以氦气作为工作气体的核反应堆可助中国造核轰炸机
2011-10-26 20:43:03
澳洲媒体报道：中国近年来在以氦气作为工作气体的高温气冷核反应堆的技术和小型化上取得了重大进展，已基本具备了用之打造一款战略轰炸机的能力。
上世纪美国和前苏联一直试图打造一款核动力推动的战略轰炸机，但受限于当时的核反应堆技术限制均无果而终。
核动力轰炸机是超级大国战略空军的梦想，因为核动力轰炸机具有超强驱动力，不受航程限制，且不需频繁加油，具有无可比拟的战略优势。所以，在上个世纪，美国和前苏联都曾在这方面做出过很多尝试。但由于时代限制，当时的飞机无法携带数百吨的反应堆和防护装置，加之反应堆的安全性也无法保证，所以这些早期尝试并未成功。不过，由于核动力轰炸机具有大范围的动力和军事战略优势，所以各国战略家一直未放弃这一尝试。
近年来，随着反应堆技术的进步，堆芯越来越小，结构也更加紧凑及合理，而且安全性也取得了很大的进步，中国的气冷反应堆在安全及效能方面均取得了重大进展，有消息称中国正在准备将其应用于核潜艇。这些技术进步重新燃起了中国核动力轰炸机的梦想。
中国的气冷反应堆采用氦气作为工作气体，氦气是一种惰性气体，具有神奇的特性，不会成为次级辐射产生的反应燃料和辐射照射，因此反应堆不需要全面辐射保护，大大减少了需保护的区域，辐射防护仅限于堆芯体本身，使铅冷反应堆、压水反应堆可得到必要保护。而且，几何形金属堆(geometric metal heap)的重量必定会得到大幅度降低，且反应堆体积也会根据航空需减小。这是一个很大的性能优势，其他的反应堆无法与之相媲美。这就使气冷反应堆所需防护的铅板等比压水堆和金属堆都要少很多，反应堆的重量和体积都大幅度下降，使其在航空方面的运用成为可能。
中国的气冷反应由两台涡轮发动机加热以产生机械能，首先反应堆内氦气会被加热至近千度，实现高温及热氦压力。在进入蒸汽涡轮机后，40%的高温及热氦压力热会转化为机械能，而后氦气温度会降低至400至500度。之后，氦气进入热交换器，80%的氦热会在接下来的数年中不断循环，而蒸汽涡轮机仍负责将热能转化为机械能。这种转换使两个气冷反应堆动力系统的全面热效率达到60%以上。蒸汽涡轮机或压缩机能够直接催动轴流风扇，推进轰炸机。
不过，气冷反应堆也存在缺点，即冷却过程不但需要低温氦气而且必须进行压缩，而且存储氦气也要占据较大空间。对潜艇来说，由于需要在存储及循环利用之前进行压缩，因此要困难得多；但是对大型舰船而言，这并非什么麻烦的工作，因为氦气密度较低，所以能够进行大批量存储，而且存储氦气能在很大程度上能够抵消舰体浮力。鉴于轰炸机通常在温度处于零下20-40度的同温层飞行，因此在穿越空气的过程中，核动力系统所产生的余热便会被冷却，而且这也有助于核动力系统正常运行。
虽然当前的气冷反应堆动力系统比大型航空喷气发动机还要重，但凭借技术优势便能将气冷反应堆的重量控制在100吨以内。目前，大型飞机所需燃油通常都在100吨以上，例如最大起飞重量为560吨的A-380就需200吨燃油，这比喷气燃料甚至核动力系统都重得多。而且，大量的燃料消耗不仅会产生众多温室气体，而且还会使得轰炸机本身成为巨大的燃烧弹，从而不得不增加所配备安全装备的数量，致使轰炸机的多余重量增加。
而相比之下，核动力系统的优势则明显得多。首先，大量且持久的动能可使轰炸机飞行数天甚至数月，这也是核动力系统的最大优势。其次，只有在缺少润滑剂或消耗件受损的情况下，飞机才需要返回地面进行供给或维修；而且，核动力系统不会产生温室气体，所以不会污染大气层，比石油能更环保。安全方面，只要气冷反应堆足够坚固，即使发生坠机事件，只要反应堆没有受到损坏，就不会造成核污染，由于氦气是惰性气体，所以也不容易起火。美国曾发生过核炸弹意外从飞机上坠落的事件，但核弹却安全着地，并未爆炸。所以，只要设计得当，就能够确在坠机事故中保核反应堆万无一失。即便飞机在战斗中被导弹击中，其生存能力也比常规轰炸机要强的多，因为核动力轰炸机起火的概率比常规轰炸机要低的多。
综上所述，就技术方面而言，生产核动力飞机已没有太多的技术因难，接下来所需要的就是观念的转变和决心。文章称，中国航空发动机技术与西方国家相比有较大差距，但是在气冷式反应堆方面，中国的技术水平是领先的，如果气冷式反应堆技术应用到大型飞机领域，就能够使中国获得空前优势。因为国际航空工业对大型商业飞机的限制很多，所以中国可以首先在轰炸机上使用核动力，造出超重核动力战略轰炸机。
上世纪美国和前苏联一直试图打造一款核动力推动的战略轰炸机，但受限于当时的核反应堆技术限制均无果而终。
核动力轰炸机是超级大国战略空军的梦想，因为核动力轰炸机具有超强驱动力，不受航程限制，且不需频繁加油，具有无可比拟的战略优势。所以，在上个世纪，美国和前苏联都曾在这方面做出过很多尝试。但由于时代限制，当时的飞机无法携带数百吨的反应堆和防护装置，加之反应堆的安全性也无法保证，所以这些早期尝试并未成功。不过，由于核动力轰炸机具有大范围的动力和军事战略优势，所以各国战略家一直未放弃这一尝试。
近年来，随着反应堆技术的进步，堆芯越来越小，结构也更加紧凑及合理，而且安全性也取得了很大的进步，中国的气冷反应堆在安全及效能方面均取得了重大进展，有消息称中国正在准备将其应用于核潜艇。这些技术进步重新燃起了中国核动力轰炸机的梦想。
中国的气冷反应堆采用氦气作为工作气体，氦气是一种惰性气体，具有神奇的特性，不会成为次级辐射产生的反应燃料和辐射照射，因此反应堆不需要全面辐射保护，大大减少了需保护的区域，辐射防护仅限于堆芯体本身，使铅冷反应堆、压水反应堆可得到必要保护。而且，几何形金属堆(geometric metal heap)的重量必定会得到大幅度降低，且反应堆体积也会根据航空需减小。这是一个很大的性能优势，其他的反应堆无法与之相媲美。这就使气冷反应堆所需防护的铅板等比压水堆和金属堆都要少很多，反应堆的重量和体积都大幅度下降，使其在航空方面的运用成为可能。
中国的气冷反应由两台涡轮发动机加热以产生机械能，首先反应堆内氦气会被加热至近千度，实现高温及热氦压力。在进入蒸汽涡轮机后，40%的高温及热氦压力热会转化为机械能，而后氦气温度会降低至400至500度。之后，氦气进入热交换器，80%的氦热会在接下来的数年中不断循环，而蒸汽涡轮机仍负责将热能转化为机械能。这种转换使两个气冷反应堆动力系统的全面热效率达到60%以上。蒸汽涡轮机或压缩机能够直接催动轴流风扇，推进轰炸机。
不过，气冷反应堆也存在缺点，即冷却过程不但需要低温氦气而且必须进行压缩，而且存储氦气也要占据较大空间。对潜艇来说，由于需要在存储及循环利用之前进行压缩，因此要困难得多；但是对大型舰船而言，这并非什么麻烦的工作，因为氦气密度较低，所以能够进行大批量存储，而且存储氦气能在很大程度上能够抵消舰体浮力。鉴于轰炸机通常在温度处于零下20-40度的同温层飞行，因此在穿越空气的过程中，核动力系统所产生的余热便会被冷却，而且这也有助于核动力系统正常运行。
虽然当前的气冷反应堆动力系统比大型航空喷气发动机还要重，但凭借技术优势便能将气冷反应堆的重量控制在100吨以内。目前，大型飞机所需燃油通常都在100吨以上，例如最大起飞重量为560吨的A-380就需200吨燃油，这比喷气燃料甚至核动力系统都重得多。而且，大量的燃料消耗不仅会产生众多温室气体，而且还会使得轰炸机本身成为巨大的燃烧弹，从而不得不增加所配备安全装备的数量，致使轰炸机的多余重量增加。
而相比之下，核动力系统的优势则明显得多。首先，大量且持久的动能可使轰炸机飞行数天甚至数月，这也是核动力系统的最大优势。其次，只有在缺少润滑剂或消耗件受损的情况下，飞机才需要返回地面进行供给或维修；而且，核动力系统不会产生温室气体，所以不会污染大气层，比石油能更环保。安全方面，只要气冷反应堆足够坚固，即使发生坠机事件，只要反应堆没有受到损坏，就不会造成核污染，由于氦气是惰性气体，所以也不容易起火。美国曾发生过核炸弹意外从飞机上坠落的事件，但核弹却安全着地，并未爆炸。所以，只要设计得当，就能够确在坠机事故中保核反应堆万无一失。即便飞机在战斗中被导弹击中，其生存能力也比常规轰炸机要强的多，因为核动力轰炸机起火的概率比常规轰炸机要低的多。
综上所述，就技术方面而言，生产核动力飞机已没有太多的技术因难，接下来所需要的就是观念的转变和决心。文章称，中国航空发动机技术与西方国家相比有较大差距，但是在气冷式反应堆方面，中国的技术水平是领先的，如果气冷式反应堆技术应用到大型飞机领域，就能够使中国获得空前优势。因为国际航空工业对大型商业飞机的限制很多，所以中国可以首先在轰炸机上使用核动力，造出超重核动力战略轰炸机。
