Меню
НачалоЗанаяти

Самолет с атомна електроцентрала. Руската авиация с един поглед

След Втората световна война Америка беше залята от вълна на „атомна мания“, когато влиятелните умове на всички технически корпорации на страната неразделно вярваха в неограничените възможности на атома. Сериозно бяха обмислени проекти за ядрени хеликоптери, автомобили, влакове и плавателни съдове. Оптимизмът за евтината и неограничена енергия се основаваше изцяло на пълното доверие в атома и увереността в неговата безопасност.

САЩ, мечти и реалност на военните

И разбира се, се появиха проекти за самолети с ядрени двигатели. Перспективата да бъдеш във въздуха, измерена само с физическите възможности на екипажа, и обхватът, измерен в стотици хиляди километри! Това силно подхранва въображението на учени и дизайнери. И военните ведомства просто спяха и виждаха как се печели превъзходство над всички и всичко и се установява влиянието на Съединените щати върху ситуацията в целия свят и всички краища на земята...

Стратегията на САЩ за дълго време започна да се определя от започващата конфронтация с Източния блок, т.е. СССР. Конфронтацията, наречена Студена война, между Изтока и Запада определи задачата за създаване на бомбардировач, способен да достави товара си до всяка точка, разположена дълбоко в територията на Съветския съюз.

За да покрие такива разстояния, самолетът се нуждаеше от фундаментално нова електроцентрала. През 1946 г. военновъздушните сили на САЩ, под ръководството на военния генерал Къртис Леми, започват работа по използването на атомна енергия за летене на самолети. Програмата за създаване на самолет влезе в сила. Бяха разгледани няколко варианта на платформа за тестване на атомна електроцентрала (АЕЦ), като на първия етап това бяха самолети-амфибии. В допълнение към военното използване на системите за контрол на ядреното гориво, сериозно се разглеждаше възможността за използване на иновацията в гражданската авиация. Но, за щастие, не се стигна дотам.

През септември 1949 г. американски разузнавателен самолет взема проби от въздуха в атмосферата, високо над СССР. От получените проби става ясно, че СССР работи активно по тестване и използване на ядрена енергия. Освен това през 1950 г. започва Корейската война. Студената война се превърна в „гореща“, което принуди плановете за създаване на самолет да бъдат ускорени.

През 1951 г. започва строителството на първите два варианта. Планирано е до 1957 г. ядрените самолети вече да бъдат широко използвани. Новият самолет трябваше да има два ядрени двигателя. Задачата е непрекъснато патрулиране по границите на СССР. Компанията Conveyor работи върху създаването на такъв външен вид на бъдещия ядрен самолет, условно наречен WS-125 (B-72). Но да се върнем към създаването на система за контрол, която все още не съществуваше, и други пречки, които трябваше да бъдат преодолени.

За да се проучи въздействието на радиацията върху екипажа и защитата от него, беше решено да се създаде ядрен реактор, който да бъде поставен на борда на самолета. След което самолетът трябваше да извърши няколко полета. Беше решено екипажите да включват само възрастни пилоти или пилоти, чието здраве не им позволява да се възпроизвеждат.

Платформата за тестване на полети с ядрен реактор и бъдещият носител на самата система за ядрен контрол беше най-големият американски бомбардировач от онова време, B-36 Conveyor. Размахът на крилата на този гигант беше 70 м, а обхватът на полета достигна 13 хиляди км.


Б-36

Реакторът е бил монтиран в бомбовия отсек на самолета и не е бил свързан с двигателите. В носовата част са оборудвали кабина, защитена с 12 тона олово, за 5 члена на екипажа - 1 и 2 пилоти, борден механик и 2 механика на ядрен реактор. Защитата на екипажа от радиация беше основната цел на тези тестове. Първият полет на NB-36 (буквата "N" от думата "Nuclear" - ядрен) се състоя на 17 септември 1955 г. Тестовете потвърдиха възможността за безопасен полет при наличието на тежък защитен щит. От 1955 до 1957 г. са извършени 40 успешни полета. Дойде време за инсталиране и тестване на ядрения двигател. Системата за задвижване с директен поток за тестване имаше маса от 80 тона.

Принципът на работа на такъв двигател е доста прост: реакторът загрява въздуха и го подава в горивната камера, където той се разширява, както в конвенционален турбореактивен двигател, и се изхвърля насила от дюзата, създавайки тяга. Това беше директна версия на SU. Принципът на работа беше прост, но техническото решение предизвика много трудности. Основната трудност беше замърсяването на въздуха с радиоактивни частици. Тогава беше разработена втора версия на системата за управление, а не директнопоточна. Такъв двигател обаче беше много по-труден за производство и изискваше използването на голямо количество олово, което значително направи дизайна по-тежък.

И така, самолет с напълно защитен от радиация, традиционен водещ екипаж и безопасна система за ядрен контрол трябваше да бъде много тежък и бавно движещ се. Търсени са начини за създаване на различна, олекотена система за защита. Но прогресът беше бавен. През 1956 г. General Electric най-накрая успя да създаде работещ прототип на двигателя, но той не беше достатъчно мощен, за да вдигне самолета от земята.

По-нататъшното развитие изисква допълнителни и сериозни инвестиции, които ВВС се опитаха да намерят. Но от съвсем неочаквана посока се появи пречка. От страна на президента Дуайт Айзенхауер. Той смята всички проекти, свързани с разработването на система за ядрен контрол и самия ядрен самолет WS-125, за твърде амбициозни. В резултат на това NB-36 направи последния си полет на 28 март 1957 г. Изглежда, че проектът за създаване на атомен самолет е погребан завинаги.

Шокиращ Изток

На 1 декември 1958 г. в едно авторитетно американско авиационно издание се появява шокираща статия „Съветският съюз има атомен бомбардировач!“ Всъщност подобни разработки са извършени в СССР, както и в САЩ. По това време разработихме и далечния бомбардировач Ту-95, който дори надмина B-36 по редица значими параметри. Но въпреки това, въпреки че летеше по-бързо от B-36, той все още беше с дозвукова скорост. Американското разузнаване предостави информация на своите служби, че нов самолет М-50, проектиран от Мясищев, се разработва, за да замени Ту-95, погрешно вярвайки, че това е новият съветски ядрен самолет. Тази информация предполага връщане към американската самолетна програма.


М-50

През 1960 г. президентските избори в САЩ бяха спечелени от Джон Кенеди, който, след като получи достъп до най-новите данни на разузнаването, беше изненадан от реалното състояние на нещата в СССР. Оказа се, че ракетно превъзходство няма, а също така, че създадените в СССР самолети са измислица. Тази информация окончателно погреба програмата WS-125 и развитието на ядрения двигател през март 1961 г.

Но основната тайна, която се научи в чужбина много по-късно, беше, че все още имаме проект за атомен самолет и работата по него се извършва интензивно. На базата на Ту-95 са монтирани 2 ядрени двигатели с ПВРД. Този бомбардировач е летял от 1961 до 1966 г. и е направил повече от 40 полета.

Работата по създаването на атомен самолет започва през 1955 г. Проектирането на корпуса на атомния самолет е поверено на конструкторското бюро А. Туполев и конструкторското бюро В. Мясищев. Разработката на самия двигател е поверена на конструкторското бюро Н. Кузнецов и конструкторското бюро А. Люлка. Целият технически състав е уведомен, че се извършва работа от изключително национално значение, от която пряко зависи националната сигурност. Хората работеха извънредно, с ентусиазъм, с чувство на гордост, от най-интересната задача.

Конструкторското бюро Мясищев предложи проект за ядрен самолет М-60. където екипажът беше в плътно затворена капсула, която дори нямаше възможност за визуален полет, което не притесняваше екипажите, които имаха опит в „сляп“ полет. В бъдеще се планира да се модифицира самолетът с възможност за управление от земята. Всъщност това беше проект за първия безпилотен самолет с ядрена система за управление. Но военните се отказаха от този проект, считайки го за твърде опасен.


М-60

Конструкторското бюро Myasishchev разработва друг проект, M-30. Беше обещаващо, но твърде трудно за изпълнение за времето си.


М-30

Нашите дизайнери погледнаха по-далеч от своите задгранични колеги. Двигателите са проектирани не само за конвенционален полет, но и за космически полети. С. Королев, нашият известен ракетен учен, сериозно разчиташе на разработването и инсталирането на такава система за управление на ракетната техника. Що се отнася до американците, за нашите дизайнери дизайнът не се оказа труден. Всичко се свеждаше до практическо изпълнение. Необходим е и ядрен реактор с минимални размери и тегло. Този реактор е създаден с постоянно внимание към теглото му. Служителите, които успяха да измислят практическо намаляване на теглото на реактора, поне с 5 грама, получиха парична премия. В резултат на това се оказа толкова компактен, че предизвика недоверието на самия Курчатов. Когато го видя, си помисли, че му е показан предложен модел. Реакторът е тестван на полигона Семипалатинск. И нашите хора имаха въпрос: как да се предпазим от най-силната смъртоносна радиация и изпускането на радиоактивни елементи в атмосферата? Ако се разбие самолет с реактор, ще настъпи екологична катастрофа, сравнима с тази в Чернобил. Това също не може да бъде отхвърлено. В резултат на това основната цел беше да се осигури максимална и цялостна сигурност.

И така, Ту-95 започна да лети с реактор на полигона Семипалатинск през 1961 г. Реакторът беше фиксиран в опашката на самолета. За да се защити екипажът от радиация, кабината беше оградена с две плочи. Първата плоча с дебелина 5 см е от олово, а втората с дебелина 20 см е от полиетилен и церезин. Пилотите все още се страхуваха от подобни полети и използваха свои собствени методи за защита. След полета просто изпихме чаша-две водка. През същата година на Ту-95 бяха инсталирани две системи за ядрено управление на Н. Кузнецов (NK-14A) с два вече съществуващи театъра на Н. Кузнецов (NK-12). Тази модификация се нарича Ту-119.

Появиха се първите изчисления след теста. Оказа се, че по време на пълноценен полет за 2 дни екипажът би получил 5 rem радиация. За сравнение: облъчването на операторите на атомни централи е 2 rem годишно! Планерът получи толкова мощна радиация, че след полета беше поставен за няколко седмици в плътно затворен резервоар. Вторият пилот, ядрен пилот Горюнов, си спомня:

„Всички получихме дози, но не обърнахме внимание на това. От 2-та екипажа живи останаха само трима: стажант-щурманът, щурманът и аз. Бордовият механик беше първият, който умря, година след полета.

По време на управлението на Хрушчов авиацията престана да има предишната си подкрепа в правителството в полза на ракетните оръжия. Ракетите с ядрена енергия също се разработват активно под ръководството на конструкторското бюро С. Лавочкин. До практически тестове обаче не се стигна: Семьон Михайлович почина от сърдечен удар точно на полигона. Работата е спряна, защото... не беше възможно да се постигне приемливо ниво на екологична безопасност по време на изстрелването и полета на ракетата. Но това не беше краят на нашия проект за ядрен самолет.

Възраждането на ядрения самолет

С отстраняването на Н. С. Хрушчов и идването на власт на Л. И. Брежнев авиацията отново получава дължимото покровителство от ръководството. Включително и самолет. Но тук вече не се разглеждаше бомбардировач, а противолодъчен самолет, предназначен да проследява и патрулира американски атомни подводници. Тук, като платформа за инсталиране на реактора и системата за управление, беше приет товароподемният Ан-22. И тази схема се оказа напреднала. И в това бяхме пред останалите! Първо, беше възможно да се инсталира по-тежка и по-надеждна радиационна защита в Ан-22, и второ, свързването на реактора и двигателите NK-12 вече не изглеждаше трудно, т.к. същата схема беше на Ту-95, трето, американците просто нямаха такъв самолет като Ан-22. Екипажът на този ловец на подводници може, ако е необходимо, да остане във въздуха 2 седмици.

Изпълнението на проекта, за съжаление или за щастие, беше забавено от началото на разведряването и министъра на авиационната промишленост П. Дементиев. Той разглежда идеята за атомен самолет без никакъв ентусиазъм. Неговата фраза: „Значи самолетите падат и тогава ще има бръмчене на неутрони.“ Ядрената програма Ан-22 също беше закрита.

Затваряне на програмата за атоплан

Разработчиците не се отказаха. Имаше опит да се въведат системи за ядрено управление в проектите на екраноплани, които бяха разработени в Конструкторското бюро на Р. Е. Алексеев. Именно този дизайнер създаде граждански хидрокрила. Известните "Ракети". И изглежда като много добро начало! Но се стигна дотам, че военните служители не можаха да стигнат до едно решение: кой ще командва клона на войските, който използва такова оборудване, ВВС, ВМС или някой друг? Всъщност, поради мързеливото късогледство на военните служители, екранопланите бяха напълно забравени, като военно или гражданско оборудване. Блестящият дизайнер Ростислав Алексеев и неговото дизайнерско бюро вече не получаваха подкрепа от ръководството. В резултат на това конструкторското бюро беше напълно разпуснато, Р. Алексеев скоро почина...

Последната, крайна точка на проекта е поставена през 1969 г. поради същото разведряване и късогледството и мързела на военните служители. Почти завършената работа беше непотърсена и забравена. Но целта беше постигната. Нашият самолет „летя” много по-далеч от американския.

Не е трудно да се досетите, че идеята за самолет с ядрена електроцентрала дойде в съзнанието не само на американските военни и дизайнери. В Съветския съюз, който прави първите си стъпки в развитието на ядрените технологии, подобни предложения също се появяват в края на четиридесетте години. Вярно е, че поради общото изоставане в проектите за ядрени бойни глави, СССР не се занимаваше сериозно с този въпрос до известно време. С течение на времето обаче стана възможно да се разпределят определени сили за създаване на ядрени самолети, а освен това страната все още се нуждаеше от такива самолети. По-точно съветските военновъздушни сили не се нуждаеха от ядрени самолети като клас оборудване, а от някакво ново средство за доставка на ядрено оръжие на територията на потенциален противник.

Първите вътрешни стратегически бомбардировачи имаха недостатъчен обхват. И така, след няколко години работа, дизайнерският екип под ръководството на V.M. Мясищев успя да увеличи обхвата на самолета 3M до 11-11,5 хиляди километра. При използване на система за зареждане с гориво по време на полет тази цифра се увеличи. Стратегическите бомбардировачи от онова време обаче имаха много проблеми. В светлината на увеличения обсег, най-голямото предизвикателство беше осигуряването на навременно зареждане с гориво пред лицето на риска от нападение от вражески изтребители. Впоследствие, поради развитието на системите за противовъздушна отбрана, проблемът с обхвата стана по-остър и беше необходимо да се започне работа по създаването на свръхзвукови стратегически самолети.


До края на петдесетте години, когато тези въпроси започнаха да се разглеждат, стана възможно да се проведат изследвания по темата за алтернативни електроцентрали. Един от основните варианти бяха атомните електроцентрали. В допълнение към осигуряването на голям обхват на полета, включително свръхзвуков, те обещаха големи финансови спестявания. При условията на онова време полет до максималния обхват на един полк стратегически бомбардировачи с реактивни двигатели можеше да „изяде“ няколко хиляди тона керосин. Така всички разходи за изграждането на сложна атомна електроцентрала бяха напълно оправдани. Въпреки това съветските инженери, подобно на американските, бяха изправени пред редица проблеми, присъщи на такива електроцентрали.

Започнете

Първите документални доказателства за съществуването на съветската ядрена самолетна програма датират от 1952 г., когато директорът на Института по физически проблеми на Академията на науките на СССР, бъдещият академик А.П. Александров изпраща И.В. Курчатов получи документ, в който се говори за фундаменталната възможност за създаване на ядрена електроцентрала за самолети. Следващите три години бяха прекарани в спокойно изучаване на теоретичните аспекти на проблема. Едва през април 1955 г. Министерският съвет на СССР издава постановление, според което конструкторските бюра на A.N. Туполева, С.А. Лавочкин и В.М. Мясищев трябваше да започне разработването на тежък самолет с атомна електроцентрала, а проектантските организации N.D. Кузнецов и А.М. Люлки имаше за задача да създаде двигатели за тях. На този етап съветската програма за създаване на самолети с атомна електроцентрала беше разделена на няколко проекта, които се различаваха един от друг по типа на самия самолет, конструкцията на двигателя и т.н.

Междуконтинентална крилата ракета "Буря" - бабата на "Буран"

Например ОКБ-301 (главен конструктор С.А. Лавочкин) беше натоварено със създаването на междуконтиненталната крилата ракета 375. Основата за това трябваше да бъде ракетата Буря, известна още под обозначението „350“. След поредица от проучвания беше определен външният вид на новата ракета 375. Всъщност това беше същата „Буря“, но вместо двигател, работещ с керосин, беше предложено да се инсталира малък ядрен реактор върху него. Преминавайки през каналите вътре в ракетата, външният въздух трябваше да влезе в контакт с ядрото на реактора и да се нагрее. Това едновременно предпазваше реактора от прегряване и осигуряваше достатъчна тяга. Също така беше планирано да се промени оформлението на оригиналния дизайн поради липсата на нужда от резервоари за гориво. Самата разработка на ракетата беше сравнително проста, но, както често се случва, подизпълнителите се провалиха. OKB-670 под ръководството на M.M. Бондарюк доста дълго време не можеше да се справи със създаването на ядрен двигател за ramjet за продукта "375". В резултат на това новата крилата ракета дори не е изработена от метал. Малко след смъртта на Лавочкин през 1960 г. темата "375" заедно с оригиналната "Буря" е затворена. По това време дизайнът на ядрения двигател беше напреднал, но тестването на готовия модел беше все още далече.

По-тежка задача получиха отборите на В.М. Мясищев и А.М. Люлки. Те трябваше да направят стратегически бомбардировач с ядрен двигател. Проектът на самолет с индекс "60" или М-60 първоначално изглеждаше прост. Предвиждаше се да се монтират ядрени турбореактивни двигатели на разработвания бомбардировач М-50, което нямаше да изисква допълнително време и усилия. M-60 беше сериозно смятан за претендент за титлата на първия пълноправен ядрен самолет не само в СССР, но и в света. Само няколко месеца след старта на проекта стана ясно, че изграждането на Продукт 60 се забавя поне с няколко години. Проектът трябваше да реши много специфични проблеми, които просто не бяха възникнали пред местните производители на самолети.

На първо място бяха повдигнати въпроси за защитата на екипажа. Разбира се, би било възможно пилотите да се настанят в монолитна метална капсула. В този случай обаче беше необходимо по някакъв начин да се осигури приемлив преглед, както и да се създаде някаква спасителна система. Вторият сериозен проблем на проекта M-60 се отнася до безопасността на наземния персонал. Според предварителните изчисления, само след един полет такъв бомбардировач трябваше да се „откаже“ няколко месеца. Поддръжката на такова оборудване изискваше нов подход, например създаването на определени системи за дистанционна работа с компоненти и възли. И накрая, самолетът „60“ трябваше да бъде направен от нови сплави: конструкция, изградена в съответствие със съществуващите технологии, би имала недостатъчен ресурс поради радиационни и топлинни натоварвания. Избраният тип двигател добави допълнителна сложност към проекта: турбореактивен двигател с отворен дизайн.

Всички технически проблеми, свързани с характерните характеристики, в резултат на това принудиха дизайнерите да преразгледат напълно първите си идеи. Корпусът на самолета M-50 не може да се използва заедно с ядрени двигатели. Така се появи актуализираният облик на проекта „60“. Сега самолетът изглеждаше като самолет със средно крило с тънко трапецовидно крило. Предвижда се да се монтира стабилизатор с подобна форма на кила. В предната част на фюзелажа, пред крилото, са поставени полукръгли въздухозаборници. Те минаваха по фюзелажа по цялата му дължина, заобикаляйки товарното отделение в средната част. Четири ядрени турбореактивни двигателя с отворен цикъл бяха поставени в самата задна част на фюзелажа, сглобени в квадратен пакет 2x2.

Предвижда се в носа на М-60 да се монтира многослойна капсулна кабина на екипажа. Работното налягане в кабината се поддържаше с помощта на втечнен въздух на борда. Поглъщането на атмосферен въздух бързо е изоставено поради възможността за навлизане на радиоактивни частици в самолета. За да се осигури необходимото ниво на защита, кабината на капсулата не е имала никакво остъкляване. Пилотите трябваше да наблюдават ситуацията чрез перископи, телевизионни системи, а също и с помощта на радарна станция. За да се осигури излитане и кацане, беше планирано да се създаде специална автоматична система. Интересното е, че плановете за автоматична система за управление почти доведоха до промяна в статуса на проекта. Възникна идеята М-60 да бъде напълно безпилотен. Въпреки това, в резултат на спорове, военните настояха за създаването на пилотиран самолет. Едновременно с М-60 е създаден проектът за летяща лодка М-60М. Такъв самолет не изискваше писти, уязвими от въздушни удари, и също така направи малко по-лесно осигуряването на ядрена безопасност. Летящата лодка се различаваше от оригиналния самолет "60" по разположението на въздухозаборниците и различен колесник тип ски.

Предварителните изчисления показаха, че при излетна маса от около 250 тона самолетът М-60 трябва да има тяга на двигателя от 22-25 тона всеки. С такива двигатели бомбардировач на височини от около 20 километра може да лети със скорост около 3000 км/ч. В дизайнерското бюро на A.M. Люлка разгледа два основни варианта за такива турбореактивни ядрени двигатели. Коаксиалният дизайн предполагаше поставянето на ядрен реактор на мястото, където се намира горивната камера в конвенционалните турбореактивни двигатели. В този случай валът на двигателя преминава директно през конструкцията на реактора, включително през активната зона. Диаграмата на двигателя с кодово име „Rocker Arm“ също беше взета предвид. В тази версия на двигателя реакторът е преместен от вала на компресора и турбината. Въздухът от въздухозаборника през извита тръба достигаше до реактора и по същия начин отиваше към турбината. По отношение на безопасността на компонентите на двигателя, дизайнът на „кобилицата“ беше по-изгоден, но беше по-нисък от коаксиалния двигател по отношение на простотата на дизайна. Що се отнася до радиоактивната опасност, в този аспект схемите бяха почти еднакви. Дизайнерите на OKB-23 са работили върху две опции за оформление на двигателя, като са взели предвид техните размери и разлики в дизайна.

М-30

До края на разработването на проекта M-60 както клиентът, така и дизайнерите стигнаха до не много приятни заключения относно перспективите на ядрените самолети. Всички признаха, че въпреки предимствата си, ядрените двигатели имат редица сериозни недостатъци, както от структурно, така и от радиационно естество. В същото време цялата програма се основаваше на създаването на ядрени двигатели. Въпреки трудностите при създаването на двигатели, Мясищев убеди военните в необходимостта от по-нататъшно продължаване на изследователската и дизайнерската работа. В същото време новият проект включва инсталирането на ядрени двигатели от затворен тип.

Новият самолет е кръстен М-30. До края на петдесетте години дизайнерите са решили външния му вид. Това беше самолет, направен по дизайна на „патица“ и оборудван с два кила. Товарното отделение и реакторът бяха разположени в средата на фюзелажа на самолета, а шест ядрени турбореактивни двигателя със затворен цикъл бяха разположени в опашната част. Силовата установка за M-30 е разработена в конструкторското бюро на N.D. Кузнецов и предполага пренос на топлина от реактора към въздуха в двигателя през охлаждащата течност. Последните се считат за литий и натрий в течно състояние. В допълнение, дизайнът на ядрени турбореактивни двигатели от затворен тип направи възможно използването на обикновен керосин в тях, което обеща да опрости работата на самолета. Характерна особеност на новия двигател със затворена верига е липсата на необходимост от плътно разположение на двигателя. Благодарение на използването на тръбопровод за охлаждаща течност, реакторът може да бъде надеждно затворен с изолационни конструкции. И накрая, двигателят не излъчва радиоактивен материал в атмосферата, което направи възможно опростяването на системата за вентилация на пилотската кабина.

Като цяло използването на двигател от затворен тип се оказа по-изгодно в сравнение с предишния вариант. На първо място, ползата имаше тежко „въплъщение“. От 170 тона излетно тегло на самолета, 30 бяха за двигателите и системата за пренос на топлина и 38 за защита на реактора и екипажа. В същото време полезният товар на М-30 беше 25 тона. Изчислените летателни характеристики на М-30 се различават леко от тези на М-60. Първият полет на новия бомбардировач с ядрен двигател е планиран за 1966 г. Няколко години преди това обаче всички проекти с буквата "М" бяха съкратени. Първоначално ОКБ-23 участва в работа по други теми, а по-късно се реорганизира. Според някои източници инженерите на тази организация дори не са имали време да разработят пълноценен дизайн на бомбардировача М-30.

Ту-95ЛАЛ

Едновременно с OKB-23 дизайнерите от компанията Tupolev работиха по своя проект. Тяхната задача беше малко по-проста: да модифицират съществуващия Ту-95 за използване с атомна електроцентрала. До края на 1955 г. инженерите работят по различни въпроси, свързани с дизайна на самолета, конкретна електроцентрала и др. Приблизително по същото време съветските разузнавачи, работещи в Съединените щати, започнаха да изпращат първата информация относно подобни американски проекти. Съветските учени разбраха за първите полети на американска летяща лаборатория с ядрен реактор на борда. Наличната информация обаче далеч не беше пълна. Затова нашите инженери трябваше да проведат мозъчна атака, в резултат на която стигнаха до извода просто да „премахнат“ реактора, без да го използват като източник на енергия. В интерес на истината точно това се случи в реалността. Освен това нашите учени смятат, че целта на тестовите полети е измерването на различни параметри, пряко или косвено свързани с ефекта на радиацията върху конструкцията на самолета и неговия екипаж. Скоро след това Туполев и Курчатов се съгласиха да проведат подобни тестове.

Ту-95 LAL, на снимката се вижда изпъкнал навес над реактора

Разработката на летяща лаборатория на базата на Ту-95 беше извършена по интересен начин. Дизайнерите на OKB-156 и ядрените учени редовно организираха семинари, по време на които последните разказаха на първите за всички нюанси на атомните електроцентрали, тяхната защита и конструктивни характеристики. Така авиоинженерите получиха цялата необходима информация, без която не биха могли да направят самолет. Според спомените на участниците в тези събития един от най-запомнящите се моменти беше обсъждането на защитата на реактора. Както казаха ядрените учени, готовият реактор с всичките му системи за защита е с размерите на малка къща. Отделът за оформление на конструкторското бюро се заинтересува от този проблем и скоро разработи нов дизайн на реактора, в който всички блокове имат приемливи размери и в същото време осигуряват необходимото ниво на защита. С анотация в стил „те не носят къщи в самолети“, тази диаграма беше демонстрирана на физиците. Новата версия на схемата на реактора беше внимателно тествана, одобрена от ядрени учени и приета като основа за електроцентралата за новата летяща лаборатория.

Основната цел на проекта Ту-95ЛАЛ (летяща ядрена лаборатория) беше да се тества нивото на защита на бордовия реактор и да се изработят всички конструктивни нюанси, свързани с него. Още на етапа на проектиране беше приложен интересен подход. За разлика от екипа на Мясищев, екипът на Туполев реши да защити екипажа само от най-опасните посоки. Основните елементи на радиационната защита бяха поставени зад кабината, а други посоки бяха покрити с по-малко сериозни пакети от различни материали. Освен това беше доразвита идеята за компактна защита на реактора, която с някои промени беше включена в проекта Tu-95LAL. В първата летяща лаборатория беше планирано да се тестват приложените идеи за защита на единиците и екипажа и да се използват получените данни за по-нататъшно развитие на проекта и, ако е необходимо, промяна на дизайна.

До 1958 г. е построен първият пилотен реактор, предназначен за тестване. Той е поставен в цялостен симулатор на фюзелажа на самолет Ту-95. Скоро тестовият стенд заедно с реактора беше изпратен на тестова площадка близо до Семипалатинск, където през 1959 г. работата достигна тестовото пускане на реактора. До края на годината той беше приведен в проектния си капацитет, усъвършенствани бяха и системите за защита и управление. Едновременно с тестването на първия реактор тече сглобяването на втория, предназначен за летяща лаборатория, както и преустройството на сериен бомбардировач за използване в експеримента.

Сериен Ту-95М № 7800408, когато беше превърнат в летяща лаборатория, загуби всички оръжия, включително свързаното оборудване. Петсантиметрова оловна плоча и 15-сантиметров пакет от полимерни материали бяха монтирани непосредствено зад пилотската кабина. Сензори бяха монтирани в носа, опашката и средната част на фюзелажа, както и на крилата, следейки нивото на радиация. В задния товарен отсек е поставен експериментален реактор. Защитата му беше донякъде подобна на тази, използвана в кабината, но ядрото на реактора беше поставено в кръгъл защитен корпус. Тъй като реакторът се използваше само като източник на радиация, той трябваше да бъде оборудван със система за охлаждане. Дестилирана вода циркулира в непосредствена близост до ядреното гориво и го охлажда. След това топлината се прехвърля към водата от втория кръг, която разсейва получената енергия с помощта на радиатор. Последният е издухан от идващия поток. Външният корпус на реактора като цяло пасва на контурите на фюзелажа на бившия бомбардировач, но трябва да се изрежат дупки в горната и странична част на корпуса и да се покрият с обтекатели. Освен това на долната повърхност на фюзелажа е монтирано устройство за всмукване на радиатор.

За експериментални цели защитната обвивка на реактора беше оборудвана с няколко прозореца, разположени в различни части от нея. Отварянето и затварянето на един или друг прозорец ставаше по команда от контролния панел в пилотската кабина. С помощта на тези прозорци беше възможно да се увеличи радиацията в определена посока и да се измери нивото на нейното отражение от околната среда. Цялата монтажна работа е завършена до началото на 1961 г.

През май 1961 г. Ту-95ЛАЛ излита за първи път. През следващите три месеца са извършени 34 полета със студен и работещ реактор. Всички експерименти и измервания доказаха фундаменталната възможност за поставяне на ядрен реактор на борда на самолет. В същото време бяха открити няколко структурни проблема, които се планираха да бъдат коригирани в бъдеще. И все пак инцидентът на такъв самолет, въпреки всички средства за защита, заплашваше със сериозни екологични последици. За щастие всички експериментални полети на Ту-95ЛАЛ преминаха гладко и без проблеми.

Демонтаж на реактора от самолет Ту-95 LAL

През август 1961 г. реакторът е изваден от летящата лаборатория, а самият самолет е паркиран на летището на полигона. Няколко години по-късно Ту-95ЛАЛ без реактор е транспортиран до Иркутск, където по-късно е отписан и нарязан на скрап. Според някои източници причината за разглобяването на самолета са бюрократични проблеми по време на Перестройката. През този период се твърди, че летящата лаборатория Ту-95LAL е била смятана за боен самолет и е била третирана в съответствие с международните споразумения.

Проекти "119" и "120"

Въз основа на резултатите от тестовете на самолета Ту-95LAL, ядрените учени модифицираха реактора за самолети и конструкторското бюро на Туполев започна работа по създаването на нов ядрен самолет. За разлика от предишния експериментален самолет, беше предложено новият да се направи на базата на пътническия Ту-114 с фюзелаж с малко по-голям диаметър. Самолетът Ту-119 трябваше да бъде оборудван с два керосинови турбовитлови двигателя NK-12M и два NK-14A, създадени на тяхна база. „Четиринадесетите“ двигатели, в допълнение към стандартната горивна камера, бяха оборудвани с топлообменник за работа в режим на нагряване на въздух от реактора в затворена верига. Оформлението на Ту-119 до известна степен напомняше разположението на агрегатите на Ту-95LAL, но този път самолетът имаше тръбопроводи за охлаждаща течност, свързващи реактора и два двигателя.

Разработването на турбовитлови двигатели с топлообменници за пренос на топлина от реакторите е бавно поради постоянни забавяния и проблеми. В резултат на това самолетите Ту-119 така и не получиха новите двигатели НК-14А. Плановете за създаване на две летящи лаборатории с по два ядрени двигателя не бяха изпълнени. Провалът с първия експериментален самолет 119 доведе до прекъсване на по-нататъшните планове, които включват изграждането на самолет с четири NK-14A наведнъж.

Затварянето на проекта Ту-119 също погреба всички планове за проекта 120. Този висококрил самолет със стреловидни крила трябваше да бъде оборудван с четири двигателя, а фюзелажът да носи противоподводно оборудване и оръжия. Такъв противолодъчен самолет, според изчисленията, може да патрулира в продължение на два дни. Обхватът и продължителността на полета всъщност бяха ограничени само от възможностите на екипажа. Също така по време на проекта „120“ бяха проучени възможностите за създаване на стратегически бомбардировач като Ту-95 или 3М, но с шест двигателя и свръхзвуков щурмови самолет с възможност за полет на малка височина. Поради проблеми с двигателите NK-14A всички тези проекти бяха затворени.

Ядрена "Антей"

Въпреки неуспешния край на проекта 119, военните не загубиха желанието си да се сдобият със свръхдалечен противолодъчен самолет с голям полезен товар. През 1965 г. решават да вземат за основа транспортния самолет Ан-22 Антей. Вътре в широкия фюзелаж на този самолет беше възможно да се постави реактор, цял набор от оръжия и работни станции на оператора заедно със специално оборудване. NK-14A отново беше предложен като двигател за самолета AN-22PLO, работата по който постепенно започна да напредва. Според изчисленията продължителността на патрулирането на такъв самолет може да достигне 50 (петдесет!) часа. Излитането и кацането са извършени с помощта на керосин, а полетът с крейсерска скорост е извършен с помощта на топлината, генерирана от реактора. Струва си да се отбележи, че 50 часа е само препоръчителната продължителност на полета. На практика такъв противоподводен самолет може да лети повече, докато екипажът не загуби способността си да работи ефективно или докато не започнат технически проблеми. 50 часа в случая бяха един вид гаранционен срок, през който Ан-22ПЛО нямаше да има никакви проблеми.

Служители на проектантското бюро О.К. Антонов мъдро управлява вътрешните обеми на товарното отделение на Антей. Непосредствено зад кабината на екипажа беше поставено отделение за целевото оборудване и неговите оператори, зад него имаше жилищни помещения за почивка, след това беше „вмъкнато“ отделение за спасителна лодка в случай на аварийно кацане на вода и реактор със защита е поставен в задната част на товарното отделение. В същото време почти нямаше място за оръжие. Беше предложено да се поставят мини и торпеда в увеличени обтекатели на шасито. Въпреки това, след предварителната работа по оформлението, се разкри сериозен проблем: готовият самолет беше твърде тежък. Ядрени двигатели НК-14А с мощност 8900 к.с. те просто не можеха да осигурят необходимите летателни характеристики. Този проблем беше решен чрез промяна на конструкцията на защитата на реактора. След модификацията теглото му беше значително намалено, но нивото на защита не само не пострада, но дори леко се увеличи. През 1970 г. Ан-22 № 01-06 е оборудван с точков източник на радиация със защита, направена в съответствие с по-късните версии на дизайна на Ан-22ПЛО. По време на десет тестови полета се оказа, че новата опция за защита напълно се оправдава, а не само в аспекта на теглото.

Създаден е пълноценен реактор под ръководството на A.P. Александрова. За разлика от предишните проекти, новият самолетен реактор беше оборудван със собствени системи за управление, автоматична защита и др. За да контролира реакцията, новият ядрен блок получи актуализирана система за управление на въглероден прът. В случай на авария беше предвиден специален механизъм, който буквално изстреля тези пръти в активната зона на реактора. Атомната електроцентрала е монтирана на самолети № 01-07.

Тестовата програма с кодово име "Щъркел" започва през същата 1970 г. По време на тестовете бяха извършени 23 полета, почти всички преминаха без никакви оплаквания. Единственият технически проблем се отнася до конектора на един от блоковете на оборудването. Поради хлабав контакт реакторът не може да бъде включен по време на един от полетите. Малките ремонти „на полето“ позволиха да продължат пълноценните полети. След 23-ия полет тестовете на Ан-22 с работещ ядрен реактор на борда бяха счетени за успешни, прототипът беше паркиран и продължиха изследователската и конструкторската работа по проекта Ан-22ПЛО. И този път обаче грешки в дизайна и сложността на атомната електроцентрала доведоха до затварянето на проекта. Свръхдалечният противолодъчен самолет се оказа суперскъп и суперсложен. В средата на седемдесетте години проектът An-22PLO беше затворен.

След прекратяването на работата по противоподводната версия на Antey известно време се разглеждат други варианти за използване на ядрени самолети. Например, беше сериозно предложено да се направи безстопанствен носител на стратегически ракети на базата на Ан-22 или подобно превозно средство. С течение на времето се появиха предложения за подобряване на нивото на сигурност. Основното нещо беше да се оборудва реакторът със собствена спасителна система, базирана на парашути. По този начин, в случай на авария или сериозна повреда на самолета, неговата електроцентрала може самостоятелно да извърши меко кацане. Районът, в който е кацнала, не е бил изложен на риск от заразяване. Тези предложения обаче не бяха доразвити. Поради минали неуспехи основният клиент, Министерството на отбраната, загуби интерес към ядрените самолети. Привидно неограничените перспективи на този клас технологии не можаха да издържат на натиска на технически проблеми и в резултат на това не доведоха до очаквания резултат. През последните години от време на време се появяват съобщения за нови опити за създаване на самолети с ядрена електроцентрала, но дори половин век след полетите на летящата лаборатория Ту-95LAL нито един самолет не е летял, използвайки енергията на делене на уранови ядра.

По материали от сайтове:
http://vfk1.narod.ru/
http://testpilot.ru/
http://airwar.ru/
http://nkj.ru/
http://laspace.ru/
http://airbase.ru/

Ctrl Въведете

Забелязах ош Y bku Изберете текст и щракнете Ctrl+Enter

В следвоенния период светът на победителите беше опиянен от разкритите ядрени възможности. Освен това говорим не само за оръжеен потенциал, но и за напълно мирно използване на атома. В САЩ, например, в допълнение към ядрените резервоари, те започнаха да говорят за създаването дори на такива битови малки неща като прахосмукачки, задвижвани от ядрена верижна реакция.

През 1955 г. ръководителят на Lewyt обеща да пусне ядрена прахосмукачка през следващите 10 години

В началото на 1946 г. Съединените щати, тогава все още единствената страна с ядрен арсенал, решават да създадат самолет с ядрен двигател. Но поради неочаквани трудности работата напредваше изключително бавно. Само девет години по-късно е възможно да се управлява самолет с ядрен реактор на борда. Според съветското разузнаване е твърде рано да се говори за пълноценен планер с ядрен двигател: секретният обект наистина е оборудван с ядрена инсталация, но тя не е свързана с двигателите и е използвана само за тестове.

Въпреки това нямаше къде да отиде - след като американците бяха стигнали толкова далеч, това означава, че СССР трябва да работи в същата посока. На 12 август същата 1955 г. е издадено Постановление № 1561-868 на Съвета на министрите на СССР, което нарежда на авиационните предприятия да започнат проектирането на съветски ядрен самолет.

Летяща "патица" М-60/М-30

Трудна задача беше възложена на няколко дизайнерски бюра наведнъж. По-специално, бюрото на А. Н. Туполев и В. М. Мясищев трябваше да разработи самолети, способни да работят на атомни електроцентрали. И на бюрото на Н. Д. Кузнецов и А. М. Люлка беше поръчано изграждането на същите тези електроцентрали. Тези, както всички други атомни проекти на СССР, бяха ръководени от „бащата“ на съветската атомна бомба Игор Курчатов.

Защо едни и същи задачи бяха възложени на няколко проектантски бюра. Така правителството искаше да подкрепи конкурентния характер на работата на инженерите? Разликата от Съединените щати беше значителна, така че беше необходимо да се настигне американците по всякакъв начин.

Всички работници бяха предупредени, че това е проект от национално значение, от който зависи сигурността на родината. Според инженерите извънредният труд не се поощрявал – смятал се за норма. Теоретично служителят можеше да се прибере в 18:00 часа, но колегите му гледаха на него като на съучастник на врага на народа. Нямаше нужда да се връщам на следващия ден.

Отначало дизайнерското бюро Myasishchev пое инициативата. Инженерите там предложиха проект за свръхзвуков бомбардировач М-60. Всъщност разговорът беше за оборудване на вече съществуващия М-50 с ядрен реактор. Проблемът на първия свръхзвуков стратегически носител в СССР М-50 беше именно неговият катастрофален „апетит“ към гориво. Дори и с две презареждания във въздуха с 500 тона керосин бомбардировачът едва ли можеше да лети до Вашингтон и да се върне.

Изглеждаше, че всички проблеми трябваше да бъдат решени с ядрен двигател, който гарантира почти неограничен обхват и продължителност на полета. Няколко грама уран биха били достатъчни за десетки часове полет. Смяташе се, че в спешни случаи екипажът може да патрулира във въздуха без прекъсване в продължение на две седмици.

Самолетът М-60 е планиран да бъде оборудван с атомна електроцентрала от отворен тип, проектирана в бюрото на Архип Люлка. Такива двигатели бяха значително по-прости и по-евтини, но, както по-късно се оказа, те нямаха място в авиацията.

Комбиниран турбореактивно-ядрен двигател. 1 - електрически стартер; 2 - амортисьори; 3 - въздуховод с директен поток; 4 - компресор; 5 - горивна камера; 6 - тяло на ядрен реактор; 7 - горивен възел

Така че от съображения за безопасност ядрената инсталация трябваше да бъде разположена възможно най-далеч от екипажа. Задната част на фюзелажа беше най-подходяща. Предвиждаше се там да бъдат поставени четири ядрени турбореактивни двигателя. Следва бомбоотделението и накрая пилотската кабина. Те искаха да поставят пилотите в солидна оловна капсула с тегло 60 тона. Предвиждаше се да се компенсира липсата на визуална видимост с помощта на радарни и телевизионни екрани, както и перископи. Много функции на екипажа бяха възложени на автоматизацията и впоследствие беше предложено напълно да се прехвърли устройството към напълно автономно безпилотно управление.

Кабина на екипажа. 1 - арматурно табло; 2 - изхвърлящи се капсули; 3 - авариен люк; 4 - положение на капака на люка при влизане и излизане от кабината и катапултиране; 5 - олово; 6 - литиев хидрид; 7 - задвижване на люка

Поради „мръсния“ тип на използваните двигатели, поддръжката на свръхзвуковия стратегически бомбардировач M-60 трябваше да се извършва с минимална човешка намеса. По този начин електроцентралите трябваше да бъдат „прикрепени“ към самолета непосредствено преди полета в автоматичен режим. Зареждане с гориво, доставка на пилоти, подготовка на оръжия - всичко това също трябваше да се направи от „роботи“. Разбира се, за обслужването на такива самолети беше необходимо пълно преструктуриране на съществуващата инфраструктура на летището, включително изграждането на нови писти с дебелина най-малко половин метър.

Поради всички тези трудности проектът за създаване на М-60 трябваше да бъде затворен на етап чертеж. Вместо това беше планирано да се построи друг ядрен самолет - М-30 с ядрена инсталация от затворен тип. Дизайнът на реактора беше много по-сложен, но въпросът за радиационната защита не беше толкова належащ. Самолетът трябваше да бъде оборудван с шест турбореактивни двигателя, задвижвани от един ядрен реактор. При необходимост електроцентралата може да работи и на керосин. Теглото на защитата на екипажа и двигателите беше почти половината от това на М-60, благодарение на което самолетът можеше да носи полезен товар от 25 тона.

Първият полет на M-30 с размах на крилата около 30 метра е планиран за 1966 г. Тази машина обаче не беше предопределена да напусне чертежите и поне частично да стане реалност. До 1960 г. в конфронтацията между авиационни и ракетни учени имаше знак за победа за последните. Хрушчов беше убеден, че днес самолетите не са толкова важни, колкото бяха, а ключовата роля в борбата с външния враг е преминала към ракетите. Резултатът е съкращаването на почти всички обещаващи програми за ядрени самолети и преструктурирането на съответните конструкторски бюра. Конструкторското бюро Мясищев също не избяга от тази съдба, което загуби статута си на самостоятелно звено и беше преориентирано към ракетно-космическата индустрия. Но производителите на самолети все още имаха една последна надежда.

Дозвукова "труп"

Дизайнерското бюро на А. Н. Туполев имаше по-голям късмет. Тук инженерите, успоредно с Myasishchevites, работиха върху собствен проект за ядрен самолет. Но за разлика от М-60 или М-30, това беше модел много по-близо до реалността. Първо, ставаше въпрос за създаване на дозвуков бомбардировач на атомна електроцентрала, което беше много по-лесно в сравнение с разработването на свръхзвуков самолет. Второ, машината изобщо не се нуждаеше от преоткриване - вече съществуващият бомбардировач Ту-95 беше подходящ за предвидените цели. Всъщност беше необходимо само да се оборудва с ядрен реактор.

През март 1956 г. Министерският съвет на СССР инструктира Туполев да започне проектирането на летяща ядрена лаборатория на базата на серийния Ту-95. На първо място, беше необходимо да се направи нещо относно размерите на съществуващите ядрени реактори. Едно е да оборудваш огромен ледоразбивач с ядрена инсталация, за която практически нямаше ограничения за тегло и размер. Съвсем друго е да поставите реактора в доста ограниченото пространство на фюзелажа.

Ядрените учени твърдят, че във всеки случай трябва да разчитаме на инсталация с размерите на малка къща. И все пак инженерите от конструкторското бюро на Туполев получиха задачата да намалят размера на реактора на всяка цена. Всеки допълнителен килограм тегло на електроцентралата дърпа заедно с него, под формата на защита, още три допълнителни килограма натоварване на самолета. Затова борбата беше буквално за всеки грам. Нямаше ограничения – отпускаха се толкова пари, колкото са необходими. Дизайнерът, който намери начин да намали теглото на инсталацията, получи значителен бонус.

В крайна сметка Андрей Туполев показа реактор с размерите на огромен, но все пак шкаф, при това напълно отговарящ на всички изисквания за защита. Според легендата конструкторът на самолети не без гордост заявил, че „те не носят къщи на самолети“, а главният съветски ядрен учен Игор Курчатов първоначално бил сигурен, че пред него е само макет на реактор, а не работещ модел.

В резултат инсталацията беше приета и одобрена. Първо обаче беше необходимо да се проведат серия от наземни тестове. Въз основа на средната част на фюзелажа на бомбардировача е изградена стойка с ядрена инсталация на едно от летищата близо до Семипалатинск. По време на тестовете реакторът достигна определеното ниво на мощност. Както се оказа, най-големият проблем засягаше не толкова реактора, колкото биосигурността и работата на електрониката - живите организми получиха твърде висока доза радиация и устройствата можеха да се държат непредвидимо. Решено е оттук нататък основното внимание да се обръща не на реактора, който по принцип е готов за използване в самолети, а на надеждната защита от радиация.

Първите опции за защита бяха твърде грандиозни. Участниците в събитията си спомнят филтър с височината на 14-етажна сграда, 12 „етажа“ от които са влезли под земята, а два са се издигнали над повърхността. Дебелината на защитния слой достигна половин метър. Разбира се, беше невъзможно да се намери практическо приложение на такива технологии в самолет.

Може би си струваше да се използват разработките на инженерите на конструкторското бюро Myasishchev и да се скрие екипажът в оловна капсула без прозорци или врати. Тази опция не беше подходяща поради размера и теглото си. Затова те излязоха с напълно нов тип защита. Състоеше се от покритие от оловни плочи с дебелина 5 сантиметра и 20-сантиметров слой от полиетилен и церезин - продукт, получен от петролни суровини и смътно напомнящ на сапун за пране.

Изненадващо, бюрото Туполев успя да оцелее в трудната година за авиоконструкторите през 1960 г. Не на последно място поради факта, че самолетът с ядрен двигател, базиран на Ту-95, вече беше съвсем реална машина, способна да излети във въздуха с ядрена енергия през следващите години. Остава само да се проведат въздушни тестове.

През май 1961 г. бомбардировачът Ту-95М № 7800408, пълен със сензори, се издига в небето с ядрен реактор на борда и четири турбовитлови двигателя с мощност от 15 000 конски сили всеки. Атомната електроцентрала не беше свързана с двигателите - самолетът летеше с реактивно гориво и работещият реактор все още беше необходим, за да се оцени поведението на оборудването и нивото на радиационно облъчване на пилотите. Общо от май до август бомбардировачът извърши 34 тестови полета.

Оказа се, че по време на двудневния полет пилотите са получили 5 рема радиация. За сравнение днес се счита за нормално работниците в атомните централи да бъдат изложени на облъчване до 2 rem, но не за два дни, а за една година. Предполагаше се, че екипажът на атомния самолет ще включва мъже над 40 години, които вече имат деца.

Радиацията беше погълната и от тялото на бомбардировача, което след полета трябваше да бъде изолирано за "почистване" за няколко дни. Като цяло радиационната защита се счита за ефективна, но не е напълно развита. Освен това дълго време никой не знаеше какво да прави с възможни аварии на ядрени самолети и последващото замърсяване на големи пространства с ядрени компоненти. Впоследствие беше предложено реакторът да бъде оборудван с парашутна система, способна в случай на авария да отдели ядрената инсталация от тялото на самолета и да я приземи меко.

Но беше твърде късно - изведнъж никой не се нуждаеше от ядрени бомбардировачи. Оказа се много по-удобно и по-евтино да се замерят враговете с нещо по-смъртоносно с помощта на междуконтинентални балистични ракети или скрити атомни подводници. Андрей Туполев обаче не губи надежда да построи самолет. Той се надяваше, че през 70-те години на миналия век ще започне разработването на свръхзвукови самолети Ту-120 с ядрен двигател, но тези надежди не бяха предопределени да се сбъднат. След САЩ в средата на 60-те години, СССР спря всички изследвания, свързани с ядрени самолети. Планирано е ядреният реактор да се използва и в самолети, предназначени за лов на подводници. Те дори проведоха няколко теста на Ан-22 с ядрена инсталация на борда, но човек можеше само да мечтае за предишния мащаб. Въпреки факта, че СССР беше много близо до създаването на ядрен самолет (всъщност всичко, което оставаше, беше да се свърже ядрената инсталация с двигателите), те никога не достигнаха мечтата.

Ту-95, преустроен и преминал десетки тестове, който можеше да стане първият в света самолет с ядрен двигател, дълго време стоя на летището край Семипалатинск. След отстраняването на реактора самолетът е прехвърлен в Иркутското военно авиационно-техническо училище, а по време на перестройката е бракуван.

През последните сто години авиацията е изиграла толкова голяма роля в историята на човечеството, че един или друг проект лесно може да революционизира развитието на цивилизацията. Кой знае, може би ако историята беше поела по малко по-различен път и днес ядрени пътнически самолети щяха да кръжат в небето, бабините килими щяха да се почистват с ядрени прахосмукачки, смартфоните щяха да се зареждат само веднъж на пет години, и до Марс и обратно пет пъти всеки космически кораб ще обикаля всеки ден. Изглеждаше, че преди половин век една най-трудна задача беше решена. Но никой не се възползва от резултатите от решението.

  1. Изобретения

    2. Маслото е мазна течност с характерна остра миризма и различен цвят в зависимост от мястото на добиване. По своя химичен строеж той представлява изключително сложна смес от различни химични съединения, предимно органични вещества – въглеводороди. Въглеводородите се наричат ​​така, защото представляват...

  2. От древни времена една от основните дейности на човека е събирателството. С тази дума съвременните учени разбират събирането на ядливи семена, ядки, плодове, корени, ларви, яйца и др. Основният инструмент за събиране беше дебела пръчка за копаене, чийто един край беше заточен и обгорен на...

  3. Едно от най-забележителните събития в историята на технологиите е появата в средата на 19 век на високоскоростна ротационна преса, която позволява да се увеличи хилядократно производството на печатни издания, предимно вестници и списания. Това е изобретение, точно като създаването на Гутенберг на първия...

  4. Парният чук доминира в машиностроенето в продължение на 90 години и е една от най-важните машини на своето време. Неговото създаване и въвеждане в производство по значение за индустриалната революция може да се сравни само с въвеждането на механизирана опора за струг от Хенри Модсли...

  5. Първото значимо изобретение, направено от човека, е колелото. Първоначалният прототип на колелото беше валяк за трупи, който се поставяше под тежки предмети, за да ги влачи.

  6. Съвременните цифрови технологии направиха възможно създаването на доста преносими микроскопи, които могат да бъдат свързани към компютър, за да показват изображения на екрана на монитора.

  7. Прахосмукачка робот отново. Специално за тези, които искат да превърнат почистването не само в почистване, а в забавление, можем специално да предложим такава прахосмукачка робот като прахосмукачката agait Robot Vacuum Cleaner.

  8. Първата атомна електроцентрала в света е построена в СССР девет години след атомната бомбардировка над Хирошима. Това най-важно събитие в историята на технологиите беше предшествано от трескава и интензивна работа за създаване на собствени ядрени оръжия. Тази работа беше ръководена от виден учен и талантлив организатор Игор...

  9. В продължение на много хилядолетия от своята ранна история хората не са познавали използването на метали. Основният материал за производството на първите инструменти е камъкът и именно с обработката на камъка са свързани първите големи открития в историята на човечеството. Не от всеки камък може да се направи добър инструмент...

  10. Хората рано са открили полезните свойства на огъня - способността му да осветява и затопля, да променя храната на растенията и животните към по-добро. „Дивият пожар“, който избухва по време на горски пожари или вулканични изригвания, е бил страшен и опасен за хората, но внасяйки огън в нечии...

  11. Важно постижение на човека е разработването на композитни инструменти. Появата им предизвика истинска революция в технологиите от каменната ера. Дълго време ръчната брадва и пръчката са съществували и са били използвани отделно. Свързвайки ги с помощта на вени или кожени ремъци, хората получиха принципно нов инструмент - камък...

  12. Най-важните инструменти за композитни вложки включват лък и стрели. Изобретението им също представлява епоха в историята на човешката мисъл. По стандартите на каменната ера лъкът е много сложно оръжие и създаването му е равносилно на гениален удар. Наистина, всички предишни подобрения в инструментите са извършени в...

  13. Има няколко причини, които подтикнаха човек да овладее водния елемент. Древните хора често са се местили от едно място на друго и е трябвало да носят вещите си върху себе си по време на скитанията си. Опитвайки се да улеснят тази трудна работа, те започнаха да мислят за средства...

  14. Тъй като икономическите дейности стават по-сложни, хората започват да изпитват нужда от по-модерни инструменти с внимателно завършени остриета. Производството им изисква нови техники за обработка на камък. Преди около осем хиляди години хората са усвоили техниките на рязане, пробиване и шлифоване. Тези открития бяха толкова...

Стратегически бомбардировач с ядрен двигател


“Проект за атомна/>летяща лаборатория/>на базата на М-50”

В разгара на Студената война между СССР и САЩ имаше всякакви предложения за военно господство над съперничещата страна.

Обхватът на полета на самолетите през 50-те години беше ограничен от много фактори, но за СССР, по време на отсъствието на междуконтинентални ракетни системи, възникна сериозен въпрос за доставянето на атомна бомба на вражеска територия.

Тъй като американските бомбардировачи, използващи летищата на страните от НАТО, можеха да доставят атомна бомба на територията на СССР, като прелетят не повече от 10 хиляди километра, а за авиацията на СССР беше необходимо да измине повече от 20 хиляди километра, за да навлезе във въздушното пространство на САЩ. В СССР не е имало самолет, способен да прелети такова огромно разстояние без кацане.

Съществуващите в СССР свръхзвукови бомбардировачи, способни да носят полезен товар от 5 тона, теоретично се нуждаеха от две дозареждания във въздуха, за да изминат 15 хиляди километра. Освен това през 1957 г. СССР имаше само две дузини бомбардировачи Ту-95 и М-4, чийто обхват на полета им позволяваше само да прелетят през Арктика и да достигнат границата между Канада и Съединените щати. Въоръжените сили на САЩ по това време притежаваха около 2 хиляди бомбардировачи B-52 и B-47, както и по-стари B-36.

Във връзка с този баланс на силите стратегически свръхзвуков бомбардировач с ядрен двигател или проектът М-60, способен на неограничени разстояния на полети, се превърна в обещаващо оръжие за отмъщение в СССР.

В онези години този проект не се смяташе за абсурден.


„Летяща лаборатория, построена на базата на Ту-95“

В рамките на десет години след създаването на атомната бомба СССР създаде мощна научна база за използване на ядрената енергия, която можеше да си позволи неограничен производствен капацитет и голяма финансова подкрепа от бюджета на страната.

Научният елит в ядрената област е възпитан благодарение на Лаборатория № 2 на Академията на науките на СССР, която е създадена и ръководена от Игор Курчатов. Много последващи известни учени са били негови ученици и колеги.

На научно-техническите съвети към Съвета на министрите на СССР беше обсъден въпросът за използването на ядрена енергия в енергозависими инсталации, инсталирани на кораби, подводници, което сега не е изненадващо, но също така и на самолети.

Силовите установки за самолети започнаха да се разработват от Анатолий Петрович Александров, заместник на И. В. Курчатов в Лаборатория № 2 на Академията на науките на СССР.

Първоначално за ядрен авиационен двигател беше предложен отворен и затворен цикъл, базиран на прямореактивни и турбовитлови двигатели. Реакторна инсталация с различни видове охлаждане от въздушно до течно.

Изчислени са варианти за защита на екипажа и оборудването на самолета от вредни въздействия. Изследванията са толкова успешни, че през юни 1952 г. Александров докладва на Курчатов за възможността за създаване на самолетен двигател в близко бъдеще.

Три години по-късно през 1955 г., когато първата атомна електроцентрала започва да работи в СССР и готовият проект за първата атомна подводница на СССР започва да се строи в корабостроителниците, разузнаването съобщава, че в Съединените щати има проект за създаване на свръхзвуков бомбардировач с ядрен двигател.

Тази информация накара Съвета на министрите на СССР да издаде резолюция, нареждаща на редица конструкторски бюра на авиационната индустрия да започнат да проектират бомбардировач с ядрени двигатели.

ОКБ под ръководството на С. А. Лавочкин разработи двигател с прямоточен принцип на работа.


„Турбореактивен двигател с ядрен реактор от отворен тип“

Дизайнът е използван в отворен цикъл: ядреният реактор заема мястото на горивната камера, т.е. въздухът преминава през активната зона. Смъртта на Лавочкин през 1960 г., заедно с проекта за двигател, не са доразвити.

По време на изпълнението на проекта за свръхзвуков бомбардировач с ядрен двигател ОКБ под ръководството на Мясищев първоначално изглеждаше просто, но до средата на 1956 г. се появиха трудни задачи.

При инсталирането на нова електроцентрала конструкторите на самолети бяха изправени пред трудни проблеми, които преди това не бяха решени.

Първата задача е радиоактивното излъчване по време на отворения цикъл на ядрен двигател. Необходима е радиационна защита за екипажа и оборудването на самолета. Защитата изисква дебелостенни оловни щитове, което засяга позициите на екипажа и ограниченията на теглото.

Второто предизвикателство е невъзможността за използване на конвенционални метални сплави в конструкцията на самолети поради радиацията и топлината, генерирани от реактора. Необходими са нови сплави, които да издържат на такива натоварвания и в същото време да са достатъчно леки.

Третата задача е необходимостта от изграждане на специални авиобази, оборудвани с дезактивационни и дистанционни системи за поддръжка на самолетите, тъй като отвореният цикъл на ядрен двигател причинява силно замърсяване на неговите повърхности.


„Турбореактивен двигател с ядрен двигател с отворен пръстен“

Спряният двигателен реактор е смъртоносен за хората дълго време.

И най-важната задача е да се осигури безопасност, особено в случай на катастрофа на самолет.

Всички тези проблеми ни принудиха да изоставим първоначалната идея и да преминем към ново оформление на самолета, което беше разработено като част от проекта за самолет M-60. Дизайнът на самолета M-60 беше среден самолет с трапецовидно крило и хоризонтална опашка в горната част на перката.

Цялата силова установка на самолета беше разположена в опашната част на максимално разстояние от екипажа. Самолетът имаше четири ядрени турбореактивни двигателя, които бяха разположени по двойки един над друг.

Общата дължина на самолета е била 66 метра, а теглото му е трябвало да бъде 250 тона. Разчетната крейсерска скорост е над 3000 км/ч, а максималната надморска височина е до 20 хиляди метра.

Кабината на екипажа е проектирана като многослойна капсула, изработена от специални метални сплави, която е напълно изолирана от външната атмосфера поради наличието на радиоактивност. Не е възможно да се вкарва въздух в капсулата отвън, така че се предполага, че ще се генерира кислородно-азотна смес чрез газифициране на течни газове от резервоари на борда на самолета.

Капсулата на екипажа нямаше прозорец, така че телевизионните екрани и перископите трябваше да се използват за визуално наблюдение.


“Проект на стратегически/>ядрен/>бомбардировач М-30”

Предлагаше се капсулата на екипажа да се оборудва с автоматична система за управление на самолета, която да може не само да излита, каца и маневрира самолета, но и да изпълнява бойни задачи.

Всичко това означаваше пълно изоставяне на хората и създаване на безпилотен управляем стратегически бомбардировач, но ръководството на ВВС на СССР смяташе човек за по-надежден за изпълнение на бойна мисия.

Експерименталните ядрени турбореактивни двигатели за самолета M-60 са проектирани да създават тяга при излитане до 23 хиляди kg. ОКБ под ръководството на А.М. Люлка подготви две версии на нови двигатели.

Първият, според „коаксиалната схема“, когато пръстеновидният реактор е разположен зад горивната камера и съответно валът на турбокомпресора преминава през него.

Вторият, според схемата „иго“, когато реакторът е разположен извън шахтата и образува извита проточна камера.

Myasishchev OKB опита и двата двигателя, но всеки имаше своите плюсове и минуси. Инженерите решиха много дизайнерски проблеми, но основният проблем - безопасността при обслужването на самолета на земята, те все още не знаеха как да решат.

Проблемите на безопасността, свързани с осигуряването на наземна експлоатация и поддръжка на самолета, защитата на екипажа и персонала, терена, където се съхранява самолетът, както и в случай на катастрофа на самолета, станаха пророчески в целесъобразността на създаването на такъв самолет.

В. М. Мясищев пренесе решенията на тези проблеми в практическата област, като започна създаването на летяща лаборатория, използвайки за основа проекта на самолета М-50.


“Проект на стратегически/>ядрен/>бомбардировач М-60”

Радикалното решение беше, че самолетът трябваше да използва водната повърхност за излитане и кацане. Това решение частично разреши редица проблеми по-лесно, но не всички.

Дизайнерите трябваше да решат най-сложните проблеми и самите те бяха уверени в успеха на своя бизнес. През 1958 г. В. М. Мясищев се обърна с доклад до Президиума на ЦК на КПСС, в който посочи, че има критики към обхвата на текущите проекти на конвенционални бомбардировачи и необходимостта цялата работа да се концентрира върху бомбардировачи с ядрени двигатели.

Преди този доклад Мясищев се вдъхновява от проекта за ядрен двигател със затворен цикъл, създаден в Конструкторското бюро под ръководството на Н. Д. Кузнецов. Затвореният двигателен цикъл опрости много проблеми с безопасността и Мясищев очакваше да представи завършен самолет в рамките на 7 години.

Шест ядрени турбореактивни двигателя бяха разположени в опашната част, а самият реактор беше разположен във фюзелажа. Охлаждащата течност трябваше да бъде литий и натрий. Капсулата на екипажа става вентилирана и по-лека.

Също така общата дължина на самолета е намалена до 46 метра, размахът на крилата е 27 метра. Общото тегло на самолета също е намалено до 170 тона, теглото на двигателите и реактора е около 30 тона, капсулата на екипажа и оборудването на самолета е 38 тона, а полезният товар е 25 тона.

Но този самолет не беше предопределен да бъде построен.


„Проект за атомен хидроплан“

Конструкторското бюро Myasishchev спешно се включи в създаването на многостепенна балистична ракета и през 1960 г. беше напълно ликвидирано, като се присъедини към друго конструкторско бюро.

За екипа на конструкторското бюро А. Н. Туполев имаше по-реалистична задача да разработи стратегически бомбардировач, който трябваше да бъде дозвуков.

През 1955 г. допълнителна информация от разузнаването на СССР ни принуди отново да ускорим създаването на самолета. Съединените щати проведоха тестови полети на B-36 с ядрен двигател.

Свикан е научен съвет, който решава, че полетът е с обикновени двигатели, но с ядрен реактор. Туполев беше помолен да направи същия експеримент заедно с Курчатов.

Конструкторското бюро на Туполев започна разработването на летяща ядрена лаборатория на базата на съществуващия сериен самолет Ту-95. За инженерите на Туполев бяха организирани поредица от лекции от най-добрите ядрени физици за атомни процеси, реактори, защита, материали, управление на реакциите и др.

На тези лекции възникнаха съвместни дискусии относно използването на ядрени технологии в допълнение към ограниченията на изискванията за конструиране на самолети. В резултат на това екип от учени и дизайнери разработи компактен ядрен реактор, който може да се побере във фюзелажа на самолет Ту-95.

Основната цел на създаването на летяща ядрена лаборатория на базата на Ту-95 е изследване на ефекта на радиацията върху живота на самолета; оценка на системите за радиационна защита; изследване на отразяването на радиация от въздушни маси на различни височини.

Много дизайнерски бюра работиха върху създаването на LAL на базата на Ту-95, който модифицира основното оборудване на самолета.


„Наземен стенд за тестване на ядрен реактор“

За оценка и тестване на работата на реактора е построен наземен модел от част от фюзелажа на Ту-95.

Радиационната защита в LAL използва нови метални сплави, които не са били използвани преди това в производството на самолети. Всички сплави са разработени в Конструкторското бюро за неметали съвместно с Изследователския институт на химическата промишленост.

Наземният стенд беше готов до 1958 г. на полигона в Семипалатинск, а през юни бе пуснат макетът на реактора. Първото изстрелване беше успешно: реакторът се ускори до работна мощност, бяха разработени системата за управление и радиационната защита и бяха разработени инструкции за екипажа на LAL.

Летящата лаборатория получи обозначението Ту-95ЛАЛ по-рано, стратегическият бомбардировач Ту-95М беше преустроен, от който бяха премахнати оръжията. Екипажът беше защитен в херметична кабина, която беше затворена с петсантиметрова оловна плоча и двадесетсантиметрова плоча от защитни материали полиетилен и церезин.

Самолетът е оборудван със сензори за регистриране на нивото на радиационната емисия в бомбовия отсек, в кабината на екипажа, по един сензор на крилата и в опашката на самолета.

Ядреният реактор е изолиран в специална обвивка от олово и комбинирани материали. В същото време той не беше свързан с двигателите, а се използваше само като източник на радиация.


„Поставяне на реактор на Ту-95LAL“

Като охладител се използва дестилирана вода, която се нагрява и предава топлината си към топлообменника на друг воден кръг. След това втората верига се охлажда чрез водно-въздушен радиатор, издухван от въздушни потоци през съществуващия въздухозаборник във фюзелажа на самолета.

Реакторът се оказа малко по-голям от фюзелажа на самолета, така че трябваше да бъде леко разширен около фюзелажа. В резултат на това защитата на реактора беше ефективна, позволявайки защитата в капсулата на екипажа и другото оборудване да бъде намалена.

В периода 1959-1960 г. самолетът с ядрен реактор Ту-95ЛАЛ е готов и базиран на летище в Московска област. При него дойде лично министър Дементев. През есента на 1961 г. самолетът извършва 34 успешни мисии. Летците-изпитатели М.М.Нюхтиков, М.А.Жила, Е.А.Горюнов и научните разработчици управляваха самолета, както с работещ, така и със спрян реактор.

По време на тестването на Tu-95LAL бяха получени задоволителни характеристики за защита на екипажа от радиация, но обемната защита изискваше допълнително намаляване на тегловните характеристики.

Основният проблем при експлоатацията на Ту-95ЛАЛ бяха последствията от разрушаването на реактора от възможна авиационна авария.


„Демонтаж на реактора от самолет Ту-95ЛАЛ“

Степента на замърсяване на огромни пространства с радиоактивни компоненти предопредели бъдещата съдба на Ту-95ЛАЛ. Почти десет години той беше на летището близо до полигона Семипалатинск и през 1970 г., след като реакторът беше премахнат, беше прехвърлен в Иркутското военно авиационно училище като музеен експонат.

По време на „перестройката на Горбачов“ и съкращаването на военните настъпателни въоръжения, самолетът е признат за боен и е нарязан на метални скрап.

Изглежда, че проектът за стратегически бомбардировач с ядрени двигатели е изоставен, но получените резултати позволиха на конструкторското бюро на Туполев да продължи успоредно през 70-те години на миналия век с разработването на друг експериментален проект на самолет Ту-119 с двигатели, способни да работят на керосин и енергия от ядрен реактор.

Такива самолети трябваше да бъдат напълно изоставени, когато балистичните ракети успяха да прекосят континентите и да носят достатъчно ядрени бойни глави, за да унищожат напълно потенциален враг. Освен това проблемът с безопасността на експлоатацията на самолети с ядрен реактор все още не беше решен, както беше на други места в Съединените щати.

В резултат на това правителството на СССР прецени, че огромните средства, отделени за създаването на самолета, са по-малко печеливши от създадените междуконтинентални ракети и проектите за самолети с ядрени реактори бяха затворени.

Въпреки това, благодарение на проекта за самолет Tu-95LAL, бяха получени уникални резултати от изследвания, които предоставиха знания за други проекти, използващи ядрен реактор.

18+, 2015, уебсайт, „Seventh Ocean Team“. Координатор на екипа:

Предоставяме безплатна публикация на сайта.
Публикациите в сайта са собственост на съответните им собственици и автори.

По време на Студената война страните посветиха всичките си усилия на намирането на надеждно средство за доставка на „специални товари“.
В края на 40-те години везните наклониха към бомбардировачите. Следващото десетилетие се превърна в "златната ера" на развитието на авиацията.
Огромните средства допринесоха за появата на най-фантастичните самолети, но проектите на свръхзвукови бомбардировачи с ядрени ракетни системи, разработени в СССР, изглеждат най-невероятни и до днес.

М-60

Бомбардировачът М-60 трябваше да бъде първият самолет в СССР, работещ с ядрен двигател. Създаден е по чертежи на своя предшественик М-50, адаптиран за ядрен реактор. Разработеният самолет трябваше да развива скорост до 3200 км/ч, с тегло над 250 тона.

Специален двигател



Турбореактивен двигател с ядрен реактор (TRDA) е създаден на базата на конвенционален турбореактивен двигател (TRE). Само за разлика от турбореактивния двигател, тягата в ядрения двигател се осигурява от нагрят въздух, преминаващ през реактора, а не от горещите газове, отделяни при изгаряне на керосин.

Характеристика на дизайна



Разглеждайки моделите и скиците на всички ядрени самолети от онова време, можете да забележите една важна подробност: те нямат пилотска кабина за екипажа. За да се предпази от радиация, екипажът на ядрен самолет беше разположен в запечатана оловна капсула. А липсата на визуална видимост беше заменена с оптичен перископ, телевизионни и радарни екрани.

Автономно управление



Излитането и кацането с помощта на перископ не е лесна задача. Когато инженерите разбраха това, се появи логичната идея - самолетът да бъде безпилотен. Това решение също позволи да се намали теглото на бомбардировача. По стратегически причини обаче ВВС не одобриха проекта.

Ядрен хидросамолет М-60



В същото време, под обозначението M-60M, паралелно се разработва свръхзвуков самолет с ядрен двигател, способен да каца на вода. Такива хидросамолети бяха поставени в специални самоходни докове в бази на брега. През март 1957 г. проектът е затворен, тъй като самолетите с ядрени двигатели излъчват силна фонова радиация в своите бази и околните води.

М-30



Изоставянето на проекта М-60 изобщо не означаваше прекратяване на работата в тази посока. И още през 1959 г. дизайнерите на самолети започнаха да разработват нов реактивен самолет. Този път тягата на двигателите му се осигурява от нова атомна електроцентрала от „затворен“ тип. До 1960 г. предварителният проект на М-30 е готов. Новият двигател намали радиоактивните емисии и стана възможно да се инсталира кабина на екипажа на новия самолет. Смяташе се, че не по-късно от 1966 г. М-30 ще излети.

Погребение на ядрен самолет



Но през 1960 г. Хрушчов, на среща за перспективите за развитие на стратегически оръжейни системи, взе решение, за което все още се нарича гробокопач на авиацията. След разнородни и нерешителни доклади на авиоконструкторите, те бяха помолени да поемат част от поръчките по ракетни теми. Всички разработки на ядрени самолети бяха замразени. За щастие или за съжаление, вече не е възможно да разберем какъв щеше да е нашият свят, ако конструкторите на самолети от миналото най-накрая бяха завършили своите начинания.