How föreslog Northrop Grumman att Global Hawk skulle bli kärnkraftdriven?

7

Efter att ha läst detta svar såg jag avsnittet om nyclear kraft i Wikipedia-artikeln på Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk:

Nuclear power

Sandia National Laboratories and Northrop Grumman have studied the possibility of equipping the Global Hawk with a nuclear power plant with US Air Force Research Laboratory funding. A nuclear powered Global Hawk would have a very large range and endurance, and more power for on-board systems. Apart from the technical feasibility, the major drawback however is the fact that drones sometimes crash. So whether this type of propulsion will ever be used on Global Hawk (or any aircraft) is questionable.64, 65

Dessa referenser ger inte några uppgifter om planen.

Radioisotop termoelektriska generatorer eller RTG kan säkert vara tillräckligt kompakt och generera hundratals watt eller mer, men jag don ' t vet om de kunde producera tillräckligt med ström för att köra en elektrisk motor.

Var idén att använda elektrisk framdrivning, eller på något sätt generera drivkraft genom direkt uppvärmning av luften? Eller något annat?

Kärnkraftsflygplan är vanligtvis tänkt som ganska stort, så förslaget om att lägga till kärnkraft till en global hack kan ha varit väsentligt annorlunda.

    
uppsättning uhoh 28.03.2018 07:26

2 svar

4

Jag hittade inga direkta bevis för att Northrop Grumman faktiskt föreslog en kärnkraftsdriven global Hawk.

Citation 64 (2 april 2012) i frågan hänvisar inte till en kärnkraftsdriven global hack, bara "dronor". Den bildade Global Hawk var uppenbarligen bara en illustration.

Citation 65 ( Augusti 2003?) I frågan hänvisas en kärnkraftsdriven Global Hawk:

The US Air Force Research Laboratory has funded at least two feasibility studies into nuclear powered versions of Global Hawk., [sic] which could extend the vehicles flight time from hours to months.

Men det här augusti 2003-sidan (ovan) verkar kopieras från en tidigare februari 2003 artikel i New Scientist (nedan):

The US Air Force Research Laboratory (AFRL) has funded at least two feasibility studies on nuclear-powered versions of the Northrop-Grumman Global Hawk UAV (pictured). The latest study, revealed earlier in February at an aerospace technology conference in Albuquerque, New Mexico, concluded that a nuclear engine could extend the UAV’s flight time from hours to months.

Det här är enda hänvisningen till en kärnkraftsdriven Global Hawk jag hittat. Jag är inte säker på att det här är en pålitlig källa, dock av två skäl. Först publicerades denna artikel 2003, bara fem år efter att Global Hawk började flyga. Det är inte mycket tid för AFRL att genomföra två genomförbarhetsstudier för kärnkraftsdrivna globala hökar, men inte omöjliga. Jag har inte kunnat hitta dessa studier. Det är möjligt att dessa studier var för kärnkraftsdrivna ISR-droner i allmänhet, inte Global Hawk specifikt. För det andra refererar New Scientist-artikeln till en problematisk studie av Carl Collins om att använda en metastabil nukleär isomer av Hafnium (Hafnium-178m2) som en gamma / värmekälla genom att använda xrays för att inducera övergångs- / gamma-frisättningen. Påståendet har sedan dess missbrukats (även om detta inte kan ha varit uppenbart vid tidpunkten för offentliggörandet). Jag säger inte att författaren är opålitlig (han verkar som en anständig STEM-författare för MIT Tech Review och Scientific American), men han verkar inte ha en bakgrund i försvar eller luftfart. Så det finns en möjlighet han conflated "Global Hawk" med "drone", vilket inte skulle vara ovanligt om även bra journalister då eller nu.

Northrops kärnkraftsbaserade UAV-arbete verkar föregripa Global Hawk:

Northrop Grumman is known to have patented a drone equipped with a helium-cooled nuclear reactor as long ago as 1986, and has previously worked on nuclear projects with the US air force research laboratory. Designs for nuclear-powered aircraft are known to go back as far as the 1950s. The Guardian

Genomförbarhet av kärnkraftsdrivna UAV

jCisco s arstechnica artikeln ger en överraskande bra översikt över kärnkraftdrivande luftfart (det finns några bilder jag aldrig har sett tidigare). De rör på ANP, Nuclear Bounder hoax, Pluto / SLAM och Putins kärnkraftdrivna kryssningsmissiler och torpeder.

Någon diskussion om kärnkraftframkallning: Varför använder flygplan inte kärnvapen framdrivning? . Jag ska bara upprepa en kommentar som jag gjorde:

@vsz the water boiler, turbines etc, have to be there and are heavy You can actually dispense with the steam turbines entirely. The HTRE series were basically modded J47s that sent air through a reactor instead of a combustion chamber. HTRE-3 pic. The whole engine+reactor assembly is actually lighter than a conventional engine+fuel, especially at long range. Rather, it's the shielding that's quite heavy. See SLAM/Project Pluto, the Mach 4 nuclear powered ramjet – Hephaestus Aetnaean Nov 28 '17 at 17:20

Northrop Grumman (tillverkare av Global Hawk) sponsrade Sandia för att studera möjligheten att använda "icke-kolvätebränsle" för en "ultrapersistent" (läs: kärnvapen) UAV. (Observera att även den här rapporten inte nämner Global Hawk.) 2012 Rapportöversikt . Citat:

Upon completion of the CRADA, Sandia provided a final out-brief to NGIS UMS [Northrop Grumman Integrated Systems Unmanned Systems]. Accomplishments: The effort concentrated on propulsion and power technologies that went well beyond existing hydrocarbon technologies. It contrasted and compared eight heat sources technologies, three power conversion, two dual cycle propulsion system configurations [indirect cycle?], and a single electrical power generation scheme [to power the ever-hungrier avionics mentioned earlier]. Overall performance, specific power parameters, technical complexities, security, safety, and other operational features were successfully investigated. Large and medium sized UAV systems [probably Global Hawk or X-47B and larger] were envisioned and operational flight profiles were developed for each concept. Heat source creation and support challenges for domestic and expeditionary operations were considered. Fundamental cost driver analysis was also performed. System development plans were drafted in order to determine where the technological and programmatic critical paths lay. NGIS UMS and SNL felt that the technical goals for the project were accomplished. NGIS UMS was quite pleased with the results of analysis and design although it was disappointing to all that the political realities would not allow use of the results.

Med denna bedömning till nominellt värde låter kärnkraftsdrivna UAV-tekniker vara tekniskt genomförbara.

Effekten är väl förstådd och föreslår ett moget / befintligt koncept (t.ex. en "konventionell" kärnfissionreaktor) snarare än ett exotiskt nytt koncept:

Basic application of the advanced propulsion and power approach is well understood

Nya kraft / framdrivningskoncept skulle troligen falla utanför ramen för denna studie, vilket låter ganska litet och begränsat till vad sponsorn potentiellt kan åstadkomma på kort / medellång sikt.

Obs! "Konventionell" används i samma mening som OP (jag hoppas): " konventionell reaktor baserad på klyvbart material ." Jag använder inte den här för att referera till en specifik reaktorgenerering, bränsletyp, bränslefas eller kylmedelstyp.

    
svaret ges 05.04.2018 02:01
2

Ett nukleärdrivet flygplan utforskades i USA, med Convair NB36H . Tanken var att använda värmen från kärnreaktorn istället för att bränna fotogen för att driva en gasturbinmotor. GE byggde faktiskt en prototyp med kärnkraftsmotorer, men den användes aldrig i ett flygplan.

NB36H hade en fungerande reaktor uppe. Många avskärningar måste läggas till för att skydda besättningen, vilket ökade avsevärt till flygplanets vikt. Dessutom kan reaktorn i händelse av en krasch släppa mycket strålning.

Sovjetunionen experimenterade också med ett kärnkraftsflygplan, Tupolev Tu95LAL . Det skulle ha använt en liknande design ... en gasturbin som använde reaktorvärmen istället för att bränna bränsle. Liksom NB36H gjorde TU95LAL många flygningar med en aktiv reaktor ombord.

Båda projekten övergavs, delvis från rädsla för att saken kan krascha över sitt eget land med massiv radioaktiv förorening, och delvis för att ICBM visat sig vara ett effektivare (och billigare) leveranssystem.

Både USA och Sovjetunionen tittade också på en kärnkraftdriven kryssningsmissil, med hjälp av en ramjet med kärnvärme. Den strålningsspår som lämnades av denna inställning under flygningen var stor, och båda undersökningarna avslutades.

På nittonhundratalet och 1960-talet gjorde båda nationerna saker med kärnteknologi som, med tanke på vad vi nu vet, verkar lite koka.

Jag misstänker starkt att eventuella försök att kärnkraft en drone kommer att stoppas av miljöskäl (i händelse av en krasch). En mer sannolik lösning på en långdistans- och långdistans drone skulle vara flyguppfyllning via en drontanker. US Navy tittar på en snygg drone tanker, för att tanka det är F35.

    
svaret ges 30.03.2018 11:59