Америку, после Второй Мировой Войны, захлестнула волна «атомомании», когда влиятельные умы всех технических корпораций страны безраздельно поверили в неограниченные возможности атома. Всерьез задумывались проекты атомных вертолетов, автомобилей, поездов и водных судов. Оптимизм по поводу дешевой и безграничной энергии, полностью основывался на полном доверии атому и уверенности в его безопасности.
США, мечты и реальность военных чинов
И конечно, появились проекты самолетов с атомными двигателями. Перспектива нахождения в воздухе, измеряемая только физическими возможностями экипажа, и дальность, измеряемая сотнями тысяч километров! Это сильно подогревало воображение ученых и конструкторов. А уж военные ведомства, просто, спали и видели, как завоевывается превосходство над всем и вся, и утверждается влияние США на обстановку во всем мире и все уголки земли...
Стратегию США на долгое время стало определять, начинающееся противостояние с Восточным блоком, т.е. СССР. Противостояние, названное Холодной Войной, между Востоком и Западом, определяло задачу создания бомбардировщика, способного доставить свой груз в любую точку, находящуюся в глубине территории Советского Союза.
Для покрытия таких расстояний, самолетам требовалась принципиально новая силовая установка. В 1946 г. ВВС США, под руководством боевого Генерала Кертиса Леммея, началась работа по применению атомной энергии для полета самолета. Программа, по созданию атомолета вступила в действие. Рассматривалось несколько вариантов платформ, для испытаний ядерной силовой установки (СУ), на первом этапе это были самолеты – амфибии. Помимо военного применения СУ на атомном топливе, всерьез рассматривалась возможность использования новшества в гражданской авиации. Но до этого, к счастью, не дошло.
В сентябре 1949 г. самолет – разведчик США, взял пробы воздуха в атмосфере, высоко над СССР. Полученные образцы дали понять, что в СССР ведутся активные работы по испытанию и применению ядерной энергии. К тому же, в 1950 г. началась Корейская война. Холодная война, превратилась в «горячую», что заставляло ускорить планы создания атомолета.
В 1951 г. начали строить первые два варианта. Планировалось, что до 1957 г. атомолеты уже будут широко использоваться. Новый самолет должен был иметь два ядерных двигателя. Задача – непрерывно барражировать вдоль границ СССР. Над созданием такого самолета работала компания «Конвейр» Был создан облик, будущего атомолета, предварительно названного WS-125 (В-72). Но давайте вернемся к созданию СУ, которой еще не было, и иным препятствиям, которые было необходимо преодолеть.
Для изучения воздействия радиации на экипаж и защиты от неё, было принято решение создать атомный реактор, который будет помещен на борт самолета. После чего самолет должен был осуществить несколько полетов. Было принято решения, что в состав экипажей будут входить только пожилые пилоты, либо летчики, здоровье которых не позволяло им репродуцироваться.
Платформой для испытания полетов с ядерным реактором, и будущего носителя самой ядерной СУ, стал самый большой бомбардировщик США того времени, Конвейр B-36. Размах крыльев этого гиганта, составлял 70 м, и дальность полета достигала 13 тыс. км.
В-36
Реактор был установлен в бомбоотсеке самолета, и не был связан с двигателями. В носовой части обустроили, защищенную 12-ю тоннами свинца, кабину, для 5 членов экипажа – 1 и 2 пилотов, бортмеханика и 2-х механиков ядерного реактора. Защита экипажа от излучения, была основной задачей этих испытаний. Первый полет NB-36 (литера «N» от слова «Nuclear»- ядерный), состоялся 17 сентября 1955 г. Испытания подтвердили возможность безопасного полета, при наличии тяжелого защитного экрана. С 1955 по 1957 г. было совершено 40 успешных полетов. Пришло время для установки и испытания ядерного двигателя. Двигательная система прямоточного действия для испытаний, имела массу 80 тонн.
Принцип действия такого двигателя довольно прост: реактор разогревает воздух и подает его в камеру сгорания, где он расширяется, как в обычном ТРД, и с силой выбрасывается из сопла, создавая тягу. Это был прямоточный вариант СУ. Принцип работы был прост, а вот техническое решение вызывало множество сложностей. Главной сложностью было загрязнение воздуха радиоактивными частицами. Тогда был разработан второй вариант СУ, не прямоточный. Однако такой двигатель был на много сложнее в изготовлении и предполагал использование большого количества свинца, что значительно утяжеляло конструкцию.
Итак, самолет с полностью защищенным от радиации, традиционным свинцом, экипажем и безопасная ядерная СУ, предполагался быть очень тяжелым и тихоходным. Изыскивались способы создания иной, облегченной системы защиты. Но прогресс был медленным. В 1956 г. компания «Дженерал Электрик» смогла, наконец, создать действующий прототип двигателя, но его мощности не хватало, что бы оторвать самолет от земли.
Для дальнейших разработок требовались дополнительные и серьезные инвестиции, которые ВВС пытались изыскать. Но препятствие образовалось с совсем неожиданной стороны. Со стороны президента, Дуайта Эйзенхауэра. Все проекты, связанные с разработкой ядерной СУ и самого атомолета WS-125, он посчитал слишком амбициозными. В итоге, свой последний полет NB-36 совершил 28 марта 1957г. Похоже, проект создания атомолета был похоронен навсегда.
Шокирующий Восток
1 декабря 1958 г. в одном авторитетном американском авиационном издании появилась шокирующая статья, «Советский Союз имеет атомный бомбардировщик!» В действительности, в СССР, как и в США велись подобные разработки. У нас в то время, так же был разработан дальний бомбардировщик Ту-95, который даже превосходил В-36 по ряду существенных параметров. Но, тем не менее, он хоть и летал быстрее В-36, все же на дозвуковой скорости. Американская разведка предоставила информацию своим ведомствам, что на смену Ту-95 идет разработка нового самолета М-50, конструкции Мясищева, ошибочно полагая, что он и есть новый атомолет Советов. Эта информация предположила возвращение американцев к программе создания атомолета.
М-50
В 1960 г. президентские выборы в США выиграл Джон Кеннеди, который, получив доступ к последним разведывательным данным, был удивлен настоящим положением дел в СССР. Выяснилось отсутствие ракетного превосходства, а так же то, что атамолет, созданный в СССР – фикция. Эта информация окончательно похоронила программу WS-125 и разработки ядерного двигателя, в марте 1961 г.
Однако, главным секретом, о котором узнали за океаном гораздо позже, было то, что у нас все же был проект атомолета и работы по нему усиленно велись. На базе Ту-95 были установлены 2 прямоточных ядерных двигателя. Этот бомбардировщик летал с 1961 – 1966 г. и совершил более 40 полетов.
Работы, по созданию атомолета у нас, начались в 1955 г. Проектирование планера атомолета было поручено КБ А. Туполева и КБ В. Мясищева. Разработка самого двигателя была поручена КБ Н. Кузнецова и КБ А. Люльки. До всего технического состава было доведено, что проводится работа чрезвычайной государственной важности, от которой напрямую зависит национальная безопасность. Люди работали сверхурочно, на энтузиазме, с чувством гордости, от поставленной интереснейшей задачи.
КБ Мясищева предложило проект атомолета М-60. где экипаж находился в наглухо закрытой капсуле, не имеющей даже возможности визуального полета, что ни сколько не смущало экипажи, имеющие опыт «слепого» полета. В дальнейшем предполагалось доработать атомолет с возможностью управления с земли. По сути это был проект первго беспилотного самолета с ядерной СУ. Но военные от этого проекта отказались, посчитав его слишком небезопасным.
М-60
КБ Мясищева разрабатывали еще один проект, М-30. Он был перспективным, но для своего времени чересчур сложным в реализации.
М-30
Наши конструкторы смотрели дальше, чем их заокеанские коллеги. Двигатели проектировались не только для обычного полета, но и для полетов в космос. С. Королев, знаменитый наш ракетостроитель, всерьез рассчитывал на разработку и установка такой СУ на ракетную технику. Как и для американцев, для наших конструкторов, проектирование оказалось не сложным. Все упиралось в практическое исполнение. Требовался и ядерный реактор, минимальных размеров и массы. Этот реактор создавался с постоянной оглядкой на его вес. Сотрудникам, которым удавалось продумать практическое снижение массы реактора, хотя бы на 5 грамм, выплачивалась денежная премия. В итоге он получился настолько компактным, что вызвал недоверие самого Курчатова. Увидев его, он подумал, что ему показали предполагаемый макет. Испытывали реактор на Семипалатинском полигоне. И у наших возник вопрос: как защититься от сильнейшего смертоносного излучения и выброса радиоактивных элементов в атмосферу? При падении самолета с реактором, произошла бы экологическая катастрофа, сравнимая с той что произошла в Чернобыле. Это тоже не могло сбрасываться со счетов. В итоге, главной целью определялось – обеспечение максимальной и всесторонней безопасности.
Итак, Ту-95 стал подниматься с реактором на Семипалатинском полигоне с 1961 г. Реактор был закреплен в хвостовой части самолета. Для защиты экипажа от радиации, кабину отгородили двумя плитами. Первая плита, толщиной 5 см, из свинца и вторая, толщиной 20 см из полиэтилена и церезина. Летчики все равно побаивались таких полетов и применяли собственные методы защиты. После полета, просто выпивали стакан-другой водки. В этом же году на Ту- 95 были установлены две ядерные СУ Н. Кузнецова (НК-14А) с двумя, уже имеющимися ТВД Н. Кузнецова (НК-12). Эта модификация носила наименование Ту-119.
Появились первые после испытательные расчеты. Выяснилось, что за полноценный полет в течении 2-х суток, экипаж бы получил облучение в 5 Бэр. Для сравнения: облучение операторов АЭС составляет 2 Бэра в год! Планер получал настолько мощное облучение, что после полета его помещали на несколько недель, в наглухо закрытый отстойник. Вспоминает 2-й пилот – атомолетчик Горюнов:
«Мы все получали дозы, но не обращали на это внимание. Из 2-х экипажей в живых осталось только трое: штурман-практикант, штурман и я. Первым умер бортмеханик, через год после полетов».
Во время правления Хрущева, авиация перестала иметь былую поддержку в правительстве, в пользу ракетного вооружения. Ракеты с ядерным двигателем, так же активно разрабатывались, под началом КБ С. Лавочкина. Однако до практических испытаний не дошло: Семен Михайлович скончался от сердечного приступа прямо на испытательном полигоне. Работы были приостановлены, т.к. не удалось достигнуть приемлемого уровня экологической безопасности, во время запуска и полета ракеты. Но это не был закат проекта нашего атомолета.
Второе рождение ядерного самолета
При смещении Н. С. Хрущева и приходе к правлению Л. И. Брежнева, авиация вновь обрела должное покровительство руководства. В том числе и атомолет. Но здесь рассматривался уже не бомбардировщик, а противолодочный самолет, предназначенный для выслеживания и патрулирования американских атомных субмарин. Здесь, как платформа для установки реактора и СУ, предполагался грузоподъемный Ан-22. И вот эта схема оказалась передовой. И в этом мы оказались впереди планеты всей! Во первых, в Ан-22 можно было установить более тяжелую и надежную защиту от излучения, во вторых, соединить реактор и двигатели НК-12 уже представлялось не сложным, т.к. такая же схема была и на Ту-95, в третьих, такого самолета, как Ан-22, американцы попросту не имели. Экипаж этого охотника за субмаринами, при необходимости, мог продержаться в воздухе 2 недели.
Реализацию проекта, к сожалению или к счастью, затормозили, начавшаяся разрядка и министр авиационной промышленности П. Дементьев. Он вообще без энтузиазма рассматривал идею атомолета. Его фраза: «Итак самолеты падают, а тут еще и нейтроны жужжать будут». Программу ядерного Ан-22 тоже закрыли.
Закрытие программы атомолета
Разработчики не сдавались. Была попытка внедрения ядерной СУ в конструкции экранопланов, которые разрабатывались в КБ Р. Е. Алексеева. Именно этот конструктор создал гражданские суда на подводных крыльях. Знаменитые «Ракеты». И вроде бы очень хорошее начинание! Но дошло до того, что военные чиновники не смогли придти к единому решению: кто же будет командовать родом войск, использовавших подобную технику, ВВС, ВМФ или еще кто? По сути, из-за ленивой недальновидности военных чинов экранопланы были забыты вообще, как военная или гражданская техника. Гениальный конструктор Ростислав Алексеев и его КБ перестали получать поддержку руководства. В итоге, КБ вообще было расформировано, Р. Алексеев вскоре умер...
Окончательная, жирная точка на проекте была поставлена в 1969г. вследствие все той же разрядки, и недальновидности и лени военных чиновников. Практически законченная работа была невостребована и забыта. Но цель была достигнута. Наш атомолет «залетел» гораздо дальше американского.
09:54 08.01.2016
В конце 1950-х годов в США и СССР конструкторы бились над созданием способа доставки смертоносного ядерного груза на территорию противника. Ракетная техника на тот момент еще не была достаточно надежной, и большие надежды возлагалась на бомбардировщики, причем нужную дальность предполагалось получить c помощью атомной энергии.
В конце 1950-х годов в США и СССР конструкторы бились над созданием способа доставки смертоносного ядерного груза на территорию противника. Ракетная техника на тот момент еще не была достаточно надежной, и много ожидали от бомбардировщиков, причем нужную дальность предполагалось получить c помощью атомной энергии.Время ядерных надежд Использование ядерного реактора на борту самолета только сегодня кажется чем-то сумасшедшим. К концу 1950-х годов в Обнинске запущена первая в мире атомная электростанция, со стапелей в море уходит первая атомная подводная лодка, заложен первый в мире атомный ледокол «Ленин». Атомная энергия открывала перед военными и гражданскими конструкторами уникальные перспективы.Так, ледокол «Ленин» в сутки расходовал примерно 45 граммов ядерного топлива и без реактора для такой работоспособности ему потребовались бы тонны нефти. То же касалось и атомных подводных лодок, у которых значительно увеличилось время автономной работы и скоростные характеристики. Казалось, в скором времени в небе появятся самолеты, время полета которых было бы ограничено лишь физическими возможностями экипажа. Это было очень кстати для советских стратегических бомбардировщиков, которым требовалась для поражения отдаленных целей на территории США сумасшедшая дальность полета в 16-25 тыс. километров.Постановлением правительства от 1955 года ОКБ Туполева было предписано создать на базе бомбардировщика Ту-95 летающую атомную лабораторию с двигателем КБ Н. Кузнецова, а ОКБ Мясищева – проект сверхзвукового бомбардировщика с ядерным двигателем КБ А. Люльки. Главной проблемой, которую необходимо было решить конструкторам, была защита экипажа от радиационного излучения силовой установки, а также безопасность летающего ядерного реактора в случае катастрофы.Реактор размером со шкаф Двигатель на основе ядерной энергии имеет не такой уж сложный принцип работы, как может показаться на первый взгляд. В этой силовой установке теплота, генерируемая в ядерном реакторе, подводится в газотурбинный двигатель к воздуху и преобразуется в тягу. Различают открытую и закрытую схемы таких двигателей. В первом случае сжатый в компрессоре двигателя воздух нагревается непосредственно в каналах ядерного реактора до высокой температуры, поступает в турбину, а затем выбрасывается из сопла. При закрытой схеме тепловая энергия ядерного реактора подводится в теплообменнике (теплообменниках) газотурбинного двигателя к воздуху теплоносителем, циркулирующим в замкнутом контуре (контурах).Понятно, что открытая схема менее экологична: при ее использовании самолет оставляет за собой радиоактивный след. Но нужно понимать, что воздействие радиации в тот момент было не вполне изучено. Человечество еще не знало Чернобыля и связанной с ним боязни атомной энергии, а перспектива ядерной войны еще казалась чем-то фантастическим. Именно поэтому было решено разрабатывать двигатели двух схем: КБ Люльки было поручено создание «открытого» двигателя, КБ Кузнецова – «закрытого».Первой проблемой, с которой столкнулись конструкторы, был вес реактора. Если для атомной станции, подводной лодки или ледокола его вес не имел каких-то серьезных ограничений, то в авиации, как известно, каждый грамм на счету. Туполев выговаривал ядерщикам: «Ваш реактор похож на огромный дом. Так знайте же, что дома по воздуху не летают!».Конструкторам удалось решить проблему излишнего веса: получившийся реактор удивил даже самого Курчатова. Когда руководитель ядерной программы увидел реактор размером с небольшой шкаф, он не смог поверить, что перед ним его работающий прототип, а не макет. Параллельно с разработкой двигателей шло и создание проектов планера атомных бомбардировщиков.Смертоносный беспилотник В КБ Мясищева был разработан уникальный проект бомбардировщика М-60, который до сих пор не имеет аналогов. Расчетная скорость составляла 3000-3200 км/ч, дальность полета – 25 000 км, практический потолок – 20 000 м. При этом взлетная масса супербомбардировщика была более 250 тонн.Экипаж машины находился в глухой многослойной свинцовой капсуле весом около 60 тонн, что позволяло защитить его от излучения. При этом для визуального обзора предполагалось использовать телевизионные, радиолокационные экраны и перископы. Ясно, что взлететь, а тем более благополучно приземлиться на машине весом в четверть тысячи тонн с помощью перископа почти невозможно, поэтому управление бомбардировщиком во многом ложилось на автоматику. Позже конструкторами было предложено и вовсе отказаться от экипажа, но идея была отвергнута военными, которые считали, что автоматика не сможет в случае необходимости совершить маневр, а значит, самолет будет более уязвимым. Да и, вообще, проект огромного беспилотника за десятилетия до «Бурана» выглядел дико.Для обслуживания атомного монстра были необходимы специальные комплексы и взлетно-посадочная полоса толщиной не менее полуметра. Двигатели предполагалось устанавливать на самолет непосредственно перед вылетом. Заправка, доставка экипажа, подвеска вооружения должны были осуществляться автоматизированно ввиду большого радиационного фона.Однако у самолета были большие проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды как в местах базирования, так и во время полета, а кроме того, авиакатастрофа неизбежно привела бы и к катастрофе экологической: урана в авиационном реакторе было примерно столько же, сколько и в Чернобыльской атомной станции во время аварии. Во многом именно это привело к тому, что проект М-60 был закрыт. Но это вовсе не означало, что на планах создания атомолета был поставлен крест.Никакой радиации в атмосферу! В 1959 году прошло историческое совещание, участниками которого были Королев, Янгель, Келдыш и многие другие ключевые фигуры атомной, авиационной и космической отраслей СССР. Председателем был Курчатов, и именно его слова все ждали. Согласно воспоминаниям присутствовавшего на этом совещании инженера-конструктора Павла Гонина, тяжелобольной Курчатов, с трудом поднявшись из-за стола, сказал:«Работа выполнена большая. Однако есть одно "но". Вы подумали о том, какова будет судьба населения, на головы которого падут радиоактивные выбросы двигателя?».Ответ руководителя группы, что, дескать, судя по расчетам, выбросы эти будут не такими уж значительными, Курчатова не удовлетворил.«Ни грамма радиоактивных веществ в атмосферу! - категорично заявил он. - Иначе через пару десятилетий на планете нельзя будет жить…».После этого выступления всем стало понятно: приоритетной задачей в создании ядерного двигателя будет не тяга, а безопасность.Вскоре проблема была решена: от открытой схемы было решено отказаться, а закрытая была значительно модернизирована, фактически превратившись в летающую атомную станцию. Однако именно тогда внимание правительства переключилось на ракетную технику. Продолжение проект получил только через год благодаря тому, что появились сообщения: США далеко продвинулись в своих разработках, вплотную подойдя к созданию атомолета. Правительство СССР дало разрешение на испытание летающей лаборатории на базе Ту-95, которая уже была создана в ОКБ Туполева.Ядерный «Медведь» Испытания Ту-95 с ядерным реактором на борту проходили на Семипалатинском полигоне, где «медведь» с ядерным реактором на борту поднимался в воздух 38 раз. В ходе испытаний в первую очередь проверялось «поведение» реактора в условиях полета: как он будет выдерживать перегрузки, вибрацию. Кроме того, испытывалась биологическая защита экипажа, психологическая реакция летчиков на то, что они подвергаются облучению. Дело в том, что хотя решить вопрос выбросов во время полета удалось, но экипаж по-прежнему испытывал на себе относительно небольшое воздействие радиации.Реактор устанавливался в хвосте самолета на максимальном удалении от кабины, которая имела двухслойную защиту, в которую входила в том числе и пятисантиметровая свинцовая плита. И все же, за время полноценного двухсуточного полета экипаж получал облучение, равное 5 БЭР (допустимое облучение для сотрудников атомной электростанции за год в нормальных условиях). И хотя это облучение не являлось опасным (для населения допускается разовая доза в 25 БЭР), предполагалось, что летать на атомолетах будут только летчики, достигшие 40 лет и имеющие детей. Кроме того, через 5-7 полетов их планировалось переводить на полеты в обычных Ту-95.Кроме того, испытания показали, что радиация опасно воздействует на смазку и электронную аппаратуру, которую приходилось одевать в специальную «защитную рубашку». Планер Ту-95 за время полета также становился радиоактивным и самолет приходилось после посадки помещать на несколько недель в наглухо закрытый отстойник. Проблемой была и остановка двигателя, который приходилось «расхолаживать», снимая тепло.И все же опытные полеты дали понять, что создание самолета с ядерной силовой установкой возможно, и в КБ Туполева начались работы по созданию планера для будущего атомолета, за которым закрепилось название Ту-120. Однако проект и этого атомолета был закрыт. Связано это с тем, что военным требовался сверхзвуковой бомбардировщик, что влекло за собой увеличение мощности реактора, а вслед за этим – облучения экипажа и веса машины. Кроме того, большие деньги из бюджета страны выделялись в тот момент на стратегические ракетные системы и ядерный морской флот, и на дорогостоящий проект атомолета их просто не хватило. Помимо всего прочего, в США указом Джона Кеннеди работы по созданию атомолета были свернуты.Антей-охотник Последним советским проектом самолета с ядерной силовой установкой стал противолодочный Ан-22 «Антей», идея создания которого появилась в 1965 году. По задумке конструкторов, в случае кризисной ситуации эта машина могла несколько суток барражировать над американской подводной лодкой и в случае пуска ракеты сразу же потопить ее. Выбор пал на «Антей» потому, что на тот момент это был самый большой советский самолет, что позволяло установить более серьезную, чем на Ту-95ЛАЛ биологическую защиту.На взлете и посадке самолет использовал обычное топливо, после чего работу силовой установки обеспечивал реактор. Машина имела расчетную дальность полета в 27 тысяч километров, продолжительность полета составляла 50 часов. Всего «Антей» с реактором совершил 22 полета. Испытания показали, что воздействие радиации на экипаж является минимальным.Закрытие проекта Ан-22ПЛО было связано с начавшейся разрядкой отношений между СССР и США, а также тем, что в случае катастрофы опасность радиоактивного заражения местности по-прежнему оставалось.Ничто не забыто После закрытия программ атомолетов многие конструкторы считали, что у ядерных двигателей большое будущее. И оказались правы. В начале XXI века многие проекты XX века с использованием ЯСУ были переосмыслены с использованием современных технологий.В 2003 году военно-исследовательская лаборатория ВВС США профинансировала разработку атомного двигателя для беспилотника-разведчика Global Hawk, благодаря которому он смог бы находиться в воздухе несколько месяцев. Причина ясна: один БПЛА с ядерным реактором смог бы заменить десятки таких же беспилотников с обычными силовыми установками. Ведутся в штатах также и исследования по созданию ракеты с ядерной силовой установкой для полета на Марс.В России проект ракетного ядерного двигателя включен в федеральную космическую программу Роскосмоса. Разработка этой силовой установки, которая необходима для освоения дальнего космоса, должна занять около пяти лет, а значит, первый образец ядерного двигателя для космоса мы можем увидеть в 2020 году.
В послевоенное время мир победителей был опьянен открывшимися ядерными возможностями. Причем речь идет не только об оружейном потенциале, но и вполне мирном использовании атома. В США, например, помимо атомных танков заговорили о создании даже таких бытовых мелочей, как пылесосы, работающие на цепной ядерной реакции.
В 1955 году глава компании Lewyt обещал выпустить атомный пылесос в течение следующих 10 лет
В начале 1946 года Соединенные Штаты, тогда еще будучи единственной страной с ядерным арсеналом, приняли решение о создании самолета с атомным двигателем. Но из-за неожиданных трудностей работы продвигались крайне медленно. Лишь девять лет спустя удалось поднять в воздух самолет с ядерным реактором на борту. По данным советской разведки, говорить о полноценном планере с атомным двигателем говорить было рано: секретный объект действительно оснастили ядерной установкой, однако она не была подключена к моторам и служила только для испытаний.
Игорь Курчатов
Почему одни и те же задачи ставили перед несколькими КБ? Тем самым правительство хотело поддержать соревновательный характер работы инженеров. Отставание от США было приличным, поэтому догонять американцев надо было любыми путями.
Всех работников предупредили - речь идет о проекте государственной важности, от которого зависит безопасность родины. По словам инженеров, сверхурочная работа не поощрялась - она считалась нормой. Теоретически работник мог уйти домой в 18 часов, однако коллеги смотрели на него как на пособника врага народа. На следующий день можно было не возвращаться.
Сначала инициативу взяло на себя КБ Мясищева. Тамошние инженеры предложили проект сверхзвукового бомбардировщика М-60. Фактически речь шла об оснащении уже существовавшего М-50 ядерным реактором. Проблема первого в СССР сверхзвукового стратегического носителя М-50 как раз заключалась в катастрофических топливных «аппетитах». Даже при условии двух дозаправок в воздухе 500 тоннами керосина бомбардировщик с трудом мог бы долететь до Вашингтона и вернуться обратно.
Казалось, все вопросы должен был решить атомный двигатель, гарантировавший практически неограниченную дальность и длительность полета. Нескольких граммов урана хватило бы на десятки часов полета. Считалось, что в экстренных случаях экипаж смог бы беспосадочно барражировать в воздухе на протяжении двух недель.
Самолет М-60 планировали оснащать ядерной силовой установкой открытого типа, сконструированной в бюро Архипа Люльки. Такие двигатели были заметно проще и дешевле, но, как впоследствии оказалось, в авиации им было не место.
Комбинированный турбореактивно-атомный двигатель. 1 - электростартер; 2 - заслонки; 3 - воздуховод прямоточного контура; 4 - компрессор; 5 - камера сгорания; 6 - корпус атомного реактора; 7 - тепловыделяющая сборка
Итак, в целях безопасности ядерную установку надо было расположить как можно дальше от экипажа. Хвостовая часть фюзеляжа подходила лучше всего. Там предполагалось разместить четыре атомных турбореактивных двигателя. Далее находился бомбоотсек и, наконец, кабина экипажа. Пилотов хотели поместить в глухую свинцовую капсулу весом 60 тонн. Компенсировать отсутствие визуального обзора планировалось с помощью радиолокационных и телевизионных экранов, а также перископов. Многие функции экипажа возлагались на автоматику, а впоследствии предлагалось и вовсе перевести аппарат на полностью автономное беспилотное управление.
Кабина экипажа. 1 - приборная панель; 2 - катапультируемые капсулы; 3 - аварийный люк; 4 - положение крышки люка при входе и выходе из кабины и катапультировании; 5 - свинец; 6 - гидрид лития; 7 - привод люка
Из-за «грязного» типа используемых двигателей обслуживание сверхзвукового стратегического бомбардировщика М-60 надо было осуществлять с минимальным участием людей. Так, силовые установки должны были «цеплять» к самолету прямо перед полетом в автоматическом режиме. Заправка, доставка пилотов, подготовка вооружения - все это тоже должны были делать «роботы». Разумеется, для обслуживания таких атомолетов требовалась полная перестройка существующей инфраструктуры аэродромов, вплоть до закатки новых взлетно-посадочных полос толщиной не менее полуметра.
Из-за всех этих трудностей проект создания М-60 пришлось закрыть еще на этапе чертежей. Вместо него предполагалось построить другой атомолет - М-30 с ядерной установкой закрытого типа. Конструкция реактора при этом была гораздо сложнее, зато вопрос с защитой от радиации стоял не так остро. Самолет должны были оснастить шестью турбореактивными двигателями, питавшимися от одного ядерного реактора. В случае необходимости силовая установка могла работать и на керосине. Масса защиты экипажа и двигателей была почти вдвое меньше, чем у М-60, благодаря чему самолет мог нести полезную нагрузку в 25 тонн.
Первый полет М-30 с размахом крыльев порядка 30 метров был запланирован на 1966 год. Однако и этой машине не суждено было сойти с чертежей и хотя бы частично воплотиться в реальности. К 1960 году в противостоянии авиации и ракетчиков наметилась победа последних. Хрущева убедили, что самолеты нынче не так важны, как раньше, а ключевая роль в борьбе с внешним врагом перешла к ракетам. Как итог - сворачивание почти всех перспективных программ по атомолетам и реструктуризация соответствующих конструкторских бюро. Не минула эта участь и КБ Мясищева, которое потеряло статус самостоятельной единицы и было переориентировано на ракетно-космическую отрасль. Но у авиастроителей оставалась еще одна, последняя надежда.
Дозвуковая «тушка»
Конструкторскому бюро А. Н. Туполева повезло больше. Здесь инженеры параллельно с «мясищевцами» работали над собственным проектом атомолета. Но в отличие от М-60 или М-30, это была намного более приближенная к реальности модель. Во-первых, речь шла о создании дозвукового бомбардировщика на ядерной установке, что было не в пример легче по сравнению с разработкой сверхзвукового самолета. Во-вторых, машину вообще не надо было изобретать заново - для поставленных целей годился уже существующий бомбардировщик Ту-95. Фактически надо было лишь оснастить его атомным реактором.
Андрей Туполев
В марте 1956 года Совет министров СССР поручает Туполеву начать проектирование летающей атомной лаборатории на базе серийного Ту-95. В первую очередь необходимо было что-то делать с габаритами существующих атомных реакторов. Одно дело - оснастить ядерной установкой огромный ледокол, для которого фактически не было массо-габаритных ограничений. Совсем другое - поместить реактор в довольно ограниченное пространство фюзеляжа.
Атомщики утверждали, что в любом случае надо рассчитывать на установку объемом с небольшой дом. И все же перед инженерами КБ Туполева поставили задачу - во что бы то ни стало уменьшить габариты реактора. Каждый лишний килограмм веса силовой установки тянет за собой в виде защиты еще три лишних килограмма нагрузки на самолет. Поэтому борьба велась буквально за каждый грамм. Никаких ограничений не было - денег выделяли столько, сколько было нужно. Конструктору, нашедшему способ снизить вес установки, выплачивали солидную премию.
В конце концов Андрей Туполев показал реактор размером с огромный, но все-таки шкаф, причем полностью соответствующий всем требованиям к защите. По легенде, авиаконструктор при этом не без гордости заявил, что «домов на самолетах не возят», а главный советский атомщик Игорь Курчатов сначала был уверен, что перед ним только макет реактора, а не действующий образец.
Атомный реактор в недрах Ту-95
В итоге установку приняли и одобрили. Однако сначала надо было провести серию наземных испытаний. На основе средней части фюзеляжа бомбардировщика на одном из аэродромов под Семипалатинском построили стенд с атомной установкой. В ходе тестирования реактор вышел на заданный уровень мощности. Как оказалось, самая большая проблема касалась не столько реактора, сколько биозащиты и работы электроники - живые организмы получали слишком высокую дозу облучения, а приборы могли вести себя непредсказуемо. Решили, что отныне основное внимание надо уделять не реактору, который в принципе был готов для использования в самолетах, а надежной защите от радиации.
Первые варианты защиты были чересчур грандиозные. Участники событий вспоминают фильтр высотой с 14-этажный дом, 12 «этажей» которого уходили под землю, а два возвышались над поверхностью. Толщина защитного слоя достигала полуметра. Конечно, найти практическое применение таким технологиям в атомолете было невозможно.
Может, стоило воспользоваться наработками инженеров КБ Мясищева и спрятать экипаж в свинцовой капсуле без окон и дверей? Данный вариант не подходил из-за размеров и веса. Поэтому придумали защиту совершенно нового типа. Она представляла собой покрытие из свинцовых плит толщиной 5 сантиметров и 20-сантиметрового слоя из полиэтилена и церезина - продукта, получаемого из нефтяного сырья и отдаленно напоминающего хозяйственное мыло.
Удивительно, но бюро Туполева удалось пережить непростой для авиаконструкторов 1960 год. Не в последнюю очередь благодаря тому, что атомолет на базе Ту-95 был уже вполне реальной машиной, способной подняться в воздух на атомной тяге в ближайшие годы. Осталось лишь провести воздушные испытания.
В мае 1961 года в небо поднялся нашпигованный датчиками бомбардировщик Ту-95М №7800408 с ядерным реактором на борту и четырьмя турбовинтовыми двигателями мощностью по 15 000 лошадиных сил каждый. Атомная силовая установка не была подсоединена к моторам - самолет летел на авиакеросине, а работающий реактор пока нужен был для того, чтобы оценить поведение техники и уровень облучения пилотов. Всего с мая по август бомбардировщик совершил 34 испытательных полета.
Выяснилось, что в течение двухдневного полета пилоты получали облучение в 5 бэр. Для сравнения, сегодня для работников АЭС считается нормой облучение до 2 бэр, но не в течение двух дней, а за год. Предполагалось, что в экипаж атомолетов будут входить мужчины старше 40 лет, у которых уже есть дети.
Радиацию вбирал в себя и корпус бомбардировщика, который после полета надо было изолировать для «очистки» на несколько дней. В целом радиационную защиту признали эффективной, однако недоработанной. Кроме того, долгое время никто не знал, как быть с возможными авариями атомолетов и последующим заражением больших пространств ядерными компонентами. Впоследствии реактор предлагалось оснастить парашютной системой, способной в экстренном случае отделить ядерную установку от корпуса самолета и мягко ее приземлить.
Но было поздно - внезапно атомолеты-бомбардировщики стали никому не нужны. Забросать врагов чем-нибудь посмертоноснее оказалось гораздо удобнее и дешевле с помощью межконтинентальных баллистических ракет или незаметных атомных подводных лодок. Андрей Туполев, правда, не терял надежды построить атомолет. Он рассчитывал, что в 1970-х годах начнется разработка сверхзвуковых атомных самолетов Ту-120, но этим надеждам не суждено было сбыться. Вслед за США в середине 1960-х СССР прекратил все исследования, связанные с атомолетами. Ядерный реактор еще планировали использовать в самолетах, ориентированных на охоту за подлодками. Даже провели несколько испытаний Ан-22 с атомной установкой на борту, но о прежнем размахе можно было только мечтать. Несмотря на то, что в СССР вплотную подошли к созданию атомного самолета (по сути, оставалось лишь подключить ядерную установку к двигателям), до мечты так и не дотянулись.
Переоборудованный и прошедший десятки испытаний Ту-95, который мог стать первым в мире атомолетом, долгое время стоял на аэродроме под Семипалатинском. После снятия реактора самолет передали в Иркутское военное авиационно-техническое училище, а в ходе перестройки пустили на металлолом.
Последние сто лет авиация играет настолько большую роль в истории человечества, что тот или иной проект запросто мог бы перевернуть развитие цивилизации. Кто знает, возможно, пойди история чуть-чуть другим путем, и сегодня небесные просторы бороздили бы пассажирские атомные самолеты, бабушкины ковры убирались бы пылесосами на ядерной тяге, смартфоны достаточно было бы заряжать раз в пять лет, а к Марсу и обратно пять раз в день курсировали бы космические корабли. Казалось, полвека назад была решена сложнейшая задача. Вот только результатами решения так никто и не воспользовался.
О летательных аппаратах, а если быть более точным - крылатых ракетах с ядерным двигателем, широкая общественность заговорила не так давно. О том, что они существуют, разрабатываются и испытываются, стало известно после соответствующего заявления президента РФ весной этого года.
Между тем сама идея поместить атомную энергетическую установку на летательный аппарат не нова - подобного рода машины разрабатывались и даже испытывались в СССР, причем чуть более чем через десять лет после завершения Великой Отечественной войны.
В 1950-е годы прошлого столетия в СССР, в отличие от США, создание бомбардировщика, движимого атомной энергией, рассматривалось не просто как желательная, а как жизненно необходимая задача. Это отношение сформировалось среди высшего руководства армии и военно-промышленного комплекса в результате осознания двух обстоятельств.
Ту-95ЛАЛ
Во-первых, огромного, подавляющего преимущества Соединенных Штатов с точки зрения самой возможности атомной бомбардировки территории потенциального противника. Действуя с десятков военно-воздушных баз в Европе, на Ближнем и Дальнем Востоке, самолеты США, даже обладая дальностью полета всего 5-10 тысяч км, могли достичь любой точки СССР и вернуться обратно. Советские же бомбардировщики вынуждены были работать с аэродромов на собственной территории и для аналогичного рейда на США должны были преодолеть 15-20 тысяч км. Самолетов с такой дальностью в СССР не было вообще.
Первые советские стратегические бомбардировщики М-4 и Ту-95 могли «накрыть» лишь самый север США и сравнительно небольшие участки обоих побережий. Но даже этих машин в 1957 году насчитывалось всего 22. А количество американских самолетов, способных наносить удары по СССР, достигло к тому времени 1800! Причем это были первоклассные бомбардировщики-носители атомного оружия В-52, В-36, В-47, а через пару лет к ним присоединились сверхзвуковые В-58.
А. Н. Туполев и И. Ф. Незваль
Исправить это положение мог лишь самолет с атомным двигателем, способным обеспечить практически неограниченное время нахождения машины в воздухе. В рамках создания советского атомного бомбардировщика в конце 1957 года к осуществлению этой грандиозной идеи наряду с другими организациями было подключено ОКБ А. Н. Туполева. Ему было поручено создание специальной летающей атомной лаборатории (ЛАЛ).
Конкретно этой темой должен был заниматься филиал ОКБ А. Н. Туполева в небольшом подмосковном поселке Томилино. Его начальником в 1957-м был назначен один из старейших соратников генерального конструктора будущий Герой Социалистического труда Иосиф Фомич Незваль.
Томилинский филиал
Став начальником филиала, Незваль начал с укрепления конструкторского бюро. В Томилино переехала группа конструкторов в составе около сорока человек.
С назначением Незваля начальником Томилинского филиала он по существу стал директором предприятия и по положению должен был заниматься не только конструкторским бюро, но и производством, снабжением, кадрами, бытом, строительством и прочими вопросами. Словом, на него свалилось множество проблем, которыми ему раньше заниматься не приходилось. Но Незваль с этим справился.
Атомный реактор
Средняя часть ЛАЛ
Совместно со специальным научно-исследовательским институтом, вспоминал Незваль, ОКБ поручалась установка на самолет реактора небольшой мощности с целью изучения его влияния на экипаж и радиоэлектронную аппаратуру. На этом этапе в задачу ОКБ входила разработка наиболее компактного размещения на специальной платформе как самого объекта, так и всех необходимых для его нормальной работы систем.
Эта платформа в собранном виде должна была при помощи лебедок подниматься внутрь фюзеляжа через специальный люк и там закрепляться на замках. Платформа с реактором должна была периодически подвергаться осмотру, в связи с чем требовалось, чтобы она могла свободно опускаться на землю.
Подъемная платформа с атомным реактором
Производственное выполнение стенда и доработка самолета под установку платформы с реактором были также возложены на Томилинский филиал. Для сооружения использовали имевшуюся на заводе среднюю часть фюзеляжа Ту-95, которая после необходимых доработок и усилений конструкции была установлена на специальных опорах с ложементами на высоте, соответствующей стояночному положению самолета. Эта часть работы для конструкторов являлась привычной и никакой сложности не представляла.
Что касается материалов, примененных для защиты от радиоактивного излучения, то здесь оказалось много нового и неизвестного. В частности, для биологической защиты были применены совершенно новые материалы, с которыми конструкторы до этого не имели дела. Инженерам пришлось работать с такими веществами, как полиэтилен и церезин с присадкой карбида бора. Для их обработки потребовалось разработать совершенно новую технологию.
Состав этих материалов и рецептура их изготовления были разработаны начальником лаборатории неметаллов филиала А. С. Файнштейном совместно со специалистами из советской химической промышленности. Эти материалы были проверены в специальном институте и были признаны пригодными для применения как на стендовой установке, так и для самолета. Они поставлялись в виде небольших кубиков, которые надо было соединять друг с другом в крупные блоки, а затем придавать им нужную конфигурацию.
Состыкованные части фюзеляжа ЛАЛ
Когда стенд был полностью закончен, посмотреть на него приехали руководители специального института. Осмотрев стенд детально, они были поражены той компактностью, с которой была сделана платформа с установкой реактора и всего оборудования.
В 1958 году стенд был полностью закончен и перевезен на один из восточных аэродромов, где уже было выделено место для его постоянного пребывания. В 1959 году состоялся первый его запуск. Полученные результаты оказались вполне удовлетворительными и позволили выполнять аналогичные работы по этой теме и на самолете.
Летные испытания
К весне 1961-го «…самолет стоял на аэродроме под Москвой, - вспоминал один из его создателей, ученый-атомщик Н. Н. Пономарев-Степной, - и приехал А. Н. Туполев с министром П. В. Дементьевым, чтобы посмотреть на него. Туполев объяснял систему защиты человека от излучений: „…Надо, чтобы ни малейшей щели не было, иначе нейтроны через нее выйдут“. „Ну и что?“ - не понял министр. И тогда Туполев объяснил по-простому: „В морозный день ты выйдешь на летное поле, и ширинка у тебя будет расстегнута - все замерзнет!“ Министр рассмеялся - мол, теперь с нейтронами все понятно…»
ЛАЛ в полете
С мая по август 1961 года на Ту-95ЛАЛ было выполнено 34 полета. Самолетом управляли летчики-испытатели М. М. Нюхтиков, Е. А. Горюнов, М. А. Жила и другие, ведущим по машине был инженер Н. В. Лашкевич. В летных испытаниях участвовали руководитель эксперимента ученый-атомщик Н. Пономарев-Степной и оператор В. Мордашев.
Испытания Ту-95ЛАЛ показали высокую эффективность примененной атомной установки и системы радиационной защиты, но при этом выявили ее громоздкость, слишком большой вес и необходимость дальнейшего совершенствования. А главной опасностью атомного самолета была признана возможность его аварии и заражения больших пространств.
Кроме того, затраты на создание самолета с атомной установкой были оценены в 1 миллиард советских рублей, поэтому из-за высокой стоимости в финансировании работ было отказано.
Данные, полученные в ходе испытаний Ту-95ЛАЛ, позволили ОКБ А. Н. Туполева совместно со смежными организациями разработать крупномасштабную, рассчитанную на два десятилетия программу развития тяжелых боевых самолетов с ядерными силовыми установками. Однако реализации этого проекта помешали конец холодной войны и распад Советского Союза.
Нетрудно догадаться, что идея самолета с ядерной энергетической установкой пришла в головы не только американских военных и конструкторов. В Советском Союзе, делавшем первые шаги в освоении атомных технологий, в конце сороковых годов тоже появились подобные предложения. Правда, из-за общего отставания в проектах ядерных боезарядов до определенного времени СССР не занимался этим вопросом всерьез. Тем не менее, со временем появилась возможность выделить определенные силы для создания атомолетов, к тому же стране по-прежнему были нужны подобные самолеты. Вернее, советским военно-воздушным силам были нужны не атомолеты как класс техники, а некое новое средство доставки ядерных вооружений на территорию вероятного противника.
Первые отечественные стратегические бомбардировщики имели недостаточную дальность. Так, после нескольких лет работы конструкторский коллектив под руководством В.М. Мясищева удалось поднять дальность самолета 3М до 11-11,5 тысяч километров. При применении системы дозаправки в полете этот показатель возрастал. Однако стратегические бомбардировщики того времени имели немало проблем. В свете повышения дальности наибольшей трудностью было обеспечение своевременной дозаправки в условиях риска атаки вражеских истребителей. В дальнейшем из-за развития средств противовоздушной обороны проблема дальности обострилась, а также понадобилось начать работы по созданию сверхзвуковых самолетов стратегического класса.
К концу пятидесятых годов, когда начали рассматриваться эти вопросы, появилась возможность провести изыскания по теме альтернативных силовых установок. Одним из основных вариантов стали ядерные энергоустановки. Помимо обеспечения высокой дальности полета, в том числе и сверхзвукового, они сулили большую экономию в финансовом плане. В условиях того времени полет на максимальную дальность одного полка стратегических бомбардировщиков с реактивными двигателями мог «съесть» несколько тысяч тонн керосина. Таким образом, все расходы на строительство сложной ядерной энергетической установки были полностью оправданными. Однако советские инженеры, как и американские, столкнулись с целым рядом проблем, свойственных таким силовым установкам.
Начало
Первые документальные свидетельства существования советской программы атомолетов относятся к 1952 году, когда директор Института физических проблем АН СССР будущий академик А.П. Александров отправил И.В. Курчатову документ, в котором говорилось о принципиальной возможности создания ядерной энергоустановки для самолетов. Следующие три года ушли на неспешное изучение теоретических сторон вопроса. Только в апреле 1955 году Совмин СССР издал постановление, согласно которому конструкторские бюро А.Н. Туполева, С.А. Лавочкина и В.М. Мясищева должны были начать разработку тяжелого самолета с ядерной энергоустановкой, а проектным организациям Н.Д. Кузнецова и А.М. Люльки поручалось создать двигатели для них. На этом этапе советская программа по созданию летательных аппаратов с ядерной силовой установкой разделилась на несколько проектов, отличавшихся друг от друга типом самого летательного аппарата, схемой двигателя и т.п.
Межконтинентальная крылатая ракета "Буря" - бабушка "Бурана"
К примеру, ОКБ-301 (главный конструктор С.А. Лавочкин) поручили создание межконтинентальной крылатой ракеты «375». Основой для этого должна была стать ракета «Буря», также известная под обозначением «350». После ряда изысканий определился облик новой ракеты «375». Фактически это была все та же «Буря», но вместо прямоточного реактивного двигателя на керосине на нее предлагалось установить небольшой ядерный реактор. Проходя по каналам внутри ракеты, забортный воздух должен был соприкасаться с активной зоной реактора и нагреваться. Это одновременно предохраняло реактор от перегрева и обеспечивало достаточную тягу. Также планировалось изменить компоновку исходной конструкции ввиду отсутствия необходимости в баках для топлива. Разработка самой ракеты была сравнительно простой, но, как это нередко бывает, подвели смежники. ОКБ-670 под руководством М.М. Бондарюка довольно долго не могло справиться с созданием прямоточного ядерного двигателя для изделия «375». В результате новую крылатую ракету даже не построили в металле. Вскоре после смерти Лавочкина в 1960 году тема «375» вместе с оригинальной «Бурей» была закрыта. К этому времени проектирование ядерного двигателя сдвинулось с мертвой точки, но до испытаний готового образца по-прежнему было еще далеко.
Более сложное задание получили коллективы В.М. Мясищева и А.М. Люльки. Они должны были сделать стратегический бомбардировщик с ядерной силовой установкой. Проект самолета с индексом «60» или М-60 поначалу казался простым. Предполагалось поставить на разрабатываемый бомбардировщик М-50 ядерные турбореактивные двигатели, что не потребовало бы дополнительных затрат времени и сил. М-60 всерьез считался претендентом на звание первого полноценного атомолета не только в СССР, но и в мире. Только всего через несколько месяцев после начала проекта выяснилось, что строительство «Изделия 60» откладывается, как минимум, на несколько лет. В проекте нужно было решить массу специфических вопросов, которые ранее просто не вставали перед отечественными авиастроителями.
В первую очередь, вопросы вызывала защита экипажа. Конечно, можно было бы усадить летчиков в монолитную металлическую капсулу. Однако в таком случае нужно было каким-то образом обеспечить приемлемый обзор, а также сделать некие системы спасения. Вторая серьезная проблема проекта М-60 касалась безопасности наземного персонала. По предварительным расчетам, после всего одного полета подобный бомбардировщик должен был «фонить» в течение пары месяцев. Обслуживание подобной техники требовало нового подхода, например, создания неких систем для дистанционной работы с узлами и агрегатами. Наконец, самолет «60» нужно было делать из новых сплавов: конструкция, построенная в соответствии с имеющимися технологиями, имела бы недостаточный ресурс ввиду радиационных и тепловых нагрузок. Дополнительную сложность проекту придавал выбранный тип двигателя: турбореактивный открытой схемы.
Все технические проблемы, связанные с характерными особенностями в результате заставили конструкторов полностью пересмотреть свои первые идеи. Планер самолета М-50 нельзя было использовать вместе с ядерными двигателями. Так появился обновленный облик проекта «60». Теперь атомолет выглядел как среднеплан с тонким трапециевидным крылом. Стабилизатор аналогичной формы планировалось устанавливать на киле. В передней части фюзеляжа, перед крылом разместили воздухозаборники полукруглого сечения. Они шли вдоль фюзеляжа по всей его длине, огибая грузоотсек в средней части. Четыре ядерных турбореактивных двигателя открытого цикла поместили в самом хвосте фюзеляжа, собрав их в квадратный пакет 2х2.
В носу М-60 предполагалось устанавливать многослойную капсулу-кабину экипажа. Поддержание рабочего давления внутри кабины осуществлялось при помощи запаса сжиженного воздуха на борту. От забора атмосферного воздуха быстро отказались из-за возможности попадания в самолет радиоактивных частиц. Капсула-кабина для обеспечения должного уровня защиты не имела никакого остекления. Наблюдение за обстановкой летчики должны были вести через перископы, телесистемы, а также при помощи радиолокационной станции. Для обеспечения взлета и посадки планировалось создать специальную автоматическую систему. Интересно, что планы насчет автоматической системы управления чуть не привели к изменению статуса проекта. Появилась идея сделать М-60 полностью беспилотным. Однако в результате споров военные настояли на создании именно пилотируемого самолета. Одновременно с М-60 создавался проект летающей лодки М-60М. Такой атомолет не нуждался в уязвимых для удара с воздуха взлетных полосах, а также немного облегчал обеспечение ядерной безопасности. От оригинального самолета «60» летающая лодка отличалась расположением воздухозаборников и другим шасси лыжного типа.
Предварительные расчеты показали, что при взлетном весе порядка 250 тонн самолет М-60 должен иметь тягу двигателей на уровне 22-25 тонн каждый. При таких двигателях бомбардировщик на высотах около 20 километров мог бы летать со скоростью порядка 3000 км/ч. В конструкторском бюро А.М. Люльки рассматривалось два основных варианта подобных турбореактивных ядерных двигателей. Соосная схема подразумевала размещение ядерного реактора на том месте, где в обычных ТРД находится камера сгорания. В таком случае вал двигателя проходил прямо через конструкцию реактора, в том числе и через активную зону. Также рассматривалась схема двигателя, получившая условное название «Коромысло». В этом варианте двигателя реактор был вынесен в сторону от вала компрессора и турбины. Воздух от воздухозаборника по изогнутой трубе доходил до реактора и точно так же попадал к турбине. В плане безопасности агрегатов двигателя выгоднее была схема «коромысло», однако она проигрывала соосному двигателю в простоте конструкции. Что касается радиоактивной опасности, то в этом аспекте схемы почти не различались. Конструкторы ОКБ-23 прорабатывали два варианта компоновки двигателей с учетом их габаритов и конструктивных отличий.
М-30
К концу разработки проекта М-60 и заказчик, и конструкторы пришли к не слишком приятным выводам относительно перспектив атомолетов. Все признавали, что при своих преимуществах ядерные двигатели имеют ряд серьезных недостатков, как конструктивного, так и радиационного характера. При этом именно в создание ядерных двигателей упиралась вся программа. Несмотря на затруднения с созданием двигателей, Мясищев убедил военных в необходимости дальнейшего продолжения исследований и конструкторских работ. В то же время, новый проект подразумевал установку ядерных двигателей закрытого типа.
Новый самолет получил название М-30. Уже к концу пятидесятых годов конструкторы определились с его обликом. Это был летательный аппарат, выполненный по схеме «утка» и оснащенный двумя килями. В середине фюзеляжа самолета размещались грузоотсек и реактор, а в хвостовой части – шесть ядерных турбореактивных двигателей закрытого цикла. Энергетическая установка для М-30 разрабатывалась в конструкторском бюро Н.Д. Кузнецова и подразумевала передачу тепла от реактора к воздуху в двигателе через теплоноситель. В качестве последнего рассматривались литий и натрий в жидком состоянии. Кроме того, конструкция ядерных ТРД закрытого типа позволяла использовать в них обычный керосин, что обещало упростить эксплуатацию самолета. Характерной чертой нового двигателя закрытой схемы стало отсутствие необходимости в плотной компоновке двигателей. Благодаря применению трубопровода с теплоносителем, реактор можно было надежно закрыть изолирующими конструкциями. Наконец, двигатель не выбрасывал в атмосферу радиоактивное вещество, что позволило упростить систему вентиляции кабины пилотов.
В целом, использование двигателя закрытого типа оказалось более выгодным по сравнению с предыдущим вариантом. В первую очередь, выгода имела весовое «воплощение». Из 170 тонн взлетного веса самолета 30 приходилось на двигатели и систему переноса тепла и 38 на защиту реактора и экипажа. Одновременно с этим полезная нагрузка М-30 составляла 25 тонн. Расчетные летные характеристики М-30 незначительно отличались от данных М-60. Первый полет нового бомбардировщика с ядерной энергетической установкой был запланирован на 1966 год. Однако за несколько лет до этого все проекты с литерой «М» были свернуты. Сначала ОКБ-23 привлекли к работам по другой тематике, а позже его реорганизовали. Согласно некоторым источникам, инженеры этой организации не успели даже развернуть полноценное проектирование бомбардировщика М-30.
Ту-95ЛАЛ
Одновременно с ОКБ-23 над своим проектом работали конструкторы фирмы Туполева. Их задание было немного более простым: доработать имеющийся Ту-95 для использования с ядерной энергоустановкой. До конца 55-го года инженеры занимались проработкой различных вопросов, касавшихся конструкции самолета, специфической силовой установки и т.п. Примерно в это же время советские разведчики, работавшие в США, начали присылать первые сведения относительно аналогичных американских проектов. Советским ученым стало известно о первых полетах американской летающей лаборатории с ядерным реактором на борту. При этом имеющиеся сведения были далеко не полными. Поэтому нашим инженерам пришлось провести мозговой штурм, по результатам которого они пришли к выводу о простой «вывозке» реактора, без использования его в качестве источника энергии. Собственно говоря, так и было в действительности. Кроме того, целью пробных полетов наши ученые посчитали измерение различных параметров, прямо или косвенно связанных с влиянием радиации на конструкцию самолета и его экипаж. Вскоре после этого Туполев и Курчатов договорились о проведении подобных испытаний.
Ту-95 ЛАЛ, на фото виден выпуклый фонарь над реактором
Разработка летающей лаборатории на базе Ту-95 велась интересным способом. Конструкторы ОКБ-156 и ученые-атомщики регулярно устраивали семинары, в ходе которых последние рассказывали первым обо всех нюансах атомных энергоустановок, об их защите и особенностях конструирования. Таким образом, инженеры-авиастроители получали всю необходимую информацию, без которой не смогли бы сделать атомолет. По воспоминаниям участников тех мероприятий, одним из самых запоминающихся моментов стало обсуждение защиты реакторов. Как говорили атомщики, готовый реактор со всем системами защиты имеет размер небольшого дома. Отдел компоновки конструкторского бюро заинтересовался этой проблемой и вскоре разработал новую схему реактора, при которой все агрегаты имели приемлемые размеры и одновременно с этим обеспечивался должный уровень защиты. С аннотацией в стиле «на самолетах дома не возят» эта схема была продемонстрирована ученым-физикам. Новый вариант компоновки реактора был тщательно проверен, одобрен ядерщиками и принят в качестве основы для энергоустановки для новой летающей лаборатории.
Главной целью проекта Ту-95ЛАЛ (летающая атомная лаборатория) была проверка уровня защиты бортового реактора и отработка всех нюансов конструкции, связанных с ней. Уже на стадии проектирования был применен интересный подход. В отличие от коллектива Мясищева, туполевцы решили защищать экипаж только с наиболее опасных направлений. Основные элементы радиационной защиты разместили за кабиной, а остальные направления прикрывались менее серьезными пакетами различных материалов. Кроме того, получила дальнейшее развитие идея компактной защиты реактора, которая с некоторыми изменениями вошла в проект Ту-95ЛАЛ. На первой летающей лаборатории планировалось опробовать примененные идеи защиты агрегатов и экипажа, а полученные данные использовать для дальнейшего развития проекта и, если понадобится, изменения конструкции.
К 1958 году был построен первый пробный реактор, предназначенный для испытаний. Его поместили в габаритный имитатор фюзеляжа самолета Ту-95. Вскоре испытательный стенд вместе с реактором отправили на полигон под Семипалатинском, где в 1959 году работы дошли до пробного запуска реактора. До конца года его вывели на расчетную мощность, а также доработали системы защиты и управления. Одновременно с испытаниями первого реактора шла сборка второго, предназначенного для летающей лаборатории, а также переделка серийного бомбардировщика для использования в эксперименте.
Серийный Ту-95М №7800408 при переоборудовании в летающую лабораторию лишился всего вооружения, в том числе и связанной с ним аппаратурой. Сразу за кабиной пилотов установили пятисантиметровую свинцовую плиту и пакет из полимерных материалов толщиной в 15 см. В носу, хвосте и средней части фюзеляжа, а также на крыльях были установлены датчики, следящие за уровнем радиации. В заднем грузоотсеке разместили экспериментальный реактор. Его защита в некоторой мере напоминала примененную в кабине, однако активная зона реактора помещалась внутри круглого защитного кожуха. Поскольку реактор использовался только в качестве источника излучения, пришлось оснастить его системой охлаждения. Дистиллированная вода циркулировала в непосредственной близости от ядерного топлива и охлаждала его. Далее тепло передавалось воде второго контура, который рассеивал полученную энергию при помощи радиатора. Последний обдувался набегающим потоком. Внешний кожух реактора в целом вписывался в обводы фюзеляжа бывшего бомбардировщика, однако сверху и по бокам в обшивке пришлось прорезать отверстия и прикрыть их обтекателями. Кроме того, на нижнюю поверхность фюзеляжа вывели заборное устройство радиатора.
В экспериментальных целях защитный кожух реактора был оснащен несколькими окнами, размещенными в разных его частях. Открытие и закрытие того или иного окна происходило по команде с пульта управления в кабине экипажа. При помощи этих окон можно было увеличить излучение в определенную сторону и замерить уровень его отражения от окружающей среды. Все сборочные работы завершились к началу 1961 года.
В мае 1961 года Ту-95ЛАЛ впервые поднялся в воздух. За следующие три месяца было выполнено 34 полета с «холодным» и работающим реактором. Все эксперименты и замеры доказали принципиальную возможность размещения ядерного реактора на борту самолета. В то же время, обнаружилось несколько проблем конструктивного характера, которые в дальнейшем планировалось исправить. И все же авария подобного атомолета, несмотря на все средства защиты, грозила серьезными экологическими последствиями. К счастью, все экспериментальные полеты Ту-95ЛАЛ прошли штатно и без неполадок.
Демонтаж реактора из самолета Ту-95 ЛАЛ
В августе 61-го с летающей лаборатории сняли реактор, а сам самолет поставили на стоянку аэродрома на полигоне. Несколько лет спустя Ту-95ЛАЛ без реактора перегнали в Иркутск, где он позже был списан и порезан на металлолом. Согласно некоторым источникам, причиной разделки самолета стали бюрократические дела времен Перестройки. В этот период летающую лабораторию Ту-95ЛАЛ якобы посчитали боевым самолетом и обошлись с ней в соответствии с международными договоренностями.
Проекты «119» и «120»
По результатам испытаний самолета Ту-95ЛАЛ ученые-атомщики доработали реактор для самолетов, а в конструкторском бюро Туполева начали работы по созданию нового атомолета. В отличие от предыдущего экспериментального самолета, новый предлагалось делать на основе пассажирского Ту-114 с фюзеляжем немного большего диаметра. Самолет Ту-119 предполагалось оснастить двумя керосиновыми турбовинтовыми двигателями НК-12М и двумя НК-14А, созданными на их базе. «Четырнадцатые» двигатели кроме стандартной камеры сгорания оснащались теплообменником для функционирования в режиме нагрева воздуха от реактора, по закрытой схеме. Компоновка Ту-119 в определенной мере напоминала размещение агрегатов на Ту-95ЛАЛ, однако на этот раз на самолете предусматривались трубопроводы для теплоносителя, соединявшие реактор и два двигателя.
Создание турбовинтовых двигателей с теплообменниками для передачи тепла от реакторов шло небыстро из-за постоянных задержек и проблем. Как результат, самолет Ту-119 так и не получил новые двигатели НК-14А. Планы на создание двух летающих лабораторий с двумя ядерными двигателями на каждой не были воплощены. Неудача с первыми экспериментальными самолетами «119» привела к срыву дальнейших планов, подразумевавших строительство самолета сразу с четырьмя НК-14А.
Закрытие проекта Ту-119 похоронило и все планы на проект «120». Этот высокоплан со стреловидным крылом должен был оснащаться четырьмя двигателями, а в фюзеляже нести противолодочное оборудование и вооружение. Такой противолодочный самолет, по расчетам, мог производить патрулирование в течение двух суток. Дальность и продолжительность полета фактически ограничивались лишь возможностями экипажа. Также в ходе проекта «120» прорабатывались возможности создания стратегического бомбардировщика наподобие Ту-95 или 3М, но с шестью двигателями и сверхзвукового ударного самолета с возможностью маловысотного полета. Ввиду проблем с двигателями НК-14А все эти проекты были закрыты.
Ядерный «Антей»
Несмотря на неудачное окончание проекта «119», военные не утратили желание получить сверхдальний противолодочный самолет с большой грузоподъемностью. В 1965 году за основу для него решили взять транспортный самолет Ан-22 «Антей». Внутри широкого фюзеляжа этого самолета можно было разместить и реактор, и целый набор вооружений, и рабочие места операторов вместе со специальной аппаратурой. В качестве двигателей для самолета АН-22ПЛО снова предложили НК-14А, работы по которым понемногу стали продвигаться вперед. По расчетам, продолжительность патрулирования такого самолета могла достигать 50 (пятидесяти!) часов. Взлет и посадка производились с использованием керосина, полет на крейсерской скорости – на выделяемом реактором тепле. Стоит отметить, 50 часов являлись лишь рекомендованной продолжительностью полета. На практике такой противолодочный самолет мог летать и больше, пока экипаж не потеряет способность к эффективной работе или пока не начнутся проблемы технического характера. 50 часов в этом случае являлись своеобразным гарантийным сроком, в течение которого Ан-22ПЛО не имел бы никаких проблем.
Сотрудники конструкторского бюро О.К. Антонова с умом распорядились внутренними объемами грузоотсека «Антея». Сразу за кабиной экипажа поместили отсек для целевого оборудования и его операторов, за ним предусмотрели бытовые помещения для отдыха, затем «вставили» отсек для спасательного катера на случай аварийной посадки на воду, а в задней части грузовой кабины поместили реактор с защитой. При этом почти не оставалось места для вооружения. Мины и торпеды предложили поместить в увеличенных обтекателях шасси. Однако после предварительных работ по компоновке вскрылась серьезная проблема: готовый самолет получался слишком тяжелым. Ядерные двигатели НК-14А мощностью в 8900 л.с. просто не могли обеспечить требуемые летные характеристики. Эту проблему решили путем изменения конструкции защиты реактора. После доработки ее масса ощутимо сократилась, но уровень защиты не только не пострадал, но даже немного вырос. В 1970 году Ан-22 №01-06 оснастили точечным источником излучения с защитой, выполненной в соответствии с поздними версиями проекта Ан-22ПЛО. В ходе десяти испытательных полетов выяснилось, что новый вариант защиты полностью себя оправдал, причем не только в весовом аспекте.
Полноценный реактор создавался под руководством А.П. Александрова. В отличие от предыдущих конструкций, новый авиационный реактор оснащался собственными системами управления, автоматической защитой и т.п. Для управления реакцией новый ядерный агрегат получил обновленную систему управления угольными стержнями. На случай экстренной ситуации предусмотрели специальный механизм, буквально выстреливавший эти стержни в активную зону реактора. Ядерную энергетическую установку смонтировали на самолете №01-07.
Программа испытаний под кодовым названием «Аист» началась в том же 1970 году. В ходе испытаний было проведено 23 полета, почти все прошли без нареканий. Единственная техническая проблема касалась разъема одного из блоков аппаратуры. Из-за отошедшего контакта в ходе одного из полетов не удалось включить реактор. Небольшой ремонт «в полевых условиях» позволил продолжить полноценные полеты. После 23-го полета испытания Ан-22 с работающим ядерным реактором на борту признали успешными, опытный самолет поставили на стоянку и продолжили изыскания и конструкторские работы по проекту Ан-22ПЛО. Однако и в этот раз недостатки конструкции и сложность ядерной силовой установки привели к закрытию проекта. Сверхдальний противолодочный самолет получался сверхдорогим и сверхсложным. В середине семидесятых проект Ан-22ПЛО был закрыт.
После прекращения работ по противолодочному варианту «Антея» в течение некоторого времени рассматривались другие варианты применения атомолетов. К примеру, всерьез предлагалось сделать на базе Ан-22 или подобной ему машины барражирующий носитель стратегических ракет. Со временем появились и предложения, касавшиеся повышения уровня безопасности. Основное заключалось в оборудовании реактора собственной системой спасения на основе парашютов. Таким образом, при аварии или серьезных повреждениях самолета его энергетическая установка могла самостоятельно совершать мягкую посадку. Району ее приземления не грозило заражение. Тем не менее, эти предложения не получили дальнейшего развития. Из-за былых неудач основной заказчик в лице министерства обороны охладел к атомолетам. Казавшиеся безграничными перспективы этого класса техники не устояли перед напором технических проблем и, как следствие, не привели к ожидавшемуся результату. В последние годы время от времени появляются сообщения о новых попытках создания самолетов с ядерной энергетической установкой, но и через полвека после полетов летающей лаборатории Ту-95ЛАЛ ни один самолет не летал с использованием энергии деления ядер урана.
По материалам сайтов:
http://vfk1.narod.ru/
http://testpilot.ru/
http://airwar.ru/
http://nkj.ru/
http://laspace.ru/
http://airbase.ru/
Ctrl Enter
Заметили ошЫ бку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter