Ngay từ thời điểm Thế chiến II mới mở màn, nhằm tiết kiệm năng lượng cho những cuộc oanh kích tầm xa phục vụ mưu đồ "bá chủ thế giới" của Đế chế đệ tam, Thống chế Hermann Goering (1893-1946) Bộ trưởng Bộ Hàng không kiêm Tư lệnh lực lượng Không quân phát xít (Luftwaffe), đã ra lệnh cho các nhà khoa học thuộc ngành công nghiệp quốc phòng Đức nghiên cứu chế tạo động cơ máy bay chạy bằng năng lượng nguyên tử.
Nhưng ý tưởng "điên rồ" này của H. Goering cho đến khi chiến tranh kết thúc vẫn chỉ… nằm trên giấy, bởi những khó khăn không thể vượt qua được giữa giai đoạn sơ khai của nền kỹ nghệ hạt nhân toàn cầu.
Tiếp tục phát triển hồ sơ dự án khoa học quân sự bí mật của Đức Quốc xã mà người Mỹ tịch thu được, trong năm 1947, dự án mang mật danh "Crusader" (Thập tự chinh) được Washington âm thầm khởi động. Một chiếc phi cơ mang phiên hiệu NB-36 được giới thiết kế không lực đóng cấp tốc phục vụ cho kế hoạch này; đồng thời các chuyên viên thuộc Bộ Quốc phòng Mỹ đã liên hệ với Hãng General Electric (GE), công ty hàng đầu trong ngành công nghiệp quân sự với trụ sở đặt tại tiểu bang Connecticut, đặt làm riêng 2 động cơ hạch tâm loại nhỏ mang các mật hiệu HTRE-1 và HTRE-3 do cơ sở sản xuất thuộc GE tại tiểu bang Idaho chế tạo.
Tổng cộng chiếc may bay NB-36 chạy hoàn toàn bằng năng lượng nguyên tử đã cất cánh 47 lần, hoạt động chủ yếu trên bầu trời sa mạc thuộc 2 tiểu bang New Mexico và Texas.
Động cơ hạt nhân được kích hoạt làm việc trong khoảng 89 giờ trên tổng số 215 giờ bay, nghĩa là chưa đầy phân nửa thời gian hành trình nhưng vẫn đáp ứng đủ công suất lực đẩy cần thiết cho máy bay vận hành. Đó chính là lợi thế tối ưu trong lĩnh vực cung cấp nhiên liệu hàng không. Nhưng cũng tồn tại trở ngại lớn nhất là cặp động cơ hạch tâm quá cồng kềnh, chiếm tới 2/3 trọng lượng máy bay nghĩa là còn nhiều hơn thể tích khoang chứa nhiên liệu của loại máy bay bình thường cùng một mục đích sử dụng.
Ngoài ra một yếu tố mang tính sống còn khác là lượng bức xạ nguyên tử không ổn định ở mức cho phép, tiềm ẩn nguy cơ đe dọa tới tính mạng của phi hành đoàn. Do kiểu động cơ HTRE hoạt động theo nguyên lý làm mát gián tiếp bằng không khí, khiến lượng chất thải phóng xạ nồng độ cao vẫn có điều kiện tích tụ ảnh hưởng đến môi trường. Cho dù sau đó các chuyên gia thuộc Hãng Pratt & Whitney chuyên về động cơ phản lực của Mỹ đã tích cực cải tiến, chuyển sang chế độ làm mát trực tiếp bằng chất tự phân rã cho kiểu động cơ HTRE, nhằm giảm lượng phóng xạ tích tụ nhưng kết quả không khả quan mấy nên dự án "Crusader" đành bỏ dở…
Về phần mình, trong giai đoạn nửa cuối thập niên 40 thế kỷ trước, lực lượng Không quân Xôviết cũng bí mật triền khai kế hoạch phát triển thế hệ phi cơ quân sự sử dụng năng lượng hạch tâm. Cụ thể là đã chế tạo ra kiểu máy bay mang mã hiệu Myasishchev M-50, trang bị động cơ Dobrynin VD-7 có thể xuất kích trung bình 40 lần/tháng thực hiện công cuộc phòng thủ đất nước. Kế đến là kiểu máy bay cường kích Tupolev Tu-95 LAL xuất hiện trong những năm 70 thế kỷ trước, được trang bị cặp lò phản ứng nguyên tử mini VVRL - IOO làm mát trực tiếp.
Cuối thập niên 1980 là kiểu Tupolev Tu-119 cải tiến từ Tu-95 LAL, với thế hệ động cơ hạch tâm hiện đại Kuznetsov NK-14A làm mát đa năng cả gián tiếp lẫn trực tiếp, có thể loại trừ những tác nhân phóng xạ ảnh hưởng đến phi hành đoàn trong quá trình bay.
Các dự án siêu mật nhằm chế tạo và hoàn thiện thế hệ máy bay sử dụng năng lượng hạt nhân của cả 2 siêu cường đều vô cùng tốn kém, lên đến hàng tỉ USD mỗi chiếc trong khi lại chưa phát huy được hết các tính năng mà mục đích quân sự đòi hỏi. Do vậy, dưới áp lực cắt giảm ngân sách quốc phòng của Quốc hội, Washington đã chấm dứt các chương trình tiếp nối dự án "Crusader" vào giữa thập niên 60.
Đối với người Nga, ngay sau khi lên cầm quyền, năm 1991, Tổng thống Boris Yeltsin cũng đã yêu cầu Thủ tướng Yegor Gaidar gạt bỏ chương trình phát triển loại máy bay mang động cơ hạt nhân, do "ngốn nguồn kinh phí khổng lồ của quân đội", như nguyên văn lời cố Thủ tướng Y. Gaidar thuật lại trong cuốn hồi ký của mình lúc sinh thời.
Nhưng vấn đề cốt lõi cuối cùng khiến cuộc chạy đua giữa các siêu cường buộc phải chấm dứt, là hệ quả phóng xạ tác động khôn lường một khi máy bay rơi và động cơ... phát nổ. Do đặc thù của loại máy bay quân sự không thể tránh được các cuộc giao chiến trên không, chưa kể hệ thống phòng không dày đặc và tiên tiến của đối phương có thể bất thần bắn hạ máy bay. Một khi máy bay mang động cơ hạt nhân bị bắn rơi, không ai có thể tiên đoán được hậu quả khủng khiếp sẽ lên tới mức độ nào.
