Стратегічний бомбардувальник з атомними двигунами
«Проект атомної літаючої лабораторії на базі М-50»
У розпал холодної війни між СРСР і США, яких тільки не було пропозицій з військового домінування перед країною суперницею.
Дальність польотів літаків в 1950-х роках була обмежена багатьма факторами, але для СРСР під час відсутність ще міжконтинентальних ракетних комплексів встав серйозне питання про доставку атомної бомби на територію противника.
Тому що бомбардувальники США використовуючи аеродроми країн НАТО могли доставити атомну бомбу на територію СРСР пролетівши не більше 10 тисячі км. а для авіації СРСР було потрібно подолати понад 20 тисячі км. щоб увійти в повітряний простір США. Літак здатний пролетіти без посадки таку величезну відстань в СРСР не існувало.
Наявні надзвукові бомбардувальники в СРСР здатні нести вантаж в 5 тонн теоретично вимагали дві дозаправки в повітрі, щоб подолати 15 тисяч кілометрів. До того ж в 1957 році СРСР мав лише двома десятками бомбардувальниками Ту-95 і М-4, дальність польотів яких дозволяло лише пролетіти через Арктику і досягти кордон Канада і США. Збройні сили США в цей час мали близько 2 тисяч бомбардувальників B-52 і B-47, а також старі B-36.
У зв'язку з таким розкладом сил перспективним зброєю відплати в СРСР став стратегічний надзвуковий бомбардувальник з атомним двигуном або проект М-60, здатний до необмежених відстаням перельотів.
У ті роки цей проект не вважався абсурдним.
«Літаюча лабораторія, побудована на базі Ту-95»
СРСР за десять років після створення атомної бомби створила потужну наукову базу для застосування ядерної енергії, яка могла собі дозволити необмежені виробничі потужності і значне фінансове забезпечення з бюджету країни.
Наукова еліта в ядерній галузі була вихована завдяки лабораторії №2 Академії наук СРСР, яка була створена і керувалася Ігорем Курчатовим. Багато наступних знамениті вчені були його учнями і колегами.
На науково-технічних радах при Раді Міністрів СРСР обговорювалося питання про використання ядерної енергії в енергозалежних установка, що встановлюються на кораблі, підводних човнів, що зараз не здивуєш, але і літаків.
Енергосилові установки для літаків став розробляти Анатолій Петрович Александров, заступник І.В.Курчатова в Лабораторії №2 АН СРСР.
Спочатку для ядерного авіаційного двигуна був запропонований відкритий і закритий цикл на основі прямоточних турбореактивних і турбогвинтових двигунів. Реакторна установка з різним видом охолодження від повітряного до рідкого.
Через три роки в 1955 року, коли в СРСР почала роботу перша атомна електростанція і готовий проект першої атомного підводного човна СРСР почали вже будувати на верфях, розвідка повідомляє що в США існує проект по створенню надзвукового бомбардувальника з атомним двигуном.
Ця інформація підстьобнула Рада Міністрів СРСР видати Постанова наказує цілої низки ОКБ авіаційної промисловості розпочати проектування бомбардувальника з атомними двигунами.
ОКБ під керівництвом С. А. Лавочкіна розробила двигун з прямоточним повітряно-реактивним принципом роботи.
«Турбореактивний двигун з атомним реактором відкритого типу»
Конструкція була застосована по відкритому циклу: атомний реактор зайняв місце камери згоряння, т. Е. Повітря проходило крізь активну зону. Смерть Лавочкіна в 1960 році разом з проектом двигуна був не отримав подальшого розвитку.
ОКБ під керівництвом Мясищева в ході реалізації проекту надзвукового бомбардувальника з ядерним двигуном спочатку бачилася простий, але до середини 1956 року було виявлено складно здійсненні завдання.
При установці нової силової установки авіаконструктори зіткнулися з важкими завданнями, з якими раніше не наважувалися.
Перше завдання - це радіоактивне випромінювання при відкритому циклі атомного двигуна. Захист від випромінювання потрібно екіпажу і обладнання літака. Захист вимагає товстостінні свинцеві щити, що впливає на робочі місця екіпажу і вагові обмеження.
Друге завдання - це не можливість використання звичних сплавів металів в конструкції літака через радіацію і тепла, що виділяється від реактора. Потрібні нові сплави здатні витримувати такі навантаження і при цьому бути досить легкими.
Третє завдання - це необхідність побудови спеціальних авіабаз оснащеними дезактиваційними і дистанційними системами з обслуговування літака, тому що відкритий цикл атомного двигуна викликає сильне зараження його поверхонь.
«Турбореактивний двигун з кільцевих атомним двигуном відкритого типу»
Зупинений реактор двигуна смертельно небезпечний для людини довгий час.
І найголовніше завдання - забезпечення безпеки, особливо при аварії літака.
Всі ці проблеми змусили відмовитися від початкової ідеї та перейти до нової компонуванні літака, який розроблявся в рамках проекту літака М-60. Конструкція літака М-60 представляла з себе середньо план зі трапецієподібним крилом і горизонтальним оперенням на вершині кіля.
Вся силова установка літака перебувала в хвостовій частині в максимальному віддаленні від екіпажу. Літак мав чотирма атомними турбореактивними двигунами, які розташовувалися по парно один над одним.
Загальна довжина літака становила 66 метрів, при цьому його розрахункова маса повинна була складати 250 тонн. Розрахункова крейсерська швидкість понад 3000 км / год, а максимальний стелю висоти до 20 тисяч метрів.
Кабіна екіпажу спроектована була, як багатошарова капсула зі спеціальних сплавів металів, яка була повністю ізольована від зовнішньої атмосфери через наявність радіоактивності. Забір повітря в капсулу із зовні неможливий, тому передбачалося генерація киснево-азотної суміші шляхом газифікації рідких газів з баків на борту літака.
Капсула екіпажу не мала на увазі вікна, тому для візуального огляду передбачалося використовувати телевізійні екрани і перископи.
«Проект стратегічного атомного бомбардувальника М-30»
Пропонувалося оснастити капсулу для екіпажу системою автоматичного управління літак, яка буде здатна забезпечити не тільки зліт, посадку і маневрування літаком, а й виконувати бойові завдання.
Все це мало на увазі взагалі відмовитися від людей і створити безпілотний керований стратегічний бомбардувальник, але керівництво військово-повітряних сил СРСР вважало людини більш надійним для виконання бойового завдання.
Експериментальні атомні турбореактивні двигуни для літака М-60 розраховувалися для створення злітної тяги до 23 тисяч кг. ОКБ під керівництвом А.М.Люлькі підготувала два варіанти нових двигунів.
Перший, по «соосной схемою», коли реактор кільцевої форми знаходитися позаду камери згоряння, відповідно вал турбокомпресора проходити через нього.
Другий, за схемою «коромисло», коли реактор перебувати за межами вала і утворює вигнуту проточну камеру.
ОКБ Мясищева пробували обидва двигуни, але в кожному були свої плюси і мінуси. Інженерами були вирішені багато проблем в проектуванні, але головну проблему - безпеку в обслуговуванні літака на землі, вони ще не знали яким чином вирішити.
Питання безпеки щодо забезпечення наземної експлуатації та обслуговування літака, захист екіпажу і персоналу, місцевості в місці зберігання літака, а також у випадку падіння літака стали пророчими в доцільності створення такого літака.
В. М. Мясищев перевів вирішення цих проблем в практичну область почавши створення літаючої лабораторії взявши за основу проект літака М-50.
«Проект стратегічного атомного бомбардувальника М-60»
Радикальним рішенням стало те, що літак повинен був використовувати для зльоту і посадки водну поверхню. Це рішення частково вирішувало ряд питанням більш легше, але не всі.
Конструктори повинні були вирішити найскладніші проблеми і вони самі були впевнені в успіху своєї справи. В. М. Мясищев в 1958 році звернувся з доповіддю до Президії ЦК КПРС, де вказував на наявність критики дальності дії поточних проектів звичайних бомбардувальників і необхідності зосередження всіх робіт на бомбардувальниках з атомними двигунами.
Перед цим доповіддю Мясищев був натхнений проектом ядерного двигуна з закритим циклом, створеним в ОКБ під керівництвом Н.Д.Кузнецова. Закритий цикл двигуна полегшував багато питань в забезпеченні безпеки і Мясищев розраховував за 7 років представити готовий літак.
Шість атомних турбореактивних двигунів розміщувалися в хвостовій частині, а сам реактор в фюзеляжі. Теплоносієм передбачалося бути літію і натрію. Капсула екіпажу ставати вентильованого і більш полегшеною.
Також загальна довжина літака скоротилася до 46 метрів, розмах крил 27 метрів. Загальна маса літака також знизилася до 170 тонн, маса двигунів і реактора близько 30 тонн, капсула екіпажу і обладнання літака 38 тонн, а корисна бойове навантаження 25 тонн.
Але цього літака не судилося бути побудованим.
«Проект атомного гідролітака»
ОКБ Мясищева терміново залучили до створення багатоступеневої балістичної ракети, а в 1960 році взагалі ліквідували шляхом приєднання до іншого конструкторському бюро.
Для колективу ОКБ А.Н.Туполева була більш реальна задача розробки стратегічного бомбардувальника, який повинен був бути дозвуковій.
У 1955 році чергова інформація від розвідки СРСР змусили в черговий раз змусити прискорити створення літака. США провели випробувальні польоти B-36 з атомним двигуном.
Було скликано наукову раду, які вирішив що політ був на звичайних двигунах, але з ядерним реактором. Туполеву було запропоновано зробити такий же експеримент спільно з Курчатовим.
ОКБ Туполєва почало розробку літаючої атомної лабораторії на базі вже існуючого серійного літака Ту-95. Для інженерів Туполєва був організовані цикли лекції кращими фізиками-ядерниками по атомним процесам, реакторах, захист, матеріалах, управління реакцією і т. Д.
На цих лекціях виникали спільні обговорення питань використання атомних технологій додатково в обмеженнях вимозі літакобудування. У підсумку команда вчених і конструкторів розробила компактних атомний реактор, здатний поміститися в фюзеляж літака Ту-95.
Основна мета створення літаючої атомної лабораторії на базі Ту-95 - це дослідження радіаційного впливу на життєдіяльність літака; оцінка систем захисту від радіаційного випромінювання; дослідження відображення радіаційного випромінювання від повітряних мас на різних висотах.
На створенням ЛАЛ на базі Ту-95 працювали безліч ОКБ, які модифікували базове устаткування літака.
«Наземний стенд для випробувань атомного реактора»
Для оцінки і тестування роботи реактора була побудована наземна модель з частини фюзеляжу від Ту-95.
Захист від радіації на ЛАЛ застосували нові сплави металів раніше не вживані у виробництві літаків. Всі сплави розроблялися в ОКБ неметалів спільно з НДІ хімічної промисловості.
Літаюча лабораторія отримувала індекс Ту-95ЛАЛ, раніше потім був переобладнаний стратегічний бомбардувальник Ту-95М з якого було знято озброєння. Екіпаж був захищений в герметичній кабіні, яка закривалася свинцевою п'яти сантиметрової плитою і двадцяти сантиметрової плитою з захисних матеріалів поліетилену і церезину.
Літак оснастили датчиками для фіксації рівня випромінювання радіації в бомбоотсеке, в салоні екіпажу, по одному датчику на крилах і в хвостовій частині літака.
Атомний реактор був ізольований в спеціальній оболонці зі свинцю і комбінованих матеріалів. При цьому з двигунами був не пов'язаний, а використовувався лише джерелом випромінювання.
«Розміщення реактора на Ту-95ЛАЛ»
В якості теплоносія використовувалася дистильована вода, яка нагрівалася і передавала своє тепло теплообміннику іншого контуру води. Далі, другий контур охолоджувався через водоповітряний радіатор, що продувається потоками повітря через наявної повітрозабірник в фюзеляжі літака.
Реактор вийшов трохи більше фюзеляжу літака, тому довелося його трохи розширити по колу фюзеляжу. В результаті захист реактора виявилася ефективною, що дозволило знизити захист в капсулі екіпажу та іншого обладнання.
У період 1959-1960 років літак з атомним реактором Ту-95ЛАЛ був готовий і базувався на аеродромі в Московській області. На нього особисто приїхав дивитися міністр Деменьтьев. За осінь 1961 року літак зробив успішні 34 вильоту. Льотчики-випробувачі М.М.Нюхтіков, М.А.Жіла, Е.А.Горюнов і вчені розробники здійснили польоти літака, як з працюючим реактором, так і зупиненим реактором.
В ході випробувань Ту-95ЛАЛ були отримані задовільні характеристики щодо захисту екіпажу від радіаційного випромінювання, але громіздка захист вимагав подальше зниження вагових характеристик.
Головна проблема в експлуатації Ту-95ЛАЛ стала наслідки руйнування реактора від можливої аварії літака.
«Демонтаж реактора з літака Ту-95ЛАЛ»
Ступінь зараження величезних просторів радіоактивними компонентами зумовило подальшу долю Ту-95ЛАЛ. Майже десять років він перебував на аеродромі близько Семипалатинського полігону і в 1970-му році після зняття реактора був переданий в Іркутський військово-авіаційне училище в якості музейного експоната.
Під час «горбачовської перебудови» і скорочення військового наступального озброєння літак визнали бойовим і розпили на металобрухт.
Здавалося б проект стратегічного бомбардувальника з ядерними двигунами був покинутий, але отримані результати дозволили ОКБ Туполєва паралельно в 1970-і роки продовжити розробки ще одного експериментального проекту літака Ту-119 з двигунами здатними працювати на кіросіне і енергії від ядерного реактора.
Остаточно відмовитися від таких літаків довелося, коли балістичні ракети змогли долати континенти і могли нести досить ядерних боєголовок для повного знищення ймовірного противника. До того ж проблема безпеки експлуатації літаків з ядерним реактором була як і раніше не вирішена, як в іншому і в США.
У підсумку Уряд СРСР вважало, що виділяються величезні кошти на створення літака менш вигідно, ніж створені міжконтинентальні ракети, і проекти літаків з ядерними реакторами закрили.
Тим не менш завдяки проекту літака Ту-95ЛАЛ були отримані унікальні результати дослідженні, які дали знання для інших проектів з використанням ядерного реактора.
- Освіта і довідкові статті - Винаходи
Нафта являє собою маслянисту рідину з характерним гострим запахом і різним, залежно від місця видобутку, кольором. За своєю хімічною будовою вона є надзвичайно складною сумішшю різних хімічних сполук, перш за все органічних речовин - вуглеводнів. Вуглеводні називаються так тому, що представляють ...
З найдавніших часів одним з основних занять людини було збиральництво. Під цим словом сучасні вчені мають на увазі збір їстівних насіння, горіхів, фруктів, коріння, личинок, яєць і т.п. Основним знаряддям при збиранні була товста палиця-копалка, один кінець якої був загострений і обпалений на ...