Warning: file_get_contents(/var/www/www-root/data/www/yandex_carscomfort.ru1.txt): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/www-root/data/www/carscomfort.ru/index.php on line 21

Warning: file_get_contents(/var/www/www-root/data/www/yandex_carscomfort.ru2.txt): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/www-root/data/www/carscomfort.ru/index.php on line 22

Warning: file_get_contents(/var/www/www-root/data/www/yandex_carscomfort.ru3.txt): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/www-root/data/www/carscomfort.ru/index.php on line 23

Warning: file_get_contents(/var/www/www-root/data/www/yandex_carscomfort.ru4.txt): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/www-root/data/www/carscomfort.ru/index.php on line 24
Создание атомных авиационных двигателей. Ядерный реактор с крыльями: как отечественные атомолеты напрягали Пентагон
ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Атомолёт: козырная карта холодной войны. Создание атомных авиационных двигателей


Атомные самолеты. А что было у США ?

Эйфория от успешных разработок атомного оружия и применения атомной энергии для использования в электростанциях, кораблях (советские ледоколы), подводных лодках, послужила толчком для безумной идеи — использовать ядерные реакторы на самолетах. В первую очередь на бомбардировщиках.

Некоторое время назад я вам рассказывал про СОВЕТСКИЙ АТОМНЫЙ САМОЛЕТ , посмотрим что в то время происходило по этой тематике по другую сторону океана.

Весной 1946 г. между министерством ВВС и Комиссией по атомной энергии США было заключено соглашение о начале программы NEPA (Nuclear Energy Propulsion for Aircraft), целью которой стало исследование проблем, связанных с разработкой самолета c атомной силовой установкой (АСУ). По мнению заказчиков из ВВС, самолет с АСУ мог использоваться в качестве стратегического бомбардировщика или разведчика, способного нести боевое дежурство в воздухе без дозаправки в течение нескольких суток.

Главным событием проекта стал взлет самолета B-29, в бомбоотсеке которого находилась капсула с радием. Сотрудники проекта замерили уровни радиации по всему периметру ЛА и пришли к выводу, что реальная масса реактора и защиты окажется очень велика, а значит поднять их сможет только очень большой самолет. Реальный прогресс в этом проекте достигнут не был, но зато были заданы ключевые вопросы, такие как:

1. Как передавать тепло от реактора к двигателям?2. Как охлаждать реактор в полете?3. Как уберечь экипаж от пагубного влияния радиации?

Вторым этапом развития «атомолета” стала конференция названная «Проект Легсингтон”. На ней пришли к неутешительным выводам, а именно было сказано, что до взлета вышеупомянутого самолета может пройти порядка 15 лет. Также на ней впервые были рассмотрены две принципиально отличающиеся друг от друга схемы соединения двигателей и реактора.

Convair YB-60

Первую схему назвали открытой. Принцип ее работы заключался в том, что воздух попадая в камеру сгорания нагревался непосредственно проходя через активную зону реактора. Такой способ был очень простым, требовал минимальное количество конструкторских решений. С другой стороны воздух, взаимодействуя с частицами атомного топлива тоже становился радиоактивным и выходя из СУ загрязнял окружающую среду, а из этого следовало в лучшем случае, что экипаж не сможет дышать атмосферным воздухом.

Вторую схему назвали закрытой. Она отличалась от открытой тем, что воздух нагревался не от самого реактора, а от теплообменника. Такая конструкция была довольно сложна в реализации, но зато выходивший из силовой установки воздух оставался абсолютно чистым, а значит экипаж мог им дышать. Еще очень много внимания участники конференции уделили защите экипажа. Третьим этапом стала новая программа под названием ANP, что в переводе означало атомная сила самолета. Первостепенной ее задачей было создание действующего ЛА, оснащенного ядерной СУ. В итоге было отдано предпочтение схеме соединения открытого цикла. Предполагалось разместить СУ P-1 на самолет YB-60. Потом была произведена попытка отработки компоновки и узлов на новом оригинальном передовом самолете, и уже проверенном самолете B-58 Hustler. Но размеры самолета не позволяли разместить на его борту ни реактор, ни тем более дополнительное оборудование.

В ходе исследований выбор пал на самолет B-36 “Peacemaker”.

Переоборудованный бомбардировщик B-36 (обозначенный как NB-36H), несущий действующий реактор для изучения вопроса постройки самолета с ядерной энергетической установкой.

 

 

Между 1946 и 1961 годами ВВС и Комиссия по атомной энергии США потратили более 7 миллиардов долларов на разработку самолета с атомной силовой установкой. Хотя такой самолет никогда и не поднимался в воздух, ВВС переделали этот бомбардировщик B-36, известный как экспериментальный ядерный самолет, для несения действующего трехмегаватного реактора с воздушным охлаждением, чтобы оценить возможные эксплутационные проблемы (он сделал 47 полетов над Техасом и Нью-Мексико между июлем 1955 и мартом 1957).

 

 

Кликабельно

 

The Convair RB-36-D, the jet-augmented version of the U.S. Air Force’s intercontinental strategic bomber.  Four General Electric J-47 jet engines, mounted in pairs under outer wing edges, supplement six Pratt & Whitney piston engines.

 

 

Кабина экипажа в экранированной защитной капсуле располагалась в носовой части фюзеляжа. Позади нее предусмотрели дополнительную панель из материала, хорошо поглощающего нейтроны. Биологическая защита самого реактора была «теневой» (главным образом прикрывалось направление на кабину), что позволило уменьшить толщину и массу слоев и дало возможность «вписать» реактор в обводы фюзеляжа.

Погрузка кабины с защитной оболочкой в NB-36

 

Проблему радиационной защиты наземного персонала после приземления атомного самолета намеревались решить следующим образом. Самолет с остановленным реактором буксировался на специальную площадку. Здесь АСУ снималась с самолета и опускалась в глубокую шахту, где некоторое время выдерживалась для спада уровней излучения, а затем обслуживалась с применением дистанционных манипуляторов. Первые испытательные полеты X-6 планировали осуществить в 1956 г.

Кабина NB-36

 

Левая инженерная панель NB-36

 

Правая инженерная панель NB-36

 

 

NB-36 после полета с незапущенным реактором.

 

Впервые с установленным и дествующим реактором он поднялся в воздух 17 сентября 1955 г.

Полёты проводились над пустынными районами Техаса и Нью-Мексико. Любопытно, что летающую лабораторию сопровождал борт со взводом морпехов. В случаи аварии ядерного самолёта, они должны были десантироваться и взять место падения под охрану.

 

Для испытания разрабатываемой радиационной защиты, на тяжелом бомбардировщике В-36Н, в бомбоотсеке установили реактор мощностью 1 МВт. Экипаж летающей лаборатории находился в защитной капсуле, но сам реактор не был окружен биологической защитой — не позволяли массо-габаритные характеристики.

Стационарный стенд реактор-двигатель для отработки двигателей.

 

Двигатели General Electric X 211

 

А с 1958 по 1960 год американцы успешно испытывали ядерную энергетическую установку HTRE-3 мощностью 35 Мвт, которая обеспечивала энергией два двигателя. До создания P-1 и ядерного самолёта оставалось совсем немного. Была построена и проверена в воздухе радиационная защита, на земле успешно испытали HTRE-3. Комплекс наземного обслуживания уже достраивался.

Но 28 марта 1961 года Кеннеди закрыл программу. Видимо, он находился под впечатлением успехов советской ракетно-космической программы и, как Хрущев, посчитал, что как стратегическое оружие бомбардировщик с ядерным реактором морально устарел, еще не взлетев. Так же сказались метания по ходу программы ANP, порожденные опасением отстать от СССР.

 

Рисунок самолета Convair HB-36H

 

 

 

[источники]

источники

http://nvahof.org/_original_site/convair_x-6.html

http://jpcolliat.free.fr/

http://olymp.as-club.ru/publ/arkhiv_rabot/vosmaja_olimpiada_2010_11_uch_god/atomnye_samolety_proekty_i_letajushhie_laboratorii/26-1-0-175

 

И еще интересное про авиацию:  вот например Летающий авианосец, а вот помните мы обсуждали ПОТЕРЯННЫЕ АТОМНЫЕ БОМБЫ ? Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия - http://infoglaz.ru/?p=33992

masterok.livejournal.com

Советские проекты атомолетов » Военное обозрение

Нетрудно догадаться, что идея самолета с ядерной энергетической установкой пришла в головы не только американских военных и конструкторов. В Советском Союзе, делавшем первые шаги в освоении атомных технологий, в конце сороковых годов тоже появились подобные предложения. Правда, из-за общего отставания в проектах ядерных боезарядов до определенного времени СССР не занимался этим вопросом всерьез. Тем не менее, со временем появилась возможность выделить определенные силы для создания атомолетов, к тому же стране по-прежнему были нужны подобные самолеты. Вернее, советским военно-воздушным силам были нужны не атомолеты как класс техники, а некое новое средство доставки ядерных вооружений на территорию вероятного противника.

Первые отечественные стратегические бомбардировщики имели недостаточную дальность. Так, после нескольких лет работы конструкторский коллектив под руководством В.М. Мясищева удалось поднять дальность самолета 3М до 11-11,5 тысяч километров. При применении системы дозаправки в полете этот показатель возрастал. Однако стратегические бомбардировщики того времени имели немало проблем. В свете повышения дальности наибольшей трудностью было обеспечение своевременной дозаправки в условиях риска атаки вражеских истребителей. В дальнейшем из-за развития средств противовоздушной обороны проблема дальности обострилась, а также понадобилось начать работы по созданию сверхзвуковых самолетов стратегического класса.

К концу пятидесятых годов, когда начали рассматриваться эти вопросы, появилась возможность провести изыскания по теме альтернативных силовых установок. Одним из основных вариантов стали ядерные энергоустановки. Помимо обеспечения высокой дальности полета, в том числе и сверхзвукового, они сулили большую экономию в финансовом плане. В условиях того времени полет на максимальную дальность одного полка стратегических бомбардировщиков с реактивными двигателями мог «съесть» несколько тысяч тонн керосина. Таким образом, все расходы на строительство сложной ядерной энергетической установки были полностью оправданными. Однако советские инженеры, как и американские, столкнулись с целым рядом проблем, свойственных таким силовым установкам.

Начало

Первые документальные свидетельства существования советской программы атомолетов относятся к 1952 году, когда директор Института физических проблем АН СССР будущий академик А.П. Александров отправил И.В. Курчатову документ, в котором говорилось о принципиальной возможности создания ядерной энергоустановки для самолетов. Следующие три года ушли на неспешное изучение теоретических сторон вопроса. Только в апреле 1955 году Совмин СССР издал постановление, согласно которому конструкторские бюро А.Н. Туполева, С.А. Лавочкина и В.М. Мясищева должны были начать разработку тяжелого самолета с ядерной энергоустановкой, а проектным организациям Н.Д. Кузнецова и А.М. Люльки поручалось создать двигатели для них. На этом этапе советская программа по созданию летательных аппаратов с ядерной силовой установкой разделилась на несколько проектов, отличавшихся друг от друга типом самого летательного аппарата, схемой двигателя и т.п.

Межконтинентальная крылатая ракета "Буря" - бабушка "Бурана"

К примеру, ОКБ-301 (главный конструктор С.А. Лавочкин) поручили создание межконтинентальной крылатой ракеты «375». Основой для этого оружия должна была стать ракета «Буря», также известная под обозначением «350». После ряда изысканий определился облик новой ракеты «375». Фактически это была все та же «Буря», но вместо прямоточного реактивного двигателя на керосине на нее предлагалось установить небольшой ядерный реактор. Проходя по каналам внутри ракеты, забортный воздух должен был соприкасаться с активной зоной реактора и нагреваться. Это одновременно предохраняло реактор от перегрева и обеспечивало достаточную тягу. Также планировалось изменить компоновку исходной конструкции ввиду отсутствия необходимости в баках для топлива. Разработка самой ракеты была сравнительно простой, но, как это нередко бывает, подвели смежники. ОКБ-670 под руководством М.М. Бондарюка довольно долго не могло справиться с созданием прямоточного ядерного двигателя для изделия «375». В результате новую крылатую ракету даже не построили в металле. Вскоре после смерти Лавочкина в 1960 году тема «375» вместе с оригинальной «Бурей» была закрыта. К этому времени проектирование ядерного двигателя сдвинулось с мертвой точки, но до испытаний готового образца по-прежнему было еще далеко.

М-60

Более сложное задание получили коллективы В.М. Мясищева и А.М. Люльки. Они должны были сделать стратегический бомбардировщик с ядерной силовой установкой. Проект самолета с индексом «60» или М-60 поначалу казался простым. Предполагалось поставить на разрабатываемый бомбардировщик М-50 ядерные турбореактивные двигатели, что не потребовало бы дополнительных затрат времени и сил. М-60 всерьез считался претендентом на звание первого полноценного атомолета не только в СССР, но и в мире. Только всего через несколько месяцев после начала проекта выяснилось, что строительство «Изделия 60» откладывается, как минимум, на несколько лет. В проекте нужно было решить массу специфических вопросов, которые ранее просто не вставали перед отечественными авиастроителями.

В первую очередь, вопросы вызывала защита экипажа. Конечно, можно было бы усадить летчиков в монолитную металлическую капсулу. Однако в таком случае нужно было каким-то образом обеспечить приемлемый обзор, а также сделать некие системы спасения. Вторая серьезная проблема проекта М-60 касалась безопасности наземного персонала. По предварительным расчетам, после всего одного полета подобный бомбардировщик должен был «фонить» в течение пары месяцев. Обслуживание подобной техники требовало нового подхода, например, создания неких систем для дистанционной работы с узлами и агрегатами. Наконец, самолет «60» нужно было делать из новых сплавов: конструкция, построенная в соответствии с имеющимися технологиями, имела бы недостаточный ресурс ввиду радиационных и тепловых нагрузок. Дополнительную сложность проекту придавал выбранный тип двигателя: турбореактивный открытой схемы.

Все технические проблемы, связанные с характерными особенностями в результате заставили конструкторов полностью пересмотреть свои первые идеи. Планер самолета М-50 нельзя было использовать вместе с ядерными двигателями. Так появился обновленный облик проекта «60». Теперь атомолет выглядел как среднеплан с тонким трапециевидным крылом. Стабилизатор аналогичной формы планировалось устанавливать на киле. В передней части фюзеляжа, перед крылом разместили воздухозаборники полукруглого сечения. Они шли вдоль фюзеляжа по всей его длине, огибая грузоотсек в средней части. Четыре ядерных турбореактивных двигателя открытого цикла поместили в самом хвосте фюзеляжа, собрав их в квадратный пакет 2х2.

В носу М-60 предполагалось устанавливать многослойную капсулу-кабину экипажа. Поддержание рабочего давления внутри кабины осуществлялось при помощи запаса сжиженного воздуха на борту. От забора атмосферного воздуха быстро отказались из-за возможности попадания в самолет радиоактивных частиц. Капсула-кабина для обеспечения должного уровня защиты не имела никакого остекления. Наблюдение за обстановкой летчики должны были вести через перископы, телесистемы, а также при помощи радиолокационной станции. Для обеспечения взлета и посадки планировалось создать специальную автоматическую систему. Интересно, что планы насчет автоматической системы управления чуть не привели к изменению статуса проекта. Появилась идея сделать М-60 полностью беспилотным. Однако в результате споров военные настояли на создании именно пилотируемого самолета. Одновременно с М-60 создавался проект летающей лодки М-60М. Такой атомолет не нуждался в уязвимых для удара с воздуха взлетных полосах, а также немного облегчал обеспечение ядерной безопасности. От оригинального самолета «60» летающая лодка отличалась расположением воздухозаборников и другим шасси лыжного типа.

Предварительные расчеты показали, что при взлетном весе порядка 250 тонн самолет М-60 должен иметь тягу двигателей на уровне 22-25 тонн каждый. При таких двигателях бомбардировщик на высотах около 20 километров мог бы летать со скоростью порядка 3000 км/ч. В конструкторском бюро А.М. Люльки рассматривалось два основных варианта подобных турбореактивных ядерных двигателей. Соосная схема подразумевала размещение ядерного реактора на том месте, где в обычных ТРД находится камера сгорания. В таком случае вал двигателя проходил прямо через конструкцию реактора, в том числе и через активную зону. Также рассматривалась схема двигателя, получившая условное название «Коромысло». В этом варианте двигателя реактор был вынесен в сторону от вала компрессора и турбины. Воздух от воздухозаборника по изогнутой трубе доходил до реактора и точно так же попадал к турбине. В плане безопасности агрегатов двигателя выгоднее была схема «коромысло», однако она проигрывала соосному двигателю в простоте конструкции. Что касается радиоактивной опасности, то в этом аспекте схемы почти не различались. Конструкторы ОКБ-23 прорабатывали два варианта компоновки двигателей с учетом их габаритов и конструктивных отличий.

М-30

К концу разработки проекта М-60 и заказчик, и конструкторы пришли к не слишком приятным выводам относительно перспектив атомолетов. Все признавали, что при своих преимуществах ядерные двигатели имеют ряд серьезных недостатков, как конструктивного, так и радиационного характера. При этом именно в создание ядерных двигателей упиралась вся программа. Несмотря на затруднения с созданием двигателей, Мясищев убедил военных в необходимости дальнейшего продолжения исследований и конструкторских работ. В то же время, новый проект подразумевал установку ядерных двигателей закрытого типа.

Новый самолет получил название М-30. Уже к концу пятидесятых годов конструкторы определились с его обликом. Это был летательный аппарат, выполненный по схеме «утка» и оснащенный двумя килями. В середине фюзеляжа самолета размещались грузоотсек и реактор, а в хвостовой части – шесть ядерных турбореактивных двигателей закрытого цикла. Энергетическая установка для М-30 разрабатывалась в конструкторском бюро Н.Д. Кузнецова и подразумевала передачу тепла от реактора к воздуху в двигателе через теплоноситель. В качестве последнего рассматривались литий и натрий в жидком состоянии. Кроме того, конструкция ядерных ТРД закрытого типа позволяла использовать в них обычный керосин, что обещало упростить эксплуатацию самолета. Характерной чертой нового двигателя закрытой схемы стало отсутствие необходимости в плотной компоновке двигателей. Благодаря применению трубопровода с теплоносителем, реактор можно было надежно закрыть изолирующими конструкциями. Наконец, двигатель не выбрасывал в атмосферу радиоактивное вещество, что позволило упростить систему вентиляции кабины пилотов.

В целом, использование двигателя закрытого типа оказалось более выгодным по сравнению с предыдущим вариантом. В первую очередь, выгода имела весовое «воплощение». Из 170 тонн взлетного веса самолета 30 приходилось на двигатели и систему переноса тепла и 38 на защиту реактора и экипажа. Одновременно с этим полезная нагрузка М-30 составляла 25 тонн. Расчетные летные характеристики М-30 незначительно отличались от данных М-60. Первый полет нового бомбардировщика с ядерной энергетической установкой был запланирован на 1966 год. Однако за несколько лет до этого все проекты с литерой «М» были свернуты. Сначала ОКБ-23 привлекли к работам по другой тематике, а позже его реорганизовали. Согласно некоторым источникам, инженеры этой организации не успели даже развернуть полноценное проектирование бомбардировщика М-30.

Ту-95ЛАЛ

Одновременно с ОКБ-23 над своим проектом работали конструкторы фирмы Туполева. Их задание было немного более простым: доработать имеющийся Ту-95 для использования с ядерной энергоустановкой. До конца 55-го года инженеры занимались проработкой различных вопросов, касавшихся конструкции самолета, специфической силовой установки и т.п. Примерно в это же время советские разведчики, работавшие в США, начали присылать первые сведения относительно аналогичных американских проектов. Советским ученым стало известно о первых полетах американской летающей лаборатории с ядерным реактором на борту. При этом имеющиеся сведения были далеко не полными. Поэтому нашим инженерам пришлось провести мозговой штурм, по результатам которого они пришли к выводу о простой «вывозке» реактора, без использования его в качестве источника энергии. Собственно говоря, так и было в действительности. Кроме того, целью пробных полетов наши ученые посчитали измерение различных параметров, прямо или косвенно связанных с влиянием радиации на конструкцию самолета и его экипаж. Вскоре после этого Туполев и Курчатов договорились о проведении подобных испытаний.

Ту-95 ЛАЛ, на фото виден выпуклый фонарь над реактором

Разработка летающей лаборатории на базе Ту-95 велась интересным способом. Конструкторы ОКБ-156 и ученые-атомщики регулярно устраивали семинары, в ходе которых последние рассказывали первым обо всех нюансах атомных энергоустановок, об их защите и особенностях конструирования. Таким образом, инженеры-авиастроители получали всю необходимую информацию, без которой не смогли бы сделать атомолет. По воспоминаниям участников тех мероприятий, одним из самых запоминающихся моментов стало обсуждение защиты реакторов. Как говорили атомщики, готовый реактор со всем системами защиты имеет размер небольшого дома. Отдел компоновки конструкторского бюро заинтересовался этой проблемой и вскоре разработал новую схему реактора, при которой все агрегаты имели приемлемые размеры и одновременно с этим обеспечивался должный уровень защиты. С аннотацией в стиле «на самолетах дома не возят» эта схема была продемонстрирована ученым-физикам. Новый вариант компоновки реактора был тщательно проверен, одобрен ядерщиками и принят в качестве основы для энергоустановки для новой летающей лаборатории.

Главной целью проекта Ту-95ЛАЛ (летающая атомная лаборатория) была проверка уровня защиты бортового реактора и отработка всех нюансов конструкции, связанных с ней. Уже на стадии проектирования был применен интересный подход. В отличие от коллектива Мясищева, туполевцы решили защищать экипаж только с наиболее опасных направлений. Основные элементы радиационной защиты разместили за кабиной, а остальные направления прикрывались менее серьезными пакетами различных материалов. Кроме того, получила дальнейшее развитие идея компактной защиты реактора, которая с некоторыми изменениями вошла в проект Ту-95ЛАЛ. На первой летающей лаборатории планировалось опробовать примененные идеи защиты агрегатов и экипажа, а полученные данные использовать для дальнейшего развития проекта и, если понадобится, изменения конструкции.

К 1958 году был построен первый пробный реактор, предназначенный для испытаний. Его поместили в габаритный имитатор фюзеляжа самолета Ту-95. Вскоре испытательный стенд вместе с реактором отправили на полигон под Семипалатинском, где в 1959 году работы дошли до пробного запуска реактора. До конца года его вывели на расчетную мощность, а также доработали системы защиты и управления. Одновременно с испытаниями первого реактора шла сборка второго, предназначенного для летающей лаборатории, а также переделка серийного бомбардировщика для использования в эксперименте.

Серийный Ту-95М №7800408 при переоборудовании в летающую лабораторию лишился всего вооружения, в том числе и связанной с ним аппаратурой. Сразу за кабиной пилотов установили пятисантиметровую свинцовую плиту и пакет из полимерных материалов толщиной в 15 см. В носу, хвосте и средней части фюзеляжа, а также на крыльях были установлены датчики, следящие за уровнем радиации. В заднем грузоотсеке разместили экспериментальный реактор. Его защита в некоторой мере напоминала примененную в кабине, однако активная зона реактора помещалась внутри круглого защитного кожуха. Поскольку реактор использовался только в качестве источника излучения, пришлось оснастить его системой охлаждения. Дистиллированная вода циркулировала в непосредственной близости от ядерного топлива и охлаждала его. Далее тепло передавалось воде второго контура, который рассеивал полученную энергию при помощи радиатора. Последний обдувался набегающим потоком. Внешний кожух реактора в целом вписывался в обводы фюзеляжа бывшего бомбардировщика, однако сверху и по бокам в обшивке пришлось прорезать отверстия и прикрыть их обтекателями. Кроме того, на нижнюю поверхность фюзеляжа вывели заборное устройство радиатора.

В экспериментальных целях защитный кожух реактора был оснащен несколькими окнами, размещенными в разных его частях. Открытие и закрытие того или иного окна происходило по команде с пульта управления в кабине экипажа. При помощи этих окон можно было увеличить излучение в определенную сторону и замерить уровень его отражения от окружающей среды. Все сборочные работы завершились к началу 1961 года.

В мае 1961 года Ту-95ЛАЛ впервые поднялся в воздух. За следующие три месяца было выполнено 34 полета с «холодным» и работающим реактором. Все эксперименты и замеры доказали принципиальную возможность размещения ядерного реактора на борту самолета. В то же время, обнаружилось несколько проблем конструктивного характера, которые в дальнейшем планировалось исправить. И все же авария подобного атомолета, несмотря на все средства защиты, грозила серьезными экологическими последствиями. К счастью, все экспериментальные полеты Ту-95ЛАЛ прошли штатно и без неполадок.

Демонтаж реактора из самолета Ту-95 ЛАЛ

В августе 61-го с летающей лаборатории сняли реактор, а сам самолет поставили на стоянку аэродрома на полигоне. Несколько лет спустя Ту-95ЛАЛ без реактора перегнали в Иркутск, где он позже был списан и порезан на металлолом. Согласно некоторым источникам, причиной разделки самолета стали бюрократические дела времен Перестройки. В этот период летающую лабораторию Ту-95ЛАЛ якобы посчитали боевым самолетом и обошлись с ней в соответствии с международными договоренностями.

Проекты «119» и «120»

По результатам испытаний самолета Ту-95ЛАЛ ученые-атомщики доработали реактор для самолетов, а в конструкторском бюро Туполева начали работы по созданию нового атомолета. В отличие от предыдущего экспериментального самолета, новый предлагалось делать на основе пассажирского Ту-114 с фюзеляжем немного большего диаметра. Самолет Ту-119 предполагалось оснастить двумя керосиновыми турбовинтовыми двигателями НК-12М и двумя НК-14А, созданными на их базе. «Четырнадцатые» двигатели кроме стандартной камеры сгорания оснащались теплообменником для функционирования в режиме нагрева воздуха от реактора, по закрытой схеме. Компоновка Ту-119 в определенной мере напоминала размещение агрегатов на Ту-95ЛАЛ, однако на этот раз на самолете предусматривались трубопроводы для теплоносителя, соединявшие реактор и два двигателя.

Создание турбовинтовых двигателей с теплообменниками для передачи тепла от реакторов шло небыстро из-за постоянных задержек и проблем. Как результат, самолет Ту-119 так и не получил новые двигатели НК-14А. Планы на создание двух летающих лабораторий с двумя ядерными двигателями на каждой не были воплощены. Неудача с первыми экспериментальными самолетами «119» привела к срыву дальнейших планов, подразумевавших строительство самолета сразу с четырьмя НК-14А.

Закрытие проекта Ту-119 похоронило и все планы на проект «120». Этот высокоплан со стреловидным крылом должен был оснащаться четырьмя двигателями, а в фюзеляже нести противолодочное оборудование и вооружение. Такой противолодочный самолет, по расчетам, мог производить патрулирование в течение двух суток. Дальность и продолжительность полета фактически ограничивались лишь возможностями экипажа. Также в ходе проекта «120» прорабатывались возможности создания стратегического бомбардировщика наподобие Ту-95 или 3М, но с шестью двигателями и сверхзвукового ударного самолета с возможностью маловысотного полета. Ввиду проблем с двигателями НК-14А все эти проекты были закрыты.

Ядерный «Антей»

Несмотря на неудачное окончание проекта «119», военные не утратили желание получить сверхдальний противолодочный самолет с большой грузоподъемностью. В 1965 году за основу для него решили взять транспортный самолет Ан-22 «Антей». Внутри широкого фюзеляжа этого самолета можно было разместить и реактор, и целый набор вооружений, и рабочие места операторов вместе со специальной аппаратурой. В качестве двигателей для самолета АН-22ПЛО снова предложили НК-14А, работы по которым понемногу стали продвигаться вперед. По расчетам, продолжительность патрулирования такого самолета могла достигать 50 (пятидесяти!) часов. Взлет и посадка производились с использованием керосина, полет на крейсерской скорости – на выделяемом реактором тепле. Стоит отметить, 50 часов являлись лишь рекомендованной продолжительностью полета. На практике такой противолодочный самолет мог летать и больше, пока экипаж не потеряет способность к эффективной работе или пока не начнутся проблемы технического характера. 50 часов в этом случае являлись своеобразным гарантийным сроком, в течение которого Ан-22ПЛО не имел бы никаких проблем.

Сотрудники конструкторского бюро О.К. Антонова с умом распорядились внутренними объемами грузоотсека «Антея». Сразу за кабиной экипажа поместили отсек для целевого оборудования и его операторов, за ним предусмотрели бытовые помещения для отдыха, затем «вставили» отсек для спасательного катера на случай аварийной посадки на воду, а в задней части грузовой кабины поместили реактор с защитой. При этом почти не оставалось места для вооружения. Мины и торпеды предложили поместить в увеличенных обтекателях шасси. Однако после предварительных работ по компоновке вскрылась серьезная проблема: готовый самолет получался слишком тяжелым. Ядерные двигатели НК-14А мощностью в 8900 л.с. просто не могли обеспечить требуемые летные характеристики. Эту проблему решили путем изменения конструкции защиты реактора. После доработки ее масса ощутимо сократилась, но уровень защиты не только не пострадал, но даже немного вырос. В 1970 году Ан-22 №01-06 оснастили точечным источником излучения с защитой, выполненной в соответствии с поздними версиями проекта Ан-22ПЛО. В ходе десяти испытательных полетов выяснилось, что новый вариант защиты полностью себя оправдал, причем не только в весовом аспекте.

Полноценный реактор создавался под руководством А.П. Александрова. В отличие от предыдущих конструкций, новый авиационный реактор оснащался собственными системами управления, автоматической защитой и т.п. Для управления реакцией новый ядерный агрегат получил обновленную систему управления угольными стержнями. На случай экстренной ситуации предусмотрели специальный механизм, буквально выстреливавший эти стержни в активную зону реактора. Ядерную энергетическую установку смонтировали на самолете №01-07.

Программа испытаний под кодовым названием «Аист» началась в том же 1970 году. В ходе испытаний было проведено 23 полета, почти все прошли без нареканий. Единственная техническая проблема касалась разъема одного из блоков аппаратуры. Из-за отошедшего контакта в ходе одного из полетов не удалось включить реактор. Небольшой ремонт «в полевых условиях» позволил продолжить полноценные полеты. После 23-го полета испытания Ан-22 с работающим ядерным реактором на борту признали успешными, опытный самолет поставили на стоянку и продолжили изыскания и конструкторские работы по проекту Ан-22ПЛО. Однако и в этот раз недостатки конструкции и сложность ядерной силовой установки привели к закрытию проекта. Сверхдальний противолодочный самолет получался сверхдорогим и сверхсложным. В середине семидесятых проект Ан-22ПЛО был закрыт.

***

После прекращения работ по противолодочному варианту «Антея» в течение некоторого времени рассматривались другие варианты применения атомолетов. К примеру, всерьез предлагалось сделать на базе Ан-22 или подобной ему машины барражирующий носитель стратегических ракет. Со временем появились и предложения, касавшиеся повышения уровня безопасности. Основное заключалось в оборудовании реактора собственной системой спасения на основе парашютов. Таким образом, при аварии или серьезных повреждениях самолета его энергетическая установка могла самостоятельно совершать мягкую посадку. Району ее приземления не грозило заражение. Тем не менее, эти предложения не получили дальнейшего развития. Из-за былых неудач основной заказчик в лице министерства обороны охладел к атомолетам. Казавшиеся безграничными перспективы этого класса техники не устояли перед напором технических проблем и, как следствие, не привели к ожидавшемуся результату. В последние годы время от времени появляются сообщения о новых попытках создания самолетов с ядерной энергетической установкой, но и через полвека после полетов летающей лаборатории Ту-95ЛАЛ ни один самолет не летал с использованием энергии деления ядер урана.

По материалам сайтов:http://vfk1.narod.ru/http://testpilot.ru/http://airwar.ru/http://nkj.ru/http://laspace.ru/http://airbase.ru/

topwar.ru

Советские ядерные самолеты / Назад в СССР / Back in USSR

Во время холодной войны стороны бросили все силы на поиск надежного средства доставки «спецгруза». В конце 40-х чаша весов склонилась к бомбардировщикам. Следующее десятилетие стало «золотым веком» развития авиации. Огромное финансирование способствовало появлению самых фантастических летательных аппаратов, но самыми невероятными и по сей день кажутся проекты сверхзвуковых бомбардировщиков с атомными реактивными установками, разрабатывавшиеся в СССР.

М-60

Бомбардировщик М-60 должен был стать первым в СССР самолетом, работающим на атомном двигателе. Он создавался по адаптированным под атомный реактор чертежам его предшественника М-50. Разрабатываемый самолет должен был развивать скорость до 3200 км/ч, при весе свыше 250 тонн.

Особый двигатель

Турбореактивный двигатель с атомным реактором (ТРДА) создан на основе обычного турбореактивного двигателя (ТРД). Только в отличие от двигателя ТРД, тягу в атомном движке обеспечивает нагретый воздух, проходящий через реактор, а не выделяемые при сжигании керосина раскаленные газы.

Особенность конструкции

Глядя на макеты и эскизы всех атомных самолетов того времени, можно заметить одну важную деталь: в них отсутствует кабина для экипажа. Для защиты от радиационного излучения экипаж ядерного самолета располагался в герметичной свинцовой капсуле. А отсутствие визуального обзора заменили оптическим перископом, телевизионным и радиолокационными экранами.

Автономное управление

Осуществлять взлеты и посадки при помощи перископа – задача не из легких. Когда инженеры это осознали, появилась логичная мысль – сделать самолет беспилотным. Это решение также позволяло уменьшить вес бомбардировщика. Однако по стратегическим соображениям проект в ВВС не одобрили.

Атомный гидросамолет М-60

Вместе с тем, под индексом М-60М параллельно разрабатывался сверхзвуковой самолет с атомным двигателем, способный осуществлять посадку на воду. Такие гидросамолеты размещали в специальных самоходных доках на базах на побережье. В марте 1957 года проект был закрыт, так как самолеты на атомном двигателе излучали сильный радиационный фон в местах базирования и прилегающей акватории.

М-30

Отказ от проекта М-60 вовсе не означал прекращения работ в этом направлении. И уже в 1959 году авиаконструкторы принимаются за разработку нового реактивного самолета. На этот раз тягу его двигателей обеспечивает новая атомная силовая установка «закрытого» типа. К 1960 году предварительный проект М-30 был готов. Новый двигатель снижал радиоактивный выброс, и на новый самолет стало возможным установить кабину для экипажа. Считалось, что уже не позднее 1966 года М-30 поднимется в воздух.

Похороны ядерного самолета

Но в 1960 году Хрущев на совещании по перспективам развития стратегических систем оружия принял решение, за которое его до сих пор называют могильщиком авиации. После разобщенных и нерешительных докладов авиаконструкторов, им было предложено взять на себя часть заказов по ракетным темам. Все разработки самолетов на атомном двигателе были заморожены. По счастью или к сожалению, узнать каким был бы наш мир, если бы авиаконструкторы прошлого все-таки завершили свои начинания, теперь уже не представляется возможным.

back-in-ussr.com

М-60. Атомный самолёт В.М. Мясищева » Военное обозрение

В пятидесятые годы в СССР, в отличие от США, создание межконтинентального бомбардировщика с дальностью более 15 тыс. км воспринималось не просто как желательная, а исключительно как жизненно необходимая задача. В первую очередь это было вызвано преимуществом США в плане возможности атомной бомбардировки нашей территории. Действуя с десятков своих военно-воздушных баз, раскиданных по Европе, Ближнему и Дальнему Востоку, американские бомбардировщики, даже обладая дальностью в 5-10 тыс. км, могли достичь любой точки Советского Союза и вернуться обратно. Отечественные же бомбардировщики вынуждены были базироваться исключительно на территории нашей страны, и для подобного рейда на США им пришлось бы преодолеть порядка 20 тыс. км. Самолетов с подобной дальностью в Советском Союзе не существовало.

Исследование различных вариантов, предшествовавших созданию в ОКБ-23 сверхзвукового межконтинентального бомбардировщика М-50, выявили тот факт, что максимальная дальность полета таких машин с бомбовой нагрузкой в 3-5 т, даже в случае двух дозаправок топливом в полете, не будет превышать 14-15 тыс. км. Для решения стратегических задач дальность бомбардировщика должна была составлять, по мнению экспертов того времени, 22000-25000 км. В этом случае боевые машины могли поражать наиболее удаленные цели при свободном выборе маршрута. При сверхзвуковой скорости достижение такой дальности было возможно лишь при применении в авиации ядерного топлива. Решение о развертывании работ в этом направлении не заставило себя долго ждать.

В соответствии с майскими и сентябрьскими постановлениями правительства от 1955 года, Мясищеву предписывалось подготовить предварительный проект нового сверхзвукового бомбардировщика с двигателями А.М. Люльки специальной конструкции. К подобным изысканиям были привлечены и другие авиационные КБ. С.А. Лавочкин разрабатывал проект крылатой ракеты "Буря" с прямоточным ядерным двигателем, а А.Н. Туполев создавал летающую лабораторию для атомных исследований на основе бомбардировщика Ту-95, которую довели до стадии летных испытаний в 1961году.

Самолет ОКБ-23 получил наименование ПАС — перспективный атомный самолет. На предприятии открыли тему М-60 (ведущий конструктор Ю.Н. Труфанов) и организовали специальную группу "А" (начальник группы Г.Н. Перепелицкий) для создания ПАС и его дальнейших модификаций.

Сразу же проектанты столкнулись с множеством серьезнейших проблем. Возникающее мощное радиационное излучение вызывало потребность решения ряда абсолютно новых или еще мало изученных проблем. Опытом создания и эксплуатации атомных подводных лодок нельзя было воспользоваться по причине его отсутствия — первую советскую АПЛ К-3 "Ленинский комсомол" спустили на воду только в 1957 году.

Существовало множество специфических особенностей самолета с атомной силовой установкой (АСУ). Требовалось обеспечить защиту экипажа и отдельных блоков оборудования от излучения ядерного реактора, а также активация материалов, возникающая при облучении конструкции самолета нейтронным потоком. Остаточное ее излучение без применения особых мер, снижающих уровень радиоактивности, делало невозможным свободное его обслуживание в течение двух-трех месяцев после выключения двигателя. Требовалось дистанционное обслуживание планера и двигателя. Системы самолета должны были быть максимально надежными в эксплуатации, а конструктивное выполнение узлов и разъемов — простейшим, позволяющим при помощи манипуляторов быстро их заменять и проверять. Требовалось создать конструкционные материалы, сохраняющие работоспособность и коррозийную стойкость в этих условиях. Большая масса самолета при увеличенной посадочной скорости требовала принципиально новых решений вопросов посадки.

Сохранение постоянных массы и энерговооруженности "атомного" самолета, а также значительно меньшие лобовые тяги АСУ в сравнении с обычными ТРД не обеспечивали возможности набрать высоту полета в районе цели свыше 13000-14000 м. С другой стороны, дальность такого самолета определялась только временем и скоростью полета и, если машина с обычными ТРД при полете на максимальную дальность имеет только один оптимальный по высотам профиль полета, то у атомного самолета дальность не зависит от высоты. Эта особенность раскрывала новые тактические возможности для летательных аппаратов с АСУ, практическое осуществление которых зависело лишь от успешного создания систем навигации и самолетовождения на малых высотах.

К работам над проектом М-60 были привлечены, помимо авиационных предприятий, профилирующие НИИ Академии наук СССР и другие министерства и ведомства. В середине июля 1956 года ОКБ-23 закончило предварительный проект. Основные выводы, сформулированные в проекте, сводились к следующему. Особенностью самолета с АСУ является то, что дальность перестает играть решающую роль. Главными становятся высота и скорость, чей рост усложняется из-за меньшей лобовой тяги атомных двигателей по сравнению с обычными ТРД. Например, проект самолета М-50 имел суммарный относительный мидель фюзеляжа и мотогондолы 5,5% от площади крыла против 7,5-9% на самолете с атомной силовой установкой, что снижало аэродинамическое качество последнего с 5,8 до 4.

При одинаковой взлетной энерговооруженности высота в районе цели, для самолета с АСУ сравнительно с самолетом с ТРД, уменьшается до 4000 м. Для машины с атомными двигателями главнейшей характеристикой силовой установки является коэффициент лобовой тяги (тяга, отнесенная к площади миделя двигателя). Увеличение этого коэффициента позволяет либо уменьшить потребную тягу, а следовательно, и массу всей силовой установки, составляющей до 35-45% полетной массы самолета, либо увеличить высоту полета.

На основании анализа схем и параметров двигателя, выполненного совместно с ОКБ А.М. Люльки, ЦИАМ и ЛИП АН СССР, был выбран турбореактивный двигатель на ядерном топливе (ТРДА) "открытой" схемы, где в качестве теплоносителя и рабочего тела используется атмосферный воздух. Расчетные параметры ТРДА: крейсерская скорость, соответствующая М=2,0, взлетная тяга — 22500 кгс.

В результате проработок различных компоновок силовой установки на атомном самолете в ОКБ-23 был сделан вывод, что наиболее рациональным является размещение двигателей в хвостовой части машины, что облегчало защиту экипажа и повышало аэродинамическое качество. На М-60 масса кабины экипажа вместе с защитой достигала 30% полетной массы. Поэтому пришлось ограничиться двумя членами экипажа.

Для обслуживания атомных самолетов необходима была постройка специальной базы с развитыми подземными сооружениями, включающими пункт первичной обработки машины, стационарную манипуляторную операционную установку обслуживания двигателей, хранилище и другие специальные помещения. Подземные сооружения должны были обеспечивать защиту от воздушного нападения и препятствовать радиационному заражению обслуживающего персонала и окружающей местности.

Исследования большого числа моделей, проведенные в аэродинамических трубах, позволили рассмотреть ряд компоновок с различными воздухозаборниками. Необходимость защиты экипажа от облучения делало невозможным обеспечение визуального обзора из кабины, что накладывало специфические требования к оборудованию самолета. Ввиду этого система бортового оборудования самолета М-50, принятая за основу для проекта М-60, должна была быть доработана с учетом специфики атомного самолета. В целях упрощения и сокращения сроков отработки и доводки самолета, Мясищев считал необходимым на первом этапе испытаний заменить ядерный реактор на двигатель с обычной камерой сгорания, которая работала на привычном авиационном топливе.

Специалисты ОКБ составили предварительные требования к проекту сверхзвукового дальнего бомбардировщика с атомными двигателями ОКБ-165, которые предполагали доставку бомбовой нагрузки массой 18 т на дальность 25000 км со скоростью не менее 2000 км/ч. В заключении к предварительному проекту отмечалось: "Как показала предварительная проработка, наряду с большими трудностями создания силовой установки, оборудования и планера самолета возникают совершенно новые проблемы обеспечения наземной эксплуатации самолета и защиты экипажа, населения и местности в случае вынужденной посадки. Эти задачи в пред эскизном проекте нами пока еще не решены. В то же время, именно возможностью решения этих проблем и определяется, по нашему мнению, целесообразность создания в ближайшее время пилотируемого самолета с атомным двигателем". Специалисты ОКБ-23 оказались правы — весь этот комплекс проблем не позволяет реализовать самолет с АСУ и сегодня.

В марте 1957 года эскизный проект, глубоко проработанный и обоснованный, был готов. Предварительные требования в нем были подтверждены. Бомбардировщик М-60 предназначался для использования в качестве носителя крылатых ракет, имевших автономную систему наведения и дальность действия в 1500-3000 км. На самолете предусмотрели и возможность внутренней подвески авиабомб.

Однако нерешенными проблемами остались: создание АСУ, отработка вопросов её эксплуатации и обслуживания, характеристики потоков и спектров нейтронного гамма-излучения из реактора с учетом рассеяния и отражения от поверхности земли. Так же методы уменьшения облучения конструкции, защита экипажа (включая вопросы его спасения в аварийных случаях), влияние облучения на механические качества существующих конструкционных металлических и, особенно, неметаллических материалов. Создание новых материалов, работоспособных в этих условиях, вопросы эксплуатации самолета, связанные с созданием специальной базы и систем дистанционного обслуживания (манипуляторы, транспортеры и т.п.), создание нового аэронавигационного оборудования, обеспечивающего пилотирование при полном отсутствии визуального обзора, включая систему слепой посадки (без команд с земли), работающую при мощном облучении.

Поставив основные задачи, авторы констатировали: "После успешного решения указанных вопросов необходимо создание экспериментального самолета (на базе М-50) с установленным на нем атомным двигателем. На атомном самолете можно будет отработать и довести в условиях, близких к натурным, вопросы эксплуатации самолета и двигателя, проверить работоспособность систем оборудования и управления самолетом в воздухе и на земле, отработать атомный двигатель в летных условиях и проверить достаточность биологической защиты экипажа".

ОКБ-23 предложило для создания экспериментального самолета с ТРД использовать сверхзвуковой бомбардировщик М-50. Компоновочная проработка показала реальную возможность такого использования этого стратегического бомбардировщика.

Экспериментальный атомный двигатель, разрабатываемый на базе серийного ТРД АЛ-7, должен был устанавливаться в носовой части самолета. Летчик располагался в защищенной одноместной кабине, помещенной в хвостовой части фюзеляжа. На М-50 носовая часть, совместно с кабиной экипажа заменялась отсеком с атомным двигателем с лобовым воздухозаборником и соплом под фюзеляжем.

В 1956 году для создания АСУ было организовано специальное предприятие СКБ-500, которое занялось созданием силовой установки. В этом СКБ были рассмотрены два варианта атомных ТРД открытой схемы с равной тягой. В первом — вал турбокомпрессора был расположен вне реактора, этот вариант получил наименование — "коромысло". Во втором случае — вал турбокомпрессора проходил внутри по оси реактора, ему дали название — "соосный".

Более целесообразной была признана «соосная» схема двигателя из-за меньшего миделя, лучшей его компоновки на самолете и большей простоты конструкции.

Атомный реактор на тепловых нейтронах цилиндрической формы имел активную зону, ограниченную торцевыми и радиальными отражателями. Активная зона набиралась из керамических тепловыделяющих элементов, в которых имелись продольные каналы для прохода нагреваемого воздуха.

Запуск двигателя производился аэродромными средствами. Потребная мощность для запуска — 250 л.с. Отсутствие автономного запуска объяснялось тем, что взлет атомного самолета возможен только со специальных аэродромов, имеющих стационарное оборудование для его обслуживания, в связи, с чем нецелесообразно иметь на летательном аппарате дополнительные агрегаты.

Специфика самолета с АСУ потребовала новых подходов и к наземному обслуживанию. В эскизном проекте приводилась их схема. Одна из ее характерных особенностей — периодическая разборка самолета для изоляции хвостовых отсеков фюзеляжа с АСУ во время регламентных работ.

При эскизном проектировании самолета М-60, наряду с проработкой основного пилотируемого варианта, были частично проработаны варианты беспилотного самолета многоразового действия с ТРДА и сверхзвукового бомбардировщика малых высот.

Беспилотный вариант привлекал следующими преимуществами: отсутствие экипажа снижает массу защиты с 45-52 т до 2-3 т, что позволит увеличить его энерговооруженность и продолжительность полета, поднять потолок, улучшить взлетно-посадочные характеристики или, при сохранении летных данных на уровне пилотируемого варианта, значительно уменьшить размерность самолета. Отсутствие кабины экипажа улучшит аэродинамику, если применить, например, схему "летающее крыло", не требует решения ряда вопросов, связанных с защитой экипажа от облучения. В то же время этот вариант имел и существенные недостатки, которые специалисты ОКБ считали возможным в дальнейшем исправить. Усложняется управление самолетом, его наведение на цель и возвращение на аэродром, становится исключительно сложным обеспечить маневр, потребный в создавшейся конкретной воздушной обстановке, что может привести к большей поражаемости беспилотного летательного аппарата по сравнению с пилотируемым, усложняются взлет, посадка и аэродромное обслуживание.

Возможность получения для ПАС практически неограниченной дальности на любой высоте полета позволяла ставить вопрос и о создании дальнего сверхзвукового бомбардировщика малых высот. Основным преимуществом такого самолета является его малая уязвимость от средств ПВО противника.

В эскизном проекте была рассмотрена такая возможность. Основные выявленные при этом трудности касались прежде всего создания новой системы навигации и наведения самолета, надежной системы спасения экипажа и обеспечения необходимой прочности и жесткости конструкции, работающей при больших скоростных напорах.

Расчеты показали, что самолет малых высот будет иметь крейсерскую скорость 1500-1700 км/ч, рабочую высоту полета 500-1000 м, потолок-11000-12000 м, посадочную скорость 330-350 км/ч. В 1957 году, кроме поиска путей улучшения характеристик самолета М-60 с ТРД "открытого типа", прорабатывались варианты машин с двигателями других схем: атомно-химического двигателя, двигателей "соосной" схемы с открытым керамическим реактором, комбинированной схемы и "закрытой" схемы с промежуточными теплоносителями.

В результате исследований выбрали комбинированный ТРДА "открытой" схемы, работающий на взлете-посадке, на режиме ТРД, а в крейсерском полете как ПВРД. Пилотируемый самолет с таким двигателем мог выполнять функции разведчика и носителя самолета-снаряда. При этом его взлетная масса достигала 135-145 т, скорость — 4200-4800 км/ч, высота-21-23 км, время полета — 8-10ч.

В мае 1958 года появился отчет о проделанных работах в виде Дополнения к эскизному проекту, где отмечалось: "Быстрое развитие военной техники и средств ПВО ставит под сомнение возможность эффективного использования бомбардировщика с приведенными в эскизном проекте летными характеристиками V=2200-2500 км/ч, Н=12-14 км, учитывая, что возможными сроками создания такого самолета могут быть — 1962-1963 годы.

М-60 в варианте гидросамолета.

В результате проработок самолета и силовой установки была подтверждена возможность увеличения расчетной скорости до 3000-3200 км/ч и высоты полета до 18-20 км при дальности полета 25000-30000 км.

Самолет с такими летными характеристиками может найти боевое применение, как дальний стратегический разведчик и как носитель самолетов-снарядов, для поражения морских и отдельных сухопутных объектов противника. Атомный самолет может быть выполнен также в варианте перехватчика самолетов противника, при установке на нем мощных локационных средств обнаружения и подвески снарядов класса "воздух-воздух".

Дальнейшая успешная работа над керамическим реактором, над проблемой охлаждения агрегатов самолета и силовой установки, и создание жаропрочных конструкционных материалов, дадут возможность увеличить скорость до М=4,5 и высоту полета до 23-26 км.

Проект ПАС М-60 стал первой в СССР попыткой применить атомные двигатели на летательном аппарате. Эта проблема явилась настолько новой и сложной, что до сих пор окончательное решение ее как в целом, так и в отдельных частностях, нельзя даже спрогнозировать по времени.

size=1]Источники:Кудрявцев В. Атомный самолет: будущее в прошедшем времени // Авиация и время. 2004. №4. С. 16-20. Совенко А. М-50: избавление от иллюзий // Авиация и время. 2005. №1. С.16.Грек А. Верхом на реакторе: атомный самолет // Популярная механика. 2003. №5. С.28-32.Брук А., Смирнов С., Удалов К. Атомный самолет: утопия или реальность? // Крылья Родины. 2001. №11. С.6-8.Ригмант В. Краткий обзор по самолетам с ЯСУ // Крылья Родины. 2013. № 9-10. С. 79-80.

topwar.ru

Атомолёт: козырная карта холодной войны

В послевоенное время США и СССР одновременно начали разработку сверхсекретного проекта – самолёта на атомном двигателе. Новый атомолёт мог бы месяцами находиться в воздухе без дозаправки. Начинённый атомными бомбами, он становился идеальной машиной для убийства в случае мировой ядерной войны.

Борьба за расстояние

В послевоенное время мир захлестнула настоящая «атомомания». Атомной энергии находили всё новые и новые применения. Со дня на день ждали появления дешёвого электричества, автомобилей, поездов и прочего вида транспорта на атомной тяге. Существовал даже безумный проект ударить ядерными бомбами по полюсным ледовым шапкам, чтобы сделать климат планеты теплее.

Военная индустрия тоже возлагала большие надежды на атом. Изобретение атомной бомбы в корне меняло всю стратегию войны. Отныне можно было добиться победы, нанеся несколько точечных ударов по промышленным центрам противника. Оставалось дело за малым – добраться до них. Все важные стратегические объекты расположены далеко от границы в хорошо защищённом тылу, куда без дозаправки не мог долететь ни один бомбардировщик. И СССР, и США крайне нуждались в новом типе самолёта, способном преодолевать за раз десятки тысяч километров. Для осуществления этих задач был необходим совершенно новый тип двигателя. И здесь на помощь военным вновь пришёл атом.

​Прямоточный двигатель - Атомолёт: козырная карта холодной войны | Военно-исторический портал Warspot.ruПрямоточный двигатель

Атомный двигатель по принципу действия намного проще реактивного. В случае последнего авиационное топливо сжигается за счёт кислорода, что вызывает быстрое нагревание воздуха. Такой нагретый воздух расширяется, и возникает сила, толкающая самолёт вперёд. Реактивный двигатель помогает достигать огромной скорости, но он потребляет и большое количество топлива, которое самолёт просто не в состоянии перевозить. Это либо существенно ограничивает дальность полёта, либо делает машину тихоходной, а значит, лёгкой мишенью для противника. Но атомному двигателю не нужны тонны топлива. Процесс сгорания кислорода заменяет тепло, получаемое от реактора. Проще говоря, для полёта атомолёту нужен лишь воздух да работающий реактор. Он может находиться в воздухе любое количество времени – месяцы, годы, не теряя при этом скорости. Это не только позволило бы атаковать дальние цели противника, но и давало возможность постоянно патрулировать воздушные границы и предупреждать внезапные атаки. Миру стало ясно – страна, которая первой построит атомолёт, победит в холодной войне.

Безопасность vs вес

​Convair B-36 - Атомолёт: козырная карта холодной войны | Военно-исторический портал Warspot.ruConvair B-36

За основу для атомолёта были взяты самолёты с высокой грузоподъёмностью, рассчитанные на дальнюю авиацию. Американцы выбрали модель самого мощного межконтинентального бомбардировщика, когда-либо создававшегося в США – Convair B-36, или «Миротворца». Он преодолевал расстояние до 13 тысяч километров. В СССР за основу взяли бомбардировщик-ракетоносец ТУ-95 и сверхзвуковой стратегический самолёт M-50 . Планировалось, что атомолёт будет иметь дальность полёта не менее 25 тыс. км при скорости 3000−3200 км/ч и высоте полёта 18−20 км.

Оставалось только создать атомный двигатель. Но, несмотря на простой принцип работы реактора, техническое решение оказалось неожиданно сложным. Было разработано два альтернативных варианта, каждый со своим ключевым недостатком.

Наиболее простым был так называемый «прямоточный двигатель». Холодный воздух поступал с одного конца, проходил сквозь маленькие отверстия внутри реактора, сильно нагревался и производил толкающую силу на другом конце. Всё бы хорошо, если бы не радиоактивное загрязнение воздуха при его проходе через реактор. То есть, атомолёт на прямоточном двигателе, каким бы ни была его защита от радиации, оставлял бы позади себя клубы радиоактивного воздуха. Это подвергало опасности не только экипаж, но и любую местность, которая пролегала вдоль пути такой машины.

Второй вариант был более экологичным. Предлагалось расположить реактор отдельно от двигателя. Он производил бы огромное количество энергии, которая передавалась бы двигательной системе за счёт горячих жидких металлов. Таким образом, воздух не проходил бы непосредственно сквозь реактор, и это решило бы проблемы выброса в атмосферу радиоактивных веществ. Но для этого было необходимо некое вещество, стоящее между воздухом и реактором, которое передавало бы тепло и отфильтровывало загрязнение. Для этой задачи идеально подходил свинец, но он утяжелял реактор настолько, что его было практически невозможно поднять в воздух, не говоря уже о достижении с ним сверхзвуковой скорости.

Атомный беспилотник

​Схематический рисунок М-60 - Атомолёт: козырная карта холодной войны | Военно-исторический портал Warspot.ruСхематический рисунок М-60

Итак, проблемы безопасности экипажа и вес реактора стали ключевыми для разработчиков атомолётов. Но им нашли решение. Конструкционное бюро Мясищева, которому было поручено сделать стратегический бомбардировщик с ядерной силовой установкой, подготовил проект M-60, в котором экипаж планировалось разместить в герметичной многослойной (преимущественно свинцовой) капсуле, составлявшей 25% процентов от веса всего самолёта, то есть, порядка 60 тонн. Отсутствие визуального обзора планировалось компенсировать оптическим перископом, а также телевизионными и радиолокационными экранами.

Правда, вскоре стало ясно, что управлять 250-тонной машиной, оснащённой ядерным реактором, примкнув к окуляру перископа, было весьма опасной затеей. Поэтому команда Мясищева вначале оснастила самолёт автоматической системой вождения, которая обеспечивала взлёт, набор высоты, заход на цель, наведение, возвращение и посадку, а потом они и вовсе отказались от наличия экипажа, предложив первый в мире проект атомного беспилотника.

Но дрон с ядерным реактором слишком опередил своё время. В армии сочли беспилотник слишком опасной новинкой, уязвимой для противника. К тому же, такой бомбардировщик после одного полёта должен был «фонить» ещё пару месяцев, что делало невозможным его техническое обслуживание.

Чернобыль в небе

​Схематический рисунок М-30 - Атомолёт: козырная карта холодной войны | Военно-исторический портал Warspot.ruСхематический рисунок М-30

Следующий проект Мясищева, атомолёт М-30, предполагалось оснастить безопасным и компактным ядерным двигателем закрытого типа. Но его нужно было ещё создать. Разработку поручили конструкционному бюро Кузнецова. Главной проблемой был размер реактора. В отличие от атомных реакторов ледоколов и субмарин, которые не имеют ограничения по размеру и весу и потому огромны, реактор атомолёта должен был быть минимальным по своим габаритам. По словам эксперта и участника проекта Анатолия Трянова, лишний килограмм двигателя увеличивал вес всего самолёта на три и больше килограмм. Генеральный конструктор авиапрома СССР Андрей Туполев постоянно критиковал разработчиков: «Ваш реактор похож на огромный дом, так знайте же, что дома по воздуху не летают».

​Ту-95 ЛАЛ, на фото виден выпуклый фонарь над реактором - Атомолёт: козырная карта холодной войны | Военно-исторический портал Warspot.ruТу-95 ЛАЛ, на фото виден выпуклый фонарь над реактором

В бюро объявили настоящую войну каждому грамму лишнего веса реактора. Тому, кто решит эту проблему, обещали денежную премию. В итоге выход был найден. Ядерный реактор получился размером с небольшой шкаф. Даже сам Курчатов, отец атомной бомбы, при виде реактора не поверил в его подлинность: «Это не может быть реактор, вы показываете мне макет».

​Демонтаж реактора из самолёта Ту-95 ЛАЛ - Атомолёт: козырная карта холодной войны | Военно-исторический портал Warspot.ruДемонтаж реактора из самолёта Ту-95 ЛАЛ

Новинку вывезли на испытательный полигон в Семипалатинск. Но после ряда экспериментов выяснилось, что даже тот вариант реактора, который создатели считали наиболее безопасным, представляет большую опасность для атмосферы и окружающей среды из-за радиоактивных выбросов. К тому же, самолётам свойственно падать. А урана в реакторе атомолёта было не меньше, чем на чернобыльской АЭС. Сама мысль о том, что по небу летает ядерный реактор, который когда-то может упасть, была неприемлемой.

Роковой 60-й

​Хрущёв и Терешкова - Атомолёт: козырная карта холодной войны | Военно-исторический портал Warspot.ruХрущёв и Терешкова

Что в Америке, что в СССР проекты атомолётов были закрыты по одной и той же причине – внимание военных переключилось на более приоритетные разработки. В США это были первые атомные подлодки, в СССР на атомной авиации поставили крест ракетчики.

В 1960 году в Москве прошло особо важное совещание по перспективам развития стратегических систем оружия. На вопрос, сколько времени нужно, чтобы поднять в воздух стратегический бомбардировщик с ядерным припасом на борту, авиаконструкторы ответили: «сутки», а ракетчики ограничились минутами: «Нам бы только гироскопы раскрутить». К тому же ставилась под сомнение возможность атомолётов прорваться сквозь систему ПВО противника, в то время как баллистические ракеты не научились перехватывать и сегодня. У ракётчиков был ещё один козырь – они сумели убедить руководство, что стоят на пороге создания «абсолютного оружия», атомного спутника, который мог бы постоянно кружить вокруг земли с ядерным грузом, и по одному нажатию кнопки бросал бы его на нужную цель. Так перспектива «кнопочной войны», представленная Никите Хрущеву ракетчиками, поставила точку на советских атомолётах. По итогам совещания все перспективные проекты атомолётов были закрыты, а бюро Мясищева переквалифицировано на ракетно-космическую тематику.

Охотник за атомными подлодками

​Тяжёлый ракетный подводный крейсер стратегического назначения проекта 941 «Акула» - Атомолёт: козырная карта холодной войны | Военно-исторический портал Warspot.ruТяжёлый ракетный подводный крейсер стратегического назначения проекта 941 «Акула»

И всё-таки даже после рокового совещания у разработчиков атомолётов ещё теплилась надежда, что их трудам найдётся достойное применение. Проект был частично воскрешён с появлением в этом же году американских «поларисов» – двухступенчатых твёрдотопливных баллистических ракет, размещавшихся на атомных подводных лодках. Была высказана идея о создании атомолёта Ан-22ПЛО – охотника за подводными лодками, который мог бы неделями барражировать над местом, где лодки скрывались под водой, и в случае пуска ракеты – топить их. Но и на этот раз вмешалась политика. С конца 60-х годов в отношениях между СССР и США началась разрядка. Необходимость в «охотниках» отпала, тем более что против атомолётов выступал министр авиационной промышленности Пётр Дементьев, считавший этот проект слишком амбициозным. Судьба атомолётов в СССР была решена. Но идея создать самолёт, способный находиться в воздухе практически неограниченное время, осталась. В начале XXI века Америка заявила о начале работы над беспилотником, оснащённым ядерным двигателем. И несмотря на то, что проекту пока не дали ходу, кто знает, возможно, эра атомолётов уже не за горами.

warspot.ru

как отечественные атомолеты напрягали Пентагон

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.

Автор: Кирилл Яблочкин

Фото: gorod.tomsk.ru

tvzvezda.ru

Самолёт с атомным двигателем

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 оружия 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.

 

Источник:rnns.ru

 

scientifically.info