最后的航空“核盛宴”.docx

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1、最后的航空“核盛宴” 打开文本图片集 冷战时期，核动力飞机的研制并不仅美国一家。20世纪40年头末，苏联在驾驭核技术后，也萌生了研制核动力飞机的念头。最初，由于核弹研制技术的落后，苏联没有仔细研制核动力飞机。鉴于美国领先研制核动力飞机，以及苏联首批研制的国产战略轰炸机不具备将核武器投送到假想敌领空的实力，苏联才确定拨款研制核动力飞机。核动力飞机理论上的最大优点是，不仅可以增加航程，而且可以具备超音速飞行实力，甚至拥有很高的费效比。尽管核动力飞机的研制以失败告终，但是，这场被世人视为苏联航空精英聚集最终的“核盛宴”，将恒久载入了世界航空发展的史册。 拉沃奇金首开先河 1952年，苏联科学院物理探

2、讨所将来的院士亚历山大，向苏联核武器之父库尔卡托夫递交了研制核动力飞机的报告，由此宣告了苏联研制核动力飞机的起先。在1952-1954年，亚历山大主要对苏联研制核动力飞机的可行性进行探讨。1955年4月，苏联部长会议正式颁布了研制核动力飞机的吩咐。依据该项吩咐，图波列夫设计局、拉沃奇金设计局和米亚西舍夫设计局，担负研制重型核动力飞机的任务，而库兹涅佐夫设计局和柳里卡设计局，则负责研制重型核动力飞机发动机。尽管没有干脆受领研制核动力飞机的任务，但是安东诺夫设计局也主动参加了核动力飞机的研制工作。期间，上述参加探讨和设计的科研单位，在研制带有核动力装置飞行器方面，相继推出了多种研制方案和研制型号。

3、 拉沃奇金领导的第301设计局，首先接受了在“暴风雨”（代号“350”）洲际巡航导弹基础上，研制“375”核动力洲际巡航导弹的任务。在经过仔细分析和探讨之后，拉沃奇金设计局确立了“375”洲际巡航导弹的雏形。“375”导弹大体上沿袭了“暴风雨”导弹的外形。同时，安排为其安装1个小型核反应堆，以取代冲压式喷气发动机。依据预先设计方案，弹体外的空气进入弹体内管道循环，与核反应堆活性区接触并产生热能，由热能转换成动能，以驱动导弹。同时，拉沃奇金设计局实行措施，以防止核反应堆产生过热的热能和使飞机保持足够的推力。由于无需安装油箱，拉沃奇金设计局安排对“375”洲际巡航导弹结构布局进行改进。总之，“37

4、5”导弹的初始研制方案比较简洁。但是，由于协作单位邦达留克领导的第673设计局，长时间无法完成“375”导弹的核动力冲压式发动机的研制，“375”导弹研制安排最终搁浅。 米亚西舍夫功不行没 当时，米亚西舍夫设计局和柳里卡设计局，接受了一项最为困难的研制任务，即研制装有核动力装置的战略轰炸机。代号为“60”或M-60核动力飞机的设计方案。犹如“375”洲际巡航导弹设计方案一样，看似非常简洁。为了节约时间和资金，米亚西舍夫设计局确定将已研制的M-5战略轰炸机，作为“60”或M-60核动力飞机的替身，安装核动力涡轮喷气发动机。M-60将成为世界首架货真价实的核动力飞机指日可待。但是，在将设计方案付诸

5、于实践过程中发觉，研制并非简洁，研制时间至少将推迟数年的时间。该方案须要解决意想不到的专业技术问题。首先，是机组人员的防辐射问题。根据M-60设计方案，机组人员将安置在一个完整的金属壳体内。那么，实行何种措施确保机组人员座舱视野，以及研制何种机组人员救援系统，都成了未知数。其次，M-60涉及到地勤技术保障人员防辐射问题。依据计算结果，M-60每完成1次飞行，就必需要在地面单独“净化”2个月的时间。为了对飞机实施技术维护，须要制造一种遥控维护系统。为提高机体抗射线负荷和热负荷的寿命，M-60要选择新型合金材料。但是，这无形中增加了飞机自身重量。此外，M-60的新型涡喷发动机方案，也使该机的研制工

6、作变得更为困难。 这些问题，迫使米亚西舍夫重新谛视最初的设计方案。鉴于M-50战略轰炸机机体无法适应安装核动力发动机，米亚西舍夫设计局推出了新的M-60核动力飞机设计方案。新的M-60飞机，采纳带薄梯形机翼和薄梯形水平尾翼的中单翼飞机气动布局，其半圆形进气道位于机翼前端的两侧，并绕过中部货舱沿整个机身向后伸展。4台开放式循环核动力涡轮喷气发动机，组成了1个2x2的正方形“包袱”安装在机尾。多层密封式的机组人员座舱安装在机头。借助飞机储备的压缩空气，机组人员座舱保持着正常的空气压力。为防止放射物质进入飞机，整个机舱安装空气净扮装置。机组人员座舱没有安装玻璃窗，以增加防辐射的水平。机组人员通过机载

7、潜望镜和机载电视系统，以及机载雷达视察飞机外部状况。新的M-60安装自动化限制系统，以确保飞机的起降。好玩的是，由于采纳自动化限制系统，米亚西舍夫设计局差点将有人驾驶飞机改装为无人机。由于苏联国防部坚持有人驾驶方案，新的M-60才没有改成无人机。 与此同时，在新型M-60核动力飞机基础上，米亚西舍夫推出了M-60M核动力飞艇方案。M-60M飞艇不仅削减了在起飞跑道起飞时易造空中攻击的可能，而且相对提高了核平安保障。与新的M-60核动力飞机不同的是，M-60M飞艇安装了雪橇式起落架。 新型M-60核动力飞机每台发动机的推力达到22-25吨，在大约20千米的高度，以3000千米/小时的速度飞行。柳

8、里卡设计局推出了两种核动力涡喷发动机方案：一种是共轴式发动机，即在一般涡喷发动机燃烧室安装核反应堆。此时，发动机轴干脆通过核反应堆或核反应堆活性区工作。另一种是“斑蜻蜓”式发动机，即将核反应堆安装在距压气机轴和涡轮机旁边。进气口空气沿弯管进入核反应堆，产生热驱动，干脆冲击涡轮机旋转，由热能转变成动能。 尽管“斑蜻蜓”式发动机较共轴式核动力涡喷发动机具有更好的平安性，但是其设计结构也更为困难。基于防辐射平安性考虑，这两种发动机的设计方案都没有被采纳。依据其设计特点和尺寸，第23设计局对上述两种发动机进行了再一次的技术改进。在新型M-60方案研制结束之前，苏联国防部和设计师对核动力飞机的发展前景做

9、出了令人不快的结论。全部的人都认为，核动力发动机具有肯定的优点，但是，无论是在设计方面，还是在防辐射方面，它存在很多问题。因此，研制核动力发动机成为发展核动力飞机安排的瓶颈。 尽管如此，米亚西舍夫仍旧劝服苏联国防部接着进行核动力飞机的探讨和设计。同时，柳里卡设计局推出了封闭式循环核动力涡喷发动机，以取代开放式循环核动力涡喷发动机。20世纪50年头末，米亚西舍夫飞机设计局推出了M-30核动力飞机外形结构。M-30采纳“鸭”式气动布局，安装双垂尾。飞机货舱和核反应堆安装在机身的中部，6台封闭式循环核动力涡喷发动机安装在尾部。这种发动机由库兹涅佐夫设计局负责研制，与开放式循环核动力涡喷发动机不同的是

10、，该发动机将核反应堆热量通过载热体一液体锂和液体钠，将热量输送到发动机与空气接触，产生热驱动。此外，封闭式循环核动力涡喷发动机还可以运用一般航空煤油，降低了飞机的运用成本。这种发动机的主要特点是取消了坚实的外壳。由于采纳了导热体导管，核反应堆被隔离舱封闭。总之，发动机不会释放放射性物质，从而大大简化了机组人员座舱的通风系统。由此可见，与开放式循环核动力涡喷发动机相比，闭式循环核动力涡喷发动机具有更多优点，其中，飞机的重量得到了“优化”。在飞机173吨起飞重量中，30吨用于飞机发动机和热量传输系统，38吨用于核反应堆和机组人员的防护系统。同时，M-30有效载荷达到25吨。由此可见，M-30飞行性

11、能远远超过了M-60。M-30的首次试飞安排于1966年进行。但是，就在打算试飞的前几年，全部带有“M”字母的设计方案均被取消。依据参与核动力飞机研制的工程师回忆，米亚西舍夫设计局还没来得及全面绽开M-30的试飞安排，便遭遇了被改组的厄运。 图波列夫独树一帜 在米亚西舍夫设计局研制核动力飞机的同时，图波列夫设计局也在主动拟定研制核动力飞机的方案，其任务特别简洁，即运用现役的图-95战略飞机检验核动力飞机的可行性。1955年12月，图波列夫设计局工程师就核动力飞机的结构和动力装置特点等问题进行了探讨。同时，苏联克格勃潜藏在美国的情报人员首次传递回美国正在研制核动力飞机的情报。苏联学者对美国装有核

12、动力装置的飞行试验室进行首次试飞的情报进行了分析。但是情报并不详实和完整。对此，苏联学者绽开了一场智力攻坚战。攻坚的结论是，只要不将核反应堆作为飞机的能源，将其送上蓝天是轻而易举的事情。在此状况下，苏联学者将干脆或间接的测试机载核反应堆，对飞机结构和机组人员辐射的参数进行测试。很快，图波列夫和MB库尔恰托夫确定共同进行此项试验。将图-95战略轰炸机作为飞行试验室，检验安装核动力装置可行性工作惊慌而有序的进行。最初，图波列夫领导的第156设计局和核专家共同实行了学术研讨会。在学术研讨会上，苏联核专家具体介绍了核动力装置的结构特点和技术性能，以及飞机设计防护和特点等问题。图波列夫设计局工程师受益匪

13、浅。依据核动力飞机研制者透露，探讨防辐射问题是令他们终身难忘的一个细微环节。苏联核专家指出，带有各种防护系统的核反应堆犹如一间小房子大。图波列夫设计局飞机结构设计处的工程师对此问题特别感爱好，很快拟定出了新的核反应堆设计图纸。新的核反应堆全部部件的尺寸均符合设计要求，并具有牢靠的防辐射实力。 新的核反应堆结构方案经过了核专家的仔细审查和签字同意，为图-95/IA/I（其缩略语意为：飞行核试验室）的试验奠定了基础。图-95JIAJI主要目的是检验机载核反应堆的防护性能，以及与试验室相关的每个结构设计细微环节。在方案设计方面，图波列夫设计局实行了独辟蹊径的做法。与米亚西舍夫设计局不同的是，图波列夫

14、设计局对于机组人员最易遭遇辐射的方向加强了防辐射措施。防辐射的主要设备被安装在机组人员驾驶座舱的后侧，其它方向均安装了防辐射复合材料。此外，图-95JIAJI机载防辐射设备设计思路得到了改进。图波列夫设计局安排运用首架飞行核试验室，对机载设备和机组人员的防护设备进行检验。由此得到的数据，将对于该设计方案进行进一步的技术改进。 1958年以前，图波列夫设计局建立了第一个用于空中试验的核反应堆，并将其安装在图-95机身模拟装置中。随后，试验台与核反应堆一起被运往哈萨克斯坦斜米巴拉金斯克旁边的核武器试验靶场。1959年，核反应堆试验性启动。同年年底，对核反应堆的功率进行了计算，并对防护系统和限制系统

15、进行了技术改进。在对第一个核反应堆进行试验的同时，组装了其次个用于飞行试验的核反应堆，并对用于试验的轰炸机进行了改进。 在对一架批量生产的图-95M飞机（批量生产号为7800480）进行改装时，拆卸了其全部机载武器装备，包括机载火控系统。在机组人员驾驶座舱的后侧安装了5厘米厚铅板和15厘米厚聚合板。在机头、机尾和机身中部，以及机翼安装了监视辐射的传感器。在座舱的后部安装了核反应堆，其防护措施与机鲳人员驾驶座舱非常相像。但是，核反应堆活性区被安装在圆形防护罩内。由于核反应堆仅作为辐射源进行试验，为其安装了冷却系统。蒸馏水可干脆在核燃料旁边循环，对其实施冷却。核反应堆外壳被固定在机身的环形圈内，在

16、其外壳的上方和侧方开了几个孔，这些孔均被一个完整的整流罩封闭。此外，在核反应堆的下方安装了格栅。 1961年5月，图-95JIAJI首次升空。在随后的3个月里，该机完成了34次飞行。试验证明核反应堆完全可以安装在飞机上，同时也发觉了问题。尽管安装了防辐射设备，但核动力飞机难以预料的事故随时威逼四周生态平安。非常幸运的是，图-95JIAJI试验飞行安稳无恙，没有出现一点差错。同年8月，在将机载核反应堆拆掉后，图-95JIAJI被搁置在哈萨克斯坦斜米巴拉金斯克旁边的核武器试验靶场的停机坪上。若干年后，该机被运抵伊尔库茨克，随后正式退出现役，并被就地拆卸。据参与此安排的科研人员回忆，图-95JIAJ

17、I遭遇如此厄运，归咎于赫鲁哓夫的独断专行。依据苏美停止核试验谈判的内容，图-95JIAJI也被列入核武器的范畴。 尽管图-95JIAJI行核试验室研制安排被取消，但图波列夫设计局并没有终结研制核动力飞机的幻想。在吸取图-95JIAJI研制的阅历教训基础上，苏联核专家对飞机核反应堆实施进一步改进。图波列夫设计局起先研制新型核动力飞机。新机以图-114客机为基础，命名为图-119核动力飞机。图-119装2台HK-12M和2台HK-14A发动机（HK-12M发动机的改进型）。其设备布局与图-95JIAJI基本相同，不同之处在于增加了核反应堆与2台HK-14A发动机相互连接的热导管，但2台带有换热器的

18、HK-14A发动机在输送核反应堆热量时常常出现延迟等问题。 在研制图-119的同时，图波列夫设计局启动了“120”方案。“120”方案采纳带后掠翼的上单翼机气动布局，安装4台HK-14A发动机，其机身可携带机载反潜设备和武器装备，可以连续在空中巡逻2个昼夜。由于HK-14A发动机的研制失败，“120”方案也遭遇夭折。 安东诺夫不甘孤独 尽管图波列夫设计局的“119”和“120”方案以失败告终，苏联国防部并没有放弃装备超远航程和大起飞重量的反潜飞机。在国防部的主动参加下，1965年，乌克兰安东诺夫设计局确定选择安-22“安泰”运输机为试验平台，以研制核动力反潜飞机。安-22“安泰”运输机宽大机身

19、可以安装核反应堆、武器装备和带有特种设备的工作台。安东诺夫设计局依旧选择HK-14A为发动机。同时，HK-14A的研制取得了肯定进展。依据计算，安-22核动力反潜飞机续航时间可达50个小时，发动机运用航空煤油完成起降，而巡航时运用核反应堆。续航时间50个小时只是建议性的，假如机组人员体力允许的话，该机的实际巡航时间可以更长。安东诺夫设计局对“安泰”飞机机舱进行了细心布置，在机组驾驶座舱后侧安装了机载设备和操纵员工作舱。在武器装备舱和操纵员工作舱后侧安装了休息舱和救援舱，以防止水上着陆时发生事故。座舱的尾部安装了带有防护设备的核反应堆。由于机舱无处安装机载武器装备，在加大的起落架整流罩内放置反潜

20、水雷和鱼雷。但是，在完成机舱布局设计后发觉了很多致命的问题，其中包括飞机超重问题。尽管HK-14A发动机功率达到8900马力，但是，它无法满意飞机飞行性能要求。对此，安东诺夫设计局通过变更核反应堆防护系统结构，以削减飞机重量。随着对核反应堆防护系统结构的改进，安一22核动力反潜飞机不仅削减了飞机重量，而且核反应堆防护系统防护性能有所提高。11010年，依据安-22核动力反潜飞机的设计阅历，安东诺夫设计局为01-16号安-22飞机安装了点状式防辐射系统。经过10次飞行试验证明，该防辐射系统不仅防护性能优异，而且重量大大减轻。 苏联核动力探讨所院士亚历山大领导了核反应堆的建立工作。与原先设计方案不

21、同的是，新的机载核反应堆安装了限制系统和自动防护系统等。新的机载核装置安装了平安棒限制系统，用来在紧急时刻快速停止反应堆堆芯的链式反应。随后，在01-16号安-22上安装了核动力装置。11010年，安东诺夫设计局起先实施代号为“鹳”的试验安排，共计进行了23次飞行试验。飞行试验过程看似大致顺当。在一次飞行试验中，机载核反应堆没有工作，经过短暂修理后复原正常。经过23次飞行试验后，试验飞机停放在地面进行检查。在地面查出了核动力装置的严峻问题，致使安-22核动力飞机的研制彻底流产。同年6月，安东诺夫设计局宣布结束安-22核动力飞机的研制安排。 此后的一段时间里，安东诺夫设计局曾向苏联国防部提出其它

22、核动力飞机的研制方案。例如，在安-22飞机或与其相像飞机的基础上，研制新型核动力战略轰炸机。随后，安东诺夫设计局还曾提出为核反应堆安装运用着陆伞的自救系统。当飞机发生严峻事故时，核反应堆可以运用着陆伞完成软着陆。但是，这将对其着陆地区构成辐射危急。总之，这些建议和方案没有被接受和取得实质性进展。 基于接二连三的失败，以及采纳常规动力的新型远程战略轰炸机的诞生，苏联国防部最终确定取消核动力飞机的研制安排。近半个世纪后的今日，世界尚未再有一架携带核反应堆升空的飞机。 第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页