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    核動(dòng)力飛機(jī)也瘋狂

    2023-04-12 00:00:00頂頂
    關(guān)鍵詞:熱交換器核動(dòng)力堆芯

    小軍迷戀火山

    不少人好奇,核動(dòng)力航空母艦、核潛艇、核動(dòng)力貨船、核動(dòng)力破冰船都有這么多年歷史了,為什么沒(méi)有核動(dòng)力飛機(jī)呢?

    小軍迷阿南

    你別說(shuō),軍事學(xué)家還真的曾經(jīng)研發(fā)過(guò)核動(dòng)力飛機(jī)呢。

    小軍迷柯小西

    核動(dòng)力飛機(jī)有哪些技術(shù)瓶頸?未來(lái)可能真的服役嗎?快給我們介紹介紹吧!

    瘋狂的計(jì)劃

    核動(dòng)力飛機(jī)的想法其實(shí)并不新鮮。早在第一顆原子彈爆炸之前,曼哈頓計(jì)劃的主要領(lǐng)導(dǎo)者之一、原子彈之父費(fèi)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(dòng)力飛機(jī)。

    后來(lái),核動(dòng)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(shí)期,美蘇兩國(guó)為了爭(zhēng)霸全球,紛紛進(jìn)行新武器的開(kāi)發(fā)。

    美國(guó)研制核動(dòng)力飛機(jī),出發(fā)點(diǎn)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(duì)軍事基地的依賴(lài)。而蘇聯(lián)呢,也是這么想的。那時(shí),蘇聯(lián)還沒(méi)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(guó)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(guó)空軍主持的核動(dòng)力飛機(jī)研制計(jì)劃正式啟動(dòng),研究方向是核動(dòng)力遠(yuǎn)程戰(zhàn)略轟炸機(jī)和高性能飛機(jī),美國(guó)投入了大量資金,在1955年時(shí),將樣機(jī)命名為NB-36H。這樣一來(lái),蘇聯(lián)不再淡定,也馬上開(kāi)始研制。小鏈接:曼哈頓計(jì)劃

    美國(guó)于1942年6月開(kāi)始研制原子彈。該計(jì)劃集中了當(dāng)時(shí)最優(yōu)秀的核科學(xué)家,動(dòng)員了10萬(wàn)多人,歷時(shí)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(jì)劃制造出兩顆實(shí)用的原子彈。

    不同的方案

    如何驅(qū)動(dòng)核動(dòng)力飛機(jī),難道在飛機(jī)上安裝一個(gè)核反應(yīng)堆嗎?

    美國(guó)的設(shè)計(jì)方案中,有兩種驅(qū)動(dòng)方式。第一種是,飛機(jī)在天上飛行時(shí),核反應(yīng)堆啟動(dòng),堆芯周?chē)囊簯B(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(guò)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(jì)是一種混合動(dòng)力,即飛機(jī)起降時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)采用燃油,爬升至高空后才啟動(dòng)反應(yīng)堆,轉(zhuǎn)換為核動(dòng)力。

    第二種方案是,空氣不直接進(jìn)入反應(yīng)堆芯,而是通過(guò)一個(gè)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(dòng)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(jì)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(guò)程有難點(diǎn)

    研制核動(dòng)力飛機(jī)看似簡(jiǎn)單,其實(shí)有兩個(gè)難點(diǎn)。

    第一,如何控制核輻射。眾所周知,核輻射對(duì)人體有損害。核電站、核動(dòng)力航母等,都裝有厚厚的防護(hù)罩來(lái)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(wú)法承擔(dān)。

    在當(dāng)年的科技水平下,這兩個(gè)難點(diǎn)著實(shí)令人頭疼。然而,以上技術(shù)難點(diǎn)并不是核動(dòng)力飛機(jī)沒(méi)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(dòng)力飛機(jī)。那么,是什么導(dǎo)致美國(guó)和蘇聯(lián)核動(dòng)力飛機(jī)的下馬呢?

    替代品出現(xiàn)

    很簡(jiǎn)單,核動(dòng)力飛機(jī)上馬的原因就是其下馬的原因。當(dāng)年,美國(guó)和蘇聯(lián)研制核動(dòng)力轟炸機(jī)的初衷就是全球飛行,實(shí)現(xiàn)全球核威懾。但是后來(lái),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(shí),用核動(dòng)力飛機(jī)實(shí)現(xiàn)核威懾就顯得效率低下了。

    誰(shuí)會(huì)讓別國(guó)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(guó)領(lǐng)空?那可真是拼了老命也要把它打下來(lái)啊。因?yàn)槿蝿?wù)已經(jīng)被洲際導(dǎo)彈取代,所以核動(dòng)力飛機(jī)也就沒(méi)有繼續(xù)研發(fā)的必要了。

    現(xiàn)代的構(gòu)想

    接下來(lái),我們?cè)賮?lái)看看一些關(guān)于核動(dòng)力飛機(jī)的構(gòu)想。

    夢(mèng)想飛機(jī):這架“夢(mèng)想飛機(jī)”倘若研發(fā)成功,將成為人類(lèi)有史以來(lái)最大的飛機(jī),它也是堪稱(chēng)20世紀(jì)最瘋狂的設(shè)計(jì)。它的翼展達(dá)到341米,機(jī)身長(zhǎng)170米,高約46.6米,是波音747飛機(jī)長(zhǎng)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(guó)設(shè)計(jì)的CL-1201核動(dòng)力飛機(jī),不過(guò)并未制造成功。

    閃光獵鷹:據(jù)報(bào)道,有這么一架飛機(jī),只需2個(gè)小時(shí)便能把你從倫敦送到紐約。雖然時(shí)速高達(dá)3680千米,但旅行體驗(yàn)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(yú)形飛船一樣。不過(guò),這種飛機(jī)的原型機(jī)還沒(méi)有制造出來(lái),僅存在于西班牙設(shè)計(jì)師維納爾斯的想象之中。

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