核動力，是超級大國自冷戰以來一直孜孜不倦地研究的動力系統。在上個世紀50年代，美國蘇聯就曾經從事過一項瘋狂的研究，就是把核動力的飛行器上天，讓它作為動力系統推進飛行器。理論上使用核燃料的航空發動機，幾乎可以讓讓飛行器足以長時間滯空並擁有無限的射程。在2018年的俄羅斯國情咨文中，俄羅斯高調曝光瞭他們的“雨燕”核動力巡航導彈，並宣稱即將開始在堪察加半島進行實驗。這種武器據稱可以達到5馬赫以上，不僅射程無限，而且工作在高超音速上，任何防禦系統的都難以攔截。
核動力飛行器發展第一階段——核動力飛機
二戰結束後，人類開始認識到核能到巨大潛力，擁有無限航程的核動力航空發動力也成瞭熱門課題。美國從1946年開始先後啟動瞭NEPA（Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft ）和ANP（Aircraft Nuclear Propulsion）計劃，率先開展瞭這方面到研究。本質上，核動力發動機與噴氣式發動機都是遵從佈萊頓循環的熱機，都擁有壓氣機和渦輪結構，隻不過一個利用的是碳氫鍵的能量，一個是原子核裂變的能量。當時通用動力和普惠兩傢公司提供瞭2種核動力航空發動機原型，在通用的J47渦輪噴氣式發動機進行改裝。通用的構造十分的簡單粗暴，隻有一個回路，然後將燒熱的空氣絕熱膨脹後排出，從而獲得推力，但在工作過程中噴出瞭相當多的放射性物質，屬於殺敵八百自損一千；而普惠的發動機是間接空氣循環（Indirect Air Cycle），類似二回路壓水堆，先加熱金屬管路，然後通過熱傳導給二回路中的空氣，這樣就避免瞭放射性物質的排放。然而這種方式的輸出功率則遠不如第一種。
HTRE-3發動機
直接空氣循環式（通用方案）
然而美國在1956年NB-36H驗證機上進行的一系列飛行實驗中，更多的是驗證發動機工作時輻射對機組人員對影響；結果表明輻射對機組人員的健康和對機載電子設備影響太大，已經失去瞭進一步論證的意義。
B-36改裝的NB-36核動力驗證機
蘇聯的研究稍晚於美國，但遇到的問題幾乎和美國完全相同。蘇聯原計劃設計一款叫Tu-119的核動力戰略轟炸機，在tu-95機身上改裝而成，動力系統同樣由一個中心反應堆和兩臺噴氣式發動機改裝的NK-14A發動機組成。該飛機在1961年首飛，並且完成瞭40次試飛。然而其獲得結論幾乎和美國一模一樣，即這種飛機在工作時的環境根本不適合人類生存。
Tu-119的構想
核動力飛行器發展第二階段——核動力巡航導彈
在核動力飛機實驗失敗後，美國人認識到核動力飛行器的高劑量輻射決定瞭它隻能是無人操作的。1957年，美國空軍聯合美國原子能委員會啟動瞭冥王星（Project Pluto）和SLAM（Supersonic Low Altitude Missile）。SLAM是一種設想依靠超低空飛行突防的超音速巡航導彈，其結構其實是一個核動力+沖壓發動機的配置。由於沖壓發動機的工作原理，在小於3馬赫以下時幾乎無法穩定工作，這種導彈還需要在捆綁3枚火箭，當飛行器加速到3馬赫時開啟沖壓發動機並拋掉火箭。不過因為沖壓發動機常常工作在3馬赫以上，怎麼可能在超低空巡航飛行呢？所以實際上SLAM的設計指標是定在差不多35000英尺的高空巡航。
SLAM風洞模型
1961年，美國開始瞭發動機的地面試車工作，一臺Tory IIA的地面試車臺在長達40km的潤滑軌道上進行瞭試車。1964年，核動力沖壓發動機的原型機Tory IIC在滿推力下運行瞭5分鐘，獲得瞭空前成功。然而接下來，五角大樓評估後認為，該項目“挑釁”意味過濃，會激起蘇聯也進行同類武器的開發；此時LGM-30“民兵”洲際導彈已經服役，ICBM的技術路線較為成熟，而跨洲際的巡航導彈與它的定位是重合的，因此沒有必要再進行下一步的研發。
Tory IIA的地面試車圖紙
Tory IIC原型發動機
其實，即使當時的美國繼續研發冥王星項目，最終的結果恐怕也不會太好，因為當時的巡航導彈制導技術本質上與二戰時期的V-1火箭並無區別，和彈道導彈一樣，隻能使用ISN（Inertial Navigation System，慣性導航系統）。INS有一個最大的問題，就是積累誤差。因為陀螺儀本身利用重物塊的轉動慣量來提供一個恒定參考系，而陀螺儀由於微小的摩擦，重物塊加工上存在一定誤差，旋轉軸並不一定穿過旋轉軸，加上熱脹冷縮等影響，陀螺儀會隨著時間的推移產生漂移，時間越長積累誤差越大。因此一枚慣性制導的導彈當然是越快擊中目標越好。而核動力巡航導彈不過是3馬赫的速度，隻相當於3000多公裡的時速，這樣實現1萬公裡的射程就需要將近3個小時，而洲際導彈從發射到擊中目標隻需要半個小時。按照當時的技術條件，LGM-30 ICBM達到瞭2.4公裡的誤差半徑；同樣的導航系統裝在核動力巡航導彈上，已經毫無精度可言，即便是安裝核彈頭威力也已經不足以造成太大影響。
LGM-30 “民兵”洲際導彈的陀螺儀
隨著技術的發展，美國在70年代重啟瞭對巡航導彈的研究，但僅限於常規動力。此時的美國解決瞭巡航導彈的制導問題，引入瞭TERCOM的方式。TERCOM是Terrain Contour Matching地形匹配制導，通過實現制定巡航導彈的路徑，將通過路徑上高低起伏的地形高度數據實現記錄在導引頭中，在導彈飛行過程中，通過雷達測距器來與記錄的數據做比對，以便知道當前是否偏離航線、在航線中處於什麼位置。由於這種制導模式，可以為導彈制定非常復雜的路線，因此可以讓導彈在超低空以亞音速貼著起伏地形來飛行，以避開敵方的搜索雷達，或者極大壓縮它們的反應時間。
戰斧式巡航導彈的TERCOM
而到瞭80年代，隨著數字處理器的進步，又發展出瞭DSMAC（Digitized Scene-Mapping Area Correlator，數字場景地圖匹配制導），用於攻擊路徑上特征路標的識別以及攻擊時目標的圖像識別，從而將TERCOM制導下幾十米的CEP縮小到米級；而到瞭90年代則又引入瞭衛星制導方式。
DSMAC制導模式
今天的巡航導彈一般采用INS+GPS+TERCOM+DSMAC復合制導模式
有瞭精確制導的能力，核動力巡航導彈是否有機會復活呢？就在最近俄羅斯給出瞭一個答案，讓我們重新認識到核動力導彈的生命力。
死灰復燃的核動力巡航導彈
俄羅斯在2018年發表的國情咨文中，披露瞭本國正在研究一種基於核動力高超音速武器，型號為9M730 ，代號“Буревестник”（雨燕）。美國也通過偵查手段發現瞭這種導彈的實驗情況。實驗是在一個孤立小島上進行，這應該是因為導彈排出氣體的放射性污染不適合在有人居住區域進行試射，連專門前往該島的船隻都是具備處理核廢料資質的。該導彈在前四次的實驗中全部失敗瞭，最遠的一次隻飛行瞭35公裡，還遠遠談不上成熟。不過今年6月份也就是最近俄羅斯宣佈即將進行新一輪的試射實驗。
目前已披露的雨燕核動力導彈的外形照片
從已經試飛的圖像和模型來看，與車間曝光的形狀又有所不同，它的外形是圓柱體彈體+捆綁核動力發動機的外形。從發動機近期形狀看，應該是仍是一種亞音速或核動力巡航導彈，或者僅具有有限的超音速突防能力，它的技術相比50年代的核動力飛機並沒有本質上的差別，區別隻在於有人和無人。它的攻擊模式可能與戰斧式巡航導彈類似，這款導彈隻需要在低空飛行，利用TERCOM和DSMAC以及衛星復合制導的方式，提前規劃攻擊路徑，繞開雷達和防空系統的攔截。雖然不具備SLAM那樣3馬赫以上的速度，但是多種復合制導方式反而令這款導彈的突防能力更強。它幾乎無限的射程，顯然可以讓戰場指揮官更加得心應手的設置突防路徑，以出乎對手意料的方式出現在目標點，讓對方的警戒和防禦系統成為二戰時的“馬奇諾防線”。
從雨燕的尺寸上看，這應該是一枚可以用來由戰略轟炸機攜帶的導彈。也許這才是俄羅斯的開發這款導彈的答案。那就是利用戰略轟炸機攜帶這種超遠程的核動力巡航導彈，在進入美國的防空攔截圈之前就將導彈射出。這樣就對美國構成瞭非常大的威脅，很大程度上彌補瞭Tu-160不具備B-2那樣優秀的突防能力帶來的劣勢。隻是這種導彈高污染和極易招致核報復的特性，以及對制造工藝要求非常高；能否真正技術成熟，能否得到持續的支持，恐怕就是未知數瞭。