Самолет с атомным двигателем: Это было под Сталинградом

Ту-95ЛАЛ (заказ 247)Экспериментальный самолет с ядерной силовой установкой

    В конце 40-х начале 50-х годов в СССР развернулись исследования по
созданию ядерных реакторов для корабельных энергоустановок. Работы были сосредоточены в институте, возглавлявшимся академиком И.В.Курчатовым.
Вскоре в тематику этого института вошли работы в области применения ядерной энергии в авиации. Руководство
авиационной тематикой в институте было возложено на академика А.П.
Александрова. 12 августа 1955 года вышло Постановление Совета Министров СССР № 1561-868, по которому к атомной авиационной проблеме подключались некоторые предприятия
авиационной промышленности. ОКБ-156 А.Н.Туполева и ОКБ-23 В.М.Мясищева должны
были заняться проектированием и постройкой самолетов с ядерными силовыми установками, а ОКБ-276 Н.Д.Кузнецова и ОКБ-165 А.М.Люлька разработкой авиационных силовых установок для этих самолетов. Создание самолета с подобной силовой установкой открывало перед ВВС возможность получить в свои
руки пилотируемые боевые системы, продолжительность и дальность полета которых ограничивалась бы только выносливостью экипажа.

    Прорабатывалось несколько вариантов ядерных авиационных силовых установок на основе прямоточных, турбореактивных и турбовинтовых двигателей с различными схемами передачи
тепловой энергии к двигателям. Отрабатывались различные типы реакторов и систем теплоносителей. Рассматривались приемлемые для применения в
авиации виды биологической защиты экипажа и систем оборудования от воздействия радиоактивного излучения.

    В КБ А.Н.Туполева совместно со смежными предприятиями и организациями была проработана крупномасштабная, рассчитанная на два десятилетия программа создания и развития тяжелых боевых самолетов с ядерными
силовыми установками, которая должна была завершиться постройкой в 70-80 годы полноценных боевых дозвуковых и сверхзвуковых самолетов различного назначения.

    На первом этапе предполагалось создать наземный стенд для отработки
самолетной ядерной силовой установки, затем аналогичная установка должна была быть испытана на летающей
лаборатории с целью отработки системы радиационной защиты экипажа.

    28 марта 1956 года вышло Постановление Совета Министров СССР, согласно которому в КБ начались практические работы по проектированию летающей лаборатории на базе серийного самолета Ту-95 для исследований влияния излучения авиационного ядерного
реактора на самолетное оборудование, а также для изучения вопросов, связанных с радиационной защитой экипажа
и особенностей эксплуатации самолета с ядерным реактором на борту.

    Проектные работы по наземному стенду и установке реактора на самолет проводились в Томилинском филиале КБ, возглавлявшимся И.Ф.Незвалем. Радиационная защита на стенде, а
затем и на летающей лаборатории, получившей обозначение Ту-95ЛАЛ (заказ 247), изготовлялась с использованием совершенно новых для авиастроения материалов. Для освоения в производстве этих новых конструкционных
материалов потребовалась совершенно новые технологии. Они с успехом были освоены в отделе неметаллов КБ под руководством А.С.Файнштейна. Новые защитные авиационные материалы и элементы конструкции из них были созданы совместно со специалистами химической промышленности, проверены
ядерщиками и признаны пригодными для применения в наземной установке и на летающей лаборатории.

    В 1958 году наземный стенд был построен и перевезен на испытательный
полигон под Семипалатинск, одновременно была подготовлена ядерная силовая установка для летающей лаборатории. Для удобства обслуживания реактор на стенде и на летающей лаборатории был выполнен на специальной
платформе с подъемником и, при необходимости, мог опускаться из грузоотсека самолета. В первой половине 1959
года был произведен экспериментальный запуск реактора на наземном стенде. В ходе наземных испытаний удалось
выйти на заданный уровень мощности реактора, теперь можно было переходить к работам на летающей лаборатории.

    Под летающую лабораторию Ту-95ЛАЛ был выделен серийный Ту-95М №7800408. При переоборудовании в летающую лабораторию бомбардировщик лишился всего вооружения, в том числе и связанной с ним аппаратуры.
Сразу за кабиной пилотов установили пятисантиметровую свинцовую плиту и пакет из полимерных материалов толщиной в 15 см. В носу, хвосте и средней части фюзеляжа, а также на крыльях были установлены датчики, следящие за уровнем радиации. В заднем грузоотсеке разместили экспериментальный реактор. Его защита в некоторой мере напоминала примененную в кабине, однако активная зона реактора помещалась внутри круглого защитного кожуха.
Поскольку реактор использовался только в качестве источника излучения, пришлось оснастить его системой охлаждения. Дистиллированная вода циркулировала в непосредственной близости от ядерного топлива и охлаждала его. Далее тепло передавалось воде второго контура, который рассеивал полученную энергию при помощи радиатора. Последний обдувался набегающим потоком. Внешний кожух реактора в целом вписывался в обводы фюзеляжа бывшего бомбардировщика, однако сверху и по бокам в обшивке пришлось прорезать отверстия и прикрыть их обтекателями.
Кроме того, на нижнюю поверхность фюзеляжа вывели заборное устройство радиатора.

    В экспериментальных целях защитный кожух реактора был оснащен несколькими окнами, размещенными в разных его частях. Открытие и закрытие того или иного окна происходило по команде с пульта управления в кабине экипажа.
При помощи этих окон можно было увеличить излучение в определенную сторону и замерить уровень его отражения от окружающей среды. Все сборочные работы завершились к началу 1961 года.
После переоборудования он был передан заказчику для летных испытаний. С мая по
август 1961 года было на летающей лаборатории выполнено 34 полета. На летающей лаборатории Ту-95ЛАЛ летали
и проводили испытания летчики-испытатели М.А.Нюхтиков,
Е.А.Горюнов, М.А.Жила и др, ведущим по машине был
Н.В.Лашкевич. Полеты проходили как с холодным реактором, так и с работающим. В
этих полетах в основном проверялась эффективность биологической защиты.
Экипаж и экспериментаторы находились в передней герметической кабине, где был установлен
датчик, фиксирующий излучение. На борту имелась система управления реактором, подключенная к
пульту экспериментаторов.

    Проведенные летные испытания Ту-95ЛАЛ показали достаточно высокую
эффективность примененной системы радиационной защиты, что позволяло продолжить работы по самолетам с ядерными силовыми установками.
В то же время, обнаружилось несколько проблем конструктивного характера, которые в дальнейшем планировалось исправить. И все же авария подобного атомолета, несмотря на все средства защиты, грозила серьезными экологическими последствиями. К счастью, все экспериментальные полеты Ту-95ЛАЛ прошли штатно и без неполадок.

    В августе 61-го с летающей лаборатории сняли реактор, а сам самолет поставили на стоянку аэродрома на полигоне. Несколько лет спустя Ту-95ЛАЛ без реактора перегнали в Иркутск, где он позже был списан и порезан на металлолом. Согласно некоторым источникам, причиной разделки самолета стали бюрократические дела времен Перестройки. В этот период летающую лабораторию Ту-95ЛАЛ якобы посчитали боевым самолетом и обошлись с ней в соответствии с международными договоренностями.


    Следующим важным этапом в разработке самолета с ЯСУ должен был стать экспериментальный самолет, получивший по КБ обозначение
«119» (Ту-119). Но вскоре после проведенных испытаний Ту-95ЛАЛ
все работы по атомной авиационной тематике были свернуты по причине финансовых ограничений. Надо
вспомнить, что в это же время в СССР развертывались программы строительства ядерных подводных ракетоносцев,
межконтинентальных баллистических ракет наземного базирования, и если бы сюда добавилась программа разработки и строительства атомных самолетов,
то даже такая богатая страна, как СССР, могла бы не выдержать таких расходов. В определенной степени
опасались также возможной аварии атомного самолета, способной вызывать заражение ядерными компонентами больших пространств.

    Испытанная на данном этапе биологическая зашита оказалась хоть и
надежной, но все же громоздкой и тяжелой для применения в авиации и требовались дальнейшие работы в этом
направлении. И еще один немаловажный фактор. К этому времени американцы, испытав свою летающую лабораторию с ядерной силовой установкой на базе В-36,
выполненной аналогично Ту-95ЛАЛ, практически свернули дальнейшие свои работы в этой области.
Догонять стало в этом направлении некого, а идти впереди слишком дорого и опасно.

    Решение о прекращении работ по атомному самолету было принято, но
сама идея самолета с ядерной силовой установкой получила признание и стала вполне материальной в виде экспериментальных реакторов и летающих
лабораторий, построенных в СССР и США.

Источники информации:

1. Под знаками «АНТ» и «ТУ» / В.Ригмант, Авиация и космонавтика № 7. 1999 /
2. Ту-95 / В.Ригмант, Авиация и космонавтика № 2. 2001 /
3. «Ядерная жар-птица» / Л.Н.Смиренный, «Наука и жизнь» №6, 2008 /
4. Ту-95 / Русская сила /

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

NB-36 Crusader: массивный американский бомбардировщик с ядерной силовой установкой Полет с двигателем не является чем-то новым. На самом деле Соединенные Штаты разрабатывали атомный бомбардировщик

модели еще в 1955 году в виде массивного Convair NB-36 Crusader.

Бомбардировщик нес ядерный реактор с воздушным охлаждением мощностью 1 мегаватт, который висел на крюке внутри пещеристого оружейного отсека, который нужно было опустить 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 до 1968 года), 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)

Связанный: 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.0003 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 десятилетия .

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

Название Peacemaker произошло от 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 90 003 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 заставить летать атомный бомбардировщик?

Вид в воздухе 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)

По теме: ВОТ КАК ВЫГЛЯДИТ F-35, КОГДА СБРОСАЕТ ЯДЕРНУЮ БОМБУ 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 может быть оснащен ядерным двигателем, Convair и ВВС должны были подтвердить две вещи. Во-первых, им нужно было найти ядерный реактор, который мог бы удовлетворить потребности самолета в мощности9.0003 и помещаются в средний оружейный отсек 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 90 003 фута и в некоторых местах были сделаны из свинцового стекла для защиты от любого возможного радиационного облучения.

(фото ВВС США)

Боевой отсек был настолько хорошо экранирован, что из него почти не было слышно работы 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)

Для улавливания любого излучения, 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 настолько отличался от оригинального Peacemaker, что получил 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)0024

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

NB-36 Crusader впервые поднялся в небо 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 , 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 боевым бомбардировщиком с ядерной силовой установкой, но, несмотря на испытания, доказавшие, что ядерная силовая установка была выполнимо , это все равно было не очень практично . 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 в качестве летающего стенда 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.