人类发明了核动力潜艇、航母,为何不发明核动力飞机、火箭?

人类发明了核动力潜艇、航母,为何不发明核动力飞机、火箭?

目前,人类已经研制了核潜艇、核动力航母等大型核装备,那么为什么没有核动力飞机和火箭呢?其实一些国家已经尝试过研究核动力飞机、核动力火箭,有些还取得了很大进展。早在1940年代,人们就开始设想利用核能研究核动力飞机。在上世纪五六十年代,美国和苏联都开展了核动力飞机的研究,并且推出了测试飞机,进行了一系列试验。在1960年代,美国开始研究太空核动力技术,包括核动力火箭,进行了很多种尝试。一直到现在,关于核动力飞机和核动力火箭的研究仍在继续。

美国核动力飞机的研究过程

美国是世界上第一个研制出核武器并用于实战的国家,很早就想将核动力用于其他武器平台。1946年美国成立NEPA项目组,提出了研制核动力飞机的计划。经过数年研究,1951年进入到实际实施阶段,选择了B-36轰炸机作为核动力飞机的测试原型机。1952年,提出了X-6工程试验机,内部编号NB-36H,试图在B-36轰炸机的机身上加装了一台小型核反应堆,为4台J-47发动机提供动力。

1955年,一架B-36原型机安装了一台功率1000千瓦的P-1型反应堆,在当年9月17日成功进行了首飞。在此之后,这架测试机又进行了多次试飞,但是始终没有办法解决核反应堆产生的辐射,于是在1956年进行了最后一次飞行后,就再也没有起飞过。

在研究X-6核动力试验机的同时,美国诺斯罗普公司也开始研制核动力飞机,希望在XB-70超音速战略轰炸机上加装一个小型核反应堆,驱动6台J-93发动机。进行了多次测试后,安全问题同样无法解决。到了1960年代,XB-70超音速轰炸机下马,诺斯罗普的核动力飞机也中断了研究。

在1957年底,美国海军还提出过将一架“公主飞舟”号飞机改装为核动力飞机,希望通过为其加装一台直接循环式反应堆,为飞机的发动机提供动力,不过最终并没有付诸实施。

新世纪之后,美国再次提出研制核动力飞机的计划。美国空军资助诺斯洛普·格鲁曼公司进行“全球鹰”无人机的核动力版本的可行性研究,据称可以将无人机的飞行时间从几个小时延长到几个月。

苏联的核动力飞机

在上世纪五十年代,苏联也提出了研究核动力飞机的计划。1955年8月,苏联通过了研制一种以小型核反应堆为动力的军用飞机的决议,其中图波列夫设计局的内部编号为156号,米亚谢夫设计局的内部编号为23号。

1955年美国X-6核动力原型机首飞后,苏联加快了进度,在1956年3月决定在图-95战略轰炸机的基础上,通过加装核反应堆来研究核动力飞机。图波列夫设计局很快提出了核动力飞机方案,同时寻找合适的小型核反应堆。1959年,苏联165原子能研究所研制的一款小型核反应堆进行了地面测试。到了1961年,一架安装了小型反应堆的图-95M轰炸机成功首飞,被命名为“119”工程,这架轰炸机也被称为图-119“燕子”。

苏联的核动力飞机同样遇到了核辐射的难题,尽管在飞机的机身下悬挂了一个巨大水箱,以解决核反应堆的散热问题,但是也大大提高了飞机的重量。苏联工程师在飞机上安装了多个辐射传感器,但是仍没有彻底解决安全问题。图-119“燕子”核动力飞机总计进行了60多次的飞行试验,到了1969年项目宣告终结,苏联的核动力飞机研究也失败了。

美国的核动力火箭计划

美国从上世纪五十年代开始研究太空核动力,提出了“漫游者”计划。之后没几年,美国航空航天局启动了核动力火箭发动机计划,旨在研究一种可用于太空飞行的核动力飞船发动机。在之后的十几年里,美国提出了多种核动力火箭设计,包括“几维”计划、“太阳神”计划和“山鹬”计划。

“几维”方案在1959年进行了首次测试,它是由一系列无涂层氧化铀盘组成,能够产生70兆瓦电量。“太阳神”计划的首次测试在1959年进行,总共持续了10分钟,产生了1064兆瓦的电量。在1967年的测试中,“太阳神”方案持续了30分钟,产生了1500兆电量。“山鹬”计划是在“几维”计划基础上研究的500兆瓦核动力装置,“核火箭实验”是“几维”计划的另外一个衍生方案,后来发展为NERVA NRX/XE。1968年,XE方案进行了28次测试,每次都能产生超过1100兆瓦的电量,取得了很大成功。但是在1970年代,这些计划全部被取消了。

进入1990年代,美国SDI承包商又重新提出了核动力火箭方案,其中包括能把60多吨的有效载荷送入近地轨道的“大力神”4的改型、可最大程度利用现有部件的“宇宙神-半人马座”改型以及使用8台推力为1112千牛的核动力火箭发动机的单级入轨火箭等方案。2003年1月,美国又开启了“普罗米修斯”计划,在此基础上提出了“寄木”计划,为木星探测器提供主推进系统和电源系统。

除了美国,俄罗斯近年来也开始研制可用于太空探索的核动力火箭。从以上研究历程可以看出,无论是核动力飞机还是核动力火箭,它们的技术难度都比较大,特别是安全问题,距离真正投入使用仍有很长的路要走。

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