为什么没有国家敢造核动力火箭?
为什么没有国家敢造核动力火箭?
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1944年,美国"曼哈顿工程"两位工程师乌拉姆和霍夫曼提出发展核热动力火箭:具有潜在的比冲潜能、它是化学系统的2倍左右,具有很大吸引力!
1954年,美国空军委托洛斯阿拉莫斯、劳伦斯利弗莫尔实验室进行可行性验证;1955年,两个实验室完成初步方案设计;1958年,美国军方失去发展热核火箭的兴趣。不过,NASA、AEC(美国原子能委员虎)却尝试把它作为太空探索的动力选择:1960年,两个机构各司其职成立"航天核推进办公室"(SNPO)!

1961年5月,苏联宇航员进入太空:美国总统肯尼迪提出加速发展Rover核火箭——美国希望它超越苏联的太空火箭:阿罗杰特和西屋公司作为承包商研制核火箭!

按照进度,1963年进入地面核火箭试验阶段、全面研究核热发动机技术;
NASA希望核热火箭可以完成载人火箭探测任务:太空船重量在150-300万磅之间,它采用核热火箭仅仅需要4个月就可以到达火星;运载土星卫星仅需3个月时间;
火箭反应堆功率为1000MW:推进剂在加压储箱驱动下启动,离心式流量泵驱动推进剂,推进剂被核裂变能量加热并且高速排出。
美国人核热火箭发动机将核反应堆小型化并且安置在火箭上,使用核燃料作热能源,替代传统液体火箭发动机燃烧室,液氢、液氦、液氨等工质流经反应堆吸收热量后,通过火箭喷管喷射出去!

不过,空间火箭核反应堆的安全很重要:它采用武器级的丰度90%铀—235——为了大幅度减低核反应堆的质量!由于美制核热火箭采用硼防辐射防护盾、氢气罐吸收中子颗粒,宇航员可以得到保护;1962年9月,洛斯阿拉莫斯实验室的核热动力系统试车,核反应堆功率达到900MW时,反应堆结构被破坏,测试中止;同年11月的测试导致堆芯损坏;1963年多次测试中,反应堆发生多次事故,最严重的一次事故发生反应堆爆炸,产生致命辐射!可是,这反而激发美国工程师们的热情:知道它的极限和故障所在,修复改进就可以进入实际应用了!


热情高涨的洛斯阿拉莫斯继续进行第二代反应堆"太阳神"2A的推进工作:测试达到4082MW、持续12.5分钟、推力20万磅——它是最强大的核反应堆:超过大亚湾核电站290万千瓦的核热功率!1968年,它又进行了514兆瓦和44兆瓦小堆的测试;1969年底,正式飞行的核发动机NRX—NX出现:核反应堆功率1100MW、全高22英尺、产生244千牛推力、比冲达到710秒;后来,经过反复测试,将XE发动机功率定位1500MW、比冲825秒、推力334千牛、重新启动10次、持续工作1小时——完全达到了太空飞行任务的要求!可惜的是,尼克松总统大幅消减预算、关闭土星火箭生产线、取消阿波罗17号任务…一系列举措让核热火箭生产线下马(1972年)。

同时,苏联人获得美国研制核热火箭情报以后,快马加鞭研制核热火箭:RD—0410液氢推进剂核热火箭!它由于技术跨度过长(苏联解体)导致下马。
2021-01-12 00:10:44 -
如果把最近俄罗斯人制作的核动力巡航导弹算上,那其实美国人和俄罗斯人都有过造核动力火箭的历史。不过这个有点勉强,因为一般意义上的火箭工作时是不需要从外界获得空气的。如果按照严格定义的话,火箭自身携带全部推进剂,不依赖外界物质产生推力。这一点来说火箭是不可能采用核动力的。

首先核动力的原理,在目前人类科技只能做到核裂变可控。无论是核反应堆用作核电站或者核反应堆用作舰船。其本质都是利用核裂变反应产生能量,然后用这些能量加热比如水或者液体合金抑或是其他的介质。以水为例。水受热变成高温高压水蒸气去推动发电机或者船用的涡轮机组。而之前提到的美国和俄罗斯搞的核动力巡航导弹原理是类似的。导弹吸入空气,然后被导弹携带的核原料加热变成高温高压的气体,从导弹后部喷出去以此来推动导弹。

有的人会问,那为什么不直接在火箭内带很多压缩气体或者其他物质,然后用核原料加热喷出去呢?因为没有必要,直接开个口子装个压缩机,把周围的空气加压喷给核反应堆不就好了么?但是这样的话就不是火箭了。

另外一个不采用和动力的原因是因为这东西污染确实太大。因为空气或者其他介质直接被反应中的核裂变材料加热。虽然可以通过加一些屏蔽层,然后通过好的散热片来隔绝核原料和介质直接接触。不过以目前人类的科技,不用个几米厚的材料根本无法隔绝污染。用几米厚的隔绝材料也飞不起来了,加热介质也肯定做不到。所以核动力的飞行器简直就是一个飞行的切尔诺贝利。如果用这个东西做火箭或者导弹。打出去落在别人头顶上那肯定是杀父之仇,如果运气不好落在自己脑袋上。谁也不想没事干自家出一次超级恐怖的核事故吧。
2021-01-13 09:12:52