有没有合适的技术工艺把他搬运到远洋运输机上

作者:明日汽车

问题:目前的核动力蒸汽轮机组一般都是用在船上。有没有合适的技术工艺把他搬运到远洋运输机上面呢?

回答:

谢邀,题目的描述很有想象力,这也曾是科学家们的梦想,而且曾经一度看到了正式服役的曙光!这是怎么回事呢?且听我慢慢道来。

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图为美国的核动力飞机NB-36

核动力是一个清洁的理想能源,目前能做到的就是可控核裂变,如现在运行的所有核电站都是采用这种技术。早在1950~1960年代,美苏冷战的前期,两国的科学家们就意识到了核动力飞机的巨大潜力,不过,那时核动力飞机不是用来商用的,而是用来军用的!总所周知,核动力的最大好处就是近乎无限的动力来源,可以提供很大的续航能力,换言之,既然核动力潜艇能在水下做到近乎无限巡航,那如果是飞机呢?那岂不是可以创造一种可以永远飞在空中的飞机呢?这种飞机如果装载核武器,一天24小时的在空中执行战备值班任务,不正好是一种理想的核武威慑武器吗?正是在这种思想的指导下,美国人率先立项,开始研制了人类历史上第一款核动力的轰战机!这就是美军大名鼎鼎的X-6 项目~

X-6 项目是以 美军的B-36 轰炸机为基础,通过安装一台GE(通用电力) P-1 型核反应堆,使其带动四台涡喷发动机,从而为 X-6 提供飞行动力。

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图为正在进行风洞试验的核动力飞机方案

不过这里有一个问题,大家都知道核潜艇的动力是靠核反应堆产生热量,带动蒸汽轮机产生动能。但飞机由于自身重量的限制,是不可能把整个蒸汽轮机搬上天的,那么问题就来了,到底怎样把核能转化为可供飞机使用的动力呢?美国的科学家们绞尽脑汁想出了两个方案。

第一种,先用常规动力让飞机飞上天,进入巡航高度后启动反应堆,通过液态金属作为导热介质,加热于空气使其变成高温高压气体,利用这种高温高压气体向后喷出的反作用力推动飞机向前。这种设计是一种混合动力,即飞机起降时发动机使用的还是使用常规动力,开始巡航后才切换为核动力。那为什么起降时不使用核动力?因为高速气流通过堆芯的液体金属,再排出,会在地面产生严重的核污染!

第二种方案是,空气不直接进入堆芯,而是使用热交换器加热空气。热交换器里面有水或者液态金属,它们循环流动,不断把热量从堆芯带出来,并加热从外面通过的空气,最终产生高温高压气体。这样就避免了核污染的问题,但热效率不高,能量损失很大。

原理解决了项目就开始走上康庄大道了吗?naive!众所周知,核反应堆是有辐射的,为了飞行员的安全,必须对其进行全方位的防护,这就不得不用到铅板。但是,铅板本身非常重!这对于“寸重寸金”的飞行器来说非常难办。那你可能会问了,核潜艇难道就不怕吗?还就真不怕,潜艇对于重量没有那么敏感,为了安全多来几层铅板就好了,但飞机真的不行,再重就要飞不起来啦~

总之,美国人历尽千辛万苦,终于找到了辐射防护与重量的平衡点,在完成了地面上的一切测试后,1956年,经过改装的NB-36(N为核动力的意思)首飞成功,据公布的信息显示,这种核动力的NB-36以740千米/时速度巡航时,航程可以达到48300千米。

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图为NB-36的驾驶舱(可以看到被铅板包裹,为了防止飞行员受到核辐射)

核动力飞机的巨大魅力不仅吸引了美国人,冷战中对面的苏联人同样对核动力飞机充满兴趣。相关的研究计划从1955年开始开始。最初的研究中考虑了不同级别的发动机和反应堆,并在1965年获得批准制造一架飞行试验平台。飞行试验平台在图波列夫的图-95“熊”式大型轰炸机的基础上改装而成,被赋予图-95LAL的新编号。不过由于技术原因,最终苏联人的核动力飞机并没有迎来属于自己的春天。

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上图为美国的NB-36,下图为苏联的图-95LAL

不过核动力飞机虽然有着长航程的优势,但其本身的安全性和性价比是在太低。想象一下,如果这架飞机意外坠毁,那可就是一枚货真价实的“脏弹”啊!其带来的人员与环境问题与其带来的便利来说,简直不值一提!特别是60年代时,美苏两国的弹道导弹技术都有很大突破,实施核威慑的任务完全可以交给导弹了,至此,性价比很低的核动力飞机也就正式进入了历史。所以,题目中提到的核动力商用运输机是不太可能出现的。

核动力飞机的前世今生就和大家聊到这了,如果你觉得有对你有帮请不要吝惜你的赞呦~

回答:

上世纪,美苏两国都曾经开展过飞行器使用核动力的研究和探索,不过受制于当时的技术条件,飞机器的体积太小无法携带庞大的核反应堆,同时反应堆相关的防护技术也不完备,虽然苏联距离研制成功只有一步之遥,但最终苏联还是放弃了飞行器使用核动力的想法。

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苏联时期的核动力验证机NB-36H在1955年就飞上天了。但后续的设计超越了上世纪60年代的航空科技水平,所以大多数设计都难点太多,无法真正得以实现,最后只能停留在纸面上。

但是,目前飞行器使用核动力仍然很多是科学家的梦想。由于飞机去使用核动力具有强大的动力、无限的航程,所以各国科学家一直未放弃这一梦想。图片 6

至于蒸汽轮机采用核动力,这个世界上早就有了,比如法国海军航母戴高乐号,其使用的核反应堆体积巨大,最大功率为80000马力。如果要将蒸汽轮机使用核动力这本身就是一件技术难度相当大的工程,再讲如此巨大的反应堆和蒸汽轮机安装到运输机上,这几乎是不可能实现的任务,

因为相对于轮船在海面、潜艇上水面是漂浮,可以依托海水的浮力,运输机在空中没有海水巨大的浮力,很难讲巨大的反应堆和蒸汽轮机讲带上天,即便是以后科技进步了,也不会选择在运输机上安装蒸汽轮机这种动力方式,因为蒸汽轮机实在是太庞大了,再加上核动力的话体积实在太大,飞机自身机构根本无法承受如此巨大的部件。

回答:

可以,但需要解决几个关键问题,一是用放射性很低的燃料比如钍元素取代铀燃料,这样就可以去掉厚重的铅防护层,提高反应堆的功重比。二是采用第四代反应堆采用的石墨球包裹核原料的技术,这样即便反应堆坠毁也不会发生核泄漏。

核动力飞机的优点是续航时间长,可以连续飞行数周甚至数月,因此更适合作为无人机使用,这样就不用频繁降落让飞行员吃饭休息了。一架持续飞行一年的核动力无人机,可以取代卫星执行很多任务,用途还是很广泛的。

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