Erfaringerne fra 50-70'erne i det 20. århundrede vil stadig være nyttige i det 20. århundrede
Det kan virke underligt, at atomkraft, der er solidt forankret i jorden, i hydrosfæren og endda i rummet, ikke har slået rod i luften. Dette er tilfældet, når tilsyneladende sikkerhedshensyn (dog ikke kun dem) opvejer de åbenlyse tekniske og operationelle fordele ved indførelsen af atomkraftværker (NPS) inden for luftfart.
I mellemtiden kan sandsynligheden for alvorlige konsekvenser af hændelser med sådanne fly, forudsat at de er perfekte, næppe betragtes som større i sammenligning med rumsystemer, der anvender atomkraftværker (NPP). Og for objektivitetens skyld er det værd at huske: ulykken med den sovjetiske kunstige jordsatellit Kosmos-954 af typen US-A, der fandt sted i 1978 med faldet af dens fragmenter på Canadas område, som fandt sted i 1978, førte ikke til indskrænkning af det maritime rumrekognoserings- og målbetegnelsessystem. (MKRTs) "Legend", hvis element var US-A (17F16-K) -enhederne.
På den anden side er driftsbetingelserne for et luftfartskraftværk, der er designet til at skabe tryk ved at generere varme i en atomreaktor, der leveres til luften i en gasturbinemotor, helt forskellige fra betingelserne for satellit -atomkraftværker, som er termoelektriske generatorer. I dag er der foreslået to skematiske diagrammer over et luftfartens atomkontrolsystem - en åben og en lukket type. Skemaet med åben type giver mulighed for opvarmning af trykluften med kompressoren direkte i reaktorkanalerne med dens efterfølgende udstrømning gennem dysen, og den lukkede type sørger for opvarmning af luften ved hjælp af en varmeveksler, i en lukket sløjfe, hvoraf kølevæsken cirkulerer. Det lukkede kredsløb kan være et- eller to-kredsløb, og ud fra et synspunkt for at sikre driftssikkerhed ser den anden mulighed mest foretrukket ud, da reaktorblokken med det første kredsløb kan placeres i en beskyttende stødsikker skal, tætheden heraf forhindrer katastrofale konsekvenser i tilfælde af flyulykker.
I lukkede luftfart-atomsystemer kan der bruges trykreaktorer og hurtige neutronreaktorer. Ved implementering af en to-kredsløbsordning med en "hurtig" reaktor i NPS 'første kredsløb ville både flydende alkalimetaller (natrium, lithium) og en inert gas (helium) blive brugt som kølevæske, og i det andet alkali metaller (flydende natrium, eutektisk natriumsmelte osv.) kalium).
I LUFT - REAKTOR
Ideen om at bruge atomkraft i luftfarten blev fremsat i 1942 af en af lederne af Manhattan -projektet, Enrico Fermi. Hun blev interesseret i kommandoen over det amerikanske luftvåben, og i 1946 gik amerikanerne i gang med NEPA-projektet (Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft), designet til at bestemme mulighederne for at oprette et bombefly og rekognoseringsfly med ubegrænset rækkevidde.
Først og fremmest var det nødvendigt at foretage forskning i forbindelse med anti-strålingsbeskyttelse af besætningen og servicepersonalet og give en sandsynligt-situationel vurdering af mulige ulykker. For at fremskynde arbejdet blev NEPA -projektet i 1951 udvidet af det amerikanske luftvåben til målprogrammet ANP (Aircraft Nuclear Propulsion). Inden for sine rammer udviklede General Electric-virksomheden et åbent kredsløb, og Pratt-Whitney-virksomheden udviklede et lukket YSU-kredsløb.
Til test af den fremtidige luftfartsreaktor (udelukkende i form af fysiske opsendelser) og biologisk beskyttelse var den serielle B-36H Peacemaker strategiske bombefly fra Convair-virksomheden tiltænkt seks stempel- og fire turbojetmotorer. Det var ikke et atomfly, men var bare et flyvende laboratorium, hvor reaktoren skulle testes, men blev betegnet NB -36H - Nuclear Bomber ("Atomic bomber"). Cockpittet blev omdannet til en bly- og gummikapsel med et ekstra stål- og blyskærm. For at beskytte mod neutronstråling blev særlige paneler fyldt med vand indsat i skroget.
Prototypen flyreaktor ARE (Aircraft Reactor Experiment), skabt i 1954 af Oak Ridge National Laboratory, blev verdens første homogene atomreaktor med en kapacitet på 2,5 MW på brændstof fra et smeltet salt - natriumfluorid og zirconium- og urantetrafluorider.
Fordelen ved denne type reaktorer ligger i den grundlæggende umulighed ved en ulykke med ødelæggelse af kernen, og selve brændstofsaltblandingen, i tilfælde af en lukket type NSU, ville fungere som et primært kølevæske. Når et smeltet salt bruges som kølevæske, desto højere i sammenligning, f.eks. Med flydende natrium, tillader varmekapaciteten for det smeltede salt brug af cirkulationspumper af små dimensioner og drager fordel af et fald i metalforbruget i konstruktion af reaktoranlægget som helhed, og den lave varmeledningsevne skulle have sikret stabiliteten af atomflymotoren mod pludselige temperaturspring i det første kredsløb.
På basis af ARE -reaktoren har amerikanerne udviklet et eksperimentelt luftfart YSU HTRE (Heat Transfer Reactor Experiment). Uden videre designet General Dynamics X-39-flyets nukleare motor baseret på den serielle J47-turbojetmotor til strategiske bombefly B-36 og B-47 "Stratojet"-i stedet for et forbrændingskammer blev reaktorkernen placeret i den.
Convair havde til hensigt at levere X-39 til X-6-måske ville dens prototype være B-58 Hustler supersonisk strategisk bombefly, der foretog sin jomfrutur i 1956. Derudover blev atomversionen af en erfaren subsonisk bombefly fra det samme YB-60-selskab også overvejet. Amerikanerne opgav imidlertid det åbne kredsløbssystem for luftfart, i betragtning af at erosionen af væggene i luftkanalerne i X-39-reaktorkernen vil føre til, at flyet efterlader et radioaktivt spor og forurener miljøet.
Håbet om succes blev lovet af det mere strålingssikre atomkraftværk i lukket type i Pratt-Whitney-virksomheden, til oprettelse af hvilket General Dynamics også var involveret. For disse motorer begyndte firmaet "Convair" konstruktionen af forsøgsfly NX-2. Både turbojet og turboprop versioner af atom bombefly med atomkraftværker af denne type blev udarbejdet.
Imidlertid vedtagelsen i 1959 af Atlas interkontinentale ballistiske missiler, der var i stand til at ramme mål i Sovjetunionen fra det kontinentale USA, neutraliserede ANP -programmet, især da produktionsprøver af atomfly næppe ville have dukket op før 1970. Som følge heraf blev alt arbejde i dette område i USA i marts 1961 stoppet af præsident John F. Kennedys personlige beslutning, og der blev aldrig bygget et rigtigt atomfly.
Flyprøven fra flyreaktoren ASTR (Aircraft Shield Test Reactor), der er placeret i bomberummet i NB-36H flyvende laboratorium, var en 1 MW hurtig neutronreaktor, der ikke var forbundet til motorerne og opererede med urandioxid og afkølet af en luftstrøm taget gennem særlige luftindtag. Fra september 1955 til marts 1957 foretog NB-36H 47 flyvninger med ASTR over ubeboede områder i delstaterne New Mexico og Texas, hvorefter bilen aldrig blev løftet op i himlen.
Det skal bemærkes, at det amerikanske luftvåben også behandlede problemet med en atommotor til krydsermissiler eller, som det var sædvanligt at sige indtil 1960'erne, for projektilfly. Som en del af Pluto -projektet skabte Livermore Laboratory to prøver af Tory -atomrammemotoren, som var planlagt installeret på SLAM -supersonisk krydstogtsraket. Princippet om "atomopvarmning" af luft ved at passere gennem reaktorkernen var her det samme som i åbne gasturbinemotorer med åben type, med kun en forskel: ramjetmotoren mangler en kompressor og en turbine. Tories, der med succes blev testet på jorden i 1961-1964, er de første og hidtil eneste virkeligt luftfart (mere præcist missil og luftfart) atomkraftværker. Men dette projekt blev også lukket som håbløst på baggrund af succeser med oprettelsen af ballistiske missiler.
Indhent og overhal
Selvfølgelig udviklede ideen om at bruge atomkraft i luftfarten, uafhængigt af amerikanerne, også i Sovjetunionen. Faktisk i Vesten, ikke uden grund, mistænkte de, at sådant arbejde blev udført i Sovjetunionen, men med den første afsløring af det faktum om dem kom de i rod. Den 1. december 1958 rapporterede Aviation Week: Sovjetunionen opretter et strategisk bombefly med atommotorer, hvilket forårsagede stor spænding i Amerika og endda hjalp med at opretholde interessen for ANP -programmet, som allerede var begyndt at forsvinde. Men på tegningerne, der ledsagede artiklen, skildrede den redaktionelle kunstner ganske præcist M-50-flyet fra VM Myasishchev eksperimentelle designbureau, som faktisk blev udviklet på det tidspunkt, med et helt "futuristisk" udseende, som havde konventionelle turbojet-motorer. Det vides i øvrigt ikke, om denne publikation blev efterfulgt af et "opgør" i KGB i Sovjetunionen: arbejdet med M-50 fandt sted i en atmosfære af den strengeste hemmelighed, bombeflyet foretog sin første flyvning senere end omtale i den vestlige presse, i oktober 1959, og bilen blev først præsenteret for offentligheden i juli 1961 ved luftparaden i Tushino.
Hvad angår den sovjetiske presse, for første gang om atomplanet blev der i de mest generelle vendinger fortalt af magasinet "Technics - Youth" tilbage i nr. 8 for 1955: "Atomenergi bruges i stigende grad inden for industri, energi, landbrug og medicin. Men tiden er ikke langt væk, når den skal bruges inden for luftfart. Fra flyvepladserne vil gigantiske maskiner let stige op i luften. Atomfly vil være i stand til at flyve næsten lige så længe du vil, uden at synke til jorden i flere måneder og lave snesevis af non-stop flyrejser rundt om i verden med supersonisk hastighed. " Magasinet, der antydede køretøjets militære formål (civile fly behøver ikke at være på himlen "så længe du vil"), præsenterede ikke desto mindre en hypotetisk ordning med et passagerfly med et åbent atomkraftværk.
Imidlertid beskæftigede Myasishchevsky -kollektivet og ikke alene alene fly med atomkraftværker. Selvom sovjetiske fysikere har undersøgt muligheden for deres oprettelse siden slutningen af 40'erne, begyndte praktisk arbejde i denne retning i Sovjetunionen meget senere end i USA, og begyndelsen blev lagt ved dekret fra Ministerrådet for USSR nr. 1561-868 af 12. august 1955. Ifølge ham havde OKB-23 V. M. Myasishchev og OKB-156 A. N. Tupolev samt flymotor OKB-165 A. M. Lyulka og OKB-276 N. D. Kuznetsov til opgave at udvikle atomstrategiske bombefly.
Flyets atomreaktor blev designet under tilsyn af akademikere I. V. Kurchatov og A. P. Aleksandrov. Målet var det samme som amerikanernes: at få en bil, der efter at have taget afsted fra landets område ville kunne ramme mål overalt i verden (først og fremmest selvfølgelig i USA).
Et træk ved det sovjetiske atomflyprogram var, at det fortsatte, selvom emnet allerede var glemt i USA.
Under oprettelsen af atomkontrolsystemet blev de åbne og lukkede kredsløbsdiagrammer grundigt analyseret. Så under den åbne type, der modtog koden "B", udviklede Lyulka Design Bureau to typer atom -turbojet -motorer -aksiale, med turbokompressorakslens passage gennem en ringformet reaktor og "vippearme" - med en aksel uden for reaktoren, der er placeret i en buet strømningsbane. Til gengæld arbejdede Kuznetsov Design Bureau på motorerne i henhold til det lukkede "A" -program.
Myasishchev Design Bureau gik straks i gang med at løse den mest tilsyneladende vanskelige opgave-at designe atom-superhøjhastighedstunge bombefly. Selv i dag, når man ser på diagrammerne over fremtidige biler fremstillet i slutningen af 50'erne, kan man helt sikkert se funktionerne i den tekniske æstetik i det 21. århundrede! Disse er projekterne med fly "60", "60M" (atom -vandfly), "62" for Lyulkovsk -motorerne i "B" -ordningen samt "30" - allerede under motorerne i Kuznetsov. De forventede egenskaber ved "30" bombefly er imponerende: maksimal hastighed - 3600 km / t, krydshastighed - 3000 km / t.
Sagen kom imidlertid ikke til detaljeret design af Myasishchev atomflyet på grund af likvidation af OKB-23 i en uafhængig kapacitet og dets introduktion i raketten og rummet OKB-52 i V. N. Chelomey.
På den første fase af deltagelsen i programmet skulle Tupolev-teamet oprette et flyvende laboratorium, der i sin hensigt lignede det amerikanske NB-36H med en reaktor om bord. Modtog betegnelsen Tu-95LAL, den blev bygget på basis af den serielle turboprop tunge strategiske bombefly Tu-95M. Vores reaktor, ligesom den amerikanske, blev ikke parret med motorerne i luftfartøjsflyet. Den grundlæggende forskel mellem den sovjetiske flyreaktor og den amerikanske var, at den var vandkølet med en meget lavere effekt (100 kW).
Den hjemlige reaktor blev afkølet af vandet i det primære kredsløb, hvilket igen gav varme til vandet i det sekundære kredsløb, som blev afkølet af luftstrømmen, der løb gennem luftindtaget. Sådan blev det skematiske diagram for NK-14A Kuznetsov atomturbopropmotor udarbejdet.
Tu-95LAL flyvende atomlaboratorium i 1961-1962 løftede reaktoren 36 gange i luften både i drifts- og i "kold" tilstand for at undersøge effektiviteten af det biologiske beskyttelsessystem og effekten af stråling på flysystemerne. Ifølge testresultaterne bemærkede formanden for State Committee for Aviation Technology P. V. Dementyev imidlertid i sit notat til landets ledelse i februar 1962: med YSU blev udviklet i OKB -301 SA Lavochkin. - K. Ch.), Da det udførte forskningsarbejde er utilstrækkeligt til udvikling af prototyper af militært udstyr, skal dette arbejde fortsættes."
Under udviklingen af designreserven for OKB-156 udviklede Tupolev Design Bureau på grundlag af Tu-95 bombefly et projekt af et eksperimentelt Tu-119 fly med NK-14A atomturbopropmotorer. Siden opgaven med at oprette et ultra-langdistancebomber med udseende i Sovjetunionen af interkontinentale ballistiske missiler og havbaserede ballistiske missiler (på ubåde) har mistet sin kritiske relevans, betragtede Tupoleverne Tu-119 som en overgangsmodel på vejen til at oprette et nukleart anti-ubådsfly baseret på det langdistancepassagerfly, Tu-114, som også”voksede” fra Tu-95. Dette mål var ganske i overensstemmelse med bekymringen fra den sovjetiske ledelse om amerikanernes indsættelse i 1960'erne af et ubåds atom -missilsystem med Polaris ICBM'er og derefter Poseidon.
Projektet med et sådant fly blev imidlertid ikke implementeret. Forblev på designstadiet og planerne om at oprette en familie af Tupolev supersoniske bombefly med YSU under kodenavnet Tu-120, som ligesom atomluftjægeren for ubåde var planlagt til at blive testet i 70'erne …
Ikke desto mindre kunne Kreml godt lide tanken om at give søflyvningen et anti-ubådsfly med en ubegrænset rækkevidde til at bekæmpe NATO's atomubåde i enhver region i havene. Desuden skulle denne maskine bære så meget ammunition som muligt af ubådsvåben - missiler, torpedoer, dybdeladninger (inklusive atom) og ekkolodbøjer. Derfor faldt valget på et tungt militært transportfly An-22 "Antey" med en bæreevne på 60 tons-verdens største bredbånds turbopropfly. Det fremtidige fly An-22PLO var planlagt til at blive udstyret med fire atom-turbopropmotorer NK-14A i stedet for standard NK-12MA.
Programmet for oprettelse af sådan en usynlig i enhver anden flåde af en bevinget maskine modtog kodenavnet "Aist", og reaktoren for NK-14A blev udviklet under ledelse af akademiker A. P. Aleksandrov. I 1972 begyndte test af reaktoren ombord på An-22 flyvende laboratorium (i alt 23 flyvninger), og der blev truffet en konklusion om dens sikkerhed ved normal drift. Og i tilfælde af en alvorlig ulykke var det påtænkt at adskille reaktorenheden og det primære kredsløb fra det faldende fly med en blød landing ved faldskærm.
Generelt er luftfartsreaktoren "Aist" blevet den mest perfekte præstation inden for atomvidenskab og teknologi inden for sit anvendelsesområde.
I betragtning af at det på grundlag af An-22-flyet også var planlagt at oprette et An-22R interkontinentalt strategisk luftfartmissilsystem med et ballistisk missil R-27 ubåd, er det klart, hvad et stærkt potentiale en sådan transportør kunne modtage, hvis det var overført til "atomkraft" »Med NK-14A motorer! Og selvom der ikke kom ting til implementeringen af både An-22PLO-projektet og An-22R-projektet, må det konstateres, at vores land alligevel har overhalet USA inden for oprettelsen af et luftfartskraftværk.
Der er ingen tvivl om, at denne oplevelse trods sin eksotisme stadig kan være nyttig, men på et højere kvalitetsniveau for implementering.
Udviklingen af ubemandede ultra-langdistance rekognoscering og strejke flysystemer kan meget vel følge vejen til at bruge atomsystemer på dem-sådanne antagelser gøres allerede i udlandet.
Forskere forudsagde også, at millioner af passagerer sandsynligvis vil blive transporteret med atomdrevne passagerfly i slutningen af dette århundrede. Ud over de åbenlyse økonomiske fordele forbundet med at udskifte luftfartspeterogen med atombrændstof, taler vi om et kraftigt fald i luftfartens bidrag, som med overgangen til atomkraftsystemer vil ophøre med at "berige" atmosfæren med kuldioxid, til den globale drivhuseffekt.
Efter forfatterens mening ville luftfartens atomsystemer perfekt passe ind i fremtidens kommercielle luftfartskomplekser baseret på supertunge fragtfly: for eksempel den samme gigantiske "luftfærge" M-90 med en bæreevne på 400 tons, foreslået af designerne af det eksperimentelle maskinbyggeri opkaldt efter VM Myasishchev.
Selvfølgelig er der problemer med at ændre den offentlige mening til fordel for nuklear civil luftfart. Alvorlige spørgsmål i forbindelse med at sikre dets nukleare og antiterroristiske sikkerhed skal også løses (i øvrigt nævner eksperter den indenlandske løsning med faldskærmen "skydning" af reaktoren i tilfælde af en nødsituation). Men vejen, der blev slået for mere end et halvt århundrede siden, vil blive mestret af rollatoren.
