撒播死亡的幽靈

危勝

3月1日，俄羅斯總統(tǒng)普京在發(fā)布國(guó)情咨文時(shí)，向外界公布了俄羅斯為打破美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)圍堵而研發(fā)的一系列新型武器的視頻短片，包括空射高超聲速導(dǎo)彈、新一代重型彈道導(dǎo)彈等，但最引人側(cè)目的，莫過(guò)于核動(dòng)力巡航導(dǎo)彈了。

俄版SLAM

核動(dòng)力飛行器的思想并不新潮，美國(guó)人早在上世紀(jì)50年代就做過(guò)類(lèi)似的探索。從工作原理來(lái)看，已經(jīng)進(jìn)行過(guò)深入研究的核動(dòng)力噴氣推進(jìn)可以分成三種主要類(lèi)型。第一種是核動(dòng)力渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，是用一個(gè)小型核反應(yīng)堆來(lái)取代噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，而仍然保留了風(fēng)扇——渦輪系統(tǒng)，以提高流通空氣的膨脹比，增大推力，并實(shí)現(xiàn)零速度自啟動(dòng)能力，其典型案例為通用電氣公司研制的、計(jì)劃用于NB-36H核動(dòng)力轟炸機(jī)上的HTRE系統(tǒng)；第二種是核動(dòng)力沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，與核動(dòng)力渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)相比，其取消了渦輪系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)顯著簡(jiǎn)化，重量也明顯降低，然而由于空氣必須借助沖壓效應(yīng)才能進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，所以這種方式?jīng)]有自啟動(dòng)能力，必須借助火箭助推器起飛，達(dá)到?jīng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)的工作速度之后，才能換成沖壓方式運(yùn)行，其典型案例為康維爾公司研制的超聲速低空導(dǎo)彈（SLAM）；第三種是核動(dòng)力火箭，與前述使用大氣層中的空氣作為工質(zhì)（實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的媒介物質(zhì)）的核動(dòng)力噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)不同，其自帶工質(zhì)（一般選用氫氣），當(dāng)工質(zhì)被核反應(yīng)堆加熱后，從拉瓦爾噴管高速流出，產(chǎn)生推力，即使進(jìn)入空氣稀薄的外層空間也能正常運(yùn)行，其典型案例為美國(guó)原子能委員會(huì)和國(guó)家航空航天局聯(lián)合開(kāi)發(fā)的“流浪者”核動(dòng)力火箭項(xiàng)目。

從俄羅斯公布的核動(dòng)力巡航導(dǎo)彈視頻片段來(lái)看，其發(fā)射時(shí)很明顯采用了火箭助推器起飛。所以可以判定，該導(dǎo)彈的動(dòng)力裝置采用核動(dòng)力沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的可能性最大。雖然目前俄羅斯官方并未進(jìn)一步公布該導(dǎo)彈的詳細(xì)資料，但同類(lèi)的康維爾SLAM核動(dòng)力巡航導(dǎo)彈已經(jīng)有了相當(dāng)多的公開(kāi)資料，可以作為分析的基礎(chǔ)。

1955年，美國(guó)空軍提出了SLAM項(xiàng)目，用以取代不甚可靠的超聲速核轟炸機(jī)。SLAM設(shè)計(jì)航程182000千米，相當(dāng)于繞地球赤道飛行四圈半！1957年，為SLAM配套的核動(dòng)力沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的“冥王星”項(xiàng)目啟動(dòng)。該項(xiàng)目成功地生產(chǎn)了兩臺(tái)進(jìn)行地面測(cè)試的試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)，均使用“Torv-Ⅱ”命名。1961年5月14日，世界上第一臺(tái)核動(dòng)力沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)“Torv-ⅡA”進(jìn)行了首次試車(chē)。第二臺(tái)核動(dòng)力沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)“Torv-ⅡC”則是改進(jìn)后的正樣機(jī)，用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)性能。為了對(duì)這兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，康維爾專(zhuān)門(mén)建造了大型的空氣封閉循環(huán)管路，以避免流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)、帶有放射性沾染的空氣產(chǎn)生泄漏，造成污染。為了在測(cè)試過(guò)程中提供足夠數(shù)量的空氣，還建成了儲(chǔ)氣量高達(dá)100萬(wàn)磅（約454噸）的壓縮空氣儲(chǔ)氣罐。模擬發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣條件為巡航高度1000英尺（約305米），大氣溫度38℃，巡航馬赫數(shù)2.8。儲(chǔ)氣罐內(nèi)的空氣只夠維持5分鐘的測(cè)試時(shí)間，充氣卻需要5天時(shí)間。

發(fā)動(dòng)機(jī)的核心為一個(gè)氣冷式反應(yīng)堆，其外徑為57.25英寸（約1.45米），長(zhǎng)度為64.24英寸（約1.63米），反應(yīng)堆堆芯的直徑為47.24英寸（約1.2米），長(zhǎng)度為50.70英寸（約1.29米）。由于需要進(jìn)行低空超聲速飛行，并對(duì)流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣產(chǎn)生足夠的熱交換，堆芯設(shè)計(jì)最高工作溫度為1371℃，這個(gè)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了常用航空金屬的熔點(diǎn)。為此，堆芯的核燃料元件由富合二氧化鈾的氧化鈹耐火陶瓷制成，為長(zhǎng)約4英寸（約10厘米）的中空六邊形管，外平行平面之間的距離為0.3英寸（約7.6毫米），內(nèi)徑為0.227英寸（約5.8毫米）。這些燃料元件是通過(guò)對(duì)生坯進(jìn)行高壓擠壓而制成的，然后進(jìn)行燒結(jié)。堆芯共由465000個(gè)燃料元件堆疊而成，并形成了27000個(gè)氣流通道，當(dāng)空氣流過(guò)時(shí)，可以迅速得到加熱。同時(shí)，通過(guò)小尺寸的燃料元件設(shè)計(jì)，使得反應(yīng)堆工作時(shí)的熱應(yīng)力影響大為減小，提高了運(yùn)行的可靠性和安全性。堆芯使用的二氧化鈾總質(zhì)量為52千克，鈾235豐度為93.2%。反應(yīng)堆的功率密度平均為10兆瓦/立方英尺，如只計(jì)算燃料元件占據(jù)空間的功率密度，則高達(dá)27兆瓦/立方英尺。反應(yīng)堆的核反應(yīng)工況通過(guò)14根鉿金屬控制棒的插入深度來(lái)進(jìn)行控制。1964年5月20日，“Torv-ⅡC”成功進(jìn)行了全功率測(cè)試，熱功率達(dá)到了76兆瓦，測(cè)試中燃料元件內(nèi)部溫度最高達(dá)到了1421℃。根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)推算，反應(yīng)堆可以達(dá)到5小時(shí)的設(shè)計(jì)工作壽命要求。

由于洲際彈道導(dǎo)彈的迅速發(fā)展、雷達(dá)防空系統(tǒng)的不斷完善，SLAM很快失去其原設(shè)想中的巨大優(yōu)勢(shì)。相比通常只需要十幾分鐘到半小時(shí)的彈道導(dǎo)彈打擊時(shí)間，SLAM的打擊時(shí)間需以小時(shí)計(jì)，不符合及時(shí)摧毀敵預(yù)定目標(biāo)的需求；而300米巡航高度對(duì)于防空雷達(dá)來(lái)講并不夠低（現(xiàn)代高亞聲速巡航導(dǎo)彈的飛行高度為50米左右），被敵方防空導(dǎo)彈和戰(zhàn)斗機(jī)攔截的可能性也顯著增加。另外還有一個(gè)重要的因素，一臺(tái)“Torv-Ⅱ”發(fā)動(dòng)機(jī)需要消耗將近1枚原子彈的鈾235，這對(duì)于寶貴的核材料來(lái)講簡(jiǎn)直是不能容忍的浪費(fèi)。此外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)噴射的尾氣經(jīng)過(guò)核反應(yīng)堆的輻射之后，會(huì)產(chǎn)生明顯的放射性沾染，在非目標(biāo)區(qū)域飛行時(shí)，存在嚴(yán)重的人道主義問(wèn)題，這在政治上也是絕對(duì)不能接受的。為此，美國(guó)空軍于1964年正式取消了SLAM項(xiàng)目，附屬的“冥王星”核動(dòng)力沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目也隨之終止，成為了沉寂至今的技術(shù)儲(chǔ)備。

又一個(gè)技術(shù)儲(chǔ)備？

與SLAM相比，俄羅斯此次公開(kāi)的核動(dòng)力巡航導(dǎo)彈尺寸與其傳統(tǒng)大型巡航導(dǎo)彈相當(dāng)，但從公開(kāi)視頻推測(cè)，其飛行速度應(yīng)該與監(jiān)控飛機(jī)相當(dāng)，很有可能為高亞音速類(lèi)型，這樣可以使用現(xiàn)代巡航導(dǎo)彈較為先進(jìn)的地形跟隨方式（在動(dòng)畫(huà)中也有展示），提高突防能力。由于飛行速度較低，其需要的推進(jìn)功率也顯著低于SLAM，對(duì)核動(dòng)力沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的總體性能要求也明顯降低，核燃料的裝載量也可以大幅度減小。從俄羅斯目前的戰(zhàn)略威懾目標(biāo)——美國(guó)的角度來(lái)看，這種長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間的巡航導(dǎo)彈的確有可能從意想不到的發(fā)射陣位發(fā)起攻擊，并通過(guò)復(fù)雜的飛行路線繞開(kāi)攔截系統(tǒng)，從而對(duì)目標(biāo)實(shí)施打擊。

但不能否認(rèn)的是，在核事故仍有發(fā)生的今天，全球民眾對(duì)于核污染的容忍度一直處于低位，反核聲浪持續(xù)高漲，這構(gòu)成了對(duì)俄羅斯核動(dòng)力巡航導(dǎo)彈的極大阻力。據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，2017年1月、2月和10月，北歐國(guó)家都發(fā)現(xiàn)了空氣中輻射值異常升高的現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)有不少專(zhuān)家認(rèn)為是俄羅斯境內(nèi)可能發(fā)生了核泄漏事故，但卻一直未得到證實(shí)?，F(xiàn)在看來(lái)，這倒可能是俄羅斯當(dāng)時(shí)正在進(jìn)行無(wú)防護(hù)的核動(dòng)力噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車(chē)或者核動(dòng)力巡航導(dǎo)彈試飛，大量受到核沾染的廢氣直接排放，并通過(guò)大氣環(huán)流進(jìn)入其他國(guó)家，從而造成了不良影響。普京要在國(guó)際上維護(hù)俄羅斯的負(fù)責(zé)任大國(guó)的形象，就不能忽視核動(dòng)力巡航導(dǎo)彈在研究試驗(yàn)及可能應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生的核污染問(wèn)題。估計(jì)未來(lái)俄羅斯仍然有可能像當(dāng)年的美國(guó)一樣，在核動(dòng)力巡航導(dǎo)彈的技術(shù)成熟之后，僅將其作為技術(shù)儲(chǔ)備，并不會(huì)實(shí)際裝備部隊(duì)使用。

責(zé)任編輯：王鑫邦