Vožnja z reaktorjem: kako je ZSSR razvila jedrsko letalo

Jedrska letala so bila dobra za vse, razen velikanskega sevanja.

Pojav atomske bombe je povzročil skušnjavo lastnikov tega čudežnega orožja, da bi zmagali v vojni z le nekaj natančnimi udarci v industrijska središča sovražnika. Edino, kar jih je ustavilo, je bilo to, da so bili ti centri praviloma v globokem in dobro branjenem zadku. Vse povojne sile so se osredotočile natančno na zanesljiva sredstva za dostavo "posebnega tovora". Izbira je bila majhna - balistične in križarilne rakete ter ultra dolgo strateško letalstvo. V poznih 40. letih se je ves svet nagnil k bombnikom: za razvoj letalstva na dolge razdalje so bila dodeljena tako velikanska sredstva, da je naslednje desetletje postalo "zlato" za razvoj letalstva. V kratkem času se je na svetu pojavilo veliko najbolj fantastičnih projektov in letal. Celo brezkrvna vojna Velike Britanije je bliskala veličastna strateška bombnika Valient in Vulcan. Toda najbolj neverjetni projekti so bili strateški nadzvočni bombniki z jedrskimi elektrarnami. Tudi po pol stoletja očarajo s svojim pogumom in norostjo.

Atomska sled

Leta 1952 v ZDA odleti legendarni B-52, leto kasneje - prvi nadzvočni taktični bombnik A-5 Vigilante in še trije - nadzvočni strateški XB-58 Hustler. Sovjetska zveza ni zaostajala: hkrati z B-52 se je v zrak dvignil strateški medcelinski bombnik Tu-95, 9. julija 1961 pa je ves svet šokiral velikanski nadzvočni bombnik M-50, prikazan na zračni paradi v Tušinu, ki je, ko je letel nad stojnicami, naredil tobogan in izginil v nebo. Malokdo je vedel, da je bil to zadnji polet super bombnika.

Dejstvo je, da polmer letenja konstruiranega primerka ni presegel 4000 km. In če je za ZDA, ki so ZSSR obdajale vojaške baze, to bilo dovolj, potem je za doseganje ameriškega ozemlja s sovjetskih letališč potreben doseg najmanj 16 tisoč km. Izračuni so pokazali, da tudi z dvema polnjenjem goriva doseg M-50 s „posebnim tovorom“, težak 5 ton, ne presega 14 tisoč km. Še več, takšen polet je za bombnik in tankerje potreboval celo jezero goriva (500 ton). Za premagovanje oddaljenih ciljev v ZDA in prosto izbiro poti leta za obhod območij zračne obrambe je bil potreben doseg 25 tisoč km. Zagotoviti ga bo v nadzvočnem letu le letalo z jedrskimi elektrarnami.

Tu-95

Podoben projekt se šele zdaj zdi divji. V zgodnjih petdesetih letih se mu ni zdelo nič bolj ekstravagantno kot postavljanje reaktorjev v podmornice: obe sta zagotavljali skoraj neomejen domet. Povsem običajna uredba Sveta ministrov ZSSR iz leta 1955 je bila oblikovalskemu uradu Tupoljeva naložena, naj na osnovi bombnika Tu-95 ustanovi leteči jedrski laboratorij, Miašččev konstrukcijski biro pa za izvedbo projekta nadzvočnega bombnika "s posebnimi motorji glavnega konstruktorja Arhipa Lyulka".

Posebni motorji

Po zasnovi je turbojetni motor z atomskim reaktorjem (TRDA) zelo podoben običajnemu turbojetričnemu motorju (TRD). Le, če v turbojetnem motorju potisk nastane zaradi vročih plinov, ki se širijo med zgorevanjem kerozina, se v turbojetnem motorju zrak segreva skozi reaktor.

Aktivna cona letalskega jedrskega reaktorja s toplotnimi nevtroni je bila izbrana iz keramičnih gorivnih elementov, v katerih so bili vzdolžni šesterokotni kanali za prehod segretega zraka. Ocenjeni potisk motorja, ki je bil v razvoju, naj bi bil 22, 5 tone. Upoštevani sta bili dve različici TRDA postavitve - „roker“, v katerem je gred kompresorja nameščen zunaj reaktorja, in „koaksialni“, kjer je gred potekal vzdolž osi reaktorja. V prvi različici je gred deloval v nežnem načinu, v drugi so bili potrebni posebni materiali visoke trdnosti. Toda koaksialna različica je zagotavljala manjše velikosti motorja. Zato so se hkrati razvile možnosti z obema pogonskim sistemom.

M-60 z motorji s koaksialnimi vezji

Prvo letalo v ZSSR z atomskim motorjem naj bi postalo bombnik M-60, razvit na osnovi obstoječega M-50. Ob izdelavi motorja s kompaktnim keramičnim reaktorjem naj bi letalo v razvoju imelo doseg leta vsaj 25 tisoč km s hitrostjo 3000–3200 km / h in višino leta približno 18–20 km. Masa vzleta super bombaša naj bi presegla 250 ton.

Leteči Černobil

Ob ogledu skic in modelov vseh jedrskih zrakoplovov Mjašičev takoj pade v oči pomanjkanje tradicionalne kabine posadke: pilotov ne more zaščititi pred sevanjem. Zato je bilo treba posadko jedrskega letala namestiti v zaprti večplastni kapsuli (v glavnem svincu), katere masa skupaj s sistemom življenjske podpore je znašala 25% mase letala - več kot 60 ton! Radioaktivnost zunanjega zraka (ker je šel skozi reaktor) je izključevala možnost njegove uporabe za dihanje, zato je za povečanje kabine uporabljena mešanica kisik-dušik v razmerju 1: 1, dobljena v posebnih gasifikatorjih z izhlapevanjem tekočih plinov. Podobno kot sisteme proti sevanju, ki se uporabljajo v rezervoarjih, je bil v pilotski kabini vzdrževan presežni tlak, da se prepreči vstop atmosferskega zraka.

Pomanjkanje vizualnega pregleda bi morali nadomestiti z optičnim periskopom, televizijskimi in radarskimi zasloni.

Izmetni sistem je bil sestavljen iz sedeža in zaščitne posode, ki posadko ne ščiti pred nadzvočnim zračnim tokom, temveč tudi pred močnim sevanjem motorja. Zadnja stena je imela 5-centimetrski svinčeni premaz.

Jasno je, da je bilo skoraj nemogoče dvigniti v zrak, kaj šele, da bi posadil 250-tonski stroj in se oprijel okularja periskopa, zato je bil bombnik opremljen s popolnoma avtomatskim navigacijskim sistemom letala, ki je omogočal avtonomni vzlet, vzpon, približevanje in usmerjanje, vrnitev in pristanek . (Vse to v 50. letih - 30 let pred avtonomnim poletom Burana!)

Potem ko je postalo jasno, da bo letalo lahko rešilo skoraj vse težave sam, je bila logična ideja, da naredimo brezpilotno različico - samo tistih 60 ton lažje. Odsotnost zajetne pilotske kabine je zmanjšala tudi premer letala za 3 m in 4 m - dolžino, ki nam je omogočila ustvarjanje aerodinamično bolj izpopolnjen jadralni tip "leteče krilo". Vendar letalske sile niso našle projekta podpore: menilo je, da brezpilotno letalo ne more zagotoviti manevra, potrebnega v trenutnih specifičnih razmerah, kar vodi do večje škode na brezpilotnem vozilu.

Plažni bombnik

Zemeljski kompleks jedrskih letal je bil konstrukcija nič manj zapletena kot stroji sami. Zaradi močnega sevalnega ozadja so bila skoraj vsa dela avtomatizirana: točenje goriva, vzmetenje orožja, dostava posadke. Jedrski motorji so bili tik pred odhodom shranjeni v posebnem skladišču in nameščeni na letalo. Poleg tega je obsevanje materialov med letom z nevtronskim tokom povzročilo aktiviranje strukture zrakoplova. Preostalo sevanje je bilo tako močno, da je 23 mesecev po odstranitvi motorjev onemogočal prost dostop do stroja brez uporabe posebnih ukrepov. Za blato takšnih zrakoplovov v letališkem kompleksu so bila dodeljena posebna območja, sama zasnova strojev pa je predvidela hitro namestitev glavnih enot z uporabo manipulatorjev. Za ogromno maso atomskih bombnikov so bile potrebne posebne vzletno-pristajalne steze z debelino prevleke približno 0, 5 m. Jasno je bilo, da je takšen kompleks v primeru vojne izredno ranljiv.

Zato so pod indeksom M-60M hkrati razvili nadzvočno morsko letalo z jedrskim motorjem. Vsako bazalno območje takšnih zrakoplovov, zasnovanih za oskrbo 10-15 morskih letal, je zasedalo obalno območje 50-100 km, kar je zagotovilo zadostno stopnjo razpršitve. Baze bi se lahko nahajale ne le na jugu države. V ZSSR so bile izkušnje Švedske pri vzdrževanju vodnih območij brez vode vse leto 1959 temeljito proučene. S pomočjo preproste opreme za dovod zraka skozi cevi so Švedi uspeli zagotoviti kroženje toplih plasti vode z dna rezervoarjev. Sama oporišča naj bi bila zgrajena v močnih obalnih skalnih mas.

Možnost postavitve Seaplane M-60M

Atomsko letalo je bilo precej nenavadne postavitve. Dovodi zraka so bili odmaknjeni z vodne površine za 1, 4 m, kar je izključilo vdor vode vanje, ko so valovi znašali do 4 točke. Jeklene šobe spodnjih motorjev, ki so nameščene na višini 0, 4 m, so bile po potrebi napol blokirane s posebnimi polkni. Toda ustreznost blažilnikov je bila pod vprašajem: hidrološko letalo naj bi bilo na vodi le z vklopljenimi motorji. Z odstranjenimi reaktorji je bilo letalo zasnovano v posebni prikolici za lastni pogon. Za vzlet z vodne površine je bila uporabljena edinstvena kombinacija izvlečnih hidroforjev, sprednjih in spodnjih hidro-smuči. Podobna zasnova je zmanjšala površino preseka letala za 15% in zmanjšala njegovo maso. Gorsko letalo M-60M bi bilo lahko podobno kot kopenski sorodnik M-60 z bojno obremenitvijo 18 ton na nadmorski višini 15 km več kot en dan, kar je omogočilo reševanje glavnih nalog. Vendar je močno domnevno onesnaževanje domačih območij marca 1957 projekt zaprl.

Letalo M-60M

Po stopinjah podmornic

Zaključek projekta M-60 sploh ni pomenil prenehanja dela na jedrskih temah. Križ je bil postavljen le na atomsko elektrarno z „odprtim“ krogom - ko je atmosferski zrak prešel neposredno skozi reaktor in bil izpostavljen močnim sevanjem. Treba je opozoriti, da se je projekt M-60 začel razvijati, ko sploh ni bilo izkušenj z ustvarjanjem jedrskih podmornic. Prva jedrska podmornica K-3 "Leninsky Komsomol" je bila predstavljena leta 1957, le leto po prenehanju dela na M-60. Reaktor K-3 je deloval po "zaprti" shemi. V reaktorju je bila segreta hladilna tekočina, ki je nato vodo pretvorila v paro. Zaradi dejstva, da je bila hladilna tekočina nenehno v zaprtem izoliranem krogu, onesnaženje okolja ni prišlo. Uspeh take sheme v mornarici je okrepil delo na tem področju in v letalstvu. Uredba vlade iz leta 1959 Miaishchev Design Bureau je pooblaščena za razvoj novega visokoletečega letala M-30 z jedrsko elektrarno "zaprtega" tipa. Letalo je bilo namenjeno izvajanju bombnih in vodenih raketnih napadov na posebej pomembne cilje majhne velikosti v Združenih državah Amerike in letalskih letalskih napadalnih formacij v oceanu.

Razvoj motorja za novo letalo je bil zaupan oblikovalskemu uradu Kuznetsov. Oblikovalci so se pri načrtovanju soočali z neprijetnim paradoksom - padcem potiska atomskega motorja s zmanjšanjem višine. (Pri navadnih letalih je bilo ravno obratno - potisk je padel s vzpenjanjem.) Začelo se je iskanje optimalne aerodinamične zasnove. Na koncu smo se odločili za shemo “raca” s spremenljivim krilcem in serijsko razporeditvijo motorjev. En reaktor po močnih zaprtih cevovodih naj bi dovajal tekočo hladilno tekočino (litij in natrij) do 6 zračnih reaktorjev NK-5. Predvidena je bila dodatna uporaba ogljikovodikovega goriva pri vzletu, doseganje križarske hitrosti in izvajanje manevrov na ciljnem območju. Sredi 60. leta je bil pripravljen idejni projekt M30. Zaradi veliko manjšega radioaktivnega ozadja novega pogonskega sistema je bila zaščita posadke močno olajšana, pilotska kabina pa je prejela zastekljeno svinčeno steklo in pleksi steklo v skupni debelini 11 cm. Za glavno oborožitev sta bila postavljena dva vodena projektila K-22. Po načrtih naj bi M-30 poletel najpozneje leta 1966.

Vojna s tipkami

Vendar se je leta 1960 zgodilo zgodovinsko srečanje o možnostih za razvoj strateških orožnih sistemov. Zaradi tega je Hruščov sprejel odločitve, za katere se še vedno imenuje grob kopač letalstva. V resnici Nikita Sergejevič s tem nima nič. Na sestanku so raketni lanserji pod vodstvom Koroleva govorili veliko bolj prepričljivo kot razočarani proizvajalci letal. Na vprašanje, koliko časa je potrebnega za pripravo odhoda strateškega bombnika z jedrskim strelivom na krovu, je letalo odgovorilo - 24 ur. Rokometaši so trajali nekaj minut: "Žiroskope bi morali vrteti le." Poleg tega niso potrebovali veliko kilometrov drage piste. Tudi premagovanje zračne obrambe z bombniki je povzročilo velike dvome, medtem ko se še vedno niso naučili, kako učinkovito prestreči balistične rakete. Končno sta vojsko in Hruščov prizadela perspektiva "vojna s tipkami" prihodnosti, ki jo barvno opisujejo raketarji. Rezultat srečanja - gradbeniki letal so bili povabljeni, da sprejmejo del naročil za raketne teme. Vsi projekti letal so bili prekinjeni. M-30 je bil zadnji letalski projekt Myasishchev. Oktobra je bil Myasishchev Design Bureau končno premeščen na temo rakete in ves svet je bil Myasishchev odstranjen z mesta vodje.

Bodite oblikovalci letal leta 1960 bolj prepričljivi, kako vedeti, kakšna letala so danes letela v nebo. In tako lahko le v "Popularni mehaniki" občudujemo drzne sanje in občudujemo nore ideje 60-ih.

Priporočena

Vožnja s kolesom pozimi: 5 preprostih pravil iz osebnih izkušenj
2019
Zakaj imajo živali spolne celice "v rezervi", rastline pa ne?
2019
Prilagodljiva optika: kako videti zvezde na nebu?
2019