Question

核动力飞机可以实现吗？

Answer 1

核动力飞机，这想法其实并不新鲜，早在第一颗原子弹爆炸之前，曼哈顿计划的主要领导者之一，有原子弹之父的费米，就给那些正在研制原子弹的科学家说，你们除了研制原子弹，也不要忘了核动力飞机啥的。

后来，核动力飞机的研制工作还真就大张旗鼓地上马了，我们不仅要问，这是要在怎样的情况下才可能有这种疯狂的想法呀，答案是冷战。

美国研制核动力飞机，出发点是想造出高性能的远程战略轰炸机，绕地球转几圈不用加油，从而也就可以摆脱了对军事基地的依赖。而前苏联呢，也是这么想的。那时，苏联还没有航程很远的轰炸机，所以苏联领导人非常希望能研发出一种可以轻松飞到美国任何地方的上空，进行轰炸后，还能返航的轰炸机。

1946年5月，由美国空军主持，NEPA计划开始启动，研究方向是核动力远程战略轰炸机和高性能飞机。到1948年时，美国空军就已经为NEPA投入了1000 万美元。后来，NEPA随后被美国原子能委员会和美国空军的联合飞机核推进项目取代，这就是ANP 项目。

早期，苏联对核动力飞机的讨论只是只停留在报告上，1952 年，苏联科学家阿?帕?亚历山大罗夫在报告中写道：“近期，我们在核能应用方面取得一定进展，在未来几年内我们可以开始研制核能发动机，这种发动机可以应用到重型飞机上。”苏联领导人一看，很是高兴，但是3年过去后，核能飞机还没有任何一点消息，而死对头美国那边却传来消息，美国正在研制一种名为 NB-36H的核动力飞机，且进展顺利。于是，苏联领导人不再淡定，下令研制！

怎么驱动

核动力飞机，说得好听，可怎么驱动呢？用核电池提供电，驱动电动机，再带动螺旋桨？还是，直接搞一个反应堆到飞机上去？答案当然是后者，这是那个时代的人的必然选择。

美国的设计方案中，有两种驱动方式。

第一种是，飞机在天上飞行时，反应堆启动，堆芯周围的液态金属升到高温，为了进行冷却不让堆芯熔化，让高速气流与高温液态金属接触，于是，气流变成高温高压气体，这些气体经过导流，通向各个引擎的增压涡轮，最后，高温高压的气体喷出各个喷气口，产生后推力。这种设计是一种混合动力，即飞机起降时发动机都用的是燃油，爬升至高空后，启动反应堆堆，再切换为核动力。为什么这种方案，起降时不能使用核动力呢？因为高速气流通过堆芯的液体金属，再排出，这样的高温高压气体会带来核污染。

第二种方案是，空气不直接进入反应堆芯，而是通过一个热交换器。反应堆产生的高温，传给工作介质（比如水或液态金属），接着介质和空气在热交换器进行能量交换，空气被加热成高温高压气流后直接流入引擎涡轮，再由排气口排出，为飞机提供反冲动力。工作介质在热交换器内降温后再返回堆芯，形成一种循环。

苏联的设计稍有不同，但本质上还是利用堆芯产生的高温加热气体流，高温高压气体向后喷出，从而产生推力。