【时事军事】疯狂的核飞机 将被核技术突破唤醒

【大纪元2021年02月20日讯】大家好,我是《时事军事》节目主持人夏洛山。鼬鼠工厂是洛克希德.马丁(Lockheed Martin)公司负责高级发展项目的特殊单位,它创造了最不可思议的飞机,如U-2高空侦察机,以及有史以来飞的最快、最高的军用喷气式飞机SR-71。但是这些飞机与洛克希德提出的核动力飞行航母CL-1201相比,就显得平淡无奇了。

这个疯狂的设想,要建造一架重达5265吨的飞机。它的翼展为1120英尺,比克莱斯勒大楼还要宽45英尺,它的机身高度为153英尺,相当于14层楼高。机身长度为560英尺,机身内部空间达到200万立方英尺。

这是一个被称为CL-1201的绝密设计方案,由洛克希德.马丁公司在1969年提出。大家知道,60年代末是一个特别的时期,正值冷战降至冰点。美国的敌人分布在全球各地,美国国防部认为,美国与盟友及海外基地的联系,随时都有被切断的可能,军方需要一个解决方案,可以在需要的时候能够及时将美军特战部队投向海外,或任何需要的地点。要快速地将成建制的特遣部队投向世界任何地方,即使航母作战群也无法胜任。这种特殊的作战需求,迫使军方产生一个大胆的设想,建造一个巨大的飞行城堡,这就是CL-1201的由来。

军方要求它能够携带22架F-4鬼怪式战斗机或6900名士兵。可以在3万英尺的高度,以0.8马赫的速度巡航。不限航程,无需加油,可持续在空中停留41天。它配备四台巨大的涡轮风扇发动机,可以产生1500万磅的推力,利用涡扇引擎爬升到1.6万英尺的高度后,转换为核动力推进。在飞机的中心位置,装有一个功率为1830兆瓦的核反应堆。在它的机翼上,甚至还装有182台垂直涡轮风扇,这些用于短距或者垂直起降的手段,安装在它的身上,也只不过是为了使它能够起飞而已。它需要845名机组人员,来完成维持飞行所需要的各项工作。

这个计划在今天看起来简直就是荒诞不经,可是在当时的时代背景下,也有它的合理性。当然,由于战术使用的缺陷和明显的技术漏洞,使它永远的停留在图纸上。然而,核动力飞机的设想却像火种一样,在人们的头脑中至今没有熄灭,开发团队也为此尝尽了苦头。

让一个核反应堆适合飞行有多困难,恐怕超出了人们的想像。不同於潜艇,飞机的自重在设计上是按克计算的,可以说是斤斤计较。因为飞机的自重越大,它的有效载荷就越小,当这个指标恶化到一定程度,飞机就失去实际意义。为了屏蔽辐射和冷却需求,当时核反应堆的重量达数千吨,让如此巨大的重物飞行,难以想像。当然,还有核辐射对人的威胁等等问题。

其实核飞机的概念早在20世纪50年代就已经提出。工程上,由于核反应堆的重量太大而无法使它升空,在无法解决技术问题的绝望中,为了减轻重量,工程师们曾提议,雇用老年机组人员来解决辐射问题。理由是他们的年龄已经足够大,在他们因为核辐射患上致命的癌症之前,可能会因其它原因死去。牺牲老年人的生命,实现战略核打击的目的,这是冷战时期存在的一种年龄歧视,并未得到普遍的认可。

现存于艾森豪威尔总统图书馆的一份原子能委员会秘密备忘录,以谨慎的语气解释了核飞行的承诺。航空核动力推进器能使飞机实现环球飞行;可以使轰炸机在空中停留数天,可覆盖世界各地的任何目标而无需加注燃料。它们只需要一个本土基地,而无需在任何其它地方降落,无需空中加油。要知道,空中加油是军机最脆弱的时刻,而维持海外军事基地开支也是天文数字。

在当时,核飞机的这些优势充满了诱惑,然而问题也随之而来。航空核动力除了效率问题外,更重要的是安全问题。一旦在空中发生核泄漏,污染就会快速扩散到世界各地。保护飞行员不受辐射的危害就更难解决了,没人会驾驶一架明知道会杀死自己的飞机。

20世纪50年代洲际弹道导弹的出现,打击了发展核动力轰炸机的设想。从军事上看,核飞机变得无关紧要,因为洲际弹道导弹避免了载人核飞行的所有问题。它们只有单程任务,不需要加油,也无需飞行员操作。核轰炸机没有了军事上的需求,资金也就枯竭了。艾森豪威尔政府的结论是,这个计划既没必要,又很危险,而且成本太高。1961年3月28日,约翰.肯尼迪总统一上任就取消了该计划。之后,关于核动力飞机的提案层出不穷,由于对辐射的恐惧和资金的缺乏,所有这些想法都被打入冷宫。

今天核能技术的突破,使核飞机的梦想似乎又燃起了希望。核技术的发展主要表现在两个方面取得了进展。

一个是微型反应堆技术的进展。BWXT公司是美国海军核反应堆的主要供应商,BWXT公司将开发用于微型堆的三层各向同性(TRISO)燃料,这是一种高丰度低浓铀(HALEU)燃料,这种燃料在高温裂变后仍能保持结构完整性,其设计是将核燃料固结在由石墨和陶瓷材料组成的结构内部,能承受更高的温度,防止堆芯熔化,即使结构遭到破坏,燃料颗粒也能最大程度地减少放射物质的泄露。与传统燃料相比更安全。

典型的下一代小型核反应堆,将使用浓度为5%至20%的高丰度低浓铀燃料,发电功率200千瓦到15兆瓦,运行时间超过10年。重量不超过40吨,可利用标准军用运输工具运输,包括卡车、舰船和飞机。

军用小型核反应堆的应用一旦成功,将被用于舰船或陆基的激光武器、电磁炮等能源需求极高的新概念武器,以及大功率的电子战装备。但第一代小型核反应堆的重量还是在数十吨的量级,因此这一代核动力装置仍然与飞行器无缘。除非更下一代核动力在轻量化和安全性上实现突破,那时尘封已久的核飞机将被唤醒。

另一个取得进展的发展方向就是核聚变反应。核聚变反应就好比制造一个微型太阳,其优点之一是,不像核裂变反应那样有难以克服的辐射危害。太阳核心的高温和高压使氢原子和氦原子融合在一起,从而释放出惊人的能量。科学家们尝试复制太阳核心发生核聚变的物理条件,使氘和氚在这种条件下发生核聚变反应,从而获取能量。

科学家在技术上已经实现了产生核聚变的高温高压环境。他们利用光束挤压含有氘和氚的小球,将小球压缩到铅密度的100倍,并加热到1亿摄氏度以上,比太阳中心的温度还要高,在这个条件下使氘和氚结合成较重的氦,同时释放出巨大能量。目前,这种极端状态只能维持几秒钟,人们希望到2025年能提高到300秒。核聚变反应从理论实验到实际应用,还有漫长的道路,在这条道路上还需要解决燃料的提取、能量转换与利用等多个目前看来仍是难以跨越的问题。

人们在几十年前就不断地听到“只需10年就能迎来核聚变时代”的说法,这些说法一次次地成为笑柄。但现在有人说10年后人类将获得核聚变产生的能量,估计相当多的人会认真对待。

时事军事https://www.youtube.com/playlist?list=PL3V8J3zzkEXK8SJFR7Vg-9H1Ct0NU8Ay9

责任编辑:连书华

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