引 言
3月1日，普京大帝在新一年的国情咨文中宣布了一个新东西：核动力巡航导弹。
大帝宣称，俄罗斯已经成功试射了这种核动力巡航导弹，并宣称由于该导弹拥有常规动力巡航导弹所不不具备的长射程，因此有能力规避开现有所有反导系统。
在演示动画中，从俄罗斯本土发射的巡航导弹，向南一路绕过大西洋上各种反导系统的探测，绕过南美洲最南端的火地岛，然后折向北，最终击中的位置显然是…… 夏威夷
一时间各种媒体犹如被打了鸡血般地兴奋起来。纷纷犹如发现新大陆一般的的对此加以报道，并在没有任何依据的情况下就在标题中大肆宣扬这是“无限射程”的导弹，满满的“吓尿体”风格。
那么真的是这样吗？核动力巡航导弹又是什么鬼？这个和“核导弹”有啥区别呢？本篇就简单的解析一番。
01 “核导弹”和“核动力导弹”有啥区别？
这是首先要弄清楚的问题，因为很多人听到这条消息的第一瞬间是迷惑不解的——核导弹又不是什么新鲜东西，几个大国的核武库里不是大把大把的吗？
其实这是因为忽略了这种“新”武器名字“核动力导弹”中的关键词——动力。
我们一般说的核导弹，指的是导弹的战斗部，也就是弹头携带的是核武器。不管带的是原子弹还是氢弹，亦或是更为特殊的中子弹或者电磁脉冲弹。只要战斗部是核武器，那么这就是一枚核导弹。
而核动力导弹则不然。他的命名不是源自于战斗部，而是由于他的导弹的推进系统，也就是除去弹头之外的火箭部分。如果用的是“核动力”的火箭，那么这就是一枚“核动力导弹”。它可以是一枚携带核弹头的核导弹，也可以是携带常规炸药的非核导弹。
总结来说，是否是“核导弹”，看战斗部，也就是弹头里面携带的是否是核武器；而是否是“核动力导弹”，则是看火箭部分的东西是常规的化学推进，还是核动力推进。
02 真的有“核动力”导弹吗？
我们听说过核动力航母，核动力潜艇，可那些都是庞然大物，装一个两个核反应堆在上面貌似还没啥问题。但导弹这玩意和他们比起来实在是太“娇小玲珑”了。难道真的有核动力导弹？
其实，核动力的导弹，或者确切的说是核动力的火箭的研发几乎是和化学推进的常规火箭是同步进行的。早在五十年代时，美苏两国都已经在核动力火箭的研发上投入了大量的精力，且几乎都造出了样品，并进行了各种地面测试。
美国“冥王星”核导弹的
核动力部分准备进行地面测试
但由于担心放射性核污染问题，以及当时核反应堆的可控性还不完善，加之化学推进常规火箭取得了相当明显的进步，因此美苏都先后放弃了核火箭的开发。
而此次毛熊“突然”宣布的核动力巡航导弹，或许一般民众会觉得闻所未闻，但其老对手美国绝对不至于“吓尿了”。因为这个玩意都是两家人早些年玩过的东西。技术上没有新鲜感，只不过貌似这次俄罗斯真的把它弄出来了。
未知的东西才让人觉得恐惧，而核动力导弹显然不具有这样的效果。
03 核动力火箭技术有哪几种？
没错！美苏两国当年不仅研究过核动力火箭，而且还研究了不止一种的形式。当年双方至少研究并实验了三种不同原理和形式的核动力火箭，而且对第四种技术也至少进行过理论研究。下面我们依次简单的了解一下：
疯狂的核爆推进型
这是所有方案中最为极端和疯狂的一个。他的原理很简单：就是向火箭后方不断的扔出并引爆小型的核武器，然后借助火箭尾部的冲击盘吸收核爆产生的冲击力来推动火箭向前。犹如大海中的水母一样，不停的一蹦一窜的前进。
这种技术的代表作就是丑陋无比的“猎户座”火箭。
猎户座火箭
猎户座火箭的设计思路是：通过不断的在火箭后方引爆小当量的核弹并依靠火箭底部的冲击盘吸收核爆产生的冲击来进行推动火箭向前飞行。
其最初的设想是起飞阶段每1秒引爆一颗100万吨当量的核弹，飞出大气层后每10秒引爆一颗2万吨当量的核弹。对此，我们只能说“没有最疯狂，只有更疯狂！”
由于在大气层中引爆核弹会造成严重的核污染问题，因此猎户座火箭随后设想通过一圈固体火箭助推器先将猎户座号发射到一定的高度后，助推火箭分离，然后就开始一颗一颗的放核鞭炮。
左侧为发射时的样子
右侧是助推器分离，准备放核鞭炮的样子
疯狂的猎户座号并没有成为现实，由于核爆炸是太过“暴力”的推进方式，美国人只利用常规炸药爆炸的方式，对缩小版的模型进行过此类推进方式的实验。大家可以通过下面的动图来感受一下这种水母式的推进。
满满的“二踢脚”即视感有没有啊。
肮脏的冲压空气推进型
猎户座号太疯狂。而且由于随后国际上禁止在太空进行核爆实验，因此丑陋的它只能无疾而终。但另外一个疯狂程度并不亚于它的项目却实实在在的进行过，这就是“冥王星核动力巡航导弹”计划。
冥王星导弹
冥王星导弹，使用的是一种叫做“冲压式核动力推进”的技术。大体原理可以参见下图：先将导弹加速到一定的速度，之后超音速进气道借助导弹前飞的速度，将冲压空气引入导弹内部，随后这部分空气将被核反应堆的产生的热量直接加热，并使得空气膨胀然后向后高速喷出而产生推力。
冥王星导弹工作原理
冥王星导弹在技术上是可行的，只需要先将导弹加速到音速或高亚音速，然后反应堆就可以开始工作，导弹前飞驱动冲压空气源源不断的进入发动机——然后被反应堆加热膨胀喷出。理论上，这种核动力的导弹可以在大气中飞行几个月的时间。
事实上，冥王星导弹当初就是这么设计的：它可以在发射后先在某个特定的空域不停的徘徊飞行几个月的时间，在接到战斗任务后则迅速飞往目标。发射自身携带的数枚核弹头。可以这么说，冥王星导弹更像一架无人核动力轰炸机。
冥王星导弹战斗假想图
但这种推进方式存在一个问题：那就是核反应堆堆芯中的放射性材料是和空气直接接触的。这种核导弹事实上是在一边飞行，一边散布放射性污染物。是一种不折不扣的肮脏式的推进方式。
但是当初在冥王星导弹研发的过程中，这并不是个问题。事实上，这种一边飞行一边散布放射性物质的特点还是冥王星导弹的一大“优势”。当初项目负责人就设想过当冥王星扔完所有携带的核弹后，还可以继续在敌国领空不断的飞行，散布放射性物质，作为一枚会飞的“脏弹”存在。
后来发生了什么故事我们不得而知，或许是找不到给冥王星徘徊几个月的空域，因为显然这一空域会被核污染的一塌糊涂，而且随着大气环流，污染物会散布全球。或许是这个方案实在太过肮脏。因此冥王星导弹的项目最终止步于地面的测试，并没有一枚冥王星实际在天空中肮脏的飞行过，可谓万幸。
而且，由于它需要冲压空气参与工作，因此注定是一种只能飞行在大气层内的火箭。在真空的环境中是没有办法使用的。
最可行的“核热”推进型
当年美苏两国研发的最深入，事实上几乎都要付诸实际的方案就是“核热”火箭。他的工作原理也很简单：
核热火箭原理
它是利用反应堆产生的热量，将携带的液氢气化并加热到超过3000摄氏度后高速向后喷出来获得推力（之所以选择液氢，是因为它的分子量最小，分子自旋导致的能量损耗最低，因此总效率最高。嗯，这部分听听就好，不用太认真研究）。
和肮脏的冲压式推动不同的是：第一，它自带推进剂，无需外界空气参与。因此可以在大气层以外飞行。第二，液氢并不直接和反应堆中的放射性物质接触，因此排放的尾流几乎是没有放射性的。
至于反应堆小型化的问题，则是通过暴力手段解决——常规的核裂变反应堆，无论是铀反应堆，还是钚反应堆，为了安全起见，用的都是纯度比较低的核燃料，通常其核燃料（浓缩铀235或钚239）的浓度只有3-5%甚至更低。而核热火箭的反应堆要求体积小、重量轻，但产生的热功率却和一座商业核电站的反应堆基本一致，那么唯一的办法就是提高核燃料的浓度。
核热火箭反应堆示结构意图
提高到多少？大概是90%，貌似不是很高啊。但请记住，核武器里面的核燃料（在核武器中称为“核装药”更确切）的浓度不过如此。也就是说，核热火箭的核燃料采用的是核武器级别的铀或者钚！也是够疯狂的。因为稍有不慎，使得核燃料彼此接触并超过临界质量的话，那么后果只有一个——一朵“漂亮”的蘑菇云。
美苏两国当年都根据上述的原理设计并制造出了核热火箭发动机，具有代表性的是美国NERVA-2的和苏联的RD-0140。
美国的NERVA-2核热火箭发动机
前苏联的RD-0140核热火箭发动机
核热火箭发动机在当时都是经过数轮的地面测试，甚至包括极限状态的熔堆测试（反应堆核燃料应超温导致熔化的测试）。技术上已经非常接近实际应用的程度。
NERVA核热火箭发动机地面测试
（尾喷口朝天）
核热火箭假想图
当时实验的结果表明，核热火箭发动机的比冲（描述火箭发动机效率的一个重要指标，不明白的同学可以参见我之前的文认准这只鹰（三）—— 鹰之心）比起化学推进的火箭发动机要高的多。事实上，六七十年代的核热火箭发动机的比冲就可以达到800-900秒。比起现如今最先进的液氧液氢发动机都还要高出一倍。也就是说，采用核热推进技术的火箭，在同等体积大小的情况下，射程至少比常规化学火箭要高出一倍以上。
然而，由于担心核热火箭发射后一旦发生事故可能导致的核污染或者核事故（想像一下一个反应堆从天而降的后果），并且当时化学火箭的技术也相对成熟起来，化学火箭发动机的推力、比冲已经足以胜任包括载人登月等任务。因此核热火箭也被搁置下来。
核离子推进型
这是之前美苏两国没有实验过但进行过理论研究的一种和推进形式。核离子推进发动机，理论上也是一种“肮脏”的推进方式：
它的工作原理近似于核热推进，只不过他是直接将反应堆中核燃料产生的放射性粒子以及被反应堆加热到等离子态的工质一起喷出获得推力。这是一种几乎只会应用在外太空的技术。它的推力或许不大，但比冲比核热推进还要高，非常适合深空探险和行星际的旅程。
好莱坞大片《火星救援》（记住这部片子，后面我还会在其他文章中反复提及这部电影）中，运行于地球火星之间的地火转移轨道上的“赫尔墨斯号”飞船采用的应该就是这种核离子推进的方法。
《火星救援》中的“赫尔墨斯”号飞船
04 俄罗斯发射的到底是什么？
回到开头，普金大帝这次宣布成功试射的核动力巡航导弹到底是什么呢？先看看画面：
据说是核动力巡航导弹发射画面
由发射时的画面来看，肯定不是猎户座那样的靠一连串核爆来水母式推进的，也几乎可以肯定不是核离子推进（因为这个完全还只是一种理论）。那么到底是核热推进还是核冲压推进呢？发射画面看不出来。
我们再看看据说是核动力巡航导弹飞行过程中跟踪拍摄的画面。
核动力巡航导弹飞行中
从这个画面来看，从导弹的外形以及尾迹来判断，都不像是冥王星那种核冲压推进的“肮脏”方式，更像是核热推进方式。
那么答案基本上可以揭晓了。俄罗斯有继承自前苏联的RD-0140核热火箭发动机的技术，可以说做出核热火箭并非不可能。那么如果这枚画面中的确实是一枚“核动力”的导弹的话，笔者认为核热推进几乎就是唯一的可能性。
那么，问题来了：核热推进的比冲也就比最好的化学火箭高一倍多，射程应该也就提高了1-2倍。虽然因此可以大大的提高绕行规避反导系统的能力，但绝对做不到什么“无限射程”。
当然，如果这真是一枚核冲压推进的导弹，那么它就可能拥有当初设想中的于“冥王星”导弹那样可以飞行几个月的能力，在这一层面上，说它是无限射程也不为过。
但从技术成熟度以及实际拍摄画面来看，至少笔者判断，还是核热推进的可能性更大。
最后，我其实很想说的是：核火箭技术，无论是哪种形式，应当且只应当应用到深空探索以及行星际甚至恒星际航行技术上。将其运用在大气层内的飞行都是错误和疯狂的。因为无论是“天上掉下个反应堆”，还是“我轻轻的飞过，留下一路的放射性尘埃”都绝对不是我们能够承受的灾难。
网友评论