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冷战时期美苏两国的核动力飞机计划(ZT)

(2012-10-08 17:37:55) 下一个



 核动力飞机nuclear aircraft

美国的核动力飞机

   随着第二次世界大战的结束,掀起了充分利用核能的热潮。科学家的清单上列出了核电站、核动力轮船、核动力火车、核动力汽车和核动力飞机等新奇的发明。本文的主题就是其中的核动力飞机,在技术和社会政治方面分析了美国空军的飞机核推进项目(ANP)和相关的项目,还包括了 ANP 诞生和被取消的原因。

  在原子时代初期人们就设想利用原子能驱动飞机,早在 1942 年,参加曼哈顿计划的费米和其他科学家就开始讨论核动力飞机。1946 年约翰·霍普金斯大学应用物理实验室分析了核动力飞机的可行性和潜在的问题。在当时最大的问题是缺乏防辐射材料的数据,其他的问题还包括飞机在运行或事故中会泄露的放射性物质,要如何对机组和地面人员进行保护,还存在试飞场地和范围的选择问题。飞机在飞行中会向大气释放放射性物质飞机自身会产生直接辐射。为此制定了核动力飞机的操作要求:及时在最不利的情况下,核动力飞机不能向大气中排放放射性物质,飞机的一切有害辐射必须被限制在飞机内部或预先指定的禁区内。

  1946 年对核动力飞机的研究最终演变成长期的飞机核能推进(NEPA)计划。NEPA 计划始于该年 5 月,由美国空军主持,所以研究方向是核动力远程战略轰炸机和高性能飞机。由于核能具有持久性和高温双重特性,所以在理论上使用一个反应堆是可行的。但是洛克希德飞机公司在 1957 年的报告中提出“由于战略轰炸机需要的高速性和高续航能力,以及相对于类似化学能飞机的潜在低空性能优势,将成为核动力的第一候选。”

  美国空军与费尔柴尔德发动机&机身公司签订了 NEPA 合同,在橡树岭进行研究工作。到 1948 年末美国空军已经投入了仅 1,000 万美元,从 1946 年-1951 年,NEPA 进行了广泛的研究工作,随后被原子能委员会(AEC)/美国空军的联合飞机核推进项目(ANP)取代。ANP 项目制定了飞机反应堆和发动机系统全尺寸研制方面的雄心勃勃的目标。ANP 项目成立的原因之一是 1948 年 AEC 召集的在麻省理工学院完成的一项研究,旨在探索核动力飞行的潜力。“这项研究被称为“列克星敦”计划,得出有人驾驶核动力飞机的研制难度可能比核冲压发动机小,而后者的研制难度又比核火箭小。”讽刺的是,在后来的研制中,证明这个结论应该倒过来写。“冥王星”计划的核冲压发动机和“漫游者”计划中的核火箭发动机都进行了成功测试并达到了实用水平,但飞机核发动机却从未达到实用水平。1954 年 ANP 项目主任布里昂声称“有人驾驶核动力飞机是本世纪难度最大的工程发展工作”。

  不幸的是 ANP 项目也没有很好地组织,在一个工作阶段不是集中力量发展一个方面的技术,而是多面开花。问题的部分症结在于,在双方的分工中,AEC 负责反应堆的研制,空军负责其余系统的研制,于是项目被分成需要紧密合作的两部分,但这两部分却完全分开管理。

  坐落在辛辛那提市的通用电气公司获得了 ANP 项目的一份合同,研制一种直循环涡喷发动机。联合飞机公司普·惠飞机分部也被授权开始在康涅狄格飞机核发动机实验室(CANEL)研究非直循环发动机。在直空气循环方式中,在这样的结构中,高速气流直接作为反应堆芯的冷却介质,冷却堆芯外围的高温液态金属;然后,高温高压气体介质再进入另一个高压进气口,经由该高压区的导流分向各个引擎的增压涡轮;最后,高温高压的气体流喷出各个喷气口(或驱动螺旋桨)产生推力。这种动力系统是一种混合动力系统,飞机起降时发动机都用的是化学燃料,爬升至高空后待反应堆堆芯温度达到核反应温度后再切换为核动力。

  第二种方案则是核动力热间接循环配置。在这种配置中,空气不直接进入反应堆芯,而是经由一个热交换器。反应堆产生的热能使工作介质汽化,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,为飞机提供动力;而工作介质再热交换器内降温再返回堆芯,形成一种循环。在这种方式中工作介质选用高密度液体,如液态金属或超高压水,可传递更多的热量以提高效率。

  两个方案中,设计人员更喜欢热循环方式,这种热交换循环机结构简单、重量较轻易于制造;最重要的一点,留给项目组的时间已经不多了。

  在《SEA 杂志》的一篇文章中,L·W·Credit 写到:“通过特殊部件和冗余设计来实现核动力飞机可靠飞行的三种设计中,单反应堆全核能的飞机似乎是最佳的。” 另外两种设计分别是双反应堆系统和核能-化学能混合系统。ANP 项目最初是研制一种直循环的单反应堆推进系统。但是GE公司向政府请愿要求开发这个直循环系统,GE表示直循环较简单和缩短开发周期。在间接循环方面,普惠研制的是超临界清水反应堆,作为工作介质的水可被加热到 1500 度,但是在 34.474 兆帕的高压下仍维持液态。这就避免了使用液态金属作为介质,美国从不主张使用液态金属,迄今在现役军用反应堆中,除了“海狼”级攻击核潜艇的液态钠反应堆外,都是压水反应堆(PWR)。甚至“海狼”在服役几年后由于液态钠反应堆问题不断而最终改用 PWR 反应堆。


 ANP 项目中有一个 X-6 子项目,始于 1952 年。X-6 项目的设计目标是制造两架核动力试验机。测试项目开始于测试辐射防护,一架 B-36 为此进行了改装。这架飞机被称为核测试飞机(NTA),NTA 是康维尔生产的一架 B-36H 轰炸机,改装后编号被改为 NB-36H。在远离驾驶舱的后机身弹舱内安装了一个小型气冷气冷反应堆。NTA 在反应堆周围安装了防护层,整个机头的驾驶舱被 12 吨重的铅和橡胶屏蔽层包裹,座舱后和机身内还安装了水套以进一步屏蔽辐射。反应堆不提供动力,仅被用于防辐射测试。

  1955 年 7 月—1957 年 3 月间 NB-36H 成功进行了试飞,结果表明即使在低空核动力飞机也不构成威胁。试飞主要关注的问题是:1、一旦坠毁后从反应堆中泄露的可能性。2、泄露的放射性物质的剂量。最后的结论表明驾驶该机的机组所受到的辐射。1957 末由于缺乏实用性 NB-36H 项目被终止。






康维尔 X-6 模型,在机腹安装有 GE 的 P-1 核涡喷发动机



巨大的 B-36,空勤人员在机背上摆 POSE



NB-36H 整个机头的驾驶舱被 12 吨重的铅和橡胶屏蔽层包裹





热传导反应堆试验一号——HTRE-3 在进行地面测试




GE 研制的 XMA-1 核涡喷发动机



试飞中的 NB-36H


NB-36H 的 机载核反应堆控制系统仪表盘




米亚西舍夫的核动力飞机方案

  “需求是最大的推动力”,由苏联“原子弹之父”库尔恰托夫领导的苏联科学院第 2 实验室从 1947 年就开始探索如何将核能应用在舰船、潜艇和飞机上。当时美国在欧洲、中东和远东拥有数十座空军基地,其战略轰炸机一般航程为 5,000-10,000 公里,在轰炸完苏联境内任何一处目标后都可以返回。而苏联根本没有能飞行那么远的轰炸机,苏联领导人非常希望设计师们能研发出一种可以飞抵美国领空(最好还能返航)的轰炸机,但如果依靠常规动力,这一愿望几乎不可能实现。

  主要负责这项工作的是阿·帕·亚历山大罗夫。经过反复探索,1952 年,他在报告中写道:“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。”可是,满心欢喜的苏联领导人等了 3 年却没有一点关于核能发动机的消息。而此时苏联已在莫斯科郊外建成世界上第一座核电站,并开始建造第一艘核潜艇。苏联克格勃也获悉美国正在研制一种名为 B-36 的核动力飞机,且进展顺利。于是苏联领导人真的坐不住了。

  1955 年 8 月 12 日,苏联部长级会议下令国内几大飞机设计局联手进行核动力飞机的研究。 结果是:安德烈·图波列夫设计局OKB-156 设计局)和弗拉基米尔·米亚西谢夫设计局(OKB-23 设计局 )成为项目的首席设计单位,由库兹涅佐夫设计局和 AM 留利卡设计局负责飞机的核动力系统的研发。相对应的是,图波列夫设计局的方案采用库兹涅佐夫设计局的动力系统;米亚西舍夫设计局采用 AM 留利卡设计局的动力系统。

  光是这些军迷们耳熟能详的名字就足以让你血脉贲张了,而这些设计局间的龙争虎斗更是精彩纷呈,让人唏嘘不已。

  说起米亚西舍夫,许多人都会觉得很陌生,他没有图波列夫、米高扬、苏霍伊那样的显赫的知名度,甚至在苏联 1974 年出版的 17 卷大百科全书中都没有米亚西舍夫的名字,这位在生时名不见经传的飞机设计师,死后才有专业丛书介绍他对前苏联航空航天事业所作的杰出贡献及其多坎的经历。米亚西舍夫一生才华横溢却命运多舛,他的许多设计构思之大胆之新奇,而被屡屡认为“太狂妄”用于生产不实际。

  50 年代初紧迫的需求下,米亚西舍夫和他的同僚用了仅仅不到两年就为苏联研制出了第一种喷气式战略轰炸机,野牛是苏联航空工业的一项伟大成就,甚至超过了图波列夫飞机设计局,但此举也招来了一些人的妒忌,那时的米亚西舍夫还是个年轻的工程师,个人威望和关系根本无法与图波列夫等同,面对新喷气式战略轰炸机的一些指责,苏联部长会议最后把研制重型轰炸机的任务交给了图波列夫与伊留申飞机设计局,这对米亚西舍夫是一个沉重的打击,部分 M-4 和 3M 也逐渐被改为加油机,以提升图-95K 等机型的战斗力。

  米亚西舍夫不得不改行与科罗廖夫去设计航天器,在 1957 米亚西舍夫就帮科罗廖夫开发一种载人的空天飞行器。以便用 R-7 洲际导弹发射。最后设想出了一种单人飞行器。它被成为 VKA,实际上是一种空天飞机,利用激波原理,即超高速飞行中所产生的激波的巨大能量,使飞机就像海边冲浪的人们一样借着这股巨大的能量顺利飞抵数千千米之外的目标。由于技术太过超前而被放弃。

VKA-23 单人飞行器
 米亚设计局又设计了一种代号为 Buran(暴风雪)的导弹,但在 1957 年 11 月,暴风雪导弹即将开始它的首飞的时候,米亚设计局的工程却下马。因为拉沃契金的 Burya 导弹捷足先登。苏联最高当局认为没有必要同时发展两种类似的导弹。米亚设计局后来又研制了新的导弹的空射型号 M-44,在此基础上米亚西舍夫开始研究一种高中发射的无人驾驶高超音速飞行器。这是米亚西舍夫设计第一种高超音速轰炸机,M-50。在这种巨大的三角翼飞机的基础上设计了 RSS-52 空天飞机。RSS-52 包括由 M-50 发展而来的 M-52 载机。M-52 机身上有一个巨大的凹陷,用来装载 M-44 冲压飞行器。该飞行器是由下马的 M-42 发展而来。M-52 从基地起飞后进入高超音速,并释放 M-44,而 M-44 将提高到极超音速,进入轨道,在巡航之后落入大海。一个无线电发射器将指引救援船回收该飞行器。但他遇到了一系列不可逾越的障碍。米亚西舍夫也被人指责他没有能力继续领导该项目的能力。

  由于研究的过于古怪而备受批评。米亚西舍夫只好重新设计,在 1960 年 3 月到 9 月,他设计出来了两种型号的飞机。第一中是利用激波原理的亚轨道飞行器。另一种是相对保守的设计。但由于得不到军方的支持,米亚设计局于 1960 年 10 月关闭。

  1966 年米亚西舍夫飞机设计局重组后,与图波列夫设计局、和苏霍伊设计局再次展开了对大型战略轰炸机项目的招标竞争,米亚西舍夫设计局提出的设计称为 M-18 方案设计漂亮优美薄机身、双尾翼.可变翼,由列什特足科夫上将领导的鉴定委员会对这一设计极为赞赏,当时空军认为 M-18 设计方案是比较好的,但是考虑到 图波列夫设计局具有大型轰炸机的设计经验和生产能力,所以最后决定还让图波列夫设计局在 M-18 方案的基础上研制图-160 战略轰炸机,这对米亚西舍夫本人来说是极为不公平的,至今人们无人不晓“海盗旗”是图波列夫的杰作,殊不知是来自米亚西舍夫的心血设计。

  这次竞争的失利对米亚设计局无疑是致命的,米亚西舍夫最后是在中央茹科夫斯基空气流体动力研变所所长的位置上退休的,他没有失败。他是个极其谦虚的人 ,但不能容忍胡说八道和空头支票,从不阿谀奉承和卑躬屈节。人格的独立性,直言不讳和原则性也是他命运坎坷的原因之一,但是众多的挫折并未击败他,直至他生命的最后一刻他仍在继续从事着自己的创造设想制造超音速的客机,这在当时已不是简单的幻想 ,他已准备好制造此种飞机。人们记得他去世前的一次谈话,有人问他中央茹科夫斯基空气流体动力研究所是否是他的地下设计时,他回答道:“地下的?这个说法很好,我想工作但无法进行,因为人们不接受我的观点,与自己的同行有分歧我不认为是坏事。”

  符拉基米尔·米哈伊洛维奇·米亚西舍夫,苏联航空史上的一位极具创造的怪才,由于时代的局限虽然在他一生中研制的绝大部分设计都未投入生产,但对他那种敢于断创造与大胆探索的精神永远值得后人尊敬。



空天才符拉基米尔·米哈伊洛维奇·米亚西舍夫

 1955 年夏天,由米亚西舍夫设计局负责的核动力飞机项目在稳步推进。1955 年 5 月 19 号苏联部长级会议通过了订购米亚西舍夫设计局的超音速核轰炸机的决议。这无疑给计划注入一针强心剂——米亚西谢夫设计局在此后的设计进度远远快于大名鼎鼎的竞争对手图波列夫设计局。

  局内代号为 M-60 的设计第一稿早在 1956 年 7 月即全部完成。与此同时,与之合作的 AM 留里卡设计局的新发动机的设计也即将完成。这种核/涡喷发动机所需热量由经过核反应堆从而被加热的空气提供。强大的“心”足以给 M-60 的 49,600 磅推力。按照设计要求,飞机起降过程均使用常规动力。

  前卫的米亚西舍夫设计局又提出了更高的要求:M-60 巡航的动力完全由核动力部分负责;经过一系列的改进后,M-60 必须达到 2 马赫的速度。 座舱这次被移到了机身中段,防辐射的设计与图波列夫 120 号完全一致。

最早的 M-60 设计图

  由于安装了厚重的防辐射部件,座舱显得很狭小而且视野也不好。反应堆的放置同图波列夫设计局一样,置于机尾。最初飞机采用超薄梯形翼和 T 形尾翼的设计。为了将核/喷气发动机并排安放在机尾,机身也进行了延长,达到了 169 英尺。翼展则有 86 英尺之多。 米亚西舍夫设计局为了成功中标,先后提出多种方案。在第一稿的基础上,设计局对 M-60 的气动布局做了较大修改,绘成了后掠翼版 M-60 的图纸。


第 2 稿 M-60 设计图

  1957 年 12 月,在革命热情的鼓舞下,设计局干脆放弃第一稿的设计,又完成了新飞机的设计。这次的代码也变了,叫 M-50。M-50 的尺寸在 M-60 的基础上进一步缩小,改用三角翼并将发动机移于置于翼下挂架,动力系统的辅助部分以尖端吊舱的形式布置在两翼。 经过广泛的测试,米亚西舍夫局选定了定了合适的反应堆。这种动力十足的战略轰炸机速度可达 1,989 英里/时,作战半径 15,500 英里和升限 65,600 英尺。看上去一切至此都很顺利,但不知是苏联更加愿意相信图波列夫设计局,还是 M-60、M-50 制造难度过大,两种方案于 1959 年取消。


带有核动力方案的 M-50

 这是留里卡为米亚西舍夫设计的核-涡喷发动机 СКБ-500。苏联工程师们对几种类型的核动力发动机进行了测试,包括冲压发动机,涡轮旋桨发动机机和涡轮喷气发动机。工程师对各发动机的不同传输机制进行了反复测试,其中重点验证各方案转递核反应堆产生的热能的情况。经过广泛的试验和各方案发动机、传送系统之间的反复对比,苏联工程师们的结论是:直接循环的涡喷发动机是最好的选择。设计人员决定采用直接循环的方式进行能源传输方式。这种方法将使用反应堆作为动力装置的能源,以取代喷气式发动机使用的燃烧。

  在直接循环能量传输装置内,进入的空气进首先入涡喷发动机的压缩机,然后,通过一个引导空气通往反应堆堆芯的通风道。这个时候通入的空气中作为反应堆冷却剂的同时正在不断升温。离开后核反应堆堆芯后的空气又回到另一个通风道,并从那里经由发动机的涡轮喷出。


人员的防护更是重点,因此两家设计局都做了大量工作,最后的乘员舱成了下面这个样子:1-仪表板,2-弹射舱,3-逃生舱口,4-舱口进出座舱和弹射位置,5、6-铅防护层 ,7-舱门驱动系统


 尽管 M-60、M-50 被停工,米亚西舍夫局没有放弃,把大部分研究成果转入 M-30 计划,希望通过自筹资金完成核动力飞机项目以争取日后军方重新考虑该计划。 尽管设计局的主要精力投入在了 M-30 上 ,但为了稳妥起见,设计局沿着 M-60 的设计思路另一手推进 M-62 计划。后者于 1961 年年初完成了设计工作。设计局的执着甚至惊动了赫鲁晓夫。他听闻该项目耗资甚众而且技术难度过大后,立即要求米亚西舍夫设计局停工。1961 年年底米亚西舍夫设计局失去了 M-30 和 M-62 首席设计和生产单位的资格。这实际上宣告了两计划的“死亡”。最后,这位被任命为中央茹科夫斯基空气流体动力研究所所长的“另类”被迫关闭了设计局。



M-30 设计图


M-30 核动力发动机配置

图波列夫的逆袭

  同激进、前卫的米亚西舍夫相比,老资格的图波列夫则成熟的多。尽管在喷气式轰炸机的发展史上曾被米亚西舍夫超越过,但历史证明:姜还是老的辣!

  不管是在电视、电影,还是在小说、教材上,激进者总是代表着真理和正义,而保守者总被描绘成短视和错误的。

  20 世界 40 年代末,由于西方核武器的威胁,苏联计划研发新型远程战略轰炸机。年轻的飞机设计师米亚西舍夫支持喷气式远程轰炸机的设计方案,而以图波列夫为代表的主流航空学者却对喷气式轰炸机持怀疑态度……

  看到这里,总觉得接下来图波列夫这类保守派必败,新生代米亚西舍夫终将赢得胜利了。事情也几乎是这样,米亚西舍夫的建议最终说服了斯大林,1953 年,红色帝国的第一架喷气式轰炸机米亚-4(北约代号“野牛”)诞生了。1954 年红场阅兵式上,米亚-4 出尽风头,让西方记者大吃一惊。

  而涡扇发动机就是为了提高热效率的改进:气体不是直接被喷出,而是通过内涵道推动风扇转动,再由风扇转动产生的气体(流经外涵道)来推动飞机。

  很多早期的飞机用的是活塞螺旋桨发动机,后来改成涡桨了,速度快很多,而油耗却没有明显增加,航程自然就变长了。图-95 用的就是涡桨发动机,所以航程和载重量都超过了米亚-4。

  历史最终证明:图波列夫的“保守”判断是正确的:使用涡喷引擎的飞机面临着耗油大、航程短的局面,而使用涡桨引擎的飞机虽然速度稍差,但航程和稳定性非常高。使用成熟技术的方案优于使用“前卫”技术的方案。这一次,“保守派”胜利了,看来历史和小说还是很不一样的。毕竟小说是编的,而历史才是铁的。



比起保守的图-95,相当前卫的米亚-4“野牛”轰炸机


后期的米亚-4,沦为暴风雪和火箭燃料的背夫

  图波列夫局深知任务的复杂性,局内专家组估计,制造一架原型机要长达 20 年的时间!因为很多技术还不成熟或是存在研发难题,所以飞机真正成型有待时日。 他们认为第一架试验性质、以核动力作为辅助动力的飞机直到 20 世纪 70 年代末或 80 年代初才能升空。设计局目前方案的目的在于探索有关技术的可行性。1955 年末开始, 设计人员开始第一阶段的设计和测试一个小型核反应堆。在 1956 年 3 月,苏联部长级会议指派图波列夫局尽快生产飞行试验平台。图波列夫工程师的决定将现有的图-95M 轰炸机进行改装,改成一个“飞行的核实验室”。最终图-95LAL 横空出世。

  到 1958 年,核反应堆安装完毕后,飞机准备进行地面阶段测试。在 1958 年夏季的一段时间,核动力装置开始测试。测试不久后,设计人员惊喜地发现反应堆功率达到先前设定的要求。专家组当即决定开始着手准备飞行试验阶段的工作。在 1961 年 5 月至 8 月间,图-95LAL 完成 34 次试飞任务。




第一架图-95LAL,代号 119


同其他图-95 改形不同,注意这架图-95 的机身中断段有一个隆起的鼓包,这就是安装核反应堆的位置


 所有的试飞中,图-95LAL 的核动力装置均处于关闭状态。试飞主要目的在于获得改装后的飞机的各项飞行参数,以验证该机是否适合作为最终的核动力装置搭载机。 大量的液态钠,氧化铍,镉,石蜡和上等钢材被用于制作防辐射座舱的隔板——保护飞行员免遭致命辐射的核心部件。结果很令图波列夫设计局振奋。经仪器测算,座舱内的辐射水平较低,这为设计局设计一个更加能满足实战要求的新机体铺平了道路。下一阶段的方案是产生一架新的验证机。这次的设计从一开始就将核能作为其主要的推进力量。这架新的验证机编号 119,是在图-95 的基础上设计的。

  与普通图-95 的主要的区别是:它的四个发动机中有两个为安装了新式热交换器的 NK-14A 涡轮旋桨发动机。NK-14A 是一个非常类似直接循环式的引擎。其主要区别在于空气通过压缩机后,并没有通向反应堆,而是直接通向热交换系统。与此同时,核反应堆产生的热量以流体的形式通到热交换系统。 这两股力量相结合后将使发动机生产所需的推力。其他两个舷外引擎为 NK-12M。



位于外侧的 NK-12M 发动机


图-95LAL 的发动机和反应堆配置图,其中的管路是热传递系统

  在库兹涅佐夫设计局研发发动机的同一时间,119 号飞机的原理图绘制完成。图纸上显示内部弹仓将放置反应堆。从反应堆到发动机的连接管道贯了穿主机身,然后向上岔开铺设到两翼,最终直接连通两个 NK-14A 发动机的热交换器。图波列夫估计,到 1965 年年底,119 号将进行机场起降试验。试验结束后,119 号的混合发动机组被换成了四个清一色的 NK-14A 发动机。这次更换的 NK-14A 不同于早前试飞时使用的。新发动机改自图-114 商务班机使用的 NK-14A。

 然而,原图纸并没有因 119 号换装发动机而作任何修改。也许这个小插曲似乎暗示了整个计划陷入了停滞状态。 在 1966 年 8 月,因为预算限制和各大设计局接手了开发新的常规飞机的设计任务,费时费力,又不很安全的图-95LAL 项目走到了终点。取消该计划并不意味着苏联终止了它的核动力飞机研究项目。因为同时期,其他的核动力飞机项目并未下马。比如说稍后于 119 号实施的 120 号项目。120 号不同于 119 号,它是核动力超音速轰炸机项目的验证机。





这两张图就是安装在机身中部的反应堆,此时处于拆卸状态




里悬挂的不是副油箱,而是辐射探测器


  围绕这一项目,苏联作了大量的研究。苏联将主要精力投到了新式涡喷发动机的研发和核反应堆系统的重新布局的研究。新设计的系统被要求能够给机组人员和机载的航电设备系统提供更多的保护。120 号预计安装库兹涅佐夫设计局新设计的两个涡喷发动机。这一次反应堆的安装不同于 119 号的做法,而是安装在了机尾。道理很简单,反应堆离座舱愈远愈好,是减小辐射对机组人员危害的最易行之法。 机组人员包括飞行员,副驾驶员和领航员,他们的席位均置于一个沉重而密闭的辐射屏蔽铅座舱内。120 号采用 45 度后掠翼,后掠尾翼和前三角起落架的设计。从外型来看,与先前采用传统动力的图波列夫系列轰炸机相比,120 号并不显得臃肿。 图波列夫设计局的目标是在 1970 年代后期完成所有研发和测试工作,并随即投入使用。很遗憾,120 号没等到那一天。和 119 号同样的原因,120 号项目在 119 号下马后即被取消。这架连样机都没造出的 120 号的长空搏击之梦只能尘封于泛黄的设计图纸中。

  图波列夫设计局又做了下一步的尝试。它就是 132 号。不过 132 一般被认作是攻击机,而不是计划要求的轰炸机。这次的动力装置的安置与 120 号相似,反应堆装在了机尾,位于两个涡喷发动机之前。并且整套动力系统全部放在了机尾,不像 119 号和 120 号仍有不少辅助部件安装在全机的各处。这次发动机的运转既可以采用常规的煤油又可以由核动力实现。不过,苏联设计师只打算将煤油用于飞机的起飞和着陆。所有的煤油灌注在反应堆前的一个特制柜型容器内。飞机机内其他部分几乎与 120 号一样,但右翼内部做了一些修改。

  132 号预计采用三角翼,这很可能是被认作攻击机的重要原因。尾翼同样采用后掠设计,水平安定面位于翼顶。 技术上的难题很快让 132 号走入了死胡同。132 号项目于 60 年代中期被取消。 图波列夫设计局的最后一次努力是一个连图纸设计尚未完成的飞机。该机计划设计为远程超音速轰炸机,旨在与美国康维尔公司的 B-58 中型轰炸机相抗衡。

  然而受经费、技术、安全等多种因素影响之下,到 60 年代末苏联的核动力飞机热情终于消磨殆尽。苏联决定终止一切上马的项目,同时放弃已成果颇丰的可行性研究。总的说来,计划终止更深层次的原因是同时期苏联核潜艇上搭载的更精确和更便宜(相对核动力飞机的研发)的洲际弹道导弹的核打击能力已成形。对实行计划经济的苏联来说,强化已具有的水下核打击能力比继续在核动力飞机这个项目烧钱更为划算。


尘封的梦想

  但是到了 70-80 年代,苏联又打算重新启动核动力飞机设计,不过这次的主角不再是轰炸机,而是运输机。这次换成了安东诺夫设计局,他们在一架安-22 上进行了实验,不过实验结果直到今日也没有公开,只有一张模糊不清的照片。

更加神秘的核动力运输机安-22

为什么苏联最后放弃了核动力飞机的研制?

  从长远来看,苏联人是在原子能科学和空气动力学已取得重大进展的关键时刻放弃了极有前景的计划。后来,据参与过核动力飞机项目的苏联工程师回忆,如果项目在资金充足、没有政治高层设置障碍的情况下,苏联在 20 世纪 70 年代末将能实现核动力轰炸机的部署。 空气动力学最新理论大量涌入设计过程和巨额经济投入却让苏联人疑虑重重。一方面很多新思维进入设计领域后亟需验证,不仅另需资金投入,而且也给飞机的可靠性画上了一个大大的问号。实行计划经济的苏联是不允许让老是趴窝的飞机巡行在红色领空上的。美国人推崇的勇于尝试在苏联反倒变成了验证性项目、大投入项目的重要障碍。因而苏联的核动力飞机项目的“死亡”也就不足为奇。

  后来还出现了一种颇为详细的新解释 。苏联偏重于海基与陆基核打击能力,这决定了潜射洲际弹道导弹和陆基洲际弹道导弹的研发居于核心地位;苏联一方面要扩大核武库的规模,另一方面又要推陈出新,研发新型导弹。在这种情况下,苏联没有能力(主要是没美国那么多闲钱去烧)也无必要强化自己并不占巨大优势的空基核力量。苏联的核动力飞机在这种大背景下即便研制成功,也只能成为海基和陆基核作战平台的配角。与其继续在一时半会儿成不了大气候的核动力飞机上烧钱,还不如自己的海基和陆基核力量变成让西方更觉得恐怖的梦魇。 苏联开展该方案的初衷更多的是,不与美国在核动力飞机上为“谁是真正超级大国”进行面子血拼, 加强其深入北美大陆的核打击能力。当时,克里姆林宫被美国在欧洲和土耳其安装“极富挑衅意味”的中程弹道导弹的行动震惊。 事态的发展都被苏联方面归结为这样一个事实,即苏联没有一个能真正实现洲际飞行且技术先进的空基作战平台。获知美国在核动力飞机上有大动作后,苏联人不甘落后拼命推进自己的同类项目。当红色帝国冷静下来发现一切都不实际后,苏联的核动力飞机项目也就只能草草收场。

  还有,经过苏联专家的评估,他们发现:面对美国不断升级换代的雷达预警系统和种类繁多、射程各异的防空导弹和分布在世界各地、密密麻麻的美国前线机场,核动力轰炸机将很难进入美国领空。苏联方面计算,保持一定规模的核动力轰炸机部队所需的财政资源远远多于可以达到同样作战效果的导弹系统。日常维护方面,导弹也比核动力飞机经济得多。这正面解释了核动力飞机下马的原因,侧面佐证了战略火箭军的地位得到空前提高。 撇开军事力量不说,苏联在太空竞赛取得的空前成就让赫鲁晓夫一干外行人更愿意看到技术上与太空事业密切相关的导弹工业得到更大的发展。纵观冷战的始终,苏联的战略火箭军一直是令西方生畏的力量(“导弹淋浴”的滋味可不好受)。这与最高层的一贯大力支持不无关系。

  既然空中突入颇多掣肘,何不另辟蹊径?在这种思路的指引下,红海军的水下核力量得到空前加强。这样苏联的大把资金有投到了核潜艇部队的扩军中。随着冷战的继续,这一势头有增无减。到冷战结束,垂死的苏联竟然拥有了到目前为止仍是世界上最大的潜艇,其体积与吨位迄今仍无匹敌者。这些因素结合在一起,想在夹缝中生存的核动力飞机项目也不得不面对被终结的必然命运。

  也许,核动力飞机再也不会出现了。但作为一个时代的见证,一份心向苍穹的执着,一种饮恨长空的真实写照,失落的工程师和他们汗水的结晶不应消失在漫长的历史长河中……

























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