九九精品综合人人爽人妻,日本最新不卡免费一区二区,最新日本免费一区二区三区不卡在线,日韩视频无码中字免费观

關于我們 | English | 網(wǎng)站地圖

  • 您現(xiàn)在的位置:
  • 首頁
  • 新能源
  • 其他
  • “核動力飛機”構(gòu)想:“綠色”核聚變提供電力

“核動力飛機”構(gòu)想:“綠色”核聚變提供電力

2016-07-18 11:02:24 威鋒網(wǎng)

據(jù)國外媒體報道,有這么一架飛機,只需三個小時便能把你從倫敦送到紐約。雖然時速高達每小時2300英里(約合3680公里),大西洋在你下方倏忽而過,但旅行體驗依然舒適,頭等艙甚至算得上奢侈。

這架飛機名叫“閃光獵鷹”,看上去就像視頻游戲《光暈》(Halo)中的宇宙飛船一樣。它可以填補上超音速協(xié)和式飛機自2003年退役以來的空缺。不過,目前原型機還沒有制造出來,這款飛機的設計還僅存在于西班牙設計師奧斯卡·維納爾斯(OscarVinals)的想象之中。2014年,他還為BBC的“未來”(Future)頻道設計了一款“鯨魚形狀”的巨型客機。

按照維納爾斯的設想,“閃光獵鷹”將能攜帶250名乘客,飛行時速為3馬赫,機身長度比協(xié)和式飛機長130英尺(約合39米),翼展更是協(xié)和式飛機的兩倍。飛機引擎甚至可以傾斜20度,以便讓飛機像直升機一樣垂直起飛和降落。

“閃光獵鷹”的核心部位更采用了革命性的設計:飛機中安裝了一個核聚變反應堆,利用核能為六臺電動發(fā)動機提供飛行動力。“我認為核聚變會成為未來獲取大量電力的最佳來源,”維納爾斯說道,“同時它還很‘綠色’,不會產(chǎn)生危險的廢棄物。”

“如今,我們已經(jīng)對核聚變的原理有了清楚的認識,而且有很多這方面的研究,比如托卡馬特核聚變裝置(Tokamak)、國際熱核聚變反應堆項目(Iter)、還有仿星器(Stellarator)等。我相信在接下來的五到七年之內(nèi),我們就能建成第一座穩(wěn)定的、可用于生產(chǎn)的核聚變反應堆了。”

不管我們短期內(nèi)究竟能否找到價格低廉、儲量巨大的能源,維納爾斯的設想重新喚起了飛機設計師們自上世紀50年代以來就有的夢想——把核反應堆安裝到飛機上。

核裂變反應堆的發(fā)明不僅為千家萬戶帶來了低廉的能源,也對船只做出了貢獻。上世紀50年代,首批可以安裝在船上的小型反應堆開始投入使用。而僅僅過了幾年時間,它們的體積便進一步縮小,在潛水艇上也找到了自己的用武之地。

上世紀50年代是航空器設計的黃金時代之一,科技取得了巨大進步,不僅推動了戰(zhàn)后世界的商用飛機市場發(fā)展,還在冷戰(zhàn)中發(fā)揮了自己的作用。隨著美蘇之間的緊張局勢不斷加劇,美國希望能進一步增加遠程核轟炸機的飛行距離,以增加自己領空的防御能力。

從理論上來說,核反應堆一次可以在空中待上數(shù)月之久——只要你的飛機夠大,機組人員可以輪流值班就行。但英國航空航天技術研究所的西蒙·威克斯(SimonWeeks)指出,在飛機上安裝核裂變反應堆會帶來一系列的問題。你不僅需要一個“閉環(huán)系統(tǒng)”(即能夠重新利用廢棄燃料的反應堆),還需要大量的防護材料。“核裂變會產(chǎn)生大量中子,而中子會對人體造成很大的傷害。”威克斯說道。


圖為美國空軍正在觀看安裝了核反應堆的B-36轟炸機。


B-36轟炸機單獨執(zhí)行過幾十次飛行任務,但核反應堆從未真正在飛行時為其提供動力。

西方唯一的核能飛行器是50年代早期的一架經(jīng)過改造的B-36轟炸機。這架飛機本就體積巨大,為了擋住輻射,它又額外增加了11噸的重量。雖然它飛行了47次,但上面裝載的核反應堆僅在測試時得到了使用,并未真的用來為飛機提供動力。

核裂變飛機存在的巨大風險阻礙了它的進一步發(fā)展。雖然軍人們可能會依從指令,駕駛核能飛機,但乘客們似乎不會愿意坐在離核反應堆僅幾米之遙的地方。核能商用機目前仍然僅存在于藝術家的想象之中,也許要再過50或100年才能變?yōu)楝F(xiàn)實。

不過,維納爾斯的概念機并不是靠核裂變供能的。“人們常常將‘核能’視為危險的東西,但核聚變并不危險。”核聚變并不會像核裂變那樣,形成鏈式反應,而是將兩個或兩個以上的原子合成一個更大的原子,在創(chuàng)造更多能量的同時,還不會產(chǎn)生任何污染物。

雖然核聚變目前從技術上來說還難以實現(xiàn),但維納爾斯并未被此嚇倒。像“閃光獵鷹”這樣的理念不需要受到現(xiàn)今科技的限制,因為這些理念的一部分作用便是讓我們想象,利用我們尚未掌握的科技設計出的產(chǎn)品會是什么樣子。


美國的XB-70轟炸機將成為又一架用于核試驗的轟炸機。

不過,我們離核聚變還有一定距離。“我們還要至少50年才能實現(xiàn)核聚變。”威克斯說道。例如,核聚變反應堆目前還在試驗階段。國際熱核聚變反應堆此前正在法國建設之中,還需要10年左右才能激活。就算這樣的反應堆可以投入實際使用,能夠產(chǎn)生和預期一樣便宜、干凈的能源,還會有一系列問題需要解決。

“等到那時,我們的挑戰(zhàn)將會是如何縮小反應堆的體積和重量。”威克斯說道,“上世紀40年代至80年代,核裂變技術取得了巨大、相對較快的進展。而從50年代開始,我們就一直在研究核聚變,到目前為止還沒有造出可以投入實際使用的反應堆,并且還需要20或30年才能實現(xiàn)這一點。”

威克斯表示,制造一臺可以為飛行器(比如像維爾納斯設計的超音速飛機)功能的便攜式核聚變反應堆要比制造三倍音速飛行的客機困難得多。人們對代用燃料寄予厚望,例如,噴氣機引擎使用的航空煤油就是一種有著多種用途的推進劑。“它是一種制造其它能源的絕佳媒介。它的能量密度很高,易于控制,而且在多種溫度條件下都有出色的表現(xiàn)。”威克斯說道。

“它不僅能用作燃料,還能當作冷卻劑、潤滑劑、甚至液壓用油等等。”氣候變化或許是為航空器尋找代用燃料的重要原因,但為使飛機高速飛行所需的能量極為巨大。像“陽光動力號”太陽能飛機上安裝的那種電池產(chǎn)生的能量僅僅為同等重量的煤油的20分之一。

也許在下一個世紀里,核聚變飛行器依然難以實現(xiàn)。威克斯認為,我們更有可能采用混合供能的方式。例如,我們采用的推進器也可以幫著制造能量,然后將這些能量儲存起來,用于飛機的起飛。

就今天的技術而言,“閃光獵鷹”一時還難以實現(xiàn)。但縱觀整段航空史,有太多的成就都是一度被視為不可能實現(xiàn)的。也許有一天,核聚變也會成為這些成就中的一員。




責任編輯: 李穎

標簽:“核動力飛機”,“綠色”核聚變