Самолеты на атомном ходу

12 ноября 1952 года совершил первый полет турбовинтовой стратегический бомбардировщик Ту-95. Эта грозная машина, несущая на борту ядерное оружие, до сих пор находится на вооружении. ОКБ Туполева выпустило 18 модификаций этого самолета. В 1956 году начались работы по созданию самолета, в котором в качестве силовой установки использовался бы ядерный реактор. В связи с этим на свет появилась летающая лаборатория Ту-95ЛАЛ, на которой отрабатывалась пионерная технология. Параллельно с советскими экспериментами аналогичной работой занимались и в США.
Ту-95ЛАЛ
Полеты на ядерном топливе были очень привлекательны. Использование практически неубываемого горючего позволило бы самолетам перемещаться в воздушном пространстве на любые расстояния сколь угодно долго. Наиболее актуально это было для дальних бомбардировщиков, которые длительное время должны находиться на боевом дежурстве, барражируя вблизи территории вероятного противника.
Данная идея вдохновила ЦК КПСС. В связи с чем 12 августа 1955 года вышло Постановление Совета Министров СССР, по которому к атомной авиационной тематике подключались некоторые предприятия авиационной промышленности. ОКБ Туполева, Лавочкина и Мясищева должны были заняться проектированием и постройкой летательных аппаратов с ядерными силовыми установками, а ОКБ Кузнецова и Люльки разработкой этих установок.
Спустя 7 месяцев после анализа представленных концепций «атомного самолета» работа над ним была поручена ОКБ Туполева. Предложение Туполева предполагало постройку черед два десятилетия — в 70−80 годы — полноценных боевых дозвуковых и сверхзвуковых самолетов различного назначения. На первом этапе намечалось создать наземный стенд для отработки самолетной ядерной силовой установки. Затем аналогичная установка должна была быть испытана на борту летающей лаборатории с целью отработки системы радиационной защиты экипажа.
Наземный стенд был готов уже в 1958 году. Он представлял собой среднюю часть фюзеляжа Ту-95, в которой размещался ядерный реактор. Этому предшествовал большой объем работы по созданию новых материалов, прежде в авиационной промышленности не применявшихся. Материалы были разработаны совместно со специалистами химической промышленности. И после проверки ядерщиками были признаны годными для использования в наземном стенде и летающей лаборатории.
Стенд был установлен на Семипалатинском полигоне. В первой половине 1959 года был запущен ядерный реактор, и начались испытания системы управления реактором, приборов контроля радиации, надежности защитных экранов.
После того, как на наземной установке были собраны и обработаны все необходимые экспериментальные данные, реактор был установлен на летающую лабораторию — Ту-95ЛАЛ, полученный за счет переоборудования серийного самолета.
Водо-водяной реактор, мощность которого неизвестна, располагался в средней части фюзеляжа. Вместе с защитной оболочкой он несколько выступал за габариты самолета, в связи с чем фюзеляж в этом месте пришлось разрезать и прикрыть металлическими обтекателями по бокам, сверху и снизу. Под реактором находился воздухозаборник, служивший для охлаждения водяного контура реактора.
В передаче энергии на двигатели реактор не участвовал. Его цель нахождения на борту состояла в исследовании надежности работы в полете и эффективности защитных экранов, предохранявших экипаж от облучения.
С мая по август 1961 года Ту-95ЛАЛ совершил 34 полета. Помимо пилотов в них участвовали руководитель экспериментов, оператор реактора и физики.
Проведенные летные испытания показали высокую эффективность системы радиационной защиты.
Предстояло использовать накопленный опыт при создании противолодочного самолета Ту-119, в котором энергия реактора уже подавалась бы на валы вращения винтов самолета. Принцип этой передачи состоит в том, что нагретый в ядерном реакторе рабочий газ выбрасывается на лопасти турбины, и она вращает вал. Правда, в Ту-119 предполагалась совместная работа маршевых двигателей и ядерной силовой установки.
Однако вскоре проект был закрыт. Произошло это из-за того, что Хрущев возлагал громадные надежды на баллистические ракеты и считал дальнюю авиацию малоэффективной. Было и еще одно соображение: в случае аварии «реактороносца» большая территория подвергалась бы радиоактивному заражению.
NB-36H
Американцы начали решать проблему «беспосадочного» самолета раньше. В начале 1946 года между командованием 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.
К решению проблемы они двигались короткими шагами. Для начала разместили в бомбовом отсеке В-29 капсулу с радием и отправили ее в полет, нашпиговав бомбардировщик датчиками радиации. Эти измерения позволили определить необходимый уровень защиты пилотов. Вырисовывалась громоздкая система, которую смог бы поднять в воздух только очень большой самолет.
Таковым в то время был бомбардировщик В-36, на котором устанавливались 6 поршневых двигателей и 4 турбореактивных. Собственно, и появившейся позже В-52 проигрывал своему более раннему собрату и по габаритам, и по бомбовой нагрузке — 32 тонны против 39 тонн.
Американские конструкторы двигались примерно тем же путем, что и советские. Они разместили в самолете, получившем название NB-36H, радиационную защиту и датчики. Установили в бомболюк реактор с воздушным охлаждением на 3МВт. И совершили с неработающим, а затем с включенным реактором 47 полетов — с 1955 по 1957 год.
Полеты проходили над пустынными районами Техаса и Нью-Мексико. При этом «реакторовоз» сопровождал самолет со взводом морских пехотинцев. В случае аварии они должны были десантироваться и взять место падения под охрану.
У американской программы все же было существенное отличие от советской. Существует два способа передачи энергии реактора на двигатель. Закрытый способ предполагает нагревание воздуха, поступающего на турбину, от теплообменника.
Американцы выбрали открытый способ, когда воздух нагревается в активной зоне реактора. Такой способ позволял существенно снизить вес установки и упростить ее конструкцию. Но при этом радиоактивная пыль попадает в окружающее пространство. В том числе и внутрь фюзеляжа. Поэтому кабину экипажа сделали не только с массивной радиационной защитой, но и полностью герметичной.
При этом сэкономили и на защите реактора, которая блокировала распространение нейтронов лишь в нескольких направлениях — на пути к кабине, электронным системам и бомбовому боекомплекту.
Это привело к необходимости защиты наземного персонала после приземления атомного самолета. Самолет с остановленным реактором буксировался на специальную площадку. Здесь силовая установка снималась с самолета и опускалась в глубокую шахту, где некоторое время выдерживалась для спада уровней излучения, а затем обслуживалась с применением дистанционных манипуляторов.
В 1958 году была готова ядерная энергетическая установка HTRE-3 мощностью 35 МВт. Она обеспечивала энергией два двигателя. Установка испытывалась на земле до 1960 год включительно. Чтобы обеспечивать ее нормальное функционирование в статическом положении, использовались мощные вентиляторы, имитировавшие поступающий в полете от воздухозаборника поток охлаждающего воздуха. Сведений о том, насколько HTRE-3 соответствовала требованиям ТЗ, не имеется. Но в любом случае американские конструкторы на пути создания атомолета продвинулись дальше своих советских коллег.
Однако до получения реальной боевой машины оставалось очень далеко. И 28 марта 1961 года президент Джон Кеннеди закрыл программу NEPA. С 1945 по 1961 год на нее было истрачено 7 млрд долларов. Деньги по тем временам очень серьезные. Сколько же было истрачено на советский проект атомолета — о том никому не ведомо. Поскольку во время работы над стратегическими проектами в Советском Союзе никто деньги не считал.
Свободная пресса