王烈武
不久的將來,原子動力裝置將在航空上得到廣泛的應用。最初的原子飛機,核子反應堆將使用于渦輪噴氣發(fā)動機或渦輪螺旋槳發(fā)動機上。原子航空發(fā)動機目前制造的主要困難,是要有能在非常高的溫度下工作的材料。因而原子航空發(fā)動機的制造,就關系到對耐高熱材料和將原子能轉化為飛機所利用的能的形式——機械能,電能等一系列問題的研究。
反應堆輻射的存在,使原子飛機的設計遇到極大的困難。因為空氣散射的影響,座艙必須包有生物防護套。艙的窗口也要用某種透明的、相當厚的防護材料做成。笨重的防護層,大大的增加了飛機的重量,使原子飛機的重量接近于目前最重型的飛機。巨型飛船,軍用運輸機,貨機,偵察機與巡邏機,重型轟炸機,都可能成為最初的帶有原子動力裝置的飛機。
圖1機身前部很長的原子飛機
一個原子反應堆將供給整個發(fā)動機以“燃料”。由于重量非常大,這個沉重的反應堆應接近飛機的重心,飛機上攜帶的要卸下的貨物也應安置在重心的附近,以減少飛機重心的改變。為縮短高熱氣體的路程,發(fā)動機要安置在反應堆的近處。如果不考慮投擲的炸彈和貨物,由于原子飛機所消耗的燃料又幾乎不會減少重量,所以原子飛機降落的重量實際與起飛重量相等。因而原子飛機要有很堅固的結構,和更堅固的起落架。
原子飛機可能會有三角形的機翼和長的機身。特別是機身前部非常細長,機翼向機身后移。這樣做的目的是為了要增加輻射源到乘員之間的距離。因為這個距離越長,防護層的重量就會越輕(圖1)。
原子飛機也可能是“鴨式”(圖2)或“飛翼式”(圖3)的。將乘員的座艙安置在機翼的一端,而將輻射源——原子反應堆安置在機翼的另一端,這種不對稱的型式也可以保證乘員和輻射源之間所必須的距離。還可以采用將反應堆和座艙安置在翼端,而將發(fā)動機安置在中間的型式。
圖2“鴨式”原子飛機
圖3“飛翼”式原子飛機左—不對稱型的;右—對稱型的。
圖4三角形機翼的原子飛機
圖5牽引二架裝有普通發(fā)動機的旅客機的原子牽引機。
圖6原子飛機——飛船
圖7“可卸”動力裝置的原子飛機
機身又細又長,機翼為三角形可以說是最合理的原子飛機的型式。因為又細又長的機身,可以保證輻射源遠離座艙(圖4)。這種型式,可以作成牽引普通旅客機、作環(huán)球飛行的原子牽引機(圖5)。被牽引的普通旅客機只要攜帶為起飛,降落和有限巡航飛行所必須的燃料就行了。當接近預定的目的地時,普通旅客機就從牽引機脫離,同時靠自己的發(fā)動機飛向機場。而原子飛機又可牽引已在等候的、恰在飛行中“碰上”的其他飛機。
起飛降落重量很大的巨型飛機,要求有很長的起飛降落距離。在這種情況下,還由于放射性的危險,原子飛機機場的數(shù)量就受到限制。因而原子飛機發(fā)展的最初階段,將傾向于飛船或水陸二用飛機(圖6)
原子動力裝置工作了一定時期以后,要“自己中毒”。另外,原子發(fā)動機也要求維護和修理。發(fā)動機停止工作以后,反應堆還會發(fā)出剩余的輻射,如果沒有相當?shù)姆雷o層,地勤人員就不能接近原子動力裝置,就是接近它,也只允許非常短暫的時間。這就產生了很多修理和維護上的問題。為創(chuàng)造原子飛機的維護條件,就設計出“可卸”飛機(圖7)。在機場上,這種飛機的防護裝置和反應堆,可從飛機本體拆開。這樣,地勤人員可以毫不受到放射性的威脅,而直接進行檢查和修理。