A XX. Század 50-70-es éveiben szerzett tapasztalatok továbbra is hasznosak lesznek a XXI
Furcsának tűnhet, hogy a nukleáris energia, amely szilárdan gyökerezik a földben, a hidroszférában és még az űrben sem gyökeret vert a levegőben. Ez az eset áll fenn, amikor a látszólagos biztonsági megfontolások (bár nem csak azok) felülmúlják az atomerőművek (NPS) légi közlekedésbe történő bevezetésének nyilvánvaló műszaki és működési előnyeit.
Eközben az ilyen repülőgépekkel történt incidensek súlyos következményeinek valószínűsége, feltéve, hogy tökéletesek, aligha tekinthető magasabbnak az atomerőműveket használó űrrendszerekhez képest. És az objektivitás érdekében érdemes felidézni: az USA-A típusú Kosmos-954 szovjet mesterséges földi műhold balesetét, amely 1978-ban történt, töredékeinek Kanada területére esésével, amely 1978-ban történt, nem vezetett a tengeri űrfelderítési és célmegjelölési rendszer szűkítéséhez. (MKRT) "Legend", amelynek eleme az US-A (17F16-K) eszközök voltak.
Másrészt a légi közlekedési atomerőmű üzemi körülményei, amelyet úgy terveztek, hogy a gázturbinás motorban a levegőbe juttatott atomerőműben hőt termeljenek, tolóerőt hoznak létre, teljesen eltérnek a műholdas atomerőművekétől, amelyek termoelektromos generátorok. Ma két vázlatos diagramot javasoltak a légi közlekedés nukleáris vezérlőrendszerére - nyitott és zárt típusú. A nyitott típusú rendszer lehetővé teszi a sűrített levegő melegítését a kompresszor által közvetlenül a reaktorcsatornákban, majd azt a kifolyást a sugárfúvókán keresztül, a zárt típus pedig a levegő melegítését hőcserélő segítségével, amelynek zárt hurkában a hűtőfolyadék kering. A zárt áramkör lehet egy- vagy kétkörös, és az üzembiztonság biztosítása szempontjából a második opció tűnik a legelőnyösebbnek, mivel az első körrel ellátott reaktorblokk egy ütésálló védőburkolatba helyezhető. amelyek megakadályozzák a katasztrofális következményeket repülőgép -balesetek esetén.
A zárt típusú légiközlekedési nukleáris rendszerekben nyomás alatti vízreaktorok és gyors neutronreaktorok használhatók. Amikor egy kétkörös sémát valósítanak meg "gyors" reaktorral az NPS első körében, mind folyékony alkálifémeket (nátrium, lítium), mind inert gázt (hélium) használnak hűtőközegként, a másodikban pedig lúgot fémek (folyékony nátrium, eutektikus nátrium -olvadék stb.) kálium).
LÉGBEN - REAKTOR
Az atomenergia légi közlekedésben való felhasználásának ötletét 1942 -ben vetette fel a manhattani projekt egyik vezetője, Enrico Fermi. Érdeklődni kezdett az amerikai légierő parancsnoksága iránt, és 1946-ban az amerikaiak nekiláttak a NEPA (Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft) projektnek, amelynek célja, hogy meghatározza a korlátlan hatótávolságú bombázó és felderítő repülőgépek létrehozásának lehetőségeit.
Először is szükség volt a személyzet és a földi szolgálatot teljesítő személyek sugárzás elleni védelmével kapcsolatos kutatások elvégzésére, valamint a lehetséges balesetek valószínűségi-helyzetértékelésének megadására. A munka felgyorsítása érdekében az amerikai légierő 1951 -ben a NEPA projektet kibővítette az ANP (Aircraft Nuclear Propulsion) célprogramra. Ennek keretében a General Electric vállalat nyílt áramkört fejlesztett ki, a Pratt-Whitney vállalat pedig zárt YSU áramkört.
A jövő repülőgép-atomreaktorának tesztelésére (kizárólag fizikai indítás módjára) és a biológiai védelemre a Convair cég soros B-36H Peacemaker stratégiai bombázóját hat dugattyús és négy turboreaktív motorral tervezték. Ez nem egy nukleáris repülőgép volt, hanem csak egy repülő laboratórium, ahol a reaktort tesztelni kellett, de az NB -36H - Nuclear Bomber ("Atombomber") jelzéssel látták el. A pilótafülkét ólom- és gumi kapszulává alakították, további acél- és ólompajzzsal. A neutron -sugárzás elleni védelem érdekében vízzel töltött speciális paneleket helyeztek a törzsbe.
Az ORE Ridge National Laboratory által 1954 -ben létrehozott repülőgépreaktor prototípusa, az ARE (Aircraft Reactor Experiment) a világ első homogén atomreaktorává vált, amely 2,5 MW kapacitású olvadt só - nátrium -fluorid, cirkónium és urán -tetrafluorid - tüzelőanyagával.
Az ilyen típusú reaktorok előnye abban rejlik, hogy a baleset alapvetően lehetetlen a mag megsemmisülésével, és maga az üzemanyag-sókeverék, zárt típusú repülőgép-NSU esetén, elsődleges hűtőfolyadékként működne. Ha olvadt sót használnak hűtőfolyadékként, annál magasabb, például folyékony nátriummal összehasonlítva, az olvadt só hőkapacitása lehetővé teszi a kisméretű keringető szivattyúk használatát, és előnyös a fémek fogyasztásának csökkenése. a reaktor egészének kialakítása, és az alacsony hővezető képességnek biztosítania kellett volna a nukleáris repülőgép motorjának stabilitását a hirtelen hőmérséklet -ugrásokkal szemben.
Az ARE reaktor alapján az amerikaiak kifejlesztettek egy YSU HTRE (Heat Transfer Reactor Experiment) kísérleti repülést. Minden további nélkül a General Dynamics a soros J47-es turboreaktív hajtóművön alapuló X-39 típusú repülőgép nukleáris motorját tervezte meg a B-36 és B-47 „Stratojet” stratégiai bombázókhoz-az égéstér helyett a reaktor magját helyezték el.
A Convair az X-39-et az X-6-hoz akarta szállítani-prototípusa talán a B-58 Hustler szuperszonikus stratégiai bombázó lenne, amely 1956-ban indította első repülését. Ezenkívül figyelembe vették ugyanazon YB-60 társaság tapasztalt szubszonikus bombázójának atomverzióját is. Az amerikaiak azonban felhagytak a nyitott körű repülés nukleáris vezérlőrendszerével, tekintve, hogy az X-39 reaktor magjának légcsatornáinak falának eróziója ahhoz vezet, hogy a repülőgép radioaktív nyomot hagy maga után, szennyezve a környezetet.
A siker reményét a Pratt-Whitney cég sugárzásbiztosabb zárt típusú atomerőműve ígérte, amelynek létrehozásában a General Dynamics is részt vett. Ezekhez a hajtóművekhez a "Convair" cég megkezdte az NX-2 kísérleti repülőgépek építését. Az ilyen típusú atomerőművekkel rendelkező nukleáris bombázók turboreaktív és turbócsavaros verzióit is kidolgozták.
Azonban az Atlas interkontinentális ballisztikus rakéták 1959 -es elfogadása, amelyek képesek a Szovjetunióban célpontokat elérni az Egyesült Államok kontinentális részeiből, semlegesítette az ANP programot, különösen azért, mert atomi repülőgépek gyártási mintái alig jelentek volna meg 1970 előtt. Ennek eredményeképpen 1961 márciusában John F. Kennedy elnök személyes döntésével leállítottak minden munkát ezen a területen az Egyesült Államokban, és soha nem építették meg az igazi atomrepülőgépet.
Az NB-36H repülőlaboratórium bombakamrájában található ASTR (Aircraft Shield Test Reactor) repülőgépreaktor repülési mintája egy 1 MW-os gyors neutronreaktor volt, amely nem volt csatlakoztatva a motorokhoz, és urán-dioxiddal működtetett, és speciális légbeömlőnyílásokon átvitt légáram.1955 szeptemberétől 1957 márciusáig az NB-36H 47 repülést hajtott végre ASTR-vel New Mexico és Texas államok lakatlan területei felett, ezt követően az autót soha nem emelték az égbe.
Megjegyzendő, hogy az amerikai légierő foglalkozott a cirkálórakéták nukleáris motorjának problémájával is, vagy - ahogy azt az 1960 -as évekig szokás volt mondani - a lövedékes repülőgépek esetében. A Pluto projekt részeként a Livermore Laboratory két mintát készített a Tory nukleáris ramjet hajtóműből, amelyet a SLAM szuperszonikus cirkálórakétára terveztek felszerelni. A levegő "atomfűtésének" elve a reaktor magján áthaladva itt ugyanaz volt, mint a nyitott típusú nukleáris gázturbinás motoroknál, egyetlen különbséggel: a ramjet motorból hiányzik a kompresszor és a turbina. Az 1961-1964-ben a helyszínen sikeresen tesztelt torik az első és eddig az egyetlen valóban működő repülés (pontosabban rakéta és repülés) atomerőművek. De ezt a projektet is kilátástalanul zárták le a ballisztikus rakéták létrehozásában elért sikerek hátterében.
Fogj és előzz
Természetesen az atomenergia légi közlekedésben való felhasználásának ötlete, az amerikaiaktól függetlenül, a Szovjetunióban is kialakult. Valójában Nyugaton nem ok nélkül gyanították, hogy ilyen munkát végeznek a Szovjetunióban, de a róluk szóló tény első nyilvánosságra hozatalával zűrzavarba keveredtek. 1958. december 1 -jén az Aviation Week számolt be: A Szovjetunió stratégiai bombázót hoz létre nukleáris hajtóművekkel, ami jelentős izgalmat okozott Amerikában, sőt segített fenntartani az érdeklődést az ANP program iránt, amely már kezdett elhalványulni. A cikket kísérő rajzokon azonban a szerkesztő művész egészen pontosan ábrázolta a VM Myasishchev kísérleti tervezőiroda M-50-es repülőgépét, amelyet akkoriban fejlesztettek ki, teljesen "futurisztikus" megjelenéssel, és hagyományos turboreaktív motorokkal. Azt egyébként nem lehet tudni, hogy ezt a kiadványt követte-e "leszámolás" a Szovjetunió KGB-jében: az M-50-esen végzett munka a legszigorúbb titoktartás légkörében zajlott, a bombázó később repült az említést a nyugati sajtóban, 1959 októberében, és az autót csak 1961 júliusában mutatták be a nagyközönségnek a tušinói légi felvonuláson.
Ami a szovjet sajtót illeti, először az atomrepülőről mesélt a legáltalánosabban a "Technics - Youth" magazin 1955 -ben, a 8. számban: "Az atomenergiát egyre inkább használják az iparban, az energiában, a mezőgazdaságban és orvosság. De nincs messze az idő, amikor a repülésben használni fogják. A repülőterekről óriási gépek könnyen emelkednek a levegőbe. Az atomrepülőgépek szinte annyiszor tudnak repülni, amennyit csak akarnak, anélkül, hogy hónapokig a földre süllyednének, így több tucat megállás nélküli világkörüli járatot hajtanak végre szuperszonikus sebességgel. " A magazin utalva a jármű katonai céljaira (a polgári repülőgépeknek nem kell az égen lenniük, amíg tetszik), ennek ellenére hipotetikus sémát mutatott be egy nyílt típusú atomerőművel rendelkező teherszállító utasszállítóról..
A Myasishchevsky kollektíva azonban - és nem egyedül - valóban foglalkozott atomerőművekkel rendelkező repülőgépekkel. Bár a szovjet fizikusok a 40 -es évek vége óta tanulmányozzák létrehozásuk lehetőségét, a Szovjetunióban ez irányú gyakorlati munka jóval később kezdődött, mint az USA -ban, és a kezdetet a Miniszterek Tanácsa rendelete rakta le. A Szovjetunió 1955. augusztus 12-i 1561-868. Elmondása szerint az OKB-23 V. M. Myasishchev és az OKB-156 A. N. Tupolev, valamint az OKB-165 A. M. Lyulka és az OKB-276 N. D. Kuznetsov repülőgép-hajtóművek kaptak feladatot atomi stratégiai bombázók kifejlesztésére.
A repülőgép atomreaktorát I. V. Kurchatov és A. P. Aleksandrov akadémikusok felügyelete alatt tervezték. A cél ugyanaz volt, mint az amerikaiaké: olyan autót szerezni, amely az ország területéről felszállva képes lesz a világ bármely pontján (mindenekelőtt természetesen az USA -ban) célpontokat eltalálni.
A szovjet atomi légiközlekedési program sajátossága volt, hogy akkor is folytatódott, amikor a témát már elfelejtették az Egyesült Államokban.
A nukleáris vezérlőrendszer megalkotása során alaposan elemezték a nyitott és zárt áramköri diagramokat. Tehát a „B” kódot kapott nyílt típusú rendszer szerint a Lyulka Tervező Iroda kétféle atomi -turboreaktív motort fejlesztett ki -axiális, a turbokompresszor tengelyének gyűrűs reaktoron való áthaladásával és a „billenőkarokkal” - a tengelyen a reaktoron kívül, ívelt áramlási pályán. A Kuznyecov Tervező Iroda viszont a zárt "A" séma szerint dolgozott a motorokon.
A Myasishchev Design Iroda azonnal nekilátott a leglátványosabb, legnehezebb feladat megoldásához-atomfehér nagysebességű nehézbombázók tervezéséhez. Még ma is, ha az 50 -es évek végén készült jövőbeli autók diagramjait nézzük, mindenképpen láthatók a 21. század műszaki esztétikájának jellemzői! Ezek a "60", "60M" (nukleáris hidroplán), "62" repülőgépek projektjei a "B" rendszer lyulkovszki hajtóműveihez, valamint a "30" - már Kuznyecov hajtóművei alatt. A "30" bombázó várható jellemzői lenyűgözőek: maximális sebesség - 3600 km / h, utazási sebesség - 3000 km / h.
Az ügy azonban nem került a Myasishchev atomrepülőgép részletes tervezéséhez az OKB-23 önálló minőségben történő felszámolása és V. N. Chelomey rakétájába és OKB-52 űrbe való bevezetése miatt.
A programban való részvétel első szakaszában a Tupolev csapata egy repülő laboratóriumot hozott létre, amely az amerikai NB-36H-hoz hasonló, reaktorral a fedélzetén. A Tu-95LAL megnevezést kapta, a Tu-95M sorozatú, turbós hajtóműves nehéz stratégiai bombázó alapján. Reaktorunkat, akárcsak az amerikait, nem párosították a hordozó repülőgép motorjaival. Az alapvető különbség a szovjet repülőgépreaktor és az amerikai között az volt, hogy vízhűtéses volt, sokkal alacsonyabb teljesítményű (100 kW).
A háztartási reaktort a primer kör vize lehűtötte, ez pedig hőt adott a szekunder kör vizének, amelyet a levegőbeömlő levegő áramlása lehűtött. Így dolgoztuk ki az NK-14A Kuznetsov atomoturbina hajtómű sematikus diagramját.
A Tu-95LAL repülő nukleáris laboratórium 1961-1962-ben üzem közben és "hideg" állapotban is 36-szor emelte a levegőbe a reaktort, hogy tanulmányozza a biológiai védelmi rendszer hatékonyságát és a sugárzás repülőgéprendszerekre gyakorolt hatását.. A teszteredmények szerint P. V. Dementjev, az Állami Repüléstechnikai Bizottság elnöke azonban megjegyezte az ország vezetőségének 1962. februárjában írt levelében: az YSU -t az OKB -301 SA Lavochkin -ban fejlesztették ki. - K. Ch.), mivel az elvégzett kutatómunka nem elegendő a katonai felszerelések prototípusainak kifejlesztéséhez, ezt a munkát folytatni kell."
Az OKB-156 tervezési tartalékának fejlesztése során a Tupolev Tervező Iroda a Tu-95 bombázó alapján kifejlesztett egy kísérleti Tu-119 repülőgép projektjét, NK-14A atomoturbán hajtóművekkel. Mivel a rendkívül nagy hatótávolságú bombázó létrehozásának feladata a Szovjetunióban interkontinentális ballisztikus rakéták és tengeralapú ballisztikus rakéták (tengeralattjárókon) megjelenésével elvesztette kritikus jelentőségét, Tupolevék a Tu-119-et átmeneti modellnek tekintették. a nukleáris tengeralattjáró elleni nukleáris repülőgép létrehozásának módja a Tu-114 távolsági utasszállító repülőgépen, amely szintén "nőtt" a Tu-95-ből. Ez a cél teljesen megfelelt a szovjet vezetés azon aggodalmának, hogy az amerikaiak a hatvanas években a tengeralattjáró nukleáris rakétarendszert telepítették Polaris ICBM -ekkel, majd Poseidonnal.
Egy ilyen repülőgép projektjét azonban nem hajtották végre. Maradt a tervezési szakaszban, és a tervek szerint létrehozták a Tupolev szuperszonikus bombázócsaládot YSU-val Tu-120 kódnéven, amelyeket a tengeralattjárók atomlégi vadászához hasonlóan a 70-es években teszteltek …
Ennek ellenére a Kremlnek tetszett az ötlet, hogy a haditengerészeti légi közlekedésnek korlátlan repülési tartományú tengeralattjáró-ellenes repülőgépet adnak a NATO nukleáris tengeralattjáróinak leküzdésére az óceánok bármely régiójában. Ezenkívül a gépnek a lehető legtöbb tengeralattjáró -ellenes fegyvert - lőszereket, torpedókat, mélységi töltéseket (beleértve a nukleárisat) és szonárbóját - kellett szállítania. Ezért esett a választás egy nehéz, 60 tonnás teherbírású An-22 "Antey" katonai szállító repülőgépre-a világ legnagyobb, széles testű turbócsavaros repülőgépére. A jövőbeli An-22PLO repülőgépet a szabványos NK-12MA helyett négy NK-14A atom-hajtóműves hajtóművel akarták felszerelni.
Az ilyen láthatatlanok létrehozására szolgáló program egy szárnyas gép bármely flottájában az "Aist" kódnevet kapta, és az NK-14A reaktorát A. P. Aleksandrov akadémikus vezetésével fejlesztették ki. 1972-ben megkezdődtek a reaktor tesztelései az An-22 repülő laboratórium fedélzetén (összesen 23 járat), és levonták a következtetést annak biztonságáról normál üzemben. Súlyos baleset esetén pedig az volt a terv, hogy ejtőernyővel puha leszállással elválasztják a reaktor egységet és az elsődleges kört a lezuhanó repülőgéptől.
Általánosságban elmondható, hogy az "Aist" repülési reaktor az alkalmazási területén a nukleáris tudomány és technológia legtökéletesebb eredményévé vált.
Tekintettel arra, hogy az An-22 repülőgép alapján tervezték egy An-22R interkontinentális stratégiai légiközlekedési rakétarendszer létrehozását R-27 tengeralattjáró ballisztikus rakétával is, nyilvánvaló, hogy egy ilyen hordozó milyen hatalmas potenciált kaphat, ha áthelyezve az „atomi tolóerőre” »NK-14A motorokkal! És bár a dolgok nem jöttek mind az An-22PLO, mind az An-22R projekt megvalósításához, meg kell állapítani, hogy hazánk ennek ellenére megelőzte az Egyesült Államokat a repülés-atomerőmű létrehozása terén.
Kétségtelen, hogy ez a tapasztalat egzotikussága ellenére még mindig hasznos lehet, de a megvalósítás magasabb színvonalán.
A pilóta nélküli ultra-nagy hatótávolságú felderítő és csapásrepülőgép-rendszerek fejlesztése követheti az atomrendszerek rajtuk történő felhasználásának útját-ilyen feltételezések már külföldön is megfogalmazódnak.
A tudósok azt is megjósolták, hogy a század végére valószínűleg több millió utast szállítanak nukleáris meghajtású utasszállító repülőgépek. A nyilvános gazdasági előnyök mellett, amelyek a légi kerozin nukleáris üzemanyaggal történő cseréjéhez kapcsolódnak, a légi közlekedés hozzájárulásának meredek csökkenéséről beszélünk, amely az atomenergia -rendszerekre való áttéréssel megszünteti a légkör szén -dioxiddal való „gazdagítását”, a globális üvegházhatáshoz.
A szerző véleménye szerint a légi közlekedés nukleáris rendszerei tökéletesen illeszkednének a jövő kereskedelmi légiközlekedési-szállítási komplexumaihoz, amelyek szupernehéz teherszállító repülőgépeken alapulnak: például ugyanaz az óriási „légi komp”, az M-90, 400 tonnás teherbírással, javasolta a VM Myasishchev nevű kísérleti gépgyártó üzem tervezői.
Természetesen vannak problémák a közvéleménynek a nukleáris polgári repülés javára történő megváltoztatásával kapcsolatban. A nukleáris és terrorizmusellenes biztonságának biztosításával kapcsolatos súlyos kérdéseket is meg kell oldani (egyébként a szakértők megemlítik a hazai megoldást a reaktor ejtőernyős „kilövésével” vészhelyzet esetén). De a több mint fél évszázaddal ezelőtt megvert utat a járó fogja elsajátítani.
