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        核動力飛機也瘋狂

        2023-04-12 00:00:00頂頂
        科技新時代·超級軍迷 2023年10期
        關鍵詞:熱交換器核動力堆芯

        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呢?

        小軍迷阿南

        你別說,軍事學家還真的曾經(jīng)研發(fā)過核動力飛機呢。

        小軍迷柯小西

        核動力飛機有哪些技術瓶頸?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導者之一、原子彈之父費米,就告訴那些正在研制原子彈的科學家,除了研制原子彈,也不要忘了研制核動力飛機。

        后來,核動力飛機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,紛紛進行新武器的開發(fā)。

        美國研制核動力飛機,出發(fā)點是想造出高性能的遠程戰(zhàn)略轟炸機,繞地球轉幾圈不用加油,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)還沒有航程遠的轟炸機,所以蘇聯(lián)領導人非常希望能研發(fā)出可以輕松飛到美國任何地方的上空,進行轟炸后還能返航的轟炸機。

        1946年5月,由美國空軍主持的核動力飛機研制計劃正式啟動,研究方向是核動力遠程戰(zhàn)略轟炸機和高性能飛機,美國投入了大量資金,在1955年時,將樣機命名為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。該計劃集中了當時最優(yōu)秀的核科學家,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

        如何驅動核動力飛機,難道在飛機上安裝一個核反應堆嗎?

        美國的設計方案中,有兩種驅動方式。第一種是,飛機在天上飛行時,核反應堆啟動,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。這種設計是一種混合動力,即飛機起降時發(fā)動機采用燃油,爬升至高空后才啟動反應堆,轉換為核動力。

        第二種方案是,空氣不直接進入反應堆芯,而是通過一個熱交換器。反應堆產(chǎn)生的高溫傳給工作介質(比如水或液態(tài)金屬),接著介質和空氣在熱交換器進行能量交換,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,為飛機提供反沖動力。工作介質在熱交換器內降溫后再返回堆芯,形成循環(huán)。

        蘇聯(lián)的設計方案稍有不同,但本質上還是利用堆芯產(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,都裝有厚厚的防護罩來避免核輻射。飛機的重量有限,很難裝載厚重的防護罩。

        第二,如何在飛機上冷卻反應堆。核反應堆產(chǎn)生的高溫,僅靠空氣難以冷卻,但要加裝冷卻水,其重量飛機無法承擔。

        在當年的科技水平下,這兩個難點著實令人頭疼。然而,以上技術難點并不是核動力飛機沒有出現(xiàn)的根本原因。有蘇聯(lián)工程師回憶,當年如果資金充足,蘇聯(lián)在2 0世紀7 0年代就能正式推出核動力飛機。那么,是什么導致美國和蘇聯(lián)核動力飛機的下馬呢?

        替代品出現(xiàn)

        很簡單,核動力飛機上馬的原因就是其下馬的原因。當年,美國和蘇聯(lián)研制核動力轟炸機的初衷就是全球飛行,實現(xiàn)全球核威懾。但是后來,洲際導彈蓬勃發(fā)展,這些帶有核彈頭的洲際導彈大量部署在核潛艇、航母和陸地上。此時,用核動力飛機實現(xiàn)核威懾就顯得效率低下了。

        誰會讓別國一架帶著核彈頭、還帶著核反應堆的龐然大物輕易地進入本國領空?那可真是拼了老命也要把它打下來啊。因為任務已經(jīng)被洲際導彈取代,所以核動力飛機也就沒有繼續(xù)研發(fā)的必要了。

        現(xiàn)代的構想

        接下來,我們再來看看一些關于核動力飛機的構想。

        夢想飛機:這架“夢想飛機”倘若研發(fā)成功,將成為人類有史以來最大的飛機,它也是堪稱20世紀最瘋狂的設計。它的翼展達到341米,機身長170米,高約46.6米,是波音747飛機長度的2.5倍,甚至可以搭載22架戰(zhàn)斗機在空中飛行,成為一艘“空中航母”。這是美國設計的CL-1201核動力飛機,不過并未制造成功。

        閃光獵鷹:據(jù)報道,有這么一架飛機,只需2個小時便能把你從倫敦送到紐約。雖然時速高達3680千米,但旅行體驗依然舒適。這架飛機就是“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,這種飛機的原型機還沒有制造出來,僅存在于西班牙設計師維納爾斯的想象之中。

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