作者：晨楓

無人機的超長航時正在改變戰場航空的面貌。無人機可以連續在高空徘徊幾天，不間斷地觀察目標，在最有利的時候引導戰鬥機攻擊，或者直接發射導彈攻擊。飛行員的生理限制已經無關緊要，無人機控制員可以輪班，只要飛機還有繼續留空的能力，就沒有時間限制。正是因爲無人機的這個特點和超長航時的巨大實戰價值，使得一個早已死寂的概念重新復活。

桑迪亞國家實驗室測試F-14電子設備的抗干擾能力

提出核動力無人機概念的是美國桑迪亞國家實驗室，作爲美國國家實驗室之一，桑迪亞負責核武器的安全性和可靠性研究（包括核武器的數學模型和核爆炸的計算機仿真）、核廢料的處理以及能源和環境問題，另外也從事計算生物學、數學、材料科學、心理學、微機電、認知科學等領域的研究。桑迪亞實驗室是40年代曼哈頓計劃時代建立的。洛斯·阿拉莫斯實驗室是美國核武器研究的主要基地，洛斯·阿拉莫斯的主任羅伯特·奧本海默一方面是研製核武器的曼哈頓計劃的負責人，另一方面兼管大量非核研究。在第一次核試爆的前夜，奧本海默帶領技術主管哈特利·羅威到同在新墨西哥的阿布奎基尋找新的研究基地，以便把洛斯·阿拉莫斯不和核武器直接相關的研究轉移過來，一方面爲洛斯·阿拉莫斯分壓，另一方面也容易避開保密研究的問題。今天，桑迪亞的ASCI“紅色風暴”是世界上最快的超級計算機之一，“Z機器”則是世界上最大的X光發生器。作爲應用核研究的領先機構，桑迪亞提出核動力無人機概念並不使人驚訝。

太陽能動力的無人機已經升空，採用碳氫燃料或者純氫燃料的無人機已經可以達到幾天的留空時間，但這樣的無人機的載重量十分有限，只能攜帶微不足道的有效載荷。另外，太陽能或者氫動力無人機的速度非常低，必須靠前部署才能及時趕到目標空域；而且只能使用螺旋槳推進，無益於隱身。機上發電能力也很有限，無法爲機載雷達、通信系統提供足夠的電力。桑迪亞提出的核動力無人機可以在30000米以上的高空留空6個月甚至一年核動力飛機，攜帶2200千克以上的有效載荷，堪稱“大氣層內飛行的衛星”。不光可以用於光學和電子偵察、戰場監視、通信中繼，還可以用於獵-殲作戰，長時間蟄伏在高空，發現目標露頭就發射導彈定點消滅。桑迪亞的計算表明，使用成本實際上低於常規無人機。

核動力飛機的概念在上世紀四五十年代曾經流行。除了顯而易見的航程優勢外，核動力可以具有超長的留空時間，這對冷戰時期大規模覈報復戰略十分有用。在大規模覈報復戰略中，可靠的核反擊是十分關鍵的。那個時代還沒有形成核三位一體，核反擊的主力是掛載核彈的轟炸機。停放在停機坪的轟炸機容易遭到對方先發制人的攻擊，但在空中不斷巡邏的轟炸機不僅極大地縮短了出動時間，還可以免遭先發制人的打擊。另一方面，轟炸機在投放核彈後，必須超聲速逃逸才能躲開核爆炸的威力。早期渦噴的油耗驚人，遠程超聲速飛行光機載燃油量就是一個不可能的任務，所以設計師們想到了核動力。

美國在1946年啓動了“核動力航空推進計劃”（NEPA），在1951年NEPA改稱“飛機核動力計劃”（ANP）。ANP包括通用電氣的直接循環方案和普拉特·惠特尼的間接循環方案，計劃用一架康維爾B-36轟炸機作爲試驗平臺，重點研究反應堆的屏蔽問題。最終研究成果將用於WS-110核動力超聲速轟炸機。

普拉特·惠特尼的簡介循環方案採用液態金屬作爲工質，流經反應堆時把反應堆的熱量帶走，冷卻反應堆的堆芯；進入相當於燃燒室的工作空間時，加熱流過的空氣，使之升溫膨脹做功。間接循環的熱效率較低，系統複雜，但核污染小。間接循環可以在兩臺渦噴發動機之間共用一臺反應堆，使系統重量和複雜性有所降低。但普拉特·惠特尼始終沒有能夠研製出能夠升空的反應堆，間接循環方案停留在紙面上。

直接循環方案把反應堆的堆芯直接暴露，流經的空氣得到直接加熱，升溫膨脹做功。直接循環的熱效率高，系統簡單，但核污染大。流經堆芯的空氣到底是否具有足夠的放射性，到現在也沒有定論。通用電氣使用熔鹽反應堆技術和液態金屬冷卻，使得反應堆具有很小的體積。通用電氣用J47渦噴發動機作爲改裝基礎，使直接循環方案具有升空能力，在1956年1月31日成功地試車。

另一方面，聯合-沃特（Consolidated-Vaught，後併入康維爾和通用動力，現爲洛克希德的一部分）吧一架B-36轟炸機改裝爲NB-36H，在機上搭載一個核反應堆，用於測試機載反應堆的屏蔽技術。NB-36H一共做過47次飛行。

洲際彈道導彈的出現使核動力轟炸機不再必要，另外由於巨大的技術困難，核動力飛機始終無法實用化。艾森豪威爾在1960年中止了ANP，但小規模研究繼續進行，直到肯尼迪上臺後，把小規模研究也中止了。在15年和10億美元投資之後，核動力飛機成爲歷史上的一段辛酸故事，兩臺核動力渦噴發動機樣機今天在阿科附近的愛達荷國家實驗室陳列展出。

除了核動力飛機外，美國還展開了核動力巡航導彈的研製計劃，代號“冥王計劃”（ProjectPluto）。“冥王計劃”的主體是採用核動力衝壓發動機的“超聲速低空導彈”（Supersonic LowAltittude Missile，SLAM）。核衝壓發動機的結構並不複雜，用核反應堆加熱衝壓進來的空氣，別的和常規的衝壓發動機沒有本質的不同。SLAM用火箭助推器起飛，達到工作高度和速度後，在遠離人煙的地區轉爲核衝壓動力巡航。核動力可以持續幾個月，所以可以升空後在待命空域徘徊，直到最高統帥部下達核攻擊的命令，才轉爲在300米高度的超低空以三倍聲速飛行，採用20多年以後纔在巡航導彈上常見的地形匹配製導系統，射程達11000公里。SLAM可以攜帶多個熱核彈頭，沿途投放。因爲核動力段主要在海上和敵國上空，SLAM的核反應堆沒有屏蔽，在覈反應堆里加熱的空氣是不是有放射性，到現在也沒有定論。實際上，在這樣的低空超聲速飛行，沿途的核輻射和音爆造成的破壞就夠大了。連帶沒有耗盡的核反應堆一頭紮下去，不要戰鬥部就夠敵人一嗆。還有人建議，核彈頭投放完後，不要直接一頭紮下去同歸於盡，在敵國上空繞圈子轉，核輻射和音爆就有足夠的殺傷力。冷戰時期的思維就是這樣的毫無人性。

SLAM的核心在小巧的核反應堆，其工作溫度達1600度，對材料的高溫強度和冷卻技術是一個極大的挑戰。反應堆採用大量只有鉛筆粗細的陶瓷質核燃料棒，委託庫爾斯（Coors）陶瓷公司製作。庫爾斯作爲陶瓷專業戶，也爲釀造業的容器大量製造陶瓷襯裏。庫爾斯後來開始釀造啤酒，啤酒逐漸成爲主業，以至於今天人們只知道庫爾斯啤酒，不知道庫爾斯陶瓷，不過這是題外話了。SLAM的核衝壓發動機的代號爲“託利”，設計中實在有太多的問題無法用理論或者實驗室試驗解答，必須作全尺寸試驗。爲了避免試驗造成核污染，特意在內華達核試驗場建造試驗設施，用長達40公里的石油鑽探時用的套管，內容450噸的空氣！試驗後，由一條全自動的鐵路將“託利”發動機運到附近的設施，由全遙控的機器人拆卸開來，科學家們用閉路電視遙控檢查發動機的部件，這都是在1961年的時候！爲了預防萬一，科學家們躲在遠處的核掩蔽部裏，裏面有足夠兩個星期的食物和飲水。

靜態的發動機試驗都要如此興師動衆，飛行試驗和實戰部署自然更加不可思議。“託利”發動機成功地在地面試驗過，但是地面發動機試驗是一個問題，實彈全程飛行試驗是另一個問題。即使在海上試驗，涉及的面也實在太大，對航船是極大的威脅。最終拋棄在海里，對環境也是極大的威脅，即使在60年代也是不可接受的。更有甚者，萬一導彈失控，這個在超低空飛行的不斷散佈核污染的反應堆可能在世界上空遊蕩幾個月之久，誰也不知道拿它如何是好。擊落的問題更大，如果不是地方，墜毀的無屏蔽核反應堆要造成嚴重的地面核污染。SLAM最終也要飛經美國和盟國的上空，對敵人和對自己是同樣的威脅，如何處置這類問題，誰也沒有答案。與此同時，洲際彈道導彈的發展意味着SLAM的概念已經過時，最後在1964年下馬。

另一方面，1958年12月1日的美國《航空週刊》報導，蘇聯已經成功地試驗了核動力轟炸機。和美國的研究機不一樣的是，蘇聯的核動力轟炸機已經實用化了。文章還有一張照片，照片上外形新穎的噴氣式重轟炸機看起來很先進，明顯和蘇聯空軍現有的任何轟炸機都不一樣。這條消息引起美國朝野一片震動，但最終被證明是一條假新聞。照片上的轟炸機是已經下馬的米亞西舍夫M-50。弗拉德米爾·米亞西舍夫是蘇聯航空界的一個異類，才華橫溢，設計的飛機新穎、異端，但極少投產，設計局後來也解散了。但米亞西舍夫本人反而去領導中央流體力學研究所（簡稱TsAGI，相當於美國的NASA）了，直到1967年再創設計局，至今還在，還是時有驚人但叫好不叫座之作。1963年蘇聯航空節時，M-50轟炸機正式展出，總算排解了核動力轟炸機之謎。不過圖波列夫設計局是研製過圖-119核動力轟炸機的。這是搭載核反應堆的圖-95轟炸機，研究重點同樣在於反應堆屏蔽。圖-119經歷過34次試飛，但大多數試飛時核反應堆關閉。60年代中期時，洲際導彈證明了無可置疑的優越性，蘇聯的核動力轟炸機研究也偃旗息鼓了。

在沉寂50年後，桑迪亞重新提出核動力無人機，當然不是對歷史的簡單重演。美國空軍在80年代曾經研製過“先進機載偵察系統”（AdvancedAirborne Reconnaissance System，簡稱AARS），這是一種傳統噴氣動力的長航時隱身無人機，用於追蹤蘇聯的機動核導彈發射系統，但在冷戰結束後計劃中止。AARS中止後，桑迪亞在90年代中期研究過用核動力復活AARS的設想，但2001年纔開始認真的研究。桑迪亞聲稱現有技術已經足夠成熟，核動力長航時無人機將不是一個科研項目，而是一個工程發展項目，只要10年時間就可以達到試飛程度。

波音的祕密研究機構“幻影工廠”參與了核動力無人機的研究。這將是一架高亞聲速的飛翼，發動機的基本概念還是基於50年代的ANP。但50年的技術進步使新一代核動力渦噴有一些顯著的差異。ANP失敗的一大原因是反應堆屏蔽太過沉重，ANP的至少一半重量都被對推進沒有作用的屏蔽佔用了。無人機使得反應堆屏蔽的要求大大降低，只需要保證機體不受到放射性沾染，與地面的距離本省就是一種有效的屏蔽。核反應堆在低功率時的放射性大大降低。桑迪亞的設計在起飛、着陸和低空飛行階段使用常規的碳氫燃油能源，怠速運轉的核反應堆的屏蔽要求很低。美國空軍的一項研究表明，“全球鷹”大小的核動力無人機之需要1225千克的屏蔽就足夠。

技術進步使得無油潤滑也成爲可能，不需要機油的磁懸浮軸承不僅適用於超高轉速和大功率，也減少了一個放射性沾染源。反應堆技術的進步也是核動力無人機的另一個動力。美國空軍和桑迪亞聯合研製的空間核能熱動力驅動（SpaceNuclear Thermal Propulsion，簡稱SNTP）技術的研究接近尾聲，這是1987年爲里根時代的“星球大戰”計劃研製的核動力火箭技術，用核能加熱液氫急劇膨脹產生推力，用於空間部署的反導彈動力。這個計劃在冷戰結束後中止了，但有關研究繼續了下來。SNTP計劃採用新型的顆粒牀反應堆（ParticleBed Reactor，簡稱PBR），採用碳-碳和陶瓷-金屬矩陣複合材料，重量只有1000千克。據說PBR“很安全”，除非直接掉在人的腦袋上，否則不會造成傷害。特殊的核燃料技術具有有機的屏蔽和可靠的熄火機制，保證在意外的時候不會發生無控鏈式反應。桑迪亞和諾思羅普的設計包括8個核動力熱源、三個動力轉換系統、兩個雙循環推進系統和一個發電系統，現在還不清初桑迪亞-諾思羅普使用了PBR還是更先進的反應堆。但早在2001年，桑迪亞-諾思羅普的提議中就指出，核動力無人機將能提供至少幾百千瓦的電力供機載系統使用，常規的使用碳氫燃油的渦噴/渦扇發動機最多隻有50多千瓦的機載發電能力，不夠越來越多的記載雷達、光電、計算機、通信和電子戰系統的電力需求。

但核動力無人機依然有政治上和軍事上難以克服的困難。由於核動力的存在，核動力無人機在基地時的處置不能和常規動力飛機相同，維修、停放都要有專門設施，警衛也要特別加強。地勤人員不僅需要常規的無人機技術支援技能，還需要接受核動力方面的專業訓練。即使和動力系統無關的系統支援人員也需要接受防輻射的專門訓練，畢竟這是近距離操作，有專門的檢測、操作和防護程序。基地需要有專門的監測系統和輻射洗消系統，防備由於系統失效或者人爲錯誤而萬一發生核泄漏事故。

在作戰使用時，核動力無人機應該避免和非核動力飛機混合出動。即使是非核動力的無人機沒有人員受到核輻射的危險，未經抗輻射加固的電子設備和精確制導武器在經受核動力無人機近距離照射後也不一定能保證正常工作。

法國“可畏”號核潛艇的核反應堆

更大的問題在基地。核動力艦艇的部署已經是一個敏感問題，但核動力艦艇的輻射屏蔽不是核動力無人機可以比擬的，核動力艦艇上常駐人員，核動力艦艇也不必近距離經過居民密集地區，這些都是可以安撫居民不安心理的因素。核動力無人機就不一樣，不光屏蔽相對薄弱，起飛、下滑路徑很可能飛越人煙密集地區，容易受到居民的反對。如果在起飛、下滑階段發生飛行事故，居民就面臨零距離核沾染的危險。

飛機都是可能失事的，無人機沒有機上的飛行員，本身的安全設計標準就較低，還由於沒有飛行員在機上應變處理而在意外情況下容易失控。美國軍方的無人機失事概率遠遠高於有人駕駛飛機。在人煙密集地區發生失事，後果不堪設想。另外一個問題是飛機故障，無法正常降落，這時就非常難辦。按照正常程序，這時應該返航，在基地迫降。常規動力飛機迫降最壞的後果是大火，核動力無人機迫降最壞的後果就沒有那麼簡單了，弄不好不光基地的人員和裝備受到損害，基地都可能被迫永久性關閉。但不在基地迫降更不好辦，沒有任何地方會在知情的情況下接受核動力無人機的受控墜毀，在公海上這麼做都要受到全世界的譴責。如果碰到像“哨兵”在伊朗那樣無控迫降的情況，就更加麻煩。置之不理不行，安全回收更難，留給伊朗那是送上門來的核材料，更加不堪設想。

核動力無人機最終或許不是一個技術問題，而是一個政治問題，在可預見的將來，這將停留在科學幻想層面，但這是不同於一般的科學幻想，是“技術上可以實現但政治上沒法實現”的科學幻想。

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