F-15鹰式战斗机是否可以使用海水作为核反应堆的冷却剂?

擒龙书局 2024-10-05 08:50:07

为什么美国空军F-15鹰式战斗机的后水平尾翼有一个大的锯齿状不连续面?

答:F-15 鹰式战斗机是美国空军著名的战斗机,以其出色的机动性和作战性能而闻名。其显著特征之一是后水平尾翼上的锯齿状不连续性。这种设计元素通常被称为“狗牙”,对飞机的空气动力学和整体性能起着至关重要的作用。

F-15 水平稳定器上的锯齿状不连续性不仅是一种美学选择,而且是一种功能选择。这种设计有助于管理尾部表面的气流,增强飞机的稳定性和控制力,尤其是在高迎角时。

当飞机急剧机动时,气流会变得湍流并与表面分离,导致失控。犬齿设计有助于重新连接气流,在激烈的机动过程中保持稳定性和控制力。   

这一特点使 F-15 能够在不影响速度或控制的情况下进行急转弯和快速变向。增强的控制面使飞行员能够执行精确的机动,这在空中缠斗和躲避敌方火力时都是必不可少的。F-15 的设计(包括锯齿状尾翼)确保它仍然是空中最灵活、最强大的战斗机之一。

问:是否可以使用海水作为核反应堆的冷却剂?与淡水相比,使用海水有哪些优缺点?过程有何不同?

答:所有核潜艇都使用从海洋中汲取的海水作为三级冷却剂。

在这张俄罗斯巡航导弹潜艇的剖面图中,你可以看到反应堆舱的海水吸入口:

三级回路冷却二级回路中的水,二级回路使用蒸汽来驱动潜艇的蒸汽涡轮机,而蒸汽涡轮机又由实际上穿过反应堆堆芯的一级回路加热:   

次级和初级回路使用淡水,因为淡水的腐蚀性比海水小,而且您也不希望反应堆堆芯生锈,因为这意味着必须更频繁地维护高放射性反应堆,这不是一个简单的过程。

在三级回路中使用海水的优点是,潜艇环境中的海水丰富,且温度大致恒定(低于温跃层 4°C),而且海洋很大,因此温水输出不会对环境产生重大影响。

正如我上面提到的,缺点是海水具有腐蚀性——这是机械可能遇到的腐蚀性最强的天然物质——因此,任何与海水接触的东西都必须尽可能地防腐蚀,并且必须定期检查和翻新。由于三级回路不与反应堆接触,因此它不具有放射性,不需要采取特殊措施进行维护,除了偶尔前往干船坞维修外部部件。   

内陆核反应堆通常使用水库、湖泊或河流中的淡水作为三级回路水源,因为这些地方就有淡水可用,而沿海核反应堆出于同样的原因将使用海水。除了在设计回路和维护程序时考虑到腐蚀作用外,使用海水和淡水的过程没有区别。

问:第二次世界大战期间,F4U Corsair 的超长螺旋桨叶片是否提高了其性能?使用更长的螺旋桨叶片有哪些优点/缺点?

答:就是这样——全长 13 英尺 4 英寸。更长的叶片的优点:推力更大——推力更大   

意味着不仅可以快速飞行,而且还可以以更大的动力缓慢转动发动机以增加航程 - 请注意最低燃料消耗数字 - 以最大螺距缓慢转动大螺旋桨是航程的关键 - 在太平洋的长距离水上飞行中非常方便。

较长的螺旋桨也会给我们带来麻烦——将煤倒入发动机并忘记将其置于起飞俯仰(小咬合)状态,那么那个大螺旋桨就会按照我们的指示去做(抓住一大口空气),而机身则会围绕它旋转并使我们倒置。

起伏的甲板上的大螺旋桨也会导致着陆时弹起,并且螺旋桨会陷入甲板——从而导致同样的情况:   

这让我们想到了在 Corsair 上也能看到的 4 叶片螺旋桨:叶片尖端速度更低(更安静 - 不会接近超音速且不会因冲击波而失去效力) - 更容易着陆(更多间隙) - 并且更平稳(更少感受到动力脉冲)。

尽管如此,三刃剑仍是海军陆战队的主力。   

埃尼威托克上空的 VMF-113 海军陆战队 - 上图 - 他们正在缓慢转动螺旋桨(高音调)。

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