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[原创] 核动力飞机复出的希望 文章提交者：lostlover 加贴在 空军论坛 铁血论坛 http://bbs.tiexue.net/bbs_69.html 前段时间看到一份关于反应堆技术的资料，发现新出现了一种微型反应堆：热离子发射转换堆。基本原理是在一个密封管中，用核燃料与金属钨做成阴极，用金属铌做成阳极，然后将密封管抽成真空，再充入铯蒸汽。核燃料裂变产生的热量会将钨加热到1300～2000度高温，此时钨会发射出大量的电子，通过密封管和外电路形成电流。整个反应堆没有任何运动部件，也没有外部管道。而且，这种反应堆可以做的非常小非常轻，甚至可以将重量控制在100公斤以内。目前，在实验室里已经实现的功率是10kW级的，经过改进，预计可以达到1000kW级。而燃料可使用数个月到数年不等。 [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 看到这个，我突然想到，或许这种反应堆的出现会让曾经被放弃的核动力飞机甚至是核动力车辆的构想重新复活。 对于加油机、运输机、预警机、巡逻机、反潜机这些机种来说，由于并不需要高速飞行，所以完全可以采用螺旋桨推进的方式，而利用核反应堆供电驱动电动机获得推进动力也绝不是梦想。以前核动力飞机之所以只局限于试验，是因为以往的核反应堆太大太重，就拿美国测试过的NB-36H核动力远程轰炸机来说（下图），装载的反应堆重达15.9吨，功率不过才1000kW而已！所以飞机也成了超级巨无霸，最终因性能没有很大优势而被放弃。 但是随着这种小型化的微型反应堆出现，核动力飞机很可能可以在前面说的那些机种上复活。只要功率能够从10kW级提高到100kW级，就有了足够高的实用性了。如果能量密度能够达到1kW/kg以上，甚至可以用来取代坦克的柴油引擎——别忘记了，反应堆的重量里可是包含了燃料的重量，而常规的内燃机、燃气轮机，如果把燃料重量也算上，能量密度其实并不高。 用这样的反应堆来取代引擎、燃料，不仅可以大大增加飞机的荷载，还可以简化设计、提高可靠性（电力驱动的天然优势）以及对后勤保养的依存度，从而提高出勤率。可谓意义重大。 目前唯一的问题是，这种反应堆的成本很高，目前主要是为卫星以及空间站设计的。不过可以想像，如果能够量产，成本一定会大大降低，到时候说不定就能看到核动力全电飞机与核动力全电快艇、全电坦克（使用电热炮或者电磁炮）的出现了。 [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 本文内容于 2008-4-16 23:21:48 被lostlover编辑 转载请注明出自铁血tiexue.net, 本贴地址: http://bbs.tiexue.net/post_2715471_1.html 2 顶一下 收藏本文 相关贴文 更多相关 [原创] 核动力飞机复出的希望 [点击查看灌水过滤后的回复] 本帖已赚工分: 525 本帖已赚金币: 0 加准原创: zhao2365192 04-20 14:24 原创转正: 铁血同步中心 04-21 03:14 ---------------------------------------------- 不需要安装的角斗士网络游戏，大家来对砍吧！哈哈…… http://s1.gladiatus.cn.com/game/c.php?uid=22547 我的BLOG: http://lostdarling.blog.163.com/

第2楼

这东西应该叫核电池更恰当些吧，当初核动力飞机的下马最最主要的问题是无法解决被击落或失事后导致的核污染问题，想想天上随时有几百个潜在的脏弹在飞，不用多，有一架在本国国土上空失事就够你受的。

第3楼

估计什么时候受控核聚变堆达到实用阶段并且还要能够小型化，这个核动力飞机才有复出的希望。

第4楼

以下是引用6188959 在第2楼的发言： 这东西应该叫核电池更恰当些吧，当初核动力飞机的下马最最主要的问题是无法解决被击落或失事后导致的核污染问题，想想天上随时有几百个潜在的脏弹在飞，不用多，有一架在本国国土上空失事就够你受的。 有一条基本原理：材料相同的情况下，体积越小，机械强度越高。 [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 你可以很轻松的捏遍一个易拉罐，但是你很难捏扁一个黄豆大的空心铝丸。 对于这种体积很小的反应堆来说，想提高他的机械强度远远比大型反应堆容易。夸张点的办法，直接做个壁厚30cm的钢套，就算从几千米空中直接砸到地面上，也几乎不可能破损。而空战武器想击穿300mm装甲防护，简直就是在开玩笑。 至于核电池，只是个名称而已，本质上仍然是属于反应堆。  ---------------------------------------------- 不需要安装的角斗士网络游戏，大家来对砍吧！哈哈…… http://s1.gladiatus.cn.com/game/c.php?uid=22547 我的BLOG: http://lostdarling.blog.163.com/

第5楼

还是解决现阶段用电困难比较实际

第6楼

支持，只有核能的全面应用，才是解决能源危机的一条出路。

第7楼

问题是想要驱动一架几十吨的飞机，就目前的技术水平，反应堆肯定不能造的很小，就算使用核电池，体积也不会小于一辆轿车吧（保守估计），体积增大要想保持足够的外壳强度，外壳就要增厚，楼主说300MM我持怀疑态度，另外还要算上防辐射的铅版，估计重量还要增加。在几千米高的高度掉下来的冲击力有多大？还要考虑万一弹药发生爆炸受到的冲击，长时间的高温灼烧之类。反正目前阶段要想开发核动力飞行器还不现实，另外还要注意开发核动力飞行器的政治影响，什么核不扩散之类。就算掉下来反应堆没有问题，你还要防止被无核国家得到吧，美国敢派这玩意去中东？估计拉登大叔肯定惦记上你。

第8楼

以下是引用6188959 在第7楼的发言： 问题是想要驱动一架几十吨的飞机，就目前的技术水平，反应堆肯定不能造的很小，就算使用核电池，体积也不会小于一辆轿车吧（保守估计），体积增大要想保持足够的外壳强度，外壳就要增厚，楼主说300MM我持怀疑态度，另外还要算上防辐射的铅版，估计重量还要增加。在几千米高的高度掉下来的冲击力有多大？还要考虑万一弹药发生爆炸受到的冲击，长时间的高温灼烧之类。反正目前阶段要想开发核动力飞行器还不现实，另外还要注意开发核动力飞行器的政治影响，什么核不扩散之类。就算掉下来反应堆没有问题，你还要防止被无核国家得到吧，美...... 你的思想还是停留在几十年以前。而且缺乏关于核反应堆的知识。 [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 首先要明确一点：核反应堆重量本身就包括了防辐射屏蔽层的重量。所以不存在你说的额外的铅层的问题。 而小轿车大的反应堆……拜托！你见过100公斤重的小轿车？？？知道为什么这种反应堆的别名是“核电池”吗？就是因为他够小。事实上，由于核燃料和屏蔽层的密度都很大，100公斤重的微型反应堆体积甚至不会比你的书桌抽屉大。你看看铅的比重就应该能想的出来的：铅的比重是11.3克/立方厘米，也就是说1立方米的铅，重量要达到11.3吨，准确的说是11.337吨。而铀比铅更重。苏联曾经在67年到84年发射过24颗核动力卫星（也就是宇宙系列），上面装的反应堆功率在10kW左右，重量是450kg左右，体积也就比普通的书桌略大一些而已。你觉得100kg左右的反应堆会比那更大吗？就算真达到小轿车的大小，想想看常规动力下需要的油箱空间，体积绝对是核动力的小。而且是小的多。 100公斤以内的反应堆，现在的实验室输出功率就已经达到了10kW，就象我前面说的，只要输出功率提高的100kW级，就有足够高的实用价值了，而它的潜力是1000kW。 或许你不明白100kW级输出功率且重量在100公斤以内的反应堆是什么概念。 我们可以做个对比。 豹2主战坦克的MB873Ka-501引擎，输出功率是1103kW（1500马力），而它的重量是2.25吨（顺便提一句，它的体积差不多是2立方米。而反应堆用的材料，铅、铀、钨的密度要比钢高的多。钢是7.8，铅是11.3，铀是18.7，钨是19.15）。也就是说，它的功率密度是0.49kW/kg。但是不要忘记，光有引擎是无法驱动坦克的。一套完整的坦克驱动装置，还包括变速箱、传动系统、燃料箱、燃料。仅豹2用的HSWL 354/3型传动装置，重量就达到了2.1吨，车上的油箱全部加满后仅油料的重量又要达到1吨（油箱本身的重量我们就不提了），别的不算，光这些的总重量就达到了5.35吨，功率密度已经降到了0.2kW/kg。事实上已经比现在的这个实验室水平的反应堆高不了多少了。 [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 而反应堆+电力驱动最大的特点就是： 1、不需要额外的燃料。因为反应堆本身已经包含了燃料 2、不需要传动，电力驱动所需要的只是把电缆接到电机上而已 3、结构简单易维护，因为没有那么多复杂的机械传动机构，所以很容易实现模块化。而且正反转转换极端容易，只需要改变正负极就行，不需要复杂的变速箱。 对于核动力来说，反应堆重量加上电缆和电机的重量，就是全部驱动系统的重量。而电动机的重量是很容易控制的。200kW输出功率的大功率低速电机，现在市面销售的民用产品，重量就可以控制在100kg左右。打个比方，如果让豹2改成电动驱动，只需要在2侧各选择3个负重轮，装上200kW的轮毂驱动电机，总驱动功率就可以维持在1200kW，甚至比原来还略高，而电动机的重量不过是600kg而已。所需要的反应堆，只要达到我前面说的100kW级，那么1200kW输出功率的反应堆不过才1.2吨而已（12个并联，事实上，如果适当放大，重量增加的会更少）。全加起来也才1.8吨，还不到2吨。而电动机还有一个非常独特的特性：在短时间内，电动机可以通过超载获得甚至能够达到2倍的驱动力，在启动和加速阶段，这个功能非常非常有用。 这样的对比，同样也可以在飞机上看到。撞下王伟的EP-3所用的T56-A-14涡桨发动机，单台输出功率是3661kW（4900马力），虽然引擎本身重量是不大，4台加起来只有4吨来重，但是它每次起飞要带至少20多吨的燃料才够用。这样算下来，功率密度与核动力+电动机相比仍然完全没优势。 [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 而采用核动力加电力驱动还有个更大的好处，我不说你也能想到：续航力。有多少飞机能连续飞上几个月不用加燃料的？ 至于防止核扩散，那只是说说而已。核动力用的燃料级别核材料与武器级的差别不是一点两点。就算没有核动力引擎，难道就弄不到放射材料了？？别忘记了，工厂里的射线探伤仪、医院里的X光机、CT机里面可都有放射性同位素放射源的。而且那还是高纯度的（当然，就和燃料级核材料一样，最多只能做成脏弹）。如果存心想造脏弹，换了是你，你是会优先考虑打飞机打坦克，还是优先考虑找几个城市抢劫工厂和医院？ 本文内容于 2008-4-16 20:01:15 被lostlover编辑  ---------------------------------------------- 不需要安装的角斗士网络游戏，大家来对砍吧！哈哈…… http://s1.gladiatus.cn.com/game/c.php?uid=22547 我的BLOG: http://lostdarling.blog.163.com/

第9楼

偶是菜鸟~~我只想知道这东西的工序很复杂把？~~而且考虑到金费问题也不可能得到大批量产把  ---------------------------------------------- 0

第10楼

好帖子要顶

第11楼

真晕。其实核电池不是什么新鲜玩意，从六十年代起就有大量核电池应用在卫星，无人探测器上面，我一再强调，核电池或者叫小型全封闭反应堆运用在飞行器上在技术上不是什么难事，就算真的能在100公斤的重量下实现1000kw的功率，但是你不能指望那薄薄的几十公分的壳体能挡住核辐射。为什么核电池出现了这么长时间只能应用在太空的卫星上和无人探测器上，它的优点有目共睹，使用时间长（最长的能使用十几年），电压高，功率大（相对普通电池），就是因为污染问题。六十年代美国的卫星发射失败，核电池就发生过泄漏，前几天美国还以核电池有可能造成污染为理由进行了导弹打卫星试验。看看核电厂的防辐射措施，那都是几米厚的水泥墙，里面还埋设铅版，飞机上就那么点地方，飞行员长时间受到核辐射是任何人都无法忍受的。最最主要的一点就是，你不能保证核电池百分之百不发生泄漏，只要发生一次，后果就无法挽回。再说核电池也有缺点，只要装配完成内部的核燃料就会开始衰变，不能放置时间过长。所以我说，除非受控核聚变能取得突破，否则核动力飞行器就不要想了，长远来看，裂变堆最终会被无污染的聚变堆淘汰。

第12楼

我也晕。说你思想停留在几十年前你还不承认！ 核电站的那个水泥壳，可不是用来屏蔽核辐射的，而是出事故，防止核物质外泄的！如果真的必须造几米厚的墙才能阻挡住辐射，那我倒要问你句，核潜艇上的反应堆，难道也有几米厚的屏蔽层？？？ [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 更何况，难道你不知道，现在有专门的防中子辐射纤维？日本产的锂硼化合物聚乙烯树脂共聚熔融皮芯复合纺丝防中子辐射材料，做成430g/平方米的厚度，就可以对中子辐射有40%的屏蔽率。而国产的碳化硼聚丙烯共混熔纺皮芯型防中子、防X射线纤维，单层的屏蔽率可以达到44%。你自己算算，10层下来，还能有多少泄露？更何况，还有铅壳钢壳呢？如果再加上含铅橡胶缓冲层，你以为那么容易摔裂的？ 卫星上的反应堆为什么容易损坏？那是因为火箭的运载能力有限，必须节约重量，不可能安装很厚的防护层。对于飞机来说，10吨重的飞机运10吨的载荷很正常，但是10吨的火箭能运半吨的载荷就算非常先进了，在载重能力上，这两者根本没有可比性！  ---------------------------------------------- 不需要安装的角斗士网络游戏，大家来对砍吧！哈哈…… http://s1.gladiatus.cn.com/game/c.php?uid=22547 我的BLOG: http://lostdarling.blog.163.com/

第13楼

我看这东西再怎么量产成本也下不来的，而且现代飞机用核发动机也就侦察机，远程轰炸机按生存率来说用核发动机太浪费，民航没多少人敢坐，而侦察机的方向是无人驾驶，安个核发动机倒是不错，不过还是你说的，成本…… 对，成本确实是最大的问题，不过我想这个问题在可预见的未来是解决不了了。将来还是等核动力飞船吧。 [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]  ---------------------------------------------- 0

第14楼

我都服了楼主，我说了不是技术问题，就算楼主说的没错吧，你能保证反应堆100%不出问题么，你不能保证，而且它不是像核武器，战略核潜艇之类的国家核威慑力量的根本，你的目的初衷不过是使飞行器具有长时间飞行的能力，使它作为一种常规装备大量装备，先不说成本。我只说既然存在这么巨大的风险，而且只是作为常规手段，就算你说出花来，人家也要考虑万一出事怎么办。楼主是不是认为百八十层防护手段就万无一失了阿。核武器的防护严密不，你知道这几十年因为飞机失事丢失的核弹有多少么。另外飞机不像核潜艇，飞机特别是军用飞机的事故率特别高，光美国一年摔多少架？你就能保证摔这么多架没一架泄漏污染的？你不考虑，政府要考虑，所以我说楼主，只要解决不了核泄漏问题，核动力飞机短时间内不会出现。

第15楼

路过!

第16楼

采购成本＋使用成本是最关键的问题。

第17楼

以下是引用6188959 在第2楼的发言： 这东西应该叫核电池更恰当些吧，当初核动力飞机的下马最最主要的问题是无法解决被击落或失事后导致的核污染问题，想想天上随时有几百个潜在的脏弹在飞，不用多，有一架在本国国土上空失事就够你受的。 很有道理，这的确是个问题 [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]

第18楼

以下是引用lostlover 在第12楼的发言： 我也晕。说你思想停留在几十年前你还不承认！ 核电站的那个水泥壳，可不是用来屏蔽核辐射的，而是出事故，防止核物质外泄的！如果真的必须造几米厚的墙才能阻挡住辐射，那我倒要问你句，核潜艇上的反应堆，难道也有几米厚的屏蔽层？？？ [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 更何况，难道你不知道，现在有专门的防中子辐射纤维？日本产的锂硼化合物聚乙烯树脂共聚熔融皮芯复合纺丝防中子辐射材料，做成430g/平方米的厚度，就可以对中子辐射有40%的屏蔽率。而国产的碳化硼聚丙烯共混熔纺皮芯型防中子、防X射线纤维，单层的屏蔽率可以达到44%。你自己算算，1...... 专家，我顶你！

第19楼

我也在想现在的飞机等以后石油采光了,怎么办,用核动力也不靠谱,毕竞辐射问题摆在那里.