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美国核动力无人机打算

发布时间:2019-01-12 01:06:04 文章来源:未来智讯    
    美国核动力无人机打算作者: 晨枫   无人机的超长航时正在改变战场航空的面貌,而摆脱人体生理限制则是无人机被看中的重要价值之一。正因如此,使得一个早已死寂的观念重新复活。这便是2012年3月披露的美国桑迪亚国家实验室在秘密研讨的核动力无人机观念。太阳能动力的无人机已经升空,选取碳氢燃料或者纯氢燃料的无人机已经能够留空数日,而桑迪亚提出的核动力无人机则能够在30000米以上的高空留空6个月甚至一年,机上可携带2200千克以上的有效载荷,不光能够用于光学和电子侦察、战场监视、通讯中继,还能够用于猎/歼作战。链接桑迪亚是美国国家实验室之一,上世纪40年代曼哈顿打算时代所建立。今天,桑迪亚的ASCI“红色风暴”是世界上最快的超级计算机之一,“Z机器”则是世界上最大的X光发生器。作为应用核研讨的领先机构,桑迪亚提出核动力无人机观念并不使人惊讶。
  从核动力飞机到核动力无人机
  核动力飞机的观念在上世纪四五十年代曾经流行。除了显而易见的航程优势外,核动力能够具有超长的留空时间,这对冷战时期大规模核报仇战略十分有用——停放在停机坪的轰炸机容易遭到对方先发制人的抨击,但在空中不时巡逻的轰炸机不但极大地缩短了出动时间,还能够免遭先发制人的打击。
  美国在1946年启动了“核动力航空推进打算”(NEPA),在1951年NEPA改称“飞机核动力打算”(ANP)。ANP包括通用电气的直接循环方案和普拉特·惠特尼的间接循环方案,打算用一架康维尔B-36轰炸机作为试验平台,重点研讨反应堆的屏蔽问题。最后研讨成果将用于WS-110核动力超声速轰炸机。只是,洲际弹道导弹的出现使核动力轰炸机不再必要,另外由于巨大的技能困难,核动力飞机始终无法实用化。艾森豪威尔在1960年中止了ANP,但小规模研讨继续进行,直到肯尼迪上台后,把小规模研讨也中止了。在花费15年和10亿美元投资之后,核动力飞机成为历史上的一段辛酸故事,两台核动力涡喷发动机样机今天在阿科附近的爱达荷国家实验室陈列展出。
  在沉寂50年后,桑迪亚重提核动力无人机,当然不是对历史的大略重演。美国空军在上世纪80年代曾经研制过“先进机载侦察系统”(AARS),这是一种传统喷气动力的长航时隐身无人机,用于追踪苏联的机动核导弹发射系统,但在冷战结束后打算中止。AARS中止后,桑迪亚在上世纪90年代中期研讨过用核动力复活AARS的设想,但2001年才起初认真研讨。桑迪亚声称现有技能已经足够成熟,核动力长航时无人机已不是一个科研项目,而是一个工程发展项目,只要10年时间就能够达到试飞程度。
  波音的秘密研讨机构“幻影工场”参与了核动力无人机的研讨。这将是一架高亚声速的飞翼,发动机的基本观念还是基于上世纪50年代的ANP。但50年的技能进步使新一代核动力涡喷发动机有一些显著的差异。ANP失败的一大原因是反应堆屏蔽设备太过沉重,ANP的至少一半重量都被对推进没有作用的屏蔽设备占用了。无人机使得反应堆屏蔽的要求大大降低,只需要保证机体不受到放射性沾染,与地面的距离本身便是一种有效的屏蔽。核反应堆在低功率时的放射性大大降低。桑迪亚的设计在起飞、着陆和低空飞行阶段使用常规的碳氢燃油能源,怠速运转的核反应堆的屏蔽要求很低。美国空军的一项研讨证明,“全球鹰”大小的核动力无人机的屏蔽装备惟有1225千克。
  技能进步使得无油润滑也成为可能,不需要机油的磁悬浮轴承不但适用于超高转速和大功率,也削减了一个放射性沾染源。反应堆技能的进步也是核动力无人机实用化的另一个动力。美国空军和桑迪亚结合研制的空间核能热动力驱动(SNTP)技能的研讨接近尾声,这是1987年为了“星球大战”打算而研制的核动力火箭技能,用核能加热液氢急剧膨胀产生推力,用于天基反导系统。这个打算在冷战结束后中止了,但有关研讨继续了下来。SNTP打算选取新型的颗粒床反应堆(PBR),选取碳一碳和陶瓷-金属矩阵复合材料,重量惟有1000千克。据说PBR“很平安”,除非直接掉在人的脑袋上,否则不会造成伤害。特殊的核燃料技能具有有机的屏蔽和可靠的熄火机制,保证在意外的时候不会发生无控链式反应。桑迪亚和诺思罗普的设计包括8个核动力热源、三个动力转换系统、两个双循环推进系统和一个发电系统,如今还不清除桑迪亚·诺思罗普使用了PBR还是更先进的反应堆。但早在2001年,桑迪亚-诺思罗普的提议中就指出,核动力无人机将能提供至少几百千瓦的电力供机载系统使用,而常规涡扇发动机最多惟有50多千瓦的机载发电能力,在机载电子设备比重日益加大的今天,这样的电力供应越发显得捉襟见肘。
  不是技能问题而是政治问题
  但核动力无人机依然有政治上和军事上难以克服的困难。由于核动力的存在,核动力无人机在基地时的处置不能和常规动力飞机相同,维修、停放都要有专门设施,警卫也要特别加强。地勤人员不但需要常规的无人机技能支援技术,还需要接受核动力方面的专业训练。即使和动力系统无关的系统支援人员也需要接受防辐射的专门训练,毕竟这是近距离操作,有专门的检测、操作和防护程序。基地需要有专门的监测系统和辐射洗消系统,防备由于系统失效或者人为错误而发生核泄漏事故。
  在作战使用时,核动力无人机应该避免和非核动力飞机混合出动。即使是非核动力的无人机没有人员受到核辐射的危险,未经抗辐射加固的电子设备和精确制导武器在经受核动力无人机近距离照射后也不一定能保证正常事务。
  更大的问题在基地。核动力舰艇的部署已经是一个敏感问题,但核动力舰艇的辐射屏蔽不是核动力无人机能够比拟的,核动力舰艇上常驻人员,核动力舰艇也不必近距离经过居民密集地区,这些都是能够安抚居民不安心理的因素。核动力无人机就不一样,不光屏蔽相对薄弱,起飞、下滑路径很可能飞越人烟密集地区,容易受到居民的抗议。如果在起飞、下滑阶段发生飞行事故,居民就面临零距离核沾染的危险。
  飞机都是可能出事的,更何况是无人机。美国军方的无人机出事几率远远高于有人驾驶飞机。在人烟密集地区出事,后果不堪设想。另外一个问题是飞机故障,无法正常下降,这时就相当难办。按照正常程序,这时应该返航,在基地迫降。常规动力飞机迫降最坏的后果是大火,核动力无人机迫降最坏的后果就没有那么大略了,弄不好不光基地的人员和装备受到损害,基地都可能被迫永久性关闭。但不在基地迫降更不好办,没有任何地方会在知情的情况下接受核动力无人机的受控坠毁,在公海上这么做都要受到全世界的谴责。如果碰到像RO-170“哨兵”在伊朗那样无控迫降的情况,就更加麻烦。置之不理不行,平安回收更难,留给伊朗那是送上门来的核材料,更加不堪设想。
  核动力无人机最后或许不是一个技能问题,而是一个政治问题,在可预见的将来,这将停留在科学幻想层面,但这是不同于一般的科学幻想,是“技能上能够实现但政治上没法实现”的科学幻想。
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