【時事軍事】瘋狂的核飛機 將被核技術突破喚醒

【大紀元2021年02月20日訊】大家好,我是《時事軍事》節目主持人夏洛山。鼬鼠工廠是洛克希德.馬丁(Lockheed Martin)公司負責高級發展項目的特殊單位,它創造了最不可思議的飛機,如U-2高空偵察機,以及有史以來飛的最快、最高的軍用噴氣式飛機SR-71。但是這些飛機與洛克希德提出的核動力飛行航母CL-1201相比,就顯得平淡無奇了。

這個瘋狂的設想,要建造一架重達5265噸的飛機。它的翼展為1120英尺,比克萊斯勒大樓還要寬45英尺,它的機身高度為153英尺,相當於14層樓高。機身長度為560英尺,機身內部空間達到200萬立方英尺。

這是一個被稱為CL-1201的絕密設計方案,由洛克希德.馬丁公司在1969年提出。大家知道,60年代末是一個特別的時期,正值冷戰降至冰點。美國的敵人分布在全球各地,美國國防部認為,美國與盟友及海外基地的聯繫,隨時都有被切斷的可能,軍方需要一個解決方案,可以在需要的時候能夠及時將美軍特戰部隊投向海外,或任何需要的地點。要快速地將成建制的特遣部隊投向世界任何地方,即使航母作戰群也無法勝任。這種特殊的作戰需求,迫使軍方產生一個大膽的設想,建造一個巨大的飛行城堡,這就是CL-1201的由來。

軍方要求它能夠攜帶22架F-4鬼怪式戰鬥機或6900名士兵。可以在3萬英尺的高度,以0.8馬赫的速度巡航。不限航程,無需加油,可持續在空中停留41天。它配備四台巨大的渦輪風扇發動機,可以產生1500萬磅的推力,利用渦扇引擎爬升到1.6萬英尺的高度後,轉換為核動力推進。在飛機的中心位置,裝有一個功率為1830兆瓦的核反應堆。在它的機翼上,甚至還裝有182台垂直渦輪風扇,這些用於短距或者垂直起降的手段,安裝在它的身上,也只不過是為了使它能夠起飛而已。它需要845名機組人員,來完成維持飛行所需要的各項工作。

這個計劃在今天看起來簡直就是荒誕不經,可是在當時的時代背景下,也有它的合理性。當然,由於戰術使用的缺陷和明顯的技術漏洞,使它永遠的停留在圖紙上。然而,核動力飛機的設想卻像火種一樣,在人們的頭腦中至今沒有熄滅,開發團隊也為此嚐盡了苦頭。

讓一個核反應堆適合飛行有多困難,恐怕超出了人們的想像。不同於潛艇,飛機的自重在設計上是按克計算的,可以說是斤斤計較。因為飛機的自重越大,它的有效載荷就越小,當這個指標惡化到一定程度,飛機就失去實際意義。為了屏蔽輻射和冷卻需求,當時核反應堆的重量達數千噸,讓如此巨大的重物飛行,難以想像。當然,還有核輻射對人的威脅等等問題。

其實核飛機的概念早在20世紀50年代就已經提出。工程上,由於核反應堆的重量太大而無法使它升空,在無法解決技術問題的絕望中,為了減輕重量,工程師們曾提議,僱用老年機組人員來解決輻射問題。理由是他們的年齡已經足夠大,在他們因為核輻射患上致命的癌症之前,可能會因其它原因死去。犧牲老年人的生命,實現戰略核打擊的目的,這是冷戰時期存在的一種年齡歧視,並未得到普遍的認可。

現存於艾森豪威爾總統圖書館的一份原子能委員會祕密備忘錄,以謹慎的語氣解釋了核飛行的承諾。航空核動力推進器能使飛機實現環球飛行;可以使轟炸機在空中停留數天,可覆蓋世界各地的任何目標而無需加注燃料。它們只需要一個本土基地,而無需在任何其它地方降落,無需空中加油。要知道,空中加油是軍機最脆弱的時刻,而維持海外軍事基地開支也是天文數字。

在當時,核飛機的這些優勢充滿了誘惑,然而問題也隨之而來。航空核動力除了效率問題外,更重要的是安全問題。一旦在空中發生核洩漏,污染就會快速擴散到世界各地。保護飛行員不受輻射的危害就更難解決了,沒人會駕駛一架明知道會殺死自己的飛機。

20世紀50年代洲際彈道導彈的出現,打擊了發展核動力轟炸機的設想。從軍事上看,核飛機變得無關緊要,因為洲際彈道導彈避免了載人核飛行的所有問題。它們只有單程任務,不需要加油,也無需飛行員操作。核轟炸機沒有了軍事上的需求,資金也就枯竭了。艾森豪威爾政府的結論是,這個計劃既沒必要,又很危險,而且成本太高。1961年3月28日,約翰.肯尼迪總統一上任就取消了該計劃。之後,關於核動力飛機的提案層出不窮,由於對輻射的恐懼和資金的缺乏,所有這些想法都被打入冷宮。

今天核能技術的突破,使核飛機的夢想似乎又燃起了希望。核技術的發展主要表現在兩個方面取得了進展。

一個是微型反應堆技術的進展。BWXT公司是美國海軍核反應堆的主要供應商,BWXT公司將開發用於微型堆的三層各向同性(TRISO)燃料,這是一種高豐度低濃鈾(HALEU)燃料,這種燃料在高溫裂變後仍能保持結構完整性,其設計是將核燃料固結在由石墨和陶瓷材料組成的結構內部,能承受更高的溫度,防止堆芯熔化,即使結構遭到破壞,燃料顆粒也能最大程度地減少放射物質的洩露。與傳統燃料相比更安全。

典型的下一代小型核反應堆,將使用濃度為5%至20%的高豐度低濃鈾燃料,發電功率200千瓦到15兆瓦,運行時間超過10年。重量不超過40噸,可利用標準軍用運輸工具運輸,包括卡車、艦船和飛機。

軍用小型核反應堆的應用一旦成功,將被用於艦船或陸基的激光武器、電磁炮等能源需求極高的新概念武器,以及大功率的電子戰裝備。但第一代小型核反應堆的重量還是在數十噸的量級,因此這一代核動力裝置仍然與飛行器無緣。除非更下一代核動力在輕量化和安全性上實現突破,那時塵封已久的核飛機將被喚醒。

另一個取得進展的發展方向就是核聚變反應。核聚變反應就好比製造一個微型太陽,其優點之一是,不像核裂變反應那樣有難以克服的輻射危害。太陽核心的高溫和高壓使氫原子和氦原子融合在一起,從而釋放出驚人的能量。科學家們嘗試複製太陽核心發生核聚變的物理條件,使氘和氚在這種條件下發生核聚變反應,從而獲取能量。

科學家在技術上已經實現了產生核聚變的高溫高壓環境。他們利用光束擠壓含有氘和氚的小球,將小球壓縮到鉛密度的100倍,並加熱到1億攝氏度以上,比太陽中心的溫度還要高,在這個條件下使氘和氚結合成較重的氦,同時釋放出巨大能量。目前,這種極端狀態只能維持幾秒鐘,人們希望到2025年能提高到300秒。核聚變反應從理論實驗到實際應用,還有漫長的道路,在這條道路上還需要解決燃料的提取、能量轉換與利用等多個目前看來仍是難以跨越的問題。

人們在幾十年前就不斷地聽到「只需10年就能迎來核聚變時代」的說法,這些說法一次次地成為笑柄。但現在有人說10年後人類將獲得核聚變產生的能量,估計相當多的人會認真對待。

時事軍事https://www.youtube.com/playlist?list=PL3V8J3zzkEXK8SJFR7Vg-9H1Ct0NU8Ay9

責任編輯:連書華

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