核反應堆飛上天：美國空軍動用世界上最大的戰略轟炸機

小火箭出品

本文作者：邢強博士

本文共2922字，32圖。預計閱讀時間：10分鐘。

把核能作為推動文明進步的能源而不是毀滅城市的力量的嘗試，在上世紀50年代就開始萌芽了。

公元1951年12月20日，人類技術發展史產生了一個具有里程碑意義的事件：美國伊利諾伊州的阿貢實驗室內，4隻燈泡被點亮，而給這些燈泡提供能源的，正是一座核反應堆。

這座曾經在第二次世界大戰作為曼哈頓工程中的一部分的實驗室，開啟了人類和平利用核能的時代。

不過，就像小火箭經常說的那樣，迄今為止，在人類工程技術發展史上，幾乎沒有任何一項尖端技術能夠被軍方所忽略。

而且不管這項技術的初衷到底是用於提升人類的生活質量還是僅僅用來滿足人類的好奇心，最終這些傢伙大多都被拿來用於增強軍隊的作戰效能了。

上天

核能的巨大能量給美國空軍的誘惑是難以抵抗的。

1947年9月8日，美國空軍成立，終於擺脫了以往的陸軍航空隊的狀態，開始獨立成軍。

年輕的美國空軍對力量的渴望是與生俱來的。他們對技術的追求則是激進而浪漫的。

美國空軍想要一款以核能為動力的戰略轟炸機，從此擁有在全球上空持續飛行數周、數月的「永不落地」的能力，從而使攜帶核彈頭的轟炸機具備極強的生存能力和戰略威懾能力。

想要讓核能為動力驅動轟炸機飛行，需要解決一系列技術問題。

在上世紀50年代，採用核能進行發電的技術剛剛取得了突破。但是，在那個時候，即使是最樂觀的工程師，也會對核能飛機的項目表示謹慎。

主要的問題在於，核能雖然蘊藏著巨大的能量，但是將這些能量緩慢而持續地釋放出來，需要龐大的設備。

上世紀50年代，美國兩家航空發動機翹楚分別接了核動力航空發動機的項目。其中，通用電氣提出了直接空氣循環發動機的方案；普拉特·惠特尼則給出了間接空氣循環發動機的方案。

這些方案的細節，咱們以後再詳聊。今天，只說一下他們的大小：

上圖為在美國愛達荷國家實驗室進行測試的兩台核動力航空發動機原型機。左側為3號機，右側為1號機。

小火箭風格，具體坐標為：

北緯43°30′42.21″N西經113°0′17″W

動輒就數百噸的核動力發動機原型機，很難被放到飛行器上。（或許以後的萬噸級星際飛船可以使用。）

於是，美國空軍想到了一個比較可行的試驗方案：

把核反應堆的核心部件放置在飛機上。該裝置僅用於測試發電，而不參與飛機的動力輸出。

這個方案用於對人類未來的核動力飛行器進行前瞻性的技術驗證。

有3個目標有待實現：

第一：核反應堆的小型化能否成功？

第二：能否研製出有效屏蔽核輻射的設施？

第三：能否摸索出核飛行器的試驗方法？

載機

在上世紀50年代，人們對於核反應堆的印象還處於類似芝加哥1號堆這樣的水平。

實際上，那個年代的核反應堆也的確很難做得很小。

隨著金屬冷卻快中子堆的誕生和發展，人類工程師才終於把核反應堆的形態變得多樣化。

因此，在上世紀50年代，讓核反應堆上天，一方面要盡量讓反應堆足夠小，而另一方面的努力，就是找一架足夠大的飛機了。

B-17合適么？

第二次世界大戰期間，美國生產了大量的B-17轟炸機（總產量為12731架）。和平年代，只好以客機生產規模來比擬了。迄今為止，在民航業如此發達的今天，也僅有產量達到10000架的波音737能夠在量產規模上與之比肩。

二戰結束後，剛剛成立的美國空軍手裡，有大量的B-17轟炸機。美國空軍的前身美國陸軍航空隊對B-17轟炸機太有感情了。

二戰期間，B-17在歐洲戰場上投擲了58.05萬噸炸彈，而其他飛機加起來投下的彈藥重量也不過是83.08萬噸（其中有將近一半是B-24投下的）。

小火箭根據二戰數據統計：

二戰歐洲戰場上，41.13%的彈藥是B-17轟炸機投放的，有29.08%的彈藥是B-24轟炸機投放的，其他所有型號的飛行器投放的彈藥比例只佔約30%。

但是，在仔細分析後，工程師們認為，B-17不太合適。主要原因是其瘦長的機身和僅3.6噸的標準載彈量難以滿足碩大沉重的核反應堆的要求。

B-29怎樣呢？

B-17名為空中堡壘，B-29則名為超級空中堡壘。

B-29（上圖右側）比B-17（上圖左側）大出不少。

發動機功率也提升了83.3%。

B-29轟炸機的機內空間很大，在低空短程飛行時，載彈量可達9.1噸，比起B-17的3.6噸來說大太多了。

B-29的總產量為3970架，雖然比不上B-17的12731架，但是也算是高產了。

上圖為波音公司交付第1000架B-29戰略轟炸機時的場景。攝於1945年2月。

但是，工程師們計算後，發現，即使是B-29也很難完成帶核反應堆上天的任務。

雖然B-29在第二次世界大戰末期，連續執行過2次投擲原子彈的任務。但是，那畢竟是原子彈，而不是帶有大量防護和產能設施的核反應堆。

從核物理的角度來看，讓能量可靠且安全地釋放出來甚至要難於將能量在一瞬間一股腦地迸發出來。

於是，人們想到了B-36重型戰略轟炸機。

1946年8月8日首飛的B-36戰略轟炸機，剛一問世，就創造了多項世界紀錄。

她是當時世界上最大的採用螺旋槳動力的飛機。迄今為止，依然是翼展最長(70米)的作戰飛機。

B-36戰略轟炸機能夠攜帶32.7噸的炸彈（改進型能夠攜帶重達39噸的炸彈）。

她是當時美國空軍唯一一款能夠攜帶美國所有類似的核武器執行洲際投擲任務的轟炸機。

誕生伊始，B-36給人們的第一印象，就是：大。

把B-29超級空中堡壘（左）與B-36和平衛士（右）放在一起，或許更能夠凸顯出B-36的巨大。

B-36轟炸機巨大的機身和機翼給人留下了深刻的印象。上圖左側為B-29，中間為B-17，右側是B-36。

她的翼根處，厚度達1.8米。

從B-36D開始，康維爾公司嘗試給B-36左右兩側機翼下方各自加裝了兩台GE的J-47噴氣式發動機。

從此，B-36開始走螺旋槳和噴氣式混合動力的路線。其發動機總數也就達到了10台！

平時，在巡航飛行狀態，為了省油，4台噴氣式發動機是關閉的。在起飛時，4台噴氣式發動機開始嘶吼，將該機的總功率飆升到4萬馬力，有效地改善了B-36的起飛性能。

上圖為1955年一架B-36轟炸機的10台發動機（6台活塞+4台渦噴）火力全開的場景。

因為當年的核反應堆太大，也就只好選用當時美國空軍能夠拿得出來的最大的轟炸機來試一試了。

可以說，如果連B-36轟炸機都裝不下的話，那就沒戲了。

B-36有多大？

機長49.41米，翼展70.11米，機高14.25米，機翼面積443.52平方米。

當然，千言萬語不如一張圖：

這是將近一個連的人在B-36機翼上方的樣子。

這是一位空軍地勤人員手扶B-36戰略轟炸機主起落架輪胎的情景。

（輪胎直徑2.8米！）

在廠房裡進行靜力測試的B-36轟炸機機體。

上圖右側中部，小火箭用紅圈標出了陽台上的3位工程師。對比之下，可以隨意感受一下B-36的大。

這是美國空軍的22款飛行器放在一起的照片。B-36D是最大的，比B-52還要大。（B-36的翼展為70米，B-52的翼展為56米。）

美國橡樹嶺國家實驗室研製出了一座1兆瓦功率的核反應堆。

該反應堆重15.876噸。對於B-36轟炸機39噸的最大載彈量來說，這是可以接受的。

整座反應堆安置在B-36轟炸機的尾部機艙內，僅供測試運行使用，本身並不給飛機提供用于飛行的動力。

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