Kodollidmašīna ir lidmašīna vai, vienkāršāk sakot, lidmašīna, kurai kā dzinējs ir uzstādīts kodolreaktors. Divdesmitā gadsimta vidū, miermīlīgā atoma straujās attīstības laikmetā, vienlaikus ar būvniecību PSRS un ASV sākās darbs pie kodollidmašīnu projektēšanas.
Prasības kodollidmašīnām PSRS
Ar kodolenerģiju darbināma gaisa kuģa konstrukcijai bija jāatrisina šādas problēmas, līdzīgas tām, kas rodas kodolmašīnu un kodoltanku konstrukcijā:
- Viegla un kompakta kodolreaktora klātbūtne, kas spēj pacelt lidmašīnu gaisā
- Apkalpes bioloģiskā aizsardzība
- Lidmašīnu lidojumu drošība
- Ar kodolenerģiju darbināma reaktīvo dzinēju projektēšana
Darbu pie kodollidmašīnu projektēšanas PSRS veica vairāki projektēšanas biroji - Tupolevs, Myasishchev un Antonovs. Pat ar Vienotā valsts eksāmena matemātikā 2017 profila līmeni nav pietiekami, lai salīdzinātu ar tā laika izstrādātāju prātiem, lai gan zinātne ir spērusi milzīgu soli uz priekšu.
Slavenākais padomju kodollidmašīnas projekts bija Tu-119, ko izstrādāja Tupolev OKB-156. Lidmašīna Tu-119 tika izstrādāta uz Tu-95M bāzes, un tai bija jākļūst par lidojošu laboratoriju dzinēju testēšanai ar kodolreaktoru. Darbs pie padomju kodolieroču lidmašīnas Tu-119 sākās tālajā 1955. gadā. 1958. gadā bija gatavs zemes stends, kā arī Tu-95 LAL lidmašīna ar kodolreaktoru kravas nodalījumā. Kopš 1959. gada Semipalatinskas izmēģinājumu poligonā tiek izmantots uz zemes novietots stends ar kodolreaktoru. Un Tu-95 LAL veica 34 testa lidojumus 1961. gadā. Ar kopējo lidmašīnas masu 110 tonnas, 39 no tām aizņēma pats kodolreaktors. Šādos testos tika pārbaudīta apkalpes bioloģiskās aizsardzības veiktspēja, kā arī kodolreaktora darbība jaunos apstākļos.
Mjaščeva projektēšanas birojs izstrādāja projektu kodollidmašīnai M50 A - virsskaņas bumbvedējam ar kodoldzinēju uz klāja. Bioloģiskās aizsardzības nolūkos lidmašīnas M50 A pilotus bija paredzēts ievietot slēgtā svina kapsulā, kas viena pati svēra 60 tonnas, un lidojumu bija paredzēts veikt tikai ar instrumentiem. Nākotnē bija plānots uzstādīt autonomu bezpilota vadību.
Lai izmantotu šo ar kodolenerģiju darbināmo lidmašīnu, būtu bijuši nepieciešami atsevišķi lidlauki, un rezultātā projekts tika apturēts. Tad Myasishchev Design Bureau ierosināja jaunu - M30 ar vairāk sarežģīts dizains Un paaugstināta aizsardzība apkalpe. Lidmašīnas samazinātais svars ļāva palielināt kravnesību par 25 tonnām. Pirmajam lidojumam bija jānotiek 1966. gadā, taču arī tas netika realizēts.
Pagājušā gadsimta sešdesmito gadu beigās un septiņdesmito gadu sākumā Antonova dizaina birojs strādāja pie projekta AN-22 PLO - īpaši liela attāluma zema augstuma pretzemūdeņu aizsardzības lidmašīnas. Šīs lidmašīnas īpatnība bija parastās degvielas izmantošana pacelšanās un nosēšanās laikā, kodolreaktors nodrošināja tikai pašu lidojumu, kas ilga līdz divām dienām, ar darbības rādiusu 27 500 kilometrus.
Plašāka sabiedrība par lidmašīnām, precīzāk sakot, spārnotajām raķetēm ar kodoldzinēju sāka runāt ne tik sen. Par to, ka tie pastāv, tiek izstrādāti un pārbaudīti, kļuva zināms pēc Krievijas Federācijas prezidenta attiecīga paziņojuma šī gada pavasarī.
Tikmēr pati ideja par atomelektrostacijas izvietošanu lidmašīnā nav jauna - šāda veida mašīnas tika izstrādātas un pat pārbaudītas PSRS, nedaudz vairāk nekā desmit gadus pēc Lielā Tēvijas kara beigām.
Pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados PSRS, atšķirībā no ASV, atomenerģijas vadīta bumbvedēja izveide tika uzskatīta ne tikai par vēlamu, bet par būtisku uzdevumu. Šāda attieksme veidojās armijas un militāri rūpnieciskā kompleksa augstākajā vadībā divu apstākļu apzināšanās rezultātā.
Tu-95LAL
Pirmkārt, Amerikas Savienoto Valstu milzīgās, nepārspējamās priekšrocības attiecībā uz pašu iespēju potenciālā ienaidnieka teritoriju bombardēt ar atomu. Darbojoties no desmitiem gaisa bāzu Eiropā, Tuvajos un Tālajos Austrumos, ASV lidmašīnas, pat ar lidojuma attālumu tikai 5-10 tūkstoši km, varēja sasniegt jebkuru PSRS punktu un atgriezties atpakaļ. Padomju bumbvedēji bija spiesti darboties no lidlaukiem savā teritorijā un līdzīgam reidam uz ASV bija jānobrauc 15-20 tūkstoši km. PSRS vispār nebija lidmašīnu ar tādu darbības rādiusu.
Pirmie padomju stratēģiskie bumbvedēji M-4 un Tu-95 varēja “aptvert” tikai pašus ASV ziemeļus un salīdzinoši nelielas abu krastu teritorijas. Bet pat šīs mašīnas 1957. gadā bija tikai 22. Un amerikāņu lidmašīnu skaits, kas spēj ietriekties PSRS, līdz tam laikam bija sasniedzis 1800! Turklāt tie bija pirmās klases bumbvedēji, kas nesa atomieročus B-52, B-36, B-47, un pāris gadus vēlāk tiem pievienojās virsskaņas B-58.
A. N. Tupolevs un I. F. Nezvals
Šo situāciju varēja labot tikai lidmašīna ar kodoldzinēju, kas spēj nodrošināt gandrīz neierobežotu laiku, lai transportlīdzeklis paliktu gaisā. Padomju atombumbvedēja izveides ietvaros 1957. gada beigās A. N. Tupoļeva projektēšanas birojs kopā ar citām organizācijām iesaistījās šīs grandiozās idejas īstenošanā. Viņam tika uzticēts izveidot īpašu lidojošo kodollaboratoriju (LAL).
Šī konkrētā tēma bija jārisina A. N. Tupoļeva Dizaina biroja filiālei mazajā Tomilino ciematā netālu no Maskavas. 1957. gadā par viņa priekšnieku 1957. gadā tika iecelts viens no vecākajiem ģenerāldizainera līdzgaitniekiem, topošais sociālistiskā darba varonis Džozefs Fomihs Nezvals.
Tomilinska filiāle
Kļuvis par filiāles vadītāju, Nezval sāka ar dizaina biroja stiprināšanu. Dizaineru grupa aptuveni četrdesmit cilvēku sastāvā pārcēlās uz Tomilino.
Līdz ar Nezvala iecelšanu Tomilino filiāles vadītāja amatā viņš būtībā kļuva par uzņēmuma direktoru un atbilstoši amatam nācās saskarties ne tikai ar projektēšanas biroju, bet arī ar ražošanu, piegādi, personālu, sadzīvi, celtniecību u.c. jautājumiem. Īsāk sakot, viņš saskārās ar daudzām problēmām, ar kurām viņam nekad iepriekš nebija nācies saskarties. Bet Nezvals ar to tika galā.
Atomu reaktors
LAL vidusdaļa
Kopā ar īpašu pētniecības institūtu Ņezvāls atgādināja, ka OKB tika uzticēts lidmašīnā uzstādīt mazjaudas reaktoru, lai pētītu tā ietekmi uz apkalpi un elektronisko aprīkojumu. Šajā posmā OKB uzdevums bija izstrādāt viskompaktāko izvietojumu uz speciālas platformas gan pašam objektam, gan visām tā normālai darbībai nepieciešamajām sistēmām.
Šo salikto platformu bija paredzēts pacelt fizelāžas iekšpusē caur īpašu lūku, izmantojot vinčas, un nostiprināt tur ar slēdzenēm. Periodiski bija jāpārbauda platforma ar reaktoru, un tāpēc tika prasīts, lai to varētu brīvi nolaist zemē.
Paceļamā platforma ar kodolreaktoru
Tomilino filiālei tika uzticēta arī stenda ražošanas realizācija un lidmašīnas pārveidošana platformas ar reaktoru uzstādīšanai. Konstrukcijai izmantojām rūpnīcā pieejamo Tu-95 fizelāžas vidusdaļu, kas pēc nepieciešamajām konstrukcijas modifikācijām un pastiprinājumiem tika uzstādīta uz speciāliem balstiem ar balstiem augstumā, kas atbilst stāvvietas stāvoklim. lidmašīna. Šī darba daļa dizaineriem bija pazīstama un nesagādāja nekādas grūtības.
Runājot par materiāliem, kas izmantoti aizsardzībai pret radioaktīvo starojumu, izrādījās daudz jauna un nezināma. Jo īpaši bioloģiskajai aizsardzībai tika izmantoti pilnīgi jauni materiāli, ar kuriem dizaineri iepriekš nebija nodarbojušies. Inženieriem bija jāstrādā ar tādām vielām kā polietilēns un cerezīns ar bora karbīda piedevu. Lai tos apstrādātu, bija nepieciešams izstrādāt pilnīgi jaunu tehnoloģiju.
Šo materiālu sastāvu un izgatavošanas recepti izstrādāja nozares nemetālu laboratorijas vadītājs A. S. Fainšteins kopā ar padomju ķīmiskās rūpniecības speciālistiem. Šie materiāli tika pārbaudīti īpašā institūtā un tika atzīti par piemērotiem izmantošanai gan uz stenda, gan lidmašīnām. Tie tika piegādāti mazu kubu veidā, kas bija jāsavieno viens ar otru lielos blokos, un pēc tam tika piešķirta vēlamā konfigurācija.
Pieslēgtas LAL fizelāžas daļas
Kad stends bija pilnībā pabeigts, to apskatīt ieradās speciālā institūta vadītāji. Detalizēti apskatījuši stendu, viņi bija pārsteigti par to, ar kādu kompaktumu tika izgatavota platforma ar reaktora uzstādīšanu un visu aprīkojumu.
1958. gadā stends tika pilnībā pabeigts un nogādāts vienā no austrumu lidlaukiem, kur jau bija atvēlēta vieta tā pastāvīgajai dzīvesvietai. Tā pirmā palaišana notika 1959. gadā. Iegūtie rezultāti izrādījās diezgan apmierinoši un ļāva veikt līdzīgu darbu par šo tēmu lidmašīnā.
Lidojuma testi
Līdz 1961. gada pavasarim "...lidmašīna stāvēja lidlaukā netālu no Maskavas," atcerējās viens no tās radītājiem, kodolzinātnieks Ņ.N. Ponomarevs-Stepnojs, "un A.N. Tupoļevs ieradās kopā ar ministru P.V. Dementjevu, lai viņu apskatītu. Sistēmu cilvēku aizsardzībai pret radiāciju Tupoļevs skaidroja: “...Vajag, lai nav ne mazākās spraugas, pretējā gadījumā pa to izplūst neitroni. “Nu ko?” – nesaprata ministrs. Un tad Tupolevs vienkāršā veidā paskaidroja: "Sala dienā jūs izejat uz lidlauku, un jūsu muša ir atvilkta - viss sasals!" Ministrs smējās - viņi saka, tagad ar neitroniem viss ir skaidrs ... "
LAL lidojumā
No 1961. gada maija līdz augustam Tu-95LAL veica 34 lidojumus. Lidmašīnu vadīja izmēģinājuma piloti M. M. Ņuhtikovs, E. A. Gorjunovs, M. A. Žila un citi, par lidmašīnu vadīja inženieris N. V. Laškevičs. Lidojuma testos piedalījās eksperimenta vadītājs kodolzinātnieks N. Ponomarevs-Stepnojs un operators V. Mordaševs.
Tu-95LAL testi parādīja izmantotās kodoliekārtas un pretradiācijas aizsardzības sistēmas augsto efektivitāti, bet tajā pašā laikā atklāja tās apjomīgumu, pārāk lielu svaru un nepieciešamību pēc turpmākiem uzlabojumiem. Un galvenās kodollidmašīnas briesmas tika atzītas par iespēju tai avarēt un piesārņot lielas telpas.
Turklāt ar kodolenerģiju darbināmas lidmašīnas izveides izmaksas tika lēstas 1 miljarda apmērā padomju rubļi, tāpēc augsto izmaksu dēļ finansējums darbu veikšanai tika atteikts.
Tu-95LAL testēšanas laikā iegūtie dati ļāva A. N. Tupoleva projektēšanas birojam kopā ar radniecīgām organizācijām izstrādāt apjomīgu divu desmitgažu programmu smago kaujas lidmašīnu ar atomelektrostacijām izstrādei. Taču šī projekta īstenošana līdz beigām tika novērsta aukstais karš un Padomju Savienības sabrukums.
M-60 stratēģiskā kodolbumbvedēja projekts
Sāksim ar to, ka 1950. g. PSRS, atšķirībā no ASV, atombumbvedēja izveide tika uztverta ne tikai kā vēlama, pat ļoti vēlama, bet gan kā vitāli nepieciešams uzdevums. Šāda attieksme veidojās armijas un militāri rūpnieciskā kompleksa augstākajā vadībā divu apstākļu apzināšanās rezultātā. Pirmkārt, Amerikas Savienoto Valstu milzīgās, nepārspējamās priekšrocības attiecībā uz pašu iespēju potenciālā ienaidnieka teritoriju bombardēt ar atomu. Darbojoties no desmitiem gaisa bāzu Eiropā, Tuvajos un Tālajos Austrumos, ASV lidmašīnas, pat ar lidojuma attālumu tikai 5-10 tūkstoši km, varēja sasniegt jebkuru PSRS punktu un atgriezties atpakaļ. Padomju bumbvedēji bija spiesti darboties no lidlaukiem savā teritorijā, un līdzīgam reidam ASV viņiem bija jānobrauc 15-20 tūkstoši km. PSRS vispār nebija lidmašīnu ar tādu darbības rādiusu. Pirmie padomju stratēģiskie bumbvedēji M-4 un Tu-95 varēja “aptvert” tikai pašus ASV ziemeļus un salīdzinoši nelielas abu krastu teritorijas. Bet pat šīs mašīnas 1957. gadā bija tikai 22. Un amerikāņu lidmašīnu skaits, kas spēj ietriekties PSRS, līdz tam laikam bija sasniedzis 1800! Turklāt tie bija pirmās klases bumbvedēji, kas nesa atomieročus B-52, B-36, B-47, un pāris gadus vēlāk tiem pievienojās virsskaņas B-58.
Tupoleva lidojošā laboratorija, kas tika uzbūvēta uz Tu-95 bāzes projekta “119” ietvaros, izrādījās praktiski vienīgā lidmašīna, uz kuras atomelektrostacijas ideja vismaz kaut kā tika realizēta metālā.
Otrkārt, uzdevums izveidot vajadzīgā lidojuma diapazona reaktīvo bumbvedēju ar parasto spēkstaciju 50. gados. šķita nepārvarami grūts. Turklāt virsskaņas, kuras nepieciešamību noteica straujā pretgaisa aizsardzības sistēmu attīstība. PSRS pirmā virsskaņas stratēģiskā pārvadātāja M-50 lidojumi parādīja, ka ar 3–5 tonnu kravu, pat ar divām degvielas uzpildīšanas reizēm gaisā, tā darbības rādiuss tik tikko var sasniegt 15 000 km. Taču neviens nevarēja atbildēt, kā uzpildīt degvielu virsskaņas ātrumā un, vēl jo vairāk, virs ienaidnieka teritorijas. Degvielas uzpildes nepieciešamība ievērojami samazināja kaujas misijas pabeigšanas iespējamību, un turklāt šāds lidojums bija nepieciešams milzīgs apjoms degviela - kopumā vairāk nekā 500 tonnas lidmašīnu uzpildei un degvielas uzpildei. Tas ir, tikai vienā lidojumā bumbvedēju pulks varētu patērēt vairāk nekā 10 tūkstošus tonnu petrolejas! Pat vienkārša šādu degvielas rezervju uzkrāšana kļuva par milzīgu problēmu, nemaz nerunājot par drošu uzglabāšanu un aizsardzību pret iespējamiem gaisa triecieniem.
Tajā pašā laikā valstī bija spēcīga zinātniskā un ražošanas bāze dažādu kodolenerģijas izmantošanas problēmu risināšanai. Tā cēlusies no PSRS Zinātņu akadēmijas laboratorijas Nr.2, kas organizēta I.V.Kurčatova vadībā pašā Lielā augstumā. Tēvijas karš- 1943. gada aprīlī. Sākumā kodolzinātnieku galvenais uzdevums bija izveidot urāna bumbu, bet pēc tam sākās aktīvi meklējumi pēc citām jauna veida enerģijas izmantošanas iespējām. 1947. gada martā - tikai gadu vēlāk nekā ASV - pirmo reizi PSRS valsts līmenī(Pirmā galvenā direkcija pie Ministru padomes Zinātniskās un tehniskās padomes sēdē) izvirzīja jautājumu par kodolreakciju siltuma izmantošanu elektrostacijās. Padome nolēma uzsākt sistemātiskus pētījumus šajā virzienā, lai izstrādātu zinātnisko bāzi elektroenerģijas ražošanai, izmantojot kodola skaldīšanu, kā arī kuģu, zemūdeņu un lidmašīnu piedziņu.
Darba zinātniskais vadītājs bija topošais akadēmiķis A.P. Aleksandrovs. Tika apsvērti vairāki kodolaviācijas spēkstaciju varianti: atvērts un slēgts cikls, kura pamatā ir reaktīvo dzinēju, turboreaktīvo un turbopropelleru dzinēji. Tika izstrādāti dažāda veida reaktori: ar gaisa un ar starpposma šķidrā metāla dzesēšanu, ar termiskajiem un ātrajiem neitroniem utt. Tika pētīti aviācijā izmantojamie dzesēšanas šķidrumi un metodes apkalpes un borta aprīkojuma aizsardzībai no radiācijas iedarbības. 1952. gada jūnijā Aleksandrovs ziņoja Kurčatovam: “...Mūsu zināšanas kodolreaktoru jomā ļauj izvirzīt jautājumu par kodoldzinēju radīšanu tuvākajos gados smagajām lidmašīnām...”.
Tomēr bija vajadzīgi vēl trīs gadi, līdz ideja virzījās uz priekšu. Šajā laikā pirmajiem M-4 un Tu-95 izdevās pacelties debesīs, un pirmais pasaulē sāka darboties Maskavas reģionā. atomelektrostacija, sākās pirmās padomju kodolzemūdenes celtniecība. Mūsu aģenti ASV sāka pārraidīt informāciju par vērienīgajiem darbiem, kas tur tiek veikti, lai izveidotu atombumbvedēju. Šie dati tika uztverti kā apstiprinājums solījumam par jauna veida enerģiju aviācijai. Visbeidzot 1955. gada 12. augustā tika izdots PSRS Ministru padomes lēmums Nr.1561-868, ar kuru vairākiem aviācijas nozares uzņēmumiem tika uzdots sākt darbu kodolenerģijas jautājumos. Konkrēti, A. N. Tupoļeva OKB-156, V. M. Mjaščeva OKB-23 un S. A. Lavočkina OKB-301 bija paredzēts projektēt un būvēt lidmašīnas ar atomelektrostacijām, bet N. D. Kuzņecova OKB-276 un Ļulkas OKB-165 A.M. šādu kontroles sistēmu izstrāde.
Vienkāršākais tehniskais uzdevums tika uzdots S.A.Lavočkina vadītajai OKB-301 - izstrādāt M.M.Bondarjuka OKB-670 konstruētu eksperimentālu spārnoto raķeti "375" ar kodolreaktīvo dzinēju. Parastās sadegšanas kameras vietu šajā dzinējā ieņēma reaktors, kas darbojās atklātā ciklā - gaiss plūda tieši caur serdi. Raķetes lidmašīnas korpusa konstrukcija balstījās uz starpkontinentālās spārnotās raķetes 350 ar parasto reaktīvo dzinēju attīstību. Neskatoties uz salīdzinošo vienkāršību, tēma “375” nesaņēma būtisku attīstību, un S. A. Lavočkina nāve 1960. gada jūnijā pilnībā pielika punktu šiem darbiem.
Kodolturboreaktīvais dzinējs ar “jūga” dizainu
Koaksiālās konstrukcijas kodolturboreaktīvais dzinējs
Viens no iespējamiem Myasishchev kodolūdens lidmašīnas izkārtojumiem
Atomu lidojošās laboratorijas projekts
pamatojoties uz M-50
M-30 stratēģiskā kodolbumbvedēja projekts
Mjaščeva komandai, kas tolaik bija aizņemta ar M-50 izveidi, tika pavēlēts pabeigt virsskaņas bumbvedēja sākotnējo projektu "ar īpašiem dzinējiem, ko izstrādājis galvenais dizainers A. M. Lyulka". OKB tēma saņēma indeksu “60”, un Yu.N. Trufanov tika iecelts par vadošo dizaineri. Tā kā lielākajā daļā vispārīgs izklāsts Problēmas risinājums tika uzskatīts, vienkārši aprīkojot M-50 ar kodoldzinējiem, kas darbojas atvērtā ciklā (vienkāršības labad), tika uzskatīts, ka M-60 kļūs par pirmo ar kodolenerģiju darbināmu lidmašīnu pasaulē. PSRS. Tomēr līdz 1956. gada vidum kļuva skaidrs, ka uzdoto uzdevumu nevar atrisināt tik vienkārši. Izrādījās, ka automašīnai ar jaunu vadības sistēmu ir vairākas specifiskas funkcijas, ar ko lidaparātu dizaineri nekad iepriekš nav saskārušies. Radušos problēmu novitāte bija tik liela, ka nevienam OKB un pat visā varenajā padomju aviācijas industrijā nebija ne jausmas, kā pieiet to risinājumam.
Pirmā problēma bija cilvēku pasargāšana no radioaktīvā starojuma. Kādai tai jābūt? Cik tam vajadzētu svērt? Kā nodrošināt necaurlaidīgā biezsienu kapsulā ieliktas ekipāžas normālu darbību, t.sk. redzamība no darba vietām un avārijas evakuācija? Otra problēma ir tradicionālo konstrukcijas materiālu īpašību strauja pasliktināšanās, ko izraisa spēcīgas radiācijas un siltuma plūsmas, kas izplūst no reaktora. Tāpēc ir nepieciešams radīt jaunus materiālus. Trešais – nepieciešamība pilnībā attīstīties jauna tehnoloģija kodollidmašīnu ekspluatācija un atbilstošu gaisa bāzu celtniecība ar daudzām pazemes būvēm. Galu galā izrādījās, ka pēc atvērtā cikla dzinēja apstāšanās vēl 2-3 mēnešus neviens cilvēks tam nevarēs tuvoties! Tas nozīmē, ka ir nepieciešama gaisa kuģa un dzinēja attālināta apkope uz zemes. Un, protams, ir arī drošības problēmas – visplašākajā nozīmē, īpaši šādas lidmašīnas avārijas gadījumā.
Šo un daudzu citu problēmu apzināšanās neatstāja akmeni no sākotnējās idejas izmantot lidmašīnas M-50 korpusu. Projektētāji koncentrējās uz jauna izkārtojuma atrašanu, kura ietvaros minētās problēmas šķita atrisināmas. Tajā pašā laikā par galveno kritēriju atomelektrostacijas atrašanās vietas izvēlei lidmašīnā tika uzskatīts tās maksimālais attālums no apkalpes. Saskaņā ar to tika izstrādāts M-60 sākotnējais dizains, kurā četri ar kodolenerģiju darbināmi turboreaktīvie dzinēji bija izvietoti aizmugurējā fizelāžā pa pāriem “divos stāvos”, veidojot vienu kodola nodalījumu. Lidmašīnai bija vidēja spārna konstrukcija ar plānu konsoles trapecveida spārnu un tādu pašu horizontālu asti, kas atradās spuras augšdaļā. Uz iekšējās stropes bija paredzēts novietot raķešu un bumbu ieročus. Lidmašīnas garumam bija jābūt aptuveni 66 m, pacelšanās svaram bija jāpārsniedz 250 tonnas, bet kreisēšanas lidojuma ātrums bija 3000 km/h 18 000-20 000 m augstumā.
Apkalpe bija jāievieto cietā kapsulā ar jaudīgu daudzslāņu aizsardzību, kas izgatavota no īpašiem materiāliem. Atmosfēras gaisa radioaktivitāte izslēdza iespēju to izmantot salona spiediena palielināšanai un elpošanai. Šiem nolūkiem bija nepieciešams izmantot skābekļa-slāpekļa maisījumu, kas iegūts īpašos gazifikatoros, uz kuģa iztvaicējot šķidrās gāzes. Vizuālās redzamības trūkumu nācās kompensēt ar periskopu, televīzijas un radaru ekrāniem, kā arī pilnībā automātiskas gaisa kuģu vadības sistēmas uzstādīšanu. Pēdējam bija jānodrošina visi lidojuma posmi, ieskaitot pacelšanos un nosēšanos, mērķa sasniegšanu utt. Tas loģiski noveda pie idejas par bezpilota stratēģisko bumbvedēju. Tomēr gaisa spēki uzstāja uz pilotējamo versiju kā uzticamāku un elastīgāku lietošanā.
Zemes reaktora izmēģinājumu stends
Bija paredzēts, ka M-60 kodolturboreaktīvo dzinēju pacelšanās vilce ir aptuveni 22 500 kgf. OKB A.M. Lyulka tos izstrādāja divās versijās: “koaksiālā” konstrukcija, kurā gredzenveida reaktors atradās aiz parastās sadegšanas kameras, un turbokompresora vārpsta izgāja cauri tai; un “jūga” shēmas - ar izliektu plūsmas ceļu un reaktoru, kas stiepjas ārpus šahtas. Myasishchevites mēģināja izmantot abu veidu dzinējus, katrā no tiem atrodot gan priekšrocības, gan trūkumus. Bet galvenais secinājums, kas tika ietverts M-60 provizoriskā projekta secinājumā, izklausījās šādi: “... līdztekus lielajām grūtībām izveidot lidmašīnas dzinēju, aprīkojumu un gaisa kuģa korpusu, rodas pilnīgi jaunas problēmas. darbības nodrošināšanā uz zemes un apkalpes, iedzīvotāju un teritorijas aizsardzībā avārijas nosēšanās gadījumā. Šīs problēmas... vēl nav atrisinātas. Tajā pašā laikā tieši spēja atrisināt šīs problēmas nosaka iespējamību izveidot pilotējamu lidaparātu ar kodoldzinēju. Patiesi pravietiski vārdi!
Lai šo problēmu risinājumu pārvērstu praktiskā plānā, V.M.Mjaščevs sāka izstrādāt projektu lidojošai laboratorijai, kuras pamatā ir M-50. kodoldzinējs atrastos priekšējā fizelāžā. Un, lai radikāli palielinātu kodollidmašīnu bāzu dzīvotspēju kara uzliesmojuma gadījumā, tika ierosināts vispār atteikties no betona skrejceļu izmantošanas, bet kodolbumbvedēju pārvērst par virsskaņas (!) M-60M lidojošu laivu. Šis projekts tika izstrādāts paralēli zemes versijai un ar to saglabāja būtisku nepārtrauktību. Protams, spārna un dzinēja gaisa ieplūdes atveres tika maksimāli paceltas virs ūdens. Pacelšanās un nosēšanās ierīces ietvēra priekšgala hidroslēpi, ventrāli ievelkamus zemūdens spārnus un rotējošus sānu stabilitātes pludiņus spārna galos.
Reaktora un starojuma sensoru novietošana uz Tu-95LAL
Dizaineri saskārās ar vissarežģītākajām problēmām, taču darbs virzījās uz priekšu, un šķita, ka visas grūtības var pārvarēt laika periodā, kas bija ievērojami mazāks nekā parasto lidmašīnu lidojumu diapazona palielināšana. 1958. gadā V.M.Mjaščevs pēc PSKP CK Prezidija norādījuma sagatavoja ziņojumu “Stratēģiskās aviācijas stāvoklis un iespējamās perspektīvas”, kurā nepārprotami norādīja: “...Saistībā ar būtisku kritiku M- 52K un M-56K projekti [parastās degvielas bumbvedēji , - autors] Aizsardzības ministrija, ņemot vērā šādu sistēmu nepietiekamo darbības spektru, mūsuprāt, būtu lietderīgi visu darbu koncentrēt uz stratēģiskajiem bumbvedējiem, lai izveidotu virsskaņas bumbvedējus. bumbvedēju sistēma ar kodoldzinējiem, nodrošinot nepieciešamos lidojumu diapazonus izlūkošanai un mērķtiecīgai bombardēšanai ar piekārtām lidmašīnām un raķetēm. kustīgi un nekustīgi mērķi."
Mjaščevam, pirmkārt, bija jauns projekts par stratēģisku raķešu nesošo bumbvedēju ar slēgta cikla atomelektrostaciju, kuru izstrādāja N.D. Kuzņecova projektēšanas birojs. Viņš plānoja izveidot šo automašīnu 7 gadu laikā. 1959. gadā tam tika izvēlēts "canard" aerodinamiskais dizains ar delta spārniem un ievērojami noslīpētu priekšējo spārnu. Lidmašīnas aizmugurē bija jāatrodas sešiem kodolenerģijas turboreaktīvajiem dzinējiem un jāapvieno vienā vai divās paketēs. Reaktors atradās fizelāžā. Kā dzesēšanas šķidrumu bija paredzēts izmantot šķidru metālu: litiju vai nātriju. Dzinēji varēja darboties arī ar petroleju. Slēgtais vadības sistēmas cikls ļāva nodrošināt kabīnes ventilāciju atmosfēras gaiss un ievērojami samazināt aizsardzības svaru. Ar aptuveni 170 tonnu pacelšanās masu tika pieņemts dzinēju ar siltummaiņiem svars 30 tonnas, reaktora un kabīnes aizsardzība – 38 tonnas, bet kravnesība – 25 tonnas. apmēram 46 m ar aptuveni 27 m spārnu platumu.
Pirmais M-30 lidojums tika plānots 1966. gadā, bet Mjaščeva OKB-23 pat nebija laika sākt detalizētu projektēšanu. Ar OKB-23 valdības dekrētu Mjaščevs bija iesaistīts V.N.Čelomeja projektētās daudzpakāpju ballistisko raķešu OKB-52 izstrādē, un 1960.gada rudenī tā tika likvidēta kā neatkarīga organizācija, kas kļuva par nozari Nr. šis OKB un pilnībā pārorientējies uz raķešu un kosmosa tēmām. Tādējādi OKB-23 pamatdarbi kodollidmašīnām netika pārvērsti reālos projektos.
Tu-95LAL. Priekšplānā ir konteiners ar starojuma sensoru
Atšķirībā no V.M.Mjaščeva komandas, kas mēģināja izveidot virsskaņas stratēģisku lidmašīnu, A.N.Tupoļeva OKB-156 sākotnēji tika dots reālāks uzdevums - izstrādāt zemskaņas bumbvedēju. Praksē šis uzdevums bija tieši tāds pats kā amerikāņu dizaineriem – aprīkot jau esošu transportlīdzekli ar reaktoru, šajā gadījumā ar Tu-95. Tomēr, pirms tupolēvieši pa kanālu paspēja aptvert gaidāmo darbu, 1955. gada decembrī Padomju izlūkdienests Bija ziņojumi par B-36 izmēģinājuma lidojumiem ar reaktoru uz klāja ASV. N.N.Ponomarevs-Stepnojs, tagad akadēmiķis un tajos gados vēl jauns Kurčatova institūta darbinieks, atceras: “...Kādu dienu Merkinam [vienam no Kurčatova tuvākajiem kolēģiem – autors] piezvanīja Kurčatovs un teica, ka viņš. informācija, ka Amerikā lidojusi lidmašīna ar reaktoru. Šobrīd viņš dodas uz teātri, taču līdz izrādes beigām viņam vajadzētu būt informācijai par šāda projekta iespējamību. Merkins mūs savāca. Tā bija prāta vētras sesija. Mēs nonācām pie secinājuma, ka šāds lidaparāts pastāv. Uz tā ir reaktors, bet tas lido ar parasto degvielu. Un gaisā ir pētījums par pašu starojuma plūsmas izkliedi, kas mūs tik ļoti satrauc. Bez šādas izpētes nav iespējams samontēt aizsardzību kodollidmašīnā. Merkins devās uz teātri, kur pastāstīja Kurčatovam par mūsu secinājumiem. Pēc tam Kurčatovs ieteica Tupoļevam veikt līdzīgus eksperimentus..."
1956. gada 28. martā tika izdota PSRS Ministru padomes rezolūcija, saskaņā ar kuru Tupoļeva konstruktoru birojs sāka projektēt lidojošo kodollaboratoriju (LAL) uz seriāla Tu-95 bāzes. Tiešie šo darbu dalībnieki V.M.Vuls un D.A.Antonovs par to laiku stāsta: “...Pirmkārt, saskaņā ar savu ierasto metodiku - vispirms visu skaidri saprast - A.N.Tupoļevs organizēja lekciju un semināru ciklu, kurā valsts vadošie kodolzinātnieki A. P. Aleksandrovs, A. I. Leipunskis, Ņ. N. Ponomarevs-Stepnojs, V. I. Merkins un citi stāstīja par atomu procesu fiziskajiem pamatiem, reaktoru konstrukciju, prasībām aizsardzībai un materiāliem, vadības sistēmu utt. Ļoti drīz šajos semināros sākās dzīvas diskusijas par to, kā apvienot kodoltehnoloģiju ar lidaparātu prasībām un ierobežojumiem. Šeit ir viens šādu diskusiju piemērs: kodolzinātnieki mums sākotnēji reaktora iekārtas apjomu raksturoja kā mazas mājas apjomu. Taču projektēšanas biroja projektētāji spēja krietni “samazināt” tā izmērus, īpaši aizsargkonstrukcijas, vienlaikus izpildot visas izvirzītās prasības LAL aizsardzības līmenim. Vienā no semināriem A.N.Tupoļevs atzīmēja, ka “...mājas netiek pārvadātas lidmašīnās” un parādīja mūsu izkārtojumu. Kodolzinātnieki bija pārsteigti – ar tik kompaktu risinājumu viņi saskārās pirmo reizi. Pēc rūpīgas analīzes tas tika kopīgi pieņemts LAL uz Tu-95.
Tu-95LAL. Apšuvumi un reaktora gaisa ieplūde
Šo tikšanos laikā tika formulēti galvenie LAL veidošanas mērķi, t.sk. pētot starojuma ietekmi uz gaisa kuģu sastāvdaļām un sistēmām, pārbaudot kompaktās pretradiācijas aizsardzības efektivitāti, eksperimentālos pētījumus par gamma un neitronu starojuma atstarošanu no gaisa dažādos lidojuma augstumos, apgūstot atomelektrostaciju darbību. Kompaktā aizsardzība kļuva par vienu no Tupoleva komandas “know-how”. Atšķirībā no OKB-23, kura konstrukcijās bija iekļauta apkalpes ievietošana kapsulā ar nemainīga biezuma sfērisku aizsardzību visos virzienos, OKB-156 dizaineri nolēma izmantot mainīga biezuma aizsardzību. Šajā gadījumā maksimālā aizsardzības pakāpe tika nodrošināta tikai no tiešā starojuma no reaktora, tas ir, no pilotu aizmugures. Tajā pašā laikā salona sānu un priekšpuses ekranējums ir jāsamazina līdz minimumam, jo ir nepieciešams absorbēt no apkārtējā gaisa atstarotā starojuma. Lai precīzi novērtētu atstarotā starojuma līmeni, galvenokārt tika veikts lidojuma eksperiments.
Iepriekšējai izpētei un pieredzes iegūšanai ar reaktoru bija paredzēts uzbūvēt uz zemes izvietotu izmēģinājumu stendu, kura projektēšanas darbi tika uzticēti Projektēšanas biroja Tomilinska filiālei I. F. Nezvala vadībā. Stends tika izveidots uz Tu-95 fizelāžas vidusdaļas bāzes, un reaktors tika uzstādīts uz speciālas platformas ar pacēlāju, un nepieciešamības gadījumā to varēja nolaist. Radiācijas aizsardzība stendā un pēc tam LAL tika ražota, izmantojot aviācijā pilnīgi jaunus materiālus, kuru ražošanai bija nepieciešamas jaunas tehnoloģijas.
Tu-95LAL. Reaktora demontāža.
Sērijveida stratēģiskais bumbvedējs Tu-95M Nr. 7800408 ar četriem NK-12M turbopropelleru dzinējiem ar jaudu 15 000 ZS tika pārveidots par lidojošu laboratoriju ar nosaukumu Tu-95LAL. Visi ieroči tika izņemti no lidmašīnas. Apkalpe un eksperimentētāji atradās priekšējā hermētiskā kabīnē, kurā atradās arī sensors, kas fiksēja caurejošo starojumu. Aiz kabīnes tika uzstādīts aizsargsiets no 5 cm svina plāksnes un kombinētiem materiāliem (polietilēns un cerezīns) ar kopējo biezumu aptuveni 20 cm.Otrs sensors tika uzstādīts bumbas nodalījumā, kur bija jānovieto kaujas slodze. atrodas nākotnē. Aiz tā, tuvāk lidmašīnas astei, atradās reaktors. Trešais sensors atradās transportlīdzekļa aizmugurējā salonā. Vēl divi sensori tika uzstādīti zem spārnu konsolēm pastāvīgos metāla apvalkos. Visi sensori bija pagriežami ap vertikālu asi, lai orientētos vēlamajā virzienā.
Pašu reaktoru ieskauj jaudīgs aizsargapvalks, kas arī sastāvēja no svina un kombinētiem materiāliem, un tam nebija nekādas saistības ar lidmašīnu dzinējiem – tas kalpoja tikai kā starojuma avots. Destilēts ūdens tajā tika izmantots kā neitronu moderators un tajā pašā laikā kā dzesēšanas šķidrums. Uzsildītais ūdens izdalīja siltumu starpposma siltummainī, kas bija daļa no slēgtas primārās ūdens cirkulācijas kontūras. Caur tā metāla sienām siltums tika nodots sekundārā kontūra ūdenim, kurā tas tika izkliedēts ūdens-gaisa radiatorā. Pēdējais lidojuma laikā tika izpūsts ar gaisa straumi caur lielu gaisa ieplūdes atveri zem fizelāžas. Reaktors nedaudz pārsniedza lidmašīnas fizelāžas kontūras un bija pārklāts ar metāla apvalkiem no augšas, apakšas un sāniem. Tā kā reaktora visaptverošā aizsardzība tika uzskatīta par diezgan efektīvu, tajā bija iekļauti logi, kurus varēja atvērt lidojuma laikā, lai veiktu eksperimentus ar atstaroto starojumu. Logi ļāva radīt starojuma starus dažādos virzienos. To atvēršana un aizvēršana tika kontrolēta no eksperimentētāju pults kabīnē.
Kodolpretzemūdenes lidmašīnas projekts uz Tu-114 bāzes
Tu-95LAL būvniecība un aprīkošana ar nepieciešamo aprīkojumu aizņēma 1959.-60. Līdz 1961. gada pavasarim "... lidmašīna atradās lidlaukā netālu no Maskavas," stāstu turpina N. N. Ponomarevs-Stepnojs, "un Tupoļevs nāca kopā ar ministru Dementjevu to apskatīt. Radiācijas aizsardzības sistēmu Tupoļevs skaidroja: “...Vajag, lai nav ne mazākās spraugas, citādi neitroni pa to izlīdīs.” "Un ko tad?" - ministrs nesaprata. Un tad Tupoļevs vienkāršā veidā paskaidroja: "Salainā dienā jūs izejat uz lidlauku, un jūsu muša ir atslēgta - viss sasals!" Ministrs smējās – sak, tagad ar neitroniem viss skaidrs...”
No 1961. gada maija līdz augustam ar Tu-95LAL tika veikti 34 lidojumi. Lidmašīnu vadīja izmēģinājuma piloti M.M. Ņuhtikovs, E.A. Gorjunovs, M.A. Žila un citi, automašīnas vadītājs bija inženieris Ņ.V.Laškevičs. Lidojuma testos piedalījās eksperimenta vadītājs kodolzinātnieks N. Ponomarevs-Stepnojs un operators V. Mordaševs. Lidojumi notika gan ar “auksto” reaktoru, gan ar strādājošu. Izpēti par radiācijas situāciju kabīnē un ārpusē veica fiziķi V. Madejevs un S. Koroļovs.
Tu-95LAL testi uzrādīja diezgan augstu izmantotās radiācijas aizsardzības sistēmas efektivitāti, bet tajā pašā laikā atklāja tās apjomīgumu, pārāk lielu svaru un nepieciešamību pēc turpmākiem uzlabojumiem. Un galvenās kodollidmašīnas briesmas tika atzītas par tās avārijas iespējamību un lielu telpu piesārņošanu ar kodolkomponentiem.
Tu-95LAL lidmašīnas tālākais liktenis ir līdzīgs daudzu citu Padomju Savienības lidmašīnu liktenim – tā tika iznīcināta. Pēc testu pabeigšanas tas ilgu laiku stāvēja vienā no lidlaukiem netālu no Semipalatinskas un 70. gadu sākumā. tika pārcelts uz Irkutskas Militārās aviācijas tehniskās skolas mācību lidlauku. Skolas priekšniekam ģenerālmajoram S.G.Kaļicovam, kurš iepriekš ilgus gadus bija dienējis tālsatiksmes aviācijā, bija sapnis izveidot tālsatiksmes aviācijas muzeju. Protams, degvielas elementi no reaktora aktīvās zonas jau ir izņemti. Gorbačova stratēģiskās bruņojuma samazināšanas periodā lidmašīna tika uzskatīta par kaujas vienību, tika izjaukta daļās un izmesta poligonā, no kuras tā pazuda metāllūžņos.
Programmā tika pieņemts, ka 1970. g. Sāksies ar kodolenerģiju darbināmu virsskaņas smago lidmašīnu sērijas izstrāde ar vienotu apzīmējumu “120” (Tu-120). Tika pieņemts, ka tie visi būs aprīkoti ar N. D. Kuzņecova projektēšanas biroja izstrādātiem slēgta cikla kodolturboreaktīvajiem dzinējiem. Pirmajam šajā sērijā bija jābūt tāla darbības rādiusa bumbvedējam, pēc mērķa līdzīgam Tu-22. Lidmašīna tika veikta saskaņā ar parasto aerodinamisko konfigurāciju, un tā bija augsta spārna lidmašīna ar izvilktiem spārniem un astes virsmām, velosipēda šasiju un reaktoru ar diviem dzinējiem aizmugurējā fizelāžā, maksimālajā attālumā no kabīnes. Otrs projekts bija zema augstuma uzbrukuma lidmašīna ar zemu piestiprinātu delta spārnu. Trešais bija liela attāluma stratēģiskā bumbvedēja projekts ar
Un tomēr Tupoļeva programmai, tāpat kā Mjaščeva projektiem, nebija lemts tikt pārvērstam īstos dizainos. Pat ja dažus gadus vēlāk arī PSRS valdība to slēdza. Iemesli kopumā bija tādi paši kā Amerikas Savienotajās Valstīs. Galvenais ir tas, ka atombumbvedējs izrādījās pārmērīgi sarežģīta un dārga ieroču sistēma. Jaunizveidotās starpkontinentālās ballistiskās raķetes atrisināja ienaidnieka pilnīgas iznīcināšanas problēmu daudz lētāk, ātrāk un, tā sakot, garantētāk. Un padomju valstij nepietika naudas - tajā laikā notika intensīva ICBM un kodolzemūdeņu flotes izvietošana, kurai tika iztērēti visi līdzekļi. Savu lomu spēlēja arī neatrisinātās kodollidmašīnu drošas ekspluatācijas problēmas. Politiskais uztraukums atstāja arī padomju vadību: līdz tam laikam amerikāņi jau bija samazinājuši darbu šajā jomā, un nebija neviena, ko panākt, un iet uz priekšu bija pārāk dārgi un bīstami.
Taču kodoljautājumu slēgšana Tupoļeva projektēšanas birojā nebūt nenozīmēja atteikšanos no atomelektrostacijas kā tādas. PSRS militāri politiskā vadība atteicās tikai izmantot kodollidmašīnu kā līdzekli masu iznīcināšanas ieroču nogādāšanai tieši uz mērķi. Šis uzdevums tika uzticēts ballistiskajām raķetēm, t.sk. pamatojoties uz zemūdenēm. Zemūdenes vairākus mēnešus varēja slepeni vērot pie Amerikas krastiem un jebkurā brīdī zibenīgi trāpīt no tuva attāluma. Protams, amerikāņi sāka veikt pasākumus, kuru mērķis bija apkarot padomju raķešu zemūdenes, un labākais līdzeklis Speciāli radītās uzbrukuma zemūdenes izvērtās par tādu cīņu. Atbildot uz to, padomju stratēģi nolēma organizēt šo slepeno un mobilo kuģu medības un pat apgabalos, kas atrodas tūkstošiem jūdžu attālumā no viņu dzimtajiem krastiem. Tika atzīts, ka ar šo uzdevumu visefektīvāk varētu tikt galā pietiekami liela pretzemūdeņu lidmašīna ar neierobežotu lidojuma diapazonu, ko spētu nodrošināt tikai kodolreaktors.
Kopumā mēs uzstādījām reaktoru uz platformas, ieripinājām to An-22 Nr.01-07 un septembra sākumā lidojām uz Semipalatinsku. Programmā no Antonova projektēšanas biroja piedalījās piloti V. Samovarovs un S. Gorbiks, vadošais dzinēju inženieris V. Vorotņikovs, zemes apkalpes vadītājs A. Eskins un es, speciālās instalācijas vadošais projektētājs. Kopā ar mums bija CIAM pārstāvis B.N.Omelins. Izmēģinājumu poligonam pievienojās militārie un kodolzinātnieki no Obņinskas, kopā bija ap 100 cilvēku. Grupu vadīja pulkvedis Gerasimovs. Pārbaudes programmu sauca "Stārķis", un mēs uz reaktora sāniem uzzīmējām nelielu šī putna siluetu. Īpašu ārējo marķējumu uz lidmašīnas nebija. Visi 23 lidojumi programmas Stork ietvaros noritējuši raiti, bija tikai viena avārija. Kādu dienu An-22 pacēlās trīs stundu lidojumam, taču nekavējoties nolaidās. Reaktors neieslēdzās. Iemesls izrādījās nekvalitatīvs spraudsavienotājs, kurā kontakts pastāvīgi tika bojāts. Mēs to izdomājām, ievietojām sērkociņu SR - viss strādāja. Tā viņi lidoja ar sērkociņu līdz programmas beigām.
Atvadoties, kā jau tādos gadījumos ierasts, sarīkojām nelielu mielastu. Tie bija savu darbu paveikušo vīriešu svētki. Mēs dzērām un runājām ar militārpersonām un fiziķiem. Priecājāmies, ka atgriežamies mājās pie ģimenēm. Taču fiziķi kļuva arvien drūmāki: lielāko daļu no viņiem pameta sievas: 15–20 gadu darbs kodolpētniecības jomā negatīvi ietekmēja viņu veselību. Bet viņiem bija citi mierinājumi: pēc mūsu lidojumiem pieci no viņiem kļuva par zinātņu doktoriem, bet apmēram piecpadsmit kļuva par kandidātiem.
Tātad veiksmīgi tika pabeigta jauna lidojumu eksperimentu sērija ar reaktoru uz kuģa, iegūti nepieciešamie dati pietiekami efektīvas un drošas aviācijas kodolkontroles sistēmas projektēšanai. Padomju Savienība tomēr apsteidza ASV, tuvojoties īstas kodollidmašīnas radīšanai. Šī automašīna radikāli atšķīrās no pagājušā gadsimta piecdesmito gadu koncepcijām. ar atvērtā cikla reaktoriem, kuru darbība būtu saistīta ar milzīgām grūtībām un radītu milzīgu kaitējumu vidi. Pateicoties jaunajai aizsardzībai un slēgtajam ciklam, lidmašīnas konstrukcijas un gaisa radiācijas piesārņojums tika samazināts līdz minimumam, un vides ziņā šādai mašīnai pat bija zināmas priekšrocības salīdzinājumā ar ķīmisko degvielu darbināmām lidmašīnām. Jebkurā gadījumā, ja viss darbojas pareizi, tad kodoldzinēja izplūdes plūsmā nav nekas cits kā tīrs sakarsēts gaiss.
4. Kombinētais turboreaktīvais kodoldzinējs:
1 - elektriskais starteris; 2 - amortizatori; 3 - tiešās plūsmas gaisa vads; 4 - kompresors;
5 - sadegšanas kamera; 6 - kodolreaktora korpuss; 7 - degvielas komplekts.
Bet tas ir, ja... Lidojuma avārijas gadījumā vides drošības problēmas An-22PLO projektā netika pietiekami atrisinātas. Oglekļa stieņu iešaušana serdeņā apturēja ķēdes reakciju, bet atkal, ja vien reaktors nebija bojāts. Kas notiek, ja tas notiek sitiena pret zemi rezultātā un stieņi neieņem vēlamo pozīciju? Šķiet, ka tieši šādas notikumu attīstības briesmas neļāva realizēt šo projektu metālā.
Tomēr padomju dizaineri un zinātnieki turpināja meklēt problēmas risinājumu. Turklāt papildus pretzemūdeņu funkcijai kodollidmašīnām ir atrasts jauns pielietojums. Tas radās kā loģiskā attīstība tendences palielināt ICBM palaišanas iekārtu neievainojamību, piešķirot tām mobilitāti. 80. gadu sākumā. ASV izstrādāja MX stratēģisko sistēmu, kurā raķetes pastāvīgi pārvietojās starp daudzām patversmēm, liedzot ienaidniekam pat teorētisku iespēju tās iznīcināt ar mērķtiecīgu triecienu. PSRS starpkontinentālās raķetes tika uzstādītas uz automašīnu šasijas un dzelzceļa platformām. Nākamais loģiskais solis būtu tos novietot lidmašīnā, kas patrulētu virs tās teritorijas vai virs okeāna. Mobilitātes dēļ tas būtu neievainojams pret ienaidnieka raķešu uzbrukumiem. Šādas lidmašīnas galvenā īpašība bija pavadīt pēc iespējas ilgāku laiku lidojumā, kas nozīmē, ka kodolieroču kontroles sistēma tai bija lieliski piemērota.
...Šī projekta realizāciju neļāva Aukstā kara beigas un Padomju Savienības sabrukums. Krievijas aviācijas vēsturē diezgan bieži atkārtojies motīvs: tiklīdz viss bija gatavs problēmas risināšanai, pats uzdevums pazuda. Bet mēs, izdzīvojušie Černobiļas katastrofa, par to neesmu īpaši sarūgtināts. Un tikai rodas jautājums: kā saistīt ar kolosālajām intelektuālajām un materiālajām izmaksām, kas PSRS un ASV radās, gadu desmitiem mēģinot izveidot kodollidmašīnu? Galu galā, tas viss ir velti!.. Nav īsti. Amerikāņiem ir izteiciens: "Mēs skatāmies aiz horizonta." Tā viņi saka, strādājot, zinot, ka paši nekad neizmantos tā rezultātus, ka šie rezultāti var noderēt tikai tālā nākotnē. Varbūt kādreiz cilvēce atkal izvirzīs sev uzdevumu uzbūvēt ar kodolenerģiju darbināmu lidmašīnu. Varbūt tā pat nebūs kaujas lidmašīna, bet gan kravas vai, teiksim, zinātniska lidmašīna. Un tad topošie dizaineri varēs paļauties uz mūsu laikabiedru darba rezultātiem. Kurš tikko paskatījās pāri horizontam...
Varbūt var šķist dīvaini, ka kodolenerģija, kas stingri sakņojas uz zemes, hidrosfērā un pat kosmosā, nav iesakņojusies gaisā. Tas ir gadījums, kad acīmredzamie drošības apsvērumi (lai gan ne tikai tie) atsvēra acīmredzamos tehniskos un darbības ieguvumus no kodolspēkstaciju (NPS) ieviešanas aviācijā.
((tiešs))
Tikmēr nopietnu seku iespējamību incidentiem ar šādiem lidaparātiem, ņemot vērā to pilnību, diez vai var uzskatīt par augstāku salīdzinājumā ar kosmosa sistēmām, kurās izmanto atomelektrostacijas (AES). Un objektivitātes labad ir vērts atgādināt: 1978. gadā, kas aprīkots ar BES-5 Buk atomelektrostaciju, notika padomju mākslīgā Zemes pavadoņa Kosmos-954 US-A tipa negadījums ar kritienu tās fragmenti uz Kanādas teritoriju, nemaz neizraisīja jūras telpas izlūkošanas un mērķa apzīmējumu sistēmas (MCRC) “Leģenda” ierobežošanu, kuras elements bija US-A ierīces (17F16-K).
No otras puses, aviācijas atomelektrostacijas, kas paredzētas, lai radītu vilces spēku, ģenerējot siltumu kodolreaktorā, kas tiek piegādāts gaisā gāzturbīnas dzinējā, ir pilnīgi atšķirīgi no satelīta atomelektrostacijām, kas ir termoelektriskie ģeneratori. . Šodien ir piedāvātas divas aviācijas kodolieroču kontroles sistēmu pamata diagrammas - atvērtā un slēgtā. Atvērtā tipa shēma ietver kompresora saspiestā gaisa uzsildīšanu tieši reaktora kanālos ar sekojošu plūsmu caur strūklas sprauslu, bet slēgtā tipa - gaisa sildīšana, izmantojot siltummaini, kura slēgtā kontūrā cirkulē dzesēšanas šķidrums. Slēgtā ķēde var būt viena vai divkontūra, un no ekspluatācijas drošības nodrošināšanas viedokļa vispiemērotākais šķiet otrais variants, jo reaktora bloku ar primāro ķēdi var ievietot aizsargājošā triecienizturīgā apvalkā, kuru hermētiskums novērš katastrofālas sekas gaisa kuģu avāriju gadījumā.
Slēgtā tipa aviācijas kodolvadības sistēmās var izmantot spiediena ūdens reaktorus un ātro neitronu reaktorus. Īstenojot divkontūru shēmu ar “ātro” reaktoru, kā dzesēšanas šķidrums atomelektrostacijas pirmajā kontūrā tiktu izmantoti gan šķidrie sārmu metāli (nātrijs, litijs), gan inertā gāze (hēlijs), bet sārmu metāli (šķidrie) nātrijs, eitektiskais kausētais nātrijs un kālijs).
Gaisā ir reaktors
Ideju par kodolenerģijas izmantošanu aviācijā 1942. gadā izvirzīja viens no Manhetenas projekta vadītājiem Enriko Fermi. Tas ieinteresēja ASV gaisa spēku pavēlniecību, un 1946. gadā amerikāņi sāka īstenot NEPA (Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft) projektu, kas paredzēts, lai noteiktu iespējas izveidot bumbvedēju un izlūkošanas lidmašīnu ar neierobežotu lidojuma diapazonu.
"Kremlim patika ideja piešķirt Jūras spēku aviācijai pretzemūdenes lidmašīnu ar neierobežotu lidojuma diapazonu."
Pirmkārt, bija nepieciešams veikt apkalpes un virszemes personāla radiācijas aizsardzību saistītus pētījumus un sniegt iespējamības un situācijas novērtējumu par iespējamajām avārijām. Lai paātrinātu darbu, 1951. gadā ASV gaisa spēki NEPA projektu paplašināja līdz mērķprogrammai ANP (Aircraft Nuclear Propulsion — “Aviation Nuclear Propulsion”). Tās ietvaros uzņēmums General Electric izstrādāja atvērtu, bet uzņēmums Pratt-Whitney - slēgtu kodolenerģijas apgādes sistēmas shēmu.
Sērijveida smagais stratēģiskais bumbvedējs no Convair B-36H Peacemaker ar sešiem virzuļdzinējiem un četriem turboreaktīvajiem dzinējiem bija paredzēts, lai pārbaudītu topošo aviācijas kodolreaktoru (tikai fiziskās palaišanas režīmā) un bioloģisko aizsardzību. Tā nebija kodollidmašīna, bet bija tikai lidojoša laboratorija, kurā bija paredzēts reaktors izmēģināt, bet saņēma apzīmējumu NB-36H - Kodolbumbvedējs. Pilotu kabīne tika pārvērsta par kapsulu, kas izgatavota no svina un gumijas ar papildu vairogu no tērauda un svina. Lai aizsargātu pret neitronu starojumu, fizelāžā tika ievietoti speciāli ar ūdeni pildīti paneļi.
1954. gadā Oak Ridge National Laboratory radītais lidmašīnas reaktora prototips ARE (Aircraft Reactor Experiment) kļuva par pasaulē pirmo homogēno kodolreaktoru ar jaudu 2,5 MW, izmantojot izkausētu sāls degvielu – nātrija fluorīdu un cirkonija un urāna tetrafluorīdus.
Šāda veida reaktora priekšrocība ir avārijas iespējamība ar kodola iznīcināšanu, un pats degvielas-sāls maisījums slēgta tipa aviācijas kodolkontroles sistēmas ieviešanas gadījumā darbotos kā primārais. ķēdes dzesēšanas šķidrums. Izmantojot kausētu sāli kā dzesēšanas šķidrumu, izkausētā sāls augstāka siltumietilpība, salīdzinot, piemēram, ar šķidro nātriju, ļauj izmantot maza izmēra cirkulācijas sūkņus un gūt labumu no metāla patēriņa samazināšanas reaktora iekārtas projektā kopumā. , un zemajai siltumvadītspējai vajadzēja nodrošināt kodollidmašīnas dzinēja pretestību pēkšņām temperatūras izmaiņām pirmajā ķēdē.
Pamatojoties uz ARE reaktoru, amerikāņi izstrādāja eksperimentālu aviācijas kodolenerģijas sistēmu HTRE (Heat Transfer Reactor Experiment). Bez liekām pūlēm General Dynamics izstrādāja X-39 aviācijas kodoldzinēju, pamatojoties uz sērijveida J47 turboreaktīvo dzinēju stratēģiskajiem bumbvedējiem B-36 un B-47 Stratojet - sadegšanas kameras vietā tajā tika ievietots reaktora kodols.
Konvairs plānoja aprīkot X-39 ar X-6 lidmašīnu, iespējams, pamatojoties uz virsskaņas stratēģisko bumbvedēju B-58 Hustler, kas pirmo reizi veica lidojumu 1956. gadā. Turklāt tika apsvērta arī tā paša uzņēmuma eksperimentālā zemskaņas bumbvedēja YB-60 versija ar kodolenerģiju. Tomēr amerikāņi atteicās no aviācijas kodolenerģijas sistēmas atklātās konstrukcijas, uzskatot, ka X-39 reaktora kodola gaisa kanālu sienu erozija novedīs pie tā, ka lidmašīnas aiz sevis atstātu radioaktīvu pēdu, piesārņojot vidi. .
Cerību uz panākumiem solīja radiācijai drošāka slēgtā tipa atomelektrostacija no Pratt-Whitney, kuras izveidē pievienojās arī General Dynamics. Konvairs šiem dzinējiem sāka būvēt eksperimentālo lidmašīnu NX-2. Tika pētītas gan turboreaktīvo, gan turbopropelleru versijas kodolbumbvedējiem ar šāda veida kodolenerģijas sistēmām.
Tomēr starpkontinentālo ballistisko raķešu Atlas pieņemšana 1959. gadā, kas spēj trāpīt mērķus PSRS teritorijā no ASV kontinentālās daļas, neitralizēja ANP programmu, jo īpaši tāpēc, ka kodollidmašīnu sērijveida modeļi diez vai būtu parādījušies pirms 1970. gada. Rezultātā 1961. gada martā visi darbi šajā jomā ASV tika pārtraukti ar prezidenta Džona Kenedija personīgo lēmumu, un īsts kodollidmašīna tā arī netika uzbūvēta.
Lidmašīnas reaktora ASTR (Aircraft Shield Test Reactor - reaktors gaisa kuģa aizsardzības sistēmas testēšanai) lidojuma prototips, kas atrodas lidojošās laboratorijas NB-36H bumbas nodalījumā, bija 1 MW ātro neitronu reaktors, kas nav savienots ar dzinējiem, kas darbojas ar urāna dioksīdu un tiek atdzesēts ar gaisa plūsmu, kas tiek ņemta caur īpašām gaisa ieplūdes atverēm. No 1955. gada septembra līdz 1957. gada martam NB-36H veica 47 ASTR lidojumus virs Ņūmeksikas un Teksasas pamestajiem apgabaliem, pēc kuriem automašīna vairs netika lidota.
Jāpiebilst, ka ASV gaisa spēki nodarbojās arī ar spārnotajām raķetēm jeb, kā mēdza teikt pirms 60. gadiem, lādiņu lidmašīnām paredzētā kodoldzinēja problēmu. Projekta Pluto ietvaros Livermoras laboratorija izveidoja divus Tory kodolieroču reaktīvo dzinēju paraugus, kurus bija plānots uzstādīt virsskaņas spārnotajai raķetei SLAM. Gaisa “atomiskās sildīšanas” princips, izlaižot to caur reaktora serdi, šeit bija tāds pats kā atvērtā tipa kodolgāzturbīnu dzinējos, tikai ar vienu atšķirību: reaktīvo dzinēju nav kompresora un turbīnas. No 1961. līdz 1964. gadam uz zemes veiksmīgi izmēģinātās "Tori" ir pirmās un līdz šim vienīgās reāli darbojošās aviācijas (precīzāk, raķešu-aviācijas) kodolenerģijas sistēmas. Bet arī šis projekts tika slēgts kā neperspektīvs uz ballistisko raķešu radīšanas panākumu fona.
Panāk un apdzen!
Protams, ideja par kodolenerģijas izmantošanu aviācijā neatkarīgi no amerikāņiem attīstījās arī PSRS. Patiesībā Rietumos ne bez pamata viņiem radās aizdomas, ka Padomju Savienībā tiek veikts šāds darbs, taču, pirmo reizi publicējot faktu par to, viņi iekļuva nepatikšanās. 1958. gada 1. decembrī žurnāls Aviation Week ziņoja: PSRS veido stratēģisku bumbvedēju ar kodoldzinējiem, kas Amerikā izraisīja ievērojamu sajūsmu un pat palīdzēja saglabāt interesi par ANP programmu, kas jau bija sākusi izzust. Taču rakstam pievienotajos zīmējumos redakcijas mākslinieks diezgan precīzi attēloja V. M. Mjaiščeva eksperimentālā projektēšanas biroja lidmašīnu M-50, kas tajā laikā tika reāli izstrādāta un kurai bija parastie turboreaktīvie dzinēji. Starp citu, nav zināms, vai šai publikācijai sekoja “demontāža” PSRS VDK: darbs pie M-50 notika visstingrākajā slepenībā, bumbvedējs veica pirmo lidojumu vēlāk, nekā tika minēts. iekšā Rietumu prese, 1959. gada oktobrī, un automašīna plašākai sabiedrībai tika prezentēta tikai 1961. gada jūlijā gaisa parādē Tušino.
Kas attiecas uz padomju presi, žurnāls “Tehnoloģija jaunatnei” 1955. gada 8. numurā pirmo reizi runāja visvispārīgāk: “Atomenerģiju arvien vairāk izmanto rūpniecībā, enerģētikā, lauksaimniecībā un medicīnā. Taču nav tālu laiks, kad to izmantos aviācijā. Milzu mašīnas var viegli pacelties no lidlaukiem. Ar kodolenerģiju darbināmas lidmašīnas varēs lidot gandrīz jebkuru laika periodu, vairākus mēnešus nepieskaroties zemei, veicot desmitiem nepārtrauktu lidojumu visā pasaulē ar virsskaņas ātrumu. Žurnāls, sniedzot mājienus par mašīnas militāro mērķi (civilajām lidmašīnām nav jāuzturas debesīs “cik ilgi vēlas”), tomēr prezentēja hipotētisku kravas pasažieru lidmašīnas diagrammu ar atvērta tipa kodolenerģijas sistēmu. .
Tomēr Mjaščeva komanda, un viņš nebija vienīgais, faktiski strādāja pie lidmašīnām ar atomelektrostacijām. Lai gan padomju fiziķi to izveides iespēju pētījuši jau kopš 40. gadu beigām, praktiskie darbi šajā virzienā Padomju Savienībā sākās daudz vēlāk nekā ASV, un tas aizsākās ar PSRS Ministru padomes rezolūciju Nr. 1561 -868, 1955. gada 12. augusts. Saskaņā ar to V. M. Mjaščeva OKB-23 un A. N. Tupoļeva OKB-156, kā arī A. M. Ļulkas lidmašīnu OKB-165 un N. D. Kuzņecova OKB-276 tika uzdots izstrādāt stratēģiskos kodolbumbvedējus.
Aviācijas kodolreaktora celtniecība tika veikta akadēmiķu I. V. Kurčatova un A. P. Aleksandrova vadībā. Mērķis bija tāds pats kā amerikāņiem: iegūt transportlīdzekli, kas, pacēlies no valsts teritorijas, spētu trāpīt mērķos jebkurā planētas vietā (galvenokārt, protams, ASV).
Padomju kodolaviācijas programmas īpatnība bija tā, ka tā turpinājās arī tad, kad ASV šī tēma jau bija pilnībā aizmirsta.
Veidojot kodolvadības sistēmu, tika rūpīgi analizētas atvērtās un slēgtās shēmas. Tādējādi saskaņā ar atvērtā tipa shēmu, kas saņēma kodu “B”, Lyulka projektēšanas birojs izstrādāja divu veidu kodol-turboreaktīvos dzinējus - aksiālos, ar turbokompresora vārpstu, kas iet caur gredzenveida reaktoru, un "šūpuļsviras" - ar šahta ārpus reaktora atrodas izliektā plūsmas ceļā. Savukārt Kuzņecova projektēšanas birojs strādāja pie dzinējiem pēc slēgtās shēmas “A”.
Myasishchev Design Bureau nekavējoties ķērās pie šķietami visgrūtākā uzdevuma risināšanas – konstruēja ar kodolenerģiju darbināmus īpaši ātrgaitas smagos bumbvedējus. Arī šodien, aplūkojot 50. gadu beigās ražoto nākotnes automašīnu diagrammas, noteikti var saskatīt 21. gadsimta tehniskās estētikas iezīmes! Tie ir lidmašīnu projekti “60”, “60M” (kodolūdens lidmašīna), “62” shēmas “B” Ļulkova dzinējiem, kā arī “30” - jau Kuzņecova dzinējiem. "30" bumbvedēja sagaidāmās īpašības ir iespaidīgas: maksimālais ātrums - 3600 km/h, kreisēšanas ātrums - 3000 km/h.
Tomēr jautājums nekad nenonāca līdz detalizētam Myasishchevsky kodollidmašīnas projektam, jo OKB-23 tika likvidēts neatkarīgā statusā un tika ievietots V. N. Čelomeja raķetē un kosmosā OKB-52.
Pirmajā dalības posmā Tupoleva komandai bija jāizveido lidojoša laboratorija ar reaktoru uz kuģa, kas pēc mērķa ir līdzīgs amerikāņu NB-36H. Apzīmēts ar Tu-95LAL, tas tika uzbūvēts, pamatojoties uz sērijveida turbopropelleru smago stratēģisko bumbvedēju Tu-95M. Mūsu reaktors, tāpat kā amerikāņu, nebija savienots ar nesējlidmašīnu dzinējiem. Būtiskā atšķirība starp padomju lidmašīnas reaktoru un amerikāņu reaktoru ir tā, ka tas bija ūdens-ūdens un ar daudz mazāku jaudu (100 kW).
Sadzīves reaktoru atdzesēja ūdens primārajā kontūrā, kas savukārt atdeva siltumu sekundārajā kontūrā esošajam ūdenim, ko atdzesēja gaisa plūsma, kas plūst caur gaisa ieplūdes atveri. Tā tas tika praktizēts ķēdes shēma Kuzņecova NK-14A kodol-turbopropelleru dzinējs.
Lidojošā kodollaboratorija Tu-95LAL 1961.–1962.gadā reaktoru gan ekspluatācijā, gan “aukstā” pacēla gaisā 36 reizes, lai pētītu bioloģiskās aizsardzības sistēmas efektivitāti un radiācijas ietekmi uz gaisa kuģu sistēmām. . Pamatojoties uz testu rezultātiem, Valsts Aviācijas tehnoloģiju komitejas priekšsēdētājs P. V. Dementjevs tomēr savā piezīmē valsts vadībai 1962. gada februārī atzīmēja: “Pašlaik nav nepieciešamie nosacījumi lidaparātu un raķešu ar kodoldzinējiem celtniecībai (spārnotās raķetes “375” ar kodolenerģijas sistēmu OKB-301 izstrādāja S. A. Lavočkins - K. Č.), jo veiktais izpētes darbs ir nepietiekams militārās tehnikas prototipus, šis darbs ir jāturpina.
Izstrādājot OKB-156 pieejamo dizaina bāzi, Tupolev OKB, pamatojoties uz bumbvedēju Tu-95, izstrādāja eksperimentālas lidmašīnas Tu-119 projektu ar NK-14A kodolenerģijas turbopropelleru dzinējiem. Tā kā uzdevums izveidot īpaši liela darbības rādiusa bumbvedēju līdz ar starpkontinentālo ballistisko raķešu un jūras ballistisko raķešu (uz zemūdenēm) parādīšanos PSRS zaudēja savu kritisko nozīmi, Tupolēvi uzskatīja Tu-119 par pārejas modeli. veids, kā izveidot ar kodolenerģiju darbināmu pretzemūdeņu lidmašīnu, pamatojoties uz liela attāluma pasažieru lidmašīnu Tu-114, kas arī “izauga” no Tu-95. Šis mērķis pilnībā atbilda padomju vadības bažām par to, ka amerikāņi 60. gados izvietoja zemūdens kodolraķešu sistēmu ar Polaris ICBM un pēc tam Poseidon.
Taču šādas lidmašīnas projekts netika realizēts. Projektēšanas stadijā palika arī plāni izveidot Tupolev virsskaņas bumbvedēju saimi ar kodolenerģijas sistēmām ar koda nosaukumu Tu-120, ko, tāpat kā atomzemūdeņu mednieku, bija plānots izmēģināt 70. gados...
Neskatoties uz to, Kremlim patika ideja piešķirt Jūras spēku aviācijai pretzemūdeņu lidmašīnu ar neierobežotu lidojumu diapazonu, lai apkarotu NATO kodolzemūdenes jebkurā Pasaules okeāna apgabalā. Turklāt šim transportlīdzeklim bija paredzēts pārvadāt pēc iespējas vairāk munīcijas pretzemūdeņu ieročiem - raķetēm, torpēdām, dziļuma lādiņiem (arī kodolieročiem) un radio sonobiem. Tāpēc izvēle krita uz An-22 Antey smago militārā transporta lidmašīnu ar 60 tonnu kravnesību - pasaulē lielāko plata korpusa lidmašīnu ar turbopropelleru. Topošo lidmašīnu An-22PLO bija plānots aprīkot ar četriem NK-14A kodolenerģijas turbopropelleru dzinējiem standarta NK-12MA vietā.
Šāda spārnota transportlīdzekļa izveides programma, kas nekad nav redzēta nevienā flotē, tika saukta par "Stārķis", un NK-14A reaktors tika izstrādāts akadēmiķa A. P. Aleksandrova vadībā. 1972. gadā uz lidojošās laboratorijas An-22 klāja sākās reaktora testēšana (kopā 23 lidojumi), un tika secināts, ka tas normālā ekspluatācijā ir drošs. Un nopietnas gaisa kuģa avārijas gadījumā tika izstrādāti noteikumi reaktora bloka un primārās ķēdes atdalīšanai no krītošā gaisa kuģa ar mīkstu nosēšanos ar izpletni.
Kopumā lidmašīnas reaktors Aist ir kļuvis par vismodernāko atomzinātnes un tehnoloģiju sasniegumu savā pielietojuma jomā.
Ja ņem vērā, ka uz lidmašīnas An-22 bāzes bija plānots izveidot arī starpkontinentālo stratēģisko aviācijas raķešu sistēmu An-22R ar zemūdens ballistisko raķeti R-27, tad ir skaidrs, kādu jaudīgu potenciālu varētu šāds pārvadātājs. iegūtu, ja to pārceltu uz "kodolpiedziņu" "ar NK-14A dzinējiem! Un, lai gan jautājums atkal nenonāca gan An-22PLO, gan An-22R projekta īstenošanā, jāatzīst, ka mūsu valsts joprojām apsteidza ASV aviācijas kodolkontroles sistēmu izveides jomā.
Vai ir šaubu, ka šī pieredze, neskatoties uz tās eksotisko raksturu, joprojām var būt noderīga, bet augstākās kvalitātes īstenošanas līmenī.
Bezpilota īpaši liela attāluma izlūkošanas un triecienlidmašīnu sistēmu izstrāde var labi sekot kodolenerģijas sistēmu izmantošanai uz tām - šādi pieņēmumi jau tiek izteikti ārzemēs.
Zinātnieki arī izteikuši prognozes, ka līdz šī gadsimta beigām miljoniem pasažieru, iespējams, tiks pārvadāti ar kodolenerģiju darbināmām pasažieru lidmašīnām. Papildus acīmredzamajiem ekonomiskajiem ieguvumiem, kas saistīti ar reaktīvo dzinēju degvielas aizstāšanu ar kodoldegvielu, mēs runājam arī par krasu aviācijas devuma samazināšanos, kas līdz ar pāreju uz kodolenerģijas sistēmām atmosfēru vairs “nebagātinās” ar oglekli. dioksīds globālajam siltumnīcas efektam.
Pēc autora domām, aviācijas kodolvadības sistēmas lieliski iederētos nākotnes komerciālajos gaisa transporta kompleksos, kuru pamatā ir supersmagās kravas lidmašīnas: piemēram, tas pats milzu “gaisa prāmis” M-90 ar 400 tonnu celtspēju, ierosināja V. M. Mjaiščeva vārdā nosauktās eksperimentālās mašīnbūves rūpnīcas dizaineri.
Protams, pastāv problēmas saistībā ar sabiedriskās domas maiņu par labu kodolenerģijai civilā aviācija. Ir arī nopietni risināmi jautājumi saistībā ar tā kodoldrošības un pretterorisma drošības nodrošināšanu (starp citu, eksperti min sadzīvisku risinājumu, kas paredz reaktora “šaušanu” ar izpletni avārijas gadījumā). Taču pirms vairāk nekā pusgadsimta asfaltēto ceļu var apgūt tie, kas iet kājām.
Pēckara periodā uzvarētāju pasauli apreibināja pavērušās kodoliespējas. Turklāt runa ir ne tikai par ieroču potenciālu, bet arī par atoma pilnīgi miermīlīgu izmantošanu. Piemēram, ASV papildus kodoltankiem sāka runāt par tādu sadzīves sīkumu radīšanu kā ar kodolķēdes reakciju darbināmi putekļsūcēji.
1955. gadā Lewyt vadītājs solīja nākamajos 10 gados izlaist kodolputekļsūcēju.
1946. gada sākumā ASV, kas tolaik vēl bija vienīgā valsts ar kodolarsenālu, nolēma izveidot ar kodolenerģiju darbināmu lidmašīnu. Taču negaidītu grūtību dēļ darbs ritēja ārkārtīgi lēni. Tikai deviņus gadus vēlāk bija iespējams vadīt lidmašīnu ar kodolreaktoru. Pēc padomju izlūkdienestu domām, bija pāragri runāt par pilnvērtīgu planieri ar kodoldzinēju: slepenais objekts patiešām bija aprīkots ar kodolinstalāciju, taču tas nebija savienots ar dzinējiem un kalpoja tikai testēšanai.
Tomēr nebija kur iet - tā kā amerikāņi bija tik tālu tikuši, tas nozīmē, ka PSRS būtu jāstrādā tajā pašā virzienā. Tā paša 1955. gada 12. augustā tika izdots PSRS Ministru padomes lēmums Nr. 1561-868, uzdodot aviācijas uzņēmumiem sākt padomju kodollidmašīnas projektēšanu.
Lidojošā "pīle" M-60/M-30
Sarežģīts uzdevums tika uzticēts vairākiem projektēšanas birojiem vienlaikus. Jo īpaši A. N. Tupoleva un V. M. Myasishchev birojam bija jāizstrādā lidmašīnas, kas spēj darboties atomelektrostacijās. Un N. D. Kuzņecova un A. M. Ļulkas birojam tika uzdots būvēt tās pašas spēkstacijas. Kurēja šīs, tāpat kā visas pārējās kodolprojektus PSRS, padomju atombumbas “tēvs” Igors Kurčatovs.
Kāpēc vairākiem projektēšanas birojiem tika uzticēti vieni un tie paši uzdevumi?Tādējādi valdība vēlējās atbalstīt inženieru darba konkurētspēju. Atšķirība no ASV bija ievērojama, tāpēc bija nepieciešams panākt amerikāņus ar visiem nepieciešamajiem līdzekļiem.
Visi strādnieki tika brīdināti, ka šis ir valstiski nozīmīgs projekts, no kura atkarīga dzimtenes drošība. Pēc inženieru domām, virsstundu darbs netika veicināts – tas tika uzskatīts par normu. Teorētiski darbinieks varētu doties mājās pulksten 18:00, taču kolēģi uz viņu skatījās kā uz tautas ienaidnieka līdzdalībnieku. Nākamajā dienā nebija vajadzības atgriezties.
Sākumā iniciatīvu uzņēmās Myasishchev Design Bureau. Tur esošie inženieri ierosināja virsskaņas bumbvedēja M-60 projektu. Patiesībā runa bija par jau esošā M-50 aprīkošanu ar kodolreaktoru. Pirmā virsskaņas stratēģiskā nesēja PSRS M-50 problēma bija tieši tā katastrofālā degvielas "apetīte". Pat veicot divas gaisa uzpildes ar 500 tonnām petrolejas, bumbvedējs diez vai varēja aizlidot uz Vašingtonu un atgriezties.
Šķita, ka visus jautājumus vajadzēja atrisināt ar kodoldzinēju, kas garantēja gandrīz neierobežotu lidojuma diapazonu un ilgumu. Ar dažiem gramiem urāna pietiktu desmitiem lidojuma stundu. Tika uzskatīts, ka ārkārtas gadījumos apkalpe varētu bez apstājas patrulēt gaisā divas nedēļas.
M-60 lidmašīnu bija plānots aprīkot ar atvērta tipa atomelektrostaciju, kas projektēta Arkhip Lyulka birojā. Šādi dzinēji bija manāmi vienkāršāki un lētāki, taču, kā vēlāk izrādījās, tiem nebija vietas aviācijā.
Kombinēts turboreaktīvais kodoldzinējs. 1 - elektriskais starteris; 2 - amortizatori; 3 - tiešās plūsmas gaisa vads; 4 - kompresors; 5 - sadegšanas kamera; 6 - kodolreaktora korpuss; 7 - degvielas komplekts
Tāpēc drošības apsvērumu dēļ kodoliekārtai bija jāatrodas pēc iespējas tālāk no apkalpes. Aizmugurējā fizelāža bija vislabāk piemērota. Tur bija paredzēts izvietot četrus kodolturboreaktīvos dzinējus. Nākamais bija bumbas nodalījums un, visbeidzot, kabīne. Viņi vēlējās pilotus ievietot cietā svina kapsulā, kas sver 60 tonnas. Vizuālās redzamības trūkumu bija plānots kompensēt, izmantojot radaru un televīzijas ekrānus, kā arī periskopus. Daudzas apkalpes funkcijas tika piešķirtas automatizācijai, un pēc tam tika ierosināts pilnībā pārnest ierīci uz pilnībā autonomu bezpilota vadību.
Apkalpes kajīte. 1 - informācijas panelis; 2 - izmešanas kapsulas; 3 - avārijas lūka; 4 - lūkas vāka novietojums, ieejot un izkāpjot no salona un izkāpjot; 5 - svins; 6 - litija hidrīds; 7 - lūkas piedziņa
Sakarā ar izmantoto “netīro” dzinēju tipu virsskaņas stratēģiskā bumbvedēja M-60 apkope bija jāveic ar minimālu cilvēka iejaukšanos. Līdz ar to spēkstacijas bija “jāpiestiprina” lidmašīnai tieši pirms lidojuma automātiskajā režīmā. Degvielas uzpilde, pilotu piegāde, ieroču sagatavošana - tas viss arī bija jādara “robotiem”. Protams, lai apkalpotu šādas lidmašīnas, bija nepieciešama esošā lidlauka infrastruktūras pilnīga pārstrukturēšana, tostarp jaunu skrejceļu izbūve vismaz pusmetra biezumā.
Visu šo grūtību dēļ projekts M-60 izveidei bija jāslēdz zīmēšanas stadijā. Tā vietā tika plānots uzbūvēt citu kodollidmašīnu - M-30 ar slēgta tipa kodoliekārtu. Reaktora konstrukcija bija daudz sarežģītāka, taču jautājums par aizsardzību pret radiāciju nebija tik aktuāls. Lidmašīnu bija paredzēts aprīkot ar sešiem turboreaktīvajiem dzinējiem, kurus darbina viens kodolreaktors. Vajadzības gadījumā elektrostacija varētu darboties arī ar petroleju. Apkalpes aizsardzības un dzinēju svars bija gandrīz uz pusi mazāks nekā M-60, pateicoties kuriem lidmašīna varēja pārvadāt 25 tonnu kravnesību.
Pirmais M-30 lidojums ar aptuveni 30 metru spārnu platumu tika plānots 1966. gadā. Tomēr šai mašīnai nebija lemts atstāt rasējumus un vismaz daļēji kļūt par realitāti. Līdz 1960. gadam aviācijas un raķešu zinātnieku konfrontācijā bija pēdējiem uzvaras zīme. Hruščovs bija pārliecināts, ka lidmašīnas mūsdienās vairs nav tik svarīgas kā agrāk, un galvenā loma cīņā pret ārējo ienaidnieku ir pārgājusi uz raķetēm. Rezultāts ir gandrīz visu daudzsološo kodollidmašīnu programmu ierobežošana un atbilstošo projektēšanas biroju pārstrukturēšana. No šī likteņa neizbēga arī Myasishchev Design Bureau, kas zaudēja neatkarīgas vienības statusu un tika pārorientēts uz raķešu un kosmosa industriju. Taču lidmašīnu ražotājiem vēl bija pēdējā cerība.
Zemskaņas "liemenis"
A. N. Tupoleva projektēšanas birojam paveicās vairāk. Šeit inženieri paralēli Myasishchevites strādāja pie sava kodollidmašīnu projekta. Bet atšķirībā no M-60 vai M-30, tas bija daudz tuvāk realitātei modelis. Pirmkārt, runa bija par zemskaņas bumbvedēja izveidi atomelektrostacijā, kas bija daudz vienkāršāk, salīdzinot ar virsskaņas lidmašīnas izstrādi. Otrkārt, mašīnu nemaz nevajadzēja izgudrot no jauna - jau esošais bumbvedējs Tu-95 bija piemērots paredzētajam mērķim. Patiesībā bija nepieciešams tikai to aprīkot ar kodolreaktoru.
1956. gada martā PSRS Ministru padome uzdeva Tupoļevam sākt lidojošas kodollaboratorijas projektēšanu, pamatojoties uz sērijveida Tu-95. Pirmkārt, vajadzēja kaut ko darīt ar esošo kodolreaktoru izmēriem. Viena lieta ir aprīkot milzīgu ledlauzi ar kodoliekārtu, kurai praktiski nebija nekādu svara un izmēra ierobežojumu. Pavisam cita lieta ir novietot reaktoru diezgan ierobežotajā fizelāžas telpā.
Kodolzinātnieki apgalvoja, ka jebkurā gadījumā mums jārēķinās ar mazas mājas lieluma instalāciju. Un tomēr Tupoleva projektēšanas biroja inženieriem tika dots uzdevums par katru cenu samazināt reaktora izmēru. Katrs spēkstacijas liekais svara kilograms aizsardzības veidā velk līdzi lidaparātam vēl trīs liekus kilogramus. Tāpēc cīņa bija burtiski par katru gramu. Nekādu ierobežojumu nebija – naudas tika piešķirts tik, cik vajadzēja. Projektētājam, kurš atrada veidu, kā samazināt instalācijas svaru, tika izmaksāta ievērojama prēmija.
Beigās Andrejs Tupoļevs parādīja milzīgu reaktoru, kas tomēr ir skapis, un tāds, kas pilnībā atbilst visām aizsardzības prasībām. Saskaņā ar leģendu lidmašīnu konstruktors ne bez lepnuma paziņoja, ka "viņi nenēsā mājas lidmašīnās", un padomju galvenais kodolzinātnieks Igors Kurčatovs sākumā bija pārliecināts, ka viņa priekšā ir tikai makets reaktors, nevis darba modelis.
Rezultātā instalācija tika pieņemta un apstiprināta. Tomēr vispirms bija nepieciešams veikt virkni zemes testu. Pamatojoties uz bumbvedēja fizelāžas vidusdaļu, vienā no lidlaukiem pie Semipalatinskas tika uzbūvēts stends ar kodolinstalāciju. Pārbaudes laikā reaktors sasniedza noteikto jaudas līmeni. Kā izrādījās, lielākā problēma skāra ne tik daudz reaktoru, cik biodrošību un elektronikas darbību - dzīvie organismi saņēma pārāk lielu starojuma devu, un ierīces varēja uzvesties neprognozējami. Nolēmām, ka turpmāk galvenā uzmanība jāpievērš nevis reaktoram, kas principā bija gatavs lietošanai lidmašīnās, bet gan uzticama aizsardzība no starojuma.
Pirmās aizsardzības iespējas bija pārāk grandiozas. Pasākumu dalībnieki atceras filtru, kura augstums ir 14 stāvu ēka, no kuras 12 “stāvi” bija pazemē, bet divi pacēlās virs virsmas. Aizsargkārtas biezums sasniedza pusmetru. Protams, nebija iespējams atrast praktisku pielietojumu šādām tehnoloģijām lidmašīnā.
Varbūt bija vērts izmantot Myasishchev Design Bureau inženieru darbu un paslēpt apkalpi svina kapsulā bez logiem un durvīm.Šī iespēja nebija piemērota izmēra un svara dēļ. Tāpēc viņi nāca klajā ar pilnīgi jaunu aizsardzības veidu. Tas sastāvēja no 5 centimetrus bieza svina plākšņu pārklājuma un 20 centimetru polietilēna un cerezīna slāņa - produkta, kas iegūts no naftas izejvielām un neskaidri atgādina veļas ziepes.
Pārsteidzoši, ka Tupoleva birojam izdevās pārdzīvot lidmašīnu dizaineriem grūto gadu 1960. gadā. Ne tikai tāpēc, ka lidmašīna, kuras pamatā ir Tu-95, jau bija diezgan īsts auto, kas tuvākajos gados spēs izmantot kodolenerģiju. Atliek tikai veikt gaisa pārbaudes.
1961. gada maijā bumbvedējs Tu-95M Nr. 7800408, kas bija pildīts ar sensoriem, pacēlās debesīs ar kodolreaktoru uz klāja un četriem turbopropelleru dzinējiem ar katra 15 000 zirgspēku jaudu. Atomelektrostacija nebija pieslēgta dzinējiem - lidmašīna lidoja ar reaktīvo degvielu, un joprojām bija nepieciešams strādājošs reaktors, lai novērtētu iekārtu uzvedību un pilotu radiācijas apstarošanas līmeni. Kopumā no maija līdz augustam bumbvedējs veica 34 izmēģinājuma lidojumus.
Izrādījās, ka divu dienu lidojuma laikā piloti saņēma 5 rem starojumu. Salīdzinājumam šodien tiek uzskatīts par normālu, ka atomelektrostaciju darbinieki tiek pakļauti starojumam līdz 2 rem, bet nevis divas dienas, bet gadu. Tika pieņemts, ka kodollidmašīnas apkalpē būs vīrieši, kas vecāki par 40 gadiem, kuriem jau ir bērni.
Radiāciju absorbēja arī bumbvedēja ķermenis, kuru pēc lidojuma vairākas dienas nācās izolēt “tīrīšanai”. Kopumā aizsardzība pret radiāciju tika uzskatīta par efektīvu, bet nav pilnībā izstrādāta. Turklāt ilgu laiku neviens nezināja, ko darīt ar iespējamām kodollidmašīnu avārijām un sekojošo lielu telpu piesārņošanu ar kodolkomponentiem. Pēc tam tika ierosināts aprīkot reaktoru ar izpletņu sistēmu, kas avārijas gadījumā spēj atdalīt kodoliekārtu no gaisa kuģa korpusa un to viegli nolaist.
Bet bija par vēlu – pēkšņi nevienam nebija vajadzīgi kodolbumbvedēji. Daudz ērtāk un lētāk izrādījās ienaidniekus apmētāt ar kaut ko nāvējošāku ar starpkontinentālo ballistisko raķešu vai zagļu kodolzemūdeņu palīdzību. Andrejs Tupoļevs tomēr nezaudēja cerības uzbūvēt lidmašīnu. Viņš cerēja, ka pagājušā gadsimta 70. gados sāksies ar virsskaņas kodolenerģiju darbināmu Tu-120 lidmašīnu izstrāde, taču šīm cerībām nebija lemts piepildīties. Pēc Amerikas Savienotajām Valstīm 60. gadu vidū PSRS pārtrauca visus pētījumus, kas saistīti ar kodollidmašīnām. Kodolreaktoru bija paredzēts izmantot arī lidmašīnās, kuru mērķis ir zemūdeņu medības. Viņi pat veica vairākus An-22 izmēģinājumus ar kodoliekārtu uz klāja, taču par iepriekšējo mērogu varēja tikai sapņot. Neskatoties uz to, ka PSRS bija ļoti tuvu kodollidmašīnas izveidei (patiesībā atlika tikai savienot kodoliekārtu ar dzinējiem), viņi nekad nesasniedza sapni.
Lidlaukā netālu no Semipalatinskas ilgu laiku stāvēja pārveidotais un desmitiem testu pārciestais Tu-95, kas varēja kļūt par pasaulē pirmo ar kodolenerģiju darbināmo lidmašīnu. Pēc reaktora noņemšanas lidmašīna tika pārvesta uz Irkutskas militārās aviācijas tehnikumu, un perestroikas laikā tā tika nodota metāllūžņos.
Pēdējo simts gadu laikā aviācijai ir bijusi tik liela loma cilvēces vēsturē, ka viens vai otrs projekts var viegli izmainīt civilizācijas attīstību. Kas zina, varbūt, ja vēsture būtu pagājusi nedaudz citu ceļu un šodien pa debesīm kursētu ar kodolenerģiju darbināmas pasažieru lidmašīnas, vecmāmiņas paklāji tiktu tīrīti ar kodolenerģijas putekļu sūcējiem, viedtālruņi būtu jāuzlādē tikai reizi piecos gados, un uz Marsu un atpakaļ piecas reizes katrs kosmosa kuģis katru dienu kursētu apkārt. Šķita, ka pirms pusgadsimta visgrūtākais uzdevums bija atrisināts. Taču neviens neizmantoja lēmuma rezultātus.
