М-60 с коаксиални двигатели

Хидросамолет М-60М

Опция за оформление на хидроплан M-60M

Профил на полета М-30

Крайбрежна ядрена база за хидросамолети

Схема на височинния бомбардировач М-30

Външен вид атомна бомбапороди изкушението сред притежателите на това чудодейно оръжие да спечелят войната само с няколко точни удара по индустриалните центрове на врага. Единственото, което ги спираше, беше, че тези центрове се намираха по правило в дълбокия и добре защитен тил. Всички следвоенни сили се фокусираха точно върху надеждни средства за доставка на „специални товари“. Изборът се оказа малък - балистични и крилати ракети и свръхдалечна стратегическа авиация. В края на 40-те години целият свят се насочи към бомбардировачите: толкова гигантски средства бяха отделени за развитието на авиацията на далечни разстояния, че следващото десетилетие стана „златно“ за развитието на авиацията. За кратко време в света се появиха много от най-фантастичните проекти и самолети. Дори Великобритания, обезкръвена от войната, показа своите великолепни стратегически бомбардировачи Valient и Vulcan. Но най-невероятните проекти бяха стратегически свръхзвукови бомбардировачи с атомни електроцентрали. И след половин век те очароват със своята смелост и лудост.

Атомен отпечатък

През 1952 г. в Съединените щати излита легендарният B-52, година по-късно първият в света свръхзвуков тактически бомбардировач A-5 Vigilante, а три години по-късно свръхзвуковият стратегически XB-58 Hustler. СССР не остана по-назад: едновременно с B-52 във въздуха излетя стратегическият междуконтинентален бомбардировач Ту-95, а на 9 юли 1961 г. целият свят беше шокиран от гигантския свръхзвуков бомбардировач М-50, показан на въздушен парад в Тушино, който, втурвайки се над трибуните, направи пързалка и изчезна в небето. Малко хора разбраха, че това е последният полет на супербомбардировача.

Факт е, че радиусът на полета на построения екземпляр не надвишава 4000 км. И ако това беше достатъчно за Съединените щати, които заобиколиха СССР с военни бази, тогава за достигане на американска територия от съветските летища беше необходим обхват от най-малко 16 хиляди километра. Изчисленията показаха, че дори при две зареждания с гориво обхватът на М-50 със „специален товар“ с тегло 5 тона не надвишава 14 хиляди км. Освен това такъв полет изисква цяло езеро гориво (500 тона) за бомбардировача и танкерите. За да се ударят отдалечени цели на територията на САЩ и свободно да се избере маршрут за полет, за да се заобиколят районите на противовъздушната отбрана, беше необходим обхват от 25 хиляди километра. Само самолети с атомни електроцентрали могат да го осигурят по време на свръхзвуков полет.

Такъв проект едва сега изглежда див. В началото на 50-те години не изглеждаше по-екстравагантно от поставянето на реактори на подводници: и двете даваха почти неограничен обхват на действие. Съвсем обикновено решение на Съвета на министрите на СССР от 1955 г. нарежда на Конструкторското бюро „Туполев“ да създаде летяща ядрена лаборатория на базата на бомбардировача Ту-95, а на Конструкторското бюро „Мясищев“ да изпълни проекта за свръхзвуков бомбардировач „ със специални двигатели на главния конструктор Архип Люлка.”

Специални двигатели

Турбореактивен двигател с ядрен реактор (TRDA) е много подобен по дизайн на конвенционален турбореактивен двигател (TRE). Само ако в турбореактивния двигател тягата се създава от горещи газове, разширяващи се по време на изгарянето на керосина, то в турбореактивния двигател въздухът се нагрява, докато преминава през реактора.

Ядрото на авиационен ядрен реактор, използващ топлинни неутрони, се състои от керамични горивни елементи, които имат надлъжни шестоъгълни канали за преминаване на нагрят въздух. Проектната тяга на разработвания двигател трябваше да бъде 22,5 тона Разгледани са два варианта на разположение на турбореактивния двигател - „кобилица“, при която валът на компресора е разположен извън реактора, и „коаксиален“, където. валът минаваше по оста на реактора. В първата версия валът работи в щадящ режим, във втория са необходими специални материали с висока якост. Но коаксиалната версия осигурява по-малки размери на двигателя. Следователно вариантите с двете системи за задвижване бяха проучени едновременно.

Първият самолет с ядрен двигател в СССР трябваше да бъде бомбардировачът М-60, разработен на базата на съществуващия М-50. При условие че се създаде двигател с компактен керамичен реактор, самолетът, който се разработва, трябва да има обсег на полета най-малко 25 хиляди км с крейсерска скорост 3000-3200 км/ч и височина на полета около 18-20 км. Излетното тегло на супербомбардировача трябваше да надхвърли 250 тона.

Летящ Чернобил

Когато разглеждате скиците и моделите на всички ядрени самолети на Мясищев, веднага забелязвате липсата на традиционна пилотска кабина: тя не е в състояние да защити пилотите от радиация. Следователно екипажът на ядрен самолет трябваше да бъде разположен в запечатана многослойна капсула (главно олово), чиято маса, заедно със системата за поддържане на живота, възлизаше на 25% от масата на самолета - повече от 60 тона! Радиоактивността на външния въздух (в края на краищата той е преминал през реактора) изключва възможността да се използва за дишане, така че се използва кислородно-азотна смес в съотношение 1: 1, получена в специални газификатори чрез изпаряване на течни газове. херметизирайте кабината. Подобно на антирадиационните системи, използвани на танковете, кабината беше поддържана свръхналягане, предотвратявайки навлизането на атмосферен въздух вътре.

Липсата на визуална видимост трябваше да бъде компенсирана с оптичен перископ, телевизионни и радарни екрани.

Инсталацията за изхвърляне се състоеше от седалка и защитен контейнер, който предпазваше екипажа не само от свръхзвуковия въздушен поток, но и от мощното излъчване на двигателя. Задната стена имаше 5 см оловно покритие.

Ясно е, че е било почти невъзможно да се вдигне във въздуха, да не говорим за кацане на 250-тонно превозно средство, прилепено към окуляра на перископа, така че бомбардировачът е оборудван с напълно автоматична навигационна система на самолета, която осигурява автономно излитане, изкачване , подход и прицелване в целта, връщане и кацане . (Всичко това през 50-те години - 30 години преди автономния полет на Буран!)

След като стана ясно, че самолетът ще може да реши сам почти всички проблеми, се появи логичната идея да се направи безпилотна версия - по-лека със същите тези 60 тона, което намали и диаметъра на самолета с 3 m и дължина с 4 m, което направи възможно създаването на аеродинамично по-усъвършенстван планер от типа "летящо крило". Проектът обаче не намери подкрепа във ВВС: смяташе се, че безпилотният самолет не е в състояние да осигури необходимата маневра в конкретната възникнала ситуация, което доведе до по-податливи на повреди безпилотно превозно средство.

Плажен бомбардировач

Комплексът за наземно обслужване на ядрени самолети беше не по-малко сложна структура от самите самолети. Поради силния радиационен фон почти цялата работа беше автоматизирана: зареждане с гориво, окачване на оръжието, доставка на екипажа. Ядрените двигатели бяха съхранявани в специално хранилище и монтирани на самолета непосредствено преди излитане. Освен това, облъчването на материали по време на полет от поток от неутрони доведе до активиране на конструкцията на самолета. Остатъчната радиация е била толкова силна, че е направила невъзможно свободното приближаване до автомобила без специални мерки в продължение на 23 месеца след отстраняването на двигателите. За паркиране на такива самолети бяха разпределени специални зони в летищния комплекс и беше осигурен дизайнът на самите самолети бърз монтажосновни блокове с помощта на манипулатори. Гигантската маса на атомните бомбардировачи изискваше специални писти с дебелина на покритието около 0,5 м. Беше ясно, че такъв комплекс е изключително уязвим в случай на избухване на война.

Ето защо паралелно с обозначението М-60М се разработва свръхзвуков хидросамолет с ядрен двигател. Всеки район за базиране на такива самолети, предназначен да обслужва 10-15 хидроплана, заемаше брегова ивица от 50-100 km, което осигуряваше достатъчна степен на дисперсия. Базите могат да бъдат разположени не само в южната част на страната. В СССР беше внимателно проучен опитът на Швеция в поддържането на водните площи през 1959 г през цялата годинав незамръзващо състояние. Използвайки просто оборудване за подаване на въздух през тръби, шведите успяха да циркулират топли слоеве вода от дъното на резервоарите. Самите бази е трябвало да бъдат изградени в мощни крайбрежни скални образувания.

Ядреният хидроплан имаше доста необичайно оформление. Въздухозаборниците бяха на 1,4 м от повърхността на водата, което не позволяваше навлизането на вода в тях при вълни до сила 4. Реактивните дюзи на долните двигатели, разположени на височина 0,4 м, при необходимост бяха наполовина блокирани от специални клапи. Осъществимостта на задкрилките обаче беше поставена под въпрос: хидропланът трябваше да бъде на вода само с включени двигатели. С отстранените реактори самолетът беше базиран в специален самоходен док.

За излитане от водната повърхност е използван уникална комбинацияприбиращи се хидрокрила, носови и подкрилни хидроски. Този дизайн намали площта на напречното сечение на самолета с 15% и намали теглото му. Хидросамолетът М-60М, както и неговият земен роднина М-60, можеше да остане с боен товар от 18 тона на височина 15 км повече от един ден, което направи възможно решаването на основните задачи. Въпреки това, сериозно предполагаемо радиационно замърсяване на базовите места доведе до затварянето на проекта през март 1957 г.

По следите на подводниците

Закриването на проекта М-60 изобщо не означава прекратяване на работата по атомни теми. Беше даден край само на атомните електроцентрали с „отворена“ схема - когато атмосферният въздух преминава директно през реактора, подложен на силно радиационно замърсяване. Трябва да се отбележи, че проектът M-60 започна да се разработва, когато дори нямаше опит в създаването на атомни подводници. Първата атомна подводница К-3 "Ленински комсомол" е пусната на вода през 1957 г. - точно годината, когато работата по М-60 е прекратена. Реакторът К-3 работи по "затворена" схема. Охлаждащата течност се нагрява в реактора, който след това превръща водата в пара. Поради факта, че охлаждащата течност беше постоянно в затворена изолирана верига, радиационно замърсяване заобикаляща средане се случи. Успехът на подобна схема във флота активизира работата в тази област в авиацията. С постановление на правителството от 1959 г. на Бюрото за проектиране на Мясищев е поверено разработването на нов самолет за голяма надморска височина, М-30, със „затворена“ атомна електроцентрала. Самолетът е предназначен за нанасяне на удари с бомби и управляеми ракети срещу особено важни малогабаритни цели в САЩ и ударни формации на самолетоносачи в океана.

Разработката на двигателя за новия самолет е поверена на конструкторското бюро "Кузнецов". При проектирането дизайнерите се сблъскаха с неприятен парадокс - спад в тягата на ядрен двигател с намаляване на надморската височина. (При конвенционалните самолети всичко беше точно обратното – тягата падаше с надморската височина.) Започна търсенето на оптималния аеродинамичен дизайн. В крайна сметка се спряхме на дизайн на канард с крило с променлива стреловидност и подреждане на двигателя. Един реактор чрез мощни затворени тръбопроводи трябваше да доставя течен охладител (литий и натрий) до 6 двигателя NK-5 с въздушно дишане. Осигурено е допълнително използване на въглеводородно гориво при излитане, достигане на крейсерска скорост и извършване на маневри в целевата зона. До средата на 1960 г. предварителният проект на M30 е готов. Благодарение на много по-ниския радиоактивен фон от новата задвижваща система, защитата на екипажа беше значително улеснена, а кабината получи остъкляване от оловно стъкло и плексиглас с обща дебелина 11 см. Две управляеми ракети К-22 основното въоръжение. Според плановете М-30 трябваше да излети не по-късно от 1966 г.

Война с бутони

Въпреки това през 1960 г. се състоя историческа среща относно перспективите за развитие на стратегически оръжейни системи. В резултат на това Хрушчов взе решения, за които все още се нарича гробокопач на авиацията. Честно казано, Никита Сергеевич няма нищо общо с това. На срещата ракетните учени, водени от Королев, се изказаха много по-убедително от разединените самолетостроители. На въпрос колко време отнема подготовката за излитане на стратегически бомбардировач с ядрено оръжие на борда, пилотите отговориха - ден. На ракетите отне минути: „Просто трябва да завъртим жироскопите.“ Освен това те не изискват много километри скъпи писти. Способността на бомбардировачите да преодолеят системите за противовъздушна отбрана също предизвика сериозни съмнения, докато те все още не са се научили как ефективно да прихващат балистични ракети. Военните и Хрушчов бяха напълно поразени от перспективата за „война с бутони“ на бъдещето, колоритно описана от ракетните учени. Резултатът от срещата беше, че производителите на самолети бяха помолени да поемат някои от поръчките по въпросите на ракетите. Всички проекти за самолети бяха спрени. М-30 беше последният авиационен проект на Мясищев. През октомври Конструкторското бюро Мясищев най-накрая беше прехвърлено в ракетно-космическия сектор, а самият Мясищев беше отстранен от поста директор.

Ако авиоконструкторите бяха по-убедителни през 1960 г., кой знае какви самолети щяха да летят в небето днес. И така, можем само да се възхищаваме на смелите мечти от корицата на Popular Mechanics и на лудите идеи от 60-те.

Да започнем с факта, че през 50-те години на ХХ в. в СССР, за разлика от САЩ, създаването на атомен бомбардировач се възприема не просто като желана, дори много желана, а като жизнено необходима задача. Това отношение се формира сред висше ръководствоармия и ВПК в резултат на осъзнаването на две обстоятелства. Първо, огромното, огромно предимство на Съединените щати по отношение на самата възможност за атомно бомбардиране на територията на потенциален враг. Действайки от десетки въздушни бази в Европа, Близкия и Далечния изток, американските самолети, дори с обхват на полета само 5-10 хиляди км, можеха да достигнат до всяка точка на СССР и да се върнат обратно. Съветските бомбардировачи бяха принудени да действат от летища на собствена територия и за подобно нападение над Съединените щати трябваше да изминат 15-20 хиляди км. В СССР изобщо не е имало самолети с такъв обсег. Първите съветски стратегически бомбардировачи М-4 и Ту-95 можеха да „покрият“ само най-северната част на Съединените щати и сравнително малки райони на двете брегове. Но дори и тези машини през 1957 г. наброяват само 22. А броят на американските самолети, способни да ударят СССР, към този момент достига 1800! Освен това това бяха първокласни ядрени бомбардировачи B-52, B-36, B-47, а няколко години по-късно към тях се присъединиха свръхзвукови B-58.

Второ, задачата за създаване на реактивен бомбардировач с необходимия обхват на полета с конвенционална силова установка през 50-те години. изглеждаше непреодолимо трудно. При това свръхзвукови, необходимостта от които беше продиктувана от бързото развитие на системите за противовъздушна отбрана. Полетите на първия свръхзвуков стратегически носител в СССР М-50 показаха, че при товар от 3-5 тона, дори и с две зареждания във въздуха, неговият обсег едва достига 15 000 км. Но никой не можеше да отговори как да зареди гориво със свръхзвукова скорост и освен това над вражеска територия. Необходимостта от зареждане значително намали вероятността за изпълнение на бойна мисия и освен това такъв полет изискваше огромно количество гориво - общо над 500 тона за самолета за зареждане и зареждане с гориво. Тоест само за един полет полк бомбардировачи може да изразходва повече от 10 хиляди тона керосин! Дори простото натрупване на такива резерви от гориво се превърна в огромен проблем, да не говорим за безопасното съхранение и защита от възможни въздушни удари.

В същото време страната разполагаше с мощна научна и производствена база за решаване на различни проблеми в използването на ядрената енергия. Тя произхожда от Лаборатория № 2 на Академията на науките на СССР, организирана под ръководството на И. В. Курчатов в самия разгар на Великата Отечествена война - през април 1943 г. В нач основна задачаядрените учени искаха да създадат уранова бомба, но след това започнаха активно търсене на други възможности за използване на нов вид енергия. През март 1947 г. - само година по-късно от САЩ - в СССР за първи път на държавно ниво (на заседание на Научно-техническия съвет на Първо главно управление към Министерския съвет) се поставя проблемът за използването на топлината на ядрените реакции в електроцентралите беше повишена. Съветът реши да започне систематично изследване в тази посока с цел развитие научни основигенериране на електричество чрез ядрен разпад, както и задвижване на кораби, подводници и самолети.

Отне обаче още три години, докато идеята си проправи път. През това време първите М-4 и Ту-95 успяха да се издигнат в небето, в Московска област започна да работи първата атомна електроцентрала в света и започна строителството на първата съветска атомна подводница. Нашите агенти в САЩ започнаха да предават информация за извършваната там мащабна работа по създаването на атомен бомбардировач. Тези данни бяха възприети като потвърждение на обещанието за нов вид енергия за авиацията. И накрая, на 12 август 1955 г. е издадена резолюция № 1561-868 на Съвета на министрите на СССР, която нарежда на редица предприятия на авиационната индустрия да започнат работа по ядрени въпроси. По-специално ОКБ-156 на А. Н. Туполев, ОКБ-23 на В. М. Мясищев и ОКБ-301 на С. А. Лавочкин трябваше да проектират и строят самолети с ядрени енергийни установки, а ОКБ-276 на Н. Д. Кузнецов и ОКБ-165 А.М разработване на такива системи за контрол.

Най-простата техническа задача беше възложена на ОКБ-301, ръководен от С. А. Лавочкин - да разработи експериментална крилата ракета "375" с ядрен прямоточен двигател, проектиран от ОКБ-670 на М. М. Бондарюк. Мястото на конвенционалната горивна камера в този двигател беше заето от реактор, работещ в отворен цикъл - въздухът течеше директно през ядрото. Дизайнът на корпуса на ракетата се основава на разработките на междуконтиненталната крилата ракета 350 с конвенционален прямоточен двигател. Въпреки сравнителната си простота, темата „375“ не получи значително развитие и смъртта на С. А. Лавочкин през юни 1960 г. напълно сложи край на тези произведения.

На екипа на Мясищев, който тогава е зает със създаването на М-50, е ​​наредено да завърши предварителен проект на свръхзвуков бомбардировач „със специални двигатели от главния конструктор А.М. В ОКБ темата получи индекс „60“, а Ю.Н. Труфанов беше назначен за водещ дизайнер по нея. Тъй като в най общ контурРешението на проблема се виждаше в простото оборудване на M-50 с ядрени двигатели, работещи в отворен цикъл (поради простота), смяташе се, че M-60 ще стане първият самолет с ядрено задвижване в света. СССР. Но към средата на 1956 г. стана ясно, че поставената задача не може да бъде решена толкова просто. Оказа се, че автомобил с нова система за управление има номер специфични особености, каквито авиоконструкторите не са срещали досега. Новостта на възникналите проблеми беше толкова голяма, че никой в ​​ОКБ, както и в цялата могъща съветска авиационна индустрия, нямаше представа как да подходи към тяхното решаване.

Първият проблем беше защитата на хората от радиоактивно лъчение. Какво трябва да бъде? Колко трябва да тежи? Как да се осигури нормалното функциониране на екипаж, затворен в непроницаема дебелостенна капсула, вкл. видимост от работните места и аварийно излизане? Вторият проблем е рязкото влошаване на свойствата на конвенционалните конструкционни материали, причинено от мощни потоци радиация и топлина, излъчвани от реактора. Оттук и необходимостта от създаване на нови материали. Трето - необходимостта да се развиваме напълно нова технологияексплоатация на ядрени самолети и изграждане на съответните авиобази с множество подземни съоръжения. В края на краищата се оказа, че след като двигателят с отворен цикъл спре, нито един човек няма да може да се доближи до него още 2-3 месеца! Това означава, че има нужда от дистанционна наземна поддръжка на самолета и двигателя. И, разбира се, има проблеми с безопасността - в най-широк смисъл, особено при авария на такъв самолет.

Осъзнаването на тези и много други проблеми не остави камък необърнат от първоначалната идея за използване на корпуса на M-50. Дизайнерите се фокусираха върху намирането на ново оформление, в рамките на което споменатите проблеми изглеждаха разрешими. В същото време основният критерий за избор на местоположението на атомната електроцентрала на самолета се счита за максималното му разстояние от екипажа. В съответствие с това е разработен предварителен проект на M-60, в който четири ядрени турбореактивни двигателя са разположени в задната част на фюзелажа по двойки на „два етажа“, образувайки едно ядрено отделение. Самолетът имаше дизайн със средно крило с тънко конзолно трапецовидно крило и същата хоризонтална опашка, разположена в горната част на перката. Ракетните и бомбените оръжия бяха планирани да бъдат поставени на вътрешната прашка. Дължината на самолета трябваше да бъде около 66 m, излетното тегло трябваше да надвишава 250 тона, а крейсерската скорост на полета - 3000 km/h на височина 18 000-20 000 m.

Екипажът трябваше да бъде поставен в солидна капсула с мощна многослойна защита, изработена от специални материали. Радиоактивността на атмосферния въздух изключва възможността той да се използва за херметизация и дишане в кабината. За тези цели беше необходимо да се използва кислородно-азотна смес, получена в специални газификатори чрез изпаряване на течни газове на борда. Липсата на визуална видимост трябваше да бъде компенсирана от перископи, телевизионни и радарни екрани, както и напълно автоматична системаконтрол на самолета. Последният трябваше да осигури всички етапи на полета, включително излитане и кацане, достигане на целта и т.н. Това логично доведе до идеята за безпилотен стратегически бомбардировач. Въпреки това ВВС настояха за пилотирана версия като по-надеждна и гъвкава за използване.

Ядрените турбореактивни двигатели за M-60 трябваше да развият тяга при излитане от около 22 500 kgf. ОКБ А.М. Люлка ги разработи в два варианта: „коаксиален“ дизайн, при който пръстеновидният реактор е разположен зад конвенционалната горивна камера, а валът на турбокомпресора преминава през него; и схеми „иго“ - с извит път на потока и реактор, излизащ извън шахтата. Мясищевците се опитаха да използват и двата типа двигатели, като намериха както предимства, така и недостатъци във всеки от тях. Но основното заключение, което се съдържаше в заключението към предварителния проект на М-60, звучеше така: „... наред с големите трудности при създаването на двигателя, оборудването и корпуса на самолета възникват напълно нови проблеми при осигуряване на наземна работа и защита на екипажа, населението и района в случай на аварийно кацане. Тези проблеми... още не са решени. В същото време способността за решаване на тези проблеми определя осъществимостта на създаването на пилотиран самолет с ядрен двигател. Наистина пророчески думи!

За да пренесе решението на тези проблеми в практически самолет, В. М. Мясищев започва да разработва проект за летяща лаборатория на базата на М-50, на която един ядрен двигател ще бъде разположен в предната част на фюзелажа. И за да се увеличи радикално жизнеспособността на базите на ядрените самолети в случай на избухване на война, беше предложено напълно да се откаже от използването на бетонни писти и да се превърне ядреният бомбардировач в свръхзвукова (!) летяща лодка M-60M. Този проект е разработен паралелно с наземната версия и поддържа значителна приемственост с нея. Разбира се, въздухозаборниците на крилото и двигателя бяха максимално повдигнати над водата. Устройствата за излитане и кацане включват носова хидроски, вентрални прибиращи се подводни крила и въртящи се поплавъци за странична стабилност в краищата на крилото.

Конструкторите се сблъскаха с най-трудните проблеми, но работата напредна и изглеждаше, че всички трудности могат да бъдат преодолени за период от време, който е значително по-малък от увеличаването на обхвата на полета на конвенционалните самолети. През 1958 г. В. М. Мясищев, по указание на Президиума на ЦК на КПСС, изготвя доклад „Състоянието и възможните перспективи на стратегическата авиация“, в който недвусмислено заявява: „... Във връзка със значителната критика на М-. Проекти 52K и M-56K [бомбардировачи на конвенционално гориво - автор] Министерството на отбраната, с оглед на недостатъчния обхват на действие на такива системи, ни се струва полезно да се концентрира цялата работа по стратегически бомбардировачи върху създаването на свръхзвуков бомбардировач система с ядрени двигатели, осигуряващи необходимите далечини на полета за разузнаване и за целенасочено бомбардиране с висящи самолети-снаряди и ракети по движещи се и неподвижни цели.

Мясищев имаше предвид преди всичко, нов проектстратегически бомбардировач-ракетен носител с атомна електроцентрала със затворен цикъл, проектирана от конструкторското бюро Н. Д. Кузнецов. Той очакваше да създаде тази кола за 7 години. През 1959 г. за него е избран аеродинамичен дизайн "canard" с делтовидни крила и значително стреловидно предно перо. Шест ядрени турбореактивни двигателя трябваше да бъдат разположени в задната част на самолета и комбинирани в един или два пакета. Реакторът е бил разположен във фюзелажа. Като охлаждаща течност трябваше да се използва течен метал: литий или натрий. Двигателите могат да работят и с керосин. Затвореният работен цикъл на системата за управление направи възможно пилотската кабина да се вентилира с атмосферен въздух и значително да намали теглото на защитата. При тегло при излитане от приблизително 170 тона, теглото на двигателите с топлообменници се приемаше за 30 тона, защитата на реактора и пилотската кабина беше 38 тона, а полезният товар беше 25 тона. Дължината на самолета беше около 46 m с размах на крилете приблизително 27 m.

Проект на ядрен противолодъчен самолет Ту-114

Първият полет на М-30 е планиран за 1966 г., но ОКБ-23 на Мясищев дори не е имал време да започне подробен дизайн. С постановление на правителството на ОКБ-23 Мясищев участва в разработването на многостепенна балистична ракета, проектирана от В.Н. това OKB и напълно преориентирано към ракетни и космически теми. По този начин основите на OKB-23 за ядрени самолети не бяха превърнати в реални проекти.

Самолети, които никога не са летели - Атомен бомбардировач

Историята на един забравен проект - как Америка и Русия инвестираха милиарди, за да получат предимство в поредния технически проект. Това беше конструкцията на атоплан - гигантски самолет с ядрен двигател.

Ctrl Въведете

Забелязах ош Y bku Изберете текст и щракнете Ctrl+Enter

Енергийният проблем, проблемът за компактния източник на енергия с висока мощност и ефективното преобразуване на тази енергия в тяга, стои пред създателите на летателната технология от самото й начало - и все още не е напълно решен. Днес, с редки изключения, се използват термохимични двигатели, използващи изкопаеми въглеводородни горива. На първо място, има по-малко суетене с него в експлоатация и това надделява над всички възможни недостатъци, че те просто се опитват да не ги помнят...

Но недостатъците не изчезват от това! Поради това многократно са правени опити за преминаване към други енергийни източници. И на първо място, вниманието на конструкторите на самолети и ракетните учени беше привлечено от атомната енергия - в края на краищата енергийният интензитет на 1 g U235 е еквивалентен на 2 тона керосин (заедно с 5 тона кислород)!

Двигателите на ядрени самолети и ракети обаче останаха на щандовете. Три самолета с ядрени реактори на борда излетяха, но с една единствена цел - да тестват компактен реактор и да проверят неговата защита...

Защо? Да се ​​върнем 60 години назад...

АМЕРИКАНСКО ПРЕДИЗВИКАТЕЛСТВО

Още през 1942 г. един от лидерите на американската програма за атомна бомба, Енрико Ферми, обсъди с други участници в този проект възможността за създаване на авиационни двигатели, използващи ядрено гориво. Четири години по-късно, през 1946 г., служители от лабораторията по приложна физика към университета Джон Хопкинс посвещават специално изследване на този проблем. През май същата година командването Въздушни силиСъединените щати одобриха пилотния проект „Ядрена енергия за авиационни двигатели“ (NEPA - Nuclear Energy заЗадвижване на самолети), насочени към разработване на ядрени двигатели за стратегически бомбардировачи с голям обсег.

Работата по внедряването му започна в Националната лаборатория Оук Ридж с участието на частната компания Fairchild Engine & Airframe Co. През 1946-48г. Около 10 милиона долара бяха изразходвани за проекта NEPA.

В края на 40-те години на миналия век лидерите на военновъздушните сили стигнаха до заключението, че разработването на ядрени авиационни двигатели е най-добре да се направи в сътрудничество с Комисията за атомна енергия. В резултат на това проектът NEPA е отменен и през 1951 г. е заменен от съвместна програма на ВВС и Комисията - Самолетно ядрено задвижване (ANP). В същото време беше договорено разделение на труда от самото начало: Комисията по атомна енергия отговаряше за разработването на компактен реактор, подходящ за инсталиране на тежки бомбардировачи, а военновъздушните сили отговаряха за проектирането на самолетни турбореактивни двигатели които получават енергия от него. Ръководителите на програмата решиха да разработят две версии на такива двигатели и възложиха тези договори на General Electric и Prutt & Whitney. И в двата случая се предполагаше, че реактивна тягаще създаде прегряване сгъстен въздух, отнемане на топлина от ядрен реактор. Разликата между двете версии на двигателя беше, че в проекта на General Electric въздухът трябваше да охлажда реактора чрез директно обдухване, а в проекта Prutt & Whitney чрез топлообменник.

Практическото изпълнение на програмата ANP стигна доста далеч. До средата на 50-те години на миналия век тя произвежда прототип на малък ядрен реактор с въздушно охлаждане. За командването на ВВС беше важно да се увери, че този реактор може да бъде стартиран и затворен по време на полет, без да създава заплаха за пилотите. За своите летателни тестове беше разпределен гигантски бомбардировач B-36H с 10 двигателя, чийто полезен товар беше близо четиридесет тона. След преустройството на самолета реакторът е поставен в бомбовия отсек, а пилотската кабина е защитена с щит от олово и гума.

От юли 1955 г. до март 1957 г. тази машина извършва 47 полета, по време на които реакторът периодично се включва и изключва в режим на празен ход, с други думи, без натоварване. По време на тези полети не са възникнали извънредни ситуации.

Получените резултати позволиха на General Electric да направят следващата стъпка. Неговите инженери построиха три версии на новия ядрен реактор HTRE и в същото време разработиха експериментален авиационен турбореактивен двигател X-39, за да го съчетаят. Новият двигател премина успешно наземни стендови изпитания заедно с реактора. Експерименталните пускове на най-модерната версия на реактора HTRE-3 показаха, че на негова основа е възможно да се проектира реактор, чиято мощност вече ще бъде достатъчна за задвижване на тежки самолети.

Първият известен американски проект за самолет с ядрен двигател е 75-тонният X-6 от Convair, който се разглежда като развитие на стратегическия бомбардировач B-58 (1954) от същия разработчик. Подобно на прототипа, X-6 е замислен като превозно средство без опашка и делтави крила. 4 X-39 ATRE бяха разположени в опашната част (въздухозаборници над крилото), освен това още 2 „обикновени“ турбореактивни двигателя трябваше да работят по време на излитане и кацане. По това време обаче американците разбраха, че отворената схема не е подходяща и същото сътрудничество поръча електроцентрала с въздушно отопление в топлообменник и самолет за него. Нова коланаречен NX-2. Разработчиците го видяха като „патица“. Ядреният реактор трябваше да бъде разположен в централната част, двигателите в задната част, а въздухозаборниците под крилото. Самолетът е трябвало да използва от 2 до 6 спомагателни турбореактивни двигателя.

През 1953 г., когато президентът Дуайт Айзенхауер идва в Белия дом, новият министър на отбраната на САЩ Чарлз Уилсън нарежда спиране на работата. През 1954 г. програмата ANP е възобновена, но както Пентагонът, така и Комисията за ядрена енергия не й обръщат особено внимание, в резултат на което цялостното управление на програмата е неефективно. През март 1961 г., само два месеца след встъпването в длъжност на новия президент на САЩ Джон Ф. Кенеди, програмата ANP е затворена и никога не е била възобновена оттогава. Общо за него са похарчени над 1 милиард долара.

Но не мислете, че опитите за създаване на атмосферни самолети с ядрен двигател в САЩ са ограничени до програмите NEPA-ANP, защото имаше и програма за създаване на ядрени самолети с директен поток. ракетен двигател PLUTO за свръхзвуковата крилата ракета SLAM! И този двигател достигна стендови тестове, докато използването на ракета („патица“ с триъгълно крило, долна перка и въздухозаборник) се виждаше, както следва: вертикално изстрелване на 4 ускорителя с твърдо гориво и ускорение до скоростта на изстрелване на ramjet, крейсерски полет (и на ниска надморска височина), нулиране на бойни глави. Освен това се предполагаше, че SLAM ще може, преминавайки над вражески цели на ниска височина и свръхзвукова скорост, да ги унищожи със звуков бум!

СЪВЕТСКИЯТ ОТГОВОР

Отне известно време на съветското ръководство да разбере, че, първо, междуконтинентален самолет, използващ „конвенционално“ гориво, може да не работи и, второ, ядрената енергия също може да реши този проблем. Забавянето в реализирането на последното беше улеснено от невероятната дори за нашите стандарти секретност, която ни обгръщаше до средата на 50-те години. вътрешни ядрени разработки. Въпреки това на 12 август 1955 г. Централният комитет на КПСС и Министерският съвет на СССР приемат Резолюция № 1561-868 за създаването на PAS, перспективен ядрен самолет. Самият дизайн на самолета е поверен на конструкторското бюро A.N. Туполев и В.М. Мясищев и „специални“ двигатели за тях - на екипи, ръководени от Н.Д. Кузнецов и А.М. Люлка.

Има различни мнения за дизайнерските таланти и личните качества на Андрей Николаевич Туполев, но едно е безспорно - той беше изключителен организатор на самолетостроенето. Познавайки като никой „подводните течения“ на мрачния „океан“ на Министерството на авиационната промишленост, той успя да осигури на своето конструкторско бюро стабилна позиция, въпреки всички сътресения, които продължиха дори в условия, за които той дори не можеше да мечтае в кошмар. Туполев отлично разбираше, че ядрените самолети утре няма да летят, но настроението „на върха“ може да се промени много по-бързо и утре ще трябва да се борят за програмата, която днес е приоритетна, за да я запазят до вдругиден , когато отново ще се наложи спешно... Затова основното внимание на Андрей Николаевич насочи към научно-техническата база, вярвайки, че след като се научи да работи с ядрена технология, винаги може да се направи самолет...

В резултат на това на 28 март 1956 г. е издадено постановление на правителството за създаване на летяща лаборатория на базата на стратегическия бомбардировач Ту-95 за „изследване на влиянието на радиацията от авиационен ядрен реактор върху оборудването на самолета, т.к. както и изучаване на въпроси, свързани с радиационната защита на екипажа и характеристиките на експлоатация на самолет с ядрен реакторна борда." Две години по-късно са построени наземна стоянка и инсталация за самолета, транспортирани до полигона в Семипалатинск, а през първата половина на 1959 г. агрегатите започват работа.

От май до август 1961 г. самолетът Ту-95ЛАЛ извършва 34 полета. Според слуховете, циркулиращи в отбранителната индустрия, един от основните проблеми е прекомерното излагане на пилотите през околния въздух, което ясно потвърждава: разрешената защита от сянка в космоса в атмосферата не е подходяща, което веднага я прави шест пъти по-тежка. .

Следващият етап трябваше да бъде Ту-119 - същият Ту-95, но два средно големи турбовитлови NK-12 бяха заменени с ядрени NK-14A, в които вместо горивни камери бяха монтирани топлообменници, загрява се от ядрен реактор, разположен в товарното отделение. От другите проекти на ядрени самолети Туполев нещо определено може да се каже само за Ту-120, ядрената версия на свръхзвуковия бомбардировач Ту-22. Предполагаше се, че 85-тонният самолет с дължина 30,7 м и размах на крилата 24,4 м (площ на крилото 170 м2) ще ускори до 1350-1450 км/ч на височина 8 км. Колата беше самолет с високо крило класическа схема, двигателите и реакторът бяха разположени в опашната част...

Въпреки това, скоро след завършването на полетите на LAL, програмата беше съкратена. Владимир Михайлович Мясищев е изключителен съветски авиоконструктор. Създаденият от него самолет става знаков за родната (и световната) авиация. Неговият организационен талант е безспорен - той създава своето проектантско бюро три пъти от нулата в не най-благоприятните външни условия. Но както показа практиката, това се оказа недостатъчно...

Изстрадал много при получаването на необходимия обсег на първия съветски междуконтинентален бомбардировач М-4 и постепенно затънал в проблемите на свръхзвуковия М-50, Мясищев грабна възможностите на ядрената енергетика, както се казва, с две ръце. Освен това проблемът с гарантираното постигане на целите на територията на потенциален враг все още не беше решен. Така че Владимир Михайлович смело пое не дългосрочна програма, а конкретен самолет - М-60.

В това Мясищев намери пълната подкрепа на ядрените учени и учените по двигатели, най-малкото на Архип Михайлович Люлка, който доброволно се включи в разработването на ядрени двигатели с дишане на въздухотворена схема. По-късно на базата на конструкторското бюро Люлка за тази цел е създаден специален СКБ-500. Използвайки основната идея за поставяне на сърцевината във въздуховода на двигателя, разработчиците предложиха три варианта на оформление - коаксиален, „кобилица“ и комбиниран.

В първата активната зона, както се казва, „един към един“ замени горивната камера на конвенционален турбореактивен двигател. Схемата дава максимална енергийна мощност, осигурява минимално средно сечение (в в такъв случай- площ на напречното сечение) на самолета, но създаде чудовищни ​​проблеми при експлоатацията. Втората донякъде опрости операцията, но увеличи съпротивлението с един и половина пъти. И накрая, най-обещаващата на този етап се смяташе за комбинирана схема, при която ядрен реактор се поставя в камерата за допълнително изгаряне на турбореактивен двигател, в резултат на което целият агрегат може да работи както като конвенционален турбореактивен двигател, така и като турбореактивен двигател двигател с ядрено допълнително изгаряне и като ramjet ядрен двигател при високи скорости. Пилотът и навигаторът бяха поставени един до друг в защитена капсула. Уникална характеристика на самолета беше, че системата за поддържане на живота на екипажа не можеше - както обикновено се прави - да използва околния въздух, а кабината беше снабдена с запаси от течен кислород и азот.

Дизайнерите обаче веднага се сблъскаха с проблеми, които (а не околната среда!) в крайна сметка оставиха самолета „заземен“. Факт е, че не е достатъчно да има източник на енергия с чудовищна мощност на борда - той също трябва да бъде преобразуван в тяга. Тоест за загряване на работния флуид, в случая атмосферния въздух. Така че, ако в горивната камера на термохимичния двигател нагряването се извършва в целия му обем, тогава в активната зона на реактора (или в топлообменника) - само по повърхността, издухана от въздуха. В резултат на това съотношението на тягата на двигателя към площта на средната му част намалява, което се отразява негативно на захранването на самолета като цяло. Имайки неограничен обсег на действие, ядреният самолет не беше толкова височинен и високоскоростен, колкото би искал (и с основание!) военният клиент в края на 50-те години на миналия век...

Не трябваше обаче да забравяме и околната среда – най-предварителните проучвания на технологията за наземно обслужване на самолети с отворени двигатели са повече от впечатляващи и днес. Нивото на радиация след кацане не би позволило приближаване на самолета, докато двигателите (или техните сърцевини) не бъдат извадени и съхранявани в защитен склад от дистанционно управлявани манипулатори. Всъщност само по този начин (дистанционно управлявани машини) наземното обслужване изобщо беше възможно. Екипажът трябваше да се приближи и напусне самолета през подземен тунел. Съответно дизайнът на самолет, предназначен за такава поддръжка, трябва да бъде възможно най-опростен, а аеродинамиката - как ще стане... Не е изненадващо, че беше обърнато значително внимание на опциите за PAS с морско базиране - с обърнати двигатели изключени, те могат да бъдат спуснати във водата, поне временно изолирайки самолета от радиация...

Именно във версията на хидроплана M-60P се появиха първите разработки на електроцентрала със затворен контур - реактор в защитено отделение загрява въздуха в 4 или 6 турбореактивни двигателя.

Идейният проект на М-60 е обсъден на съвещание в Конструкторското бюро на Мясищев на 13 април 1957 г. и... не получава подкрепа. Както горните причини, така и несигурността на перспективите за създаване на двигатели с отворена верига изиграха роля. И затворените мясищевци бяха изцяло ангажирани с проекта М-30. Предварителният проект предвиждаше създаването на височинен самолет от 3200 км/ч на височина 17 км (и се оказа, че при намаляване тягата на ядрения двигател не се увеличава, както на химическия двигател, а намалява...). За да излети и да скочи на 24 км, докато преодолява противовъздушната отбрана, към двигателите се подава керосин. При излетна маса от 165 тона и полезен товар от 5,7 тона обхватът на М-30 се приемаше за 25 000 км. На борда му трябваше да има не повече от 16 тона керосин... Дължината на самолета беше 40 - 46 м, размахът на крилата беше 24 - 26,9 м. Дизайнът беше бързо определен - "патица" с триъгълно крило голяма площ, 6 комбинирани турбореактивни ядрени двигатели НК-5, разработени от Н.Д. Кузнецова. Екипажът - същите 2 души - вече не бяха разположени един до друг, а един след друг (за да се намали средната част на самолета). Работата по M-30 продължава до 1961 г., до прехвърлянето на Myasishchevsky OKB-23 на V.N. Chelomey и пренасочването му към космически теми...

НАПРАВЕНИ ИЗВОДИ

Така че защо след като са похарчили не 1, както пише Washington ProFile, а 7 милиарда долара, американците са спрели да работят по ядрен самолет? Защо смелите - но реални - проекти на Мясищев останаха на хартия, защо дори изключително "приземният" Ту-119 не полетя? Но в същите тези години имаше и британски проект за свръхзвуков самолет Avro-730... Дали ядрените самолети бяха изпреварили времето си или бяха погубени от някакви фатални вродени дефекти?

Нито едното, нито другото. Ядрените самолети просто се оказаха ненужни в линията на развитие, която последва световната авиация!

Двигателите с отворена верига са, разбира се, технически екстремизъм. Дори ако стените на активната зона са абсолютно устойчиви на износване (което е невъзможно), самият въздух се активира при преминаване през реактора! Но трудностите при експлоатацията и изхвърлянето на „светещата“ конструкция на самолета след многократно дългосрочно облъчване бяха посочени само в предварителния проект. Друго нещо е затворена верига.

Но самолетът има свои собствени характеристики. В „чистия“ си вид, само с въздуха, загрят от топлината от реактора (или с парна турбина, задвижваща витлата!), атомният самолет не е много добър за маневриране, пробиви и скокове - всичко, което е типично за бомбардировачите . Съдбата на такова устройство е дълъг полет с постоянна скорост и височина. Базиран някъде на едно специално летище, той е в състояние многократно да достигне всяка точка на планетата и да кръжи над нея толкова дълго, колкото желае...

И... защо ни трябва такъв самолет, за какво може да служи, какви военни или мирни задачи може да решава??? Това не е бомбардировач, не е разузнавателен самолет (невъзможно е да го скриете!), Не е транспортен самолет (къде и как да го натоварите и разтоварите?), Едва ли пътнически лайнер (дори в ерата на технологичния оптимизъм американците не успяха да качат пътници на круизния кораб Savannah).

Какво остава, въздушен команден пункт, летяща ракетна база с голям обсег, самолет за борба с подводници? Освен това имайте предвид, че трябва да се изградят много такива машини, в противен случай цената им ще бъде непосилна, а надеждността им ниска...

Именно като самолет на ООП е направен екстремният опит у нас за създаване на ядрен самолет. През 1965 г. при различни нивабяха приети редица резолюции за разработването на системи за противоподводна отбрана и по-специално с резолюцията на Централния комитет на КПСС и Министерския съвет на СССР от 26 октомври KB O.K. На Антонов е поверено създаването на самолет за противоподводна отбрана със свръхдалечен обсег и малка надморска височина с атомна силова установка Ан-22ПЛО.

Тъй като Ан-22 имаше същите двигатели като Ту-95 (с различни витла), силовата установка беше същата като на Ту-119: ядрен реактор и комбинирани турбовитлови NK-14A, и четирите. Излитането и кацането трябваше да се извършват на керосин (мощност на двигателя 4 x 13000 к.с.), крейсерски полет - на ядрена енергия (4 x 8900 к.с.). Прогнозната продължителност на полета е 50 часа, обхватът на полета е 27 500 км.

Фюзелажът с диаметър 6 метра (базовият самолет има размери на товарната кабина от 33,4 x 4,4 x 4,4 m) трябваше да побере не само ядрен реактор в кръгова биозащита, но и оборудване за търсене и наблюдение, система за противоподводни оръжия и значителен екипаж, необходим за поддържането на всичко това.

Като част от програмата An-22PLO през 1970 г. са извършени 10 полета на Антей с неутронен източник, а през 1972 г. - 23 полета с малък ядрен реактор на борда. Както и в случая с Ту-95ЛАЛ, те бяха тествани преди всичко за радиационна защита. Причините за прекратяването на работата все още не са оповестени. Може да се предположи, че съмненията са причинени от бойната устойчивост на самолета в условията на господство над морето от авиация (предимно палубна) на потенциален противник...

В средата на 80-те години американски инженери разкриват идеята за ядрен самолет - база... за специални сили. Използването на чудовище, носещо ескортни изтребители, щурмови самолети и тежки товарни самолети C-5B Galaxy като десантни кораби, беше разгледано на примера на потушаването на антиамериканско въстание в Турция... Много реалистичен сценарий, нали ?

Въпреки това има, има една „екологична ниша“ за крилати самолети. Това е мястото, където авиацията среща космонавтиката. Но това е отделен разговор.

2. M-60 с двигатели "иго": тегло при излитане - 225 тона, полезен товар - 25 тона, височина на полета - 13-25 km, скорост - до 2M, дължина - 58,8 m, размах на крилата - 30,6 m

3. М-60 с комбиниран двигател, характеристиките на полета са същите, дължина - 51,6 м, размах на крилата - 26,5 м; Цифрите показват: 1 - турбореактивен двигател; 2 - ядрен реактор; 3 - пилотска кабина

От 1951 г. в Съединените щати, като част от програма за оценка на възможността за изграждане на бомбардировач с неограничен обхват и продължителност на полета, започна практически етап за тестване на ядрен реактор за ядрена електроцентрала на стратегически бомбардировач. И вече на 17 септември 1955 г. експерименталният самолет NB-36H с ядрен реактор на борда направи първия си полет. Тази програма е затворена след серия от летателни тестове през 1957 г.

Тази информация става известна на ръководството на СССР и през 1955 г., в рамките на прословутата „Настигни и изпревари Америка“, в съответствие с резолюцията на Министерския съвет, започва работа по авиационен двигател, авиационен ядрен реактор , а от 1956 г. и на самия самолет с атомна електроцентрала. Целта на тази работа, както и в Съединените щати, е да се оцени възможността за създаване на самолет, който носи ядрено оръжие с неограничен обсег и голяма продължителност на полета.

NB-36H - американски самолет за тестване на авиационен ядрен реактор

Той трябва да може да се издигне от летището си по време на застрашен период и да остане дежурен във въздуха в зоната за изчакване. По този начин, ако започнете ядрена войнагарантира неговата неуязвимост от първия удар на врага. След избухването на ядрена война самолетът трябваше да нанесе ответен ядрен удар на вражеска територия. Бомбардировач с ядрен двигател беше най-подходящ за тази роля.

За да се тества възможността за поставяне и експлоатация на самолет на основния елемент на атомна електроцентрала - ядрен реактор (предимно от гледна точка на въздействието върху екипажа и оборудването), беше взето решение да се преобразува най-големият самолет в по това време в СССР - стратегическият бомбардировач Ту-95 в летяща лаборатория - Ту-95ЛАЛ.

Работата по създаването на авиационен ядрен реактор е извършена в Института на И. В. Курчатов под ръководството на А. П. Александров. За поставяне в летящата лаборатория беше избран експериментален водо-воден реактор, създаден по-рано в Института Курчатов (водата действа както като модератор на неутрони, така и като охлаждаща течност) с 2-контурна система за охлаждане (първа верига: ядрото на реактора - междинна топлина топлообменник, втора верига: междинен топлообменник – външен топлообменник). За да се съкрати полетната фаза на тестване и да се натрупа опит с реактора, през 1958 г. на едно от летищата близо до Семипалатинск (Казахстанска ССР) е създаден наземен стенд, копие на самолетен отсек с ядрен реактор. Ядреният реактор е монтиран на специална платформа с повдигач и при необходимост може да се спуска. От юни 1959 до 1961 г На този стенд е тестван авиационен ядрен реактор. По време на тестовете беше възможно да се достигне определено ниво на мощност, да се тестват устройствата за контрол на реактора и радиационен контрол, да се провери системата за защита и да се разработят препоръки за екипажа на летящата лаборатория.

Серийният стратегически бомбардировач Ту-95М с четири турбовитлови двигателя НК-12М с мощност 15 000 к.с. е превърнат в летяща лаборатория Ту-95ЛАЛ. Всички оръжия са извадени от самолета. Екипажът беше в предната херметична кабина, в която имаше и радиационен сензор. Зад кабината е монтиран защитен екран от 5-сантиметрова оловна плоча и комбинирани материали (полиетилен и церезин) с обща дебелина около 20 см. В бомбовия отсек е монтиран втори радиационен датчик. По-близо до опашката на самолета имаше ядрен реактор. Третият сензор за радиация беше разположен в задната част на самолета в задната кабина на стрелеца. Още два сензора бяха монтирани под конзолите на крилата в несменяеми метални обтекатели. Всички сензори за радиационен мониторинг могат да се въртят около вертикална ос за ориентация в желаната посока.

Самият реактор беше заобиколен от мощен биологичен защитен щит, състоящ се от олово и комбинирани материали и нямаше връзка с двигателите на самолета. Водата от първи контур, загрята в активната зона на реактора, отдава топлина в междинния топлообменник на водата от втория контур, която от своя страна се охлажда във външния топлообменник. Външният топлообменник беше конвенционален радиатор, който се охлаждаше по време на полет от въздушен поток през голям въздухозаборник под фюзелажа. Реакторът излизаше малко извън контурите на фюзелажа на самолета и беше покрит с метални обтекатели отгоре, отдолу и отстрани. Тъй като биологичната защита на ядрен реактор се счита за доста ефективна, тя включва прозорци, които могат да се отварят дистанционно по време на полет за провеждане на експерименти с отразена радиация. Прозорците направиха възможно създаването на радиационни лъчи в различни посоки.

Ту-95ЛАЛ се управляваше по следния начин. Ядрен реактор със система за биологична защита беше инсталиран на платформа, която подобно на система за окачване на бомба беше повдигната в бомбовия отсек на самолет и там системите на самолета бяха скачени с реактора. Пускането на ядрен реактор поради условията за осигуряване на гарантирано отвеждане на топлината от активната зона (при наличие на достатъчен въздушен поток през външния топлообменник) беше извършено по време на полет. Реакторът също беше спрян във въздуха преди кацането на самолета (необходимо е известно време за охлаждане на вече спрян реактор).

От май до август 1961 г. са извършени 34 полета със „студен“ и работещ ядрен реактор. Получените резултати предоставиха богат статистически материал за поставянето и работата на ядрен реактор на самолет (предимно за радиация и система за биологична защита) и потвърдиха принципната възможност за създаване на ядрена електроцентрала за стратегически бомбардировач. Беше идентифициран и основният проблем, който може да възникне по време на работа от този типсамолет - опасността от радиоактивно замърсяване на обширна територия в случай на авария на самолет.

Въз основа на наземни стендови и летателни изпитания в летателната лаборатория Ту-95ЛАЛ, през 1965 г. започва работа върху прототип на бъдещия стратегически бомбардировач - експериментален самолет с атомна енергийна установка Ту-119, а през 1966 г. върху Ан-22ПЛО за борба с подводни самолети.

В края на 60-те - началото на 70-те години на XX век, с появата на нови средства за доставяне на ядрени оръжия (предимно атомни подводници, оборудвани с балистични ракети с междуконтинентален обсег и способни да нанасят ответни удари от крайбрежните райони на своята страна), необходимостта за стратегически бомбардировач с неограничен обхват и голяма продължителност на полета вече не са необходими. Работата по Ту-119 така и не надхвърли чертожната дъска, но програмата за създаване на противолодъчния самолет Ан-22ПЛО беше продължена.

Очаквани експлоатационни характеристики на Ан-22ПЛО с атомна електроцентрала:

- обхват на полета - 27 500 км
— продължителност на полета — 50 часа

На Ан-22 "Антей", разпределен за изпитания в рамките на програмата "Аист" в района на Семипалатинск, бяха проведени поредица от летателни експерименти за работата на нов тип авиационен ядрен реактор - основата на бъдещето атомна електроцентрала. През 1972 г. са извършени общо 23 полета. Нов епизодполетните експерименти с работещ ядрен реактор на борда бяха успешно завършени, получени бяха необходимите данни за проектиране на достатъчно ефективна и безопасна авиационна ядрена електроцентрала. Въпреки това Съветският съюз изпревари Съединените щати, доближавайки се до създаването на истински ядрен самолет. Тази кола беше коренно различна от концепциите от 50-те години. с реактори с отворен цикъл, чиято експлоатация би била свързана с огромни трудности и би причинила огромна вреда на околната среда. Благодарение на новата защита и затворения цикъл, радиационното замърсяване на конструкцията на самолета и въздуха беше сведено до минимум, а в екологично отношение такава машина дори имаше някои предимства пред самолетите с химическо гориво. Във всеки случай, ако всичко работи правилно, тогава изгорелият поток на ядрен двигател не съдържа нищо друго освен чист нагрят въздух. В случай на летателен инцидент проблемите с безопасността на околната среда в проекта An-22PLO не бяха достатъчно решени. Аварийните защитни пръти на реактора спряха верижната реакция, но отново, ако реакторът не беше повреден. Какво се случва, ако това се случи в резултат на удар в земята и прътите не заемат желаната позиция? Изглежда, че именно опасността от подобно развитие на събитията не позволи този проект да бъде реализиран в метал.

Въпреки това съветските дизайнери и учени продължиха да търсят решение на проблема. Освен това, в допълнение към функцията за борба с подводници, е намерена нова употреба на ядрения самолет. Възникна като логическо развитиетенденции за повишаване на неуязвимостта на стратегическите носители на ядрено оръжие. За повишаване на неуязвимостта на междуконтиненталните балистични ракетив СССР те са инсталирани на мобилни носители - автомобилни шасита и железопътни платформи. Следващата логична стъпка би била да ги постави на самолет, който да патрулира над нейна територия или над океана. Благодарение на своята мобилност този стратегически авиационен комплекс би бил неуязвим за вражеските оръжия и вдигнат във въздуха по време на заплашен период би осигурил неизбежността на ответния удар в случай на избухване на ядрена война. Основното качество на такъв самолет беше да прекара възможно най-дълго в полет, което означава, че атомната електроцентрала го подхождаше идеално.

Най-накрая беше намерено решение, което гарантира ядрена безопасност дори в случай на полетна авария. Реакторът, заедно с първата топлообменна верига, е проектиран като автономна единица, оборудвана с парашутна система и способна да се отдели от самолета в критичен момент и да извърши меко кацане. Така дори и самолетът да се разбие, опасността от радиационно замърсяване на района би била незначителна.

Но изпълнението на този проект беше предотвратено от края на Студената война и разпадането на Съветския съюз. Мотив, повтарящ се доста често в национална история: веднага щом всичко е готово за решаване на проблема, самият проблем изчезва.

Да се ​​надяваме, че някой ден човечеството отново ще има нужда от самолет с неограничен обхват и продължителност на полета. И нека не е военен, а цивилен. И тогава бъдещите дизайнери ще могат да разчитат на резултатите от работата на нашите съвременници.

Литература:

1. В. С. Йегер. Неизвестен Туполев М.: Яуза, Ексмо, 2009.
2. Н. В. Якубович. Неизвестен Антонов: Яуза, Ексмо, 2009.
3. Сайтът „Masterok. LJ. RF". Статия „Ядрени самолети“.
4. Уебсайт "Ние следим информацията". статия "

09:54 08.01.2016

В края на 50-те години на миналия век дизайнерите в САЩ и СССР се борят да създадат метод за доставяне на смъртоносен ядрен товар до вражеска територия. Ракетната технология по това време все още не беше достатъчно надеждна и се възлагаха големи надежди на бомбардировачите, а необходимият обхват трябваше да бъде постигнат с помощта на атомната енергия.

В края на 50-те години на миналия век дизайнерите в САЩ и СССР се борят да създадат метод за доставяне на смъртоносен ядрен товар до вражеска територия. Ракетната технология по това време все още не беше достатъчно надеждна и се очакваше много от бомбардировачите, а необходимият обхват трябваше да бъде постигнат с помощта на атомна енергия. Време е за ядрени надеждиИзползването на ядрен реактор на борда на самолет само днес изглежда като нещо лудо. В края на 50-те години на миналия век в Обнинск е пусната първата атомна електроцентрала в света, първата атомна подводница напусна хелинга за морето и първата атомна подводница в света беше положена. ядрен ледоразбивач"Ленин". Ядрената енергия откри уникални перспективи за военни и цивилни дизайнери. По този начин ледоразбивачът "Ленин" консумира приблизително 45 грама ядрено гориво на ден и без реактор щеше да изисква тонове петрол за такава производителност. Същото важи и за атомните подводници, които имат значително увеличен живот на батерията и скоростни характеристики. Изглеждаше, че скоро в небето ще се появят самолети, чието полетно време ще бъде ограничено само от физическите възможности на екипажа. Това беше много полезно за съветските стратегически бомбардировачи, които изискваха безумен обхват на полета от 16-25 хиляди километра, за да ударят далечни цели в Съединените щати. Правителствен указ от 1955 г. нарежда на конструкторското бюро Туполев да създаде летяща ядрена лаборатория с включен двигател. основата на бомбардировача Ту-95 Конструкторско бюро Н. Кузнецов и Конструкторско бюро Мясищев - проект на свръхзвуков бомбардировач с ядрен двигател от Конструкторско бюро А. Люлка. Основният проблем, който дизайнерите трябваше да решат, беше защитата на екипажа от радиация от електроцентралата, както и безопасността на летящия ядрен реактор в случай на катастрофа. Реактор с размер на шкафДвигател, базиран на ядрена енергия, няма толкова сложен принцип на работа, колкото може да изглежда на пръв поглед. В тази електроцентрала топлината, генерирана в ядрения реактор, се подава към газотурбинния двигател с въздух и се превръща в тяга. Има отворени и затворени вериги на такива двигатели. В първия случай въздухът, компресиран в компресора на двигателя, се нагрява директно в каналите на ядрения реактор до висока температура, навлиза в турбината и след това се изхвърля от дюзата. Със затворена верига Термална енергияядрен реактор се подава в топлообменника (топлообменниците) на газотурбинен двигател към въздуха от охлаждаща течност, циркулираща в затворена верига (вериги) Ясно е, че отворената верига е по-малко екологична: когато се използва, самолетът оставя след себе си радиоактивна следа. Но трябва да разберете, че ефектите от радиацията в този момент не са били напълно разбрани. Човечеството все още не познаваше Чернобил и свързания с него страх от атомната енергия, а перспективата за ядрена война все още изглеждаше нещо фантастично. Ето защо беше решено да се разработят двигатели с два дизайна: дизайнерското бюро Люлка беше натоварено със създаването на „отворен“ двигател, а дизайнерското бюро Кузнецов беше натоварено със създаването на „затворен“ Първият проблем, с който се сблъскаха дизайнерите теглото на реактора. Ако за атомна електроцентрала, подводница или ледоразбивач теглото й не е имало сериозни ограничения, то в авиацията, както знаем, всеки грам е от значение. Туполев укори ядрените учени: „Вашият реактор е като огромна къща. Знайте, че къщите не летят във въздуха!“ Конструкторите успяха да решат проблема с наднорменото тегло: полученият реактор изненада дори самия Курчатов. Когато ръководителят на ядрената програма видя реактор с размерите на малък шкаф, той не можа да повярва, че това е работещ прототип, а не макет. Паралелно с разработването на двигатели се проведе и създаването на проекти за атомни бомбардировачи. Смъртоносен дронКонструкторското бюро Мясищев разработи уникален проект за бомбардировача М-60, който все още няма аналози. Разчетната скорост беше 3000-3200 км/ч, обхватът на полета - 25 000 км, експлоатационният таван - 20 000 м. В същото време излетното тегло на супербомбардировача беше повече от 250 тона твърда многослойна оловна капсула с тегло около 60 тона, което направи възможно защитата й от радиация. В същото време е трябвало да използва телевизия, радарни екрани и перископи за визуално наблюдение. Ясно е, че е почти невъзможно да се излети, още по-малко безопасно да се приземи, на машина с тегло четвърт хиляда тона с помощта на перископ, така че управлението на бомбардировача до голяма степен падна върху автоматизацията. По-късно дизайнерите предложиха да изоставят напълно екипажа, но идеята беше отхвърлена от военните, които смятаха, че автоматиката няма да може да извърши маневрата, ако е необходимо, което означава, че самолетът ще бъде по-уязвим. И като цяло проектът за огромен дрон десетилетия преди Буран изглеждаше див, за да обслужва атомното чудовище, бяха необходими специални комплекси и писта с дебелина поне половин метър. Двигателите е трябвало да бъдат монтирани на самолета непосредствено преди излитане. Зареждането с гориво, доставката на екипажа и спирането на оръжията трябваше да се извършват автоматично поради високия радиационен фон, но самолетът имаше големи проблеми, свързани със замърсяването на околната среда както в базата, така и по време на полета, а освен това и самолет. катастрофата неизбежно би довела до екологична катастрофа: в реактора на самолета имаше приблизително същото количество уран, както в атомната електроцентрала в Чернобил по време на аварията. В много отношения това доведе до затварянето на проекта M-60. Но това изобщо не означаваше, че плановете за създаване на атомен самолет бяха прекратени. Без радиация в атмосферата!През 1959 г. се проведе историческа среща, участниците в която бяха Королев, Янгел, Келдиш и много други ключови фигури в ядрената, авиационната и космическата индустрия на СССР. Председател беше Курчатов и всички чакаха неговите думи. Според спомените на инженер-конструктора Павел Гонин, който присъства на тази среща, тежко болният Курчатов, трудно ставайки от масата, каза: „Беше свършена много работа. Има обаче едно „но“. Замисляли ли сте се каква ще бъде съдбата на населението, на чиито глави ще паднат радиоактивните емисии от двигателя! - категорично заяви той. „В противен случай след няколко десетилетия ще бъде невъзможно да живеем на планетата...“ След тази реч на всички стана ясно: приоритетната задача при създаването на ядрен двигател няма да бъде тягата, а безопасността скоро решен: беше решено да се изостави отворената верига, а затворената верига беше значително модернизирана, всъщност се превърна в летяща атомна електроцентрала. Но тогава вниманието на правителството се насочи към ракетната технология. Проектът беше продължен само година по-късно поради факта, че се появиха съобщения: Съединените щати са напреднали далеч в развитието си, доближавайки се до създаването на самолет. Правителството на СССР даде разрешение за тестване на летяща лаборатория на базата на Ту-95, който вече беше създаден в конструкторското бюро на Туполев. Ядрена "Мечка"Тестовете на Ту-95 с ядрен реактор на борда се проведоха на полигона в Семипалатинск, където „мечката“ с ядрен реактор на борда излетя 38 пъти. По време на тестовете на първо място беше проверено "поведението" на реактора в условията на полет: как ще издържи на претоварвания и вибрации. Освен това е тествана биологичната защита на екипажа, психологическа реакцияпилоти, че са изложени на радиация. Факт е, че въпреки че беше възможно да се реши проблемът с емисиите по време на полета, екипажът все още имаше сравнително малко излагане на радиация. Реакторът беше монтиран в опашката на самолета на максимално разстояние от кабината, която имаше две- слойна защита, която включва петсантиметрова оловна плоча. И все пак, по време на пълен двудневен полет, екипажът получи радиация, равна на 5 BER (допустимо излагане на радиация за служители на атомната електроцентрала за една година при нормални условия). И въпреки че това облъчване не беше опасно (еднократна доза от 25 BER е разрешена за населението), се предполагаше, че само пилоти, които са навършили 40 години и имат деца, ще управляват ядрени самолети. Освен това, след 5-7 полета е планирано да бъдат прехвърлени на полети в конвенционални Ту-95. Освен това, тестовете показаха, че радиацията има опасен ефект върху смазочните материали и електронното оборудване, което трябваше да бъде облечено в специална „защитна жилетка“. ”. Планерът Ту-95 също стана радиоактивен по време на полета и самолетът трябваше да бъде поставен в плътно затворен резервоар за няколко седмици след кацането. Проблемът беше и спирането на двигателя, който трябваше да се „охлади“ чрез отстраняване на топлината. Въпреки това експерименталните полети показаха, че създаването на самолет с ядрена електроцентрала е възможно и конструкторското бюро на Туполев започна работа по него. създаване на планер за бъдещия ядрен самолет, който получи името Ту -120. Проектът на този самолет обаче също беше затворен. Това се дължи на факта, че военните се нуждаеха от свръхзвуков бомбардировач, което доведе до увеличаване на мощността на реактора и впоследствие - радиационното облъчване на екипажа и теглото на превозното средство. Освен това много пари от бюджета на страната бяха отделени по това време за стратегически ракетни системи и ядрен флот, а за скъпия проект за ядрен самолет просто не достигаха. Между другото, в Съединените щати, с указ на Джон Кенеди, работата по създаването на атомен самолет беше ограничена. Антей ЛовецаПоследният съветски проект на самолет с ядрен двигател беше противолодъчният Ан-22 Антей, идеята за който се появи през 1965 г. Според конструкторите, в случай на криза, това превозно средство може да патрулира над американска подводница в продължение на няколко дни и в случай на изстрелване на ракета веднага да я потопи. Изборът падна върху Antey, тъй като по това време това беше най-големият съветски самолет, което позволи да се инсталира по-сериозна биологична защита, отколкото на Tu-95LAL По време на излитане и кацане самолетът използва конвенционално гориво, след което работата на електроцентралата беше осигурена от реактора. Превозното средство имаше прогнозен обхват на полета от 27 хиляди километра, а продължителността на полета беше 50 часа. Общо Антей с реактора направи 22 полета. Тестовете показаха, че въздействието на радиацията върху екипажа е минимално закриването на проекта Ан-22ПЛО се дължи на започналото разведряване между СССР и САЩ, както и на факта, че в случай на катастрофа опасността. радиоактивното замърсяване на района все още остава. Нищо не е забравеноСлед закриването на програмите за ядрени самолети много дизайнери вярваха, че ядрените двигатели имат голямо бъдеще. И се оказаха прави. IN началото на XXIвек, много проекти от 20-ти век, използващи ядрени енергийни системи, са преосмислени с помощта на съвременни технологии. През 2003 г. Военната изследователска лаборатория на ВВС на САЩ финансира разработването на ядрен двигател за разузнавателния дрон Global Hawk, благодарение на който той може да остане в въздух за няколко месеца. Причината е ясна: един UAV с ядрен реактор може да замени десетки същите дронове с конвенционални електроцентрали. В щатите също се провеждат изследвания за създаване на ракета с ядрена мощност за полет до Марс. В Русия проектът за ядрен ракетен двигател е включен във федералната космическа програма на Роскосмос. Развитието на тази електроцентрала, която е необходима за усвояване дълбок космос, трябва да отнеме около пет години, което означава, че можем да видим първия образец на ядрен двигател за космоса през 2020 г.