Aviões nucleares. Avião nuclear: a arma mais secreta da URSS

O público em geral começou a falar em aeronaves e, para ser mais preciso, em mísseis de cruzeiro com motor nuclear, não faz muito tempo. O fato de eles existirem, estarem sendo desenvolvidos e testados tornou-se conhecido após uma declaração correspondente do Presidente da Federação Russa na primavera deste ano.

Enquanto isso, a própria ideia de colocar uma usina nuclear em uma aeronave não é nova - máquinas desse tipo foram desenvolvidas e até testadas na URSS, pouco mais de dez anos após o fim da Grande Guerra Patriótica.

Na década de 1950 do século passado, na URSS, ao contrário dos EUA, a criação de um bombardeiro movido a energia atómica era considerada não apenas desejável, mas também uma tarefa vital. Essa atitude foi formada entre alta administração exército e o complexo militar-industrial como resultado da consciência de duas circunstâncias.

Tu-95LAL

Em primeiro lugar, a enorme e esmagadora vantagem dos Estados Unidos em termos da própria possibilidade de bombardear atómicamente o território de um inimigo potencial. Operando a partir de dezenas de bases aéreas na Europa, no Médio Oriente e Extremo Oriente, as aeronaves norte-americanas, mesmo com autonomia de vôo de apenas 5 a 10 mil km, poderiam chegar a qualquer ponto da URSS e retornar. Os bombardeiros soviéticos foram forçados a operar a partir de campos de aviação em seu próprio território e, para um ataque semelhante aos Estados Unidos, tiveram que percorrer de 15 a 20 mil km. Não havia nenhuma aeronave com tal alcance na URSS.

Os primeiros bombardeiros estratégicos soviéticos M-4 e Tu-95 só podiam “cobrir” o extremo norte dos Estados Unidos e áreas relativamente pequenas de ambas as costas. Mas mesmo essas máquinas eram apenas 22 em 1957. E o número de aeronaves americanas capazes de atingir a URSS havia chegado a 1.800 naquela época! Além disso, estes eram porta-bombardeiros de primeira classe armas atômicas B-52, B-36, B-47 e, alguns anos depois, juntaram-se a eles o supersônico B-58.

A. N. Tupolev e I. F. Nezval

Esta situação só poderia ser corrigida por uma aeronave com motor nuclear, capaz de garantir um tempo quase ilimitado de permanência do veículo no ar. Como parte da criação do bombardeiro atômico soviético no final de 1957, o A. N. Tupolev Design Bureau, juntamente com outras organizações, esteve envolvido na implementação desta grandiosa ideia. Ele foi encarregado da criação de um laboratório nuclear voador especial (LAL).

Este tópico específico seria tratado por uma filial do A. N. Tupolev Design Bureau na pequena vila de Tomilino, perto de Moscou. Um dos associados mais antigos do designer geral, o futuro Herói, foi nomeado seu chefe em 1957 Trabalho Socialista Joseph Fomich Nezval.

Filial Tomilinsky

Tendo se tornado o chefe da filial, Nezval começou fortalecendo o departamento de design. Um grupo de designers composto por cerca de quarenta pessoas mudou-se para Tomilino.

Com a nomeação de Nezval como chefe da sucursal de Tomilino, passou essencialmente a ser o director da empresa e, de acordo com a sua posição, teve que lidar não só com o gabinete de design, mas também com produção, abastecimento, pessoal, quotidiano, construção e outros problemas. Em suma, ele enfrentou muitos problemas com os quais nunca havia enfrentado antes. Mas Nezval lidou com isso.

Reator atômico

Parte intermediária do LAL

Juntamente com um instituto de pesquisa especial, lembrou Nezval, o OKB foi encarregado de instalar um reator de baixa potência na aeronave para estudar seu efeito na tripulação e nos equipamentos eletrônicos. Nesta fase, a tarefa do OKB era desenvolver a colocação mais compacta numa plataforma especial tanto do próprio objeto como de todos os sistemas necessários ao seu funcionamento normal.

Esta plataforma em forma montada Ele deveria ser içado até a fuselagem através de uma escotilha especial usando guinchos e preso com travas. A plataforma com o reator precisava ser inspecionada periodicamente e, portanto, era necessário que pudesse ser baixada livremente até o solo.

Plataforma elevatória com reator nuclear

A implantação da produção do estande e modificação da aeronave para instalação de plataforma com reator também foram confiadas à filial de Tomilino. Para a construção foi utilizada a parte central da fuselagem do Tu-95 disponível na fábrica, que, após as necessárias modificações e reforços da estrutura, foi instalada em apoios especiais com apoios em altura correspondente à posição de estacionamento do a aeronave. Esta parte do trabalho era familiar aos designers e não apresentava nenhuma dificuldade.

Em relação aos materiais utilizados para proteção contra radiação radioativa, então havia muitas coisas novas e desconhecidas aqui. Em particular, foram utilizados materiais completamente novos para proteção biológica, com os quais os projetistas não haviam lidado anteriormente. Os engenheiros tiveram que trabalhar com substâncias como polietileno e ceresina com aditivo de carboneto de boro. Para processá-los foi necessário desenvolver uma tecnologia totalmente nova.

A composição desses materiais e a receita para sua fabricação foram desenvolvidas pelo chefe do laboratório não metálico da filial, A. S. Fainshtein, em conjunto com especialistas da indústria química soviética. Esses materiais foram testados em um instituto especial e foram considerados adequados para uso tanto em instalações de bancada quanto em aeronaves. Eles foram fornecidos na forma de pequenos cubos, que deveriam ser conectados entre si em grandes blocos e depois receber a configuração desejada.

Partes ancoradas da fuselagem LAL

Quando o estande ficou totalmente concluído, os chefes do instituto especial vieram vê-lo. Depois de examinar detalhadamente o estande, ficaram surpresos com a compactação com que foi feita a plataforma com instalação do reator e todos os equipamentos.

Em 1958, o estande foi totalmente concluído e transportado para um dos aeródromos do leste, onde já havia sido alocado um local para sua residência permanente. Seu primeiro lançamento ocorreu em 1959. Os resultados obtidos revelaram-se bastante satisfatórios e permitiram realizar trabalhos semelhantes sobre este tema num avião.

Testes de voo

Na primavera de 1961, “...o avião estava parado em um campo de aviação perto de Moscou”, lembrou um de seus criadores, o cientista nuclear N.N. Tupolev explicou o sistema de proteção humana da radiação: “...É necessário que não haja a menor lacuna, caso contrário os nêutrons escaparão por ela”. “E daí?” - o ministro não entendeu. E então Tupolev explicou de forma simples: “Em um dia gelado você sai para o campo de aviação e sua mosca está aberta - tudo vai congelar!” O ministro riu - dizem, agora está tudo claro com nêutrons ... "

LAL em voo

De maio a agosto de 1961, o Tu-95LAL realizou 34 voos. A aeronave foi pilotada pelos pilotos de teste M. M. Nyukhtikov, E. A. Goryunov, M. A. Zhila e outros, o engenheiro N. V. Lashkevich estava encarregado da aeronave. O líder do experimento, o cientista nuclear N. Ponomarev-Stepnoy, e o operador V. Mordashev participaram dos testes de voo.

Os testes do Tu-95LAL mostraram a alta eficiência da usina nuclear utilizada e do sistema de proteção radiológica, mas ao mesmo tempo revelaram seu volume também peso pesado e a necessidade de melhorias adicionais. A perigo principal aeronaves nucleares, foi reconhecida a possibilidade de queda e contaminação de grandes áreas.

Além disso, os custos de criação de uma aeronave movida a energia nuclear foram estimados em 1 bilhão de rublos soviéticos, portanto, devido ao alto custo, o financiamento para a obra foi recusado.

Os dados obtidos durante os testes do Tu-95LAL permitiram ao A. N. Tupolev Design Bureau, juntamente com organizações relacionadas, desenvolver um programa de duas décadas em larga escala para o desenvolvimento de aeronaves de combate pesadas com usinas nucleares. No entanto, a implementação deste projecto foi impedida no final guerra Fria e o colapso da União Soviética.

Projeto de bombardeiro nuclear estratégico M-60
Comecemos com o fato de que na década de 1950. na URSS, ao contrário dos EUA, a criação de um bombardeiro atómico foi vista não apenas como desejável, até mesmo muito desejável, mas como uma tarefa vitalmente necessária. Essa atitude se formou entre as altas lideranças do exército e do complexo militar-industrial a partir da consciência de duas circunstâncias. Em primeiro lugar, a enorme e esmagadora vantagem dos Estados Unidos em termos da própria possibilidade de bombardear atómicamente o território de um inimigo potencial. Operando a partir de dezenas de bases aéreas na Europa, Médio e Extremo Oriente, as aeronaves norte-americanas, mesmo com autonomia de voo de apenas 5 a 10 mil km, poderiam chegar a qualquer ponto da URSS e retornar. Os bombardeiros soviéticos foram forçados a operar a partir de campos de aviação em seu próprio território e, para um ataque semelhante aos Estados Unidos, tiveram que percorrer de 15 a 20 mil km. Não havia nenhuma aeronave com tal alcance na URSS. Os primeiros bombardeiros estratégicos soviéticos M-4 e Tu-95 só podiam “cobrir” o extremo norte dos Estados Unidos e áreas relativamente pequenas de ambas as costas. Mas mesmo essas máquinas eram apenas 22 em 1957. E o número de aeronaves americanas capazes de atingir a URSS havia chegado a 1.800 naquela época! Além disso, estes eram bombardeiros de primeira classe carregando armas atômicas B-52, B-36, B-47 e, alguns anos depois, juntaram-se a eles o supersônico B-58.

Em segundo lugar, a tarefa de criar um bombardeiro a jato com o alcance de voo necessário com uma usina convencional na década de 1950. parecia intransponivelmente difícil. Além disso, supersônico, cuja necessidade foi ditada pelo rápido desenvolvimento dos sistemas de defesa aérea. Os voos do primeiro porta-aviões estratégico supersônico da URSS, o M-50, mostraram que com uma carga de 3 a 5 toneladas, mesmo com dois reabastecimentos no ar, seu alcance mal chega a 15.000 km. Mas ninguém sabia responder como reabastecer em velocidade supersônica e, o que é mais, sobre território inimigo. A necessidade de reabastecimento reduziu significativamente a probabilidade de conclusão de uma missão de combate e, além disso, tal voo exigia uma enorme quantidade de combustível - um total de mais de 500 toneladas para reabastecimento e reabastecimento de aeronaves. Ou seja, em apenas um voo um regimento de bombardeiros poderia consumir mais de 10 mil toneladas de querosene! Mesmo a simples acumulação de tais reservas de combustível tornou-se um enorme problema, para não mencionar o armazenamento seguro e a protecção contra possíveis ataques aéreos.

Ao mesmo tempo, o país contava com uma poderosa base científica e produtiva para solucionar diversos problemas no uso da energia nuclear. Originou-se do Laboratório nº 2 da Academia de Ciências da URSS, organizado sob a liderança de I.V Kurchatov no auge da Grande Guerra. Guerra Patriótica- em abril de 1943. No início, a principal tarefa dos cientistas nucleares era criar uma bomba de urânio, mas depois iniciou-se uma busca ativa por outras possibilidades de utilização de um novo tipo de energia. Em março de 1947 - apenas um ano depois dos EUA - na URSS pela primeira vez a nível estatal (numa reunião do Conselho Científico e Técnico da Primeira Direcção Principal do Conselho de Ministros) o problema da utilização do o calor das reações nucleares nas usinas de energia foi aumentado. O Conselho decidiu iniciar uma investigação sistemática neste sentido, com o objectivo de desenvolver fundamentos científicos gerar eletricidade através da fissão nuclear, bem como impulsionar navios, submarinos e aeronaves.

O supervisor científico do trabalho foi o futuro acadêmico A.P. Alexandrov. Foram consideradas diversas opções para usinas de aviação nuclear: ciclo aberto e fechado baseado em motores ramjet, turbojato e turboélice. Desenvolvido Vários tipos reatores: com ar e com resfriamento intermediário de metal líquido, nêutrons térmicos e rápidos, etc. Foram estudados refrigerantes aceitáveis para uso na aviação e métodos para proteger a tripulação e o equipamento de bordo da exposição à radiação. Em junho de 1952, Aleksandrov relatou a Kurchatov: “...Nosso conhecimento na área de reatores nucleares nos permite levantar a questão da criação nos próximos anos de motores nucleares usados para aeronaves pesadas...”.

No entanto, foram necessários mais três anos para que a ideia surgisse. Durante esse período, os primeiros M-4 e Tu-95 conseguiram decolar, a primeira usina nuclear do mundo começou a operar na região de Moscou e começou a construção do primeiro submarino nuclear soviético. Nossos agentes nos EUA começaram a transmitir informações sobre o trabalho em larga escala que estava sendo realizado lá para criar um bombardeiro atômico. Esses dados foram percebidos como uma confirmação da promessa de um novo tipo de energia para a aviação. Finalmente, em 12 de agosto de 1955, foi emitida a Resolução nº 1.561-868 do Conselho de Ministros da URSS, ordenando que várias empresas da indústria da aviação começassem a trabalhar em questões nucleares. Em particular, OKB-156 de A.N. Tupolev, OKB-23 de V.M. Myasishchev e OKB-301 de S.A. Lavochkin deveriam projetar e construir aeronaves com usinas nucleares, e OKB-276 de N.D. desenvolvimento de tais sistemas de controle.

A tarefa técnica mais simples foi atribuída ao OKB-301, liderado por S.A. Lavochkin - para desenvolver um míssil de cruzeiro experimental "375" com um ramjet nuclear motor a jato projetos de OKB-670 por M.M. O lugar de uma câmara de combustão convencional neste motor foi ocupado por um reator operando em ciclo aberto - o ar fluía diretamente através do núcleo. O projeto da fuselagem do míssil foi baseado nos desenvolvimentos do míssil de cruzeiro intercontinental 350 com motor ramjet convencional. Apesar da sua relativa simplicidade, o tema “375” não recebeu nenhum desenvolvimento significativo, e a morte de S.A. Lavochkin em junho de 1960 pôs fim completamente a estes trabalhos.

A equipe de Myasishchev, então ocupada criando o M-50, recebeu a ordem de concluir um projeto preliminar de um bombardeiro supersônico “com motores especiais pelo designer-chefe A.M. No OKB, o tema recebeu o índice “60”, e Yu.N Trufanov foi nomeado designer líder nele. Já que na maioria linhas gerais A solução para o problema foi vista em simplesmente equipar o M-50 com motores de propulsão nuclear, operando em ciclo aberto (por questões de simplicidade), acreditava-se que o M-60 se tornaria a primeira aeronave de propulsão nuclear do URSS. No entanto, em meados de 1956, tornou-se claro que a tarefa proposta não poderia ser resolvida de forma tão simples. Descobriu-se que um carro com um novo sistema de controle possui vários características específicas, que os projetistas de aeronaves nunca encontraram antes. A novidade dos problemas que surgiram foi tão grande que ninguém no OKB, e na verdade em toda a poderosa indústria aeronáutica soviética, tinha qualquer ideia de como abordar a sua solução.

O primeiro problema foi proteger as pessoas da radiação radioativa. Como deveria ser? Quanto deve pesar? Como garantir o funcionamento normal de uma tripulação encerrada em uma cápsula impenetrável de paredes espessas, incl. visibilidade dos locais de trabalho e fuga de emergência? O segundo problema é uma forte deterioração nas propriedades dos materiais estruturais convencionais, causada por poderosos fluxos de radiação e calor que emanam do reator. Daí a necessidade de criar novos materiais. Terceiro - a necessidade de desenvolver completamente nova tecnologia operação de aeronaves nucleares e construção de bases aéreas correspondentes com numerosas estruturas subterrâneas. Afinal, descobriu-se que depois que o motor de ciclo aberto parar, nem uma única pessoa será capaz de se aproximar dele por mais 2 a 3 meses! Isso significa que há necessidade de manutenção remota em solo da aeronave e do motor. E, claro, existem problemas de segurança - no sentido mais amplo, especialmente no caso de um acidente com tal aeronave.

A consciência desses e de muitos outros problemas não deixou pedra sobre pedra na ideia original de usar a fuselagem M-50. Os designers concentraram-se em encontrar um novo layout, no âmbito do qual os problemas mencionados parecessem solucionáveis. Ao mesmo tempo, o principal critério para a escolha da localização da usina nuclear na aeronave foi considerado a distância máxima da tripulação. De acordo com isso, foi desenvolvido um projeto preliminar do M-60, no qual quatro motores turbojato movidos a energia nuclear foram localizados na fuselagem traseira em pares em “dois andares”, formando um único compartimento nuclear. A aeronave tinha um design de asa média com uma asa trapezoidal cantilever fina e a mesma cauda horizontal localizada no topo da barbatana. Armas de mísseis e bombas foram planejadas para serem colocadas na tipoia interna. O comprimento da aeronave deveria ser de cerca de 66 m, o peso de decolagem deveria exceder 250 toneladas e a velocidade de voo de cruzeiro era de 3.000 km/h a uma altitude de 18.000-20.000 m.

A tripulação deveria ser colocada em uma cápsula sólida com poderosa proteção multicamadas feita de materiais especiais. A radioatividade do ar atmosférico excluía a possibilidade de utilizá-lo para pressurização e respiração da cabine. Para tanto, foi necessária a utilização de uma mistura oxigênio-nitrogênio obtida em gaseificadores especiais por meio da evaporação de gases líquidos a bordo. A falta de visibilidade visual teve que ser compensada por periscópios, telas de televisão e radar, bem como pela instalação de um sistema de controle de aeronave totalmente automático. Este último deveria fornecer todas as etapas do vôo, incluindo decolagem e pouso, alcance do alvo, etc. Isso levou logicamente à ideia de um bombardeiro estratégico não tripulado. No entanto, a Força Aérea insistiu em uma versão tripulada por ser mais confiável e flexível em uso.

Os motores turbojato nucleares do M-60 deveriam desenvolver um impulso de decolagem de cerca de 22.500 kgf. OKB A.M. Lyulka os desenvolveu em duas versões: um projeto “coaxial”, no qual o reator anular estava localizado atrás da câmara de combustão convencional e o eixo do turboalimentador passava por ele; e esquemas de “jugo” - com um caminho de fluxo curvo e o reator estendendo-se além do eixo. Os myasishchevistas tentaram usar os dois tipos de motores, encontrando vantagens e desvantagens em cada um deles. Mas a conclusão principal, que constava da Conclusão do anteprojeto do M-60, soou assim: “... junto com as grandes dificuldades de criação do motor, equipamento e fuselagem da aeronave, surgem problemas completamente novos na garantia da operação terrestre e na proteção da tripulação, da população e da área em caso de pouso de emergência. Esses problemas... ainda não foram resolvidos. Ao mesmo tempo, é a capacidade de resolver esses problemas que determina a viabilidade de criar uma aeronave tripulada com motor nuclear.” Palavras verdadeiramente proféticas!

Para traduzir a solução desses problemas em um avião prático, V.M. Myasishchev começou a desenvolver um projeto para um laboratório voador baseado no M-50, no qual um motor nuclear estaria localizado na parte dianteira da fuselagem. E, a fim de aumentar radicalmente a capacidade de sobrevivência das bases de aeronaves nucleares em caso de eclosão de uma guerra, foi proposto abandonar completamente o uso de pistas de concreto e transformar o bombardeiro nuclear em um barco voador supersônico (!) M-60M. Este projeto foi desenvolvido paralelamente à versão terrestre e manteve significativa continuidade com esta. É claro que as entradas de ar da asa e do motor foram elevadas acima da água tanto quanto possível. Os dispositivos de decolagem e pouso incluíam um hidroski de nariz, hidrofólios retráteis ventrais e flutuadores rotativos de estabilidade lateral nas extremidades da asa.

Os projetistas enfrentaram os problemas mais difíceis, mas o trabalho avançou e parecia que todas as dificuldades poderiam ser superadas em um período de tempo significativamente menor do que o aumento do alcance de voo das aeronaves convencionais. Em 1958, V.M. Myasishchev, sob instruções do Presidium do Comitê Central do PCUS, preparou um relatório “O Estado e as Possíveis Perspectivas da Aviação Estratégica”, no qual afirmou inequivocamente: “...Em conexão com críticas significativas ao M- Projetos 52K e M-56K [bombardeiros de combustível convencionais, - autor] O Ministério da Defesa, tendo em vista o alcance insuficiente de ação de tais sistemas, achamos que seria útil concentrar todo o trabalho em bombardeiros estratégicos na criação de um supersônico sistema de bombardeiros com motores nucleares, proporcionando os alcances de vôo necessários para reconhecimento e para bombardeio direcionado por aeronaves suspensas e mísseis em movimento e alvos estacionários.

Myasishchev quis dizer, antes de tudo, novo projeto porta-mísseis estratégico com uma usina nuclear de ciclo fechado, que foi projetada pelo N.D. Kuznetsov Design Bureau. Ele esperava criar este carro em 7 anos. Em 1959, um design aerodinâmico “canard” com asas delta e uma empenagem dianteira significativamente inclinada foi escolhido para ele. Seis motores turbojato nucleares deveriam estar localizados na parte traseira da aeronave e combinados em um ou dois pacotes. O reator estava localizado na fuselagem. O metal líquido deveria ser usado como refrigerante: lítio ou sódio. Os motores também podiam funcionar com querosene. O ciclo fechado do sistema de controle possibilitou ventilar a cabine ar atmosférico e reduzir significativamente o peso da proteção. Com peso de decolagem de aproximadamente 170 toneladas, o peso dos motores com trocadores de calor foi assumido como sendo de 30 toneladas, a proteção do reator e da cabine foi de 38 toneladas e a carga útil foi de 25 toneladas. cerca de 46 m com envergadura de aproximadamente 27 m.

O primeiro vôo do M-30 foi planejado para 1966, mas o OKB-23 de Myasishchev nem teve tempo de iniciar o projeto detalhado. Por decreto governamental, OKB-23 Myasishchev esteve envolvido no desenvolvimento de um míssil balístico de vários estágios projetado por V.N. Chelomey OKB-52, e no outono de 1960 foi liquidado como organização independente, tornando-o o ramo número 1 deste departamento de design e reorientando-o completamente para tópicos de foguetes e espaciais. Assim, as bases do OKB-23 para aeronaves nucleares não foram traduzidas em projetos reais.

Ao contrário da equipe de V.M. Myasishchev, que tentou criar uma aeronave estratégica supersônica, o OKB-156 de A.N. Tupolev recebeu inicialmente uma tarefa mais realista - desenvolver um bombardeiro subsônico. Na prática, esta tarefa era exatamente a mesma que os projetistas americanos enfrentavam - equipar um veículo já existente com um reator, neste caso o Tu-95. No entanto, antes mesmo que a equipe Tupolev tivesse tempo de compreender o trabalho que tinha pela frente, em dezembro de 1955, começaram a chegar relatórios pelos canais da inteligência soviética sobre voos de teste do B-36 com um reator a bordo nos Estados Unidos. N.N. Ponomarev-Stepnoy, agora um acadêmico, e naquela época ainda um jovem funcionário do Instituto Kurchatov, lembra: “...Um dia Merkin [um dos colegas mais próximos de Kurchatov – autor] recebeu um telefonema de Kurchatov e disse que havia informação de que um avião com reator voou na América. Ele vai ao teatro agora, mas ao final da apresentação deverá ter informações sobre a possibilidade de tal projeto. Merkin nos reuniu. Foi uma sessão de brainstorming. Chegamos à conclusão de que tal aeronave existe. Tem um reator a bordo, mas voa com combustível normal. E em o ar está chegando o estudo da própria dispersão do fluxo de radiação que tanto nos preocupa. Sem essa pesquisa, é impossível montar proteção em uma aeronave nuclear. Merkin foi ao teatro, onde contou a Kurchatov nossas conclusões. Depois disso, Kurchatov sugeriu que Tupolev conduzisse experimentos semelhantes...”

Em 28 de março de 1956, foi emitida uma Resolução do Conselho de Ministros da URSS, segundo a qual o Tupolev Design Bureau começou a projetar um laboratório nuclear voador (LAL) baseado na série Tu-95. Os participantes diretos destes trabalhos, V.M. Vul e D.A. Antonov, falam sobre aquela época: “...Em primeiro lugar, de acordo com a sua metodologia habitual - primeiro entenda tudo com clareza - A.N. os principais cientistas nucleares do país, A.P. Aleksandrov, A.I. Leypunsky, N.N. Ponomarev-Stepnoy, V.I. Merkin e outros nos contaram sobre os fundamentos físicos dos processos atômicos, o projeto de reatores, requisitos de proteção, materiais, sistema de controle, etc. Muito em breve, começaram discussões animadas nestes seminários: como combinar a tecnologia nuclear com os requisitos e limitações das aeronaves. Aqui está um exemplo de tais discussões: os cientistas nucleares inicialmente descreveram-nos o volume de uma instalação de reator como o volume de uma pequena casa. Mas os projetistas do departamento de design conseguiram “reduzir” significativamente as suas dimensões, especialmente as estruturas de proteção, cumprindo ao mesmo tempo todos os requisitos declarados para o nível de proteção do LAL. Num dos seminários, A.N. Tupolev observou que “...as casas não são transportadas em aviões” e mostrou o nosso layout. Os cientistas nucleares ficaram surpresos - esta foi a primeira vez que encontraram uma solução tão compacta. Após análise cuidadosa, foi adotado conjuntamente para LAL no Tu-95.”

Durante estas reuniões, foram formulados os principais objetivos da criação da LAL, incl. estudar a influência da radiação em componentes e sistemas de aeronaves, testar a eficácia da proteção radiológica compacta, realizar pesquisas experimentais sobre a reflexão da radiação gama e de nêutrons do ar em várias altitudes de vôo, dominar a operação de usinas nucleares. A proteção compacta tornou-se um dos “know-how” da equipe de Tupolev. Ao contrário do OKB-23, cujos projetos incluíam a colocação da tripulação em uma cápsula com proteção esférica de espessura constante em todas as direções, os projetistas do OKB-156 decidiram utilizar proteção de espessura variável. Neste caso, o grau máximo de proteção foi fornecido apenas contra a radiação direta do reator, ou seja, por trás dos pilotos. Ao mesmo tempo, a blindagem lateral e frontal da cabine deve ser reduzida ao mínimo, devido à necessidade de absorver a radiação refletida do ar circundante. Para avaliar com precisão o nível de radiação refletida, o experimento de voo foi realizado principalmente.

Para estudo preliminar e aquisição de experiência com o reator, foi planejada a construção de uma bancada de testes em solo, trabalho de design para o qual foram confiados à filial Tomilinsky do OKB, chefiada por I.F. O estande foi criado com base na parte central da fuselagem do Tu-95, e o reator foi instalado em uma plataforma especial com elevador, podendo ser baixado se necessário. A proteção radiológica no estande e depois na LAL foi fabricada com materiais totalmente novos para a aviação, cuja produção exigia novas tecnologias.

Construção de Tu-95LAL e equipamentos equipamento necessário ocupado em 1959-60. Na primavera de 1961, “... o avião estava no campo de aviação perto de Moscou”, continua N.N. Tupolev explicou o sistema de proteção radiológica: “...É necessário que não haja a menor lacuna, caso contrário os nêutrons escaparão por ela”. "E daí?" - o ministro não entendeu. E então Tupolev explicou de forma simples: “Em um dia gelado, você sai para o campo de aviação e sua braguilha está aberta - tudo vai congelar!” O ministro riu - dizem, agora tudo está claro com nêutrons...”

De maio a agosto de 1961, foram realizados 34 voos no Tu-95LAL. O avião foi pilotado pelos pilotos de teste M.M. Nyukhtikov, E.A. Goryunov, M.A. Zhila e outros, o líder do carro era o engenheiro N.V. Lashkevich. O líder do experimento, o cientista nuclear N. Ponomarev-Stepnoy, e o operador V. Mordashev participaram dos testes de voo. Os voos ocorreram tanto com reator “frio” quanto com reator em funcionamento. Os estudos da situação da radiação na cabine e fora dela foram realizados pelos físicos V. Madeev e S. Korolev.

Os testes do Tu-95LAL mostraram uma eficiência bastante elevada do sistema de proteção radiológica utilizado, mas ao mesmo tempo revelaram seu volume, muito peso e a necessidade de melhorias adicionais. E o principal perigo de uma aeronave nuclear foi reconhecido como a possibilidade de seu acidente e contaminação de grandes espaços com componentes nucleares.

O destino da aeronave Tu-95LAL é semelhante ao destino de muitas outras aeronaves na União Soviética - ela foi destruída. Após a conclusão dos testes, ficou por muito tempo em um dos campos de aviação próximos a Semipalatinsk, no início da década de 1970. foi transferido para o campo de aviação de treinamento da Escola Técnica de Aviação Militar de Irkutsk. O diretor da escola, major-general S.G. Kalitsov, que já havia servido por muitos anos na aviação de longo alcance, sonhava em criar um museu de aviação de longo alcance. Naturalmente, os elementos combustíveis do núcleo do reator já foram removidos. Durante o período de redução estratégica de armas de Gorbachev, a aeronave era considerada uma unidade de combate, desmontada em partes e jogada em um aterro, de onde desaparecia como sucata.

O programa presumia isso na década de 1970. O desenvolvimento de uma série de aeronaves pesadas supersônicas movidas a energia nuclear começará sob a designação única “120” (Tu-120). Supunha-se que todos eles seriam equipados com motores turbojato nucleares de ciclo fechado desenvolvidos pelo N.D. Kuznetsov Design Bureau. O primeiro desta série seria um bombardeiro de longo alcance, de propósito semelhante ao Tu-22. A aeronave foi realizada de acordo com uma configuração aerodinâmica normal e era uma aeronave de asa alta com asas e cauda varridas, chassi de bicicleta e reator com dois motores na fuselagem traseira, a distância máxima da cabine. O segundo projeto foi uma aeronave de ataque de baixa altitude com asa delta montada baixa. O terceiro foi o projeto de um bombardeiro estratégico de longo alcance com

E, no entanto, o programa Tupolev, tal como os projectos de Myasishchev, não estava destinado a ser traduzido em projectos reais. Mesmo que alguns anos depois o governo da URSS também o tenha fechado. As razões foram, em geral, as mesmas que nos Estados Unidos. O principal é que o bombardeiro atômico revelou-se um sistema de armas proibitivamente complexo e caro. Os recém-surgidos mísseis balísticos intercontinentais resolveram o problema da destruição total do inimigo de forma muito mais barata, rápida e, por assim dizer, mais garantida. E o país soviético não tinha dinheiro suficiente - naquela época houve uma implantação intensiva de ICBMs e de uma frota de submarinos nucleares, para a qual todos os fundos foram gastos. Os problemas não resolvidos de operação segura de aeronaves nucleares também desempenharam um papel importante. A excitação política também deixou a liderança soviética: nessa altura os americanos já tinham reduzido o trabalho nesta área e não havia ninguém com quem acompanhar, e avançar era muito caro e perigoso.

No entanto, o encerramento das questões nucleares no Tupolev Design Bureau não significou de forma alguma o abandono da central nuclear como tal. A liderança político-militar da URSS recusou-se apenas a usar uma aeronave nuclear como meio de entregar armas de destruição em massa diretamente ao alvo. Esta tarefa foi atribuída a mísseis balísticos, incl. baseado em submarinos. Os submarinos poderiam vigiar secretamente a costa da América durante meses e a qualquer momento atacar com a velocidade da luz e de perto. Naturalmente, os americanos começaram a tomar medidas destinadas a combater os submarinos de mísseis soviéticos, e os melhores meios para tal luta acabaram sendo submarinos de ataque especialmente criados. Em resposta, os estrategas soviéticos decidiram organizar uma caça a estes navios secretos e móveis, mesmo em áreas a milhares de quilómetros de distância das suas costas nativas. Foi reconhecido que uma aeronave anti-submarina suficientemente grande e com alcance de vôo ilimitado, que só poderia ser fornecida por um reator nuclear, poderia lidar com essa tarefa de maneira mais eficaz. Em geral, eles instalaram o reator na plataforma, enrolaram-no em An. -22 No. 01-07 e decolou no início de setembro para Semipalatinsk. Participaram do programa do Antonov Design Bureau os pilotos V. Samovarov e S. Gorbik, o engenheiro líder de motores V. Vorotnikov, o chefe da equipe de solo A. Eskin e eu, o projetista líder da instalação especial. O representante do CIAM, B.N. Omelin, esteve conosco. Os cientistas militares e nucleares de Obninsk juntaram-se ao local de teste, havia cerca de 100 pessoas no total. O grupo era liderado pelo Coronel Gerasimov. O programa de teste se chamava “Cegonha”, e pintamos uma pequena silhueta desse pássaro na lateral do reator. Não havia marcações externas especiais no avião. Todos os 23 voos do programa Stork correram bem, houve apenas uma emergência. Um dia, um An-22 decolou para um vôo de três horas, mas pousou imediatamente. O reator não ligou. O motivo acabou sendo um conector de baixa qualidade, no qual o contato era constantemente quebrado. Descobrimos, inserimos uma partida no SR - tudo funcionou. Então eles voaram com uma partida até o final do programa.

Na despedida, como é habitual nestes casos, fizemos um pequeno banquete. Foi uma celebração dos homens que fizeram o seu trabalho. Bebemos e conversamos com militares e físicos. Ficamos felizes por estarmos voltando para casa, para nossas famílias. Mas os físicos ficaram cada vez mais sombrios: a maioria deles foi abandonada pelas suas esposas: 15-20 anos de trabalho no campo da investigação nuclear tiveram um impacto negativo na sua saúde. Mas eles tinham outros consolos: depois dos nossos voos, cinco deles tornaram-se doutores em ciências e cerca de quinze tornaram-se candidatos.”

Então, Novo episódio experimentos de vôo com um reator a bordo foram concluídos com sucesso, os dados necessários foram obtidos para o projeto de um sistema de controle nuclear de aviação suficientemente eficiente e seguro. Mesmo assim, a União Soviética ultrapassou os Estados Unidos, chegando perto de criar uma verdadeira aeronave nuclear. Este carro era radicalmente diferente dos conceitos da década de 1950. com reatores de ciclo aberto, cuja operação estaria associada a enormes dificuldades e causaria danos colossais ambiente. Graças à nova proteção e ao ciclo fechado, a contaminação radioativa da estrutura e do ar da aeronave foi minimizada e, em termos ambientais, tal máquina tinha até certas vantagens sobre as aeronaves movidas a produtos químicos. De qualquer forma, se tudo funcionar corretamente, o fluxo de exaustão de um motor nuclear não conterá nada além de ar limpo e aquecido.

4. Motor turbojato-nuclear combinado:

1 - partida elétrica; 2 - amortecedores; 3 - duto de ar de fluxo direto; 4 - compressor;

5 - câmara de combustão; 6 - corpo Reator nuclear; 7 - conjunto de combustível.

Mas isto é se... Em caso de acidente de voo, os problemas de segurança ambiental no projeto An-22PLO não foram suficientemente resolvidos. Atirar barras de carbono no núcleo interrompeu a reação em cadeia, mas, novamente, a menos que o reator fosse danificado. O que acontece se isso acontecer ao bater no solo e as hastes não ficarem na posição desejada? Parece que foi precisamente o perigo de tal desenvolvimento de acontecimentos que não permitiu que este projeto se concretizasse no metal.

No entanto, os designers e cientistas soviéticos continuaram a procurar uma solução para o problema. Além disso, além da função anti-submarina, foi encontrada uma nova utilização para as aeronaves nucleares. Surgiu como desenvolvimento lógico tendências no aumento da invulnerabilidade dos lançadores de ICBM como resultado de lhes dar mobilidade. No início da década de 1980. Os Estados Unidos desenvolveram o sistema estratégico MX, no qual os mísseis se moviam constantemente entre numerosos abrigos, privando o inimigo até mesmo da possibilidade teórica de destruí-los com um ataque direcionado. Na URSS, mísseis intercontinentais foram instalados em chassis de automóveis e plataformas ferroviárias. O próximo passo lógico seria colocá-los em um avião que patrulhasse seu território ou o oceano. Devido à sua mobilidade, seria invulnerável a ataques de mísseis inimigos. A principal qualidade de tal aeronave era como mais tempo permanecer em voo, o que significa que o sistema de controle nuclear lhe convinha perfeitamente.

...A implementação deste projecto foi impedida pelo fim da Guerra Fria e pelo colapso da União Soviética. Motivo repetido com frequência na história da aviação russa: assim que tudo estava pronto para resolver o problema, a tarefa em si desaparecia. Mas nós, que sobrevivemos ao desastre de Chernobyl, não estamos muito chateados com isso. E só surge a questão: como se relacionar com os colossais custos intelectuais e materiais que a URSS e os EUA incorreram ao tentar durante décadas criar uma aeronave nuclear? Afinal, é tudo em vão!.. Na verdade não. Os americanos têm uma expressão: “Olhamos além do horizonte”. É o que dizem quando trabalham, sabendo que eles próprios nunca utilizarão os seus resultados, que esses resultados só poderão ser úteis num futuro distante. Talvez um dia a humanidade se proponha novamente a construir uma aeronave movida a energia nuclear. Talvez nem seja um avião de combate, mas sim um avião de carga ou, digamos, científico. E então os futuros designers poderão contar com os resultados do trabalho dos nossos contemporâneos. Quem acabou de olhar para o horizonte...

09:54 08.01.2016

No final da década de 1950, os projetistas dos EUA e da URSS lutaram para criar um método para entregar carga nuclear mortal ao território inimigo. A tecnologia de foguetes da época ainda não era confiável o suficiente, e muito se esperava dos bombardeiros, e o alcance necessário deveria ser alcançado com a ajuda da energia atômica. É hora de esperanças nucleares Usar um reator nuclear a bordo de um avião só hoje parece uma loucura. No final da década de 1950, a primeira usina nuclear do mundo foi lançada em Obninsk, o primeiro submarino nuclear deixou a rampa para o mar e o primeiro submarino nuclear do mundo foi construído. quebra-gelo nuclear"Lênin". A energia nuclear abriu perspectivas únicas para projetistas militares e civis. Assim, o quebra-gelo Lenin consumiu aproximadamente 45 gramas de combustível nuclear por dia e, sem um reator, seriam necessárias toneladas de petróleo para tal desempenho. O mesmo se aplica aos submarinos nucleares, que aumentaram significativamente a vida útil da bateria e as características de velocidade. Parecia que em breve apareceriam aviões no céu, cujo tempo de voo seria limitado apenas pelas capacidades físicas da tripulação. Isso foi muito útil para os bombardeiros estratégicos soviéticos, que exigiam um alcance de vôo insano de 16 a 25 mil quilômetros para atingir alvos distantes nos Estados Unidos. Um decreto governamental de 1955 ordenou que o Tupolev Design Bureau criasse um laboratório nuclear voador com motor ligado. a base do bombardeiro Tu-95 N. Kuznetsov Design Bureau e Myasishchev Design Bureau - um projeto de um bombardeiro supersônico com motor nuclear do A. Lyulka Design Bureau. O problema principal O que os projetistas precisavam resolver era a proteção da tripulação contra a radiação da usina, bem como a segurança do reator nuclear voador em caso de desastre. Reator do tamanho de um gabinete Um motor baseado em energia nuclear não possui um princípio de funcionamento tão complexo como pode parecer à primeira vista. Nesta usina, o calor gerado no reator nuclear é fornecido ao motor da turbina a gás com ar e convertido em empuxo. Existem circuitos abertos e fechados desses motores. No primeiro caso, o ar comprimido no compressor do motor é aquecido diretamente nos canais do reator nuclear a alta temperatura, entra na turbina e depois é expelido pelo bico. Com circuito fechado energia térmica reator nuclear é fornecido ao ar no trocador de calor (trocadores de calor) de um motor de turbina a gás por um refrigerante circulando em circuito fechado (circuitos). É claro que o circuito aberto é menos ecologicamente correto: ao utilizá-lo, a aeronave. deixa para trás um rastro radioativo. Mas é preciso entender que os efeitos da radiação naquele momento não eram totalmente compreendidos. A humanidade ainda não conhecia Chernobyl e o medo associado à energia atômica, e a perspectiva de uma guerra nuclear ainda parecia algo fantástico. É por isso que foi decidido desenvolver motores de dois designs: o Lyulka Design Bureau foi encarregado de criar um motor “aberto” e o Kuznetsov Design Bureau foi encarregado de criar um “fechado”. o peso do reator. Se para uma central nuclear, um submarino ou um quebra-gelo o seu peso não tinha restrições sérias, então na aviação, como sabemos, cada grama conta. Tupolev repreendeu os cientistas nucleares: “Seu reator é como uma casa enorme. Então saiba que as casas não voam pelo ar!” Os projetistas conseguiram resolver o problema do excesso de peso: o reator resultante surpreendeu até o próprio Kurchatov. Quando o chefe do programa nuclear viu um reator do tamanho de um pequeno gabinete, não pôde acreditar que se tratava de um protótipo funcional e não de uma maquete. Paralelamente ao desenvolvimento dos motores, ocorreu também a criação de projetos de fuselagem de bombardeiros atômicos. Drone mortal O Myasishchev Design Bureau desenvolveu um projeto único para o bombardeiro M-60, que ainda não possui análogos. A velocidade estimada era de 3.000 a 3.200 km/h, alcance de voo - 25.000 km, teto de serviço - 20.000 m. Ao mesmo tempo, o peso de decolagem do superbombardeiro era de mais de 250 toneladas. cápsula sólida de chumbo multicamadas pesando cerca de 60 toneladas, o que permitiu protegê-la da radiação. Ao mesmo tempo, deveria usar televisão, telas de radar e periscópios para observação visual. É claro que é quase impossível decolar, muito menos pousar com segurança, em uma máquina pesando um quarto de mil toneladas usando um periscópio, de modo que o controle do bombardeiro recaiu em grande parte sobre a automação. Posteriormente, os projetistas propuseram abandonar totalmente a tripulação, mas a ideia foi rejeitada pelos militares, que acreditavam que a automação não seria capaz de realizar a manobra se necessário, o que significa que a aeronave ficaria mais vulnerável. E, em geral, o projeto de um enorme drone décadas antes de Buran parecia selvagem. Para atender ao monstro atômico, eram necessários complexos especiais e uma pista de pelo menos meio metro de espessura. Os motores deveriam ser instalados no avião imediatamente antes da decolagem. O reabastecimento, a entrega da tripulação e a suspensão das armas tiveram que ser realizadas automaticamente devido ao alto fundo de radiação. Porém, a aeronave apresentava grandes problemas associados à poluição ambiental tanto na base quanto durante o voo e, além disso, um avião. o acidente levaria inevitavelmente a um desastre ambiental: havia aproximadamente a mesma quantidade de urânio no reator da aeronave que na usina nuclear de Chernobyl durante o acidente. Em muitos aspectos, foi isso que levou ao encerramento do projeto M-60. Mas isso não significou de forma alguma que os planos para criar uma aeronave atômica foram abandonados. Nenhuma radiação na atmosfera! Em 1959, foi realizada uma reunião histórica, cujos participantes foram Korolev, Yangel, Keldysh e muitos outros figuras chave indústrias nuclear, de aviação e espacial da URSS. O presidente era Kurchatov e eram as suas palavras que todos esperavam. Segundo as recordações do engenheiro projectista Pavel Gonin, que esteve presente nesta reunião, o gravemente doente Kurchatov, com dificuldade em levantar-se da mesa, disse: “Muito trabalho foi feito. No entanto, existe um "mas". Você já pensou em qual será o destino da população, sobre cujas cabeças cairão as emissões radioativas do motor atmosférico? - afirmou categoricamente. “Caso contrário, em algumas décadas será impossível viver no planeta...” Após esse discurso, ficou claro para todos: a tarefa prioritária na criação de um motor nuclear não seria o impulso, mas a segurança. logo resolvido: decidiu-se abandonar o circuito aberto, e o circuito fechado foi significativamente modernizado, transformando-se na verdade em uma usina nuclear voadora. No entanto, foi então que a atenção do governo se voltou para os foguetes. O projeto foi continuado apenas um ano depois devido ao surgimento de relatos: os Estados Unidos avançaram muito em seu desenvolvimento, chegando perto de criar uma aeronave. O governo da URSS deu permissão para testar um laboratório voador baseado no Tu-95, que já havia sido criado no Tupolev Design Bureau. "Urso" nuclear Testes Tu-95 Reator nuclear a bordo ocorreu no local de testes de Semipalatinsk, onde o “urso” com reator nuclear a bordo decolou 38 vezes. Durante os testes, em primeiro lugar, foi verificado o “comportamento” do reator em condições de vôo: como ele suportaria sobrecargas e vibrações. Além disso, foi testada a proteção biológica da tripulação, reação psicológica pilotos que estão expostos à radiação. O fato é que embora tenha sido possível resolver a questão das emissões durante o voo, a tripulação ainda sofreu relativamente pouca exposição à radiação. O reator foi instalado na cauda da aeronave, a uma distância máxima da cabine, que tinha dois-. proteção de camada, que incluía placa de chumbo de cinco centímetros. E ainda assim, durante um vôo completo de dois dias, a tripulação recebeu radiação igual a 5 BER (exposição à radiação permitida para funcionários de usinas nucleares por um ano em condições normais). E embora esta exposição não fosse perigosa (é permitida uma dose única de 25 BER para a população), presumia-se que apenas os pilotos que tivessem atingido os 40 anos de idade e tivessem filhos pilotariam aeronaves nucleares. Além disso, após 5 a 7 voos, foi planejado transferi-los para voos em Tu-95 convencionais. Além disso, os testes mostraram que a radiação tinha um efeito perigoso nos lubrificantes e nos equipamentos eletrônicos, que precisavam ser vestidos com uma “jaqueta protetora” especial. ”. O planador Tu-95 também se tornou radioativo durante o voo e o avião teve que ser colocado em um reservatório bem fechado por várias semanas após o pouso. O problema também era desligar o motor, que precisava ser “resfriado” com a retirada do calor. No entanto, os voos experimentais deixaram claro que a criação de uma aeronave com usina nuclear era possível, e o Tupolev Design Bureau começou a trabalhar. criando um planador para a futura aeronave nuclear, que recebeu o nome de Tu -120. Porém, o projeto desta aeronave também foi encerrado. Isso se deve ao fato de os militares necessitarem de um bombardeiro supersônico, o que acarretou no aumento da potência do reator e, posteriormente - na exposição radioativa da tripulação e no peso do veículo. Além disso, naquela altura foram atribuídas grandes quantias de dinheiro do orçamento do país para fins estratégicos. sistemas de mísseis e frota naval nuclear, e projeto caro simplesmente não havia aviões nucleares suficientes. Entre outras coisas, nos Estados Unidos, por decreto de John Kennedy, o trabalho de criação de uma aeronave atômica foi restringido. Antey, o Caçador O último projeto soviético de aeronave movida a energia nuclear foi o anti-submarino An-22 Antey, cuja ideia surgiu em 1965. Segundo os projetistas, em caso de crise, esse veículo poderia patrulhar um submarino americano por vários dias e, em caso de lançamento de míssil, afundá-lo imediatamente. A escolha recaiu sobre o Antey porque naquela época era a maior aeronave soviética, o que possibilitou a instalação de proteção biológica mais séria do que no Tu-95LAL. Durante a decolagem e o pouso, a aeronave utilizava combustível convencional, após o que a operação de. a usina foi assegurada pelo reator. O veículo tinha autonomia estimada de voo de 27 mil quilômetros e duração do voo de 50 horas. No total, Antey com o reator fez 22 voos. Os testes mostraram que o impacto da radiação na tripulação foi mínimo. O encerramento do projeto An-22PLO deveu-se ao início da distensão entre a URSS e os EUA, bem como ao facto de, em caso de desastre, o perigo. de contaminação radioativa da área ainda permanecia. Nada é esquecido Após o encerramento dos programas de aeronaves nucleares, muitos projetistas acreditaram que os motores nucleares tinham um grande futuro. E eles acabaram por estar certos. No início do século 21, muitos projetos do século 20 que utilizam sistemas de energia nuclear foram repensados usando tecnologias modernas. Em 2003, o Laboratório de Pesquisa Militar da Força Aérea dos EUA financiou o desenvolvimento de um motor nuclear para o drone de reconhecimento Global Hawk, graças ao qual. poderia permanecer no ar por vários meses. A razão é clara: um UAV com reator nuclear poderia substituir dezenas dos mesmos drones por usinas de energia convencionais. Também estão em andamento pesquisas nos estados para criar um foguete com usina nuclear para voar a Marte. Na Rússia, o projeto do motor do foguete nuclear está incluído no programa espacial federal da Roscosmos. O desenvolvimento desta central eléctrica, necessária para a exploração do espaço profundo, deverá demorar cerca de cinco anos, o que significa que poderemos ver o primeiro exemplo de motor nuclear para o espaço em 2020.

Comecemos com o fato de que na década de 1950. na URSS, ao contrário dos EUA, a criação de um bombardeiro atómico foi vista não apenas como desejável, até mesmo muito desejável, mas como uma tarefa vitalmente necessária. Essa atitude se formou entre as altas lideranças do exército e do complexo militar-industrial a partir da consciência de duas circunstâncias. Em primeiro lugar, a enorme e esmagadora vantagem dos Estados Unidos em termos da própria possibilidade de bombardear atómicamente o território de um inimigo potencial. Operando a partir de dezenas de bases aéreas na Europa, Médio e Extremo Oriente, as aeronaves norte-americanas, mesmo com autonomia de voo de apenas 5 a 10 mil km, poderiam chegar a qualquer ponto da URSS e retornar. Os bombardeiros soviéticos foram forçados a operar a partir de campos de aviação em seu próprio território e, para um ataque semelhante aos Estados Unidos, tiveram que percorrer de 15 a 20 mil km. Não havia nenhuma aeronave com tal alcance na URSS. Os primeiros bombardeiros estratégicos soviéticos M-4 e Tu-95 só podiam “cobrir” o extremo norte dos Estados Unidos e áreas relativamente pequenas de ambas as costas. Mas mesmo essas máquinas eram apenas 22 em 1957. E o número de aeronaves americanas capazes de atingir a URSS havia chegado a 1.800 naquela época! Além disso, estes eram bombardeiros nucleares de primeira classe B-52, B-36, B-47 e, alguns anos depois, juntaram-se a eles o supersônico B-58.

Em segundo lugar, a tarefa de criar um bombardeiro a jato com o alcance de voo necessário com uma usina convencional na década de 1950. parecia intransponivelmente difícil. Além disso, supersônico, cuja necessidade foi ditada pelo rápido desenvolvimento dos sistemas de defesa aérea. Os voos do primeiro porta-aviões estratégico supersônico da URSS, o M-50, mostraram que com uma carga de 3 a 5 toneladas, mesmo com dois reabastecimentos no ar, seu alcance mal chega a 15.000 km. Mas ninguém sabia responder como reabastecer em velocidade supersônica e, além disso, em território inimigo. A necessidade de reabastecimento reduziu significativamente a probabilidade de conclusão de uma missão de combate e, além disso, tal voo exigia uma enorme quantidade de combustível - um total de mais de 500 toneladas para reabastecimento e reabastecimento de aeronaves. Ou seja, em apenas um voo, um regimento de bombardeiros poderia consumir mais de 10 mil toneladas de querosene! Mesmo a simples acumulação de tais reservas de combustível tornou-se um enorme problema, para não mencionar o armazenamento seguro e a protecção contra possíveis ataques aéreos.

Ao mesmo tempo, o país contava com uma poderosa base científica e produtiva para solucionar diversos problemas no uso da energia nuclear. Originou-se no Laboratório nº 2 da Academia de Ciências da URSS, organizado sob a liderança de I.V. Kurchatov no auge da Grande Guerra Patriótica - em abril de 1943. No início, a principal tarefa dos cientistas nucleares era criar uma bomba de urânio. , mas então iniciou-se uma busca ativa por outras possibilidades de uso de um novo tipo de energia. Em março de 1947 - apenas um ano depois dos EUA - na URSS pela primeira vez a nível estatal (numa reunião do Conselho Científico e Técnico da Primeira Direcção Principal do Conselho de Ministros) o problema da utilização do o calor das reações nucleares nas usinas de energia foi aumentado. O Conselho decidiu iniciar uma investigação sistemática neste sentido, com o objectivo de desenvolver a base científica para a geração de electricidade através da fissão nuclear, bem como para a propulsão de navios, submarinos e aeronaves.

A tarefa técnica mais simples foi atribuída ao OKB-301, liderado por S.A. Lavochkin - desenvolver um míssil de cruzeiro experimental "375" com um motor ramjet nuclear projetado por M.M. O lugar de uma câmara de combustão convencional neste motor foi ocupado por um reator operando em ciclo aberto - o ar fluía diretamente através do núcleo. O projeto da fuselagem do míssil foi baseado nos desenvolvimentos do míssil de cruzeiro intercontinental 350 com motor ramjet convencional. Apesar da sua relativa simplicidade, o tema “375” não recebeu nenhum desenvolvimento significativo, e a morte de S.A. Lavochkin em junho de 1960 pôs fim completamente a estes trabalhos.

A equipe de Myasishchev, então ocupada criando o M-50, recebeu a ordem de concluir um projeto preliminar de um bombardeiro supersônico “com motores especiais pelo designer-chefe A.M. No OKB, o tema recebeu o índice “60”, e Yu.N Trufanov foi nomeado designer líder nele. Como nos termos mais gerais a solução para o problema consistia em simplesmente equipar o M-50 com motores nucleares, operando em ciclo aberto (por questões de simplicidade), acreditava-se que o M-60 se tornaria o primeiro aeronaves movidas a energia nuclear na URSS. No entanto, em meados de 1956, tornou-se claro que a tarefa proposta não poderia ser resolvida de forma tão simples. Descobriu-se que a aeronave com o novo sistema de controle possui uma série de recursos específicos que os projetistas de aeronaves nunca encontraram antes. A novidade dos problemas que surgiram foi tão grande que ninguém no OKB, e na verdade em toda a poderosa indústria aeronáutica soviética, tinha qualquer ideia de como abordar a sua solução.

O primeiro problema foi proteger as pessoas da radiação radioativa. Como deveria ser? Quanto deve pesar? Como garantir o funcionamento normal de uma tripulação encerrada em uma cápsula impenetrável de paredes espessas, incl. visibilidade dos locais de trabalho e fuga de emergência? O segundo problema é uma forte deterioração nas propriedades dos materiais estruturais convencionais, causada por poderosos fluxos de radiação e calor que emanam do reator. Daí a necessidade de criar novos materiais. A terceira é a necessidade de desenvolver uma tecnologia completamente nova para operar aeronaves nucleares e construir bases aéreas apropriadas com numerosas estruturas subterrâneas. Afinal, descobriu-se que depois que o motor de ciclo aberto parar, nem uma única pessoa será capaz de se aproximar dele por mais 2 a 3 meses! Isso significa que há necessidade de manutenção remota em solo da aeronave e do motor. E, claro, existem problemas de segurança - no sentido mais amplo, especialmente no caso de um acidente com tal aeronave.

Os projetistas enfrentaram os problemas mais difíceis, mas o trabalho avançou e parecia que todas as dificuldades poderiam ser superadas em um período de tempo significativamente menor do que o aumento do alcance de voo das aeronaves convencionais. Em 1958, V.M. Myasishchev, sob instruções do Presidium do Comitê Central do PCUS, preparou um relatório “O Estado e as Possíveis Perspectivas da Aviação Estratégica”, no qual afirmou inequivocamente: “...Em conexão com críticas significativas ao M- Projetos 52K e M-56K [bombardeiros com combustível convencional - autor] O Ministério da Defesa, tendo em vista o alcance insuficiente de ação de tais sistemas, parece-nos útil concentrar todo o trabalho em bombardeiros estratégicos na criação de um bombardeiro supersônico sistema com motores nucleares, fornecendo os alcances de vôo necessários para reconhecimento e para bombardeio direcionado por aeronaves-projéteis e mísseis suspensos contra alvos móveis e estacionários.

Myasishchev tinha em mente, em primeiro lugar, um novo projeto de um bombardeiro estratégico de transporte de mísseis com uma usina nuclear de ciclo fechado, projetado pelo N.D. Kuznetsov Design Bureau. Ele esperava criar este carro em 7 anos. Em 1959, um design aerodinâmico “canard” com asas delta e uma empenagem dianteira significativamente inclinada foi escolhido para ele. Seis motores turbojato nucleares deveriam estar localizados na parte traseira da aeronave e combinados em um ou dois pacotes. O reator estava localizado na fuselagem. O metal líquido deveria ser usado como refrigerante: lítio ou sódio. Os motores também podiam funcionar com querosene. O ciclo fechado de operação do sistema de controle permitiu ventilar a cabine com ar atmosférico e reduzir significativamente o peso da proteção. Com peso de decolagem de aproximadamente 170 toneladas, o peso dos motores com trocadores de calor foi assumido como sendo de 30 toneladas, a proteção do reator e da cabine foi de 38 toneladas e a carga útil foi de 25 toneladas. cerca de 46 m com envergadura de aproximadamente 27 m.

Projeto da aeronave anti-submarina nuclear Tu-114

O primeiro vôo do M-30 foi planejado para 1966, mas o OKB-23 de Myasishchev nem teve tempo de iniciar o projeto detalhado. Por decreto do governo OKB-23, Myasishchev esteve envolvido no desenvolvimento de um míssil balístico de vários estágios projetado por V.N Chelomey OKB-52 e, no outono de 1960, foi liquidado como uma organização independente, tornando-se a filial nº 1. este OKB e completamente reorientado para tópicos de foguetes e espaço. Assim, as bases do OKB-23 para aeronaves nucleares não foram traduzidas em projetos reais.

Aviões que nunca voaram - Bombardeiro Atômico

A história de um projeto esquecido – como a América e a Rússia investiram bilhões para obter vantagem em mais um projeto técnico. Esta foi a construção de um atavião - uma aeronave gigante com motor nuclear.

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Projeto de bombardeiro nuclear estratégico M-60

Comecemos com o fato de que na década de 1950. na URSS, ao contrário dos EUA, a criação de um bombardeiro atómico foi vista não apenas como desejável, até mesmo muito desejável, mas como uma tarefa vitalmente necessária. Essa atitude se formou entre as altas lideranças do exército e do complexo militar-industrial a partir da consciência de duas circunstâncias. Em primeiro lugar, a enorme e esmagadora vantagem dos Estados Unidos em termos da própria possibilidade de bombardear atómicamente o território de um inimigo potencial. Operando a partir de dezenas de bases aéreas na Europa, Médio e Extremo Oriente, as aeronaves norte-americanas, mesmo com autonomia de voo de apenas 5 a 10 mil km, poderiam chegar a qualquer ponto da URSS e retornar. Os bombardeiros soviéticos foram forçados a operar a partir de campos de aviação em seu próprio território e, para um ataque semelhante aos Estados Unidos, tiveram que percorrer de 15 a 20 mil km. Não havia nenhuma aeronave com tal alcance na URSS. Os primeiros bombardeiros estratégicos soviéticos M-4 e Tu-95 só podiam “cobrir” o extremo norte dos Estados Unidos e áreas relativamente pequenas de ambas as costas. Mas mesmo essas máquinas eram apenas 22 em 1957. E o número de aeronaves americanas capazes de atingir a URSS havia chegado a 1.800 naquela época! Além disso, estes eram bombardeiros de primeira classe carregando armas atômicas B-52, B-36, B-47 e, alguns anos depois, juntaram-se a eles o supersônico B-58.

O laboratório voador Tupolev, construído com base no Tu-95 como parte do projeto “119″, acabou por ser praticamente a única aeronave em que a ideia de uma usina nuclear foi pelo menos de alguma forma realizada em metal.

O supervisor científico do trabalho foi o futuro acadêmico A.P. Alexandrov. Foram consideradas diversas opções para usinas de aviação nuclear: ciclo aberto e fechado baseado em motores ramjet, turbojato e turboélice. Vários tipos de reatores foram desenvolvidos: com ar e com resfriamento intermediário de metal líquido, com nêutrons térmicos e rápidos, etc. Foram estudados refrigerantes aceitáveis para uso na aviação e métodos para proteger a tripulação e o equipamento de bordo da exposição à radiação. Em junho de 1952, Aleksandrov relatou a Kurchatov: “...Nosso conhecimento na área de reatores nucleares nos permite levantar a questão da criação nos próximos anos de motores nucleares usados para aeronaves pesadas...”.

Motor turbojato nuclear com design “yoke”

Motor turbojato nuclear de design “coaxial”

Um dos possíveis layouts do hidroavião nuclear de Myasishchev

Projeto de laboratório voador atômico
baseado em M-50

Projeto de bombardeiro nuclear estratégico M-30

A equipe de Myasishchev, então ocupada criando o M-50, recebeu a ordem de concluir um projeto preliminar de um bombardeiro supersônico “com motores especiais pelo designer-chefe A.M. No OKB, o tema recebeu o índice “60”, e Yu.N Trufanov foi nomeado designer líder nele. Como nos termos mais gerais a solução para o problema consistia em simplesmente equipar o M-50 com motores nucleares, operando em ciclo aberto (por questões de simplicidade), acreditava-se que o M-60 se tornaria o primeiro aeronaves movidas a energia nuclear na URSS. No entanto, em meados de 1956, tornou-se claro que a tarefa proposta não poderia ser resolvida de forma tão simples. Descobriu-se que a aeronave com o novo sistema de controle possui uma série de recursos específicos que os projetistas de aeronaves nunca encontraram antes. A novidade dos problemas que surgiram foi tão grande que ninguém no OKB, e na verdade em toda a poderosa indústria aeronáutica soviética, tinha qualquer ideia de como abordar a sua solução.

O primeiro problema foi proteger as pessoas da radiação radioativa. Como deveria ser? Quanto deve pesar? Como garantir o funcionamento normal de uma tripulação encerrada em uma cápsula impenetrável de paredes espessas, incl. visibilidade dos locais de trabalho e fuga de emergência? O segundo problema é uma forte deterioração nas propriedades dos materiais estruturais convencionais, causada por poderosos fluxos de radiação e calor que emanam do reator. Daí a necessidade de criar novos materiais. A terceira é a necessidade de desenvolver uma tecnologia completamente nova para operar aeronaves nucleares e construir bases aéreas apropriadas com numerosas estruturas subterrâneas. Afinal, descobriu-se que depois que o motor de ciclo aberto parar, nem uma única pessoa será capaz de se aproximar dele por mais 2 a 3 meses! Isso significa que há necessidade de manutenção remota em solo da aeronave e do motor. E, claro, existem problemas de segurança - no sentido mais amplo, especialmente no caso de um acidente com tal aeronave.

Bancada de teste de reator terrestre

Colocando o reator e os sensores de radiação no Tu-95LAL

Tu-95LAL. Em primeiro plano está um contêiner com um sensor de radiação

Ao contrário da equipe de V.M. Myasishchev, que tentou criar uma aeronave estratégica supersônica, o OKB-156 de A.N. Tupolev recebeu inicialmente uma tarefa mais realista - desenvolver um bombardeiro subsônico. Na prática, esta tarefa era exatamente a mesma que os projetistas americanos enfrentavam - equipar um veículo já existente com um reator, neste caso o Tu-95. No entanto, antes mesmo que a equipe Tupolev tivesse tempo de compreender o trabalho que tinha pela frente, em dezembro de 1955, começaram a chegar relatórios pelos canais da inteligência soviética sobre voos de teste do B-36 com um reator a bordo nos Estados Unidos. N.N. Ponomarev-Stepnoy, agora um acadêmico, e naquela época ainda um jovem funcionário do Instituto Kurchatov, lembra: “...Um dia Merkin [um dos colegas mais próximos de Kurchatov – autor] recebeu um telefonema de Kurchatov e disse que havia informação de que um avião com reator voou na América. Ele vai ao teatro agora, mas ao final da apresentação deverá ter informações sobre a possibilidade de tal projeto. Merkin nos reuniu. Foi uma sessão de brainstorming. Chegamos à conclusão de que tal aeronave existe. Tem um reator a bordo, mas voa com combustível normal. E no ar há um estudo da própria dispersão do fluxo de radiação que tanto nos preocupa. Sem essa pesquisa, é impossível montar proteção em uma aeronave nuclear. Merkin foi ao teatro, onde contou a Kurchatov nossas conclusões. Depois disso, Kurchatov sugeriu que Tupolev conduzisse experimentos semelhantes...”

Tu-95LAL. Carenagens e entrada de ar do reator

Para estudo preliminar e aquisição de experiência com o reator, foi planejada a construção de uma bancada de testes terrestre, cujo trabalho de projeto foi confiado à filial Tomilinsky do Design Bureau, chefiada por I.F. O estande foi criado com base na parte central da fuselagem do Tu-95, e o reator foi instalado em uma plataforma especial com elevador, podendo ser baixado se necessário. A proteção radiológica no estande e depois na LAL foi fabricada com materiais totalmente novos para a aviação, cuja produção exigia novas tecnologias.

Tu-95LAL. Desmontagem do reator.

O bombardeiro estratégico serial Tu-95M nº 7800408 com quatro motores turboélice NK-12M com potência de 15.000 HP foi convertido em um laboratório voador, denominado Tu-95LAL. Todas as armas foram retiradas da aeronave. A tripulação e os experimentadores estavam na cabine hermética frontal, que também abrigava um sensor que registrava a radiação penetrante. Atrás da cabine foi instalada uma tela protetora feita de placa de chumbo de 5 cm e materiais combinados (polietileno e ceresina) com espessura total de cerca de 20 cm. Um segundo sensor foi instalado no compartimento de bombas, onde deveria estar a carga de combate. localizado no futuro. Atrás dele, mais perto da cauda do avião, estava o reator. O terceiro sensor estava localizado na cabine traseira do veículo. Mais dois sensores foram montados sob os consoles das asas em carenagens metálicas permanentes. Todos os sensores eram giratórios em torno de um eixo vertical para orientação na direção desejada.

O reator em si era cercado por uma poderosa carcaça protetora, também composta de chumbo e materiais combinados, e não tinha ligação com os motores da aeronave - servia apenas como fonte de radiação. Nele foi utilizada água destilada como moderador de nêutrons e, ao mesmo tempo, como refrigerante. A água aquecida emitia calor em um trocador de calor intermediário, que fazia parte de um circuito fechado de circulação primária de água. Através de suas paredes metálicas, o calor era transferido para a água do circuito secundário, onde era dissipado em um radiador água-ar. Este último foi soprado durante o vôo por uma corrente de ar através de uma grande entrada de ar sob a fuselagem. O reator se estendia um pouco além dos contornos da fuselagem da aeronave e era coberto com carenagens metálicas na parte superior, inferior e nas laterais. Como a proteção geral do reator era considerada bastante eficaz, incluía janelas que podiam ser abertas durante o vôo para a realização de experimentos com radiação refletida. As janelas possibilitaram a criação de feixes de radiação em diferentes direções. Sua abertura e fechamento foram controlados pelo console dos experimentadores na cabine.

Projeto de aeronave nuclear anti-submarina baseada no Tu-114

A construção do Tu-95LAL e seu equipamento com o equipamento necessário ocorreram entre 1959 e 1960. Na primavera de 1961, “... o avião estava em um campo de aviação perto de Moscou”, continua N.N. veio com o Ministro Dementiev para dar uma olhada. Tupolev explicou o sistema de proteção radiológica: “...É necessário que não haja a menor lacuna, caso contrário os nêutrons escaparão por ela”. "E daí?" - o ministro não entendeu. E então Tupolev explicou de forma simples: “Em um dia gelado, você sai para o campo de aviação e sua braguilha está aberta - tudo vai congelar!” O ministro riu - dizem, agora tudo está claro com nêutrons...”

Em geral, instalamos o reator na plataforma, colocamos no An-22 No. 01-07 e voamos para Semipalatinsk no início de setembro. Participaram do programa do Antonov Design Bureau os pilotos V. Samovarov e S. Gorbik, o engenheiro líder de motores V. Vorotnikov, o chefe da equipe de solo A. Eskin e eu, o projetista líder da instalação especial. O representante do CIAM, B.N. Omelin, esteve conosco. Os cientistas militares e nucleares de Obninsk juntaram-se ao local de teste, havia cerca de 100 pessoas no total. O grupo era liderado pelo Coronel Gerasimov. O programa de teste se chamava “Cegonha”, e pintamos uma pequena silhueta desse pássaro na lateral do reator. Não havia marcações externas especiais no avião. Todos os 23 voos do programa Stork correram bem, houve apenas uma emergência. Um dia, um An-22 decolou para um vôo de três horas, mas pousou imediatamente. O reator não ligou. O motivo acabou sendo um conector de baixa qualidade, no qual o contato era constantemente quebrado. Descobrimos, inserimos uma partida no SR - tudo funcionou. Então eles voaram com uma partida até o final do programa.

Assim, uma nova série de experimentos de voo com um reator a bordo foi concluída com sucesso; os dados necessários foram obtidos para o projeto de um sistema de controle nuclear de aviação suficientemente eficiente e seguro. Mesmo assim, a União Soviética ultrapassou os Estados Unidos, chegando perto de criar uma verdadeira aeronave nuclear. Este carro era radicalmente diferente dos conceitos da década de 1950. com reactores de ciclo aberto, cujo funcionamento estaria associado a enormes dificuldades e causaria enormes danos ao ambiente. Graças à nova proteção e ao ciclo fechado, a contaminação radioativa da estrutura e do ar da aeronave foi minimizada e, em termos ambientais, tal máquina tinha até certas vantagens sobre as aeronaves movidas a produtos químicos. De qualquer forma, se tudo funcionar corretamente, o fluxo de exaustão de um motor nuclear não conterá nada além de ar limpo e aquecido.

4. Motor turbojato-nuclear combinado:

1 - partida elétrica; 2 - amortecedores; 3 - duto de ar de fluxo direto; 4 - compressor;

5 - câmara de combustão; 6 - corpo do reator nuclear; 7 - conjunto de combustível.

No entanto, os designers e cientistas soviéticos continuaram a procurar uma solução para o problema. Além disso, além da função anti-submarina, foi encontrada uma nova utilização para as aeronaves nucleares. Surgiu como um desenvolvimento lógico da tendência de aumentar a invulnerabilidade dos lançadores de ICBM como resultado de lhes proporcionar mobilidade. No início da década de 1980. Os Estados Unidos desenvolveram o sistema estratégico MX, no qual os mísseis se moviam constantemente entre numerosos abrigos, privando o inimigo até mesmo da possibilidade teórica de destruí-los com um ataque direcionado. Na URSS, mísseis intercontinentais foram instalados em chassis de automóveis e plataformas ferroviárias. O próximo passo lógico seria colocá-los em um avião que patrulhasse seu território ou o oceano. Devido à sua mobilidade, seria invulnerável a ataques de mísseis inimigos. A principal qualidade de tal aeronave era passar o maior tempo possível em vôo, o que significa que o sistema de controle nuclear lhe convinha perfeitamente.