原子也疯狂——冷战时期美苏两国的核动力飞机计划

万磁王

　　1957 年 12 月，在革命热情的鼓舞下，设计局干脆放弃第一稿的设计，又完成了新飞机的设计。这次的代码也变了，叫 M-50。M-50 的尺寸在 M-60 的基础上进一步缩小，改用三角翼并将发动机移于置于翼下挂架，动力系统的辅助部分以尖端吊舱的形式布置在两翼。 经过广泛的测试，米亚西舍夫局选定了定了合适的反应堆。这种动力十足的战略轰炸机速度可达 1,989 英里/时，作战半径 15,500 英里和升限 65,600 英尺。看上去一切至此都很顺利，但不知是苏联更加愿意相信图波列夫设计局，还是 M-60、M-50 制造难度过大，两种方案于 1959 年取消。

带有核动力方案的 M-50

万磁王

　　这是留里卡为米亚西舍夫设计的核-涡喷发动机 СКБ-500。苏联工程师们对几种类型的核动力发动机进行了测试，包括冲压发动机，涡轮旋桨发动机机和涡轮喷气发动机。工程师对各发动机的不同传输机制进行了反复测试，其中重点验证各方案转递核反应堆产生的热能的情况。经过广泛的试验和各方案发动机、传送系统之间的反复对比，苏联工程师们的结论是：直接循环的涡喷发动机是最好的选择。设计人员决定采用直接循环的方式进行能源传输方式。这种方法将使用反应堆作为动力装置的能源，以取代喷气式发动机使用的燃烧。
　　在直接循环能量传输装置内，进入的空气进首先入涡喷发动机的压缩机，然后，通过一个引导空气通往反应堆堆芯的通风道。这个时候通入的空气中作为反应堆冷却剂的同时正在不断升温。离开后核反应堆堆芯后的空气又回到另一个通风道，并从那里经由发动机的涡轮喷出。

发动机结构：1-电启动，2-控制阀，3-冲压发动机管外壳，4-压缩机，5-燃烧室，6-飞行控制系统，7-燃料组件

在第一稿的 M-60，采用了如下设计方式来分布发动机和反应堆：1-机舱控制，2-反应器，3-发动机

后来修改的设计

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　　M-60 设计采用四台核发动机，为了减轻核辐射对机组人员的影响，发动机分成上下两层，并排安装在飞机尾部的隔离舱里。导弹和炸弹则直接安装在悬挂架上，部署在机舱内部。

人员的防护更是重点，因此两家设计局都做了大量工作，最后的乘员舱成了下面这个样子：1-仪表板，2-弹射舱，3-逃生舱口，4-舱口进出座舱和弹射位置，5、6-铅防护层，7-舱门驱动系统

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　　尽管 M-60、M-50 被停工，米亚西舍夫局没有放弃，把大部分研究成果转入 M-30 计划，希望通过自筹资金完成核动力飞机项目以争取日后军方重新考虑该计划。 尽管设计局的主要精力投入在了 M-30 上 ，但为了稳妥起见，设计局沿着 M-60 的设计思路另一手推进 M-62 计划。后者于 1961 年年初完成了设计工作。设计局的执着甚至惊动了赫鲁晓夫。他听闻该项目耗资甚众而且技术难度过大后，立即要求米亚西舍夫设计局停工。1961 年年底米亚西舍夫设计局失去了 M-30 和 M-62 首席设计和生产单位的资格。这实际上宣告了两计划的“死亡”。最后，这位被任命为中央茹科夫斯基空气流体动力研究所所长的“另类”被迫关闭了设计局。

M-30 设计图

M-30 核动力发动机配置

米亚西舍夫甚至设计了水上核动力飞机的保障系统

地面核动力飞机地勤系统构想

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图波列夫的逆袭
　　同激进、前卫的米亚西舍夫相比，老资格的图波列夫则成熟的多。尽管在喷气式轰炸机的发展史上曾被米亚西舍夫超越过，但历史证明：姜还是老的辣！
　　不管是在电视、电影，还是在小说、教材上，激进者总是代表着真理和正义，而保守者总被描绘成短视和错误的。
　　20 世界 40 年代末，由于西方核武器的威胁，苏联计划研发新型远程战略轰炸机。年轻的飞机设计师米亚西舍夫支持喷气式远程轰炸机的设计方案，而以图波列夫为代表的主流航空学者却对喷气式轰炸机持怀疑态度……
　　看到这里，总觉得接下来图波列夫这类保守派必败，新生代米亚西舍夫终将赢得胜利了。事情也几乎是这样，米亚西舍夫的建议最终说服了斯大林，1953 年，红色帝国的第一架喷气式轰炸机米亚-4（北约代号“野牛”）诞生了。1954 年红场阅兵式上，米亚-4 出尽风头，让西方记者大吃一惊。
　　而涡扇发动机就是为了提高热效率的改进：气体不是直接被喷出，而是通过内涵道推动风扇转动，再由风扇转动产生的气体（流经外涵道）来推动飞机。
　　很多早期的飞机用的是活塞螺旋桨发动机，后来改成涡桨了，速度快很多，而油耗却没有明显增加，航程自然就变长了。图-95 用的就是涡桨发动机，所以航程和载重量都超过了米亚-4。
　　历史最终证明：图波列夫的“保守”判断是正确的：使用涡喷引擎的飞机面临着耗油大、航程短的局面，而使用涡桨引擎的飞机虽然速度稍差，但航程和稳定性非常高。使用成熟技术的方案优于使用“前卫”技术的方案。这一次，“保守派”胜利了，看来历史和小说还是很不一样的。毕竟小说是编的，而历史才是铁的。

比起保守的图-95，相当前卫的米亚-4“野牛”轰炸机

后期的米亚-4，沦为暴风雪和火箭燃料的背夫

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　　图波列夫局深知任务的复杂性，局内专家组估计，制造一架原型机要长达 20 年的时间！因为很多技术还不成熟或是存在研发难题，所以飞机真正成型有待时日。 他们认为第一架试验性质、以核动力作为辅助动力的飞机直到 20 世纪 70 年代末或 80 年代初才能升空。设计局目前方案的目的在于探索有关技术的可行性。1955 年末开始， 设计人员开始第一阶段的设计和测试一个小型核反应堆。在 1956 年 3 月，苏联部长级会议指派图波列夫局尽快生产飞行试验平台。图波列夫工程师的决定将现有的图-95M 轰炸机进行改装，改成一个“飞行的核实验室”。最终图-95LAL 横空出世。
　　到 1958 年，核反应堆安装完毕后，飞机准备进行地面阶段测试。在 1958 年夏季的一段时间，核动力装置开始测试。测试不久后，设计人员惊喜地发现反应堆功率达到先前设定的要求。专家组当即决定开始着手准备飞行试验阶段的工作。在 1961 年 5 月至 8 月间，图-95LAL 完成 34 次试飞任务。

第一架图-95LAL，代号 119

同其他图-95 改形不同，注意这架图-95 的机身中断段有一个隆起的鼓包，这就是安装核反应堆的位置

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　　所有的试飞中，图-95LAL 的核动力装置均处于关闭状态。试飞主要目的在于获得改装后的飞机的各项飞行参数，以验证该机是否适合作为最终的核动力装置搭载机。 大量的液态钠，氧化铍，镉，石蜡和上等钢材被用于制作防辐射座舱的隔板——保护飞行员免遭致命辐射的核心部件。结果很令图波列夫设计局振奋。经仪器测算，座舱内的辐射水平较低，这为设计局设计一个更加能满足实战要求的新机体铺平了道路。下一阶段的方案是产生一架新的验证机。这次的设计从一开始就将核能作为其主要的推进力量。这架新的验证机编号 119，是在图-95 的基础上设计的。
　　与普通图-95 的主要的区别是：它的四个发动机中有两个为安装了新式热交换器的 NK-14A 涡轮旋桨发动机。NK-14A 是一个非常类似直接循环式的引擎。其主要区别在于空气通过压缩机后，并没有通向反应堆，而是直接通向热交换系统。与此同时，核反应堆产生的热量以流体的形式通到热交换系统。 这两股力量相结合后将使发动机生产所需的推力。其他两个舷外引擎为 NK-12M。

位于外侧的 NK-12M 发动机

NK-14 发动机原理

图-95LAL 的发动机和反应堆配置图，其中的管路是热传递系统

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　　在库兹涅佐夫设计局研发发动机的同一时间，119 号飞机的原理图绘制完成。图纸上显示内部弹仓将放置反应堆。从反应堆到发动机的连接管道贯了穿主机身，然后向上岔开铺设到两翼，最终直接连通两个 NK-14A 发动机的热交换器。图波列夫估计，到 1965 年年底，119 号将进行机场起降试验。试验结束后，119 号的混合发动机组被换成了四个清一色的 NK-14A 发动机。这次更换的 NK-14A 不同于早前试飞时使用的。新发动机改自图-114 商务班机使用的 NK-14A。
　　然而，原图纸并没有因 119 号换装发动机而作任何修改。也许这个小插曲似乎暗示了整个计划陷入了停滞状态。 在 1966 年 8 月，因为预算限制和各大设计局接手了开发新的常规飞机的设计任务，费时费力，又不很安全的图-95LAL 项目走到了终点。取消该计划并不意味着苏联终止了它的核动力飞机研究项目。因为同时期，其他的核动力飞机项目并未下马。比如说稍后于 119 号实施的 120 号项目。120 号不同于 119 号，它是核动力超音速轰炸机项目的验证机。

这是 4 台发动机全部为 NK-14 的后期设计

这两张图就是安装在机身中部的反应堆，此时处于拆卸状态

这里悬挂的不是副油箱，而是辐射探测器

万磁王

　　围绕这一项目，苏联作了大量的研究。苏联将主要精力投到了新式涡喷发动机的研发和核反应堆系统的重新布局的研究。新设计的系统被要求能够给机组人员和机载的航电设备系统提供更多的保护。120 号预计安装库兹涅佐夫设计局新设计的两个涡喷发动机。这一次反应堆的安装不同于 119 号的做法，而是安装在了机尾。道理很简单，反应堆离座舱愈远愈好，是减小辐射对机组人员危害的最易行之法。 机组人员包括飞行员，副驾驶员和领航员，他们的席位均置于一个沉重而密闭的辐射屏蔽铅座舱内。120 号采用 45 度后掠翼，后掠尾翼和前三角起落架的设计。从外型来看，与先前采用传统动力的图波列夫系列轰炸机相比，120 号并不显得臃肿。 图波列夫设计局的目标是在 1970 年代后期完成所有研发和测试工作，并随即投入使用。很遗憾，120 号没等到那一天。和 119 号同样的原因，120 号项目在 119 号下马后即被取消。这架连样机都没造出的 120 号的长空搏击之梦只能尘封于泛黄的设计图纸中。
　　图波列夫设计局又做了下一步的尝试。它就是 132 号。不过 132 一般被认作是攻击机，而不是计划要求的轰炸机。这次的动力装置的安置与 120 号相似，反应堆装在了机尾，位于两个涡喷发动机之前。并且整套动力系统全部放在了机尾，不像 119 号和 120 号仍有不少辅助部件安装在全机的各处。这次发动机的运转既可以采用常规的煤油又可以由核动力实现。不过，苏联设计师只打算将煤油用于飞机的起飞和着陆。所有的煤油灌注在反应堆前的一个特制柜型容器内。飞机机内其他部分几乎与 120 号一样，但右翼内部做了一些修改。
　　132 号预计采用三角翼，这很可能是被认作攻击机的重要原因。尾翼同样采用后掠设计，水平安定面位于翼顶。 技术上的难题很快让 132 号走入了死胡同。132 号项目于 60 年代中期被取消。 图波列夫设计局的最后一次努力是一个连图纸设计尚未完成的飞机。该机计划设计为远程超音速轰炸机，旨在与美国康维尔公司的 B-58 中型轰炸机相抗衡。
　　然而受经费、技术、安全等多种因素影响之下，到 60 年代末苏联的核动力飞机热情终于消磨殆尽。苏联决定终止一切上马的项目，同时放弃已成果颇丰的可行性研究。总的说来，计划终止更深层次的原因是同时期苏联核潜艇上搭载的更精确和更便宜（相对核动力飞机的研发）的洲际弹道导弹的核打击能力已成形。对实行计划经济的苏联来说，强化已具有的水下核打击能力比继续在核动力飞机这个项目烧钱更为划算。

轰炸机驾驶舱内的仪表板

轰炸控制台，保留了原来的系统，但实际上没有使用过

唯一一架被改造成图-95LAL 的图-95

2 种核-喷发动机：上图为摇摆式，中间为同轴式，下为地面测试情景

图-95 核动力轰炸机的几种设计方案

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尘封的梦想
　　但是到了 70-80 年代，苏联又打算重新启动核动力飞机设计，不过这次的主角不再是轰炸机，而是运输机。这次换成了安东诺夫设计局，他们在一架安-22 上进行了实验，不过实验结果直到今日也没有公开，只有一张模糊不清的照片。

更加神秘的核动力运输机安-22