Ядерный реактор с крыльями: как отечественные атомолеты напрягали пентагон — «новости дня»
08.01.2015, ТРК «Звезда».
Во второй половине пятидесятых годов в Соединенных Штатах и СССР конструкторы бились над созданием метода доставки смертоносного ядерного груза на территорию соперника. Ракетная техника в то время еще не была достаточно надежной, и громадные надежды возлагалась на бомбардировщики, причем нужную дальность предполагалось взять c помощью ядерной энергии.
Время ядерных надежд
Применение ядерного реактора на борту самолета лишь сейчас думается чем-то безумным. К концу 1950-х годов в Обнинске запущена первая в мире АЭС, со стапелей в море уходит первая ядерная подлодка, заложен первый в мире ядерный ледокол «Ленин». Ядерная энергия открывала перед гражданскими конструкторами и военными неповторимые возможности.
Так, ледокол «Ленин» в день расходовал приблизительно 45 граммов ядерного горючего и без реактора для таковой работоспособности ему потребовались бы тонны нефти. То же касалось и ядерных подводных лодок, у которых существенно увеличилось время независимой работы и скоростные характеристики. Казалось, в недалеком будущем в небе покажутся самолеты, время полета которых было бы ограничено только физическими возможностями экипажа.
Это было весьма кстати для советских стратегических бомбардировщиков, которым требовалась для поражения отдаленных целей на территории США безумный дальность полета в 16-25 тыс. километров.
Распоряжением правительства от 1955 года ОКБ Туполева было предписано создать на базе бомбардировщика Ту-95 летающую ядерную лабораторию с двигателем КБ Н. Кузнецова, а ОКБ Мясищева – проект сверхзвукового бомбардировщика с ядерным двигателем КБ А. Люльки. Основной проблемой, которую нужно было решить конструкторам, была защита экипажа от радиационного излучения силовой установки, и безопасность летающего ядерного реактора при трагедии.
Реактор размером со шкаф
Двигатель на базе ядерной энергии имеет не таковой уж непростой принцип работы как может показаться на первый взгляд. В данной 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 воздушное пространство нагревается конкретно в каналах ядерного реактора до большой температуры, поступает в турбину, а после этого выбрасывается из сопла. При закрытой схеме тепловая энергия ядерного реактора подводится в теплообменнике (теплообменниках) газотурбинного двигателя к воздуху теплоносителем, циркулирующим в замкнутом контуре (контурах).
Ясно, что открытая схема менее экологична: при ее применении самолет оставляет за собой радиоактивный след. Но необходимо осознавать, что действие радиации в тот момент было не в полной мере изучено. Человечество еще не знало Чернобыля и связанной с ним боязни ядерной энергии, а возможность ядерной войны еще казалась чем-то фантастическим.
Как раз исходя из этого 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. В случае если для ядерной станции, подлодки либо ледокола его вес не имел каких-то важных ограничений, то в авиации, как мы знаем, любой грамм на счету. Туполев выговаривал ядерщикам: «Ваш реактор похож на громадный дом.
Так знайте же, что дома по воздуху не летают!».
Конструкторам удалось решить проблему излишнего веса: оказавшийся редактор поразил кроме того самого Курчатова. В то время, когда начальник ядерной программы заметил реактор размером с маленький шкаф, он не смог поверить, что перед ним его трудящийся прототип, а не макет. Параллельно с разработкой двигателей шло и создание проектов планера ядерных бомбардировщиков.
Смертоносный беспилотник
В КБ Мясищева был создан неповторимый проект бомбардировщика М-60, что до сих пор не имеет аналогов. Расчетная скорость составляла 3000-3200 км/ч, дальность полета – 25 000 км, практический потолок – 20 000 м. Наряду с этим взлетная масса супербомбардировщика была более 250 тысячь киллограм.
Экипаж автомобили пребывал в глухой многослойной свинцовой капсуле весом около 60 тысячь киллограм, что разрешало обезопасисть его от излучения. Наряду с этим для визуального обзора предполагалось применять телевизионные, перископы и радиолокационные экраны. Ясно, что взлететь, а тем более благополучно приземлиться на машине весом в четверть тысячи тысячь киллограм посредством перископа практически нереально, исходя из этого управление бомбардировщиком во многом ложилось на автоматику.
Позднее конструкторами было предложено и вовсе отказаться от экипажа, но мысль была отвергнута армейскими, каковые думали, что автоматика не сможет при необходимости совершить маневр, соответственно, самолет будет более уязвимым. Да и по большому счету, проект огромного беспилотника за десятилетия до «Бурана» смотрелся дико.
Для обслуживания ядерного монстра были нужны особые комплексы и взлетно-посадочная полоса толщиной не меньше полуметра. Двигатели предполагалось устанавливать на самолет перед вылетом. Заправка, доставка экипажа, подвеска оружия должны были осуществляться автоматизировано ввиду громадного радиационного фона.
Но у самолета были громадные неприятности, которые связаны с загрязнением внешней среды как в местах базирования, так и на протяжении полета, а помимо этого, авиакатастрофа неизбежно привела бы и к трагедии экологической: урана в авиационном реакторе было приблизительно столько же, сколько и в Чернобыльской ядерной станции на протяжении аварии. Во многом именно это стало причиной тому, что проект М-60 был закрыт. Но это вовсе не означало, что на замыслах создания атомолета был поставлен крест.
Никакой радиации в воздух!
Во второй половине 50-ых годов двадцатого века прошло историческое заседание, участниками которого были Королев, Янгель, Келдыш и многие другие главные фигуры ядерной, авиационной и космической отраслей СССР. Главой был Курчатов, и как раз его слова все ожидали. В соответствии с воспоминаниям находившегося на этом заседании инженера-конструктора Павла Гонина, тяжелобольной Курчатов, с большим трудом встав из-за стола, сообщил: «Работа выполнена громадная. Но имеется одно «но».
Вы поразмыслили о том, какова будет будущее населения, на головы которого падут радиоактивные выбросы двигателя?».
Ответ начальника группы, что, мол, судя согласно расчетам, выбросы эти будут не таким уж большими, Курчатова не удовлетворил. «Ни грамма радиоактивных веществ в воздух! — категорично заявил он. — В противном случае через несколько десятилетий на планете запрещено будет жить…».
Затем выступления всем стало ясно: приоритетной задачей в создании ядерного двигателя будет не тяга, а безопасность.
Скоро неприятность была решена: от открытой схемы было решено отказаться, а закрытая была существенно модернизирована, практически превратившись в летающую ядерную станцию. Но как раз тогда внимание правительства переключилось на ракетную технику. Продолжение проект взял лишь через год за счет того, что показались сообщения: США на большом растоянии продвинулись в собственных разработках, близко подойдя к созданию атомолета.
Правительство СССР дало разрешение на опробование летающей лаборатории на базе Ту-95, которая уже была создана в ОКБ Туполева.
Ядерный «Медведь»
Опробования Ту-95 с ядерным реактором на борту проходили на Семипалатинском полигоне, где «медведь» с ядерным реактором на борту поднимался в атмосферу 38 раз. На протяжении опробований прежде всего проверялось «поведение» реактора в условиях полета: как он будет выдерживать перегрузки, вибрацию. Помимо этого, испытывалась биологическая защита экипажа, психотерапевтическая реакция летчиков на то, что они подвергаются облучению.
Дело в том, что не смотря на то, что решить вопрос выбросов на протяжении полета удалось, но экипаж так же, как и прежде испытывал на себе довольно маленькое действие радиации.
Реактор устанавливался в хвосте самолета на большом удалении от кабины, которая имела двухслойную защиту, в которую входила среди них и пятисантиметровая свинцовая плита. И все же, за время полноценного двухсуточного полета экипаж приобретал облучение, равное 5 БЭР (допустимое облучение для сотрудников АЭС за год в обычных условиях).
И не смотря на то, что это облучение не являлось страшным (для населения допускается разовая доза в 25 БЭР), предполагалось, что летать на атомолетах будут лишь летчики, достигшие 40 лет и имеющие детей. Помимо этого, через 5-7 полетов их планировалось переводить на полеты в простых Ту-95.
Помимо этого, опробования продемонстрировали, что радиация страшно воздействует на электронную аппаратуру и смазку, которую приходилось одевать в особую «предохранительную рубаху». Планер Ту-95 за время полета кроме этого становился радиоактивным и самолет приходилось по окончании посадки помещать на пара недель в наглухо закрытый отстойник. Проблемой была и остановка двигателя, что приходилось «расхолаживать», снимая тепло.
И все же, умелые полеты дали осознать, что создание самолета с ядерной силовой установкой быть может, и в КБ Туполева начались работы по созданию планера для будущего атомолета, за которым закрепилось наименование Ту-120. Но проект и этого атомолета был закрыт. Связано это с тем, что армейским требовался сверхзвуковой бомбардировщик, что влекло за собой повышение мощности реактора, а за этим – веса машины и облучение экипажа.
Помимо этого, солидные деньги из бюджета страны выделялось в тот на стратегические ракетные совокупности и ядерный морфлот, и на дорогостоящий проект атомолета их просто не хватило. Кроме всего другого, в Соединенных Штатах указом Джона Кеннеди работы по созданию атомолета были свернуты.
Антей-охотник
Последним советским проектом самолета с ядерной силовой установкой стал противолодочный Ан-22 «Антей», мысль создания которого показалась в 1965 году. По задумке конструкторов, при кризисной обстановке эта машина имела возможность пара дней барражировать над американской подлодкой и при пуска ракеты сразу же потопить ее. Выбор пал на «Антей» вследствие того что в то время это был самый громадный коммунистический самолет, что разрешало установить более важную, чем на Ту-95ЛАЛ биологическую защиту.
На посадке и взлёте самолет применял простое горючее, по окончании чего работу силовой установки снабжал реактор. Машина имела расчетную дальность полета в 27 тысяч километров, длительность полета составляла 50 часов. Всего «Антей» с реактором совершил 22 полета.
Опробования продемонстрировали, что действие радиации на экипаж есть минимальным.
Закрытие проекта Ан-22ПЛО было связано с начавшейся разрядкой взаимоотношений между США и СССР, и тем, что при трагедии опасность радиоактивного заражения местности так же, как и прежде оставалось.
Нет ничего, что забыто
По окончании закрытия программ атомолетов многие конструкторы думали, что у ядерных двигателей громадное будущее. И были правы. В начале XXI века многие проекты XX века с применением ЯСУ были переосмыслены с применением новейших технологий.
В 2003 году военно-исследовательская лаборатория ВВС Соеденненых Штатов профинансировала разработку ядерного двигателя для беспилотника-разведчика Global Hawk, благодаря которому он имел возможность пребывать в воздухе пара месяцев. Обстоятельство ясна: один БПЛА с ядерным реактором имел возможность заменить десятки таких же беспилотников с простыми силовыми установками. Ведутся в штатах кроме этого и изучения по созданию ракеты с ядерной силовой установкой для полета на Марс.
В Российской Федерации проект ракетного ядерного двигателя включен в федеральную космическую программу Роскосмоса. Разработка данной силовой установки, которая нужна для освоения дальнего космоса обязана занять около 5 лет, соответственно, первый пример ядерного двигателя для космоса мы можем заметить в первой половине 20-ых годов XXI века.
Создатель: Кирилл Яблочкин