核动力飞机畅想图
二战还没有结束,准备用原子弹终结二战的“曼哈顿计划”还在如火如荼地进行时,著名科学家费米就对那些科学家说,除了原子弹,大家也不要忘了研制核动力飞机。果然,二战刚结束,核动力飞机的研制工作还真就大张旗鼓地上马了。美国研制核动力飞机,出发点是想造出高性能的远程战略轰炸机,绕地球转十几圈也不用加油,这诱惑是如此的大,这种飞机能摆脱对大量机场的依赖,摆脱对空中加油机的依赖。如果改装成核动力运输机,那效率也是没得说。前苏联呢,他们的动力更大,那时,苏联还没有航程很远的轰炸机,所以苏联领导人非常希望能研发出一种可以轻松飞到美国任何地方的上空,进行轰炸后,还能返航的轰炸机。
1946年5月,由美国空军主持,核动力飞机开始启动,到1948年时,美国空军已为此投入了1000万美元。苏联对核动力飞机的行动在早期只是只停留在报告上,直到后来,苏联得到情报,美国正在研制一种名为 NB-36H的核动力飞机,且进展顺利。于是,苏联领导人也慌了,下令研制!
如何在飞机上应用核动力?
美国的设计方案中,有两种驱动方式。
第一种是,飞机在天上飞行时,反应堆启动,加热堆芯周围的液态金属,接着让高速气流与高温液态金属接触,于是气流变成高温高压气体,经过导流,这些气体通向各个引擎的增压涡轮,最后喷出产生后推力。这种设计是一种混合动力,即飞机起降时发动机使用的还是燃油,爬升至高空后,才切换为核动力。为什么起降时不使用核动力?因为高速气流通过堆芯的液体金属,再排出,核污染比较严重。
第二种方案是,空气不直接进入堆芯,而是使用热交换器加热空气。热交换器里面有水或者液态金属,它们循环流动,不断把热量从堆芯带出来,并加热从外面通过的空气,如此往复。
苏联的设计在细节上稍有不同,但本质上都差不多。
技术难点有哪些?
这是苏联核动力飞机的驾驶舱设计,图中5和6是厚重的铅防护层和橡胶防护层。
B-36轰炸机是翼展最大的军用飞机,美国人把反应堆加上去后,改编号为 NB-36H。
图为 NB-36H的驾驶舱,用铅和橡胶屏蔽层包裹,重12吨。
以上图片告诉我们,研制核动力飞机很大的一个难点是,如何保护驾驶员不被长时间辐射?还有,若飞机坠毁后,带来的地面核污染如何避免?当年 NB-36H装反应堆试飞,测试反应堆对驾驶员的辐射水平时, NB-36H旁边还跟着另一架飞机,上面装满了士兵,就是为了万一NB-36H坠毁,能第一时间冲下去,封锁现场,避免周围群众受到核辐射。
正在试飞中的NB-36H
核动力航母和核潜艇之所以比较容易实现,是因为它们天生就在海里,可以用取之不尽的水来冷却堆芯,另外就是航母和潜艇体积庞大,装一个反应堆上去后,就算再加一个几十吨的保护罩上去,体积和重量都是可以接受的。但飞机就不同了。
后来,洲际导弹的出现降低了对核动力远程轰炸机的需求,加上各种技术困难,美苏这才下马了核动力飞机计划。
来源:科普中国融合创作返回搜狐,查看更多
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