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谁会在战略轰炸机首先采用核动力?将获得空前优势

很多网友都提到过和问及核动力飞机的问题,尤其是具有大体积的战略轰炸机采用核动力的问题,小编必须说飞机采用核动力比航母和潜艇采用核动力的难度要大很多,而且安全问题太大,功率问题也是难以攻克的难题,下面说说上世纪中美苏之间在核动力轰炸机上的心思吧。

“核”平使者——美国的NB-36H核动力轰炸机

美国是世界上最早进行核动力飞机研发的国家。早在1951年,美国就开始了其核动力轰炸机的研发计划,其中机载核反应堆由通用动力公司研发,载机平台则由康维尔公司和洛克希德公司负责。按照计划,美国的核动力飞机将于1956年进行首飞。 由于B-36轰炸机是当时全世界最大的轰炸机,康维尔公司自然而然选择将该机作为核轰炸机的改装平台,改装后的机型称为X-6。然而,改装工作一开始,便面临着诸多亟需解决的技术问题,其中首当其冲的自然是核反应堆的核辐射防护问题。X-6采用的由反应堆安装在原B-36后弹舱的位置,外面包围着用于屏蔽辐射和减缓反应的大型水箱,并在座舱后方装有铅板和钢板组成的直径2米,厚10厘米圆形防护罩。即便如此,由于X-6的滞空时间可能长达数周,故仍然有人对辐射的累积效应表示担忧。1955年,X-6的动力系统在爱荷华州的“热传导反应堆试验一号”(HTRE-1)的地面试验台上进行了测试,其组成部分包括反应堆、辐射防护罩、两台X-39发动机、管道系统、控制部件和各种控制仪表系统。1957年,又建造了采用不同种类反应堆核心的HTRE-2号和3号装置,两者较之HTRE-1在重量上略有减轻。据测试结果,若X-6以740千米/时的速度巡航飞行,HTRE-3的动力足以保证其航程达到48300千米,相当于绕赤道一圈还多。

在完成两架X-6的改装之后,康维尔又用B-36H平台改装了第三架核动力实验平台,被称为NB-36H,该机专门用于飞行试验平台。NB-36H曾经在1955至1957年间进行了47次试飞,期间核反应堆不提供动力,但为核辐射造成的影响积累了大量数据。为防止NB-36H发生坠毁后技术外泄的情况,每次NB-36H试飞时都有一架满载全副武装的陆战队员的波音C-97运输机伴飞,机上乘员的任务正是在NB-36H坠毁后跳伞并封锁坠机现场。毫无疑问,由于NB-36H坠机后将不可避免地发生核泄漏,这将是一项堪称自杀式的任务。也正是因为这个原因,执行该任务的陆战队员被颇具黑色幽默意味地称作“黑暗中的闪光”,所幸预案中所提防的坠机事故并未发生。在完成一系列测试工作后,NB-36H最终于1957年末毫无声明地在沃斯堡基地退役,数月后该机以被拆毁的命运告终。可想而知,当时的美国对核动力飞机的测试以及各项技术并不满意。

谁会在战略轰炸机首先采用核动力?将获得空前优势

图注:美国NB-36H核动力轰炸机

“核”心的熊——前苏联的图-119核动力轰炸机

同样对核动力轰炸机产生兴趣的,还有美国的老对头前苏联。1955年,在获悉美国正在研制NB-36H之后,前苏联领导人决定上马核动力战略轰炸机计划。按照1955年8月12日前苏联部长会议的第1561-868号决议内容,在有苏联“原子弹之父”之称的核物理学家伊戈尔·库尔恰托夫的指导之下,前苏联的科研机构和航空设计机构开始了核动力轰炸机的研发。新型核动力轰炸机最开始计划由图波列夫设计局研制全新的载机平台,编号图-119。图-119计划配装一具苏联自行研制的VVR-C核反应堆,4台发动机,并排安装在飞机尾部的隔离舱里以防止对机组人员造成辐射,武器则直接挂载于外部挂架。虽然图-119的设计复杂程度比NB-36H更高,但由于采用了多项成熟技术和成熟部件,外界曾认为图-119将成为苏联乃至世界上第一架核动力轰炸机。但由于短期内无法解决核反应堆的有效控制和散热问题,该方案被迫放弃。

在此之后,前苏联转而选择走上与美国相近的核动力轰炸机发展道路。1961年5月,以图-95战略轰炸机为平台的图-95LAL首飞,该机采用与NB-36H类似的设计,其机载核反应堆安装在弹仓内并采用了铅板和塑料隔层的屏蔽,同样仅用于辐射性和适配性测试为此在机身上安装了多个放射探测器。在为期三个月的试飞期间内,图-95LAL共进行了34次飞行,试验结果令人满意。随后,实用化的图-95核动力改型方案设计的工作开始进行,被称为图-119(请注意此时的图-119已经和当年的图-119不是一回事了)。图-119的设计之初的动力系统方案包括核动力涡扇发动机或核动力涡桨发动机,最终决定采用NK-14A型核动力涡桨发动机,计划于1965年实现首飞。但随着弹道导弹特别是洲际导弹技术的发展,核动力轰炸机的作用被明显削弱,同时当时的核动力技术仍然存在一些难以解决的技术问题,最终图-119也走上了与NB-36H相同的道路。

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图注:前苏联图-95LAL核动力轰炸机

空穴来“风”——中国的“东风”109核动力战斗机研制计划

尽管上世纪60年代中国的航空工业基础仍然非常薄弱,但这并未阻碍中国的航空技术人员追赶世界潮流的脚步。中国曾在上世纪60年代前后提出过多个战斗机设计方案,其中便包括当时中国航空工业制造能力的“东风”109核动力战斗机。1958年,沈飞提出“东风”113高空高速战斗机方案,提出了堪称“航空大迈进”的“东风”109。在技术指标上,“东风”要求达到“双三”,即最大速度3.0~3.5马赫,最大升限居然也要达到3万5千米。

但毫无疑问,这个在技术上完全没有可行性。熟悉中国核动力技术发展史的朋友应该清楚,中国直到上世纪70年代才研发出堪用的攻击型核潜艇,这也就是说事实上即使到上世纪70年代凭我们的工业基础也不能研制出可以用在飞机上的小型核动力装置。而从另一个角度来说,“东风”109的设计特点接近米格-25P“狐蝠”或F-106“三角剑 ”,也就是说从设计角度而言“东风”109更接近截击机,突出巡航性能意义不大。毫无疑问,“东风”109无论从技术角度还是实用性角度而言都不现实,因此该方案未进行系统论证便草草下马,也是情理之中的事。

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图注:中国“东风”109核动力战斗机设计方案

展望未来——前途光明还是沦为鸡肋?

从美苏中三国的核动力飞机计划都无疾而终来看,显然上世纪60年代时各国均未掌握可供飞机使用的核动力装置技术。半个世纪过去以后,各国的核能技术都有了长足进展,这似乎为核动力飞机又带来了一丝曙光。那么,核动力飞机究竟能否在21世纪实现复兴呢?这一点还是需要从技术和需求两方面来考虑。

仅从技术角度而言,截至目前来说,各国事实上仍然未能掌握供航空器使用的核动力技术。尽管近些年来各国的小型化核反应堆层出不穷,而另一方面大型飞机平台也日趋大型化可以容纳更大体积的和动力装置,但核动力和航空器之间仍然存在矛盾。一方面,虽然核动力装置小型化水平提升明显,但与核电站使用的大型核反应堆不同,小型核反应堆事实上非常难以提升功率,这就意味着在各国的飞机越来越大、越来越重的同时,核反应堆的发展却跟不上飞机发展的速度。此外,对于机身容积寸土寸金、对载重更加敏感的飞机而言,用于隔绝核反应堆辐射的防护装置属于不可避免的“死重”,这部分重量将导致飞机在载荷方面的下降。核动力飞机的设计初衷之一在于减少对燃料载荷的依赖,毫无疑问从这个角度而言,核动力并不适合用于飞机动力。

而从需求方面来说,军用飞机不同于舰船,无需也不可能在公海上空或别国空域长期部署。而民用飞机更强调经济性,从用途角度使用目前的航空发动机完全可以满足需求,也没有必要采用既不经济也不安全的核动力装置。至少从现阶段而言,飞机采用核动力毫无意义,短期之内可以认为不会出现实用化的核动力飞机。

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      2016/3/14 10:52:43

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