在涡轮喷气发动机技术并不发达的上世纪50年代,美苏两国为保证各自的战略威慑力,均尝试研制一种以核燃料为动力的飞机,并期待该机携带核武器在空中长期存在,进而形成高效的核威慑能力。其中,以美国的NB-36H核动力轰炸机最为出名,该机虽然没有真正依靠自身携带的核燃料作为动力源飞行过,但该项目的研制依然在人类核历史上画下了浓重的一笔。
1946年,美国启动“飞机核能推进计划”(NEPA),该计划由美国原子能委员会主管,由费尔柴德公司的发动机和飞机分部负责实施。这一项目的启动源于人们在二战后期对核能的狂热思潮,当时有人甚至认为,核能将成为一种全新的能源服务社会新型产业,进而带来一场新的工业革命,核动力飞机的设想如果实现,除了在军事领域影响全球力量格局外,从社会角度来看,也会彻底改变人类出行、甚至是生活方式。但这样的想法现在看来实在大胆,试想,我们的头顶漫天飞翔着载有核燃料的飞机,以2014这个所谓的“最黑暗航空年”的情况来看,人类将生活在充满核辐射的环境,在达尔文的自然选择学说里,“人造核辐射”就将成为促使生物进化的最重要因素了。
但是,那时的人们还是这么做了。B-36H,当时世界上最大的轰炸机,荣幸,也毫无置疑的当选了核动力飞机项目的试验载机,原子能委员会与美国空军开始了一场以时间、金钱、核为赌资的划时代赌博。
负责载机相关工作的康维尔公司与洛克希德公司选用两架B-36H基本型,将其重新编号为X-6,用以进行结构、管路、通信等相关系统的改造工作,后又选择一架B-36H,并赋予其NB-36H型号(N为“核”nuclear首字母),用以安装通用电气公司研发的核反应堆,并进行试飞工作。
其实所谓核动力,原理并没有我们想象的那么复杂,简而言之就是将当年瓦特蒸汽机里的煤换成核燃料,使其可控发热,加热水蒸汽,依靠蒸汽产生的压力推动涡轮发动机运转。但就是这样简单的原理,在实施上一点都不简单,核燃料产生的热需要大量极高热容的介质进行交换与冷却,这样一整套设备对排水量动辄数万吨的航母而言还算容易布置,对潜艇而言已显困难了。因此,体型相对较小的“鹦鹉螺”号核潜艇依然拥有3 840吨排水量。而最大起飞重量仅为186吨的B-36H轰炸机连其零头一半都不到,一套核潜艇中的反应堆重量就与B-36H 最大起飞重量相当,因此为空间狭小的飞机研制安装一套迷你反应堆,难度可想而知。
但是,这依然不是最困难的事,关于反应堆辐射防护问题,一度成为影响项目进度最大的障碍。
按计划,反应堆安装在X-6(NB36H)的后弹舱内,由反应堆驱动的4台涡喷发动机则安装在后机身下部。防护部分为反应堆大型水箱,水除用于屏蔽辐射外,还作为反应堆核心慢化剂,座舱后部的圆形防护罩则由厚度达10厘米铅和钢组成。然而,尽管在这样的防护下,还是有人担心超剂量核辐射泄露,而且,对于一架计划留空时间长达数周的飞机而言,辐射的累积效应同样不可忽略。
1955年,在爱达荷州的一个实验基地内,涡喷发动机在“热传导反应堆试验一号”(HTRE-1)地面试验台上开始测试与运行。工程师测试了由反应堆、辐射防护罩、两台X-39发动机、管道、控制部件等组成的一套完整的飞机动力装置。1957年又进行了HTRE-2/-3反应堆核心测试,并减轻了部分重量。测试数据显示,HTRE-3发动机可使飞机在740千米/小时的巡航速度下,飞行48 300千米,该航程可绕地球赤道一圈有余,而现代喷气式客机航程最远仅为一万多千米。
NB-36H在1955~1957年搭载试验反应堆共进行了47次试验飞行。期间虽然没有使用反应堆提供动力,但获得了大量关于核辐射影响的数据。数据显示,在采用小型气冷反应堆的NB-36H发动机尾气模拟排放中,即使是在起降阶段,辐射水平可以也不会对地面构成威胁。因此,工程师将关注点转向:1、飞机如果坠毁,核燃料泄露的可能性;2、泄露放射性物质的剂量。虽然没人希望飞机坠毁,但是每次飞行中,都会有一架满载全副武装陆战队员的波音C-97运输机伴飞,一旦NB-36H坠毁,C-97上的士兵立即跳伞并封锁现场。这对执行该任务的每名士兵而言都是用生命飞行,他们其实在为一颗飞行核弹护航。幸运的是,因研发团队最终认为核动力飞机实用性不高,NB-36H于1957年末在美国沃斯堡基地退役,数月后被拆毁。
二战结束后,碍于美国在欧洲、中东、远东等地的军事部署,苏联迫切需要一种可以直捅美国本土的超长航程战略轰炸机。1955年8月,苏联成立核动力飞机项目组,当米亚西舍夫设计局的工程师在尝试了M-60、M-50核/油混合动力超声速轰炸机,以及另类的M-30、M-62轰炸机失利后,图波列夫设计局直接选用图-95M作为核动力载机,图-95LAL于1956年横空出世。在完成大量地面测试后,该机于1961年5月至8月期间完成了34次试飞任务。与NB-36H 一样,在图-95LAL所有的试飞试验中,核动力装置都处于关闭状态。但此时美国的“飞机核能推进计划”已经停止4年。随着弹道导弹与高效涡轮风扇发动机技术的发展,苏联人也意识到核动力飞机已经没有存在的意义。
但是,天上的核动力飞行器在沉寂了数十年后再次出现,然而这次它们是以核电池的形式应用在了卫星以及月球探测车上,尽管在1978年发生了苏联“宇宙-954”核动力卫星坠毁加拿大的事故,但这并没有彻底阻断人们对“核”——这个神奇能源利用的探索。所有关于核能的研究与利用,也都将建立在安全、和平的基础上,为人类生存与了解未知世界做出贡献。
责任编辑:陈肖