)入本國領(lǐng)空?那可真是拼了老命也要把它打下來啊。因為任務(wù)已經(jīng)被洲際導(dǎo)彈取代,所以核動力飛機(jī)也就沒有繼續(xù)研發(fā)的必要了。
現(xiàn)代的構(gòu)想
接下來,我們再來看看一些關(guān)于核動力飛機(jī)的構(gòu)想。
夢想飛機(jī):這架“夢想飛機(jī)”倘若研發(fā)成功,將成為人類有史以來最大的飛機(jī),它也是堪稱20世紀(jì)最瘋狂的設(shè)計。它的翼展達(dá)到341米,機(jī)身長170米,高約46.6米,是波音747飛機(jī)長度的2.5倍,甚至可以搭載22架戰(zhàn)斗機(jī)在空中飛行,成為一艘“空中航母”。這是美國設(shè)計的CL-1201核動力飛機(jī),不過并未制造成功。
閃光獵鷹:據(jù)報道,有這么一架飛機(jī),只需2個小時便能把你從倫敦送到紐約。雖然時速高達(dá)3680千米,但旅行體驗依然舒適。這架飛機(jī)就是“閃光獵鷹”,它看上去就像電子游戲中的鯨魚形飛船一樣。不過,這種飛機(jī)的原型機(jī)還沒有制造出來,僅存在于西班牙設(shè)計師維納爾斯的想象之中。