貌似……雪风里面的空中航母是全核动力？……包括推进器？

常规护航舰

那么这推进系统和这神器一个原理么……


胎死腹中的“冥王星”计划

作者：格雷克·享克


人类开启核时代以来半个多世纪已然过去，当人们享受着原子能带来的便利，而耸人听闻的三里岛和切尔诺贝利核泄漏或许只是人们脑中略显灰色的回忆片段之时，重新揭秘美国半个多世纪前最绝密的武器开发计划，更应促使我们反思以及往对技术的偏执，而技术也应该永远为人类的理智所驾驭。

对那些出生在上世纪60年代的人们而言，原子能就像普罗米修斯为人类盗来的“上帝之火”。当1945年美国人释放出宇宙最伟大的原力结束战争时，特别是鹦鹉螺核动力潜艇在50年代第一次通过北极冰盖，横贯北方航道后，原子能亦成为那个时代人们想象自由驰骋的经典主题：能够无限远航的核动力宇航飞船、核动力飞机，甚至核动力汽车都被认为将很快地制造出来。

那是个敢想敢为、激情四射的年代，各种以原子能为动力基础的工程计划层出不穷，人们原以为自己终于为无意之中释放出的最强大的自然原力找到了应用的出路，但技术的极端复杂性和应用的不可预知性却使这些工程项目大多无疾而终。比如，美国人构想的极具未来色彩的猎户座计划，就准备建造一艘利用原子弹爆炸作为动力的宇宙飞船，然而该计划却因1963年签订的核禁试条约而中途搁浅（条约规定禁止在外层空间进行核爆炸）；而另一个美国空军主导的、以原子能为动力具有无限巡航能力的战略轰炸机——B36计划，也从未飞离过跑道，国会议员们质疑这样一架核飞机如果坠毁，将给地面造成永久性的辐射沾染……

就在美国人做着有关原子能的各种美梦之时，苏联人迅速赶超了上来，苏制“伴侣号”卫星第一颗成为飞出大气层的人造物体，这极大的刺激了美国人。美国意识到苏联已在弹道导弹方面走在前头，这促使美国人更加关注能够抵销苏联优势的反导拦截系统，即便在当时反导技术非常原始。为了应对迫在眉睫的威胁，无人驾驶的核动力洲际轰炸机、核动力的低空战略导弹（SLAM）等种种到现在都匪夷所思、极端先进的武器项目都摆上了五角大楼决策者的案头。

核动力轰炸机就是上文提到的B36，而超音速低空战略导弹则是本文今天的主角，它采用***性的新型动力——核冲压式喷气引擎——代号“冥王星”计划。


“冥王星”的横空出世

冥界之神，普鲁托，是罗马神话中阴间世界的统治者，掌管着死亡和黑暗，用它作为SLAM计划的代号绝对名副其实。事实上，火车头般大小的低空战略导弹能在树梢高度以超过3倍音速的速度狂飙，在前华约高层反导系统无法企及的低空播洒死亡。冥王星计划采取划时代的核动力冲压发动机，其设计师估算，它在低空超音速飞行时的冲击波都能震死沿途的生物。此外，发动机内的核装药也是难题，平时它将辐射大量的高能伽玛、中子射线，使其维护保障成为难题；使用时发动机喷射物也富含大量放射性尘埃。意想不到的是，这竟也给武器设计师们想象的空间，他们计划以如下方式这种恐怖的武器，在其最终将氢弹投掷到目标之前，将它的弹道设计成S型，最大限度地将放射性尘埃播洒在敌国的国土。

尽管从冥王星计划的运用层面上说，它绝对是一个时代的错误，人类世界最好永远也不要有这种浑身散发着死亡气息的武器；但从技术开发层面上说，它却是各类科学家、工程技术人员眼中苦苦实现的梦想，因它它代表着前人无法企及的技术挑战。

冥王星计划始于1956年，1957年1月1日，美国空军和原子能***会将开发任务交给位于加利福利亚州伯克利山上的劳伦斯·利文摩尔国家实验室，这对该实验室是个令人鼓舞的好消息。因为就在不久前，国会将开发原子能火箭动力的任务交给利文摩尔实验室的主要竞争对手，位于新墨西哥州、大名鼎鼎的洛斯·阿拉莫斯国家实验室。尽管如此，冥王星计划仍只是一项预研性质的工程项目，在设计成熟之前该计划不包括任何量产计划。该计划的核心，核动力冲压发动机，为利文摩尔实验室内的高级科学家和工程技术人员带来了艰巨的技术挑战。

航空冲压发动机在喷气时代并不是什么新技术，其原理和构造相当简单，空气高速进入发动机进气口，高压缩比空气在发动机被与燃料混合燃烧形成高压、高温燃气，膨胀后的燃气随即以更高的速度喷出尾喷管，以此推动航空器飞行。而核动力冲压发动器的原理也与此类似，不同的是它用核反应取代化学燃烧加热压缩空气。工程设计上的难题就在于要使核动力冲压发动器的体积、重量足够小而功率却要大到使其能进行飞行的程度；只要想想一般商用核动力装置配套的数百吨各种部件，就能想象出其技术难度。

冥王星计划要最终成功，必须在冶金技术、材料技术、先进发动机机动、控制技术等方面取得***性的技术进步。冲压发动机要能控制原子能的反应进程，必须能在极高的温度、压力以及高强度的核辐射条件下可靠工作，此外，它还要适应高音速飞行时的气动加热、震颤以及各种气象条件和低海拔高度的大气环境。苛刻的工作环境，使制造核动力冲压发动机必须完全从头开始，工程师们计算该发动机所综合承受的空气动力学压力超过当时先进最快的飞行器，超高音速的X-15所能承受压力的5倍。伊桑·普拉特，一位曾参与设计的设计师，曾说：冥王星计划对各个方面的技术要求，都达到了那个时代的极限，即便是现在很多指标也是很了不起的；而布莱克·梅伊，时任利文摩尔实验室推进工程分部的主管，在其后的回忆录中写道：研制过程就像是在挠弄巨龙的尾巴，我们随时都可能被巨大的火焰吞噬。

在电影《奇爱博士》中，一架低空突防B52的机长向他的机组保证说，尽管我们的飞机对低空突防并不拿手甚至称得上是危险，也有可能被敌人击落，但他们休想在雷达屏幕上发现低空飞机的巨型轰炸机。囿于地球曲率的影响，从低空突防至今仍是几乎所有国家雷达系统的噩梦，而冥王星计划从研发之初就将低空突防作为主要的作战方式。为了在低空达到使冲压发动机正常工作的高速度，冥王星计划中，导弹将从地面以数个常规火箭推进器加速，直至其距离远离有人居住的本国领土和它的速度达到了要求；由于核动力具有几乎无限的续航能力，导弹能够在局势紧张之前就发射升空，围绕着地球绕上数周，直到获得攻击指令后才一头扎向预定的前苏联目标。其实，除去骇人的核动力发动机，其作战原理与现代巡航导弹大致相同，导弹在陆地上以地形匹配制导方式飞行，在洋面上则使用卫星导航；唯一的区别就是它更像是分导式弹道导弹的无限巡航版本，一枚导弹可搭载数十枚，甚至更多的核弹头。如果这种作战方式成为现实，那么美国将拥有一种几乎无法被摧毁的核报复手段。

由于SLAM导弹兼具高速洲际弹道导弹和低空巡航导弹的优势，使其拥有了无可匹敌的作战性能，加之冲压式发动机结构简单、性能可靠，利文摩尔的科学家声称，如果攻克了材料和防辐射等方面的技术难关，冥王星计划将生产出可靠的核动力高速巡航导弹。当年工程项目主管、物理学家特德·黙克尔认为，冥王星简单得就是一支飞行撬棍。


“冥王星”的艰难分娩

冥王星计划的总负责人，***，作为利文摩尔实验室里最反叛、最富奇思妙想的科学家，是非常合适的。他负责整个项目的研发进程，同时也负责项目最核心的500兆瓦反应堆的设计开发工作，整个核动力冲压发动机的整合由Marquardt飞行器公司负责。至于导弹的弹体框架部分，则交由Chance-Vought公司开发和设计。

由于冲压式喷气发动机工作时具有温度越高、功率越强的特性，“温度再高些”也主成了***的口头禅。发动机的核心反应堆，代号“托瑞”，在工程人员的共同努力下终于能稳定工作在2500华氏温度下，但这距离核发动机的工作温度仍有差距。当温度更高时，托瑞的组件合金就无法维护可靠的结构强度，当时没有任何一种金属材料或合金能够经受如此高温。研究人员不得不求助于一些耐极高温的非金属质材，很快金属陶瓷组件进入他的视线，***向一家名为Coors、位于科罗拉多州的陶瓷材料公司定制了陶瓷制反应堆组件。

颇具讽刺意味的是，当冥王星计划因太过危险而最终被取消之后，这家当年为绝密国防项目配套的公司仍存在着，它的大名当然不是源自其为冥王星计划提供的陶瓷反应堆，而是其精良的民用陶瓷产品闻名于世。当年Coors公司投入巨大精力为***的项目开发了特殊的耐高温陶瓷，并生产了近50万根铅笔大小的陶瓷棍用于组装“托瑞”反应堆，后来这些材料陆续被改为民用用途，有些被低价处理给酿酒厂，用于存放葡萄酒。

温度只是托瑞克服的第一道障碍，考虑到导弹将以3倍音速穿行于低空，那里风、霜、雨、雪频繁，海面上的盐雾又是另一只拦路虎。***的团队试验了一系列耐高温、耐腐蚀的材料以适应飞行过程中的大温差、高湿度环境，尤其是发应堆发动机的尾喷口，那里的温度最高，对材料的热胀性能极端敏感。

为为解决各种工程技术问题并防止试验可能产生的不可预知的危险，利文摩尔实验室在内华达沙漠深处的无人区设定了一片特殊区域，即401区，该区域占地8平方英里专用于冥王星计划的核试验。***在401区建造了一台全尺寸的静态冲压式反应堆，用以试验各种材料和设计。由于核动力冲压发动机在高速运转过程中会产生大量不亚于核爆的致命辐射，以往常规试验的方法在这里全都无法应用，***为此设计了一整套全自动化的无人试验平台，发动机装在一辆无人平台上，由无人火车在装配厂房和试车台之间移动。装配厂房也实现了无人值守，科学家和技术人员躲在数英里之外的防辐射掩蔽所里通过监视器、机械臂完成发动机最后的拆卸和装配。为防止核发动机意外核爆炸造成大面积核沾染，掩蔽所里甚至储备了供科研人员独立生活数周的食物和饮水。装配厂房的建造也大费周章，整个建筑主体采用钢筋混凝土结构，墙体混凝土浇筑厚度达到6～8英尺，空军甚至专门买下附件的一座水泥厂和沙石料场专门为401区提供基建材料。为模拟冲压式发动机运转时所必须的高速气流，利文摩尔实验室专门建立了近25英里长、直径约2米的钢管套，用以储备数以百万磅重的压缩空气，为压缩大量的空气，实验室又从海军康涅狄格格鲁顿（Groton）的潜艇基地借来数台巨型压缩机。当全功率试验时，每秒钟就有近一吨压缩空气由逐渐收窄的钢管口吹出，以模拟冲压发动机在高速飞行时的空气动力环境，高速气流的气动加热效应甚至使管口的温度达到1350华氏度。

很快，厂房建起来了，人员、材料也渐渐齐备，冥王星计划和托瑞反应堆正式进入工程制造阶段。***和他的团队克服了一个又一个困难，研发进程稳步向前推进着。开发过程中，他们试验了所能找到的各种材料，寻找合适技术手段的过程充满戏剧性，比如发动机电动机电枢的被覆材料始终不理想；用在排气集管上的涂料也一波三折，最后工程师们偶然在一本汽车杂志的广告上找到了合适的涂料；在寻找发动机支撑填充物时，聪明的工程师用特制的樟脑丸配合支撑弹簧，樟脑在发动机起动后升华消失，完美的适应了开发的技术需要；此外，由于发动机尾部喷口温度太高，大多数热感器件在如此高温环境下不是被烧毁就是失效，***团队中的天才工程师理查德·沃纳发明利用红外辐射图谱对比推测温度的新方法。

经过近四年的艰辛努力，1961年5月14日注定将成为载入史册的日子，***和他的同事们全体集中在厚厚加固的控制监视室里，注视着试车台上自己的心血，这是世界上第一台以原子能为动力的冲压喷气引擎。历时数载的托瑞IIA型核冲压引擎将进行首次实战条件下的点火，虽然试验只持续数秒，产生的能量也只达到额定功率的一小部分，但仍不能低估它的重大的意义。美国的核工程界也都关注着试验的结果，最终试车只达到部分预期的目标，核反应堆并非像预计的那样产生链式反应，国会原子能***会的官员们担心的事还是发生了。首次试验后，***立即投入了紧张的设计改进中，很快第二台托瑞IIB型反应堆又被设计出来，它更轻、功率更高，但却未被制造。托瑞首次试验三年后，托瑞IIC型又重新被推上试车台，这次试验取得了很大的成功，它持续工作了5分钟，功率达到了513兆瓦，相当于超过3.5万磅（15.9吨）的推力，引擎运行中核辐射实际泄漏的也预期要少。试验给空军和原子能***会的官员们非常深刻的印象，一扫上次试验给项目前景带来的阴霾。

试验的成功使***和同事们欢呼雀跃，为庆祝项目取得了突破性进展，他们特地从基地附近的学校借来钢琴，在小镇上唯一的酒吧里彻夜狂欢，以至于次日早晨基地的医生们竟为解决烂醉的试验人员而忙活了整整一个上午。返回试验室后，***又重新投入设计的优化中，他们还有重要的任务，需要减轻发动机的结构重量使其能够真正飞起来。新的改型称之为托瑞III型，它能将SLAM加速到4倍音速。


“冥王星”的技术悖论

与此同时，五角大楼，冥王星计划的出资方，却重新审定了当初的研发计划和作战构想。由于这种具有绝密性能的战略武器未来只可能在美国本土发射，并经由盟国领土超低空进入苏联境内，这使美国军方规划者担心它将成为盟国的重大威胁。即便它在最终成功将核弹头投掷到苏联的目标，沿途也会给盟国带去可怕的核辐射；核辐射还只是其次，它的噪声大到约150多分贝，相比之下几年后运载阿波罗飞船飞往月球的土星5号巨型火箭发射时的噪声也只达到200余分贝，这一等级的噪声强度将震聋沿途数公里距离内居民的耳膜，粉碎房屋的玻璃……。冥王星计划由于威力过于强大，甚至使最初资助的军方也因恐惧而感到无法进行实战部署。

但最终决定冥王星计划下马的却是一个非常简单的问题，利文摩尔的工程师们沉缅于技术开发，竟无意中忽视了这个重要的前提。对于任何导弹武器系统来说，在实战部署前都需要进行实弹发射试验，对于装载了托瑞核发动机的SLAM导弹来说，实飞试验却也成为奢望。因为它的发动机就是一枚大威力核弹，即便它不装真的核弹头，也不敢真的让它飞上天空，因为一旦它坠落或意外失事造成的核辐射与一枚大威力核弹无异；而且它的试验飞行必然在陆地上进行，沿途的美国城镇和人民都会受到伤害，它就是一座空中飞行着的切尔诺贝利核反应堆。当***团队踌躇满志的准备实弹试飞时，他们终于意识到自己创造了英国女作家玛丽·雪莱小说中的怪物——弗兰肯斯泰因——一头无法控制并最终毁灭创造者的怪兽。对于这个问题，***团队在经历了最初的沮丧后，仍用纯技术思维提出过各种替代方案，但终因高度的不可预测性和危险性被高层否决。比如，他们提议将SLAM发射后设定其在内华达州荒凉的沙漠里不停的兜圈子；或是在中太平洋上威克岛进行试验，导弹以8字型进行连续试飞，如果有危险则将其沉入2万英尺深的洋底等天才计划。

至此，冥王星计划的初步成功却使事态向相反的方向发展，军方质疑是否真的需要这种过于强大的武器系统，它的噪声、光热、辐射强度将使对它的探测毫无困难，这种特性使其很难作为一种先发制人的进攻性战略武器，因为一旦发射，苏联人肯定会很快知道，而这意味着最后的摊牌，丝毫无助于改善美国及其盟国的战略态势。而且，此时空军也开始部署“阿特拉斯”和“泰坦”这类洲际弹道导弹，这些采用常规化学燃料的导弹虽然有被拦截的可能，但耗资远较冥王星计划少，可以大量装备；海军也从最初对SLAM的支持态度转变为支持新研制的北极星导弹系统。事态的发展从此急转直下，一枚5000万美元的天价更使谨慎的国会议员会质疑这种昂贵的低空战略导弹是否真的物有所值，冥王星计划已成为军方决策时的“鸡肋”，成为一件没有作战目标的超级武器。


“冥王星”计划的遗产

1964年7月1日，冥王星计划正式启动后的7年半后，美国空军和国会原子能***会正式终止了该计划。在利文摩尔实验室附近的一个乡间俱乐部，***和他的同事们回忆起七年来的日日夜夜感慨万千，他们创造了无以伦比的武器系统，开发出无数新技术和工艺，最终却被自己的成果打败。整个计划耗资约2.6亿美元，高峰时期，约有超过500多名科学家和技术人员在利文摩尔奋战。至于利文摩尔实验室的科学家，也与冥王星计划结下了不解之缘。威廉姆·奥兰，一名前主管说，那是我一生最重要的七年；强克·巴内特，一名前工程说，那时我很年轻，为它付出了我生命中最重要的时间，虽然我失去了很多机会，但我一想到冥王星仍很激动，它是我们的成果，一件了不起的伟大成就。

虽然冥王星计划从未真正飞上蓝天，但它的遗产却以另一种形式施惠于人类。开发过程中开发的新材料新技术，比如耐高温陶瓷和空间核发动机已成功运用于宇航事业；当年参与项目的大量科学家和技术人员如今都成为宇航工业的领军人物。重新回顾这段秘闻，更庆幸我们还有足够的理智去克服想象的恐惧，而它也注定会在历史上留下自己的位置。.

chrissnake

冥王星啊，被赶出太阳系了～

海因茨

我记得USAF有个神器叫做牛B-36（倾城大雾）

海因茨

我没看完就回了，发现讲的就是我说的这个牛b36

某鱼

我整个人都牛叉了……