飛機可以使用核動力嗎?

楊書成76538391


飛機和導彈都可以使用核動力,美國和蘇聯也確實研究過。實際上人類最早研究核動力飛機是從二戰剛剛結束後一年的1946年就開始了,只是最終的結果表明核動力飛行器可行性比較低。其實美蘇研究核動力飛機的初衷相當簡單,就是因為核動力飛機幾乎擁有無限的航程,一次出動不經轉場和空重加油就可以到達全球任何一點,尤其是對手的心臟地帶進行打擊。核動力之所以沒有投入實用,主要是因為人們至今也沒有解決它的放射性汙染問題。

核動力航空發動機的原理很簡單,其實就是飛機內置一個反應堆,發動機外觀和噴氣發動機類似,也有一個進氣口,冷空氣吸入進氣口後被送入反應堆中,被核燃料產生的大量熱量加熱,高溫高壓的空氣從尾噴口噴出產生推力。

第一代的核動力發動機,是直接循環的,是直接將空氣吸入並流經核反應堆,這樣的空氣帶走了大量的放射性物質直接排入高空大氣層,汙染的效率堪比敵人的小型核武器,屬於出師未捷自損一千的典型:

後來意識到這個嚴重問題後,對發動機進行了改進,變為間接循環。就是說空氣不再流經核反應堆,循環管路與反應堆是完全隔絕的,通過核反應堆一次加熱冷卻劑,冷卻劑隔著管道二次加熱空氣產生推力。這樣做的好處就是放射性塵埃大大減少。不過這樣做也增大了結構重量,而且效率不如第一種。而且仍未解決核反應堆本身輻射外洩的問題。

最早的核動力飛機是1956年美國人改裝的B-36轟炸機NB-36H。一個1000KW對核反應堆被內置在了彈艙中。核發動機是通用動力的J47噴氣式發動機改裝而成,下掛在NB-36H下方。不過實驗僅僅是用來檢測核動力發動機輻射對機組人員對影響,根本沒有用它來推進飛機飛行。

實驗的結果是這種飛機的產生的“殘酷的”輻射對機組人員健康影響太大,同時機載電子設備也會被影響,可靠性大打折扣。所以肯尼迪總統上臺後也就終止了這項研究。

蘇聯在1961年,用圖95改裝的驗證機Tu-95LAL掛載2臺NK-14A核動力航空發動機進行了40次試飛,進度和NB-36H幾乎相同,都是用來驗證輻射對機組的影響。其得到驗證結果也和美國人完全一致,這玩意汙染太大了,所以計劃的正式機型Tu-119也就沒了下文。

Tu-95LAL的設計,反應堆處於機身後部的彈艙內

Tu-119的構想,通過管路將4臺發動機的進氣口和反應堆連接

美蘇的研究結果都表明核動力飛機的輻射汙染太大,不適合用在飛行器上。不過既然有人的不適合,無人的限制條件就小了吧?俄羅斯於是推出了一款“雨燕”核動力巡航導彈。不過美國戳破了俄羅斯的牛皮,說俄羅斯的4次試射其實全部失敗,最遠的一次也只飛行了35公里,而派出去處理的船隻都是專門處理放射性物質的,人員也要冒著受到超大劑量核輻射的危險。你說這是何苦呢。


紙上的宣仔



核動力飛機動力取決於哪種核發動機。目前核潛艇上使用的壓水堆太大太重,無法安裝在飛機上。厚厚的屏蔽和密封容器給飛機增加了很多額外的重量,因此不可能飛行。



這不是因為缺乏嘗試。在冷戰時期,美國和蘇聯都會嘗試最瘋狂的事情,它們希望自己的項目能壓倒對方。兩國都試圖製造一種可以長時間在空中飛行的核動力轟炸機。這是因為即使是一架加滿燃料並準備就緒的轟炸機也需要一個多小時才能爬升到巡航高度。隨著緊張局勢的加劇,美蘇會把戰鬥機放在跑道盡頭,讓所有引擎都運轉起來,只是為了把反應時間縮短到15分鐘。當美蘇可能需要按下一個按鈕就用核武器攻擊敵人時,這樣的反應時間根本不可行,所以它們都試圖製造核動力轟炸機。它將依靠熔鹽堆運行,併產生足夠的電力來驅動轟炸機上的渦輪機。屏蔽重量可能是個問題,但可以簡單地放一個更大的反應堆,驅動更強大的渦輪機。但最終使整個計劃過時的一項技術是多級火箭技術的出現,也被稱為洲際彈道導彈。兩國可以用更少的人在地面部署多枚導彈,如果導彈發射井被摧毀,核輻射的幾率也更低。



如果現代或者未來研製核動力飛機,加速器驅動的反應堆可能適合,重量也不會太重,因為燃料甚至不必達到臨界質量。使用等離子加速器(可以在一米直徑內達到千兆瓦能量)作為散裂中子源,它可以被製造成長1.2米長、直徑0.6米大小,比汽車發動機大一點。



建議使用熔鹽將熱量從核反應堆傳遞到噴氣發動機的加熱室,使用電動機驅動前面的壓縮機可以讓發動機輸出3000℃以上的高溫空氣,而不用渦輪提取轉化能量。

然後使用高效熱電技術(效率90+%,目前還不存在)或輕型燃氣輪機直接從反應堆中提取電能。



唯一的問題是屏蔽。這是可以做到的,但它將佔重量的大部分。使用新型屏蔽技術來最大化屏蔽效率有助於減輕重量,但仍然會很重,這確實是限制因素。

所以,也許將來會做得很好!但現在,這不太可能,核動力飛機投入使用可能性微乎其微。


軍機處留級大學士


而且,核動力發動機並不是不存在。

目前主流的核動力發動機有兩種形式,第一個是利用傳統反應堆為核動力飛機供應動力。

例如蘇聯時期的圖-95LAL方案(Tu-119)。

這個方案是在螺旋槳發動機裡面放了一個換能器,利用核反應堆的熱量轉化為機械能驅動螺旋槳工作。

核反應堆置於飛機的中央,核反應堆放出的熱量通過導熱介質(鈉鉀合金)管道進行導熱。

注意上圖的這架Tu-95(Tu-119)機背有一個凸起這個位置就是核反應堆的位置了,這個方案是核間接式動力方式。


還有一種類方案是直接的核發動機。

採用了一個類似於渦輪噴氣發動機的結構。其中利用了斯特林發動機帶動壓氣機到核心換熱器內,從結構上來說由於沒有利用到熱介質因此是一個核直接發動機。


這個發動機雖然沒有做成飛機引擎,但是去年俄羅斯發射的核動力導彈其實就用的這種發動機。


軍武數據庫


核動力飛機,這其實是誕生於冷戰時期美蘇兩國爭霸的產物。這兩個國家都有發展核動力飛機的設想並付諸實施。

若想給飛機裝上核動力裝置,那麼就要解決很多複雜的問題。第一就是要為機組人員配備防輻射設備以及應急裝置。如果這個問題得不到解決,那麼絕對不會有哪個飛行員敢駕駛這樣的飛機。

第二,安全問題。飛行中的核飛機就相當於一顆飛行的核彈,一旦遭遇故障或攻擊墜毀,就相當於自己的領土受到了核武器攻擊,相信沒有哪個國家願意重蹈日本的覆轍。

第三,功率問題。大家都知道,核動力艦艇可以實現近乎無限制巡航,這就是研製核動力飛機的初衷。可是這樣一來,功率就不夠了。核動力的原理就是發熱產生蒸汽,帶動蒸汽機組。說白了,和蒸汽機沒啥太大區別。你們覺得飛機靠蒸汽,能飛的快嗎?

綜合以上的原因,就知道為啥不發展核動力飛機的原因了,就算是造出來了,也沒人敢去駕駛它,何必呢?







裝甲之星


當然可以,至少原理上沒毛病。而且還是噴氣式的,不算落後,渦噴、渦扇、渦槳都可以,但、不實用。首先是安全問題,航母用核動力,是因為船的壽命比較長,而且航母安全,除人為破壞,否則很難把它弄沉,颱風也不行。即使沉了,也是沉到了海底,遠離人群,危害相對較小。可飛機不同,這貨在天上飛,不好說哪天會掉下來。而且還掉在了紐約或者華盛頓……當然,美國有先進的技術,發生這種事的可能性比較小。但,問題是哪天印度人也對它感興趣,並願意出錢買,且不計成本……後面的事不敢想。總之吧,只要一沾安全問題就沒有小事。聊完安全,再聊其次,也就是壽命。飛機的壽命也就一萬小時左右,真是夠短命的,而核動力就不同了,幾乎無限續航能力。只怕飛機都該進博物館了,可續航能力只用掉了一個零頭……核廢料的處理都是個棘手的問題。再其次還有個成本的問題,或者效費比的問題。可能有人說了,核動力省油,油錢老貴了。可是你考慮過核反應堆的成本嗎?由其還是裝在飛機上的?具體數字我不知道,可也別拿油錢忽悠人!其實還有再再其次,比如技術是否軍民共享、環境問題、監管是否到位……總之,即使解決了這一系列的問題,可你們想過嗎?還是會有意外,比如一顆地對空導彈……總之,忘了核動力飛機吧、世上的核動力千千萬,飛機是最不適合的那一種!


大熊貓68508222


飛機是可以使用核動力的,而且在歷史上美國和蘇聯都研製過核動力飛機,只是由於經濟、技術和核輻射問題,美蘇都沒有再繼續下去。我們可回顧一下,主要軍事大國為什麼試圖製造核動力飛機、以及最終為何不能被採用。

美國經驗

計算表明,核燃料比化學燃料有效得多。理論上,核動力飛機飛行範圍無限,這對打擊敵人非常有效,預計還有可能提高飛行速度。未來的核動力裝置可以用於不同裝備,主要是戰略轟炸機。美國首當其衝,研究飛機核能設施。1946年5月,核動力推進航空器計劃啟動項目致力於開發一種基於核反應堆的航空發動機。上世紀50年代中期進行了美國飛行器反應堆ARE(Aircraft Reactor Experiment)實驗。NEPA/ANP的一項主要任務是減少反應堆的體積和質量,以滿足飛機對平臺的限制。該ARE項目提議建造一座2.5兆瓦的反應堆。為了冷卻堆芯,設想使用熔融鹽混合物,這是世界上第一個這種類型的反應堆。在第二回路中使用液態鈉。

1957年美國啟動Pluto項目,目的是為超音速巡航導彈製造一個精確的核動力噴氣發動機。首先,為的SLAM(冥王星)戰略導彈設計了一種新的反衛星導彈。Pluto項目其中開發和測試了幾個名為Tory的發動機。動力來源是一種緊湊型反應堆,直接放在發動機內部。柵欄裡的空氣應該通過通風口進來、加熱,然後通過噴管流出。沒有設想到任何中間傳熱裝置,缺乏實質性保護。開發商認為,裝備核動力裝置的導彈不僅能擊中指定目標,而且可以對沿途區域核汙染。項目沒有產生實際結果。這是一種極其複雜和危險的技術,而且,到了1960年代初,美國指揮部對洲際巡航導彈的想法感到失望,並選擇了其他方向。

美國的核動力飛機

核發動機既可以裝在飛機上,也可以裝在巡航導彈上。它既包括對現有機器的升級,也包括開發全新的機器。1951年推出了新版本的B-36-MX-1589或NB-36H轟炸機.據估計,NB-36H的飛行性能將超過一般轟炸機。新的NB-36H與普通B-36轟炸機不同的是,新的NB-36H是一個有機組人員和兩個反應器操作員的安全駕駛艙。在貨艙內放置了一臺小型核反應堆,其空氣冷卻能力為1兆瓦。反應堆可以拆卸,以便安全儲存在有關的機場設施。

1955年NB-36H轟炸機完成首飛。到1957年為止,該飛行實驗室共執行了47次飛行任務,飛行時間為215小時。在幾次飛行中,反應堆啟動,總共工作了近90小時。試驗表明,所使用的機艙能夠保護機組人員免受輻射。與此同時,飛機留下了放射性痕跡,對環境造成了威脅。

在60年代初之前,關於該項目前景的爭論還在繼續,但後來決定停止。事實證明,核動力飛機太昂貴、太複雜、太危險。華盛頓選擇了其他類型的戰略武器。到上世紀60年代中期美國就停止了核動力飛機的研究。

蘇聯經驗

1955年,蘇聯開始研發核動力裝置,計劃建造一系列具有特殊飛行性能的飛機和巡航導彈。在不同階段考慮了反應堆和發動機的幾種佈局方案。60年代初米亞西謝夫實驗設計局就研發了幾種核動力飛機的方案,提出了使用不同的空氣動力學方案和佈局解決方案。這些項目的共同特點是使用核動力裝置,先進的生物防禦和機器最大限度的自動化。在這一過程中,必須對在飛行和地面上造成輻射危險的飛機的操作問題進行研究。

該局考慮了幾種M-30和M-60的轟炸機。M-60M轟炸機項目提議建造一艘重型飛機,從而消除了與地面基地有關的一些問題,但是操作太複雜。1956年蘇聯又轉向圖-95轟炸機,由圖波列夫設計局負責研發。圖-119核動力飛機(原名為圖-95LAL)反應堆組裝和一系列工作準備了數年時間。1961年春季,Tu-95LAL進行了第一次飛行。到8月為止,又進行了33次試飛,其中包括運行中的反應堆。在Tu-95LAL試驗過後,圖波列夫實驗設計局的核安全工作停止了,但其他組織繼續研究這一問題。

1965年蘇聯決定在安-22型運輸機基礎上研製一架能夠在空中長時間停留的反潛防禦飛機。安-22PLO計劃在機身和四臺NK-14A發動機中使用單個反應堆。在此情況下安-22PLO可以巡邏50個小時。安-22PLO 項目也存在技術困難,這架飛機太重了,不得不重新設計生物防禦系統。1970年進行了一項實驗,安-22飛行時機上有輻射源。總而言之,安-22PLO計劃沒有完成,原型機也沒有建成。


科羅廖夫


理論上可以,冷戰時期美蘇兩國都做過研究。

但實際應用困難一堆:

首先就是屏蔽輻射保護機組,核輻射保護層的重量遠遠超過反應堆本身。

然後是安全問題,誰也不想哪天有個反應堆從天上掉下來在你房子外砸碎。

最後,核動力本質上還是燒開水,核潛艇核航母取水非常方便,飛機在天上如果需要用加油機不停補水那也失去了續航的意義。


瞎搞學教授


我認為一是不可能,二是無必要。在和平利用核能方面,核能是不能直接使用作動能的,必須通過能量轉換,(只有用作核武器,是能量的直接釋放,利用其巨大的破壞力)。如果用於發動機的能源,還得經過二次或三次左右的轉換,由此配套的附屬設施,就不是一架飛機所能承載的,更別說轉換中需要的介質來源及排放,補給等問題,飛機根本沒法滿足。例如核電廠也是利用核反應堆,釋放出的熱能,轉化為蒸汽,然後再通過蒸汽輪機帶動發電機,最終轉換為電能。因此能轉換為航空發動機的能源就比這複雜多了,所以我認為是不可能使用的。


小貓鬍子103240101


你知道核怎麼就動力啦?

目前核電站核潛艇核動力航母,在他們那裡核動力就是個燒鍋爐的燃料。由核材料裂變產生熱量來加熱那個水,讓水變成蒸汽來推動蒸汽輪機做功。發電或者直接推動螺旋槳。做功上和燒煤燒油沒什麼二樣,不同的是它幾公斤就可以坻上成千上萬噸的煤、油,而且不依賴空氣!但是因為它有放射性,所以就要做隔離。這個隔離層就是個相當厚實的一層。你想想一個鍋爐外加蒸汽輪機能放到飛機上嗎?哪個防護問題怎麼解決?萬一掉下來,哪個核汙染你們怎麼辦?所以你就不要知道點核動力就到處嘚瑟,核動力核動力二傻子似得叫喚。


魚尾獅74132266


完全可以。只是就目前的技術還達不到。還有一個重要原因,飛機一旦失事,就存在核幅射擴散問題,對人類造成巨大災難。


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