为什么没有核动力飞机和火箭?

我是萨沙,我来回答。

原因不同。

为什么没有核动力飞机,因为没有这个必要?

今天的战斗机的能源其实还是足够的,配合空中加油机,往往能够实现跨越大洲的打击。

而大型轰炸机甚至不需要多次空中加油,就可以跨越大洲打击。

B2隐形轰炸机只要空中加油一次,航程大于1万8520公里。

而北京到旧金山的民航航线距离,大概是9600公里。也就是说,B2只要1次空中加油,基本可以打击世界任何地方的目标。

1999年,在北约对塞尔维亚的军事行动中,美军多架B2轰炸机由美国本土直飞塞国,期间共投下600多枚联合直接攻击弹药。

既然如此,飞机为什么还要花费巨大财力物力去装备核动力发动机呢?

对于火箭呢?

其实美国早就有核动力火箭的项目,现在也在研究,只是还没有成果。

美国科学家认为,核动力火箭发动机的效率是传统火箭化学助推器的2倍以上,它将使美国火星探索更有保障。

然而,目前人类尚且没有水平制造出安全性很高的核动力火箭。

核动力火箭的难度主要在,首先要把核反应堆建造到火箭的大小。而众所周知,核潜艇的反应堆已经很小了,但也远远大于火箭的直径。

这是第一。

第二是核动力火箭还要足够的安全性。因为火箭发射失败是寻常事,万一火箭坠毁后出现核爆炸至少也是核泄漏,后果不堪设想。

第三如果是火箭载人试验,核辐射可能对宇航员造成很大伤害。

由于以上的技术问题无法解决,所以核动力火箭也就不存在。

然而,美国已经持续研究了几十年,并没有放弃。

为什么没有核动力飞机和火箭?

谢邀,这话得分三头说。

先说第一头,历史上是出现过和动力飞机和核动力火箭的设计的,并且还制造出来两架和动力飞机。

当时美国和苏联都有研制和部署核动力轰炸机的计划。并且也都研制出了样机。

核动力轰炸机是有自己的优势所在的,可以长时间飞行待命,一旦战斗指令下达就可以直接扑向目标进行打击。这在冷战期间是相当有诱惑力的事情。所以美国在B-36的基础上搞了一架核动力轰炸机,同时苏联也在Tu-95的基础上弄出来一架核动力Tu-119

但核动力飞机虽然解决了轰炸机可以毫无止境的在空中执勤飞行的需求,只不过按照木桶效应来说,决定于木桶里能装多少水的是最短木板。飞机的发动机虽然可以无限工作,但飞机的润滑油系统、机械结构以及人员还都需要时不时的进行补给。这就导致即便是航程无限的核动力飞机也不得不飞一段时间就落地补充和检修。

这样一来核动力飞机的真正效率其实也就没有比普通轰炸机提高多少。

同时无限航程是不是优势呢?当然也不是,地球是圆的,有20000公里的航程就可以到达地球上任何位置了。

并且当时主要是美国和苏联的对峙。它们轰炸机飞行的航线是北冰洋航线,一般航程16000公里的远程轰炸机都可以安全的打来回,并没有这么大的“无限航程”的需求。

所以核动力飞机无限航程的优势也被地理问题所抵消了,这样两个国家的核动力飞机也就相继下马了。

对于核动力火箭,大家也有过尝试。最著名的是美国的猎户座核动力火箭计划。原理很简单——直接在火箭屁股后面引爆一系列的核弹,这时火箭就可以被一下一下的崩上天际。

当时这件事美国没少花费心思,还制造了以普通炸药替代核弹的验证模型。

这东西也的确能像预计的一样不断的崩得很高。但是由于火箭屁股后面的爆炸是360度毫无死角的,这就导致了这种火箭真正的能耗比就极低了。在验证了一轮之后项目就被取消了。

这就是咱们要说的话的第一个头。

说第二个,安全性:

核动力飞机也好核动力火箭也好都是核能作为动力的移动设施。这就得考虑安全性的问题了。例如飞机,没有任何一个厂家生产的飞机可以保证不坠毁。保证十万分之一的坠毁率或者千分之一的坠毁率都是工程学问题,但要保证不会坠毁就是玄学问题了。

当普通飞机坠毁的时候一般造成的污染并不是很大,油料的污染可以在短时间内清除掉,或者即便不去管也不会造成过度的生态灾害。

可是如果是一个反应堆掉到地面上摔得四分五裂呢?这就是生态灾难了。

虽然飞机上的核反应堆不会像核电站泄露一样一下子影响半个地球,但大面积区域上的影响也还是有的。

那么部署核动力飞机的收益就和风险不那么成比例了。也就导致目前大家对于研制核动力飞机并不是那么积极了。

而对于核动力火箭……如果按照美国的设计,先在自己头上引爆几百枚核弹后,这个火箭飞出地球是不是想想都酸爽呢?

这就是第二个问题安全性导致了大家不积极。

第三头

现在还是有的!

这个就得说现在的应用了,前年俄罗斯试射了核动力导弹,这枚导弹的确是以核动力引擎为动力的导弹系统。是一枚巡航导弹。

核动力推进技术其实大家都有,并不是不存在的技术。但如果应用在本国的飞机或者火箭上往往就有杀敌1000自伤800的感觉了。但如果做成导弹呢?飞过去即使核动力引擎爆炸不是也落在敌人的头上吗?相当于加点佐料而已。所以俄罗斯就搞了这个核动力导弹。当时这枚导弹出来的时候W君这边还给过比较细致的说明。大家翻翻老文章是可以找到的。

而现在核动力也成了航天上很重要的一个动力来源,当然了,并不是在屁股后面爆炸核弹。而是将核反应堆缩小。做成一个小型的发电的反应堆。

用这种反应堆去驱动离子火箭发动机。

这是一种利用惰性气体电离后通过电场加速的的电推力火箭发动机。是目前咱们地球人研制出来的具有最大比冲的火箭发动机。其动力来源主要是电能。这就导致了——火箭对电力的巨大需求,所以人们也就不得不将核电站搬到火箭上去了。

为什么没有核动力飞机和火箭?

原子弹试爆成功后,铀元素巨大的能量让科学家欣喜若狂,既然如此,我们为什么只是用它制造核武器,给人类带来灾难;为什么不能和平利用核能、让它造福人类呢?

于是人类开始了利用核能的竞赛。

1954年6月,人类第一座核电站在苏联诞生。

1954年9月,美国核动力潜艇“大比目鱼”号正式服役。

1961年,世界上第一艘核动力航空母舰———美国海军9万吨级的“企业”号正式建成服役。

苏美两国显然尝到甜头,一发不可收。既然核能几乎用之不竭,为什么不研制核动力飞机和核动力火箭?一旦这样,那就可以绕着地球几十圈不用加油,想去哪就去哪,想打哪就打哪。

其实早在原子弹还没有问世,“曼哈顿计划”还在紧锣密鼓进行的时候,著名科学家费米就发出了豪言壮语,总有一天,我们会研制核动力飞机。

不仅可以研制核动力轰炸机,也可以研制核动力运输机,前景非常诱人。尤其是苏联,对研制核动力飞机兴趣更大,因为当时苏联还没有远程战略轰炸机,所以他们更想早日拥有核动力飞机。

但是核动力飞机研制计划还是美国人率先开始,1946年5月,美核动力飞机计划开始启动;而苏联对核动力飞机的研究还是纸上谈兵。

美国名为NB-36H的核动力飞机在50年代初研制成功,NB-36H搭载试验反应堆在1955至1957年间共完成了47次飞行。

需要指出的是, 飞机上的反应堆并没有提供动力,而是要研究

关于核辐射影响的数据。

NB-36H每次飞行时,还要有一架满载全副武装的陆战队员的波音C-97运输机担任护航任务,他们如临大敌,神经紧绷。

因为一旦NB-36H坠毁,后果不堪设想,C-97上的士兵时刻准备着跳伞并负责封锁坠机现场。

核动力飞机技术上没有难题,但是核动力飞机上的飞行员安全如何保障,能否避免核辐射,坠毁的时候那是一场巨大灾难。

再说,核动力航母和核潜艇之所以能够安全使用,是因为它们工作环境是在海水里,可以用源源不断的水来冷却堆芯;还有一点就是航母和潜艇体积庞大,装一个反应堆,上面再加一个几十吨的保护罩,无论是体积还是重量对它们来说都无关紧要。而飞机的体积处于安全考虑,也不能做那么大。

确切地说,核动力飞机比原子弹更可怕,因为原子弹是可控的,往哪里投放,投放多少当量,人说了算。

而核动力飞机随时随地都会坠毁,谁也不知道它会坠毁在哪里?

美国人一想太可怕了,不愿意为此提心吊胆;于是军方终于决定在1957年将NB-36H拆毁。

其实美国当时已经有了航程达16000公里的远程战略轰炸机,没有必要搞核动力飞机。

核动力飞机即使能连续飞行十年,飞行员不是机器人,还是要休息的?再说在50年代末,洲际导弹研制成功,射程都在10000公里。

而且洲际导弹可以由核潜艇发射,安全系数无与伦比。

核动力飞机如果不能隐身,又没有U2那样的高空飞行技术,安全性也难以解决,飞到哪个国家领空还会引发外交争端。

因此,在没有解决辐射问题之前,谁也不会再去研制核动力飞机。

核动力飞机研制计划下马了,科学家们对核动力火箭却并没有死心。

他们觉得,如果我们使用核动力火箭飞往火星,只需要一个月就够了。

俄国航天之父齐奥尔科夫斯基甚至非常乐观地说:“一吨重的火箭只要用一小撮镭,就足以挣断与太阳系的一切引力联系。”

这次研制,还是财大气粗的美国人走在前面。1957年,美国人开始了核动力火箭的研制,这就是举世闻名的猎户座核火箭计划。

但是这个计划比核动力飞机还要惊险,具体操作过程是用一颗颗小当量原子弹在火箭尾部不断爆炸,火箭末端安装的推进器可以不断吸收爆炸产生的冲击波,获得源源不断的动力。

根据计算,在起飞阶段,每秒就需要引爆一颗100吨TNT当量的小型原子弹,当火箭提升到一定速度和高度后,减少到每10秒一枚,但是需要引爆的原子弹当量要增加一倍,也就是要引爆2万吨当量的核弹。

而想要让飞船的最大速度达到理想速度即70千米/秒,需要引爆50颗原子弹,实在是太疯狂了。尽管人类在地球上生活,大气层外的事跟我们无关,但长期来说,地球人不能独善其身。

随着时间推移,人们观念在进步,爱护地球,也要爱护太空成为人类共识。

1963年,《禁止在大气层和外层空间进行核试验条约》生效,猎户座核火箭计划也寿终正寝,其他国家也不敢步美国后尘,去研制核动力火箭。

由此可见,在没有解决安全性问题之前,核动力飞机和火箭都没有生产的可能。

为什么没有核动力飞机和火箭?

诚邀。

核动力,目前我们掌握的,主要还是通过裂变方式产生的核能。也就是原子弹的原理。核裂变的发电方式比较好解释,依然还是“烧开水”的方式。

它的工作原理是这样的:原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时,一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核,同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核,引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。我知道, 我写了这么大一段话,懂的自然就懂,不懂的还是不懂。

嘿嘿,其实,你只需要明白,就是,高纯度的铀摆在那里,然后,只要我们找到一个中子源激发中子然后去轰击它 ,它就自然的不断产生相同的物理反应(链式反应),用自身不断产生的新中子,去轰击下一个原子核,然后再产生新中子,去轰击再下一个原子核。。。。。如此循环往复。。。。。而这个链式反应导致的结果,会让这个反应堆源源不断的发热。旁边有看客要问,发热了又有啥用?嘿嘿,要的就是这个发热:)

只要它在发热,就表示它在开始产生能量,那接下来的事情,就好办了,我们可以把这个热能转化为电能。看,就是下面这个图。

咱们可以利用这个热量来“烧开水”。烧完开水之后,用这个热能推动发电机的叶片转动,去切割电磁铁的磁力线 ,然后,我们就得到了电(交流电)。这就是热能转化为电能方式。很简单吧。其实,水能转化为电能的原理就更加简单,就是靠水冲击转子转动即可。所以,在地球上,您只要找到一个东西,可以持续的让转子转起来,我们就可以通过机械转换的方式,把各种能量都转化为电能。当然,中间有衰耗,而且还不低。

还是接着前面的说,当我们拥有了裂变反应堆开始发电的时候,却带来了一个附带的问题,那就是核辐射。其实想想也很简单,这么多的中子在核反应堆里面随机的乱飞,总有一些会溢出来,而这些高速移动的中子,可以轻易的击穿周边的设备,让这些设备要么提前老化,要么也开始带辐射性。所以,我们还得在这些裂变反应堆外面加上几层“护罩”,也就是保护壳。一般来说,这个护罩有三层,燃料包壳、压力壳和安全壳。很多时候,其实就是用水泥(混凝土)来做这个“护罩”壳子.反正在陆地上,又没有空间的限制,我们可以测算出反应堆辐射的强度,以此为依据来计算这个水泥壳子的厚度到底得达到多少周边的人可以安全生产,不吃剂量。

说了这么一大堆,您也就能够理解我们为什么没有核动力的火箭和飞机了。很简单,用裂变的这种方式,由于这个装置太过于庞大,我们倒是可以把它放在舰船上,现在一般就是放在航空母舰上,因为它空间足够大,完全可以把这个核裂变反应堆以及安全壳直接弄到船舱后面,为我们工作。不过,可惜的是,以目前的技术,让它小型化却不容易,至少要小到,让它满足飞机和火箭的“袖珍精致”需求。所以, 下面不得不提到关于飞机设计师的“推重比”博弈.

推重比是飞机和航空发动机重要的技术性能指标 ,飞机发动机推力与发动机重力或飞机重力之比,它表示飞机发动机或飞机单位重力所产生的推力。飞机发动机在海平面静止条件下于最大状态(加力发动机为全加力状态)所产生的推力与发动机结构重力之比称为飞机发动机推重比。

也就是说,对于用核动力方式的飞机或火箭设计者来说,这里有一个很矛盾的怪圈。如果需要足够大的推力,让飞机飞起来,那么就需要一个足够大的核反应堆,然而,一个更大的反应堆在提供了更充足推力的同时,它自身的重量也在不断增大,与此同时,因为辐射的原因,我们就需要更加厚重的防护壳来防止辐射保护飞行员和设备,而这些 ,又进一步增加了飞机本身的重量,导致又需要更大的推力来推动。。。如此死循环。。。。

其实,早在50年代,原子弹被发明不久,美国和前苏联聪明的科学家们就开始设计核动力飞机了。不过,可惜的是,都没有很好的解决辐射的问题。解决不好辐射,对飞行员来说,这就不是飞机,而是“棺材”。再加上核裂变反应堆本身的体积问题,所以,若靠核动力来做战斗机的话就更难,以目前的技术条件,折中的方案是:在满足推重比的条件下,咱们也许可以做一个超大型的核动力轰炸机。。。。

上面提到的核动力,其实都是指的核裂变动力。至于说,想象中的核聚变动力飞机和火箭,那就更是遥远了。用氢核聚变能发电, 现在在陆地都没做出来,就更别提在小型化之后,用在飞机和火箭上了。因为首先,咱们是不是得想想,这个飞机的机舱,得用什么巧妙的方式可以扛过聚变能上亿度的“温柔抚摸”:)

写在最后,其实,笔者倒是觉得嘛,既然是核动力的飞行器,那这个动力当然是用在宇宙飞船上最好.一是因为飞船体积足够大装的下,二是因为飞船需要航行的时间久 ,必须得用核聚变能。如果用化石能源的话,根本飞不出太阳系,(这里顺便说说美国的旅行者号,它其实不是“飞”出太阳系的,准确的说,它是“飘”出去的)。而核裂变能需要反复添加铀燃料,麻烦不说,莫不是还得在飞船上弄个小型的铀235加工厂?

核聚变飞船在各类的科幻小说中描述了不少了,若是造出这个,也是咱们地球文明成为恒星级文明的标志。不过,这还是得等在地面上的核聚变发电先成功了再说,而目前,距离这个目标,还有十万八千里路要走。嘿嘿,以上。

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