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  • 1 # 風清滴露

    在20世紀五十年代,美國採用通用電氣p一1小型核反應堆,其產生的熱能帶動4臺通用電氣J47渦輪噴氣發動機運轉,為x一6提供飛行動力。隨後,空軍正式上馬X一6轟炸機專案,但不久就洲際導彈的大量服役所取代。前蘇聯也研製過,圖-119戰略轟炸機,釆用VVR-C核反應堆。用4臺核發動機。為反核輻射,發動機分上下二層。其設計複雜遠遠高於美NB-36H。1962年,蘇聯第一架核動力飛行平臺,圖-119試飛成功。後來和美國一樣,被洲際導彈所取代。今後在處理好核輻射及小型化核反應堆的前提下,核動力飛行器在節約燃油,減輕飛行器的重量,也不失為各國爭相研製的科研專案。

  • 2 # 資訊所長

    如果大家關注軍事新聞的話,就知道今年俄羅斯發生了好幾場重大的軍事事故,每次事故的背後都向外界展示了一件俄羅斯神秘的武器!最近一次就是俄羅斯的一次火箭發動機的試驗爆炸事故,本來可能就是一場普通的試驗爆炸事故,最多也只是爆炸同時造成了幾名俄羅斯的專家犧牲,讓事故更嚴重了一些!

    但是爆炸過後,試驗場周圍的輻射值變得異常,最多時候是正常輻射值的二十多倍,這就顯示這場爆炸事故並不是一場普通的火箭發動機事故!因為普通的火箭發動機的爆炸,不可能造成核輻射的洩露,現在出現了核洩漏,證明這場爆炸和核研究有關。

    既然是核動力,那麼這款武器的射程自然會得到革命性的提高,它的發動機不像普通的火箭發動機那樣只能工作幾十分鐘,核動力的火箭發動機甚至可以連續工作幾個星期,真正的實現了全球的打擊,可以打擊全球任何一個地方的目標!

    這其實已經不是人類第一次試驗核動力飛行器了,早就核反應堆出現後,人類就開始想把核反應堆搬到空中了!在冷戰時期,美國和前蘇聯兩個超級大國自然是不會放過這個研究熱點,其中美國研究的最多,效果也最多!

    美國在1951年就開始了核動力飛機的研製,美國的通用電氣公司專門研製了用在飛機上面的核反應堆,康維爾公司和洛克希德公司這兩家公司負責建造核反應堆的載體飛機。就這樣,NB-36H核動力飛機誕生了,不過該款飛機上核反應堆不提供飛行的動力,只是為了測試核反應堆。

    前蘇聯看到美國開始研究後,也馬不停蹄的開始研究,蘇聯也製造了一架核動力飛機,代號圖-119,並且試飛成功,不過和美國一樣,前蘇聯也認為,既然都已經有了洲際彈道導彈了,還需要核動力飛機幹嘛呢?而且目標還大,可靠性也差,出問題了就麻煩了,所以兩國都不約而同的放棄了,導致到目前為止,全世界都沒有成熟的核動力飛行器。

    不過現在技術進步了,美國和俄羅斯又開始了核動力導彈的研究了,尤其是俄羅斯,在這方面投入了巨大的人力和物力,這次的核動力導彈的爆炸事故就是很好的說明!

  • 3 # tsauu24201

    前蘇聯曾經搞過,但下馬了,技術難度有點大,以現代的科技水平還小型化不了,另外安全性也堪憂,核反應堆以現有的技術必須重重包圍以防洩漏,這就會使體和和重量都太大,飛機裝不下

  • 4 # 兵器知識譜

    核動力飛機是有的,而且曾經成功試飛過,但是核動力飛機的載重量剛剛夠拉核反應堆和機組成員,而且發動機所排出的尾氣輻射劑量十分恐怖,因此根本不具備實用價值,未來究竟能否實現實用化的核動力飛機還有待驗證,或許永遠都不會核動力飛機實用化的那天到來。大家都知道採用核反應做為動力的都是萬噸以上的艦船,比如滿載排水量為10噸的美國“福特級”航空母艦以及滿載排水量為23000噸的俄羅斯“北極”級破冰船,當然也有幾千噸級的核潛艇,比如水上排水量為7600噸的美國“海狼”級攻擊核潛艇。那麼為什麼核動力能驅動幾千幾萬噸甚至十幾萬噸的艦船航行,卻難以驅動幾頓或者幾百噸重的飛機實現實用化呢?原因在於核動力系統實在是太複雜太重了,飛機的載重量剛剛夠拉核動力系統,別的載荷多一點都不行,試問什麼貨物都拉不了的飛機研發出來還有何意義呢?因此核動力飛機固然是研究過的,但是也僅限於研究,發展到今天則直接變成沒有人願意再搞這類研究的地步了。下圖為正在準備試飛的美國核動力飛機XB-36H。

    核動力系統與傳統動力系統一樣,都是透過能量轉換來為平臺提供動力

    使用燃油最為燃料的內燃機是透過燃燒燃油產生熱能,再由熱能轉換為機械能來為平臺提供動力的,比如採用柴油發動機做為動力的護衛艦和驅逐艦。而常規動力航空母艦動力系統的能量轉換形式則相對複雜,比如中國的遼寧艦,首先燃燒重油轉換為熱能,再將鍋爐內的水加熱至蒸發,最後透過高溫高壓蒸汽驅動蒸汽輪機執行,這才完成能量轉換。而核動力航空母艦僅僅是將提供熱能的燃油系統更換為核反應堆而已,除此之外其能量轉換過程與常規動力系統基本無異!同樣需要加熱水來產生蒸汽來驅動蒸汽輪機執行,哪怕是全電推的核動力艦船也需要加熱水蒸發來發電。這就是說核動力系統的能量轉換方式分為兩種方式:第一種為熱能>蒸汽>機械能;第二種為熱能>蒸汽>機械能>電能>機械能,可見核動力系統的能力轉換是一個十分複雜的過程。以美國“尼米茲”級核動力航母為例,其核動力系統每臺蒸汽發生器的蒸汽產生量為360噸/小時,而飛機想要使用核能做為動力的話就必須要像艦船那樣擁有一整套包括海水轉換淡水裝置在內的能量轉換系統,不論是使用那種能量轉換方式都註定了動力系統的龐大和沉重,即便努力將其小型化也剛剛夠飛機的載重量而已。下圖為兩種不同型號的航母用核反應堆。

    簡化核能轉換過程使之能夠用於為飛機提供動力的可行性

    核動力系統實在太過於龐大了,而且能量轉換過程也太過於複雜,那麼有沒有可能直接將核能轉換為電能或者核能直接轉換為機械能呢?我們先來探討核能直接轉換為電能的可行性:核能直接轉換為電能的本質是化學能的轉換,事實上將核能直接轉換為電能的技術早就發明出來了,它就是燃料電池,也被稱為電化學發電器。燃料電池發電不受卡諾迴圈效應的限制,因此不僅效率高而且放電時間長,但是功率輸出小,只能維持低耗電量的電子系統用電,比如衛星、深海探測器、心臟起搏器等,如果要用來驅動飛機,那恐怕要把電池造得跟飛機一樣大才行,可見這個方式並不可行。至於用核能直接轉換為機械能的方式恐怕只有不可控核裂變或核聚變了,也就是原子彈和氫彈的核爆炸,可是核爆時巨大的能量釋放是人類無法掌握的,它唯一的功效只能是殺傷而不是做功。下圖為直接將同位素核材料化學能轉換為電能的衛星用燃料電池組,它僅能滿足衛星太陽能翻版在沒有光照發電的時候提供小功率電能供應。

    能量轉換是飛機核動力系統繞不開的梗

    從上述我們可以得出這樣的結論:核能用於動力驅動時必須要經過能量轉換,否則無法提供足夠的動力。為了能讓飛機用上核動力,科學家們想出了利用重量比水輕得多的空氣來代替水轉換核能!其工作原理是這樣的:飛機在天上飛行時,反應堆啟動,加熱堆芯周圍的液態金屬,接著讓高速氣流與高溫液態金屬接觸,於是氣流變成高溫高壓氣體,經過導流,這些氣體通向各個引擎的增壓渦輪,最後噴出高溫高壓氣體驅動發動機轉動,從而帶動螺旋槳旋轉產生推力。但是這樣設計飛機核動力系統的話就帶來兩個問題:第一,飛機的尾氣含有核輻射性物質;第二,只有在飛行時的高氣流經過反應堆加熱後才能產生動力,因此起飛和降落階段仍然需要燃油發動機提供動力。於是科學家們又想出另外一個解決辦法,即空氣不直接進入堆芯,而是使用熱交換器加熱空氣。熱交換器裡面有水或者液態金屬,它們迴圈流動,不斷把熱量從堆芯帶出來,並加熱從外面透過的空氣,如此往復。這個辦法比第一個好得多,但是隻解決了尾氣汙染的缺點,然而飛機起降階段依舊需要傳統動力內燃機來提供。下圖為從來沒有上過天的蘇聯核動力飛機——圖116,它採用液態金屬加高壓空氣的能量轉換方式來驅動螺旋槳發動機。

    截止目前世界上共有兩架核動力飛機被生產出來,分別為美國用B-36轟炸機改裝的XB-36H和蘇聯用圖-95轟炸機改裝的圖-116,真正起飛昇空試飛的只有美國的XB-36H,而圖-116則永遠停留在地面上直到下馬。B-36轟炸機的最大載彈量為38.4噸,而整個安裝在機身上的核動力系統就重達18.7噸,如果再加上包裹駕駛室那層厚厚的重達5噸的輻射遮蔽鉛,那麼XB-36H的空重就增加了23.7噸,相當於一架掛載了41枚500公斤航彈B-36轟炸機,永遠只能以空載的形式飛行,搭載不了任何作戰載荷,除了實驗以外沒有任何實際意義。由於核動力飛機難以克服上述的功率、載荷以及汙染問題,固美蘇兩國均在冷戰結束前停止了相關實驗,核動力飛機在可預見的將來都不會再上馬研發,除非人類掌握像氦3這樣清潔核能的開採和運用技術或者掌握可控核聚變技術。下圖為在B-29轟炸機的伴隨下試飛的XB-36H核動力飛機,伴飛的B-29轟炸機起到“保姆”的作用,它總是與核動力飛機形影不離,目的是一旦核動力飛機失事墜毀後機上由海軍陸戰隊組成的武裝核專家立即跳傘並封鎖事故地域,因為核動力飛機中核反應堆所使用的核燃料棒為丰度20%軍用級核燃料,而非民用核電站那種丰度只有0.3%的核燃料,如果發生洩漏,後果將比切爾諾貝利核電站嚴重100倍!

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