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大满贯8888·普京首次透露的新型核动力巡航导弹,是如何实现近乎无限巡航的?
2020-01-11 13:44:18 来源:沿浦海上网  作者:
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大满贯8888·普京首次透露的新型核动力巡航导弹,是如何实现近乎无限巡航的?

大满贯8888,兵工科技(微信id:binggongkeji)

图注:agm-86空射巡航导弹,美国工程师模拟在该导弹上使用tihe新概念铪178核反应堆技术,使其射程大大增加

2018年3月1日,俄罗斯总统普京做2018年国情咨文演讲,其中爆出了一条大新闻,“俄罗斯已经研制出一款核动力巡航导弹,可以实现近乎无限巡航”,核动力导弹,似乎是一种闻所未闻的“黑科技”,实际上,这种导弹采用的核动力发动机技术并非什么突然冒出来的新科技,苏联早在上世纪50年代起就已经开始进行这种动力技术的研发工作了,只是冷战结束前后,核动力发动机技术因技术复杂、存在核泄露风险等难题,曾被长期被束之高阁。最近10年,这种技术才重新进入美国、英国等国科研人员的视野,没想到实际上却是俄罗斯首先推出了核动力驱动的战略巡航导弹。不过必须强调的是,由于普京讲话内容并不非常明确,因此他讲话中提到的新型导弹究竟是不是“核动力巡航导弹”,目前还有不同的看法和意见。我们在此只是对已有的核动力相关技术进行一番分析和介绍。

目前由于可控轻核聚变技术尚未成熟,因此所有的核动力发动机虽然原理结构各不相同,但大致说来,全都是由核裂变反应来提供能量,因此也可以称之为核裂变发动机。核裂变发动机目前主要可分为核热火箭、核电火箭、混合核热/核电火箭、核裂变碎片火箭、核脉冲火箭、核冲压火箭、“触发异构体反应”装置发动机等。

核热火箭是利用核裂变的热能将工质加热到很高的温度,然后通过收缩扩张喷管加速到超声流而产生推力的火箭发动机系统。其工作原理与液体火箭发动机相似,所不同的是核热火箭用核反应堆取代了液体火箭中的化学燃烧。

核热火箭具有推力大、比冲高、可多次启动等优点,而且它与液体火箭发动机在工作原理和结构上高度相似,具有很成熟的发展基础。但由于要安装堆芯,因此核热火箭结构较为复杂,个头尺寸较大,用于重型、大型战略导弹尚可,用于中小型战术弹道导弹或巡航导弹难度较大。

核电火箭是将核反应堆裂变能首先转换为电能,为电火箭供电,然后由电火箭产生推力的推进系统。核电火箭的优势在于供电,因此民用价值远超军用价值,目前,美国和俄罗斯都在开发推进与发电两用的空间核反应堆动力系统,它在航天飞船推进、卫星和空间站供电方面有很好的应用前景。

这种火箭首先利用核热火箭的高推重比使火箭脱离星球引力,同时也可减少火箭的飞行时间。然后转为核电推进,再利用核电火箭的低推重比、高比冲在行星间飞行,是一种具有极佳深空探测应用前景的火箭,美国在火星探测项目上,也在进行相关技术的研究论证。

核裂变碎片火箭是在核裂变过程中,产生的能量碎片从核反应堆高速逃逸,从而产生推力。当原子裂变时,所产生的“分裂碎片”速率达到光速的 3 %,即约 9000千米/秒。这一

核脉冲火箭是指利用核弹爆炸产生推力。核脉冲火箭将携带大量的低当量原子弹,一颗颗地抛在身后,然后引爆,火箭后面安装一个推进盘,吸收爆炸的冲击波推动火箭前进。这种火箭本身就是一种核武器。

为核热火箭设计合适的进气道和排气道,利用环境大气作工质以取代通过管路从贮箱供给的推进剂,那么核热火箭就成了核冲压火箭。由于核冲压火箭结构较小,可以做到类似液体冲压发动机战术导弹的程度,因此有很大可能用于战术导弹。该导弹除核反应堆部分外,其余结构与普通液体冲压导弹类似,但由于用核反应堆替代了液体燃料,因此原先液体冲压导弹射程近的缺点彻底得到改进,只要不断在飞行中吸入空气工质,采用核冲压火箭发动机的巡航导弹可以以3马赫左右的高速近乎无限巡航。

这是美国科学家在上世纪90年代发现的一种技术,也称作tihe技术,具体是使用铪178这种新的放射性核物质来制造反应堆,与铀和钚元素相比,铪178辐射更小,反应堆可控性高得多,不但作为航空动力装置系统更稳定更安全,还可以大大减小核动力航空系统防护装置的重量。特别适合作为小型战术导弹的动力。本世纪初,美国空军实验室曾以铪178核反应堆为核心研制出一种涡轮/冲压组合发动机,改装在现役agm-86远程巡航导弹上进行试验,通过铪178反应堆的裂变反应释放出的热量,来替代传统弹用涡轮/冲压发动机的燃烧室加热过程,产生推力。该技术是等于是把普通涡轮/冲压组合发动机的燃烧室用铪178核反应堆替代,其他结构不变。这种发动机也可以赋予导弹3马赫左右的高速。

从普京对俄罗斯新型核动力巡航导弹的描述和各种类型核动力发动机技术发展的水平和成熟度来看,俄罗斯最有可能掌握的,就是核冲压火箭发动机和“触发异构体反应”核反应堆发动机两种技术,这两种发动机都可以基于现有的液体冲压火箭发动机和涡轮/冲压组合发动机改装研发,技术成熟度高,而且尺寸均可以安装在射程2000千米级别的巡航导弹上,俄罗斯完全可以在原有超声速巡航导弹的基础上采用新型核动力发动机研制出新导弹。由于新型核动力巡航导弹巡航速度高(马赫数3左右),而且射程近乎无限,可以对全球任何地方进行高速低空/超低空突袭,现有的先进防空反导系统几乎无法防范。对于俄罗斯而言,该武器将成为俄罗斯战略威慑武器库中的最新“撒手锏”。

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