Атомный двигатель для самолета: САМОЛЁТ С АТОМНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ | Наука и жизнь

САМОЛЁТ С АТОМНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ | Наука и жизнь

В середине 50-х — начале 60-х годов прошлого века в СССР начали разрабатывать самолёт с ядерной силовой установкой. Летающая атомная лаборатория на базе самолёта Ту-95М, пройдя испытания на наземном стенде, в 1962—1963 годах провела серию опытных полётов, но вскоре программа была свёрнута (см. «Наука и жизнь» № 6, 2008 г.). Результаты тех испытаний сегодня практически забыты. А тех, кто создавал атомный самолёт, кто может собрать и обобщить уникальный опыт, в живых остаётся, увы, всё меньше. Вспоминает участник проекта, учёный секретарь НИИ авиационного оборудования Александр Васильевич Курганов, в прошлом ведущий инженер по лётным испытаниям Лётно-исследовательского института и руководитель бригады по испытаниям бортового оборудования на летающей атомной лаборатории.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Летающая атомная лаборатория, созданная на базе самолёта Ту-95М и оснащённая атомным реактором — имитатором реальной атомной силовой установки.

Распределение потока нейтронов, выбрасываемых атомным реактором ВВР-2, установленным на Ту-95М. Испытательный полёт проходил при одном открытом шибере (заслонке) защиты реактора.

Схема водо-водяного энергетического реактора ВВЭР-2, на котором проводились первые испытания авиационного оборудования на радиационную стойкость.

Эти часы и записку А. В. Курганов получил из рук Генерального конструктора А. Н. Туполева за участие в создании самолёта с атомным двигателем.

‹

›

Открыть в полном размере

В 1950-х годах Советский Союз делал успешные шаги в развитии атомной энергетики. Уже работала первая отечественная атомная электростанция, разрабатывались проекты атомных ледоколов и подводных лодок. Руководитель советского атомного проекта Игорь Васильевич Курчатов решил, что пришло время поставить вопрос о создании атомного самолёта.

Преимущества ядерных двигателей были очевидны: практически неограниченная дальность и длительность полёта при минимальном расходе топлива — всего несколько граммов урана на десятки часов полёта. Такой самолёт открывал самые заманчивые перспективы перед военной авиацией. Однако первые проработки проекта показали, что полностью защитить самолёт от выхода радиоактивных излучений за пределы конструкции реактора не удаётся. Тогда было принято решение создать так называемую теневую защиту кабины пилотов, а всё бортовое оборудование вне кабины, подверженное гамма-нейтронному облучению, самым тщательным образом обследовать. Первым делом надо было выяснить, как поведут себя незащищённые приборы при работающем реакторе.

Влияние радиоактивного излучения на бортовое оборудование изучали сотрудники Лётно-исследовательского института (ЛИИ) и Института атомной энергии (ИАЭ). Так сложилось содружество инженеров и конструкторов, специалистов по авиационному оборудованию и физиков-ядерщиков. Для исследований в ИАЭ нам предоставили реактор ВВЭР-2, в котором вода охлаждает аппарат и одновременно служит замедлителем нейтронов до энергий, требуемых для поддержания управляемой цепной реакции.

Руководил группой В. Н. Сучков. От Лётно-исследовательского института в ней работали А. В. Курганов, Ю. П. Гаврилов, Р. М. Костригина, М. К. Бушуев,
Б. М. Сорокин, В. П. Конарев, В. К. Селезнёв, Л. В. Романенко, Н. И. Макаров, В. П. Федоренко, И. Т. Смирнов, Г. П. Брусникин, Н. Н. Солдатов, И. Г. Хведченя, А. С. Михайлов, В. М. Груздов, В. С. Лисицин и другие. От Института атомной энергии экспериментальными работами руководили Г. Н. Степанов, Н. А. Ухин, А. А. Шапкин.

Ещё в самом начале экспериментов специалисты столкнулись с рядом трудностей. Во-первых, исследуемые приборы и аппаратура довольно сильно нагревались за счёт поглощения энергии излучения. Во-вторых, полностью исключался визуальный контроль, да и какой-либо контакт с исследуемыми образцами. В-третьих, для чистоты экспериментов было очень важно проводить исследования в условиях, по возможности близких к условиям полёта, а на высоте негерметичная авиационная аппаратура работает в разрежённой атмосфере. Чтобы создать разрежение воздуха, сконструировали малогабаритные барокамеры, из которых специальный компрессор откачивал воздух. Исследуемые приборы устанавливали в барокамеры и помещали их в канал атомного реактора вблизи его активной зоны.

Впоследствии к экспериментам были подключены: первая атомная электростанция в Физико-энергетическом институте им. А. И. Лейпунского (ФЭИ), облучательные установки в филиале Физико-химического института им. Л. Я. Карпова (ФХИ) в Обнинске. В результате этих работ впервые в стране были определены реальная радиационная стойкость бортового авиационного оборудования и наиболее чувствительные изделия, элементы и материалы, выявлена «иерархия» радиационной стойкости по видам оборудования, решены другие важные вопросы.

Следующим этапом работы по программе создания атомного самолёта стали разработка и строительство наземного стенда летающей атомной лаборатории (ЛАЛ). Стенд нужен был для проведения дозиметрических исследований в реальной конфигурации самолёта Ту-95М, а также для оценки работоспособности изделий в реальных условиях. На стенде исследовали радиотехническую бортовую аппаратуру и электротехнические агрегаты, оценивали величину радиоактивности, вызванной воздействием нейтронов, а также её спад во времени. Эти данные были очень важны с точки зрения эксплуатации и послеполётного обслуживания самолёта.

Вспоминается переполошивший всю группу эпизод, связанный с работой реактора. Однажды во время контрольного осмотра оператор заметил на водной поверхности бака обильную белую пену, похожую на пену стирального порошка. Атомщики забеспокоились: если это органическая пена, ещё полбеды — где-нибудь прокладка «газит», а если неорганическая — гораздо хуже — возможна коррозия алюминия, из которого сделаны корпуса тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), а в них находится ядерное горючее — уран. Все понимали, что разрушение корпусов ТВЭЛов может привести к катастрофическим последствиям.

Чтобы разобраться в ситуации, в первую очередь надо было определить химический состав пены. Взяли образцы и поехали в Семипалатинск, в ближайшую лабораторию. Но химики так и не разобрались, органика это или нет.

На объект срочно прилетел один из ведущих специалистов ИАЭ и посоветовал первым делом промыть бак реактора спиртом. Но эта процедура не помогла — аппарат продолжал гнать пену. Тогда решили ещё раз тщательно осмотреть всю конструкцию реактора изнутри. Чтобы не «схватить» повышенную дозу радиации, работать внутри бака можно было не более пяти минут. Осмотром занимались молодые механики из ОКБ им. А. Н. Туполева. Наконец, один из них с криком «Нашёл!» выбрался из бака, держа в руках кусок микропористой резины. Как туда попал этот посторонний предмет, можно только догадываться.

В мае 1962 года начался этап лётных испытаний, в котором участвовала наша бригада. Дозиметрические и другие исследования в условиях полёта показали, что во время работы реактора дальность радиосвязи сокращается под воздействием потока нейтронов, а находящийся в специальных ёмкостях вне защищённой кабины кислород, которым экипаж дышит во время высотного полёта, подвергается активации (в нём обнаружили молекулы озона — О₃). При этом элементы электрооборудования работали достаточно устойчиво.

Масштабная и очень интересная работа по созданию атомного самолёта, к сожалению, не была завершена. Программу закрыли, но участие в ней осталось в памяти на всю жизнь. В дальнейшем мне приходилось заниматься разными лётно-космическими экспериментами, лётными испытаниями на первом сверхзвуковом пассажирском самолёте Ту-144 и запуском космического корабля многоразового использования «Буран». Я получал разные награды, но самая дорогая среди них — часы, которые вручил мне Генеральный конструктор академик Андрей Николаевич Туполев за участие в проекте создания атомного самолёта. Часы до сих пор великолепно работают и стали семейной реликвией.

Как в СССР разработали атомный самолет с радиацией

Атомные самолеты были хороши всем, кроме гигантской радиации.

Александр Грек

Появление атомной бомбы породило у обладателей этого чудо-оружия искушение выиграть войну всего несколькими точными ударами по промышленным центрам противника. Останавливало их только то, что эти центры располагались, как правило, в глубоком и хорошо защищенном тылу. Все послевоенные силы сосредоточились как раз на надежных средствах доставки «спецгруза». Выбор оказался невелик — баллистические и крылатые ракеты и сверхдальняя стратегическая авиация. В конце 40-х весь мир склонился к бомбардировщикам: на развитие дальней авиации были выделены такие гигантские средства, что последующее десятилетие стало «золотым» для развития авиации. За короткое время в мире появилось множество самых фантастических проектов и летательных аппаратов. Даже обескровленная войной Великобритания блеснула великолепными стратегическими бомбардировщиками Valient и Vulcan. Но самыми невероятными проектами были стратегические сверхзвуковые бомбардировщики с атомными силовыми установками. Даже спустя полстолетия они завораживают своей смелостью и безумием.

Атомный след

В 1952 году в США взлетает легендарный B-52, через год — первый в мире сверхзвуковой тактический бомбардировщик A-5 Vigilante, а еще через три — сверхзвуковой стратегический XB-58 Hustler. СССР не отставал: одновременно с B-52 в воздух поднимается стратегический межконтинентальный бомбардировщик Ту-95, а 9 июля 1961 года весь мир шокирует показанный на авиапараде в Тушино гигантский сверхзвуковой бомбардировщик М-50, который, промчавшись над трибунами, сделал горку и растворился в небе. Мало кто догадывался, что это был последний полет супербомбардировщика.

Дело в том, что радиус полета построенного экземпляра не превышал 4000 км. И если для США, окруживших СССР военными базами, этого было достаточно, то для достижения американской территории с советских аэродромов требовалась дальность не менее 16 тыс. км. Расчеты показывали, что даже при двух заправках топливом дальность М-50 со «спецгрузом» массой 5 т не превышала 14 тыс. км. При этом такой полет требовал целое озеро топлива (500 т) для бомбардировщика и топливозаправщиков. Для поражения же удаленных целей на территории США и свободного выбора трассы полета для обхода районов ПВО требовалась дальность в 25 тыс. км. Обеспечить ее на сверхзвуковом полете могли только самолеты с ядерными силовыми установками.

Подобный проект только сейчас кажется диким. В начале 50-х он казался не более экстравагантным, чем размещение реакторов на подводных лодках: и то и другое давало практически неограниченный радиус действия. Вполне обычным постановлением Совета Министров СССР от 1955 года ОКБ Туполева было предписано создать на базе бомбардировщика Ту-95 летающую атомную лабораторию, а ОКБ Мясищева — выполнить проект сверхзвукового бомбардировщика «со специальными двигателями главного конструктора Архипа Люльки».

Специальные двигатели

Турбореактивный двигатель с атомным реактором (ТРДА) по конструкции очень сильно напоминает обычный турбореактивный двигатель (ТРД). Только если в ТРД тяга создается расширяющимися при сгорании керосина раскаленными газами, то в ТРДА воздух нагревается, проходя через реактор.

Активная зона авиационного атомного реактора на тепловых нейтронах набиралась из керамических тепловыделяющих элементов, в которых имелись продольные шестигранные каналы для прохода нагреваемого воздуха. Расчетная тяга разрабатываемого двигателя должна была составить 22,5 т. Рассматривалось два варианта компоновки ТРДА — «коромысло», при котором вал компрессора располагался вне реактора, и «соосный», где вал проходил по оси реактора. В первом варианте вал работал в щадящем режиме, во втором требовались специальные высокопрочные материалы. Но соосный вариант обеспечивал меньшие размеры двигателя. Поэтому одновременно прорабатывались варианты с обеими двигательными установками.

Первым в СССР самолетом с атомным двигателем должен был стать бомбардировщик М-60, разрабатываемый на основе существующего М-50. При условии создания двигателя с компактным керамическим реактором, разрабатываемый самолет должен был иметь дальность полета не менее 25 тыс. км при крейсерской скорости 3000−3200 км/ч и высоте полета порядка 18−20 км. Взлетная масса супербомбардировщика должна была превысить 250 т.

Летающий Чернобыль

При взгляде на эскизы и макеты всех атомных самолетов Мясищева сразу бросается в глаза отсутствие традиционной кабины экипажа: она неспособна защитить летчиков от радиационного излучения. Поэтому экипаж ядерного самолета должен был располагаться в герметичной многослойной капсуле (преимущественно, свинцовой), масса которой вместе с системой жизнеобеспечения составляла до 25% массы самолета — более 60 т! Радиоактивность внешнего воздуха (ведь он проходил через реактор) исключала возможность использования его для дыхания, поэтому для наддува кабины использовалась кислородноазотная смесь в пропорции 1:1, получаемая в специальных газификаторах путем испарения жидких газов. Аналогично противорадиационным системам, применяемым на танках, в кабине поддерживалось избыточное давление, исключающее попадание внутрь атмосферного воздуха.

Отсутствие визуального обзора должно было компенсироваться оптическим перископом, телевизионным и радиолокационными экранами.

Катапультная установка состояла из кресла и защитного контейнера, ограждающего экипаж не только от сверхзвукового воздушного потока, но и от мощного радиационного излучения двигателя. Задняя стенка имела 5-сантиметровое свинцовое покрытие.

Понятно, что поднять в воздух, а тем более посадить 250-тонную машину, прильнув к окуляру перископа, было практически невозможно, поэтому бомбардировщик оборудовался полностью автоматической системой самолетовождения, которая обеспечивала автономный взлет, набор высоты, заход и наведение на цель, возвращение и посадку. (Все это в 50-х годах — за 30 лет до автономного полета «Бурана»!)

После того как выяснилось, что самолет сможет решать практически все задачи сам, появилась логическая идея сделать беспилотный вариант — легче как раз на те самые 60 т. Отсутствие громоздкой кабины также уменьшало на 3 м диаметр самолета и на 4 м — длину, что позволяло создать аэродинамически более совершенный планер по типу «летающее крыло». Однако в ВВС проект поддержки не нашел: считалось, что беспилотный самолет не в состоянии обеспечить маневр, необходимый в создавшейся конкретной обстановке, что приводит к большей поражаемости беспилотного аппарата.

Пляжный бомбардировщик

Наземный комплекс обслуживания атомных самолетов представлял собой не менее сложное сооружение, чем сами машины. Ввиду сильного радиационного фона практически все работы были автоматизированы: заправка, подвеска вооружения, доставка экипажа. Атомные двигатели хранились в специальном хранилище и монтировались на самолете непосредственно перед вылетом. Мало того, облучение материалов в полете потоком нейтронов приводило к активации конструкции самолета. Остаточное излучение было настолько сильным, что делало невозможным свободный подход к машине без применения специальных мер в течение 23 месяцев после снятия двигателей. Для отстоя таких самолетов в аэродромном комплексе отводились специальные площадки, а конструкция самих машин предусматривала быстрый монтаж основных блоков посредством манипуляторов. Гигантская масса атомных бомбардировщиков требовала особых взлетных полос, с толщиной покрытия около 0,5 м. Ясно было, что такой комплекс в случае начала войны был чрезвычайно уязвим.

Именно поэтому под индексом М-60 параллельно разрабатывался сверхзвуковой гидросамолет с атомным двигателем. Каждый район базирования таких самолетов, рассчитанный на обслуживание 10−15 гидросамолетов, занимал участок побережья в 50−100 км, что обеспечивало достаточную степень рассредоточения. Базы могли располагаться не только на юге страны. В СССР был тщательно изучен опыт Швеции по поддержанию в 1959 году водных акваторий круглый год в незамерзающем состоянии. Используя несложное оборудование для подачи воздуха по трубам, шведам удалось обеспечить циркуляцию теплых слоев воды со дна водоемов. Сами базы предполагалось строить в мощных прибрежных скальных массивах.

Атомный гидросамолет был довольно необычной компоновки. Воздухозаборники были удалены от поверхности воды на 1,4 м, что исключало попадание в них воды при волнении до 4-х баллов. Реактивные сопла нижних двигателей, расположенные на высоте 0,4 м, в случае необходимости наполовину перекрывались специальными заслонками. Впрочем, целесообразность заслонок подвергалась сомнению: гидросамолет должен был находиться на воде только с включенными двигателями. Со снятыми реакторами самолет базировался в специальном самоходном доке.Для взлета с водной поверхности применялась уникальная комбинация выдвижных подводных крыльев, носовой и подкрыльевых гидролыж. Подобная конструкция на 15% снижала площадь поперечного сечения самолета и уменьшала его массу. Гидросамолет М-60М, как и сухопутный родственник М-60, мог находиться с боевой нагрузкой в 18 т на высоте 15 км более суток, что позволяло решать основные поставленные задачи. Однако сильное предполагаемое радиационное загрязнение мест базирования привело к тому, что в марте 1957 года проект был закрыт.

По следам подводных лодок

Закрытие проекта М-60 вовсе не означало прекращение работ над атомной тематикой. Был поставлен крест только на атомных силовых установках с «открытой» схемой — когда атмосферный воздух проходил напрямую через реактор, подвергаясь сильному радиационному заражению. Надо отметить, что проект М-60 начинал разрабатываться, когда еще не было даже опыта создания атомных подводных лодок. Первая АПЛ К-3 «Ленинский комсомол» была спущена на воду в 1957-м — как раз в год прекращения работ над М-60. Реактор К-3 работал по «закрытой» схеме. В реакторе происходил нагрев теплоносителя, который потом превращал воду в пар. Ввиду того, что теплоноситель постоянно находился в замкнутом изолированном контуре, радиационного заражения окружающей среды не происходило. Успех такой схемы во флоте активизировал работы в этой области и в авиации. Постановлением правительства от 1959 года ОКБ Мясищева поручается разработка нового высотного самолета М-30 с атомной силовой установкой «закрытого» типа. Самолет предназначался для нанесения ударов бомбами и управляемыми ракетами по особо важным малоразмерным целям на территории США и авианосным ударным соединениям на океанских просторах.

Разработка двигателя для нового самолета была поручена ОКБ Кузнецова. При проектировании конструкторы столкнулись с неприятным парадоксом — падением тяги атомного двигателя с понижением высоты. (Для обычных самолетов все было в точности наоборот — тяга падала с набором высоты.) Начались поиски оптимальной аэродинамической схемы. В конце концов остановились на схеме «утка» с крылом переменной стреловидности и пакетным расположением двигателей. Единый реактор по мощным замкнутым трубопроводам должен был доставлять жидкий теплоноситель (литий и натрий) к 6 воздушно-реактивным двигателям НК-5. Предусматривалось дополнительное использование углеводородного топлива на взлете, выходе на крейсерскую скорость и выполнении маневров в районе цели. К середине 60-го года предварительный проект М30 был готов. В связи с гораздо меньшим радиоактивным фоном от новой двигательной установки, существенно была облегчена защита экипажа, а кабина получила остекление из свинцового стекла и плексигласа общей толщиной 11 см. В качестве основного вооружения предусматривались две управляемые ракеты К-22. По планам подняться в воздух М-30 должен был не позже 1966 года.

Кнопочная война

Однако в 1960 году произошло историческое совещание по перспективам развития стратегических систем оружия. В результате Хрущев принял решения, за которые его до сих пор называют могильщиком авиации. По правде говоря, Никита Сергеевич тут ни при чем. На совещании ракетчики во главе с Королевым выступили куда более убедительно, чем разобщенные авиастроители. На вопрос, сколько времени требуется на подготовку вылета стратегического бомбардировщика с ядерным боеприпасом на борту, самолетчики ответили — сутки. Ракетчикам потребовались минуты: «Нам бы только гироскопы раскрутить». К тому же им не требовались многокилометровые дорогостоящие взлетно-посадочные полосы. Преодоление бомбардировщиками средств ПВО также вызывало большие сомнения, тогда как эффективно перехватывать баллистические ракеты не научились до сих пор. Вконец сразила военных и Хрущева красочно описанная ракетчиками перспектива «кнопочной войны» будущего. Результат совещания — самолетостроителям было предложено взять на себя часть заказов по ракетным темам. Все самолетные проекты были приостановлены. М-30 стал последним авиационным проектом Мясищева. В октябре ОКБ Мясищева окончательно переводится на ракетно-космическую тематику, а сам Мясищев отстраняется от должности руководителя.

Будь авиаконструкторы в 1960 году более убедительны, как знать, какие бы самолеты летали сегодня в небе. А так, нам остается только любоваться смелыми мечтами в «TechInsider» и восхищаться сумасшедшими идеями 60-х.

На базе какого самолета разрабатывался бомбардировщик М-60

Первый в мире авиалайнер с термоядерным реактором: как скоро?

• Стивен Даулинг
• BBC Future

2 августа 2016

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, Oscar Vinals

Сверхзвуковой авиалайнер с термоядерным реактором на борту, развивающий скорость в три раза выше скорости звука — звучит фантастически, но такая концепция существует. Обозреватель BBC Future рассказывает о трудностях, с которыми придется столкнуться его конструкторам.

Этот самолет, способный развивать скорость, равную 3700 км/ч, мог бы перенести вас из лондонского Хитроу в аэропорт имени Джона Кеннеди в Нью-Йорке всего за три часа.

Самолет Flash Falcon, внешне напоминающий космический корабль из видеоигр серии Halo, призван занять нишу, которая пустует с момента вывода из эксплуатации сверхзвукового лайнера Concorde в 2003 году.

• Когда вертолеты составят конкуренцию пассажирским лайнерам
• Почему США так и не построили свой аналог Concorde
• Крылья самолетов будущего? Их сделают другими
• «Летающее крыло» нацистской Германии, опередившее свое время

До постройки первого опытного образца еще далеко — пока что проект живет лишь в воображении испанского дизайнера Оскара Виналса, который также является автором проекта огромного, похожего на кита, пассажирского самолета (Sky Whale).

По замыслу Виналса, Flash Falcon должен перевозить 250 пассажиров со скоростью, втрое превышающей скорость звука.

Автор фото, Oscar Vinals

Подпись к фото,

Гигантский авиалайнер мог бы перевозить до 250 пассажиров со скоростью, втрое превышающей скорость звука

Фюзеляж будет на 40 с лишним метров длиннее, чем у Concorde, а размах крыла — вдвое больше.

Согласно концепции, двигатели будут отклоняться вверх на 20 градусов, обеспечивая вертикальные взлет и посадку.

Еще более революционной выглядит силовая установка — в основу ее положен термоядерный реактор, питающий шесть электродвигателей.

«На мой взгляд, термоядерный синтез — наиболее перспективный источник больших объемов электроэнергии, — говорит Виналс. — Кроме того, он экологически чист и не ведет к производству опасных отходов».

«На данный момент мы достаточно хорошо представляем себе принцип работы термоядерного синтеза; уже имеется ряд проектов, основанных на этом источнике энергии, таких как Tokamak, Iter и Stellarator. Я верю в то, что в ближайшие пять-семь лет появится первый стабильно работающий термоядерный реактор», — заявляет дизайнер.

Автор фото, Oscar Vinals

Подпись к фото,

Flash Falcon сможет взлетать и приземляться вертикально за счет двигателей с отклоняемым вектором тяги

Тезис Виналса о скором появлении долгожданного источника неограниченной и дешевой энергии можно оспаривать, но сама по себе концепция самолета с ядерным двигателем не нова — авиаконструкторы мечтали о чем-то подобном еще в 1950-х гг.

Вскоре после изобретения ядерного реактора его стали использовать на флоте — в 1950-х гг. в строй вступили первые корабли, оснащенные достаточно небольшими по размерам ядерными силовыми установками.

А еще через несколько лет реакторы стали настолько малы, что их стали устанавливать на подводные лодки.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

ВВС США испытывали ядерный реактор на бомбардировщике B-36

В целом 1950-е гг. ознаменовались значительными технологическими прорывами в авиастроении, которые подстегивались как бурным послевоенным развитием авиатранспортного рынка, так и гонкой вооружений между США и СССР.

Вашингтон стремился увеличить продолжительность полета своих дальних бомбардировщиков, чтобы тем самым обезопасить их от атак на аэродромы базирования.

В теории, при наличии ядерного реактора самолет мог бы находиться в воздухе месяцами — при условии достаточного места на борту для сменного экипажа.

Однако, по словам Саймона Уикса из британского Института авиационных технологий, с установкой ядерного реактора на самолет был связан ряд серьезных проблем.

Потребовалось бы не только создать систему замкнутого цикла, в которой реактор вторично использовал бы отработанное топливо, но и обеспечить радиационную защиту силовой установки: «В процессе ядерной реакции высвобождается большое количество нейтронов, которые могут быть чрезвычайно опасны для здоровья».

Автор фото, US Department of Defence

Подпись к фото,

Единственный экземпляр NB-36H совершил несколько десятков полетов, но установленный на нем ядерный реактор ни разу не использовался в качестве силовой установки

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

Единственным самолетом с ядерной установкой на борту, когда-либо поднимавшимся в воздух на Западе, был кардинальным образом модифицированный американский бомбардировщик Convair B-36 (в начале 1950-х гг).

И без того огромный самолет дополнительно утяжелили на 11 тонн, установив на него радиационный щит.

Данная модификация, известная под обозначением NB-36H, совершила 47 полетов, но использовалась лишь в качестве летающей лаборатории: бортовой реактор испытывался исключительно в воздухе, и в качестве собственно силовой установки не применялся ни разу.

Дальнейшего развития ядерная тематика в авиации не получила из-за потенциально катастрофических последствий в случае крушения подобного самолета.

Кроме того, если военному экипажу еще можно было бы приказать пилотировать такой летательный аппарат, то пассажирам какой-либо авиакомпании вряд ли пришлась бы по душе перспектива полета в считанных метрах от ядерного реактора.

Десятилетиями самолеты с ядерными двигателями оставались уделом художников-футуристов.

Однако в случае с концепцией Виналса речь идет не о ядерном реакторе.

«Cловосочетание «ядерная реакция», как правило, связано в сознании людей с опасностью, — отмечает он. — Но термоядерный синтез — совсем другое дело».

В отличие от ядерной реакции, в ходе которой атомы расщепляются, при термоядерном синтезе два или несколько атомов соединяются в более крупный. При этом высвобождается больше энергии, но «грязных» отходов не создается.

Автор фото, Oscar Vinals

Подпись к фото,

Для того, чтобы поднять в воздух такой огромный самолет, потребуется гигантское количество энергии

Виналса не смущает тот факт, что термоядерный синтез пока технологически недоступен.

Концепции, подобные Flash Falcon, не связаны ограничениями сегодняшнего дня — отчасти их роль заключается в том, чтобы показать, какими могут быть разработки в будущем, когда мы овладеем соответствующими технологиями.

Но в случае с термоядерным синтезом, по словам Уикса, нас отделяет от работающих реакторов около 50 лет.

Такие реакторы все еще находятся в экспериментальной стадии. Так, для воплощения в жизнь французского проекта ядерного самолета Iter требуется около десяти лет.

Даже если подобные реакторы удастся создать, и они смогут производить дешевую и экологически чистую энергию, разработчикам придется решать и другие проблемы.

«Следующая трудность будет заключаться в том, чтобы создать чрезвычайно маленький и легкий реактор», — отмечает Уикс.

«В период с 1940-х до 1980-х гг. мы существенно продвинулись в области ядерной энергетики, и этот процесс занял сравнительно небольшой промежуток времени. Над термоядерным синтезом мы бьемся начиная с 1950-х гг., но рабочий реактор до сих пор так и не построен. Чтобы его создать, потребуется еще 20-30 лет».

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Американский бомбардировщик XB-70 в свое время тоже планировалось использовать для испытаний ядерного двигателя

По словам Уикса, создание малоразмерного термоядерного реактора, способного вырабатывать достаточно энергии для функционирования самолета (причем в случае с концепцией Виналса речь идет о сверхзвуковом самолете), представляет собой гораздо большую трудность, чем постройка собственно летательного аппарата, способного развивать скорость, в три раза превышающую скорость звука.

Кроме того, ни один имеющийся тип альтернативного авиационного топлива не может сравниться по универсальности и энергоемкости с керосином, используемым в настоящее время в реактивных двигателях, отмечает Уикс.

«Это [авиационный керосин] чрезвычайно энергоемкое топливо, неприхотливое в обращении и сохраняющее свои свойства в широком диапазоне температур. Более того, его можно использовать для охлаждения, в качестве смазки и даже в гидравлических системах».

Глобальное потепление, безусловно, вынуждает конструкторов обращаться к альтернативным источникам энергии, но для того, чтобы самолет мог развивать большие сверхзвуковые скорости, энергии требуется чрезвычайно много, и в этом смысле с керосином мало что сравнится.

Так, аккумуляторные батареи, подобные тем, что установлены на недавно совершившем кругосветный перелет экспериментальном электрическом летательном аппарате Solar Impulse, производят лишь одну двадцатую от количества энергии, заключенного в объеме керосина с той же массой.

Автор фото, Oscar Vinals

Подпись к фото,

Может пройти не одно десятилетие, прежде чем Flash Falcon поднимется в воздух

Не исключено, что в течение следующего столетия конструкторам так и не удастся создать самолет с ядерным двигателем.

По словам Уикса, гораздо вероятнее использование различных гибридных силовых установок — например, пропеллеров, вырабатывающих электроэнергию, которую можно было бы хранить на борту и в дальнейшем использовать для взлета.

Flash Falcon — слишком смелый проект для нынешнего уровня технологий. Но история авиации полна достижений, в свое время считавшихся невозможными.

Не исключено, что этот список когда-нибудь пополнится и термоядерным синтезом.

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Ядерный реактор с крыльями: как отечественные атомолеты напрягали Пентагон

В конце 1950-х годов в США и СССР конструкторы бились над созданием способа доставки смертоносного ядерного груза на территорию противника. Ракетная техника на тот момент еще не была достаточно надежной, и много ожидали от бомбардировщиков, причем нужную дальность предполагалось получить c помощью атомной энергии.

Время ядерных надежд

Использование ядерного реактора на борту самолета только сегодня кажется чем-то сумасшедшим. К концу 1950-х годов в Обнинске запущена первая в мире атомная электростанция, со стапелей в море уходит первая атомная подводная лодка, заложен первый в мире атомный ледокол «Ленин». Атомная энергия открывала перед военными и гражданскими конструкторами уникальные перспективы.

Так, ледокол «Ленин» в сутки расходовал примерно 45 граммов ядерного топлива и без реактора для такой работоспособности ему потребовались бы тонны нефти. То же касалось и атомных подводных лодок, у которых значительно увеличилось время автономной работы и скоростные характеристики. Казалось, в скором времени в небе появятся самолеты, время полета которых было бы ограничено лишь физическими возможностями экипажа. Это было очень кстати для советских стратегических бомбардировщиков, которым требовалась для поражения отдаленных целей на территории США сумасшедшая дальность полета в 16-25 тыс. километров.

Постановлением правительства от 1955 года ОКБ Туполева было предписано создать на базе бомбардировщика Ту-95 летающую атомную лабораторию с двигателем КБ Н. Кузнецова, а ОКБ Мясищева – проект сверхзвукового бомбардировщика с ядерным двигателем КБ А. Люльки. Главной проблемой, которую необходимо было решить конструкторам, была защита экипажа от радиационного излучения силовой установки, а также безопасность летающего ядерного реактора в случае катастрофы.

Реактор размером со шкаф

Двигатель на основе ядерной энергии имеет не такой уж сложный принцип работы, как может показаться на первый взгляд. В этой силовой установке теплота, генерируемая в ядерном реакторе, подводится в газотурбинный двигатель к воздуху и преобразуется в тягу. Различают открытую и закрытую схемы таких двигателей. В первом случае сжатый в компрессоре двигателя воздух нагревается непосредственно в каналах ядерного реактора до высокой температуры, поступает в турбину, а затем выбрасывается из сопла. При закрытой схеме тепловая энергия ядерного реактора подводится в теплообменнике (теплообменниках) газотурбинного двигателя к воздуху теплоносителем, циркулирующим в замкнутом контуре (контурах).

Понятно, что открытая схема менее экологична: при ее использовании самолет оставляет за собой радиоактивный след. Но нужно понимать, что воздействие радиации в тот момент было не вполне изучено. Человечество еще не знало Чернобыля и связанной с ним боязни атомной энергии, а перспектива ядерной войны еще казалась чем-то фантастическим. Именно поэтому было решено разрабатывать двигатели двух схем: КБ Люльки было поручено создание «открытого» двигателя, КБ Кузнецова – «закрытого».

Первой проблемой, с которой столкнулись конструкторы, был вес реактора. Если для атомной станции, подводной лодки или ледокола его вес не имел каких-то серьезных ограничений, то в авиации, как известно, каждый грамм на счету. Туполев выговаривал ядерщикам: «Ваш реактор похож на огромный дом. Так знайте же, что дома по воздуху не летают!».

Конструкторам удалось решить проблему излишнего веса: получившийся реактор удивил даже самого Курчатова. Когда руководитель ядерной программы увидел реактор размером с небольшой шкаф, он не смог поверить, что перед ним его работающий прототип, а не макет. Параллельно с разработкой двигателей шло и создание проектов планера атомных бомбардировщиков.

Смертоносный беспилотник

В КБ Мясищева был разработан уникальный проект бомбардировщика М-60, который до сих пор не имеет аналогов. Расчетная скорость составляла 3000-3200 км/ч, дальность полета – 25 000 км, практический потолок – 20 000 м. При этом взлетная масса супербомбардировщика была более 250 тонн.

Экипаж машины находился в глухой многослойной свинцовой капсуле весом около 60 тонн, что позволяло защитить его от излучения. При этом для визуального обзора предполагалось использовать телевизионные, радиолокационные экраны и перископы. Ясно, что взлететь, а тем более благополучно приземлиться на машине весом в четверть тысячи тонн с помощью перископа почти невозможно, поэтому управление бомбардировщиком во многом ложилось на автоматику. Позже конструкторами было предложено и вовсе отказаться от экипажа, но идея была отвергнута военными, которые считали, что автоматика не сможет в случае необходимости совершить маневр, а значит, самолет будет более уязвимым. Да и, вообще, проект огромного беспилотника за десятилетия до «Бурана» выглядел дико.

Для обслуживания атомного монстра были необходимы специальные комплексы и взлетно-посадочная полоса толщиной не менее полуметра. Двигатели предполагалось устанавливать на самолет непосредственно перед вылетом.  Заправка, доставка экипажа, подвеска вооружения должны были осуществляться автоматизированно ввиду большого радиационного фона.

Однако у самолета были большие проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды как в местах базирования, так и во время полета, а кроме того, авиакатастрофа неизбежно привела бы и к катастрофе экологической: урана в авиационном реакторе было примерно столько же, сколько и в Чернобыльской атомной станции во время аварии. Во многом именно это привело к тому, что проект М-60 был закрыт. Но это вовсе не означало, что на планах создания атомолета был поставлен крест.

Никакой радиации в атмосферу!

В 1959 году прошло историческое совещание, участниками которого были Королев, Янгель, Келдыш и многие другие ключевые фигуры атомной, авиационной и космической отраслей СССР. Председателем был Курчатов, и именно его слова все ждали. Согласно воспоминаниям присутствовавшего на этом совещании инженера-конструктора Павла Гонина, тяжелобольной Курчатов, с трудом поднявшись из-за стола, сказал:

«Работа выполнена большая. Однако есть одно «но». Вы подумали о том, какова будет судьба населения, на головы которого падут радиоактивные выбросы двигателя?».

Ответ руководителя группы, что, дескать, судя по расчетам, выбросы эти будут не такими уж значительными, Курчатова не удовлетворил.

«Ни грамма радиоактивных веществ в атмосферу! — категорично заявил он. — Иначе через пару десятилетий на планете нельзя будет жить…».

После этого выступления всем стало понятно: приоритетной задачей в создании ядерного двигателя будет не тяга, а безопасность. 

Вскоре проблема была решена: от открытой схемы было решено отказаться, а закрытая была значительно модернизирована, фактически превратившись в летающую атомную станцию. Однако именно тогда внимание правительства переключилось на ракетную технику. Продолжение проект получил только через год благодаря тому, что появились сообщения: США далеко продвинулись в своих разработках, вплотную подойдя к созданию атомолета. Правительство СССР дало разрешение на испытание летающей лаборатории на базе Ту-95, которая уже была создана в ОКБ Туполева.

Ядерный «Медведь»

Испытания Ту-95 с ядерным реактором на борту проходили на Семипалатинском полигоне, где «медведь» с ядерным реактором на борту поднимался в воздух 38 раз. В ходе испытаний в первую очередь проверялось «поведение» реактора в условиях полета: как он будет выдерживать перегрузки, вибрацию. Кроме того, испытывалась   биологическая защита экипажа, психологическая реакция летчиков на то, что они подвергаются облучению. Дело в том, что хотя решить вопрос выбросов во время полета удалось, но экипаж по-прежнему испытывал на себе относительно небольшое воздействие радиации.

Реактор устанавливался в хвосте самолета на максимальном удалении от кабины, которая имела двухслойную защиту, в которую входила в том числе и пятисантиметровая свинцовая плита. И все же, за время полноценного двухсуточного полета экипаж получал облучение, равное 5 БЭР (допустимое облучение для сотрудников атомной электростанции за год в нормальных условиях). И хотя это облучение не являлось опасным (для населения допускается разовая доза в 25 БЭР), предполагалось, что летать на атомолетах будут только летчики, достигшие 40 лет и имеющие детей. Кроме того, через 5-7 полетов их планировалось переводить на полеты в обычных Ту-95.

Кроме того, испытания показали, что радиация опасно воздействует на смазку и электронную аппаратуру, которую приходилось одевать в специальную «защитную рубашку». Планер Ту-95 за время полета также становился радиоактивным и самолет приходилось после посадки помещать на несколько недель в наглухо закрытый отстойник. Проблемой была и остановка двигателя, который приходилось «расхолаживать», снимая тепло.

И все же опытные полеты дали понять, что создание самолета с ядерной силовой установкой возможно, и в КБ Туполева начались работы по созданию планера для будущего атомолета, за которым закрепилось название Ту-120. Однако проект и этого атомолета был закрыт. Связано это с тем, что военным требовался сверхзвуковой бомбардировщик, что влекло за собой увеличение мощности реактора, а вслед за этим – облучения экипажа и веса машины. Кроме того, большие деньги из бюджета страны выделялись в тот момент на стратегические ракетные системы и ядерный морской флот, и на дорогостоящий проект атомолета их просто не хватило. Помимо всего прочего, в США указом Джона Кеннеди работы по созданию атомолета были свернуты.

Антей-охотник

Последним советским проектом самолета с ядерной силовой установкой стал противолодочный Ан-22 «Антей», идея создания которого появилась в 1965 году. По задумке конструкторов, в случае кризисной ситуации эта машина могла несколько суток барражировать над американской подводной лодкой и в случае пуска ракеты сразу же потопить ее. Выбор пал на «Антей» потому, что на тот момент это был самый большой советский самолет, что позволяло установить более серьезную, чем на Ту-95ЛАЛ биологическую защиту.

На взлете и посадке самолет использовал обычное топливо, после чего работу силовой установки обеспечивал реактор. Машина имела расчетную дальность полета в 27 тысяч километров, продолжительность полета составляла 50 часов. Всего «Антей» с реактором совершил 22 полета. Испытания показали, что воздействие радиации на экипаж является минимальным.

Закрытие проекта Ан-22ПЛО было связано с начавшейся разрядкой отношений между СССР и США, а также тем, что в случае катастрофы опасность радиоактивного заражения местности по-прежнему оставалось.

Ничто не забыто

После закрытия программ атомолетов многие конструкторы считали, что у ядерных двигателей большое будущее. И оказались правы. В начале XXI века многие проекты XX века с использованием ЯСУ были переосмыслены с использованием современных технологий.

В 2003 году военно-исследовательская лаборатория ВВС США профинансировала разработку атомного двигателя для беспилотника-разведчика Global Hawk, благодаря которому он смог бы находиться в воздухе несколько месяцев. Причина ясна: один БПЛА с ядерным реактором смог бы заменить десятки таких же беспилотников с обычными силовыми установками. Ведутся в штатах также и исследования по созданию ракеты с ядерной силовой установкой для полета на Марс.

В России проект ракетного ядерного двигателя включен в федеральную космическую программу Роскосмоса. Разработка этой силовой установки, которая необходима для освоения дальнего космоса, должна занять около пяти лет, а значит, первый образец ядерного двигателя для космоса мы можем увидеть в 2020 году.

Автор: Кирилл Яблочкин

Фото: gorod.tomsk.ru

Самолет с атомным двигателем

Эта статья о ядерной силовой установке самолета. Для программы ВВС США см. Ядерная тяга самолета. Для кристаллографической особенности, известной как атомная плоскость, см. кристаллография.

Единственным американским самолетом с ядерным реактором был NB-36H. Фактически реактор никогда не был подключен к двигателям. Программа была отменена в 1958 году.

А самолет с ядерной установкой это концепция для самолет предназначен для работы на атомной энергии. Намерение состояло в том, чтобы произвести реактивный двигатель это нагревает сжатый воздух теплом от деления, а не от сжигания топлива. Вовремя Холодная война, то Соединенные Штаты и Советский союз исследовал самолет-бомбардировщик с ядерным двигателем, большая выносливость которого может повысить ядерное сдерживание, но ни одна из стран не создала таких боевых самолетов.^[1]

Одной из неадекватно решенных конструкторских проблем была необходимость тяжелого экранирования для защиты экипажа и находящихся на земле от острый лучевой синдром; другие потенциальные проблемы включали устранение сбоев. ^[2]

Некоторые ракетные конструкции включали гиперзвуковые крылатые ракеты с ядерной энергетической установкой.

Однако появление МБР и атомные подводные лодки в 1960-е годы значительно уменьшилось стратегическое преимущество таких самолетов, и соответствующие проекты были отменены; Опасность, присущая этой технологии, помешала ее использованию в гражданских целях.

Содержание

• 1 Программы США
  • 1.1 NEPA и ANP
  • 1.2 Проект Плутон
  • 1.3 Дирижабли
• 2 Советские программы
  • 2.1 Советский атомный бомбардировщик
  • 2.2 Туполев Ту-119
• 3 Русские программы
• 4 Смотрите также
• 5 Рекомендации
• 6 Источники
• 7 внешняя ссылка

Программы США

NEPA и ANP

Основная статья: Ядерная тяга самолета

В мае 1946 г. ВВС армии США начал проект «Ядерная энергия для двигателей самолетов» (NEPA), в рамках которого проводились исследования до тех пор, пока программа «Ядерные двигательные установки самолетов» (ANP) не заменила NEPA в 1951 году. Программа ANP включала положения для изучения двух различных типов реактивных двигателей с ядерной установкой: General Electric прямой воздушный цикл и Пратт и Уитни Косвенный воздушный цикл. ANP планировал для Convair модифицировать два B-36 под MX-1589 проект. Один из В-36, NB-36H, должен был быть использован для изучения требований к защите воздушного реактора, а другой должен был быть Х-6; однако программа была отменена до того, как X-6 был завершен.^{[нужна цитата ]}

Первая эксплуатация ядерного авиационного двигателя произошла 31 января 1956 г. с использованием модифицированного General Electric J47 турбореактивный двигатель.^[3] В Ядерная тяга самолета Программа была прекращена президентом Кеннеди после его ежегодного бюджетного послания Конгрессу в 1961 году.^{[нужна цитата ]}

В Национальная лаборатория Окриджа исследовал и разрабатывал ядерные авиационные двигатели. Два экранированных реактора запитали два General Electric J87 турбореактивный двигатели почти до полной тяги. Два экспериментальных реактора: HTRE-2 с исправными турбореактивными двигателями и HTRE-3 со снятыми двигателями находятся на EBR-1 объект к югу от Национальная лаборатория Айдахо.^{[нужна цитата ]}

Экспериментальные реакторы HTRE для ядерных самолетов (HTRE-2 слева и HTRE-3 справа) на выставке в Национальной лаборатории Айдахо недалеко от Арко, штат Айдахо^[4] (43 ° 30′42,22 ″ с.ш. 113 ° 0′18 ″ з.д. / 43.5117278 ° с.ш.113.00500 ° з.д. / 43.5117278; -113.00500).

США разработали эти двигатели для использования в новом специально разработанном ядерном бомбардировщике WS-125. Хотя президент Эйзенхауэр в конце концов прекратил ее, сократив NEPA и заявив Конгрессу, что программа не является срочной, он поддержал небольшую программу по разработке высокотемпературных материалов и высокоэффективных реакторов; эта программа была прекращена рано при администрации Кеннеди.^{[нужна цитата ]}

Проект Плутон

Основная статья: Проект Плутон

В 1957 году ВВС и Комиссия по атомной энергии США заключил договор с Лаборатория излучения Лоуренса изучить возможность использования тепла ядерных реакторов для ПВРД двигатели. Это исследование стало известно как Проект Плутон. Эта программа должна была предоставить двигатели для беспилотной крылатой ракеты SLAM для Сверхзвуковая маловысотная ракета. По программе удалось создать два опытных двигателя, которые эксплуатировались на земле. 14 мая 1961 года первый в мире ядерный прямоточный воздушно-реактивный двигатель «Тори-IIA», установленный на железнодорожном вагоне, ожил всего на несколько секунд. 1 июля 1964 года, через семь лет и шесть месяцев после его рождения, «Проект Плутон» был отменен.^{[нужна цитата ]}

Дирижабли

Было несколько исследований и предложений по атомной энергетике. дирижабли, начиная с исследования Ф. В. Локка-младшего для ВМС США в 1954 году.^[5] В 1957 году Эдвин Дж. Киршнер опубликовал книгу Цеппелин в атомный век,^[6] который способствовал использованию атомных дирижаблей. В 1959 г. Хороший год представил план создания дирижабля с ядерным двигателем как для военного, так и для коммерческого использования. Несколько других предложений и статей были опубликованы в течение следующих десятилетий.^{[нужна цитата ]}

Советские программы

Советский атомный бомбардировщик

В выпуске от 1 декабря 1958 г. Авиационная неделя включил статью, Советские летные испытания атомного бомбардировщика, который утверждал, что Советы значительно продвинули программу создания ядерных самолетов:^[7] «[] атомный бомбардировщик проходит летные испытания в Советском Союзе. Завершенные около шести месяцев назад, этот самолет летал в районе Москвы не менее двух месяцев. Его наблюдали как в полете, так и на земле. широкий круг иностранных наблюдателей из коммунистических и некоммунистических стран ». В отличие от американских разработок той же эпохи, которые были чисто экспериментальными, в статье отмечалось, что «Советский самолет является прототипом конструкции, предназначенной для выполнения военной задачи в качестве системы непрерывного воздушного предупреждения и платформы для запуска ракет». Фотографии иллюстрировали статью вместе с техническими схемами предлагаемого макета; они были настолько популярны, что одна компания произвела пластиковый модель самолета на основании схем в статье. К статье прилагалась редакционная статья по теме.^[8]

Вскоре в Вашингтоне выразили озабоченность тем, что «русские на три-пять лет опережают США в области атомных авиационных двигателей и что они продвинутся еще дальше, если США не будут настаивать на своей собственной программе».^[9] Эти опасения вызвали продолжающееся, но временное финансирование собственной программы США.^{[нужна цитата ]}

Позже выяснилось, что самолет на фотографиях был обычным. Мясищев М-50 Bounder, стратегический бомбардировщик средней дальности, по своим характеристикам не уступавший ВВС США B-58 Hustler. Конструкция была признана неудачной, так и не поступила на вооружение и была представлена ​​публике в День советской авиации 1963 г. Монино, решив проблему.^[10]

Туполев Ту-119

Основная статья: Туполев Ту-95ЛАЛ

Результатом советской программы создания ядерных самолетов стала экспериментальная Туполев Ту-95ЛАЛ (русский: LAL- Летающая Атомная Лаборатория, горит  «Летающая ядерная лаборатория»), который произошел от Туполев Ту-95 бомбардировщик, но с реактором в бомбоотсеке. Предполагается, что с 1961 по 1969 год самолет совершил до 40 полетов.^[11] Основная цель этапа полета заключалась в проверке эффективности радиационной защиты. Планировалось, что Ту-119 будет иметь два обычных турбовинтовых двигателя и два реактивных двигателя прямого цикла, но так и не был завершен. Несколько других проектов, таких как сверхзвуковой Туполев Ту-120^[12] дошли только до стадии проектирования.^[13][14]

Русские программы

В феврале 2018 г. Владимир Путин утверждал, что Россия разработала новую крылатую ракету с ядерной установкой и ядерной боеголовкой, которая может уклоняться от средств противовоздушной и противоракетной обороны и поразить любую точку земного шара. Согласно заявлениям, ее первые летные испытания прошли в 2017 году. Утверждалось, что она оснащена «малогабаритной сверхмощной силовой установкой, которую можно разместить внутри корпуса крылатой ракеты и обеспечить дальность полета в десять раз большую, чем у нее. другие ракеты «. На видео было показано, как противоракетные системы уклоняются над Атлантикой, пролетая над Мыс Горн и, наконец, на север в сторону Гавайев.^{[15][16][17][18][19]} На сегодняшний день нет никаких общедоступных доказательств, подтверждающих эти заявления. Пентагону известно о российском испытании крылатой ракеты с ядерной установкой, но система все еще находится в стадии разработки и потерпела крушение в Арктике в 2017 году.^[20][21][22] Специалист RAND Corporation, специализирующийся на России, сказал: «Я предполагаю, что они не блефуют, что они провели летные испытания этой штуки. Но это невероятно».^[23] По словам сотрудника CSIS, такая ракета с ядерным двигателем «имеет почти неограниченную дальность действия — вы могли бы летать вокруг в течение долгого времени, прежде чем вы прикажете ей поразить что-нибудь».^[24] Заявления Путина и видео, показывающее концепт ракеты в полете, говорят о том, что это не сверхзвуковой ПВРД, как Проект Плутон но дозвуковой аппарат с ТРД или ТРДД с ядерным обогревом. Фиоренца, Николас (23 марта 2018 г.). «Новое русское оружие названо». Джейн 360. Информационная группа Джейн. Архивировано из оригинал 31 июля 2018 г.. Получено 12 августа 2019.

Источники

• Колон, Рауль. «Советские эксперименты с ядерными бомбардировщиками». Архивировано из оригинал 6 января 2012 г.. Получено 3 января 2012.
• Баттлер, Тони; Гордон, Ефим (2004). «6: Атомная энергия и летающие крылья». Советские секретные проекты: бомбардировщики с 1945 года. Хинкли: паб «Мидленд». ISBN  1-85780-194-6. Архивировано из оригинал 17 февраля 2012 г.. Получено 8 января 2012.CS1 maint: ref = harv (связь)

внешняя ссылка

• Краткий обзор программы NB-36
• Эксперимент с реактором на расплавленной соли (изначально предназначался для силовой установки самолетов)
• СОВЕТСКИЙ СОВЕРШЕННО СЕКРЕТНЫЙ ЯДЕРНЫЙ САМОЛЕТ М-60 Портал Академии веб-сайтом портала Академи (на английском языке)
• ОБЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ ПРОГРАММА ЯДЕРНОЙ ДВИЖЕНИЯ САМОЛЕТОВ ПРЯМОГО ВОЗДУШНОГО ЦИКЛА GE (по-английски)
• «Летучие» реакторы и нейтронная связь (по-английски)
• Описание эксперимента Ту-95: [1] [2] (на русском)
• СОВЕТСКИЙ СОВЕРШЕННО СЕКРЕТНЫЙ ЯДЕРНЫЙ САМОЛЕТ М-60 Портал Академии веб-сайтом портала Академи (на английском языке)
• Программа Decay of the Atomic Powered Aircraft Program, полученная 21 декабря 2009 г. , включает библиографию.
• Полеты на ядерное оружие, усилия США по созданию [sic] Ядерный бомбардировщик, созданный Раулем Колоном, извлечен 21 декабря 2009 г.
• «Ученый превью. Первый атомный самолет» Джеральд Вендт за 1951 год — очень хорошая статья с иллюстрациями на тему использования атомного реактора для питания самолета.
• «Взгляд на круглый стол — Атомный самолет» Популярная механика, Апрель 1957 г., стр. 100–105.

Атомолёт | это… Что такое Атомолёт?

Convair NB-36H — самолёт-лаборатория для испытания атомных реакторов в полёте, США

Ядерный ПВРД Tory-IIC, США. О размерах можно судить по фигурам двух людей, находящихся сверху

Атомолёт — атмосферное летательное устройство (самолёт) с ядерной силовой установкой. Разработки данного класса летательных аппаратов велись в СССР и США в середине XX века, однако до логического завершения доведены не были, так как решить основные проблемы атомолёта не удалось.

История создания

Один из прототипов реактора в Национальной лаборатории Айдахо (англ.)русск.

В процессе разработки должны были быть решены следующие инженерно-конструкторские задачи:

• создание компактного и лёгкого ядерного реактора;
• создание лёгкой биологической защиты экипажа;
• создание «чистого» реактивного двигателя на атомной тяге;
• обеспечение безопасности атомолёта в полёте.

В СССР и США проводились лётные испытания самолётов с размещённым на борту ядерным реактором, который не был подключён к двигателям: Ту-95 (Ту-95ЛАЛ) и B-36 (NB-36) соответственно. Лётные испытания предварялись серией наземных испытаний, в ходе которых изучалось влияние радиоактивного излучения на бортовое оборудование. В СССР работу проводили совместно Лётно-исследовательский институт (ЛИИ) и Институт атомной энергии (ИАЭ). На Ту-95ЛАЛ была проведена серия лётных испытаний с работающим реактором, в ходе которых изучалось управление реактором в полёте и эффективность биологической защиты. В дальнейшем предполагалось создание двигателей, работающих от ЯСУ, однако, по причине остановки программы, такие двигатели не были созданы.^[1][2]. Ан-22ПЛО — сверхдальний маловысотный самолёт противолодочной обороны с ядерной силовой установкой. Разрабатывался согласно постановлению ЦК КПСС и СМ СССР от 26/10/1965 в ОКБ Антонова на базе Ан-22. Его силовая установка включала разработанный под руководством А. П. Александрова малогабаритный реактор с биозащитой, распределительный узел, систему трубопроводов и специальные ТВД конструкции H. Д. Кузнецова. Hа взлёте и посадке использовалось обычное топливо, а в полете работу СУ обеспечивал реактор. Расчётную продолжительность полета определили в 50 ч. , а дальность полета — 27 500 км. В 1970 г. Ан-22 № 01-06 был оборудован точечным источником нейтронного излучения мощностью 3 кВт и многослойной защитной перегородкой. Позже, в августе 1972 г., на самолёте № 01-07 установили небольшой атомный реактор в свинцовой оболочке.

Программы разработки атомолётов в США и СССР были закрыты в середине 1960-х годов. Развитие получили более дешёвые технологии: дозаправка в воздухе лишила этот проект преимущества неограниченного полёта, а баллистические ракеты большой дальности и высокой точности — идею большого бомбардировщика.

В 2003 году военно-исследовательская лаборатория ВВС США профинансировала разработку атомного двигателя для беспилотного самолёта-разведчика Global Hawk с целью увеличить продолжительность полёта до нескольких месяцев^[3]

Недостатки

Доктор Герберт Йорк (англ. Herbert York), директор Defense Research (Rtd), один из руководителей программы атомолётов в США^[3]:

Практически, я бы свёл всё к трём моментам, тесно связанным друг с другом:

Во-первых, самолёты иногда, бывает, падают. И сама по себе мысль о том, что где-то летает ядерный реактор, который вдруг может упасть, была неприемлемой.

Во-вторых, все эти прямоточные системы, прямоточные реакторы, непосредственная передача тепла, неизбежно приводили бы к выбросам радиоактивных частиц из хвоста самолёта.

И в-третьих — это сами лётчики. Вопрос их защиты стоял очень серьёзно.

См. также

• Атомоход
• Атомовоз
• Ту-119
• Ядерная силовая установка

Примечания

1. ↑ Ту-95ЛАЛ — самолет с ядерным реактором
2. ↑ Наука и жизнь N 07, 2010 — Самолёт с атомным двигателем
3. ↑ ^{1 2} Самолёты, которые никогда не летали — Атомный бомбардировщик /Planes That Never Flew — The Atomic Bomber. Discovery Channel, 2003—2005 ^46:00

Ссылки

Публикации

• Ядерная жар-птица — статья в журнале Наука и жизнь, № 6 за 2008 год

Документальные фильмы

• Самолёты, которые никогда не летали — Атомный бомбардировщик /Planes That Never Flew — The Atomic Bomber. Discovery Channel, 2003-2005.

Экспериментальные модели

• Ту-95ЛАЛ — самолет с ядерным реактором
• Ту-95ЛАЛ (заказ 247) Экспериментальный самолет с ядерной силовой установкой
• «119» (Ту-119) Экспериментальный самолет с ядерной силовой установкой

Ядерный реактивный двигатель, керамические турбины и другие жемчужины из истории полетов

Самолет был еще подростком, когда Соединенные Штаты вступили в Первую мировую войну, и молодое авиационное подразделение армии США хотело, чтобы его самолеты летали выше без потеря власти.
У Сэнфорда Мосса, инженера GE и одного из самых ярких умов в области паровых турбин, возникла идея. Он и его команда разработали устройство под названием турбокомпрессор. Он использовал выхлопные газы авиационного двигателя для питания небольшой турбины. Турбина увеличила давление воздуха в цилиндрах двигателя и придала ему больше мощности, особенно на больших высотах, где воздух разрежен.

В 1918 году Мосс взял устройство на Пайкс-Пик в Колорадо, отм. 14 000 футов ( см. выше ) и доказали, что авиационный двигатель Liberty V-12 с наддувом работает на этой высоте намного лучше, чем стандартная версия. Правительство было удовлетворено, и GE начала производить нагнетатели для армии.

Мосс уменьшил свой турбонагнетатель Пайкс-Пик, чтобы он поместился на самолете.

Именно этот контракт запустил GE в воздух. Сегодня в эксплуатации находится более 30 000 авиационных двигателей GE, от тубовинтовых двигателей пригородных самолетов до самых высокогорных аэропортов мира в Гималаях и до самого большого и мощного реактивного двигателя из когда-либо созданных. Взгляните на основные моменты.

Первый авиационный турбонагнетатель: В 1921 году биплан LePere ( выше ), оснащенный турбокомпрессором Мосса, установил мировой рекорд высоты, достигнув высоты 40 800 футов. рейс из Ньюарка, штат Нью-Джерси, в Лос-Анджелес продолжительностью 7 часов 28 минут и 25 секунд. GE Aviation производила турбокомпрессоры в течение нескольких десятилетий. Более поздние версии этой технологии использовались на бомбардировщиках B-17, B-24 и B-29 во время Второй мировой войны. Поскольку GE еще не производила двигатели, они работали с поршневыми двигателями Pratt & Whitney и Curtiss-Wright.

Обогреваемый высотный летный костюм: Эти бомбардировщики времен Второй мировой войны выполняли миссии на высоте более 25 000 футов без герметичных или обогреваемых кабин. На такой высоте экипажам приходилось носить кислородные маски, чтобы оставаться в сознании и защищать себя от настолько низких температур, что открытая кожа превращалась в металл. На помощь пришли инженеры GE. Они разработали летный костюм с подогревом для больших высот, опираясь на предыдущий опыт успешного, но явно невоенного продукта: электрических одеял.

Первый реактивный двигатель в США: Осенью 1941 года сверхсекретная группа инженеров GE по прозвищу Hush-Hush Boys (вверху) использовала конструкцию британского реактивного двигателя сэра Фрэнка Уиттла для создания первого в Америке реактивного двигателя. Прототип поднялся в воздух в 1942 году, а в 1944 году реактивный двигатель поступил на вооружение Lockheed P-80 Shooting Star, первого реактивного истребителя в арсенале ВВС США.

Первый коммерческий реактивный двигатель в США:  В 1947 году двигатель GE J47 стал первым реактивным двигателем, сертифицированным для коммерческой авиации в США. GE произвела более 35 000 таких двигателей. Они нашли несколько применений за пределами авиации. Реактивный автомобиль Spirit of America использовал один, и пара из них приводила в движение то, что до сих пор остается самым быстрым в мире поездом с реактивным двигателем ( выше ). Они также служили на железной дороге в качестве мощных снегоочистителей.

Ранние сверхзвуковые двигатели: В 1948 году GE наняла немецкого пионера авиации Герхарда Ноймана, который быстро приступил к работе над реактивным двигателем. Он разработал революционную конструкцию, названную регулируемым статором (вверху). Это позволяло пилотам поворачивать лопасти на статоре двигателя, изменять давление внутри турбины и заставлять самолеты летать со скоростью, превышающей скорость звука.

Когда GE приступила к испытаниям первого реактивного двигателя с переменным статором Неймана, инженеры подумали, что их приборы работают со сбоями из-за мощности, которую он производит. В 1960-х годах самолет XB-70 Valkyrie с двигателем GE ( выше ) летал со скоростью, превышающей 3 Маха, что в три раза превышает скорость звука.

Два экспериментальных реактора для испытаний ядерных реактивных двигателей в Арко, штат Айдахо. Изображение предоставлено:  Wtshymanski

Ядерный реактивный двигатель:  В 1954 году GE даже поставила реактивный двигатель на атомной энергии на испытательный стенд в Арко, штат Айдахо. Он проработал более 100 часов безотказно, прежде чем проект был отложен. Идея заключалась в том, что двигатель будет использовать тепло, выделяемое ядерным реактором на борту самолета, для создания тяги. Самолет с такими двигателями теоретически мог находиться в воздухе дни и недели. Хотя ВВС США модифицировали бомбардировщик B-36 Peacemaker, чтобы нести ядерный реактор, они никогда не использовали двигатели.

Первый турбовентиляторный двигатель с большой степенью двухконтурности:  В 1960-х годах инженеры GE начали работу над новым мощным реактивным двигателем, который мог бы поднимать тяжелые грузы на большие расстояния, а также повышал топливную экономичность самолетов. Они придумали двигатель TF39 ( над ), который создавал рекордную тягу в 40 000 фунтов. Хотя он был разработан для военных, более поздние версии двигателя запустили семейство двигателей CF-6, которыми оснащались пассажирские самолеты DC-10, Lockheed L1011 и Boeing 747, включая Air Force One.

Первый турбовентиляторный двигатель без воздуховода:  После нефтяного кризиса 1970-х годов GE и NASA разработали забавную конструкцию двигателя под названием «турбовентиляторный двигатель без воздуховода» ( на фото выше, а также в верхней части GIF). Двигатель, названный GE36, представлял собой нечто среднее между реактивным и винтовым двигателем. Впервые в экономичной машине использовались лопасти вентилятора, изготовленные из легких и прочных композитов из углеродного волокна. GE по-прежнему является единственной компанией в сфере производства реактивных двигателей, использующей эти материалы для изготовления вентиляторов двигателей. В 1988 года пассажирский самолет MD-80 с двигателем GE36 вылетел из США на авиасалон Фарнборо в Англии.

Самый большой и самый мощный двигатель в мире:  Хотя ТРДД без воздуховода не прижился, технология лопаток из углеродного волокна позволила инженерам GE создать новую линейку массивных ТРДД с большой степенью двухконтурности, включая GE90- 115B ( выше ). Это самый мощный в мире реактивный двигатель, способный развивать тягу в 115 000 фунтов. Его следующая версия получила название GE9.X будет самым большим в мире двигателем с вентилятором диаметром 11 футов (этот двигатель все еще находится в разработке).

Первые двигатели с 3D-печатными деталями и новыми керамическими материалами:  Реактивный двигатель LEAP – это первый реактивный двигатель с топливными форсунками, напечатанными на 3D-принтере, и компонентами, изготовленными из прочных композитов с керамической матрицей (КМЦ), которые намного легче, чем даже высококачественные сплавы. LEAP, топливная экономичность которого на 15% выше, чем у сопоставимых двигателей GE, разработана CFM International, совместным предприятием GE Aviation и французской Snecma (Safran). CFM получила заказы и обязательства на сумму более 100 миллиардов долларов (цена в США) на более чем 7700 LEAP. Он будет введен в эксплуатацию до 2016 года.

Первые прядильные детали из керамики: Компания GE потратила два десятилетия на разработку КМЦ. Ученые из GE Global Research попытались прострелить образец стальным шаром, летящим со скоростью 150 миль в час, но потерпели неудачу ( см. выше ).   Компания добилась прорыва, когда впервые успешно испытала вращающиеся детали, изготовленные из КМЦ, внутри турбины реактивного двигателя. «Переход от никелевых сплавов к вращающейся керамике внутри двигателя — это действительно большой скачок», — говорит Джонатан Бланк (Jonathan Blank), руководитель исследований CMC и передовых полимерно-матричных композитов в GE Aviation. «CMC позволяют революционно изменить конструкцию реактивного двигателя».

Суперджет: Инженеры GE Aviation разработали новый двигатель с адаптивным циклом для истребителей шестого поколения. Он называется ADVENT и может переключаться между режимами высокой мощности и высокой эффективности ( см. выше и ниже ). «Благодаря этой технологии мы совершаем скачок на поколение», — говорит Дэн Маккормик, менеджер программ двигателей с адаптивным циклом в GE Aviation. «Мы смотрим на скорость и производительность, а также на 25-процентную экономию топлива. Это дополнительное топливо может увеличить дальность полета военного самолета на 35 процентов. Это огромно».

Полет на вершину мира:  Аэропорт Тенцинг-Хиллари в Лукле в Непале, вероятно, является самым экстремальным коммерческим аэропортом в мире ( см. ниже ). Расположенный на высоте 9 382 фута, в долине, наполненной злым сдвигом ветра, он имеет устрашающую взлетно-посадочную полосу длиной всего четыре футбольных поля, которая заканчивается каменной стеной. Некоторые самолеты, которые там летают, оснащены пропеллерными двигателями производства GE.

Почему нет атомных самолетов

ВМС США недавно запросили у Конгресса 139 миллиардов долларов на обновление своего флота атомных подводных лодок. В отличие от «обычных» подводных лодок, которым необходимо часто всплывать на поверхность, атомные подводные лодки могут плавать под водой на высоких скоростях в течение десятилетий без необходимости дозаправки топливом. Планировщики обороны ожидают, что новые подводные лодки будут работать на одной заправке в течение всего развертывания — до полувека.

Преимущества атомных подводных лодок перед их обычными собратьями вызывают вопрос о другом компоненте военного арсенала: почему самолеты не работают на ядерной энергии?

Причин много. Сделать ядерный реактор пригодным к полету сложно. Защитить его от извержения опасной радиации на тела экипажа может быть невозможно. Во время холодной войны, когда угроза ядерного апокалипсиса привела к удивительно прагматичным планам, инженеры предложили решить проблему, наняв пожилых экипажей ВВС для пилотирования гипотетических ядерных самолетов, потому что они умрут до того, как облучение вызовет у них смертельный рак.

Американский физик итало-американского происхождения Энрико Ферми выдвинул идею о ядерном полете еще в 1942 года, когда работал над Манхэттенским проектом по созданию атомной бомбы. Когда Вторая мировая война подошла к концу, Соединенные Штаты начали работу по реализации мечты Ферми о полетах на ядерных двигателях. С 1946 по 1961 год огромные группы инженеров, стратегов и администраторов трудились в водовороте чертежей, официальных документов и зеленых счетов, пытаясь воплотить эту идею в жизнь.

Преимущества атомных самолетов не уступают преимуществам атомных подводных лодок. Атомным подводным лодкам не нужно было подниматься на поверхность для получения топлива, а ядерным самолетам не нужно было садиться. А 1945 предложение в Министерстве войны (теперь Министерство обороны) обещало: «С ядерной силовой установкой сверхзвуковой полет вокруг света становится непосредственной возможностью». В секретном меморандуме Комиссии по атомной энергии, хранящемся сейчас в Президентской библиотеке Эйзенхауэра, перспектива полета на ядерном двигателе объяснялась более сдержанным тоном. Ядерная энергетика «должна сделать возможным дальность полета один или несколько раз вокруг земного шара при одной загрузке реактора». Идея бомбардировщика с ядерным двигателем стала для военных стратегической мечтой; он мог оставаться в воздухе в течение нескольких дней, чтобы покрыть любое количество целей по всему миру, прежде чем вернуться в Соединенные Штаты без дозаправки.

Проблема дозаправки самолетов занимала многие умы времен холодной войны. Бомбардировщики будут напрягаться, чтобы достичь своих целей, и застрять на вражеской территории с недостаточным запасом топлива, чтобы вернуться домой, если они будут летать только на одном баке. Дозаправка в воздухе предлагала решение, но плохое. Самолеты, застигнутые врасплох над территорией противника, подверглись зенитному обстрелу. Маневры уклонения разъединят два самолета, помешают успешной дозаправке и поставят под угрозу миссию.

Чтобы свести к минимуму потребность в опасной дозаправке, Соединенные Штаты полагались на глобальную сеть баз ВВС. Такие базы — обычно недалеко от СССР — позволяли самолетам достигать своих целей и возвращаться на одном баке топлива. Однако приобретение баз оказалось дорогим и непопулярным. В какой-то момент Соединенные Штаты предложили 100 миллионов долларов в золоте, чтобы купить Гренландию у Дании и получить новое стратегическое расположение для баз. В конце концов, Дания решила сохранить Гренландию, но это предложение иллюстрирует, на что Соединенным Штатам пришлось пойти, чтобы компенсировать ограниченную дальность полета своих самолетов. Самолет с ядерным двигателем мог бы избежать всех этих проблем.

Но у атомной энергетики были свои проблемы. Реактор должен был быть достаточно маленьким, чтобы поместиться на самолете, а это означало, что он выделял бы гораздо больше тепла, чем стандартный. Тепло может расплавить реактор, а вместе с ним и самолет, отправив радиоактивный кусок жидкого металла к Земле.

Проблема защиты пилотов от излучения реактора оказалась еще более сложной. Какой прок от самолета, убившего собственных пилотов?

Для защиты экипажа от радиоактивности реактору требовались толстые и тяжелые слои защиты. Но для взлета самолет должен был быть максимально легким. Адекватная защита казалась несовместимой с полетом.

Тем не менее, инженеры предположили, что веса, сэкономленного за счет отсутствия топлива, может быть достаточно, чтобы компенсировать реактор и его защиту. Соединенные Штаты потратили 16 лет на разработку этой идеи, но безрезультатно. Советский Союз также занимался ядерными двигателями для самолетов, сталкиваясь с теми же проблемами. К 1958 году печально известная статья в журнале Aviation Week , по большей части выдуманная, утверждала, что Советы уже испытывают работоспособный ядерный самолет. Вскоре после этого президент Дуайт Эйзенхауэр посоветовал сохранять спокойствие и осудил статью как надуманную. Представитель советской программы пояснил, что «если бы мы летали на атомном самолете, мы бы очень гордились этим достижением и сообщили бы об этом всем». К несчастью для энтузиастов атомных полетов, обеим странам нечем было похвастаться.

Ни одной из программ не удалось решить проблемы экранирования и веса. Более того, разработка межконтинентальных баллистических ракет в 1950-х годах ослабила аргументы в пользу разработки бомбардировщиков с ядерными двигателями. Атомный самолет стал излишним с военной точки зрения, так как межконтинентальные баллистические ракеты избегали проблем пилотируемых ядерных полетов. У них были только односторонние миссии, они не нуждались в дозаправке и не имели пилотов для защиты. Без военного обоснования атомного полета финансирование прекратилось.

Атомный самолет начал умирать медленной смертью. В конце 1950-х администрация Эйзенхауэра урезала бюджет программы. Никита Хрущев урезал финансирование советского аналога. К 1961 году обе страны свернули свои проекты пилотируемых самолетов с ядерными двигателями. Атомный полет казался обреченным.

В последней отчаянной попытке сохранить ядерный самолет на столе военные стратеги нашли радикальное решение: они могли бы использовать пилотов ближе к смерти. Военно-воздушные силы будут использовать экипажи, достаточно старые, чтобы умереть естественной смертью до того, как проявится вредное воздействие радиации, и таким образом, по логике вещей, обойти проблему экранирования. Как объяснил эксперт по ядерной политике Леонард Вайс в статье для Бюллетень ученых-атомщиков , предложение сделало бы ненужной радиационную защиту и значительно уменьшило бы вес самолета. Возможно, это позволило бы атомному самолету взлететь.

Образ отряда облученных пожилых пилотов, патрулирующих небеса мира, готовых развязать ядерную катастрофу, опирался на форму эйджизма, которая пронизывала планирование апокалипсиса времен холодной войны. В планах гражданской обороны по выживанию в условиях ядерного апокалипсиса в жертву всегда приносились старые. Джо Мартин с факультета истории и философии науки Кембриджского университета объяснил мне, что Герман Кан, один из предполагаемых вдохновителей доктора Стрейнджлава, составил рейтинг пищевых продуктов после ядерной катастрофы, отражающий эту предвзятость эпохи холодной войны. Шкала варьировалась от класса A (высококачественная пища, предназначенная для беременных женщин) до класса E (радиоактивная пища, подходящая только для кормления животных). Группа, состоящая из людей старше 50 лет, Д. Кан прямо выразился в своей книге О Термоядерная война : «Большинство этих людей умрут от других причин, прежде чем заболеют раком».

Даже это шокирующее предложение не спасло атомный самолет. Администрация Эйзенхауэра пришла к выводу, что программа была ненужной, опасной и слишком дорогой. 28 марта 1961 года только что вступивший в должность президент Джон Ф. Кеннеди отменил программу. С тех пор появлялись предложения по созданию самолетов с ядерными двигателями, но страх перед радиацией и нехватка финансирования сдерживали все подобные идеи.

Военно-воздушные силы все еще сохраняют свою привязанность к старшим пилотам. У него самый высокий возрастной предел для призывников среди всех родов войск, и в 2014 году этот предел был увеличен до 39 лет. Некоторые пилоты могут быть намного старше. В прошлом году, в ответ на нехватку почти 2000 пилотов, ВВС призвали обратно отставных военнослужащих в рамках программы «Добровольное возвращение пенсионеров на действительную службу» (VRRAD). VRRAD дает 1000 бывшим летчикам и летчицам возможность вернуться на действительную службу, возможно, включая боевую службу. Говоря о размещении этих пенсионеров, представитель ВВС сказал в прошлом году: «Все на столе». По крайней мере, почти все: ни один из этих пилотов никогда не будет летать на ядерном самолете.

Может быть, это первый авиалайнер с ядерной установкой?

Загрузка

HyperDrive | Самолет

Может быть, это первый авиалайнер с ядерной установкой?

(Изображение предоставлено Оскаром Виналсом)

Стивен Доулинг, 14 июля 2016 г.

Сверхзвуковой авиалайнер, который летит со скоростью, в три раза превышающей скорость звука, и работает на ядерном синтезе. Стивен Даулинг исследует проблемы, связанные с запуском авиалайнеров на атомной энергии.

I

Он может унести вас из лондонского аэропорта Хитроу и через три часа поднять на воздушный мост в нью-йоркском аэропорту имени Джона Ф. Кеннеди. Он доставит вас с немалым комфортом — роскошным, если вы в первом классе — на скоростях, приближающихся к 2300 миль в час (3680 км/ч), когда Атлантический океан мчится под вашими ногами.

Flash Falcon, похожий на космический корабль из франшизы видеоигр Halo, является футуристическим стержнем, чтобы заполнить дыру, образовавшуюся после вывода из эксплуатации сверхзвукового Concorde в 2003 году. Однако прототипы еще не построены — дизайн пока живет только в воображение испанского дизайнера Оскара Винальса, который также спроектировал гигантский авиалайнер в форме кита, представленный BBC Future еще в 2014 году.

Flash Falcon, согласно концепции Vinals, будет перевозить 250 пассажиров со скоростью 3 Маха, его планер будет более чем на 130 футов (39 метров) длиннее, чем у Concorde, и с вдвое большим размахом крыльев. Его двигатели даже смогут наклоняться на угол до 20 градусов, чтобы самолет мог взлетать и приземляться, как вертолет.

В основе Flash Falcon лежит нечто еще более революционное; Самолет Vinals предназначен для полетов на ядерной энергии, а термоядерный реактор перекачивает энергию в его шесть электрических двигателей.

«Я думаю, что ядерный синтез может стать в будущем лучшим источником для получения большого количества электроэнергии», — говорит Виналс BBC Future. «В то же время это «зелено», не создавая опасных отходов.

«Флэш-сокол» сможет взлетать и приземляться, как вертолет, благодаря своим подвижным двигателям. над ним работает множество проектов, таких как Токамак, Итер и Стелларатор. Я очень оптимистичен, что в ближайшие пять-семь лет у нас будет первый стабильный и продуктивный термоядерный реактор», — говорит Винальс.

Несмотря на то, что долгожданный ключ к дешевой и обильной энергии появляется так быстро, концепция Винальса возрождает мечту, которая занимала авиаконструкторов с 1950-х годов, — как встроить ядерный реактор в самолет.

ВВС США рассмотрели возможность переоборудования бомбардировщиков B-36 с ядерной силовой установкой. (Фото: Getty Images) в 1950-х годах были введены в эксплуатацию первые реакторы, достаточно маленькие, чтобы их можно было использовать на судне. Всего за несколько лет они уменьшились настолько, что их можно было использовать для питания подводной лодки.

1950-е годы были одним из золотых веков проектирования самолетов, с гигантскими технологическими скачками, подпитывающими как рынок авиаперевозок, возникающий в послевоенном мире, так и холодную войну. По мере роста напряженности в отношениях между США и Советским Союзом США искали способ как можно дольше удерживать свои дальние ядерные бомбардировщики в воздухе, делая их гораздо менее уязвимыми для нападения на их аэродромы.

Ядерные реакторы теоретически могут оставаться в воздухе месяцами — если у вас есть достаточно большой самолет, чтобы иметь экипаж, который может летать и спать посменно.

Но, как говорит Саймон Уикс из Института аэрокосмических технологий, есть несколько серьезных проблем, связанных с установкой ядерного реактора на самолет. Вам понадобится не только «система с замкнутым контуром» — реактор, который повторно использует отработанное топливо, — но также потребуется большое количество мощной защиты. «При делении ядер образуется много нейтронов, и они могут быть очень вредными», — говорит Уикс.

Одноместный NB-36H совершил десятки вылетов, но реактор ни разу не использовался для питания самолета в полете (Фото: Министерство обороны США)

Единственным атомным самолетом, летавшим на Западе, был сильно модифицированный бомбардировщик Convair B-36 в начале 1950-х годов. И без того гигантский самолет был дополнительно утяжелен 11-тонной защитой для защиты от радиации. Хотя NB-36H летал 47 раз, бортовой реактор был испытан только в воздухе и фактически никогда не использовался для питания самолета.

Потенциально катастрофические последствия крушения самолета с ядерным двигателем остановили дальнейшее развитие. И хотя военные экипажи могли выполнять приказы и управлять самолетом с ядерным двигателем, идея о том, что пассажиры добровольно ступят на борт самолета с ядерным реактором всего в нескольких метрах от них, кажется маловероятной. Атомный авиалайнер остался в памяти художников о том, как могут выглядеть воздушные путешествия через 50 или 100 лет.

Однако не расщепление ядер будет основой концепции Винальса. «Люди часто слышат слова «ядерная энергетика» и думают, что это опасно, но в случае ядерного синтеза это не так». Вместо того, чтобы создавать цепную реакцию, такую ​​как ядерное деление, термоядерный синтез — слияние двух или более атомов в более крупный — создает больше энергии, но не создает загрязняющих отходов.

Энергия, необходимая для питания такого большого самолета, будет огромной (Фото: Оскар Виналс)

Винальса не смущает тот факт, что ядерный синтез остается недостижимым с технологической точки зрения. Такие концепции, как Flash Falcon, не должны быть отягощены ограничениями технологий, которые у нас есть сегодня; часть их роли состоит в том, чтобы представить, как может выглядеть дизайн с использованием технологий, которые мы еще не освоили.

Однако до Fusion еще далеко. «Ядерный синтез всегда будет через 50 лет», — говорит Уикс.

Реакторы все еще находятся на экспериментальной стадии; например, проект Итер, строящийся в настоящее время во Франции, все еще находится в стадии реализации через 10 лет.

Даже если такие реакторы окажутся практичными и смогут генерировать обещанную дешевую чистую энергию, это только начало головоломки.

«Задача состоит в том, чтобы сделать его очень маленьким и очень легким, — говорит Уикс.

«В период с 1940-х по 1980-е годы мы наблюдали значительное развитие технологии ядерного деления, и это было относительно быстро. Мы работаем над термоядерным синтезом с 1950-х годов, и мы еще не построили практически работающий реактор. До этого еще 20 или 30 лет».

Американский бомбардировщик XB-70 был еще одним американским бомбардировщиком, который рассматривался для ядерных экспериментов. (Фото: Getty Images) По словам Уикса, это гораздо более сложная задача, чем создание авиалайнера, который мог бы летать со скоростью, в три раза превышающей скорость звука.

У любого альтернативного топлива есть большие проблемы: керосин, топливо, используемое в реактивных двигателях, является невероятно универсальным топливом. «Это невероятно хорошая среда для создания энергии. Он энергоемкий, с ним легко обращаться, и он хорошо работает во всем диапазоне температур», — говорит Уикс.

«И его можно использовать не только для топлива, но и для других целей. Его можно использовать как охлаждающую жидкость, как смазку и даже как гидравлическую жидкость». Изменение климата может быть насущной причиной поиска альтернативного топлива для самолетов, но невероятное количество энергии необходимо для полета самолета на таких высоких скоростях. Тип батарей, используемых в самолетах, таких как Solar Impulse, может генерировать только 1/20 часть энергии из эквивалентного веса керосина.

Может пройти много-много десятилетий, прежде чем полетит самолет, подобный Flash Falcon (Фото: Оскар Виналс)

В следующем столетии будет слишком сложно создать самолет, работающий на ядерном синтезе. Гораздо более вероятно, говорит Уикс, что это будут формы гибридной власти; например, пропеллер, который помогает генерировать энергию, которая хранится на борту и используется для взлета самолета.

Flash Falcon слишком амбициозен, чтобы летать с современными технологиями. Но история авиации усеяна достижениями, которые когда-то считались невозможными. Возможно, однажды к ним присоединится ядерный синтез.

Другие изображения Flash Falcon, сделанные Оскаром Виньялесом, можно увидеть здесь.

Join 600,000+ Future fans by liking us on Facebook , or follow us on Twitter , Google+ , LinkedIn and Инстаграм .

Если вам понравилась эта история, подпишитесь на еженедельную рассылку новостей bbc.com под названием «Если вы прочитаете только 6 статей на этой неделе ». Подборка историй из BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel и Autos, доставляемая на ваш почтовый ящик каждую пятницу.

NB-36 Crusader: массивный американский бомбардировщик с ядерной установкой за полетом на атомной тяге нет ничего нового. На самом деле Соединенные Штаты фактически разрабатывали

атомный бомбардировщик еще в 1955 году, в виде массивного Convair NB-36 Crusader.

Бомбардировщик нес 1-мегаваттный ядерный реактор с воздушным охлаждением, который подвешивался на крюке внутри пещеристого оружейного отсека, который нужно было опускать через двери бомбового отсека в защищенные подземные помещения для хранения между полетами. Хотите верьте, хотите нет… дальше становится только безумнее.

Теоретически бомбардировщик с ядерным двигателем может буквально оставаться в воздухе неделями (если не дольше) и достигать любой цели на планете без необходимости приземляться или дозаправляться. Сегодня, в эпоху межконтинентальных баллистических ракет с поистине глобальным радиусом действия и баллистических ракет подводных лодок, которые могут быть запущены с 70% земного шара, держать бомбардировщик в небе в течение нескольких недель подряд кажется нелепым, но для значительной части Холодная война (конкретно с 1960 по 1968 год), это ровно того, что сделала Америка.

Операция Chrome Dome и аналогичные усилия позволили Соединенным Штатам держать в боевой готовности три бомбардировщика B-52 с ядерным вооружением 24 часа в сутки, летая по маршрутам над Атлантическим океаном, Средиземным морем и Тихим океаном возле Аляски. Бомбардировщик с ядерным двигателем, несущий ядерное оружие, мог бы сделать то же самое с меньшей материально-технической поддержкой, и ему нужно было бы только приземлиться или пополнить запасы ради экипажа. В начале 1950-х такой бомбардировщик был бы настоящим прорывом.

На основе

B-36 Peacemaker

RB-36, припаркованный в ангаре Pride на базе ВВС Эллсворт, Южная Дакота. (Фото ВВС США)

По теме: БЕЗУМНЫЕ ЛЕТАЮЩИЕ АВИАНОСЕЦЫ АМЕРИКИ МОГЛИ ДЕЙСТВИТЕЛЬНО РАБОТАТЬ по масштабам этот массивный бомбардировщик не имеет себе равных и по сей день. С размахом крыла 230 футов B-36 по-прежнему удерживает титул самого длинного размаха крыла из 9 футов.0149 любой самолет с боевым кодом . Размах его крыльев был настолько большим, что вы могли положить крылья B-52 Stratofortress поверх B-36, и у все еще оставалось место, чтобы бросить Super Hornet на конец для хорошей меры. Эти размеры сегодня впечатляют, но важно помнить, что, когда B-36 впервые поступил на вооружение в 1948 году, Америка все еще летала на B-29 еще более десяти лет.

B-29 Superfortress рядом с XB-36 на испытаниях. (фото ВВС США)

Название Peacemaker было получено из того, для чего этот бомбардировщик был специально разработан: приставить ядерную пушку к голове мира. Имея дальность полета 10 000 миль, B-36 мог вылетать с американских взлетно-посадочных полос и доставлять 86 000 фунтов ядерного огня по целям на других континентах. Для современного контекста это на 15 000 фунтов 90 149 больше, чем у нынешнего ядерного бомбардировщика Америки B-52. Межконтинентальные баллистические ракеты разрабатывались во время пребывания в должности B-36, но за короткий срок службы могучий американский Peacemaker считался лучшим в мире средством доставки ядерного оружия.

Перемещение массивного B-36 через Атлантический океан осуществлялось шестью радиально-поршневыми двигателями Pratt & Whitney R4360-53 мощностью 3600 л. Это сочетание радиально-поршневых двигателей и турбореактивных двигателей дало ему максимальную скорость 435 миль в час и его вышеупомянутую впечатляющую дальность полета и грузоподъемность.

Но первое испытание атомной бомбы в России в 1949 году привлекло внимание Соединенных Штатов. Он больше не был бесспорным ядерным тяжеловесом, каким он был в предыдущие четыре года. Америке нужна была мощная и привлекающая внимание новое оружие , которое обеспечит его господство над Советским Союзом и любыми другими потенциальными угрозами на горизонте. Именно с этой целью были созданы проект «Ядерная энергия для двигателей самолетов» (NEPA) и последующая программа «Ядерные двигатели самолетов» (ANP).

Америка не просто собиралась использовать ядерное оружие для уничтожения своих врагов. Он собирался использовать ядерную энергию, чтобы доставить их туда.

Как запустить атомный бомбардировщик?

Вид с воздуха на экспериментальный самолет Convair NB-36H (серийный номер 51-5712) и Boeing B-50 Superfortress преследует самолет во время исследований и разработок, проводимых на заводе Convair в Форт-Уэрте, штат Техас. (Фото ВВС США)

Связанное: ВОТ КАК ВЫГЛЯДИТ F-35, КОГДА СБРОСАЕТ ЯДЕРНАЯ БОМБА поэтому установка бомбардировщика с ядерным двигателем означала значительные модификации стандартного планера B-36. Но дядя Сэм не спешил отказываться от вполне годного стратегического бомбардировщика для эксперимента. Однако появилась возможность в 1952 года, когда торнадо обрушился на авиабазу Карсвелл в Техасе. Среди поврежденных машин и объектов был B-36, который нуждался в капитальном ремонте, чтобы снова войти в строй. Convair предложил использовать планер для испытаний ядерной силовой установки, а не восстанавливать его обратно в эксплуатацию, и ВВС согласились.

Прежде чем можно было решить вопрос о том, что бомбардировщик с ядерной энергетической установкой может быть решен, Convair и ВВС должны были подтвердить две вещи. Во-первых, им нужно было найти ядерный реактор, который мог бы удовлетворить потребности самолета в мощности9.0149 и помещались в среднем отсеке вооружения бомбардировщика. Во-вторых, они должны были убедиться, что реактор не облучит экипаж во время их длительных бомбардировочных полетов.

Пытаясь найти реактор, который мог бы работать в бомбардировщике с ядерной силовой установкой, ВВС начали их испытания вместе с методиками преобразования энергии еще в 1944 году.

В конце концов, была выбрана система под названием HTRE-3, отчасти благодаря его способности легко переключаться между химическим топливом и ядерной энергией. Это означало, что система могла взлетать и приземляться, используя химическое топливо, а затем, как только реактор достиг нужной рабочей температуры в полете, переключаться на ядерную силовую установку на длительный срок. Эта избыточность сделала самолет более надежным, но в основном из-за опасений по поводу неудач при взлете и посадке.

Реактор весил колоссальные 35 000 фунтов, и вместо того, чтобы быть прочно прикрепленным к фюзеляжу бомбардировщика, он подвешивался на крюке в одном из бомбоотсеков самолета. Хотя этот подход казался необычным, он позволял экипажам отключать реактор и опускать его в защищенные подземные сооружения в целях безопасности между испытательными полетами.

Реактор будет питать четыре поршневых двигателя GE J47 мощностью 3800 л. HTRE-3 представлял собой систему прямого цикла, которая втягивала воздух в компрессор турбореактивного двигателя и через нагнетательную камеру и воздухозаборник, которые вели к активной зоне реактора, где воздух служил теплоносителем. Оттуда перегретый воздух попадал в другую камеру, ведущую к турбинной секции двигателя, прежде чем выходить в виде выхлопных газов сзади.

Как сделать ядерный бомбардировщик

безопасным для полета?

Деталь носовой части Convair NB-36H. Обратите внимание, что самолет имеет первоначальное обозначение XB-36H. (Фото ВВС США). но экранирование оказалось неэффективным при испытаниях, поэтому был разработан новый подход, сочетающий слои защиты на реакторе с дополнительными защитными слоями на кабине экипажа. Этот подход, получивший название Shadow Shielding, не только работал лучше, но и оказался значительно легче.

Но на этом защита экипажа не закончилась. Возможно, самым большим конструктивным изменением B-36 была замена всей кабины экипажа и авионики на огромный свинцовый отсек с резиновой облицовкой, предназначенный для пилота, второго пилота, бортинженера, а также добавление двух бортовых инженеров-ядерщиков. . Окна в кабине экипажа имели толщину 90 149 футов и 90 150 футов в некоторых местах и ​​были сделаны из свинцового стекла для защиты от любого возможного радиационного облучения.

(фото ВВС США) 900:03 Боевой отсек был настолько хорошо защищен, что внутри него было едва слышно работу двигателей, из-за чего многие сравнивали управление атомным бомбардировщиком с управлением подводной лодкой. Его размеры немного короче, чем исходная кабина экипажа, и после его установки носовая стойка шасси была сдвинута на шесть дюймов вперед, чтобы создать больше места для аварийного люка.

В общей сложности новое боевое отделение весило впечатляющие 12 тонн. Задняя кабина не предназначалась для размещения членов экипажа, поэтому были установлены камеры и внутренняя система видеонаблюдения для визуального наблюдения за реактором и сопряженными с ним системами.

Convair NB-36H слева от панели атомщика. (Фото ВВС США)

Чтобы уловить любое излучение, которое может выйти из самолета во время полета, к берегу были добавлены резервуары для воды. Вода поглощает радиацию благодаря своему богатому водородом составу, что делает ее дешевым и эффективным средством радиационной защиты. Однако это не самый легкий материал для работы, поэтому он, как правило, не используется в авиации или космонавтике. Однако в бомбардировщике с такой огромной грузоподъемностью, как В-36, баки для воды не представляли проблемы.

С новой кабиной и обширными модификациями оружейного отсека для размещения реактора новый атомный бомбардировщик достаточно отличался от оригинального Peacemaker, чтобы получить совершенно новое обозначение. И именно так родился NB-36 Crusader, , который должен был стать первым в Америке бомбардировщиком с ядерной силовой установкой.

NB-36 Crusader совершил 47 зарегистрированных полетов с реактором на борту

(фото ВВС США)0261

Поскольку двигательная установка HTRE-3 была разработана для работы на химическом топливе до и после использования ядерного реактора, она идеально подходила для испытательных полетов, которые полностью полагались на это химическое топливо, при проверке работы реактора в полете.

NB-36 Crusader впервые поднялся в воздух в 1955 году, за ним несколько самолетов поддержки внимательно следили за ядерным бомбардировщиком, когда он пролетал над пустынным полигоном в Нью-Мексико. На одном из этих самолетов находились десантники армии США, которым была поручена незавидная работа по немедленному обеспечению безопасности района в случае крушения.

Конвэр НБ-36Н. (Фото ВВС США)

В каждом полете NB-36 взлетал и летал на химическом топливе, а затем включался реактор, как если бы он обеспечивал движение. Convair и ВВС неустанно следили за работой реактора, собирая данные о выходной мощности, стабильности и безопасности экипажей на борту. В общей сложности NB-36 Crusader провел в небе над Нью-Мексико и Техасом около 215 часов и налетал в общей сложности 89 часов с ядерным реактором на полную мощность, что, без сомнения, доказывает, что бомбардировщик мог летать на во время работы, производя ядерную энергию на борту.

Но каким бы мощным оружием ни был ядерный бомбардировщик, мир вокруг НБ-36 изменился к тому времени, когда он взлетел.

Погиб от баллистических ракет

NB-36H в полете. (WikiMedia Commons)

К 1959 году Соединенные Штаты уже приняли на вооружение межконтинентальную баллистическую ракету SM-65 Atlas, которая также была разработана компанией Convair. SM-65 имел дальность полета почти 9000 миль и не требовал экипажа для доставки. Год спустя USS George Washington (SSBN 598) успешно провел испытательный пуск первой флотской баллистической ракеты Polaris A1 с дальностью действия в тысячу миль. Внезапно у Соединенных Штатов появились как наземные, так и морские альтернативы своему все еще назревающему «Крусейдеру».

USS George Washington (SSBN 598) запускает одну из двух ракет Polaris A1 во время первого подводного пуска ракеты у мыса Канаверал, 20 июля 1960 года.

НБ-36 мог бы стать первым и единственным в мире бомбардировщиком с атомной силовой установкой, но, несмотря на испытания, доказавшие, что ядерная силовая установка была осуществимый , он все равно был не очень практичным . Как и в других программах, основанных на ядерной силовой установке (включая совершенно безумный проект «Плутон», который извергал бы радиацию в спину, бросая атомные бомбы в цели по заранее запрограммированному курсу), риск ядерной силовой установки просто перевешивал ее практическую ценность. По крайней мере, так было, когда существовали более традиционные альтернативы, которые могли выполнять эту работу так же или даже лучше.

Какими бы способными ни были NB-36, любая авария могла быстро привести к ядерному инциденту, что делает его сомнительным выбором для полетов над территорией США. Это почти наверняка вызвало бы недоумение как у союзников, так и у врагов, если бы Соединенные Штаты начали с ним патрулирование в иностранном воздушном пространстве или вблизи него. Если бы он предлагал какие-то возможности, которые были столь же важны, сколь и уникальны, эта политическая и дипломатическая борьба, возможно, стоила бы того, но этого просто не было, когда начали формироваться ракетные запасы.

В 1961 году президент Джон Ф. Кеннеди официально отменил программу NB-36 Crusader, а вместе с ней и мечты Америки о создании атомного бомбардировщика.

Советские эксперименты с ядерными бомбардировщиками

Советские эксперименты с атомными бомбардировщиками

	Советские эксперименты с ядерными бомбардировщиками Рауль Колон
	Домашняя страница	Индекс статей
			Туполев Ту-95М использовался как летающий стенд для разработки атомного бомбардировщика и получил обозначение Ту-95ЛАЛ.

В конце 1940-х годов, когда холодная война начала разгораться, Советский Союз начал исследования по разработке ядерных реакторов в качестве источников энергии для военных кораблей. Работу выполнил сначала русский академический инженер И.В. Курчатова, что добавило авиацию как возможного получателя новых АЭС. 12 августа 19 г.55 Совет Министров СССР издал распоряжение, предписывающее некоторым группам авиационной промышленности объединить усилия в этих исследованиях. Непосредственно в результате этого мандата конструкторские бюро Андрея Туполева и Владимира Мясищева стали назначенными головными конструкторскими группами по проекту разработки и производства нескольких конструкций самолетов с ядерной силовой установкой, а бюро, возглавляемое Н.Д. Кузнецовым и А.М. Люльке поручили разработать двигатели для самолета. Они быстро выбрали метод передачи энергии — Прямой Цикл . Этот метод позволит двигателям использовать энергию, вырабатываемую реактором, который заменит камеру сгорания реактивного двигателя. Были испытаны несколько типов ядерных двигателей: прямоточный, турбовинтовой и турбореактивный, с различными передаточными механизмами для передачи вырабатываемой ядерной тепловой энергии. После обширных экспериментов с различными двигателями и передаточными системами советские инженеры пришли к выводу, что турбореактивный двигатель с прямым циклом предлагает лучшую альтернативу. В конфигурации передачи мощности с прямым циклом поступающий воздух поступает через компрессорный механизм турбореактивного двигателя, затем проходит через нагнетательную камеру, направляющую воздух в активную зону реактора. Тогда воздух, к этому времени выполняющий роль теплоносителя реактора, постоянно нагревается по мере своего движения по активной зоне. После выхода из активной зоны воздух возвращается в другую камеру и оттуда направляется в турбинную часть двигателей для создания тяги. Также были испытаны новые системы охлаждения, поскольку они служили защитным экраном для кабины экипажа. Это, а также размер первоначальных атомных электростанций были главной проблемой, с которой столкнулись инженеры, работавшие над проектом. Защита экипажа и уменьшение размера и веса реакторов для размещения одного из них на планере стали главными техническими препятствиями в проекте. В бюро Туполева, зная о сложности поставленной перед ними задачи, подсчитали, что пройдет два десятилетия, прежде чем программа сможет создать рабочий прототип. Они предполагали, что первый действующий самолет с ядерным двигателем может подняться в воздух в конце 1970-х или начале 1980-х годов. Программа была разработана для работы на этапах разработки. Первым этапом было проектирование и испытания небольшого ядерного реактора, которые должным образом начались в конце 1955 года. В марте 1956 года перед ОКБ Туполева Советом Министров СССР была поставлена ​​задача в кратчайшие сроки изготовить летающий стенд. Туполевские инженеры решили взять существующий Ту-95М и использовать его в качестве летающей ядерной лаборатории, окончательное обозначение самолета должно было быть Ту-95ЛАЛ.

Самолет Туполев Ту-95ЛАЛ.

К 1958 году наземная фаза программы, установка для установки ядерного реактора на самолет, была готова к испытаниям. Где-то летом 1958 года атомная электростанция была запущена и начались испытания. Сразу же был достигнут требуемый уровень мощности реактора, что открыло путь к этапу летных испытаний. С мая по август 1961 года Ту-95ЛАЛ совершил 34 исследовательских полета. Многие из них сделаны при остановленном реакторе. Основной целью этапа полета была проверка эффективности радиационной защиты, что было одной из главных задач инженеров. Огромное количество жидкого натрия, оксида бериллия, кадмия, парафина и стальных пластин; были единственным источником защиты экипажа от смертельной радиации, исходящей из активной зоны. Результаты снова были многообещающими. Уровень радиации в кабине экипажа был низким, что дало бюро возможность спроектировать новый планер. Следующим этапом программы было производство испытательного самолета, изначально спроектированного для использования ядерной энергии в качестве основной движущей силы. Это должен был быть Aircraft 119. Этот самолет был основан на конструкции Ту-95. Главное отличие заключалось в том, что два из четырех внутренних двигателей должны были быть новыми турбовинтовыми двигателями НК14а с теплообменниками. НК14а работает очень похоже на двигатели прямого цикла, главное отличие в том, что воздух после прохождения через компрессор не поступает в реактор, а поступает непосредственно в систему теплообмена. В то же время тепло, вырабатываемое реактором, переносится в виде теплоносителя; перейти к системе теплообмена. Комбинация этих двух сил позволила бы турбореактивному двигателю создать необходимую тягу. Два других подвесных двигателя останутся НК12М.

Ядерный двигатель размещался в бомбоотсеке.

ОКБ Н.К. Кузнецова приступило к работам над двигателями одновременно с составлением чертежей самолета 119. Как и на Ту-95ЛАЛ, во внутреннем бомбоотсеке размещался реактор. Соединения, ведущие от реактора к двигателям, будут проходить через основной фюзеляж к крыльям, а затем непосредственно к теплообменникам, прикрепленным к двум внутренним двигателям. Туполев подсчитал, что первые 119должны были быть доступны для взлетно-посадочных испытаний к концу 1965 года. После испытаний 119 двигателей должны были быть заменены четырехдвигательной схемой НК14а на базе коммерческого лайнера Ту-114. Однако модель 119 так и не вышла из чертежной доски. Бюджетные ограничения и разработка новых конструкций обычных самолетов были названы основной причиной отмены программы в августе 1966 года. Отмена Aircraft 119 не означала, что Советский Союз прекратил исследования по созданию самолета с ядерным двигателем. Было предпринято несколько попыток создания сверхзвукового бомбардировщика с ядерной силовой установкой. Примерно в то же время, когда Туполев начал работать над 119, существовала параллельная программа под кодовым названием Aircraft 120. В этот проект было вложено огромное количество часов исследований. Большинство из них касалось конструкции нового турбореактивного двигателя и компоновки новой системы ядерного реактора, которая могла бы обеспечить большую защиту экипажа и чувствительных систем авионики самолета. Самолет 120 должен был быть оснащен двумя ТРД разработки Кузнецова. Реактор предполагалось установить в задней части самолета, как можно дальше от кабины. Экипаж состоял из пилота, второго пилота и штурмана; заключен в кабину с защитой от радиации из тяжелого свинца. 120 будет иметь обычную аэродинамическую конфигурацию с высоко установленным крылом со стреловидностью 45 градусов, стреловидным оперением и трехопорным шасси. Цель Туполева — выйти на этап испытаний 120-го в конце 19-го.70-е никогда не материализовались, как и в случае с 119, существование 120 было только на чертежной доске. Прекращение программы произошло в основном по тем же причинам, что и для 119-х. Следующим для Туполева был Aircraft 132. Еще одна попытка Советов создать пригодный к эксплуатации бомбардировщик с ядерным двигателем. 132 задумывался как ударный самолет малой высоты. В конструкции 132 реактор должен был размещаться в передней части, два ТРД, весь пакет размещался в задней части планера. Двигатели должны были быть рассчитаны на работу на ядерной энергии или на обычном керосине. Керосин будет использоваться только для взлета и посадки, а топливо будет храниться в баке, установленном перед реактором. Как и 120-й, 132-й имел бы обычную конфигурацию, опять же с сильно экранированной кабиной. Основное отличие заключалось в конфигурации крыльев. 132 должен был быть самолетом с треугольным крылом. Хвостовое оперение также должно было быть стреловидным, а горизонтальный стабилизатор располагался над килем. Как и другие проекты, 132-й был закрыт в середине 1960-х годов из-за бюджетных и, что наиболее важно, технических трудностей.

Исходный М-60 с трапециевидным крылом. ( Изображение предоставлено Авикопресс ©)

ОКБ Туполева предприняло последнюю попытку создать самолет с ядерным двигателем. Этот самолет должен был быть сверхзвуковым бомбардировщиком дальнего действия, предназначенным для конкуренции со сверхзвуковым средним бомбардировщиком Convairs B-58 Hustler. На этот раз до чертежной доски самолет не дошел. В конце 1960-х годов Советский Союз решил отказаться от дальнейших исследований возможности создания самолета с ядерным двигателем. Основная причина, указанная бюро, участвовавшим в проекте, заключалась в том, что с внедрением более точных и менее дорогих межконтинентальных баллистических ракет на борту советских атомных подводных лодок; Советский Союз мог достичь такой же степени ядерного потенциала за небольшую часть стоимости. Также рассматривались, но редко упоминались Советами, экологические последствия аварии во время операций. Если бы один из этих самолетов разбился в населенном пункте, радиоактивные осадки могли быть катастрофическими. Летом 1955 г. в ОКБ Мясищева была начата еще одна программа создания атомных самолетов. 19 мая 1955 г.; постановление Совмина, предписывающее Мясищеву приступить к разработке сверхзвукового атомного бомбардировщика. Первый проект бюро имел кодовое название М-60. Первый набросок проекта был завершен в июле 1956 года. В то же время Люлька разработал новую конструкцию двигателя, которая включала бы ядерный / турбореактивный двигатель с теплом, выделяемым реактором, передающимся через воздух к реактивному двигателю, конфигурация силовой установки, известная как Открытая система ; даст М-60 49 600 фунтов тяги. Самолет взлетал и приземлялся, используя химическую смесь топлива в качестве двигателя. При достижении заданной рабочей высоты ядерная система включалась и обеспечивала М-60 крейсерскую скорость. Такая конфигурация двигателя и тяга дали бы М-60 возможность развивать скорость 2 Маха. Жилые помещения экипажа должны были размещаться в центре фюзеляжа, опять же, в полностью закрытой кабине со свинцовым экраном. Конфигурация кабины ограничивала визуальное наблюдение. В соответствии с другими советскими ядерными конфигурациями, реактор будет размещен в задней части самолета для обеспечения дополнительной защиты. Первоначальная конфигурация фюзеляжа требовала длинного тонкого самолета с трапециевидным крылом и трапециевидным Т-образным хвостовым оперением. Ядерные/реактивные двигатели должны были быть размещены в фюзеляже бок о бок. Длина М-60 была предложена на уровне 169 футов 3,5 дюйма; с размахом крыла 86 футов 11 дюймов. В более поздних модификациях М-60 самолет был оснащен четырьмя двигателями, соединенными попарно в задней части планера. Как и в случае с другими ядерными программами, для М-60 была выбрана трехопорная ходовая часть.

Баундер М-50.

Позже, в декабре 1957 года, был представлен вариант конструкции М-60 со стреловидным крылом — он предусматривал, что М-60 будет иметь треугольное крыло с обоими двигателями, размещенными на пилонах под крылом и в концевых гондолах, которые напоминают конфигурацию М. -50 Баундер. После обширных исследований бюро Мясищева определило, что при правильных ядерных силовых установках стратегический бомбардировщик с 1,9Скорость 89 миль в час, рабочий диапазон 15 500 миль и практический потолок 65 600 футов были достижимы. М-60 также не вышел из стадии планирования. После отмены программы М-60 в 1959 году бюро Мясищева направило большую часть своих исследовательских активов на программу М-30, которая началась еще в 1953 году; но к этому времени интерес СовМина к атомным самолетам пошел на убыль. Было предпринято несколько других попыток разработать действующий ядерный самолет, в основном М-30, но также и программа М-62, аналогичная М-60. Окончательный удар по программе самолетов с ядерными двигателями был нанесен в начале 1961, когда советское руководство призвало отказаться от всех связанных программ, положив конец одной из их самых дорогих и технически сложных программ. Конец М-60 и М-30 был также концом связи Мясищева с проектированием и производством тяжелых бомбардировщиков. На момент отмены программы общее состояние имеющихся технологий, атомной науки и аэродинамических разработок достигло такого уровня, что, если бы программа выполнялась в срок, вполне вероятно, что Советский Союз достиг бы своего апогея. целью развертывания платформы бомбардировщика с ядерной силовой установкой к концу 1970-е годы. Вместо этого в качестве причины отмены был назван поток новой аэродинамической информации и проектов, огромное количество экономических ресурсов, необходимых в программе не только для разработки бомбардировщика с ядерным двигателем, но и для его обслуживания. Также появление новой советской доктрины, которая будет в значительной степени опираться на новые межконтинентальные баллистические ракеты, запускаемые с подводных лодок; с улучшенным механизмом наведения в сочетании с огромным количеством межконтинентальных баллистических ракет наземного базирования, которые Советы быстро развертывали, обрекли советскую программу бомбардировщиков с ядерной мощностью. Примерно в то же время, когда Советы начали свою программу создания самолетов с ядерными двигателями, другой воин времен холодной войны, Соединенные Штаты, уже в ускоренном темпе работал над созданием собственного ядерного бомбардировщика, но эта история для другого раза. Автор Пол Колон — писатель-фрилансер, проживающий в Сан-Хуане, Пуэрто-Рико. [email protected]

Источники

* Местные бомбардировщики (1945-2000 гг.) Часть I: Ганин С.М., Карпенко А.В., Колногоров В.В.; Bastion 2001 * Советские X-Planes: Алан Доус; Key Publishing 2001 * Яколев Самолет с 1924 года: Билл Ганстон и Ефим Гордон; Putnam 1996 * Сверхзвуковые Мясищевы; Петр Бутовски; Air Enthusiast No.82, 19 января/февраля98

Вернуться к указателю статей.

© Онлайн-музей истории авиации.
Все права защищены.
Обновлено 7 марта 2009 г.

Sky Cruise с ядерным двигателем, который может оставаться в воздухе годами

Концептуальное видео Sky Cruise, гигантского летательного аппарата, способного перевозить 5000 пассажиров и обладающего всеми удобствами мира, стало вирусным в Интернете. Создатель видео утверждает, что такой самолет, построенный в будущем, не будет иметь углеродного следа9.0149 Об этом сообщил The Independent .