核动力飞机是指利用核能作为飞机动力来源的飞行器，其核心构想是通过核裂变产生的高温加热压缩空气，以替代传统燃料燃烧为动力来源。与依赖煤油、航空汽油等化石燃料的传统喷气发动机不同，核动力飞机试图突破续航时间和燃料限制，实现超长距离、超长时间的飞行能力。在冷战期间，美国和苏联分别投入大量资源，展开了核动力飞机的研发活动，试图打造具备战略威慑力和持续空中巡逻能力的核动力轰炸机。核动力飞机的研究最初始于20世纪40年代末到50年代，正值核能技术迅速发展并开始应用于军事和民用领域的阶段。美国启动了代号为“航空器核能推进”（Aircraft Nuclear Propulsion, ANP）的项目，继承早期的核能动力军用项目“航空核能”（Nuclear Energy for Propulsion of Aircraft, NEPA），目标是设计核反应堆驱动的喷气发动机。与此类似，苏联也展开核动力飞机的相关试验，研制“飞行核实验室”以及计划将核反应堆安装于战略轰炸机上。
美国在核动力飞机领域的实验中，代表性的飞机是改装自B-36轰炸机的NB-36H。虽然该机装载了搭载核反应堆的特殊隔离舱，用以测试核反应堆及其辐射防护技术，但实际上核反应堆并未连接发动机，飞机依然通过传统燃料提供动力。NB-36H项目的目的是验证在飞行过程中核反应堆对机组人员和环境的辐射安全屏蔽效果。1961年肯尼迪政府结束了核动力飞机的研究项目，认为其技术挑战巨大且战略意义趋于减弱。核动力飞机的难点之一在于核辐射防护。核反应堆产生的中子和伽马射线等辐射需要最严密的屏蔽措施，以避免对飞行员、乘员和地面人员造成伤害。
然而，强有力的辐射屏蔽往往意味着极重的屏蔽材料，如铅和重金属合金，这给飞机增加显著的重量，影响飞机性能和经济性。此外，核动力飞机面临极高的安全风险。飞机如发生事故坠毁，带有活跃核反应堆的核动力飞机可能引发严重的放射性污染，给环境和民众带来长期危害。核废料处理、安全事故应急措施等问题一直是核动力飞机项目难以逾越的障碍。经过多年的技术测试，美国研发了直接空气循环和间接空气循环两种核动力喷气发动机原型。前者通过直接将核反应堆加热的空气送入喷气发动机燃烧室，提升推力；后者则采用热交换器间接传递热能，增加安全距离。
这些实验引擎在地面完成了相关测试，展现出一定的动力潜力，但始终未能通过飞行试验完全验证。美国的Project Pluto项目致力于开发核动力的冲压发动机，这种发动机主要用于无人驾驶的低空高速巡航导弹。虽然该项目在地面测试中取得了突破，但由于安全和政治原因，在1964年被迫中止。苏联方面，核动力飞机的代表性研究成果是基于长程战略轰炸机Tu-95的飞行核实验室Tu-95LAL。该机在1961年至1969年间进行了约40次试飞，旨在测试飞行中核反应堆的辐射问题。尽管获得了飞行经验，但该项目因为技术复杂和安全风险未能发展成实用机型。
苏联还规划了Tu-119核动力轰炸机及Tu-120超音速核动力轰炸机等设计方案，但未能进入试制阶段。进入21世纪后，核动力技术与军事武器再度结合。俄罗斯宣布研发9M730“暴风雨”（Burevestnik）核动力巡航导弹，宣称其装载的迷你核反应堆能保证极长射程，并具备突破现有防空系统的能力。这种基于核能的巡航导弹标志着核动力飞行技术的现代应用方向，虽然相关性能和可靠性仍在评估之中。现代核动力飞机的研究面临更加严峻的国际监管和环境标准，公众对于核安全的关注也促使核应用的透明度和安全保障得以强化。航空动力结构的不断优化为核动力技术留下一些发展的想象空间，如结合先进材料、核小型化技术和智能控制系统，未来核动力或许能为某些特殊领域的航空长航时任务提供能量解决方案。
核动力飞机的历史，是科技极限挑战与战略需求交织的产物。它代表人类对更高效、更持久航空动力源泉的探索精神。尽管现实应用受限，但其推动了高温核反应堆、新型材料及辐射防护技术的发展。未来，随着核能技术的安全和环保提升，核动力或将重新焕发活力，不仅限于空中，也可能扩展至太空航行和深海探索领域。总的来说，核动力飞机体现了航空与核能两大领域的跨界融合。它既是冷战时期战略科技角逐的象征，也为今后探索核能多样化应用提供启示。
不断变化的全球能源需求和环境考量，将引导核动力航空技术朝着更安全、经济与环保的方向迈进。
