【簡介:】核動力飛機,這想法其實并不新鮮,早在第一顆原子彈爆炸之前,曼哈頓計劃的主要領(lǐng)導者之一,有原子彈之父的費米,就給那些正在研制原子彈的科學家說,你們除了研制原子彈,也不要忘了核動
核動力飛機,這想法其實并不新鮮,早在第一顆原子彈爆炸之前,曼哈頓計劃的主要領(lǐng)導者之一,有原子彈之父的費米,就給那些正在研制原子彈的科學家說,你們除了研制原子彈,也不要忘了核動力飛機啥的。
后來,核動力飛機的研制工作還真就大張旗鼓地上馬了,我們不僅要問,這是要在怎樣的情況下才可能有這種瘋狂的想法呀,答案是冷戰(zhàn)。
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(zhuǎn)幾圈不用加油,從而也就可以擺脫了對軍事基地的依賴。而前蘇聯(lián)呢,也是這么想的。那時,蘇聯(lián)還沒有航程很遠的轟炸機,所以蘇聯(lián)領(lǐng)導人非常希望能研發(fā)出一種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,NEPA計劃開始啟動,研究方向是核動力遠程戰(zhàn)略轟炸機和高性能飛機。到1948年時,美國空軍就已經(jīng)為NEPA投入了1000 萬美元。后來,NEPA隨后被美國原子能委員會和美國空軍的聯(lián)合飛機核推進項目取代,這就是ANP 項目。
早期,蘇聯(lián)對核動力飛機的討論只是只停留在報告上,1952 年,蘇聯(lián)科學家阿?帕?亞歷山大羅夫在報告中寫道:“近期,我們在核能應(yīng)用方面取得一定進展,在未來幾年內(nèi)我們可以開始研制核能發(fā)動機,這種發(fā)動機可以應(yīng)用到重型飛機上?!碧K聯(lián)領(lǐng)導人一看,很是高興,但是3年過去后,核能飛機還沒有任何一點消息,而死對頭美國那邊卻傳來消息,美國正在研制一種名為 NB-36H的核動力飛機,且進展順利。于是,蘇聯(lián)領(lǐng)導人不再淡定,下令研制!
怎么驅(qū)動
核動力飛機,說得好聽,可怎么驅(qū)動呢?用核電池提供電,驅(qū)動電動機,再帶動螺旋槳?還是,直接搞一個反應(yīng)堆到飛機上去?答案當然是后者,這是那個時代的人的必然選擇。
美國的設(shè)計方案中,有兩種驅(qū)動方式。
第一種是,飛機在天上飛行時,反應(yīng)堆啟動,堆芯周圍的液態(tài)金屬升到高溫,為了進行冷卻不讓堆芯熔化,讓高速氣流與高溫液態(tài)金屬接觸,于是,氣流變成高溫高壓氣體,這些氣體經(jīng)過導流,通向各個引擎的增壓渦輪,最后,高溫高壓的氣體噴出各個噴氣口,產(chǎn)生后推力。這種設(shè)計是一種混合動力,即飛機起降時發(fā)動機都用的是燃油,爬升至高空后,啟動反應(yīng)堆堆,再切換為核動力。為什么這種方案,起降時不能使用核動力呢?因為高速氣流通過堆芯的液體金屬,再排出,這樣的高溫高壓氣體會帶來核污染。
第二種方案是,空氣不直接進入反應(yīng)堆芯,而是通過一個熱交換器。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(zhì)在熱交換器內(nèi)降溫后再返回堆芯,形成一種循環(huán)。
蘇聯(lián)的設(shè)計稍有不同,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。