关于飞机发动机涡轮的作用


在二战末期,美国在长崎和广岛投下了两颗原子弹,迫使日本法西斯投降,这是人类历史上第一次“大”规模使用原子能,尽管并不是用来造福人类。

但随着战争结束,和平到来,人们看到了原子能中蕴含的无限可能,可以用来发电、制造核动力引擎,使任何使用核动力引擎的载具,在理论上拥有无限航程。

在当时出现了核动力轮船、核动力火车,甚至是核动力汽车等多种奇妙的设想。而本文要讲的,则是当时的的确确存在过的、但如果使用,可能会导致人类面临重大灾难的:核动力飞机。

时间回到上世纪50年代,如上文所述,原子能的最初用途就是军用,那它也将长久的为军事用途所用。当时冷战已经开始,美苏两国已经开始了军事上的对峙,双方都在思考如何将炸弹或者核弹扔在对方的土地上,而双方都面临一个难题,那就是距离。

尽管西欧盟国可以提供机场供美国起飞轰炸机,但是因为航程的原因,很难到达苏联上空,再飞回来。而苏联更不用说了,想要轰炸美国,要么跨越欧洲、再跨过大西洋,要么就从远东再飞一个太平洋过去。

正当双方一筹莫展的时候,两国科学家分别一拍脑袋,采用“我寻思这能行”的逻辑,大胆提出把核动力应用到飞机上的设想,并向上级提交。

美苏两国高层也采用了“我寻思能行”的逻辑,便批了大量经费与人才给各自的核动力飞机项目,由此诞生了人类历史上仅有的两台核动力飞机,分别是美国的NB-36H核动力轰炸机和苏联的图-95LAL核动力轰炸机。

而这两台核动力飞行器,或许可能是人类历史上最不该存在的飞行器之一。

关于核动力飞机引擎的设计主要有两种,分别是直接式和间接式,直接式就是将核反应堆直接与飞机引擎相连接,核反应堆启动后产生热能,加热反应堆外层的液态金属,导热给周围的空气从而直接将其加热成涡轮引擎所需的高温、高压气流,再推动涡轮发动机运行,使轰炸机能够飞起来。

但由于气体会在这个过程中与核反应堆直接接触,在飞机飞行过程中释放大量的核污染废弃,就像农药机一样,不过比农药更致命。第二种间接式的基本原理差不多,但是在反应堆和空气之间加了一层热交换器,使反应堆的热能间接传给空气,再推动发动机起飞,尽管隔了一层热交换器,排出的尾气依然具有相当大的辐射量。

先来谈谈美国的NB-36H核动力轰炸机,其主体是一架B36-H轰炸机,在其上面加装了一台由通用电气公司提供的NTRE-3核动力引擎,该引擎采用上文所述的直接式设计。

主要挂载在NB-36H轰炸机的炸弹舱内,为了防止机组成员吸收大量辐射致死,设计人员在其引擎外部加装了一个全封闭外壳,同时在反应堆和乘员舱中间安装了一块厚厚的铅板,乘员舱也经过改造,外部覆盖有铅和橡胶构成的混合物,驾驶室玻璃也是非常厚的含铅玻璃。

NB-36H在1955年至1957年进行过47次试飞,每次试飞都有一架C97运输机伴飞,紧紧跟在NB-36H的尾部,机内安装了相关的检测设备,用来检测NTRE-3核动力引擎产生的尾气的辐射值,换句话说就是吸“核尾气”。由于NB-36H一旦打开核动力引擎,其“核尾气”几乎是一刻不停的产生,因此每次试飞时间和试飞路线都是严格控制的。

最终在1957年,NB-36H核动力轰炸机退役拆解。因为当时美国已经快开发出了可以打到苏联的洲际导弹,不再需要轰炸机飞到对方上空进行投弹了,因此NB-36H也就无用了。如果这架飞机一旦真正服役,飞机飞过地方的人们,怕是都要吃“核尾气”了,如果该机环球执行任务,怕是全世界的人们都要吃它排出来的核尾气。

而苏联的图95LAL核动力轰炸机,其核动力引擎则是采用了间接式的设计,在靠近机身内的两台涡桨发动机,改造成了核动力发动机,一共试飞了30余次。

相较于美国的核动力飞机项目,苏联在该项目取得的经验和成功要大的多。首先,采用核动力的引擎不应该是喷气式发动机,而应是涡桨发动机,这样一来产生的废气量要小的多,由于间接式的设计,其尾气的核辐射量也要更小一些。

苏联方面认为,该飞机在理想状态下,可以绕着赤道飞上几十圈都没有问题。但最大的问题是核反应堆的辐射实在是太大了,尽管引擎寿命可以让飞机绕着赤道飞上几十圈。

但是飞行员的寿命却扛不住,因为在天空飞上几分钟的时间,所吸收的辐射量就相当于常人一年所吸收的辐射量,用不上一圈飞行员说不定就去世了。最终导致这架飞机流产的关键,还是洲际导弹的兴起,而图95LAL也最终退役。

总结来说,核动力飞机虽然是人类历史,对于原子能应用的伟大尝试。但是其风险性还是太高,先不谈其核尾气、对机组成员的辐射问题,如果飞机一旦发生事故,坠毁在某一地方,其威力并不亚于一颗小型核弹,如果直接爆炸了还好说,最可怕的就是核泄漏事故。因此时至今日,未能再出现更多的核动力飞机设计。

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@和庄宗18199087176#   飞机涡轮发动机的工作原理是什么? -
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@和庄宗18199087176#   航空窝轮发动机怎样为飞机提供动力的 -
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@和庄宗18199087176#   直升机涡轴发动机工作原理? -
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@和庄宗18199087176#   涡轮增压器在汽车发动机和航空发动机中的作用有什么区别? -
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@和庄宗18199087176#   飞机上涡轮发动机的工作原理 -
#夔诞策4261: 说的复杂你也不明白,我简单点说.通过电机带动转子,吸入空气,内部的转子不断的将空气吸入并压缩,将燃料与空气混合,点燃.从此,转子靠燃料燃烧和喷出的气体转动,电动机不工作.

@和庄宗18199087176#   涡轮的作用 -
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@和庄宗18199087176#   涡轮增压的作用
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