在核动力的1958年福特核子不可能的梦想

连续行驶5000多英里而不停下来加油,听起来像是50年代狂热的梦想——因为确实如此。

通过 詹姆斯Gilboy | 更新 2021年7月6日上午11:13
在核动力的1958年福特核子不可能的梦想
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1958年,福特向世界展示了一辆从未见过的汽车,一辆由小型核反应堆驱动的汽车。福特核子(Ford Nucleon)被命名为一款能够在两次加油之间行驶超过5000英里的汽车,迎合了战后对便利的痴迷,自那以后,这种痴迷一直主导着美国的消费主义。就像其他一些本世纪中叶的核幻想然而,核子从未实现,部分原因是我们至今仍在努力解决的工程问题。

在我们研究为什么核子永远不可能成为核子之前,让我们先从它滑稽可笑的尺寸开始,更好地了解一下汽车本身。福特的媒体材料预计,Nucleon长200.3英寸,宽77.4英寸,与新款福特Maverick紧凑型皮卡一样长,但略宽。据说它的屋顶只有41.4英寸高,比它高不到1英寸传说中的福特GT40

1958年福特核子概念车,福特

不过,到目前为止,它最愚蠢的比例应该是它的轴距,据说只有69.4英寸,几乎比第一代Mini短了一英尺。据推测,它的车轮间隔太近,安装在船尾很远的地方,以支撑其机载反应堆的重量,这将机舱推到前轴前面,类似于另一款中置引擎的福特怪车

福特将核子反应堆称为“动力胶囊”,它想象有一个容易维修的放射性核心。这将为“电子变矩器”提供电力,可能是一种类似于串联混合动力的电动马达-发电机结构。

1958年福特核子概念车,福特

对于1958年的美国人来说,他们中的一些人在那一年第一次使用了核反应堆,戴着棕色眼镜的工程师们想出了一种方法,将这项技术缩小到汽车规模,这肯定是一个时间问题。然后,他们设想,像福特核子这样的汽车可以找到通往经销商的途径。

但是福特的核子概念在1958年之后几乎消失了,因为核能技术远没有准备好为大规模生产的乘用车提供动力。

如前所述欧宝娱乐怎么样阿拉巴马大学亨茨维尔分校推进研究中心副主任、系统工程学教授兼杰出学者L. Dale Thomas博士说,汽车级反应堆的问题不在于安置放射性核心,而在于处理它释放的能量。

1958年福特核子概念车,福特

托马斯博士告诉我们:“小型核反应堆的堆芯本身(包括屏蔽层)确实可以装进一辆个人汽车的发动机舱,这将产生足够的能量为一辆个人汽车提供动力。”“然而,困难来自于能量转换问题。核反应堆将产生热能,需要将热能转化为机械能。”

在一辆汽车里,既有内燃机,也有核反应堆有同样的工作,那就是把热能转化为机械力;变成马力和扭矩。反应堆很难有效地完成这项工作,因为它们产生的热量通常用于将水烧开成蒸汽,并使连接在发电机上的涡轮机旋转,发电机产生电力,在这种情况下是为车轮提供动力的马达。因为这种方法涉及一系列的能量转换,从热力到机械力,然后是电能,再回到机械力,它带来了额外的低效率。

“能量转换就像机场的货币兑换一样——你总是输,”托马斯博士打趣道。

即使在一个简单的系统中,将蒸汽轮机换成简单的热机,多余的热能仍然必须排出,这是内燃机正常运行的一部分。

托马斯博士继续说道:“对于ICE来说,大部分废热通过废气处理,剩下的由散热器处理。”“由于核反应堆的工作流体没有被耗尽,而是被回收(想想你家或汽车的空调),废热必须通过一个或多个散热器排出。”

“处理能量转换和废热处理是该系统的所有其他要素,这对在个人车辆中使用核反应堆提出了挑战。”

由于这些原因,个人汽车规模的核能在当时是不可能实现的,而在任何规模的生产中,像福特这样的公司今天仍然不可能实现。

“如此小规模的移动核电在50年代是不可行的,”托马斯博士总结道。“而不是由于小反应堆本身,我们现在知道如何建造和控制参考美国宇航局的“壳壳”项目而是热能到机械能的转换,以及在个人车辆的几何结构内废热的处理。另外,在能源部美国的小型模块化反应堆项目,核工业正在研究如何大规模生产核反应堆。”

“(福特)可能乐观地认为,能量转换技术将会大幅提高(我们今天仍在追求能量转换的突破),而这款概念车的几何形状让我猜测,他们(应该)在金属板下藏了很多散热器。”

但那块金属板从来没有真正被冲压出来过。一位福特公司的档案保管员告诉我们,“核子”汽车只存在过八分之三比例的模型,这证明福特更关心的是如何回答核动力汽车的问题而不是顺其自然工作

毕竟,这只是一辆概念车,从着迷于原子能的上世纪中叶的美国人的视角来看,这似乎是合理的。当然,概念车是(通常)的设计不是为了迎合我们的实用主义,而是为了激发我们的想象力,正是想象力让我们满怀好奇地展望未来。

对作者有什么建议或问题吗?你可以在这里找到他们:james@thedrive.com

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