Самолёт с ядерной силовой установкой. Атомный самолет

Наверное, может показаться странным, что атомная энергетика, прочно укоренившаяся на земле, в гидросфере и даже в космосе, не прижилась в воздухе. Это тот случай, когда кажущиеся соображения безопасности (хотя и не только они) перевесили очевидные технико-эксплуатационные выгоды от внедрения ядерных силовых установок (ЯСУ) в авиации.

{{direct}}

М ежду тем вероятность тяжелых последствий инцидентов с такими летательными аппаратами при условии их совершенства вряд ли может рассматриваться как более высокая в сравнении с космическими системами, использующими ядерные энергетические установки (ЯЭУ). И объективности ради стоит напомнить: произошедшая в 1978 году авария оснащенного ЯЭУ БЭС-5 «Бук» советского искусственного спутника Земли «Космос-954» типа УС-А с падением его фрагментов на территорию Канады отнюдь не привела к свертыванию системы морской космической разведки и целеуказания (МКРЦ) «Легенда», элементом которой являлись аппараты УС-А (17Ф16-К).

С другой стороны, условия работы авиационной ЯСУ, предназначенной для создания тяги путем генерации в ядерном реакторе тепла, подводимого в газотурбинном двигателе к воздуху, совершенно иные, нежели спутниковых ЯЭУ, являющихся термоэлектрическими генераторами. Сегодня предложены две принципиальные схемы авиационной ЯСУ – открытого и закрытого типа. Схема открытого типа предусматривает нагрев сжатого компрессором воздуха непосредственно в реакторных каналах с последующим его истечением через реактивное сопло, а закрытого – нагрев воздуха с помощью теплообменника, в замкнутом контуре которого циркулирует теплоноситель. Закрытая схема может быть одно- или двухконтурной, причем с точки зрения обеспечения эксплуатационной безопасности наиболее предпочтительным выглядит второй вариант, поскольку реакторный блок с первым контуром можно разместить в защитной противоударной оболочке, герметичность которой предупреждает катастрофические последствия при авариях самолета.

В авиационных ЯСУ закрытого типа могут применяться водо-водяные реакторы и реакторы на быстрых нейтронах. При реализации двухконтурной схемы с «быстрым» реактором в первом контуре ЯСУ в качестве теплоносителя использовались бы как жидкие щелочные металлы (натрий, литий), так и инертный газ (гелий), а во втором – щелочные металлы (жидкий натрий, эвтектический расплав натрия и калия).

В воздухе – реактор

Идею задействовать ядерную энергию в авиации выдвинул в 1942 году один из руководителей Манхэттенского проекта Энрико Ферми. Она заинтересовала командование военно-воздушных сил США, и в 1946 году американцы приступили к осуществлению проекта NEPA (Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft – «Ядерная энергия для авиационной силовой установки»), призванного определить возможности создания бомбардировщика и разведчика с неограниченной дальностью полета.

“ Идея дать авиации ВМФ противолодочный самолет с неограниченной дальностью полета в Кремле пришлась по вкусу ”

В первую очередь предстояло провести исследования, связанные с противорадиационной защитой экипажа и наземной обслуги, и дать вероятностно-ситуационную оценку возможных аварий. С целью форсирования работ проект NEPA в 1951 году был расширен ВВС США до целевой программы ANP (Aircraft Nuclear Propulsion – «Авиационная ядерная силовая установка»). В ее рамках фирмой «Дженерал электрик» разрабатывалась открытая, а фирмой «Пратт-Уитни» – закрытая схема ЯСУ.

Для испытаний будущего авиационного ядерного реактора (исключительно в режиме физических пусков) и биологической защиты предназначался cерийный тяжелый стратегический бомбардировщик фирмы «Конвэр» B-36H Peacemaker («Миротворец») с шестью поршневыми и четырьмя турбореактивными двигателями. Он не представлял собой атомный самолет, а являлся всего лишь летающей лабораторией, где предстояло опробовать реактор, однако получил обозначение NB-36H – Nuclear Bomber («Атомный бомбардировщик»). Кабину экипажа превратили в капсулу из свинца и резины с дополнительным экраном из стали и свинца. Для защиты от нейтронной радиации в фюзеляж вставили специальные наполненные водой панели.

Прототип авиационного реактора ARE (Aircraft Reactor Experiment), созданный в 1954 году Окриджской национальной лабораторией, стал первым в мире гомогенным ядерным реактором мощностью 2,5 МВт на топливе из расплава солей – фторида натрия и тетрафторидов циркония и урана.

Достоинство такого типа реакторов заключается в принципиальной невозможности аварии с разрушением активной зоны, а сама топливная солевая смесь в случае реализации авиационной ЯСУ закрытого типа выполняла бы роль теплоносителя первого контура. При использовании в качестве теплоносителя солевого расплава более высокая в сравнении, например, с жидким натрием теплоемкость солевого расплава позволяет применять циркуляционные насосы небольших размеров и выигрывать на снижении металлоемкости конструкции реакторной установки в целом, а низкая теплопроводность должна была обеспечивать устойчивость атомного авиадвигателя к внезапным скачкам температуры в первом контуре.

На основе реактора ARE американцы разработали экспериментальную авиационную ЯСУ HTRE (Heat Transfer Reactor Experiment – «Эксперимент по отбору тепла от реактора»). Не мудрствуя лукаво, в «Дженерал Дайнэмикс» сконструировали авиационный ядерный двигатель Х-39 на основе серийного турбореактивного двигателя J47 для стратегических бомбардировщиков В-36 и В-47 «Стратоджет» – вместо камеры сгорания в нем разместили активную зону реактора.

Фирма «Конвэр» намеревалась снабдить Х-39 самолет X-6 – возможно, его прототипом послужил бы сверхзвуковой стратегический бомбардировщик B-58 «Хастлер» («Шустрила»), совершивший первый полет в 1956 году. Кроме того, рассматривался и атомный вариант опытного дозвукового бомбардировщика этой же фирмы YB-60. Однако американцы отказались от авиационной ЯСУ открытой схемы, посчитав: эрозия стенок воздушных каналов активной зоны реактора Х-39 приведет к тому, что самолеты будут оставлять за собой радиоактивный след, загрязняя окружающую среду.

Надежду на успех сулила более радиационно безопасная ЯСУ закрытого типа фирмы «Пратт-Уитни», к созданию которой подключилась и «Дженерал Дайнэмикс». Под эти двигатели фирма «Конвэр» начала конструирование экспериментальных самолетов NX-2. Прорабатывались как турбореактивные, так и турбовинтовые варианты атомных бомбардировщиков с ЯСУ такого типа.

Однако принятие на вооружение в 1959 году межконтинентальных баллистических ракет «Атлас», способных поражать цели на территории СССР с континентальной части США, нивелировало программу ANP, тем более что серийные образцы атомных самолетов вряд ли появились бы раньше 1970 года. В результате в марте 1961-го все работы в этой области в США прекращены по личному решению президента Джона Кеннеди и настоящий атомный самолет так и не построили.

Летный же образец авиационного реактора ASTR (Aircraft Shield Test Reactor – реактор для испытания системы защиты самолета), размещенный в бомбовом отсеке летающей лаборатории NB-36H, представлял собой никак не связанный с двигателями реактор на быстрых нейтронах мощностью 1 МВт, работавший на двуокиси урана и охлаждавшийся потоком воздуха, отбираемого через специальные воздухозаборники. С сентября 1955 по март 1957 года NB-36H совершил 47 полетов с ASTR над безлюдными районами штатов Нью-Мексико и Техас, после чего машину уже никогда не поднимали в небо.

Следует отметить, что ВВС США занимались и проблемой ядерного двигателя для крылатых ракет или, как было принято говорить до 60-х годов, самолетов-снарядов. В рамках проекта «Плутон» Ливерморская лаборатория создала два образца ядерного прямоточного воздушно-реактивного двигателя «Тори», который планировалось установить на сверхзвуковую крылатую ракету SLAM. Принцип «атомного подогрева» воздуха пропуском через активную зону реактора здесь был тот же, что и в ядерных газотурбинных двигателях открытого типа, с одной лишь разницей: в прямоточном двигателе отсутствуют компрессор и турбина. «Тори», успешно испытанные на земле в 1961–1964 годах, – первые и пока единственные реально действовавшие авиационные (точнее, ракетно-авиационные) ЯСУ. Но и этот проект закрыли как бесперспективный на фоне успехов в создании баллистических ракет.

Догнать и перегнать!

Разумеется, идея использовать ядерную энергию в авиации независимо от американцев развивалась и в СССР. Собственно, на Западе не без оснований подозревали, что такие работы ведутся в Советском Союзе, но с первым обнародованием факта о них попали впросак. 1 декабря 1958 года журнал «Авиэйшн Уик» сообщил: СССР создает стратегический бомбардировщик с ядерными двигателями, что вызвало немалый ажиотаж в Америке и даже способствовало поддержанию уже начавшего понемногу угасать интереса к программе ANP. Однако на сопровождавших статью рисунках редакционный художник довольно точно изобразил действительно разрабатывавшийся в то время вполне «футуристического» вида самолет М-50 опытно-конструкторского бюро В. М. Мясищева, имевший обычные турбореактивные двигатели. Неизвестно, кстати, последовала ли за этой публикацией «разборка» в КГБ СССР: работы по М-50 проходили в обстановке строжайшей секретности, первый полет бомбардировщик совершил позже упоминания в западной печати, в октябре 1959 года, а широкой публике машину представили только в июле 1961-го на воздушном параде в Тушине.

Что касается прессы советской, то впервые об атомном самолете рассказал в самых общих чертах журнал «Техника – молодежи» еще в № 8 за 1955 год: «Атомная энергия все шире применяется в промышленности, энергетике, сельском хозяйстве и медицине. Но недалеко то время, когда ее применят и в авиации. С аэродромов легко поднимутся в воздух гигантские машины. Атомные самолеты смогут летать практически как угодно долго, месяцами не опускаясь на землю, совершая десятки беспосадочных кругосветных полетов со сверхзвуковой скоростью». Журнал, намекнув на военное предназначение машины (гражданским самолетам нет никакой нужды «как угодно долго» находиться в небе), тем не менее представил гипотетическую схему грузопассажирского авиалайнера с ЯСУ открытого типа.

Впрочем, мясищевский коллектив, и не он один, действительно занимался самолетами с ядерными силовыми установками. Хотя советские физики изучали возможность их создания еще с конца 40-х годов, практические работы по этому направлению в Советском Союзе стартовали гораздо позже, чем в США, и начало им положило постановление Совета министров СССР № 1561-868 от 12 августа 1955 года. Согласно ему перед ОКБ-23 В. М. Мясищева и ОКБ-156 А. Н. Туполева, а также авиадвигательными ОКБ-165 А. М. Люльки и ОКБ-276 Н. Д. Кузнецова была поставлена задача разработки атомных стратегических бомбардировщиков.

Конструирование авиационного ядерного реактора осуществлялось под руководством академиков И. В. Курчатова и А. П. Александрова. Цель преследовалась та же, что и американцами: получить машину, которая, взлетев с территории страны, сможет наносить удары по объектам в любой точке планеты (прежде всего, конечно, в США).

Особенностью советской атомной авиационной программы было то, что она продолжалась и тогда, когда в Соединенных Штатах об этой теме уже накрепко забыли.

При создании ЯСУ тщательно проанализировали принципиальные схемы открытого и закрытого типа. Так, под схему открытого типа, получившую шифр «Б», ОКБ Люльки разработало атомно-турбореактивные двигатели двух типов – осевого, с прохождением вала турбокомпрессора через кольцевой реактор, и «коромысла» – с валом вне реактора, расположенного в изогнутой проточной части. В свою очередь в ОКБ Кузнецова трудились над двигателями по закрытой схеме «А».

ОКБ Мясищева сразу принялось за решение наиболее, видимо, сложной задачи – сконструировать атомные сверхскоростные тяжелые бомбардировщики. Даже сегодня, глядя на схемы будущих машин, выполненные в конце 50-х годов, можно определенно увидеть черты технической эстетики ХХI века! Это проекты самолетов «60», «60М» (атомный гидросамолет), «62» под люльковские двигатели схемы «Б», а также «30» – уже под двигатели Кузнецова. Впечатляют ожидавшиеся характеристики бомбардировщика «30»: максимальная скорость – 3600 км/ч, крейсерская – 3000 км/ч.

Однако до рабочего проектирования мясищевских атомных самолетов дело так и не дошло в связи с ликвидацией ОКБ-23 в самостоятельном качестве и вводом его в состав ракетно-космического ОКБ-52 В. Н. Челомея.

Коллективу Туполева на первом этапе участия в программе предстояло создать аналогичную по назначению американскому NB-36H летающую лабораторию с реактором на борту. Получившая обозначение Ту-95ЛАЛ, она была построена на базе серийного турбовинтового тяжелого стратегического бомбардировщика Ту-95М. Наш реактор, как и американский, не сопрягался с двигателями самолета-носителя. Принципиальное отличие советского самолетного реактора от американского – он был водо-водяной, причем гораздо меньшей мощности (100 кВт).

Отечественный реактор охлаждался водой первого контура, которая в свою очередь отдавала тепло воде второго контура, охлаждавшегося потоком воздуха, набегавшего через воздухозаборник. Так отрабатывалась принципиальная схема атомно-турбовинтового двигателя НК-14А Кузнецова.

Летающая атомная лаборатория Ту-95ЛАЛ в 1961–1962 годах 36 раз поднимала в воздух реактор как в работающем, так и в «холодном» состоянии с целью исследования эффективности системы биологической защиты и влияния излучения на системы самолета. По результатам испытаний председатель Государственного комитета по авиационной технике П. В. Дементьев, однако, отметил в своей записке для руководства страны в феврале 1962 года: «В настоящее время нет необходимых условий для строительства самолетов и ракет с атомными двигателями (крылатая ракета «375» с ЯСУ разрабатывалась в ОКБ-301 С. А. Лавочкина. – К. Ч.), так как проведенные научно-исследовательские работы являются недостаточными для разработки опытных образцов боевой техники, эти работы должны быть продолжены».

В развитие имеющегося у ОКБ-156 проектного задела ОКБ Туполева разработало на основе бомбардировщика Ту-95 проект экспериментального самолета Ту-119 с атомно-турбовинтовыми двигателями НК-14А. Поскольку задача создания сверхдальнего бомбардировщика с появлением у СССР межконтинентальных баллистических ракет и баллистических ракет морского базирования (на подводных лодках) потеряла свою критическую актуальность, туполевцы рассматривали Ту-119 как переходную модель на пути к созданию атомного противолодочного самолета на основе дальнемагистрального пассажирского авиалайнера Ту-114, который тоже «вырос» из Ту-95. Эта цель вполне соответствовала озабоченности советского руководства развертыванием американцами в 60-е годы подводной ракетно-ядерной системы с МБР «Поларис», а затем и «Посейдон».

Однако проект такого самолета реализован не был. Остались на проектной стадии и замыслы создания семейства туполевских сверхзвуковых бомбардировщиков с ЯСУ под условным наименованием Ту-120, которые, как и атомный воздушный охотник за субмаринами, намечалось испытать в 70-е годы…

Тем не менее идея дать авиации ВМФ противолодочный самолет с неограниченной дальностью полета для борьбы с атомными субмаринами НАТО в любом районе Мирового океана в Кремле пришлась по вкусу. Причем эта машина должна была нести как можно больший боекомплект противолодочного оружия – ракет, торпед, глубинных бомб (в том числе ядерных) и радиогидроакустических буев. Вот почему выбор пал на тяжелый военный транспортник Ан-22 «Антей» грузоподъемностью 60 тонн – самый большой в мире турбовинтовой широкофюзеляжный авиалайнер. Будущий самолет Ан-22ПЛО планировалось оснастить четырьмя атомно-турбовинтовыми двигателями НК-14А вместо штатных НК-12МА.

Программа создания такой не виданной ни в одном флоте крылатой машины получила кодовое название «Аист», а реактор для НК-14А разработали под руководством академика А. П. Александрова. В 1972 году начались испытания реактора на борту летающей лаборатории Ан-22 (всего 23 полета), причем был сделан вывод о его безопасности в режиме штатной эксплуатации. А на случай тяжелого авиапроисшествия предусматривалось отделение от падающего самолета блока реактора и первого контура с мягким приземлением на парашюте.

В целом авиационный реактор «Аист» стал самым совершенным достижением атомной науки и техники в своей сфере применения.

Если учесть, что на базе самолета Ан-22 предполагалось создать еще и межконтинентальный стратегический авиационно-ракетный комплекс Ан-22Р с подлодочной баллистической ракетой Р-27, то понятно, какой могучий потенциал такой носитель мог бы получить в случае перевода его на «атомную тягу» с двигателями НК-14А! И хотя до осуществления и проекта Ан-22ПЛО, и проекта Ан-22Р дело опять-таки не дошло, надо констатировать, что наша страна все-таки обогнала США в области создания авиационной ЯСУ.

Стоит ли сомневаться, что этот опыт, несмотря на его экзотичность, еще способен пригодиться, но уже на более высоком качественном уровне реализации.

Развитие беспилотных сверхдальних разведывательно-ударных авиационных систем вполне может пойти и по пути применения на них ЯСУ – такие предположения уже делаются за рубежом.

Появились и прогнозы ученых о том, что к концу нынешнего века миллионы пассажиров, вероятно, будут перевозиться именно атомными пассажирскими самолетами. Кроме очевидных экономических выгод, связанных с замещением авиакеросина ядерным топливом, речь идет и о резком снижении вклада авиации, которая с переходом на ЯСУ перестанет «обогащать» атмосферу углекислым газом, в глобальный парниковый эффект.

На взгляд автора, авиационные ЯСУ прекрасно вписались бы и в коммерческие авиационно-транспортные комплексы будущего на базе сверхтяжелых грузовых самолетов: например того же гигантского «воздушного парома» М-90 грузоподъемностью 400 тонн, предложенного конструкторами экспериментального машиностроительного завода имени В. М. Мясищева.

Конечно, есть проблемы в части изменения общественного мнения в пользу атомной гражданской авиации. Предстоит решить и серьезные вопросы, связанные с обеспечением ее ядерной и антитеррористической безопасности (кстати, эксперты упоминают отечественное решение с парашютным «отстрелом» реактора в случае чрезвычайной ситуации). Но дорогу, проторенную более полувека назад, осилит идущий.

Начнем с того, что в 1950-е гг. в СССР, в отличие от США, создание атомного бомбардировщика воспринималось не просто как желательная, пусть даже очень, но как жизненно необходимая задача. Это отношение сформировалось среди высшего руководства армии и военно-промышленного комплекса в результате осознания двух обстоятельств. Во-первых, огромного, подавляющего преимущества Штатов с точки зрения самой возможности атомной бомбардировки территории потенциального противника. Действуя с десятков военно-воздушных баз в Европе, на Ближнем и Дальнем Востоке, самолеты США, даже обладая дальностью полета всего 5-10 тыс. км, могли достичь любой точки СССР и вернуться обратно. Советские же бомбардировщики вынуждены были работать с аэродромов на собственной территории и для аналогичного рейда на США должны были преодолеть 15-20 тыс. км. Самолетов с такой дальностью в СССР не было вообще. Первые советские стратегические бомберы М-4 и Ту-95 могли «накрыть» лишь самый север США и сравнительно небольшие участки обоих побережий. Но даже этих машин в 1957 г. насчитывалось всего 22. А количество американских самолетов, способных наносить удары по СССР, достигло к тому времени 1800! Причем это были первоклассные бомбардировщики-носители атомного В-52, В-36, В-47, а через пару лет к ним присоединились сверхзвуковые В-58.

Во-вторых, задача создания реактивного бомбардировщика необходимой дальности полета с обычной силовой установкой в 1950-е гг. представлялась непреодолимо сложной. Тем более, сверхзвукового, потребность в котором диктовалась стремительным развитием средств ПВО. Полеты первого в СССР сверхзвукового стратегического носителя М-50 показали, что с грузом 3-5 т даже при двух дозаправках в воздухе его дальность едва может достичь 15000 км. Но как дозаправляться на сверхзвуковой скорости, да к тому же над территорией противника, ответить не мог никто. Необходимость дозаправок значительно снижала вероятность выполнения боевой задачи, а кроме того, такой полет требовал огромного количества топлива – в сумме более 500 т для заправляемого и заправляющего самолетов. То есть только за один вылет полк бомбардировщиков мог израсходовать более 10 тыс. т керосина! Даже простое накопление таких запасов топлива вырастало в огромную проблему, не говоря уже о безопасном хранении и защите от возможных ударов с воздуха.

В то же время в стране существовала мощная научно-производственная база для решения различных задач применения ядерной энергии. Свое начало она брала от Лаборатории № 2 Академии наук СССР, организованной под руководством И.В.Курчатова в самый разгар Великой отечественной войны - в апреле 1943 г. Вначале главной задачей ученых-ядерщиков было создание урановой бомбы, однако затем начался активный поиск других возможностей использования нового вида энергии. В марте 1947 г. – лишь на год позже, чем в США – в СССР впервые на государственном уровне (на заседании Научно-технического совета Первого главного управления при Совете Министров) подняли проблему использования тепла ядерных реакций в энергосиловых установках. Совет принял решение начать систематические исследования в этом направлении с целью разработки научных основ получения с помощью деления ядер электроэнергии, а также приведения в движение кораблей, подводных лодок и самолетов.

Однако, чтобы идея пробила себе дорогу, понадобилось еще три года. За это время успели подняться в небо первые М-4 и Ту-95, в Подмосковье начала работать первая в мире атомная электростанция, началась постройка первой советской атомной подлодки. Наша агентура в США стала передавать сведения о проводимых там масштабных работах по созданию атомного бомбардировщика. Эти данные воспринимались как подтверждение перспективности нового вида энергии для авиации. Наконец, 12 августа 1955 г. вышло Постановление Совета Министров СССР № 1561-868, предписывавшее ряду предприятий авиационной промышленности начать работы по атомной тематике. В частности, ОКБ-156 А.Н.Туполева, ОКБ-23 В.М.Мясищева и ОКБ-301 С.А.Лавочкина должны были заняться проектированием и постройкой летательных аппаратов с ядерными силовыми установками, а ОКБ-276 Н.Д.Кузнецова и ОКБ-165 А.М.Люльки - разработкой таких СУ.

Наиболее простая в техническом отношении задача была поставлена перед ОКБ-301, возглавлявшимся С.А.Лавочкиным – разработать экспериментальную крылатую ракету «375» с ядерным прямоточным воздушно-реактивным двигателем конструкции ОКБ-670 М.М.Бондарюка. Место обычной камеры сгорания в этом двигателе занимал реактор, работавший по открытому циклу – воздух протекал прямо сквозь активную зону. За основу конструкции планера ракеты были приняты разработки по межконтинентальной крылатой ракете «350» с обычным ПВРД. Несмотря на сравнительную простоту, тема «375» не получила сколько-нибудь значительного развития, а смерть С.А.Лавочкина в июне 1960 г. и вовсе поставила точку в этих работах.

Коллективу Мясищева, занятому тогда созданием М-50, предписывалось выполнить предварительный проект сверхзвукового бомбардировщика «со специальными двигателями главного конструктора А.М.Люлька». В ОКБ тема получила индекс «60», ведущим конструктором по ней назначили Ю.Н.Труфанова. Поскольку в самых общих чертах решение задачи виделось в простом оснащении М-50 двигателями на ядерной энергии, причем работающими по открытому циклу (из соображений простоты), то считалось, что М-60 станет первым в СССР атомным самолетом. Однако уже к середине 1956 г. выяснилось, что так просто поставленную задачу не решить. Оказалось, что машина с новой СУ обладает целым рядом специфических особенностей, с которыми авиаконструкторы никогда ранее не сталкивались. Новизна возникших проблем была столь большой, что никто в ОКБ, да и во всей могучей советской авиапромышленности даже понятия не имел, с какой стороны подойти к их решению.

Первой проблемой стала защита людей от радиоактивного излучения. Какой она должна быть? Сколько должна весить? Как обеспечить нормальное функционирование экипажа, заключенного в непроницаемую толстостенную капсулу, в т.ч. обзор с рабочих мест и аварийное покидание? Вторая проблема – резкое ухудшение свойств привычных конструкционных материалов, вызванное мощными потоками радиации и тепла, исходящими от реактора. Отсюда - необходимость создавать новые материалы. Третья - необходимость разработки совершенно новой технологии эксплуатации атомных самолетов и постройки соответствующих авиабаз с многочисленными подземными сооружениями. Ведь оказалось, что после остановки двигателя открытого цикла ни один человек к нему не сможет подойти еще 2-3 месяца! А значит, есть необходимость в дистанционном наземном обслуживании самолета и двигателя. Ну и, конечно, проблемы безопасности - в самом широком понимании, особенно в случае аварии такого самолета.

Осознание этих и многих других проблем камня на камне не оставило от первоначальной идеи использовать планер М-50. Конструкторы сосредоточились на поиске новой компоновки, в рамках которой упомянутые проблемы представлялись решаемыми. При этом основным критерием выбора расположения атомной силовой установки на самолете было признано максимальное ее удаление от экипажа. В соответствии с этим был разработан эскизный проект М-60, на котором четыре атомных ТРД располагались в хвостовой части фюзеляжа попарно в «два этажа», образуя единый ядерный отсек. Самолет имел схему среднеплана с тонким свободнонесущим трапециевидным крылом и таким же горизонтальным оперением, расположенным на вершине киля. Ракетное и бомбовое вооружение планировалось размещать на внутренней подвеске. Длина самолета должна была составлять порядка 66 м, взлетная масса - превысить 250 т, а крейсерская скорость полета – 3000 км/ч на высоте 18000-20000 м.

Экипаж предполагалось разместить в глухой капсуле с мощной многослойной защитой из специальных материалов. Радиоактивность атмосферного воздуха исключала возможность использования его для наддува кабины и дыхания. Для этих целей пришлось использовать кислородно-азотную смесь, получаемую в специальных газификаторах путем испарения жидких газов, находящихся на борту. Отсутствие визуального обзора должно было компенсироваться перископами, телевизионным и радиолокационным экранами, а также установкой полностью автоматической системы управления самолетом. Последняя должна была обеспечивать все этапы полета, включая взлет и посадку, выход на цель и т.д. Это логически подводило к идее беспилотного стратегического бомбардировщика. Однако в ВВС настаивали на пилотируемом варианте как более надежном и гибком в использовании.

Ядерные турбореактивные двигатели для М-60 должны были развивать взлетную тягу порядка 22500 кгс. ОКБ А.М.Люльки разрабатывало их в двух вариантах: «соосной» схемы, в которой кольцевой реактор располагался позади обычной камеры сгорания, и сквозь него проходил вал турбокомпрессора; и схемы «коромысло» - с изогнутой проточной частью и выведением реактора за пределы вала. Мясищевцы пытались применить и тот, и другой тип двигателя, находя в каждом из них как преимущества, так и недостатки. Но главный вывод, который содержался в Заключении к предварительному проекту М-60, звучал так: «…наряду с большими трудностями создания двигателя, оборудования и планера самолета возникают совершенно новые проблемы обеспечения наземной эксплуатации и защиты экипажа, населения и местности в случае вынужденной посадки. Эти задачи… еще не решены. В то же время именно возможностью решения этих проблем определяется целесообразность создания пилотируемого самолета с атомным двигателем». Воистину пророческие слова!

Чтобы перевести решение названных проблем в практическую плоскость, В.М.Мясищев начал разработку проекта летающей лаборатории на основе М-50, на которой один атомный двигатель размещался бы в носовой части фюзеляжа. А с целью радикального повышения живучести баз атомных самолетов в случае начала войны было предложено вообще отказаться от использования бетонных ВПП, а атомный бомбардировщик превратить в сверхзвуковую (!) летающую лодку М-60М. Этот проект разрабатывался параллельно сухопутному варианту и сохранял с ним значительную преемственность. Конечно, при этом крыло и воздухозаборники двигателей были максимально подняты над водой. Взлетно-посадочные устройства включали в себя носовую гидролыжу, подфюзеляжные выдвижные подводные крылья и поворотные поплавки боковой устойчивости на концах крыла.

Проблемы перед конструкторами стояли сложнейшие, однако работа шла, и складывалось впечатление, что все трудности можно преодолеть в сроки, существенно меньшие, чем повысить дальность полета обычных самолетов. В 1958 г. В.М.Мясищев по заданию Президиума ЦК КПСС подготовил доклад «Состояние и возможные перспективы стратегической авиации», в котором однозначно утверждал: «...В связи со значительной критикой проектов М-52К и М-56К [бомбардировщики на обычном топливе, – авт.] Министерством обороны по линии недостаточности радиуса действия таких систем, нам представляется полезным сосредоточить все работы по стратегическим бомбардировщикам на создании сверхзвуковой бомбардировочной системы с атомными двигателями, обеспечивающей необходимые дальности полета для разведки и для точечного бомбометания подвесными самолетами-снарядами и ракетами по подвижным и неподвижным целям».

Мясищев имел в виду, прежде всего, новый проект стратегического бомбардировщика-ракетоносца с ядерной силовой установкой закрытого цикла, которую проектировало ОКБ Н.Д.Кузнецова. Эту машину он рассчитывал создать за 7 лет. В 1959 г. для нее была выбрана аэродинамическая схема «утка» с треугольными крылом и передним оперением значительной стреловидности. Шесть ядерных турбореактивных двигателей предполагалось расположить в хвостовой части самолета и объединить в один или два пакета. Реактор размещался в фюзеляже. В качестве теплоносителя предполагалось использовать жидкий металл: литий или натрий. Двигатели имели возможность работать и на керосине. Закрытый цикл работы СУ позволял сделать кабину экипажа вентилируемой атмосферным воздухом и намного снизить вес защиты. При взлетной массе примерно 170 т масса двигателей с теплообменниками предполагалась 30 т, защита реактора и кабины экипажа 38 т, полезная нагрузка 25 т. Длина самолета получалась около 46 м при размахе крыла примерно 27 м.

Проект атомного противолодочного самолёта Ту-114

Первый полет М-30 планировался на 1966 г., однако ОКБ-23 Мясищева не успело даже приступить к рабочему проектированию. Постановлением правительства ОКБ-23 Мясищева привлекли к разработке многоступенчатой баллистической ракеты конструкции ОКБ-52 В.Н.Челомея, а осенью 1960 г. ликвидировали как самостоятельную организацию, сделав филиалом №1 этого ОКБ и полностью переориентировав на ракетно-космическую тематику. Таким образом, задел ОКБ-23 по атомным самолетам не был воплощен в реальные конструкции.

Самолеты, которые никогда не летали - Атомный бомбардировщик

Рассказ об одном забытом проекте - о том, как Америка и Россия вкладывали миллиарды, чтобы добиться преимущества в еще одном техническом проекте. Это была постройка атомолета - гигантского самолета с атомным двигателем.

Ctrl Enter

Заметили ошЫ бку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

09:54 08.01.2016

В конце 1950-х годов в США и СССР конструкторы бились над созданием способа доставки смертоносного ядерного груза на территорию противника. Ракетная техника на тот момент еще не была достаточно надежной, и большие надежды возлагалась на бомбардировщики, причем нужную дальность предполагалось получить c помощью атомной энергии.

В конце 1950-х годов в США и СССР конструкторы бились над созданием способа доставки смертоносного ядерного груза на территорию противника. Ракетная техника на тот момент еще не была достаточно надежной, и много ожидали от бомбардировщиков, причем нужную дальность предполагалось получить c помощью атомной энергии.Время ядерных надежд Использование ядерного реактора на борту самолета только сегодня кажется чем-то сумасшедшим. К концу 1950-х годов в Обнинске запущена первая в мире атомная электростанция, со стапелей в море уходит первая атомная подводная лодка, заложен первый в мире атомный ледокол «Ленин». Атомная энергия открывала перед военными и гражданскими конструкторами уникальные перспективы.Так, ледокол «Ленин» в сутки расходовал примерно 45 граммов ядерного топлива и без реактора для такой работоспособности ему потребовались бы тонны нефти. То же касалось и атомных подводных лодок, у которых значительно увеличилось время автономной работы и скоростные характеристики. Казалось, в скором времени в небе появятся самолеты, время полета которых было бы ограничено лишь физическими возможностями экипажа. Это было очень кстати для советских стратегических бомбардировщиков, которым требовалась для поражения отдаленных целей на территории США сумасшедшая дальность полета в 16-25 тыс. километров.Постановлением правительства от 1955 года ОКБ Туполева было предписано создать на базе бомбардировщика Ту-95 летающую атомную лабораторию с двигателем КБ Н. Кузнецова, а ОКБ Мясищева – проект сверхзвукового бомбардировщика с ядерным двигателем КБ А. Люльки. Главной проблемой, которую необходимо было решить конструкторам, была защита экипажа от радиационного излучения силовой установки, а также безопасность летающего ядерного реактора в случае катастрофы.Реактор размером со шкаф Двигатель на основе ядерной энергии имеет не такой уж сложный принцип работы, как может показаться на первый взгляд. В этой силовой установке теплота, генерируемая в ядерном реакторе, подводится в газотурбинный двигатель к воздуху и преобразуется в тягу. Различают открытую и закрытую схемы таких двигателей. В первом случае сжатый в компрессоре двигателя воздух нагревается непосредственно в каналах ядерного реактора до высокой температуры, поступает в турбину, а затем выбрасывается из сопла. При закрытой схеме тепловая энергия ядерного реактора подводится в теплообменнике (теплообменниках) газотурбинного двигателя к воздуху теплоносителем, циркулирующим в замкнутом контуре (контурах).Понятно, что открытая схема менее экологична: при ее использовании самолет оставляет за собой радиоактивный след. Но нужно понимать, что воздействие радиации в тот момент было не вполне изучено. Человечество еще не знало Чернобыля и связанной с ним боязни атомной энергии, а перспектива ядерной войны еще казалась чем-то фантастическим. Именно поэтому было решено разрабатывать двигатели двух схем: КБ Люльки было поручено создание «открытого» двигателя, КБ Кузнецова – «закрытого».Первой проблемой, с которой столкнулись конструкторы, был вес реактора. Если для атомной станции, подводной лодки или ледокола его вес не имел каких-то серьезных ограничений, то в авиации, как известно, каждый грамм на счету. Туполев выговаривал ядерщикам: «Ваш реактор похож на огромный дом. Так знайте же, что дома по воздуху не летают!».Конструкторам удалось решить проблему излишнего веса: получившийся реактор удивил даже самого Курчатова. Когда руководитель ядерной программы увидел реактор размером с небольшой шкаф, он не смог поверить, что перед ним его работающий прототип, а не макет. Параллельно с разработкой двигателей шло и создание проектов планера атомных бомбардировщиков.Смертоносный беспилотник В КБ Мясищева был разработан уникальный проект бомбардировщика М-60, который до сих пор не имеет аналогов. Расчетная скорость составляла 3000-3200 км/ч, дальность полета – 25 000 км, практический потолок – 20 000 м. При этом взлетная масса супербомбардировщика была более 250 тонн.Экипаж машины находился в глухой многослойной свинцовой капсуле весом около 60 тонн, что позволяло защитить его от излучения. При этом для визуального обзора предполагалось использовать телевизионные, радиолокационные экраны и перископы. Ясно, что взлететь, а тем более благополучно приземлиться на машине весом в четверть тысячи тонн с помощью перископа почти невозможно, поэтому управление бомбардировщиком во многом ложилось на автоматику. Позже конструкторами было предложено и вовсе отказаться от экипажа, но идея была отвергнута военными, которые считали, что автоматика не сможет в случае необходимости совершить маневр, а значит, самолет будет более уязвимым. Да и, вообще, проект огромного беспилотника за десятилетия до «Бурана» выглядел дико.Для обслуживания атомного монстра были необходимы специальные комплексы и взлетно-посадочная полоса толщиной не менее полуметра. Двигатели предполагалось устанавливать на самолет непосредственно перед вылетом. Заправка, доставка экипажа, подвеска вооружения должны были осуществляться автоматизированно ввиду большого радиационного фона.Однако у самолета были большие проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды как в местах базирования, так и во время полета, а кроме того, авиакатастрофа неизбежно привела бы и к катастрофе экологической: урана в авиационном реакторе было примерно столько же, сколько и в Чернобыльской атомной станции во время аварии. Во многом именно это привело к тому, что проект М-60 был закрыт. Но это вовсе не означало, что на планах создания атомолета был поставлен крест.Никакой радиации в атмосферу! В 1959 году прошло историческое совещание, участниками которого были Королев, Янгель, Келдыш и многие другие ключевые фигуры атомной, авиационной и космической отраслей СССР. Председателем был Курчатов, и именно его слова все ждали. Согласно воспоминаниям присутствовавшего на этом совещании инженера-конструктора Павла Гонина, тяжелобольной Курчатов, с трудом поднявшись из-за стола, сказал:«Работа выполнена большая. Однако есть одно "но". Вы подумали о том, какова будет судьба населения, на головы которого падут радиоактивные выбросы двигателя?».Ответ руководителя группы, что, дескать, судя по расчетам, выбросы эти будут не такими уж значительными, Курчатова не удовлетворил.«Ни грамма радиоактивных веществ в атмосферу! - категорично заявил он. - Иначе через пару десятилетий на планете нельзя будет жить…».После этого выступления всем стало понятно: приоритетной задачей в создании ядерного двигателя будет не тяга, а безопасность.Вскоре проблема была решена: от открытой схемы было решено отказаться, а закрытая была значительно модернизирована, фактически превратившись в летающую атомную станцию. Однако именно тогда внимание правительства переключилось на ракетную технику. Продолжение проект получил только через год благодаря тому, что появились сообщения: США далеко продвинулись в своих разработках, вплотную подойдя к созданию атомолета. Правительство СССР дало разрешение на испытание летающей лаборатории на базе Ту-95, которая уже была создана в ОКБ Туполева.Ядерный «Медведь» Испытания Ту-95 с ядерным реактором на борту проходили на Семипалатинском полигоне, где «медведь» с ядерным реактором на борту поднимался в воздух 38 раз. В ходе испытаний в первую очередь проверялось «поведение» реактора в условиях полета: как он будет выдерживать перегрузки, вибрацию. Кроме того, испытывалась биологическая защита экипажа, психологическая реакция летчиков на то, что они подвергаются облучению. Дело в том, что хотя решить вопрос выбросов во время полета удалось, но экипаж по-прежнему испытывал на себе относительно небольшое воздействие радиации.Реактор устанавливался в хвосте самолета на максимальном удалении от кабины, которая имела двухслойную защиту, в которую входила в том числе и пятисантиметровая свинцовая плита. И все же, за время полноценного двухсуточного полета экипаж получал облучение, равное 5 БЭР (допустимое облучение для сотрудников атомной электростанции за год в нормальных условиях). И хотя это облучение не являлось опасным (для населения допускается разовая доза в 25 БЭР), предполагалось, что летать на атомолетах будут только летчики, достигшие 40 лет и имеющие детей. Кроме того, через 5-7 полетов их планировалось переводить на полеты в обычных Ту-95.Кроме того, испытания показали, что радиация опасно воздействует на смазку и электронную аппаратуру, которую приходилось одевать в специальную «защитную рубашку». Планер Ту-95 за время полета также становился радиоактивным и самолет приходилось после посадки помещать на несколько недель в наглухо закрытый отстойник. Проблемой была и остановка двигателя, который приходилось «расхолаживать», снимая тепло.И все же опытные полеты дали понять, что создание самолета с ядерной силовой установкой возможно, и в КБ Туполева начались работы по созданию планера для будущего атомолета, за которым закрепилось название Ту-120. Однако проект и этого атомолета был закрыт. Связано это с тем, что военным требовался сверхзвуковой бомбардировщик, что влекло за собой увеличение мощности реактора, а вслед за этим – облучения экипажа и веса машины. Кроме того, большие деньги из бюджета страны выделялись в тот момент на стратегические ракетные системы и ядерный морской флот, и на дорогостоящий проект атомолета их просто не хватило. Помимо всего прочего, в США указом Джона Кеннеди работы по созданию атомолета были свернуты.Антей-охотник Последним советским проектом самолета с ядерной силовой установкой стал противолодочный Ан-22 «Антей», идея создания которого появилась в 1965 году. По задумке конструкторов, в случае кризисной ситуации эта машина могла несколько суток барражировать над американской подводной лодкой и в случае пуска ракеты сразу же потопить ее. Выбор пал на «Антей» потому, что на тот момент это был самый большой советский самолет, что позволяло установить более серьезную, чем на Ту-95ЛАЛ биологическую защиту.На взлете и посадке самолет использовал обычное топливо, после чего работу силовой установки обеспечивал реактор. Машина имела расчетную дальность полета в 27 тысяч километров, продолжительность полета составляла 50 часов. Всего «Антей» с реактором совершил 22 полета. Испытания показали, что воздействие радиации на экипаж является минимальным.Закрытие проекта Ан-22ПЛО было связано с начавшейся разрядкой отношений между СССР и США, а также тем, что в случае катастрофы опасность радиоактивного заражения местности по-прежнему оставалось.Ничто не забыто После закрытия программ атомолетов многие конструкторы считали, что у ядерных двигателей большое будущее. И оказались правы. В начале XXI века многие проекты XX века с использованием ЯСУ были переосмыслены с использованием современных технологий.В 2003 году военно-исследовательская лаборатория ВВС США профинансировала разработку атомного двигателя для беспилотника-разведчика Global Hawk, благодаря которому он смог бы находиться в воздухе несколько месяцев. Причина ясна: один БПЛА с ядерным реактором смог бы заменить десятки таких же беспилотников с обычными силовыми установками. Ведутся в штатах также и исследования по созданию ракеты с ядерной силовой установкой для полета на Марс.В России проект ракетного ядерного двигателя включен в федеральную космическую программу Роскосмоса. Разработка этой силовой установки, которая необходима для освоения дальнего космоса, должна занять около пяти лет, а значит, первый образец ядерного двигателя для космоса мы можем увидеть в 2020 году.

1. Изобретения

Нефть представляет собой маслянистую жидкость с характерным острым запахом и различным, в зависимости от места добычи, цветом. По своему химическому строению она является чрезвычайно сложной смесью различных химических соединений, прежде всего органических веществ - углеводородов. Углеводороды называются так потому, что представляют…

2. С древнейших времен одним из основных занятий человека было собирательство. Под этим словом современные ученые подразумевают сбор съедобных семян, орехов, фруктов, корней, личинок, яиц и т.п. Основным орудием при собирательстве была толстая палка-копалка, один конец которой был заострен и обожжен на…

3. Одним из замечательнейших событий в истории техники стало появление в середине XIX века скоропечатной ротационной машины, позволившей в тысячи раз увеличить выпуск печатных изданий, прежде всего газет и журналов. Это изобретение, точно так же как создание в свое время Гутенбергом первого…

4. Паровой молот господствовал в машиностроении на протяжении 90 лет и был одной из важнейших машин своего времени. Его создание и внедрение в производство по своему значению для промышленной революции можно сравнить только с введением механизированного суппорта токарного станка, осуществленным Генри Модсли…

5. Первое значительное изобретение сделанное человеком стало колесо. Первоначальным прототипом колеса стал каток из бревна, который подкладывались под тяжелые предметы для перетаскивания их.

6. Современные цифровые технологии позволили создать достаточно портативные микроскопы, которые возможно подключить к компьютеру для отображения изображения на экран монитора.

7. Робот пылесос agait. Специально для тех, кто хочет сделать так, чтобы уборка была не просто уборкой, а развлечением, специально можно предложить такой робот пылесос, как Робот пылесос agait.

8. Первая в мире атомная электростанция была построена в СССР через девять лет после атомной бомбардировки Хиросимы. Этому важнейшему в истории техники событию предшествовала лихорадочная и напряженная работа по созданию собственного ядерного оружия. Эту работу возглавил видный ученый и талантливый организатор Игорь…

9. На протяжении многих тысячелетий своей начальной истории люди не знали употребления металлов. Основным материалом для изготовления первых орудий труда служил камень, и именно с обработкой камня связаны первые великие открытия в истории человечества. Не из каждого камня можно сделать хорошее орудие…

10. Люди рано открыли полезные свойства огня - его способность освещать и согревать, изменять к лучшему растительную и животную пищу. "Дикий огонь", который вспыхивал во время лесных пожаров или извержений вулканов, был страшен и опасен для человека, но, принеся огонь в свою…

11. Важным достижением человека стало освоение составных орудий. Их появление произвело настоящую революцию в технике каменного века. Долгое время ручное рубило и палка существовали и использовались раздельно. Соединив их с помощью жил или ремешков кожи, люди получили принципиально новое орудие - каменный…

12. К важнейшим составным вкладышевым орудиям относятся лук и стрелы. Их изобретение тоже составило эпоху в истории человеческой мысли. По меркам каменного века лук был очень сложным орудием, и его создание сродни гениальному озарению. Действительно, все предшествовавшие усовершенствования орудий труда происходили в…

13. Можно назвать несколько причин, подтолкнувших человека к освоению водной стихии. Древние люди часто переходили с одного места на другое и должны были во время своих странствований тащить на себе свои пожитки. Стараясь облегчить эту непростую работу, они стали задумываться о средствах…

14. По мере усложнения хозяйственной деятельности человек стал испытывать нужду в более совершенных инструментах с тщательно отделанными лезвиями. Изготовление их требовало новых приемов в обработке камня. Около восьми тысяч лет назад люди освоили технику пиления, сверления и шлифовки. Эти открытия были настолько…

Стратегический бомбардировщик с атомными двигателями

«Проект атомной/>летающей лаборатории/>на базе М-50 »

В разгар холодной войны между СССР и США, каких только не было предложений по военному доминированию перед страной соперницей.

Дальность полетов самолетов в 1950-х годах была ограничена многими факторами, но для СССР во время отсутствие еще межконтинентальных ракетных комплексов встал серьезный вопрос о доставке атомной бомбы на территорию противника.

Потому что бомбардировщики США используя аэродромы стран НАТО могли доставить атомную бомбу на территорию СССР пролетев не более 10 тысячи км., а для авиации СССР требовалось преодолеть более 20 тысячи км., чтобы войти в воздушное пространство США. Самолет способный пролететь без посадки такое огромное расстояние в СССР не существовал.

Имеющиеся сверхзвуковые бомбардировщики в СССР способные нести груз в 5 тонн теоретически требовали две дозаправки в воздухе, чтобы преодолеть 15 тысяч километров. К тому же в 1957 году СССР обладал лишь двумя десятками бомбардировщиками Ту-95 и М-4, дальность полетов которых позволяло лишь пролететь через Арктику и достичь границу Канада и США. Вооруженные силы США в это время обладали около 2 тысяч бомбардировщиков B-52 и B-47, а также старые B-36.

В связи с таким раскладом сил перспективным оружием возмездия в СССР стал стратегический сверхзвуковой бомбардировщик с атомным двигателем или проект М-60, способный к неограниченным расстояниям перелетов.

В те годы данный проект не считался абсурдным.

«Летающая/>лаборатория,/>построенная на базе/>Ту-95»

СССР за десять лет после создания атомной бомбы создала мощную научную базу для применения ядерной энергии, которая могла себе позволить неограниченные производственные мощности и крупное финансовое обеспечение из бюджета страны.

Научная элита в ядерной области была воспитана благодаря лаборатории №2 Академии наук СССР, которая была создана и руководилась Игорем Курчатовым. Многие последующие знаменитые ученые были его учениками и коллегами.

На научно-технических советах при Совете Министров СССР обсуждался вопрос об использовании ядерной энергии в энергозависимых установка, устанавливаемые на корабли, подводных лодок, что сейчас не удивишь, но и самолетов.

Энергосиловые установки для самолетов стал разрабатывать Анатолий Петрович Александров, заместитель И.В.Курчатова в Лаборатории №2 АН СССР.

Первоначально для ядерного авиационного двигателя был предложен открытый и закрытый цикл на основе прямоточных турбореактивных и турбовинтовых двигателей. Реакторная установка с различным видом охлаждения от воздушного до жидкого.

Просчитывались варианты защиты экипажа и оборудования самолета от вредного воздействия. Исследования проходили настолько успешно, что в июне 1952 года Александров доложил Курчатову о возможности создания в ближайшее время авиационного двигателя.

Через три года в 1955 года, когда в СССР начала работу первая атомная электростанция и готовый проект первой атомной подлодки СССР начали уже строить на верфях, разведка сообщает что в США существует проект по созданию сверхзвукового бомбардировщика с атомным двигателем.

Эта информация подстегнула Совет Министров СССР издать Постановление предписывающее целому ряду ОКБ авиационной промышленности начать проектирование бомбардировщика с атомными двигателями.

ОКБ под руководством С.А.Лавочкина разработала двигатель с прямоточным воздушно-реактивным принципом работы.

«Турбореактивный/>двигатель с атомным/>реактором открытого/>типа»

Конструкция была применена по открытому циклу: атомный реактор занял место камеры сгорания, т. е. воздух проходил сквозь активную зону. Смерть Лавочкина в 1960 году вместе с проектом двигателя был не получил дальнейшего развития.

ОКБ под руководством Мясищева в ходе реализации проекта сверхзвукового бомбардировщика с ядерным двигателем первоначально виделась простой, но к середине 1956 года выявились сложно выполнимые задачи.

При установке новой силовой установки авиаконструкторы столкнулись с трудными задачами, с которыми ранее не решались.

Первая задача - это радиоактивное излучение при открытом цикле атомного двигателя. Защита от излучения требуется экипажу и оборудованию самолета. Защита требует толстостенные свинцовые щиты, что влияет на рабочие места экипажа и весовые ограничения.

Вторая задача - это не возможность использования привычных сплавов металлов в конструкции самолета из-за радиации и выделяемого тепла от реактора. Требуются новые сплавы способные выдерживать такие нагрузки и при этом быть достаточно легкими.

Третья задача - это необходимость постройки специальных авиабаз оснащенными дезактивационными и дистанционными системами по обслуживанию самолета, потому что открытый цикл атомного двигателя вызывает сильное заражение его поверхностей.

«Турбореактивный/>двигатель с/>кольцевым атомным/>двигателем открытого/>типа»

Остановленный реактор двигателя смертельно опасен для человека долгое время.

И самая главная задача - обеспечение безопасности, особенно при аварии самолета.

Все эти проблемы вынудили отказаться от первоначальной идеи и перейти к новой компоновке самолета, который разрабатывался в рамках проекта самолета М-60. Конструкция самолета М-60 представляла из себя средне план со трапециевидным крылом и горизонтальным оперением на вершине киля.

Вся силовая установка самолета находилась в хвостовой части в максимальном отдалении от экипажа. Самолет обладал четырьмя атомными турбореактивными двигателями, которые располагались по парно друг над другом.

Общая длина самолета составляла 66 метров, при этом его расчетная масса должна была составлять 250 тонн. Расчетная крейсерская скорость свыше 3000 км/час, а максимальный потолок высоты до 20 тысяч метров.

Кабина экипажа спроектирована была, как многослойная капсула из специальных сплавов металлов, которая была полностью изолирована от внешней атмосферы из-за наличия радиоактивности. Забор воздуха в капсулу из вне не возможен, поэтому предполагалось генерация кислородно-азотной смеси путем газификации жидких газов из баков на борту самолета.

Капсула экипажа не подразумевала окна, поэтому для визуального обзора предполагалось использовать телевизионные экраны и перископы.

«Проект/>стратегического/>атомного/>бомбардировщика М-30»

Предлагалось оснастить капсулу для экипажа системой автоматического управления самолет, которая будет способна обеспечить не только взлет, посадку и маневрирование самолетом, но и исполнять боевые задачи.

Все это подразумевало вообще отказаться от людей и создать беспилотный управляемый стратегический бомбардировщик, но руководство военно-воздушных сил СССР посчитало человека более надежным для исполнения боевой задачи.

Экспериментальные атомные турбореактивные двигатели для самолета М-60 рассчитывались для создания взлетной тяги до 23 тысяч кг. ОКБ под руководством А.М.Люльки подготовила два варианта новых двигателей.

Первый, по «соосной схеме», когда реактор кольцевой формы находиться позади камеры сгорания, соответственно вал турбокомпрессора проходить через него.

Второй, по схеме «коромысло», когда реактор находиться за пределами вала и образует изогнутую проточную камеру.

ОКБ Мясищева пробовали оба двигателя, но в каждом были свои плюсы и минусы. Инженерами были решены многие проблемы в проектировании, но главную проблему - безопасность в обслуживании самолета на земле, они еще не знали каким образом решить.

Вопросы безопасности по обеспечению наземной эксплуатации и обслуживанию самолета, защите экипажа и персонала, местности в месте хранения самолета, а также в случаи падения самолета стали пророческими в целесообразности создания такого самолета.

В.М.Мясищев перевел решения этих проблем в практическую область начав создание летающей лаборатории взяв за основу проект самолета М-50.

«Проект/>стратегического/>атомного/>бомбардировщика М-60»

Радикальным решением стало то, что самолет должен был использовать для взлета и посадки водную поверхность. Это решение отчасти решало ряд вопросом более легче, но не все.

Конструкторы должны были решить сложнейшие проблемы и они сами были уверены в успехе своего дела. В.М.Мясищев в 1958 году обратился с докладом к Президиуму ЦК КПСС, где указывал на наличие критики дальности действия текущих проектов обычных бомбардировщиков и необходимости сосредоточения всех работ на бомбардировщиках с атомными двигателями.

Перед этим докладом Мясищев был воодушевлен проектом ядерного двигателя с закрытым циклом, созданным в ОКБ под руководством Н.Д.Кузнецовым. Закрытый цикл двигателя облегчал многие вопросы в обеспечении безопасности и Мясищев рассчитывал за 7 лет представить готовый самолет.

Шесть атомных турбореактивных двигателей размещались в хвостовой части, а сам реактор в фюзеляже. Теплоносителем предполагалось быть литию и натрию. Капсула экипажа становиться вентилируемой и более облегченной.

Также общая длина самолета сократилась до 46 метров, размах крыльев 27 метров. Общая масса самолета также снизилась до 170 тонн, масса двигателей и реактора около 30 тонн, капсула экипажа и оборудование самолета 38 тонн, а полезная боевая нагрузка 25 тонн.

Но данному самолету было не суждено быть построенным.

«Проект атомного/>гидросамолета»

ОКБ Мясищева срочно привлекли к созданию многоступенчатой баллистической ракеты, а в 1960 году вообще ликвидировали путем присоединения к другому конструкторскому бюро.

Для коллектива ОКБ А.Н.Туполева была более реальная задача разработки стратегического бомбардировщика, который должен был быть дозвуковой.

В 1955 году очередная информация от разведки СССР вынудили в очередной раз заставить ускорить создание самолета. США провели испытательные полеты B-36 с атомным двигателем.

Был созван научный совет, которые решил что полет был на обыкновенных двигателях, но с ядерным реактором. Туполеву было предложено сделать такой же эксперимент совместно с Курчатовым.

ОКБ Туполева начало разработку летающей атомной лаборатории на базе уже существующего серийного самолета Ту-95. Для инженеров Туполева был организованы циклы лекции лучшими физиками-ядерщиками по атомным процессам, реакторах, защите, материалах, управления реакцией и т. д.

На этих лекциях возникали совместные обсуждения вопросов использования атомных технологий дополнительно в ограничениях требовании самолетостроения. В итоге команда ученых и конструкторов разработала компактных атомный реактор, способный поместиться в фюзеляж самолета Ту-95.

Основная цель создания летающей атомной лаборатории на базе Ту-95 - это исследования радиационного влияния на жизнедеятельность самолета; оценка систем защиты от радиационного излучения; исследование отражения радиационного излучения от воздушных масс на разных высотах.

На созданием ЛАЛ на базе Ту-95 работали множество ОКБ, которые модифицировали базовое оборудование самолета.

«Наземный стенд для/>испытаний атомного/>реактора »

Для оценки и тестирования работы реактора была построена наземная модель из части фюзеляжа от Ту-95.

Защита от радиации на ЛАЛ применили новые сплавы металлов ранее не применяемые в производстве самолетов. Все сплавы разрабатывались в ОКБ неметаллов совместно с НИИ химической промышленности.

Наземный стенд был готов к 1958 году на Семипалатинском полигоне, а в июне был запущен реактор на макете. Первый запуск оказался успешным: реактор разогнался до рабочий мощности, системы управления и защиты от излучения, а также выработаны инструкции для экипажа ЛАЛ.

Летающая лаборатория получала индекс Ту-95ЛАЛ, ранее потом был переоборудован стратегический бомбардировщик Ту-95М с которого было снято вооружение. Экипаж был защищен в герметичной кабине, которая закрывалась свинцовой пяти сантиметровой плитой и двадцати сантиметровой плитой из защитных материалов полиэтилена и церезина.

Самолет оснастили датчиками для фиксации уровня излучения радиации в бомбоотсеке, в салоне экипажа, по одному датчику на крыльях и в хвостовой части самолета.

Атомный реактор был изолирован в специальной оболочке из свинца и комбинированных материалов. При этом с двигателями был не связан, а использовался лишь источником излучения.

«Размещение реактора/>на Ту-95ЛАЛ»

В качестве теплоносителя использовалась дистиллированная вода, которая нагревалась и передавала свое тепло теплообменнику другого контура воды. Далее, второй контур охлаждался через водовоздушный радиатор, продуваемый потоками воздуха через имеющейся воздухозаборник в фюзеляже самолета.

Реактор получился чуть больше фюзеляжа самолета, поэтому пришлось его чуть расширить по кругу фюзеляжа. В результате защита реактора оказалась эффективной, что позволило снизить защиту в капсуле экипажа и другого оборудования.

В период 1959-1960 годов самолет с атомным реактором Ту-95ЛАЛ был готов и базировался на аэродроме в Московской области. На него лично приехал смотреть министр Деменьтев. За осень 1961 года самолет сделал успешные 34 вылета. Летчики-испытатели М.М.Нюхтиков, М.А.Жила, Е.А.Горюнов и ученые разработчики совершили полеты самолета, как с работающим реактором, так и остановленным реактором.

В ходе испытаний Ту-95ЛАЛ были получены удовлетворительные характеристики по защите экипажа от радиационного излучения, но громоздкая защита требовала дальнейшее снижения весовых характеристик.

Главная проблема в эксплуатации Ту-95ЛАЛ стала последствия разрушения реактора от возможной аварии самолета.

«Демонтаж реактора с/>самолета Ту-95ЛАЛ»

Степень заражения огромных пространств радиоактивными компонентами предрешило дальнейшую судьбу Ту-95ЛАЛ. Почти десять лет он находился на аэродроме около Семипалатинского полигона и в 1970-м году после снятия реактора был передан в Иркутский военно-авиационное училище в качестве музейного экспоната.

Во время «горбачевской перестройки» и сокращения военного наступательного вооружения самолет признали боевым и распили на металлолом.

Казалось бы проект стратегического бомбардировщика с ядерными двигателями был заброшен, но полученные результаты позволили ОКБ Туполева параллельно в 1970-е годы продолжить разработки еще одного экспериментального проекта самолета Ту-119 с двигателями способными работать на киросине и энергии от ядерного реактора.

Окончательно отказаться от таких самолетов пришлось, когда баллистические ракеты смогли преодолевать континенты и могли нести достаточно ядерных боеголовок для полного уничтожения вероятного противника. К тому же проблема безопасности эксплуатации самолетов с ядерным реактором была по прежнему не решена, как в прочем и в США.

В итоге Правительство СССР посчитало, что выделяемые огромные средства на создание самолета менее выгодно, чем созданные межконтинентальные ракеты, и проекты самолетов с ядерными реакторами закрыли.

Тем неменее благодаря проекту самолета Ту-95ЛАЛ были получены уникальные результаты исследовании, которые дали знания для других проектов с использованием ядерного реактора.

18+, 2015, сайт, «Seventh Ocean Team». Координатор команды:

Осуществляем безвозмездную публикацию на сайте.
Публикации на сайте, являются собственностью их соответствующих владельцев и авторов.

В послевоенное время мир победителей был опьянен открывшимися ядерными возможностями. Причем речь идет не только об оружейном потенциале, но и вполне мирном использовании атома. В США, например, помимо атомных танков заговорили о создании даже таких бытовых мелочей, как пылесосы, работающие на цепной ядерной реакции.

В 1955 году глава компании Lewyt обещал выпустить атомный пылесос в течение следующих 10 лет

В начале 1946 года Соединенные Штаты, тогда еще будучи единственной страной с ядерным арсеналом, приняли решение о создании самолета с атомным двигателем. Но из-за неожиданных трудностей работы продвигались крайне медленно. Лишь девять лет спустя удалось поднять в воздух самолет с ядерным реактором на борту. По данным советской разведки, говорить о полноценном планере с атомным двигателем говорить было рано: секретный объект действительно оснастили ядерной установкой, однако она не была подключена к моторам и служила только для испытаний.

Игорь Курчатов

Почему одни и те же задачи ставили перед несколькими КБ? Тем самым правительство хотело поддержать соревновательный характер работы инженеров. Отставание от США было приличным, поэтому догонять американцев надо было любыми путями.

Всех работников предупредили - речь идет о проекте государственной важности, от которого зависит безопасность родины. По словам инженеров, сверхурочная работа не поощрялась - она считалась нормой. Теоретически работник мог уйти домой в 18 часов, однако коллеги смотрели на него как на пособника врага народа. На следующий день можно было не возвращаться.

Сначала инициативу взяло на себя КБ Мясищева. Тамошние инженеры предложили проект сверхзвукового бомбардировщика М-60. Фактически речь шла об оснащении уже существовавшего М-50 ядерным реактором. Проблема первого в СССР сверхзвукового стратегического носителя М-50 как раз заключалась в катастрофических топливных «аппетитах». Даже при условии двух дозаправок в воздухе 500 тоннами керосина бомбардировщик с трудом мог бы долететь до Вашингтона и вернуться обратно.

Казалось, все вопросы должен был решить атомный двигатель, гарантировавший практически неограниченную дальность и длительность полета. Нескольких граммов урана хватило бы на десятки часов полета. Считалось, что в экстренных случаях экипаж смог бы беспосадочно барражировать в воздухе на протяжении двух недель.

Самолет М-60 планировали оснащать ядерной силовой установкой открытого типа, сконструированной в бюро Архипа Люльки. Такие двигатели были заметно проще и дешевле, но, как впоследствии оказалось, в авиации им было не место.

Комбинированный турбореактивно-атомный двигатель. 1 - электростартер; 2 - заслонки; 3 - воздуховод прямоточного контура; 4 - компрессор; 5 - камера сгорания; 6 - корпус атомного реактора; 7 - тепловыделяющая сборка

Итак, в целях безопасности ядерную установку надо было расположить как можно дальше от экипажа. Хвостовая часть фюзеляжа подходила лучше всего. Там предполагалось разместить четыре атомных турбореактивных двигателя. Далее находился бомбоотсек и, наконец, кабина экипажа. Пилотов хотели поместить в глухую свинцовую капсулу весом 60 тонн. Компенсировать отсутствие визуального обзора планировалось с помощью радиолокационных и телевизионных экранов, а также перископов. Многие функции экипажа возлагались на автоматику, а впоследствии предлагалось и вовсе перевести аппарат на полностью автономное беспилотное управление.

Кабина экипажа. 1 - приборная панель; 2 - катапультируемые капсулы; 3 - аварийный люк; 4 - положение крышки люка при входе и выходе из кабины и катапультировании; 5 - свинец; 6 - гидрид лития; 7 - привод люка

Из-за «грязного» типа используемых двигателей обслуживание сверхзвукового стратегического бомбардировщика М-60 надо было осуществлять с минимальным участием людей. Так, силовые установки должны были «цеплять» к самолету прямо перед полетом в автоматическом режиме. Заправка, доставка пилотов, подготовка вооружения - все это тоже должны были делать «роботы». Разумеется, для обслуживания таких атомолетов требовалась полная перестройка существующей инфраструктуры аэродромов, вплоть до закатки новых взлетно-посадочных полос толщиной не менее полуметра.

Из-за всех этих трудностей проект создания М-60 пришлось закрыть еще на этапе чертежей. Вместо него предполагалось построить другой атомолет - М-30 с ядерной установкой закрытого типа. Конструкция реактора при этом была гораздо сложнее, зато вопрос с защитой от радиации стоял не так остро. Самолет должны были оснастить шестью турбореактивными двигателями, питавшимися от одного ядерного реактора. В случае необходимости силовая установка могла работать и на керосине. Масса защиты экипажа и двигателей была почти вдвое меньше, чем у М-60, благодаря чему самолет мог нести полезную нагрузку в 25 тонн.

Первый полет М-30 с размахом крыльев порядка 30 метров был запланирован на 1966 год. Однако и этой машине не суждено было сойти с чертежей и хотя бы частично воплотиться в реальности. К 1960 году в противостоянии авиации и ракетчиков наметилась победа последних. Хрущева убедили, что самолеты нынче не так важны, как раньше, а ключевая роль в борьбе с внешним врагом перешла к ракетам. Как итог - сворачивание почти всех перспективных программ по атомолетам и реструктуризация соответствующих конструкторских бюро. Не минула эта участь и КБ Мясищева, которое потеряло статус самостоятельной единицы и было переориентировано на ракетно-космическую отрасль. Но у авиастроителей оставалась еще одна, последняя надежда.

Дозвуковая «тушка»

Конструкторскому бюро А. Н. Туполева повезло больше. Здесь инженеры параллельно с «мясищевцами» работали над собственным проектом атомолета. Но в отличие от М-60 или М-30, это была намного более приближенная к реальности модель. Во-первых, речь шла о создании дозвукового бомбардировщика на ядерной установке, что было не в пример легче по сравнению с разработкой сверхзвукового самолета. Во-вторых, машину вообще не надо было изобретать заново - для поставленных целей годился уже существующий бомбардировщик Ту-95. Фактически надо было лишь оснастить его атомным реактором.

Андрей Туполев

В марте 1956 года Совет министров СССР поручает Туполеву начать проектирование летающей атомной лаборатории на базе серийного Ту-95. В первую очередь необходимо было что-то делать с габаритами существующих атомных реакторов. Одно дело - оснастить ядерной установкой огромный ледокол, для которого фактически не было массо-габаритных ограничений. Совсем другое - поместить реактор в довольно ограниченное пространство фюзеляжа.

Атомщики утверждали, что в любом случае надо рассчитывать на установку объемом с небольшой дом. И все же перед инженерами КБ Туполева поставили задачу - во что бы то ни стало уменьшить габариты реактора. Каждый лишний килограмм веса силовой установки тянет за собой в виде защиты еще три лишних килограмма нагрузки на самолет. Поэтому борьба велась буквально за каждый грамм. Никаких ограничений не было - денег выделяли столько, сколько было нужно. Конструктору, нашедшему способ снизить вес установки, выплачивали солидную премию.

В конце концов Андрей Туполев показал реактор размером с огромный, но все-таки шкаф, причем полностью соответствующий всем требованиям к защите. По легенде, авиаконструктор при этом не без гордости заявил, что «домов на самолетах не возят», а главный советский атомщик Игорь Курчатов сначала был уверен, что перед ним только макет реактора, а не действующий образец.

Атомный реактор в недрах Ту-95

В итоге установку приняли и одобрили. Однако сначала надо было провести серию наземных испытаний. На основе средней части фюзеляжа бомбардировщика на одном из аэродромов под Семипалатинском построили стенд с атомной установкой. В ходе тестирования реактор вышел на заданный уровень мощности. Как оказалось, самая большая проблема касалась не столько реактора, сколько биозащиты и работы электроники - живые организмы получали слишком высокую дозу облучения, а приборы могли вести себя непредсказуемо. Решили, что отныне основное внимание надо уделять не реактору, который в принципе был готов для использования в самолетах, а надежной защите от радиации.

Первые варианты защиты были чересчур грандиозные. Участники событий вспоминают фильтр высотой с 14-этажный дом, 12 «этажей» которого уходили под землю, а два возвышались над поверхностью. Толщина защитного слоя достигала полуметра. Конечно, найти практическое применение таким технологиям в атомолете было невозможно.

Может, стоило воспользоваться наработками инженеров КБ Мясищева и спрятать экипаж в свинцовой капсуле без окон и дверей? Данный вариант не подходил из-за размеров и веса. Поэтому придумали защиту совершенно нового типа. Она представляла собой покрытие из свинцовых плит толщиной 5 сантиметров и 20-сантиметрового слоя из полиэтилена и церезина - продукта, получаемого из нефтяного сырья и отдаленно напоминающего хозяйственное мыло.

Удивительно, но бюро Туполева удалось пережить непростой для авиаконструкторов 1960 год. Не в последнюю очередь благодаря тому, что атомолет на базе Ту-95 был уже вполне реальной машиной, способной подняться в воздух на атомной тяге в ближайшие годы. Осталось лишь провести воздушные испытания.

В мае 1961 года в небо поднялся нашпигованный датчиками бомбардировщик Ту-95М №7800408 с ядерным реактором на борту и четырьмя турбовинтовыми двигателями мощностью по 15 000 лошадиных сил каждый. Атомная силовая установка не была подсоединена к моторам - самолет летел на авиакеросине, а работающий реактор пока нужен был для того, чтобы оценить поведение техники и уровень облучения пилотов. Всего с мая по август бомбардировщик совершил 34 испытательных полета.

Выяснилось, что в течение двухдневного полета пилоты получали облучение в 5 бэр. Для сравнения, сегодня для работников АЭС считается нормой облучение до 2 бэр, но не в течение двух дней, а за год. Предполагалось, что в экипаж атомолетов будут входить мужчины старше 40 лет, у которых уже есть дети.

Радиацию вбирал в себя и корпус бомбардировщика, который после полета надо было изолировать для «очистки» на несколько дней. В целом радиационную защиту признали эффективной, однако недоработанной. Кроме того, долгое время никто не знал, как быть с возможными авариями атомолетов и последующим заражением больших пространств ядерными компонентами. Впоследствии реактор предлагалось оснастить парашютной системой, способной в экстренном случае отделить ядерную установку от корпуса самолета и мягко ее приземлить.

Но было поздно - внезапно атомолеты-бомбардировщики стали никому не нужны. Забросать врагов чем-нибудь посмертоноснее оказалось гораздо удобнее и дешевле с помощью межконтинентальных баллистических ракет или незаметных атомных подводных лодок. Андрей Туполев, правда, не терял надежды построить атомолет. Он рассчитывал, что в 1970-х годах начнется разработка сверхзвуковых атомных самолетов Ту-120, но этим надеждам не суждено было сбыться. Вслед за США в середине 1960-х СССР прекратил все исследования, связанные с атомолетами. Ядерный реактор еще планировали использовать в самолетах, ориентированных на охоту за подлодками. Даже провели несколько испытаний Ан-22 с атомной установкой на борту, но о прежнем размахе можно было только мечтать. Несмотря на то, что в СССР вплотную подошли к созданию атомного самолета (по сути, оставалось лишь подключить ядерную установку к двигателям), до мечты так и не дотянулись.

Переоборудованный и прошедший десятки испытаний Ту-95, который мог стать первым в мире атомолетом, долгое время стоял на аэродроме под Семипалатинском. После снятия реактора самолет передали в Иркутское военное авиационно-техническое училище, а в ходе перестройки пустили на металлолом.

Последние сто лет авиация играет настолько большую роль в истории человечества, что тот или иной проект запросто мог бы перевернуть развитие цивилизации. Кто знает, возможно, пойди история чуть-чуть другим путем, и сегодня небесные просторы бороздили бы пассажирские атомные самолеты, бабушкины ковры убирались бы пылесосами на ядерной тяге, смартфоны достаточно было бы заряжать раз в пять лет, а к Марсу и обратно пять раз в день курсировали бы космические корабли. Казалось, полвека назад была решена сложнейшая задача. Вот только результатами решения так никто и не воспользовался.