本刊编辑部
原子能的发现为人类的生活开辟了无限的能源。第二次世界大战后的十几年中,原子能的和平利用日益丰富了人类的生活。今天不但在医学上、农学上、动力上以及其他方面,原子能都得到愈来愈广泛的应用,而且我们正在向原子能航空时代大步迈进。
原子能直接用于航空就是原子飞机。所谓原子飞机,简单说来就是装有原子能发动机、利用原子“燃料”所产生的能量来飞行的飞机。
原子飞机和普通飞机有什么不同呢?它的出现又将给航空带来什么样的影响呢?
普通飞机,无论是活塞式螺旋桨的或是喷气式的,烧的都是普通的化学燃料——航空汽油、航空煤油或其他液体燃料。这种燃料发热量有限,要想得到大的功率,必须燃烧大量的燃料。而要维持飞机的高速远程飞行,就必须发动机功率很大,因而飞机所携带的燃料量必然大得惊人。这就增大了飞机的重量,反过来又使飞机的速度降低,航程减短。原子“燃料”却不是这样。像铀-235的发热量就远较化学燃料为高——高到成百万倍。1克铀-235发出的热量可达2000万大卡之多。因此,原子飞机和普通飞机不同的头一点就是航程几乎无限远,而速度又非常高,装足了原子“燃料”以后,可在天空长久地飞行。
原子飞机和普通飞机另一个不同之点,是它的构造和气动力外形,这主要决定于原子发动机的特点和高速飞行的要求。
原子能发动机在工作时会放出有害人体的放射线。必须把原子发动机尽可能地远离载人的座舱,这就使得飞机必须做得很长。同时需要在原子反应堆的四周安上防护层,以消除和减弱放射性的有害影响。防护层很重,而且常常集中在一起,这就使飞机的某些局部受力特别大,必须大大提高这些地方的强度。
原子飞机由于发动机功率很大,都是以超音速飞行的。从空气动力的观点看,这和低速飞行有显著的不同,例如机翼前缘做得很尖削,整个飞机外表非常光滑等,因而原子飞机的气动力外形也和低速飞机有很大的不同。
由以上我们可以看出,原子飞机具有和普通飞机不同的特点,在科学和技术上,也要求更高的水平,目前还存在着许多困难。
比如原子发动机的防护层就太重,如用普通的材料,像铅、水泥、或钢板等,防护层的总重量可达几十吨。倘若能找到防护效能更好更轻的材料(如某种硼和铝的合金),就可大大改善原子飞机的性能。再如原子反应堆的温度很高,产生的热量通过热交换器传给工作物质,材料必须能耐几千度以上的高温,这也是个难题。
另外在原子发动机的制造上,以及原子飞机的构造和设计上,都有许多困难的科学技术问题,须待进一步解决。这就牵涉到很多科学技术部门,例如材料冶金技术、高速空气动力学、传热学、原子能科学等等的发展和进步。
以上谈的是利用原子分裂产生的能量来飞行的原子飞机。目前还有另一种热核子飞机正在研究中,即利用热核子反应——轻元素原子核的合成所产生的能量来飞行。这种能量更为巨大,甚至比原子分裂所释放出的能量还要大若干倍。而其困难也更多,例如要完成热核反应,需要几百万度的超高温。但是随着时间的进展,这种核子飞机也一定会出现。
原子飞机由于航程远,载重多,体积大,适于作成巨型远程旅客机。可以设想,一架能载上千人的巨型旅客机,载了足够的原子“燃料”(为量并不多),不断地绕着地球,以超音速飞行。人们可以乘着接送旅客的“运渡”飞机上下,作远程旅行。
在军事上,原子飞机可作成载重几十吨炸弹的超音速战略轰炸机,或载兵千名的巨型运输机。这在军事上也将起很大作用。
目前世界上科学先进的国家都在研究原子飞机。和其他尖端的科学技术一样,苏联在原子飞机方面的研究走在世界的最前列。早在1955年苏联就已开始原子飞机的研究和试制。据报导,1957年苏联就已经有一架原子飞机作飞行试验。苏联科学家预计在1959或1960原子飞机可能完成正式的飞行。目前苏联科学家和工程师不但已解决了一系列的原子飞机的科学技术问题,而且还在大力进行核子飞机的研究和试验。
美国许多部门对原子飞机也在进行研究,不过由于工作分散,进展迟缓。这些部门有“原子能委员会”、“国家航空咨询委员会”、美国空军以及一些垄断资本的大企业(飞机工厂和发动机工厂)等。这种落后的情况,连美国的资产阶级报纸也无法掩饰,不得不承认,在1960年以前美国的原子飞机无法上天落后于苏联好几年。
至于英国的情况就更差了。无论在科学技术力量和经济实力方面,所能用于原子飞机研究上的都更少,其成效也就更差。
我国原子能科学的研究已经有了一个良好的开始。在1958年大跃进中,我国建立了第一所规模很大的原子反应堆。这是世界上为数有限中的一个。让我们全体从事航空事业的人,在党的领导下,在苏联无私的援助下,鼓足干劲,努力奋战,在尽可能早的时期,使我国自制的第一架原子飞机上天。