Авиационни ядрени двигатели в СССР. Съветски проекти за ядрени самолети

След Втората световна война Америка беше залята от вълна на „атомна мания“, когато влиятелните умове на всички технически корпорации в страната неразделно вярваха в неограничените възможности на атома. Сериозно бяха обмислени проекти за ядрени хеликоптери, автомобили, влакове и плавателни съдове. Оптимизмът за евтината и неограничена енергия се основаваше изцяло на пълното доверие в атома и увереността в неговата безопасност.

САЩ, мечти и реалност на военните

И разбира се, се появиха проекти за самолети с ядрени двигатели. Перспективата да бъдеш във въздуха, измерена само с физическите възможности на екипажа, и обхватът, измерен в стотици хиляди километри! Това силно подхранва въображението на учени и дизайнери. И военните ведомства просто спяха и виждаха как се печели превъзходство над всички и всичко и се установява влиянието на Съединените щати върху ситуацията в целия свят и всички краища на земята...

Стратегията на САЩ за дълго време започна да се определя от започващата конфронтация с Източния блок, т.е. СССР. Конфронтацията, наречена Студена война между Изтока и Запада, определи задачата за създаване на бомбардировач, способен да достави товара си до всяка точка, разположена във вътрешността на територията съветски съюз.

За да покрият такива разстояния, самолетите изискваха принципно нови захранваща точка. През 1946 г. Военновъздушните сили на САЩ, под ръководството на военния генерал Къртис Леми, започват работа по използването на атомна енергия за летене на самолети. Програмата за създаване на самолет влезе в сила. Бяха разгледани няколко варианта на платформа за тестване на атомна електроцентрала (АЕЦ), като на първия етап това бяха самолети-амфибии. В допълнение към военното използване на системите за контрол на ядреното гориво, сериозно се разглеждаше възможността за използване на иновацията в гражданската авиация. Но, за щастие, не се стигна дотам.

През септември 1949 г. американски разузнавателен самолет взема проби от въздуха в атмосферата, високо над СССР. От получените проби става ясно, че СССР работи активно по тестване и използване на ядрена енергия. Освен това през 1950 г. започва Корейската война. Студената война се превърна в „гореща“, което принуди плановете за създаване на самолет да бъдат ускорени.

През 1951 г. започва строителството на първите два варианта. Планирано е до 1957 г. ядрените самолети вече да бъдат широко използвани. Новият самолет трябваше да има два ядрени двигателя. Задачата е непрекъснато патрулиране по границите на СССР. Компанията Conveyor работи върху създаването на такъв самолет.Създаден е външният вид на бъдещия ядрен самолет, условно наречен WS-125 (B-72). Но да се върнем към създаването на система за контрол, която все още не съществуваше, и други пречки, които трябваше да бъдат преодолени.

За да се проучи въздействието на радиацията върху екипажа и защитата от него, беше решено да се създаде ядрен реактор, който да бъде поставен на борда на самолета. След което самолетът трябваше да извърши няколко полета. Беше решено екипажите да включват само възрастни пилоти или пилоти, чието здраве не им позволява да се възпроизвеждат.

Платформата за тестване на полети с ядрен реактор и бъдещият носител на самата система за ядрен контрол беше най-големият американски бомбардировач от онова време, B-36 Conveyor. Размахът на крилата на този гигант беше 70 м, а обхватът на полета достигна 13 хиляди км.

Б-36

Реакторът е бил монтиран в бомбовия отсек на самолета и не е бил свързан с двигателите. В носовата част са оборудвали кабина, защитена с 12 тона олово, за 5 члена на екипажа - 1 и 2 пилоти, борден механик и 2 механика на ядрен реактор. Защитата на екипажа от радиация беше основната цел на тези тестове. Първият полет на NB-36 (буквата "N" от думата "Nuclear" - ядрен) се състоя на 17 септември 1955 г. Тестовете потвърдиха възможността за безопасен полет при наличието на тежък защитен щит. От 1955 до 1957 г. са извършени 40 успешни полета. Дойде време за инсталиране и тестване на ядрения двигател. Системата за задвижване с директен поток за тестване имаше маса от 80 тона.

Принципът на работа на такъв двигател е доста прост: реакторът загрява въздуха и го подава в горивната камера, където той се разширява, както в конвенционален турбореактивен двигател, и се изхвърля насила от дюзата, създавайки тяга. Това беше директна версия на SU. Принципът на действие беше прост, но техническо решениепредизвика много трудности. Основната трудност беше замърсяването на въздуха с радиоактивни частици. Тогава беше разработена втора версия на системата за управление, а не директнопоточна. Такъв двигател обаче беше много по-труден за производство и изискваше използването на голямо количество олово, което значително направи дизайна по-тежък.

И така, самолет с напълно защитен от радиация, традиционен водещ екипаж и безопасна система за ядрен контрол трябваше да бъде много тежък и бавно движещ се. Търсени са начини за създаване на различна, олекотена система за защита. Но прогресът беше бавен. През 1956 г. General Electric най-накрая успя да създаде работещ прототип на двигателя, но той не беше достатъчно мощен, за да вдигне самолета от земята.

По-нататъшното развитие изисква допълнителни и сериозни инвестиции, които ВВС се опитаха да намерят. Но от съвсем неочаквана посока се появи пречка. От страна на президента Дуайт Айзенхауер. Той смята всички проекти, свързани с разработването на система за ядрен контрол и самия ядрен самолет WS-125, за твърде амбициозни. В резултат на това NB-36 направи последния си полет на 28 март 1957 г. Изглежда, че проектът за създаване на атомен самолет е погребан завинаги.

Шокиращ Изток

На 1 декември 1958 г. в едно авторитетно американско авиационно издание се появява шокираща статия „Съветският съюз има атомен бомбардировач!“ Всъщност подобни разработки са извършени в СССР, както и в САЩ. По това време разработихме и далечния бомбардировач Ту-95, който дори надмина B-36 по редица значими параметри. Но въпреки това, въпреки че летеше по-бързо от B-36, той все още беше с дозвукова скорост. Американското разузнаване предостави информация на своите отдели, че нов самолет М-50, проектиран от Мясищев, се разработва, за да замени Ту-95, погрешно вярвайки, че това е новият съветски ядрен самолет. Тази информация предполага връщане към американската самолетна програма.

М-50

През 1960 г. президентските избори в САЩ бяха спечелени от Джон Кенеди, който, след като получи достъп до най-новите данни на разузнаването, беше изненадан от реалното състояние на нещата в СССР. Оказа се, че ракетно превъзходство няма, а също така, че създадените в СССР самолети са измислица. Тази информация окончателно погреба програмата WS-125 и разработката на ядрени двигатели през март 1961 г.

Но основната тайна, която се научи в чужбина много по-късно, беше, че все още имаме проект за атомен самолет и работата по него се извършва интензивно. На базата на Ту-95 са монтирани 2 ядрени двигатели с ПВРД. Този бомбардировач е летял от 1961 до 1966 г. и е направил повече от 40 полета.

Работата по създаването на атомен самолет започва през 1955 г. Проектирането на корпуса на атомния самолет е поверено на конструкторското бюро А. Туполев и конструкторското бюро В. Мясищев. Разработката на самия двигател е поверена на конструкторското бюро Н. Кузнецов и конструкторското бюро А. Люлка. Целият технически състав е уведомен, че се извършва работа от изключително национално значение, от която пряко зависи националната сигурност. Хората работеха извънредно, с ентусиазъм, с чувство на гордост, от най-интересната задача.

Конструкторското бюро Мясищев предложи проект за ядрен самолет М-60. където екипажът беше в плътно затворена капсула, която дори нямаше възможност за визуален полет, което не притесняваше екипажите, които имаха опит в „сляп“ полет. В бъдеще се планира да се модифицира самолетът с възможност за управление от земята. Всъщност това беше проект за първия безпилотен самолет с ядрена система за управление. Но военните се отказаха от този проект, считайки го за твърде опасен.

М-60

Конструкторското бюро Myasishchev разработва друг проект, M-30. Беше обещаващо, но твърде трудно за изпълнение за времето си.

М-30

Нашите дизайнери погледнаха по-далеч от своите задгранични колеги. Двигателите са проектирани не само за конвенционален полет, но и за космически полети. С. Королев, нашият известен ракетен учен, сериозно разчиташе на разработването и инсталирането на такава система за управление на ракетната техника. Що се отнася до американците, за нашите дизайнери дизайнът не се оказа труден. Всичко се свеждаше до практическо изпълнение. Нужен беше и ядрен реактор, минимални размерии маси. Този реактор е създаден с постоянно внимание към теглото му. Служителите, които успяха да измислят практическо намаляване на теглото на реактора, поне с 5 грама, получиха парична премия. В резултат на това се оказа толкова компактен, че предизвика недоверието на самия Курчатов. Когато го видя, си помисли, че му е показан предложен модел. Реакторът е тестван на полигона Семипалатинск. И нашите хора имаха въпрос: как да се предпазим от най-силната смъртоносна радиация и изпускането на радиоактивни елементи в атмосферата? Ако се разбие самолет с реактор, ще настъпи екологична катастрофа, сравнима с тази в Чернобил. Това също не може да бъде отхвърлено. В крайна сметка, основна целбеше решен да осигури максимална и цялостна сигурност.

И така, Ту-95 започна да лети с реактор на полигона Семипалатинск през 1961 г. Реакторът беше фиксиран в опашката на самолета. За да се защити екипажът от радиация, кабината беше оградена с две плочи. Първата плоча с дебелина 5 см е от олово, а втората с дебелина 20 см е от полиетилен и церезин. Пилотите все още се страхуваха от такива полети и използваха собствени методизащита. След полета просто изпихме чаша-две водка. През същата година на Ту-95 бяха инсталирани две системи за ядрено управление на Н. Кузнецов (NK-14A) с два вече съществуващи театъра на Н. Кузнецов (NK-12). Тази модификация се нарича Ту-119.

Появиха се първите изчисления след теста. Оказа се, че по време на пълноценен полет за 2 дни екипажът би получил 5 rem радиация. За сравнение: облъчването на операторите на атомни централи е 2 rem годишно! Планерът получи толкова мощна радиация, че след полета беше поставен за няколко седмици в плътно затворен резервоар. Вторият пилот, ядрен пилот Горюнов, си спомня:

„Всички получихме дози, но не обърнахме внимание на това. От 2-та екипажа живи останаха само трима: стажант-щурманът, щурманът и аз. Бордовият механик беше първият, който умря, година след полета.

По време на управлението на Хрушчов авиацията престана да има предишната си подкрепа в правителството в полза на ракетните оръжия. Ракетите с ядрени двигатели също се разработват активно под ръководството на конструкторското бюро С. Лавочкин. До практически тестове обаче не се стигна: Семьон Михайлович почина от сърдечен удар точно на полигона. Работата е спряна, защото... не беше възможно да се постигне приемливо ниво на екологична безопасност по време на изстрелването и полета на ракетата. Но това не беше краят на нашия проект за ядрен самолет.

Възраждането на ядрения самолет

С отстраняването на Н. С. Хрушчов и идването на власт на Л. И. Брежнев авиацията отново получава дължимото покровителство от ръководството. Включително и самолет. Но тук вече не се разглеждаше бомбардировач, а противолодъчен самолет, предназначен да проследява и патрулира американски атомни подводници. Тук, като платформа за инсталиране на реактора и системата за управление, беше приет товароподемният Ан-22. И тази схема се оказа напреднала. И в това бяхме пред останалите! Първо, беше възможно да се инсталира по-тежка и по-надеждна радиационна защита в Ан-22, и второ, свързването на реактора и двигателите NK-12 вече не изглеждаше трудно, т.к. същата схема беше на Ту-95, трето, американците просто нямаха такъв самолет като Ан-22. Екипажът на този ловец на подводници може, ако е необходимо, да остане във въздуха 2 седмици.

Изпълнението на проекта, за съжаление или за щастие, беше забавено от началото на разведряването и министъра на авиационната промишленост П. Дементиев. Той разглежда идеята за атомен самолет без никакъв ентусиазъм. Неговата фраза: „Значи самолетите падат и тогава ще има бръмчене на неутрони.“ Ядрената програма Ан-22 също беше закрита.

Затваряне на програмата за атоплан

Разработчиците не се отказаха. Имаше опит да се въведат системи за ядрено управление в проектите на екраноплани, които бяха разработени в Конструкторското бюро на Р. Е. Алексеев. Именно този дизайнер създаде граждански хидрокрила. Известните "Ракети". И изглежда като много добро начало! Но се стигна дотам, че военните служители не можаха да стигнат до едно решение: кой ще командва клона на войските, който използва такова оборудване, ВВС, ВМС или някой друг? Всъщност, поради мързеливото късогледство на военните служители, екранопланите бяха напълно забравени, като военно или гражданско оборудване. Блестящият дизайнер Ростислав Алексеев и неговото дизайнерско бюро вече не получаваха подкрепа от ръководството. В резултат на това конструкторското бюро беше напълно разпуснато, Р. Алексеев скоро почина...

Последната, крайна точка на проекта е поставена през 1969 г. поради същото разведряване и късогледството и мързела на военните служители. Почти завършената работа беше непотърсена и забравена. Но целта беше постигната. Нашият самолет „летя” много по-далеч от американския.

Проект за стратегически ядрен бомбардировач М-60
Да започнем с факта, че през 50-те години на ХХ в. в СССР, за разлика от САЩ, създаването на атомен бомбардировач се възприема не просто като желана, дори много желана, а като жизнено необходима задача. Това отношение се формира сред висшето ръководство на армията и военно-промишления комплекс в резултат на осъзнаването на две обстоятелства. Първо, огромното, огромно предимство на Съединените щати по отношение на самата възможност за атомно бомбардиране на територията на потенциален враг. Действайки от десетки въздушни бази в Европа, Близкия изток и Далеч на изток, американските самолети, дори с обхват на полета само 5-10 хиляди км, можеха да достигнат до всяка точка на СССР и да се върнат обратно. Съветските бомбардировачи бяха принудени да действат от летища на собствена територия, а за подобен налет на Съединените щати трябваше да изминат 15-20 хиляди км. В СССР изобщо не е имало самолети с такъв обсег. Първите съветски стратегически бомбардировачи М-4 и Ту-95 можеха да „покрият“ само най-северната част на Съединените щати и сравнително малки райони на двете брегове. Но дори и тези машини през 1957 г. наброяват само 22. А броят на американските самолети, способни да ударят СССР, към този момент достига 1800! Освен това това бяха първокласни бомбардировачи-носители атомни оръжия B-52, B-36, B-47, а няколко години по-късно към тях се присъединиха свръхзвукови B-58.

Второ, задачата за създаване на реактивен бомбардировач с необходимия обхват на полета с конвенционална силова установка през 50-те години. изглеждаше непреодолимо трудно. При това свръхзвукови, необходимостта от които беше продиктувана от бързото развитие на системите за противовъздушна отбрана. Полетите на първия свръхзвуков стратегически носител в СССР М-50 показаха, че при товар от 3-5 тона, дори и с две зареждания във въздуха, неговият обсег едва достига 15 000 км. Но никой не можеше да отговори как да зарежда със свръхзвукова скорост и още повече над вражеска територия. Необходимостта от зареждане значително намали вероятността за изпълнение на бойна мисия и освен това такъв полет изискваше огромно количество гориво - общо над 500 тона за самолета за зареждане и зареждане с гориво. Тоест само за един полет полк бомбардировачи може да изразходва повече от 10 хиляди тона керосин! Дори простото натрупване на такива резерви от гориво се превърна в огромен проблем, да не говорим за безопасното съхранение и защита от възможни въздушни удари.

В същото време страната разполагаше с мощна научна и производствена база за решаване на различни проблеми в използването на ядрената енергия. Произхожда от Лаборатория № 2 на Академията на науките на СССР, организирана под ръководството на И. В. Курчатов в разгара на Великата Отечествена война- през април 1943 г. Първоначално основната задача на ядрените учени беше да създадат уранова бомба, но след това започна активно търсене на други възможности за използване на нов вид енергия. През март 1947 г. - само година по-късно от САЩ - в СССР за първи път на държавно ниво (на заседание на Научно-техническия съвет на Първо главно управление към Министерския съвет) се поставя проблемът за използването на топлината на ядрените реакции в електроцентралите беше повишена. Съветът реши да започне систематично изследване в тази посока с цел развитие научни основигенериране на електричество чрез ядрен разпад, както и задвижване на кораби, подводници и самолети.

Научен ръководителзапочва работата си бъдещият академик А. П. Александров. Бяха разгледани няколко варианта за ядрени авиационни електроцентрали: отворен и затворен цикъл на базата на ramjet, турбореактивни и турбовитлови двигатели. Разработено Различни видовереактори: с въздух и с междинно течнометално охлаждане, топлинни и бързи неутрони и др. Изследвани са приемливи за използване в авиацията охлаждащи течности и методи за защита на екипажа и бордовото оборудване от радиационно облъчване. През юни 1952 г. Александров докладва на Курчатов: „...Нашите знания в областта ядрени реакторини позволяват да повдигнем въпроса за създаването през следващите години на ядрени двигатели, използвани за тежки самолети..."

Отне обаче още три години, докато идеята си проправи път. През това време първите М-4 и Ту-95 успяват да се издигнат в небето, в Московска област започва да работи първата атомна електроцентрала в света и започва строителството на първата съветска атомна подводница. Нашите агенти в САЩ започнаха да предават информация за извършваната там мащабна работа по създаването на атомен бомбардировач. Тези данни бяха възприети като потвърждение на обещанието за нов вид енергия за авиацията. И накрая, на 12 август 1955 г. е издадена резолюция № 1561-868 на Съвета на министрите на СССР, която нарежда на редица предприятия на авиационната индустрия да започнат работа по ядрени въпроси. По-специално, ОКБ-156 на А. Н. Туполев, ОКБ-23 на В. М. Мясищев и ОКБ-301 на С. А. Лавочкин трябваше да проектират и изграждат самолети с атомни електроцентрали, а ОКБ-276 на Н. Д. Кузнецов и ОКБ-165 А. М. Люлка - разработване на такива системи за контрол.

Най-простата техническа задача беше възложена на ОКБ-301, ръководен от С. А. Лавочкин - да разработи експериментална крилата ракета "375" с ядрен прямоточен двигател, проектиран от ОКБ-670 на М. М. Бондарюк. Мястото на конвенционалната горивна камера в този двигател беше заето от реактор, работещ в отворен цикъл - въздухът течеше директно през ядрото. Дизайнът на корпуса на ракетата се основава на разработките на междуконтиненталната крилата ракета 350 с конвенционален прямоточен двигател. Въпреки сравнителната си простота, темата „375“ не получи значително развитие и смъртта на С. А. Лавочкин през юни 1960 г. напълно сложи край на тези произведения.

На екипа на Мясищев, който тогава е зает със създаването на М-50, е наредено да завърши предварителен проект на свръхзвуков бомбардировач „със специални двигатели от главния конструктор А. М. Люлка“. В OKB темата получи индекс „60“, а Ю. Н. Труфанов беше назначен за водещ дизайнер по нея. Тъй като най-общо решението на проблема се виждаше в простото оборудване на М-50 с ядрени двигатели, работещи в отворен цикъл (поради простота), се смяташе, че М-60 ще стане първият самолети с ядрен двигател в СССР. Но към средата на 1956 г. става ясно, че поставената задача не може да бъде решена толкова просто. Оказа се, че самолетът с новата система за управление има редица специфични характеристики, с които авиоконструкторите не са се сблъсквали досега. Новостта на възникналите проблеми беше толкова голяма, че никой в ОКБ, както и в цялата могъща съветска авиационна индустрия, нямаше представа как да подходи към тяхното решаване.

Първият проблем беше защитата на хората от радиоактивно лъчение. Какво трябва да бъде? Колко трябва да тежи? Как да се осигури нормалното функциониране на екипаж, затворен в непроницаема дебелостенна капсула, вкл. видимост от работните места и аварийно излизане? Вторият проблем е рязкото влошаване на свойствата на конвенционалните конструкционни материали, причинено от мощни потоци радиация и топлина, излъчвани от реактора. Оттук и необходимостта от създаване на нови материали. Трето - необходимостта да се развиваме напълно нова технологияексплоатация на ядрени самолети и изграждане на съответните авиобази с множество подземни съоръжения. В края на краищата се оказа, че след като двигателят с отворен цикъл спре, нито един човек няма да може да се доближи до него още 2-3 месеца! Това означава, че има нужда от дистанционна наземна поддръжка на самолета и двигателя. И, разбира се, проблеми със сигурността - в самото широко разбрани, особено при авария на такъв самолет.

Осъзнаването на тези и много други проблеми не остави камък необърнат от първоначалната идея за използване на корпуса на M-50. Дизайнерите се фокусираха върху намирането на ново оформление, в рамките на което споменатите проблеми изглеждаха разрешими. В същото време основният критерий за избор на местоположението на атомната електроцентрала на самолета се счита за максималното му разстояние от екипажа. В съответствие с това е разработен предварителен проект на M-60, в който четири ядрени турбореактивни двигателя са разположени в задната част на фюзелажа по двойки на „два етажа“, образувайки едно ядрено отделение. Самолетът имаше дизайн със средно крило с тънко конзолно трапецовидно крило и същата хоризонтална опашка, разположена в горната част на перката. Ракетните и бомбените оръжия бяха планирани да бъдат поставени на вътрешната прашка. Дължината на самолета трябваше да бъде около 66 m, излетното тегло трябваше да надвишава 250 тона, а крейсерската скорост на полета - 3000 km/h на височина 18 000-20 000 m.

Екипажът трябваше да бъде поставен в солидна капсула с мощна многослойна защита от специални материали. Радиоактивността на атмосферния въздух изключва възможността той да се използва за херметизация и дишане в кабината. За тези цели беше необходимо да се използва кислородно-азотна смес, получена в специални газификатори чрез изпаряване на течни газове на борда. Липсата на визуална видимост трябваше да бъде компенсирана от перископи, телевизионни и радарни екрани, както и напълно автоматична системаконтрол на самолета. Последният трябваше да осигури всички етапи на полета, включително излитане и кацане, достигане на целта и т.н. Това логично доведе до идеята за безпилотен стратегически бомбардировач. Въпреки това ВВС настояха за пилотирана версия като по-надеждна и гъвкава за използване.

Ядрените турбореактивни двигатели за M-60 трябваше да развият тяга при излитане от около 22 500 kgf. ОКБ А.М. Люлка ги разработи в две версии: "коаксиален" дизайн, при който пръстеновидният реактор е разположен зад конвенционалната горивна камера и валът на турбокомпресора преминава през него; и схеми „иго“ - с извит път на потока и реактор, излизащ извън шахтата. Мясищевците се опитаха да използват и двата типа двигатели, като намериха както предимства, така и недостатъци във всеки от тях. Но основното заключение, което се съдържаше в заключението към предварителния проект на М-60, звучеше така: „... наред с големите трудности при създаването на двигателя, оборудването и корпуса на самолета възникват напълно нови проблеми при осигуряване на наземна работа и защита на екипажа, населението и района в случай на аварийно кацане. Тези проблеми... още не са решени. В същото време способността за решаване на тези проблеми определя осъществимостта на създаването на пилотиран самолет с ядрен двигател. Наистина пророчески думи!

За да преведе решението на тези проблеми в практически самолет, В. М. Мясищев започва да разработва проект за летяща лаборатория на базата на М-50, на която един ядрен двигател ще бъде разположен в предната част на фюзелажа. И за да се увеличи радикално жизнеспособността на базите на ядрените самолети в случай на избухване на война, беше предложено напълно да се откаже от използването на бетонни писти и да се превърне ядреният бомбардировач в свръхзвукова (!) летяща лодка M-60M. Този проект е разработен паралелно с наземната версия и поддържа значителна приемственост с нея. Разбира се, въздухозаборниците на крилото и двигателя бяха максимално повдигнати над водата. Устройствата за излитане и кацане включват носова хидроски, вентрални прибиращи се подводни крила и въртящи се поплавъци за странична стабилност в краищата на крилото.

Конструкторите се сблъскаха с най-трудните проблеми, но работата напредна и изглеждаше, че всички трудности могат да бъдат преодолени за период от време, който е значително по-малък от увеличаването на обхвата на полета на конвенционалните самолети. През 1958 г. В. М. Мясищев, по указание на Президиума на ЦК на КПСС, изготвя доклад „Състоянието и възможните перспективи на стратегическата авиация“, в който недвусмислено заявява: „... Във връзка със значителната критика на М- Проекти 52K и M-56K [конвенционални горивни бомбардировачи , - автор] Министерството на отбраната, с оглед на недостатъчния обхват на действие на такива системи, смятаме, че би било полезно да се съсредоточи цялата работа по стратегически бомбардировачи върху създаването на свръхзвуков бомбардировъчна система с ядрени двигатели, осигуряваща необходимите полети за разузнаване и за насочени бомбардировки от висящи самолети и ракети. движещи се и неподвижни цели.

Мясищев имаше предвид преди всичко нов проект на стратегически ракетоносец с атомна електроцентрала със затворен цикъл, който беше проектиран от конструкторското бюро Н. Д. Кузнецов. Той очакваше да създаде тази кола за 7 години. През 1959 г. за него е избран аеродинамичен дизайн "canard" с делтовидни крила и значително стреловидно предно перо. Шест ядрени турбореактивни двигателя трябваше да бъдат разположени в задната част на самолета и комбинирани в един или два пакета. Реакторът беше разположен във фюзелажа. Като охлаждаща течност трябваше да се използва течен метал: литий или натрий. Двигателите могат да работят и с керосин. Затвореният работен цикъл на системата за управление направи възможно пилотската кабина да се вентилира с атмосферен въздух и значително да намали теглото на защитата. При излетно тегло от приблизително 170 тона, теглото на двигателите с топлообменници се приемаше за 30 тона, защитата на реактора и пилотската кабина беше 38 тона, а полезният товар беше 25 тона.Дължината на самолета беше около 46 m с размах на крилете приблизително 27 m.

Първият полет на М-30 е планиран за 1966 г., но ОКБ-23 на Мясищев дори не е имал време да започне подробен дизайн. С постановление на правителството на ОКБ-23 Мясищев участва в разработването на многостепенна балистична ракета, проектирана от В. Н. Челомей ОКБ-52, а през есента на 1960 г. тя е ликвидирана като самостоятелна организация, превърната в клон № 1 на това OKB и напълно преориентирано към ракетни и космически теми. По този начин основите на OKB-23 за ядрени самолети не бяха превърнати в реални проекти.

За разлика от екипа на В. М. Мясищев, който се опита да създаде свръхзвуков стратегически самолет, ОКБ-156 на А. Н. Туполев първоначално получи по-реалистична задача - да разработи дозвуков бомбардировач. На практика тази задача беше точно същата като тази, пред която са изправени американските дизайнери - да оборудват вече съществуващо превозно средство с реактор, в случая Ту-95. Въпреки това, преди екипът на Туполев дори да има време да разбере предстоящата работа, през декември 1955 г. по съветските разузнавателни канали започват да пристигат доклади за тестови полети на B-36 с реактор на борда в Съединените щати. Н. Н. Пономарев-Степной, сега академик, а в онези години все още млад служител на Курчатовския институт, си спомня: „...Един ден Меркин [един от най-близките колеги на Курчатов – авт.] получи обаждане от Курчатов и каза, че има информация, че самолет с реактор е летял в Америка. Сега отива на театър, но до края на представлението трябва да има информация за възможността за такъв проект. Меркин ни събра. Беше мозъчна атака. Стигнахме до извода, че такъв самолет съществува. Има реактор на борда, но лети с обикновено гориво. И във въздуха има изследване на самото разпръскване на радиационния поток, което ни тревожи толкова много. Без такова изследване е невъзможно да се монтира защита на ядрен самолет. Меркин отиде в театъра, където каза на Курчатов за нашите заключения. След това Курчатов предлага на Туполев да проведе подобни експерименти...”

На 28 март 1956 г. е издадено постановление на Съвета на министрите на СССР, според което КБ „Туполев“ започва проектирането на летяща ядрена лаборатория (ЛАЛ) на базата на серийния Ту-95. Преките участници в тези работи, В. М. Вул и Д. А. Антонов, говорят за това време: „...На първо място, в съответствие с обичайната си методология - първо разбере всичко ясно - А. Н. Туполев организира серия от лекции и семинари, на които водещите ядрени учени на страната A.P. Александров, A.I. Leypunsky, N.N. Ponomarev-Stepnoy, V.I. Merkin и други ни разказаха за физическите основи на атомните процеси, конструкцията на реакторите, изискванията за защита, материалите, системата за управление и др. Много скоро на тези семинари започнаха оживени дискусии: как да се комбинират ядрените технологии с изискванията и ограниченията на самолетите. Ето един пример за такива дискусии: ядрените учени първоначално ни описаха обема на реакторната инсталация като обема на малка къща. Но монтажниците на дизайнерското бюро успяха значително да „изстискат“ неговите размери, особено защитни конструкции, като са изпълнили всички посочени изисквания за ниво на защита на LAL. На един от семинарите А. Н. Туполев отбеляза, че „... къщите не се превозват в самолети“ и показа нашето оформление. Ядрените учени бяха изненадани - това беше първият път, когато се натъкнаха на толкова компактно решение. След внимателен анализ той беше съвместно приет за LAL на Ту-95.

По време на тези срещи бяха формулирани основните цели за създаване на ЗАЛ, вкл. изучаване на влиянието на радиацията върху компонентите и системите на самолета, тестване на ефективността на компактната радиационна защита, експериментални изследвания върху отразяването на гама и неутронно лъчение от въздуха на различни височини на полета, овладяване на работата на атомни електроцентрали. Компактната защита се превърна в едно от „ноу-хау“ на екипа на Туполев. За разлика от ОКБ-23, чиито проекти включват поставяне на екипажа в капсула със сферична защита с постоянна дебелина във всички посоки, конструкторите на ОКБ-156 решиха да използват защита с променлива дебелина. В този случай максималната степен на защита беше осигурена само от пряка радиация от реактора, тоест отзад на пилотите. В същото време страничното и предното екраниране на кабината трябва да бъдат сведени до минимум, поради необходимостта от абсорбиране на радиация, отразена от околния въздух. За да се оцени точно нивото на отразената радиация, основно беше проведен полетният експеримент.

За предварително проучване и придобиване на опит с реактора беше планирано изграждането на наземна изпитвателен стенд, проектантската работа за която е поверена на клона Томилински на Дизайнерското бюро, ръководено от I.F. Nezval. Стойката е създадена на базата на средната част на фюзелажа на Ту-95, а реакторът е монтиран на специална платформа с повдигач, като при необходимост може да се спуска. Радиационната защита на щанда, а след това и в LAL, беше произведена от напълно нови за авиацията материали, производството на които изискваше нови технологии.

Изграждането на Ту-95ЛАЛ и оборудването му с необходимото оборудване отне 1959-60 г. До пролетта на 1961 г. „... самолетът беше на летище близо до Москва“, продължава историята Н. Н. Пономарев-Степной, „и Туполев дойде с министър Дементиев да го разгледа. Туполев обясни системата за радиационна защита: „...Необходимо е да няма и най-малка пролука, в противен случай неутроните ще излязат през нея.“ "И какво от това?" - не разбра министърът. И тогава Туполев обясни по прост начин: „В мразовит ден излизате на летището и вашата муха е разкопчана - всичко ще замръзне!“ Министърът се засмя - казват, сега всичко е ясно с неутроните..."

От май до август 1961 г. са извършени 34 полета на Ту-95LAL. Самолетът е управляван от пилотите-изпитатели М.М. Нюхтиков, Е.А. Горюнов, М.А. Жила и други, лидерът на колата беше инженер Н. В. Лашкевич. В полетните изпитания участваха ръководителят на експеримента, ядреният учен Н. Пономарев-Степной и операторът В. Мордашев. Полетите се извършваха както със „студен“ реактор, така и с работещ. Изследванията на радиационната обстановка в кабината и извън нея са извършени от физиците В. Мадеев и С. Королев.

Тестовете на Tu-95LAL показаха доста висока ефективност на използваната система за радиационна защита, но в същото време разкриха нейната обемност, твърде голямо тегло и необходимост от по-нататъшно подобрение. И основната опасност от ядрен самолет беше призната като възможността от неговата авария и замърсяване на големи пространства с ядрени компоненти.

По-нататъшната съдба на самолета Ту-95ЛАЛ е подобна на съдбата на много други самолети в Съветския съюз - той беше унищожен. След завършване на тестовете той стоя дълго време на едно от летищата близо до Семипалатинск и в началото на 70-те години. е прехвърлен на учебното летище на Иркутското военно авиационно техническо училище. Ръководителят на училището генерал-майор С. Г. Калицов, който преди това е служил дълги години в авиацията на далечни разстояния, имаше мечта да създаде музей на далечната авиация. Естествено, горивните елементи от активната зона на реактора вече са извадени. По време на периода на съкращаване на стратегическите оръжия на Горбачов, самолетът беше смятан за бойна единица, разглобен на части и изхвърлен на сметище, откъдето изчезна в метален скрап.

Програмата предполагаше, че през 1970 г. Ще започне разработката на серия от свръхзвукови тежки самолети с ядрена мощност под едно наименование „120“ (Ту-120). Предполагаше се, че всички те ще бъдат оборудвани с ядрени турбореактивни двигатели със затворен цикъл, разработени от конструкторското бюро Н. Д. Кузнецов. Първият от тази серия трябваше да бъде бомбардировач с далечен обсег, подобен по предназначение на Ту-22. Самолетът е изпълнен в съответствие с нормална аеродинамична конфигурация и е самолет с високо крило със стреловидни крила и опашни повърхности, велосипедно шаси и реактор с два двигателя в задната част на фюзелажа, на максимално разстояние от пилотската кабина. Вторият проект беше щурмови самолет с ниска надморска височина с ниско монтирано триъгълно крило. Третият беше проектът за стратегически бомбардировач с далечен обсег

И все пак програмата Туполев, подобно на проектите на Мясищев, не беше предназначена да бъде преведена в реални проекти. Дори няколко години по-късно правителството на СССР го затвори. Причини за общо взето, бяха същите като в САЩ. Основното е, че атомният бомбардировач се оказа непосилно сложна и скъпа оръжейна система. Новопоявилите се междуконтинентални балистични ракети решиха проблема с пълното унищожаване на врага много по-евтино, по-бързо и, така да се каже, по-гарантирано. А съветската страна нямаше достатъчно пари - по това време имаше интензивно разполагане на междуконтинентални балистични ракети и атомен подводен флот, за което бяха изразходвани всички средства. Нерешените проблеми на безопасната експлоатация на ядрените самолети също изиграха роля. Политическото вълнение също напусна съветското ръководство: по това време американците вече бяха ограничили работата в тази област и нямаше с кого да се изравнят, а продължаването беше твърде скъпо и опасно.

Затварянето на ядрените въпроси в конструкторското бюро на Туполев обаче изобщо не означаваше изоставянето на атомната електроцентрала като такава. Военно-политическото ръководство на СССР отказа само да използва ядрен самолет като средство за доставяне на оръжия за масово унищожение директно до целта. Тази задача беше възложена на балистични ракети, вкл. на базата на подводници. Подводниците могат тайно да наблюдават край бреговете на Америка в продължение на месеци и във всеки един момент да ударят със светкавична скорост от близко разстояние. Естествено, американците започнаха да предприемат мерки, насочени към борба със съветските ракетни подводници, и най-доброто лекарствоСпециално създадените атакуващи подводници се оказаха такава битка. В отговор съветските стратези решават да организират лов за тези потайни и подвижни кораби и дори в райони на хиляди километри от родните им брегове. Беше признато, че достатъчно голям противолодъчен самолет с неограничен обхват на полета, който може да бъде осигурен само от ядрен реактор, може най-ефективно да се справи с тази задача.Като цяло, те инсталираха реактора на платформата, търкаляха го в An -22 № 01-07 и излетя в началото на септември до Семипалатинск. От конструкторското бюро на Антонов в програмата участваха пилотите В. Самоваров и С. Горбик, водещият машиностроител В. Воротников, ръководителят на наземния екипаж А. Ескин и аз, водещият конструктор на специалната инсталация. С нас беше представителят на CIAM Б. Н. Омелин. На полигона се присъединиха военни и ядрени учени от Обнинск, общо около 100 души, групата ръководена от полковник Герасимов. Тестовата програма се казваше „Щъркел“ и ние нарисувахме малък силует на тази птица отстрани на реактора. На самолета не е имало специални външни маркировки. Всичките 23 полета по програма "Щъркел" са преминали безпроблемно, има само един авариен случай. Един ден Ан-22 излетя за тричасов полет, но веднага кацна. Реакторът не се включи. Причината се оказа некачествен щепсел, в който контактът беше постоянно нарушен. Разбрахме го, вмъкнахме мач в SR - всичко работи. Така летяха с мач до края на програмата.

На раздяла, както обикновено в такива случаи, направихме малка гощавка. Това беше празник на мъжете, които са си свършили работата. Пихме и си говорихме с военни и физици. Радвахме се, че се прибираме при семействата си. Но физиците ставаха все по-мрачни: повечето от тях бяха изоставени от жените си: 15-20 години работа в областта на ядрените изследвания се отразиха негативно на здравето им. Но те имаха други утешения: след нашите полети петима от тях станаха доктори на науките, а около петнадесет станаха кандидати.

И така, нова серия от летателни експерименти с реактор на борда беше завършена успешно, бяха получени необходимите данни за проектиране на достатъчно ефективна и безопасна система за управление на авиационно ядрено оръжие. Въпреки това Съветският съюз изпревари Съединените щати, доближавайки се до създаването на истински ядрен самолет. Тази кола беше коренно различна от концепциите от 50-те години. с реактори с отворен цикъл, чиято експлоатация би била свързана с огромни трудности и би причинила огромна вреда на околната среда. Благодарение на новата защита и затворения цикъл, радиационното замърсяване на конструкцията на самолета и въздуха беше сведено до минимум, а в екологично отношение такава машина дори имаше някои предимства пред самолетите с химическо гориво. Във всеки случай, ако всичко работи правилно, тогава изгорелият поток на ядрен двигател не съдържа нищо друго освен чист нагрят въздух.

4. Комбиниран турбореактивно-ядрен двигател:

1 - електрически стартер; 2 - амортисьори; 3 - въздуховод с директен поток; 4 - компресор;

5 - горивна камера; 6 - тяло на ядрен реактор; 7 - горивен възел.

Но това е, ако... В случай на полетно произшествие проблемите с безопасността на околната среда в проекта Ан-22ПЛО не бяха достатъчно разрешени. Изстрелването на въглеродни пръти в ядрото наистина спря верижната реакция, но отново, освен ако реакторът не беше повреден. Какво се случва, ако това се случи в резултат на удар в земята и прътите не заемат желаната позиция? Изглежда, че именно опасността от подобно развитие на събитията не позволи този проект да бъде реализиран в метал.

Въпреки това съветските дизайнери и учени продължиха да търсят решение на проблема. Освен това, в допълнение към функцията за борба с подводници, е намерена нова употреба на ядрения самолет. Възникна като логично развитие на тенденцията за увеличаване на неуязвимостта на пусковите установки на междуконтинентални балистични ракети в резултат на придаването им на мобилност. В началото на 1980г. Съединените щати разработиха стратегическата система MX, в която ракетите постоянно се движат между множество убежища, лишавайки врага дори от теоретичната възможност да ги унищожи с целенасочен удар. В СССР междуконтиненталните ракети са монтирани на автомобилни шасита и железопътни платформи. Следващата логична стъпка би била да ги постави на самолет, който да патрулира над нейна територия или над океана. Благодарение на своята мобилност той би бил неуязвим за вражески ракетни атаки. Основното качество на такъв самолет беше да прекара възможно най-дълго време в полет, което означава, че системата за ядрено управление му пасна идеално.

...Осъществяването на този проект беше възпрепятствано от края на Студената война и разпадането на Съветския съюз. Мотив, повтарян доста често в историята на руската авиация: веднага щом всичко беше готово за решаване на проблема, самата задача изчезна. Но ние, които оцеляхме след аварията в Чернобил, не сме много разстроени от това. И възниква само въпросът: как да се отнесем към колосалните интелектуални и материални разходи, които СССР и САЩ направиха, опитвайки се десетилетия да създадат ядрен самолет? В крайна сметка всичко е напразно!.. Не съвсем. Американците имат израз: „Ние гледаме отвъд хоризонта“. Това казват те, когато вършат работа, знаейки, че самите те никога няма да използват нейните резултати, че тези резултати могат да бъдат полезни само в далечното бъдеще. Може би някой ден човечеството отново ще си постави задачата да построи самолет, задвижван от ядрена енергия. Може би дори няма да е боен самолет, а товарен или, да речем, научен самолет. И тогава бъдещите дизайнери ще могат да разчитат на резултатите от работата на нашите съвременници. Кой току що погледна през хоризонта...

Проект за стратегически ядрен бомбардировач М-60

Да започнем с факта, че през 50-те години на ХХ в. в СССР, за разлика от САЩ, създаването на атомен бомбардировач се възприема не просто като желана, дори много желана, а като жизнено необходима задача. Това отношение се формира сред висшето ръководство на армията и военно-промишления комплекс в резултат на осъзнаването на две обстоятелства. Първо, огромното, огромно предимство на Съединените щати по отношение на самата възможност за атомно бомбардиране на територията на потенциален враг. Действайки от десетки въздушни бази в Европа, Близкия и Далечния изток, американските самолети, дори с обхват на полета само 5-10 хиляди км, можеха да достигнат до всяка точка на СССР и да се върнат обратно. Съветските бомбардировачи бяха принудени да действат от летища на собствена територия, а за подобен налет на Съединените щати трябваше да изминат 15-20 хиляди км. В СССР изобщо не е имало самолети с такъв обсег. Първите съветски стратегически бомбардировачи М-4 и Ту-95 можеха да „покрият“ само най-северната част на Съединените щати и сравнително малки райони на двете брегове. Но дори и тези машини през 1957 г. наброяват само 22. А броят на американските самолети, способни да ударят СССР, към този момент достига 1800! Освен това това бяха първокласни бомбардировачи, носещи атомни оръжия B-52, B-36, B-47, а няколко години по-късно към тях се присъединиха свръхзвукови B-58.

Летящата лаборатория на Туполев, построена на базата на Ту-95 като част от проекта „119″, се оказа практически единственият самолет, на който идеята за атомна електроцентрала поне по някакъв начин беше реализирана в метал.

В същото време страната разполагаше с мощна научна и производствена база за решаване на различни проблеми в използването на ядрената енергия. Той произхожда от Лаборатория № 2 на Академията на науките на СССР, организирана под ръководството на И. В. Курчатов в самия разгар на Великата отечествена война - през април 1943 г. Първоначално основната задача на ядрените учени е да създадат уранова бомба , но след това започна активно търсене на други възможности за използване на нов вид енергия. През март 1947 г. - само година по-късно от САЩ - в СССР за първи път на държавно ниво (на заседание на Научно-техническия съвет на Първо главно управление към Министерския съвет) се поставя проблемът за използването на топлината на ядрените реакции в електроцентралите беше повишена. Съветът реши да започне системни изследвания в тази посока с цел разработване на научната основа за генериране на електроенергия чрез ядрен разпад, както и задвижване на кораби, подводници и самолети.

Научен ръководител на работата беше бъдещият академик А. П. Александров. Бяха разгледани няколко варианта за ядрени авиационни електроцентрали: отворен и затворен цикъл на базата на ramjet, турбореактивни и турбовитлови двигатели. Разработени са различни типове реактори: с въздушно и с междинно течнометално охлаждане, с топлинни и бързи неутрони и др. Изследвани са приемливи за използване в авиацията охлаждащи течности и методи за защита на екипажа и бордовото оборудване от радиационно облъчване. През юни 1952 г. Александров докладва на Курчатов: „...Нашите знания в областта на ядрените реактори ни позволяват да поставим въпроса за създаването в следващите години на ядрени двигатели, използвани за тежки самолети...“.

Ядрен турбореактивен двигател с дизайн "иго".

Ядрен турбореактивен двигател с "коаксиален" дизайн

Едно от възможните оформления на атомния хидроплан на Мясищев

Проект за атомна летяща лаборатория
на базата на М-50

Проект за стратегически ядрен бомбардировач М-30

Първият проблем беше защитата на хората от радиоактивно лъчение. Какво трябва да бъде? Колко трябва да тежи? Как да се осигури нормалното функциониране на екипаж, затворен в непроницаема дебелостенна капсула, вкл. видимост от работните места и аварийно излизане? Вторият проблем е рязкото влошаване на свойствата на конвенционалните конструкционни материали, причинено от мощни потоци радиация и топлина, излъчвани от реактора. Оттук и необходимостта от създаване на нови материали. Третата е необходимостта от разработване на напълно нова технология за експлоатация на ядрени самолети и изграждане на подходящи авиобази с множество подземни съоръжения. В края на краищата се оказа, че след като двигателят с отворен цикъл спре, нито един човек няма да може да се доближи до него още 2-3 месеца! Това означава, че има нужда от дистанционна наземна поддръжка на самолета и двигателя. И, разбира се, има проблеми с безопасността - в най-широк смисъл, особено при авария на такъв самолет.

Екипажът трябваше да бъде поставен в солидна капсула с мощна многослойна защита, изработена от специални материали. Радиоактивността на атмосферния въздух изключва възможността той да се използва за херметизация и дишане в кабината. За тези цели беше необходимо да се използва кислородно-азотна смес, получена в специални газификатори чрез изпаряване на течни газове на борда. Липсата на визуална видимост трябваше да бъде компенсирана от перископи, телевизионни и радарни екрани, както и инсталирането на напълно автоматична система за управление на самолета. Последният трябваше да осигури всички етапи на полета, включително излитане и кацане, достигане на целта и т.н. Това логично доведе до идеята за безпилотен стратегически бомбардировач. Въпреки това ВВС настояха за пилотирана версия като по-надеждна и гъвкава за използване.

Стенд за изпитване на наземен реактор

Поставяне на реактора и радиационните сензори на Ту-95ЛАЛ

Ту-95ЛАЛ. На преден план има контейнер със сензор за радиация

На 28 март 1956 г. е издадено постановление на Съвета на министрите на СССР, според което КБ „Туполев“ започва проектирането на летяща ядрена лаборатория (ЛАЛ) на базата на серийния Ту-95. Преките участници в тези работи, В. М. Вул и Д. А. Антонов, говорят за това време: „...На първо място, в съответствие с обичайната си методология - първо разбере всичко ясно - А. Н. Туполев организира серия от лекции и семинари, на които водещите ядрени учени на страната A.P. Александров, A.I. Leypunsky, N.N. Ponomarev-Stepnoy, V.I. Merkin и други ни разказаха за физическите основи на атомните процеси, конструкцията на реакторите, изискванията за защита, материалите, системата за управление и др. Много скоро на тези семинари започнаха оживени дискусии: как да се комбинират ядрените технологии с изискванията и ограниченията на самолетите. Ето един пример за такива дискусии: ядрените учени първоначално ни описаха обема на реакторната инсталация като обема на малка къща. Но дизайнерите на дизайнерското бюро успяха значително да „намалят“ размерите му, особено защитните конструкции, като същевременно изпълниха всички посочени изисквания за нивото на защита на LAL. На един от семинарите А. Н. Туполев отбеляза, че „... къщите не се превозват в самолети“ и показа нашето оформление. Ядрените учени бяха изненадани - това беше първият път, когато се натъкнаха на толкова компактно решение. След внимателен анализ той беше съвместно приет за LAL на Ту-95.

Ту-95ЛАЛ. Обтекатели и въздухозаборник на реактора

За предварително проучване и придобиване на опит с реактора беше планирано да се изгради наземен тестов стенд, чиято проектна работа беше поверена на клона Томилинский на Конструкторското бюро, ръководено от И. Ф. Незвал. Стойката е създадена на базата на средната част на фюзелажа на Ту-95, а реакторът е монтиран на специална платформа с повдигач, като при необходимост може да се спуска. Радиационната защита на щанда, а след това и в LAL, беше произведена от напълно нови за авиацията материали, производството на които изискваше нови технологии.

Ту-95ЛАЛ. Демонтаж на реактора.

Серийният стратегически бомбардировач Ту-95М № 7800408 с четири турбовитлови двигателя НК-12М с мощност 15 000 к.с. е превърнат в летяща лаборатория, обозначена като Ту-95ЛАЛ. Всички оръжия са извадени от самолета. Екипажът и експериментаторите бяха в предната херметична кабина, в която също имаше сензор, който регистрира проникващата радиация. Зад кабината беше инсталирана защитен екранот 5 см оловна плоча и комбинирани материали(полиетилен и церезин) с обща дебелина около 20 см. Вторият сензор беше монтиран в бомбовия отсек, където в бъдеще трябваше да бъде разположен бойният товар. Зад него, по-близо до опашката на самолета, беше реакторът. Третият сензор беше разположен в задната кабина на автомобила. Още два сензора бяха монтирани под конзолите на крилата в постоянни метални обтекатели. Всички сензори могат да се въртят около вертикална ос за ориентация в желаната посока.

Самият реактор беше заобиколен от мощни задържане, също състоящ се от олово и комбинирани материали, и нямаше връзка с двигателите на самолетите - служеше само като източник на радиация. В него се използва дестилирана вода като модератор на неутрони и същевременно като охладител. Нагрятата вода отдава топлина в междинен топлообменник, който е част от затворен кръг на първична циркулация на водата. През металните му стени топлината се предаваше на водата от втория кръг, в който се разсейваше във водно-въздушен радиатор. Последният беше издухан по време на полет от въздушна струя през голям въздухозаборник под фюзелажа. Реакторът излизаше малко извън контурите на фюзелажа на самолета и беше покрит с метални обтекатели отгоре, отдолу и отстрани. Тъй като цялостната защита на реактора се счита за доста ефективна, тя включва прозорци, които могат да се отварят по време на полет за провеждане на експерименти с отразена радиация. Прозорците направиха възможно създаването на радиационни лъчи в различни посоки. Тяхното отваряне и затваряне се контролира от конзолата на експериментаторите в пилотската кабина.

Проект на ядрен противолодъчен самолет на базата на Ту-114

И все пак програмата Туполев, подобно на проектите на Мясищев, не беше предназначена да бъде преведена в реални проекти. Дори няколко години по-късно правителството на СССР го затвори. Причините като цяло бяха същите като в Съединените щати. Основното е, че атомният бомбардировач се оказа непосилно сложна и скъпа оръжейна система. Новопоявилите се междуконтинентални балистични ракети решиха проблема с пълното унищожаване на врага много по-евтино, по-бързо и, така да се каже, по-гарантирано. А съветската страна нямаше достатъчно пари - по това време имаше интензивно разполагане на междуконтинентални балистични ракети и атомен подводен флот, за което бяха изразходвани всички средства. Нерешените проблеми на безопасната експлоатация на ядрените самолети също изиграха роля. Политическото вълнение също напусна съветското ръководство: по това време американците вече бяха ограничили работата в тази област и нямаше с кого да се изравнят, а продължаването беше твърде скъпо и опасно.

Като цяло монтирахме реактора на платформата, претърколихме го в Ан-22 № 01-07 и отлетяхме за Семипалатинск в началото на септември. От конструкторското бюро на Антонов в програмата участваха пилотите В. Самоваров и С. Горбик, водещият машиностроител В. Воротников, ръководителят на наземния екипаж А. Ескин и аз, водещият конструктор на специалната инсталация. С нас беше представителят на CIAM Б. Н. Омелин. На полигона се присъединиха военни и ядрени учени от Обнинск, общо около 100 души, групата ръководена от полковник Герасимов. Тестовата програма се казваше „Щъркел“ и ние нарисувахме малък силует на тази птица отстрани на реактора. На самолета не е имало специални външни маркировки. Всичките 23 полета по програма "Щъркел" са преминали безпроблемно, има само един авариен случай. Един ден Ан-22 излетя за тричасов полет, но веднага кацна. Реакторът не се включи. Причината се оказа некачествен щепсел, в който контактът беше постоянно нарушен. Разбрахме го, вмъкнахме мач в SR - всичко работи. Така летяха с мач до края на програмата.

4. Комбиниран турбореактивно-ядрен двигател:

1 - електрически стартер; 2 - амортисьори; 3 - въздуховод с директен поток; 4 - компресор;

5 - горивна камера; 6 - тяло на ядрен реактор; 7 - горивен възел.

Ядреният самолет е самолет, или по-просто казано, самолет, на който е монтиран ядрен реактор като двигател. В средата на ХХ век, в ерата на бързото развитие на мирния атом, наред със строителството, в СССР и САЩ започва работа по проектирането на ядрени самолети.

Изисквания към ядрените самолети в СССР

Проектът за ядрени самолети трябваше да реши проблема следващи задачи, подобно на задачите при проектирането на ядрени автомобили и ядрени резервоари:

Наличието на лек и компактен ядрен реактор, който може да вдигне самолет във въздуха
Биологична защита на екипажа
Безопасност на полета на самолет
Проектиране на ядрен реактивен двигател

Работата по проектирането на ядрени самолети в СССР се извършва от няколко конструкторски бюра - Туполев, Мясищев и Антонов. Дори нивото на профил на Единния държавен изпит по математика 2017 не е достатъчно, за да се сравни с умовете на разработчиците от онова време, въпреки че науката направи огромна крачка напред.

Най-известният проект на съветския ядрен самолет е Ту-119 - разработен от ОКБ-156 на Туполев. Самолетът Ту-119 е проектиран на базата на Ту-95М и е трябвало да се превърне в летяща лаборатория за тестване на двигатели с ядрен реактор. Работата по съветския ядрен самолет Ту-119 започва още през 1955 г. През 1958 г. е готова наземна стоянка, както и самолет Ту-95 LAL с ядрен реактор в товарния отсек. От 1959 г. на полигона в Семипалатинск се използва наземен стенд с ядрен реактор. А Ту-95 LAL направи 34 тестови полета през 1961 г. При общо тегло на самолета от 110 тона, 39 от тях са били заети от самия ядрен реактор. При такива изпитания беше проверена ефективността на биологичната защита на екипажа, както и работата на ядрения реактор при нови условия.

Конструкторското бюро на Мясищев разработи проект за ядрен самолет М50 А - свръхзвуков бомбардировач с ядрен двигател на борда. За целите на биологичната защита е планирано пилотите на самолета M50 A да бъдат поставени в затворена оловна капсула, която сама тежи 60 тона, а полетът да се извършва само по прибори. В бъдеще се планираше да се инсталира автономно безпилотно управление.

За да се използва този самолет с ядрен двигател, са били необходими отделни летища и в резултат на това проектът е спрян на място. Тогава конструкторското бюро Myasishchev предложи нов - M30 с по-сложен дизайн и повишена защита на екипажа. Намаленото тегло на самолета направи възможно увеличаването на полезния товар с 25 тона. Първият полет трябваше да се състои през 1966 г., но и той не беше реализиран.

В края на шейсетте и началото на седемдесетте години на миналия век конструкторското бюро "Антонов" работи по проекта AN-22 PLO - самолет за противоподводна отбрана с ултрадалечни разстояния на ниска надморска височина. Специална характеристика на този самолет беше използването на конвенционално гориво по време на излитане и кацане; ядреният реактор осигуряваше само самия полет, с продължителност до два дни, с обхват от 27 500 километра.

В следвоенния период светът на победителите беше опиянен от разкритите ядрени възможности. Освен това говорим не само за оръжеен потенциал, но и за напълно мирно използване на атома. В САЩ, например, в допълнение към ядрените резервоари, те започнаха да говорят за създаването дори на такива битови малки неща като прахосмукачки, задвижвани от ядрена верижна реакция.

През 1955 г. ръководителят на Lewyt обеща да пусне ядрена прахосмукачка през следващите 10 години

В началото на 1946 г. Съединените щати, тогава все още единствената страна с ядрен арсенал, решават да създадат самолет с ядрен двигател. Но поради неочаквани трудности работата напредваше изключително бавно. Само девет години по-късно е възможно да се управлява самолет с ядрен реактор на борда. Според съветското разузнаване е твърде рано да се говори за пълноценен планер с ядрен двигател: секретният обект наистина е бил оборудван с ядрена инсталация, но тя не е била свързана с двигателите и е служила само за тестове.

Въпреки това нямаше къде да отиде - след като американците бяха стигнали толкова далеч, това означава, че СССР трябва да работи в същата посока. На 12 август същата 1955 г. е издадено Постановление № 1561-868 на Съвета на министрите на СССР, което нарежда на авиационните предприятия да започнат проектирането на съветски ядрен самолет.

Летяща "патица" М-60/М-30

Трудна задача беше възложена на няколко дизайнерски бюра наведнъж. По-специално, бюрото на А. Н. Туполев и В. М. Мясищев трябваше да разработи самолети, способни да работят на атомни електроцентрали. И на бюрото на Н. Д. Кузнецов и А. М. Люлка беше възложено да построи същите тези електроцентрали. Тези, както всички други атомни проекти на СССР, бяха ръководени от „бащата“ на съветската атомна бомба Игор Курчатов.

Защо едни и същи задачи бяха възложени на няколко конструкторски бюра?По този начин правителството искаше да подкрепи конкурентния характер на работата на инженерите. Разликата от Съединените щати беше значителна, така че беше необходимо да се настигне американците с всички необходими средства.

Всички работници бяха предупредени, че това е проект от национално значение, от който зависи сигурността на родината. Според инженерите извънредният труд не се поощрявал – смятал се за норма. Теоретично служителят можеше да се прибере в 18:00 часа, но колегите му гледаха на него като на съучастник на врага на народа. Нямаше нужда да се връщам на следващия ден.

Отначало дизайнерското бюро Myasishchev пое инициативата. Инженерите там предложиха проект за свръхзвуков бомбардировач М-60. Всъщност разговорът беше за оборудване на вече съществуващия М-50 с ядрен реактор. Проблемът на първия свръхзвуков стратегически носител в СССР М-50 беше именно неговият катастрофален „апетит“ към гориво. Дори и с две презареждания във въздуха с 500 тона керосин бомбардировачът едва ли можеше да лети до Вашингтон и да се върне.

Изглеждаше, че всички проблеми трябваше да бъдат решени от ядрен двигател, който гарантира почти неограничен обхват и продължителност на полета. Няколко грама уран биха били достатъчни за десетки часове полет. Смяташе се, че в спешни случаи екипажът може да патрулира във въздуха без прекъсване в продължение на две седмици.

Самолетът М-60 е планиран да бъде оборудван с атомна електроцентрала от отворен тип, проектирана в бюрото на Архип Люлка. Такива двигатели бяха значително по-прости и по-евтини, но, както по-късно се оказа, те нямаха място в авиацията.

Комбиниран турбореактивно-ядрен двигател. 1 - електрически стартер; 2 - амортисьори; 3 - въздуховод с директен поток; 4 - компресор; 5 - горивна камера; 6 - тяло на ядрен реактор; 7 - горивен възел

Така че от съображения за безопасност ядрената инсталация трябваше да бъде разположена възможно най-далеч от екипажа. Задната част на фюзелажа беше най-подходяща. Предвиждаше се там да бъдат поставени четири ядрени турбореактивни двигателя. Следва бомбоотделението и накрая пилотската кабина. Те искаха да поставят пилотите в солидна оловна капсула с тегло 60 тона. Предвиждаше се да се компенсира липсата на визуална видимост с помощта на радарни и телевизионни екрани, както и перископи. Много функции на екипажа бяха възложени на автоматизацията и впоследствие беше предложено напълно да се прехвърли устройството към напълно автономно безпилотно управление.

Кабина на екипажа. 1 - арматурно табло; 2 - капсули за изтласкване; 3 - авариен люк; 4 - положение на капака на люка при влизане и излизане от кабината и катапултиране; 5 - олово; 6 - литиев хидрид; 7 - задвижване на люка

Поради „мръсния“ тип на използваните двигатели, поддръжката на свръхзвуковия стратегически бомбардировач M-60 трябваше да се извършва с минимална човешка намеса. По този начин електроцентралите трябваше да бъдат „прикрепени“ към самолета непосредствено преди полета в автоматичен режим. Зареждане с гориво, доставка на пилоти, подготовка на оръжия - всичко това също трябваше да се направи от „роботи“. Разбира се, за обслужването на такива самолети беше необходимо пълно преструктуриране на съществуващата инфраструктура на летището, включително изграждането на нови писти с дебелина най-малко половин метър.

Поради всички тези трудности проектът за създаване на М-60 трябваше да бъде затворен на етап чертеж. Вместо това беше планирано да се построи друг ядрен самолет - M-30 с ядрена инсталация затворен тип. Дизайнът на реактора беше много по-сложен, но въпросът за радиационната защита не беше толкова належащ. Самолетът трябваше да бъде оборудван с шест турбореактивни двигателя, задвижвани от един ядрен реактор. При необходимост електроцентралата може да работи и на керосин. Теглото на защитата на екипажа и двигателите беше почти половината от това на М-60, благодарение на което самолетът можеше да носи полезен товар от 25 тона.

Първият полет на M-30 с размах на крилата около 30 метра е планиран за 1966 г. Тази машина обаче не беше предопределена да напусне чертежите и поне частично да стане реалност. До 1960 г. в конфронтацията между авиационни и ракетни учени имаше знак за победа за последните. Хрушчов е убеден, че днес самолетите не са толкова важни, колкото са били, а че тяхната ключова роля е в борбата с външен врагпремина към ракети. Резултатът е съкращаването на почти всички обещаващи програми за ядрени самолети и преструктурирането на съответните конструкторски бюра. Конструкторското бюро Мясищев също не избяга от тази съдба, което загуби статута си на самостоятелно звено и беше преориентирано към ракетно-космическата индустрия. Но производителите на самолети все още имаха една последна надежда.

Дозвукова "труп"

Дизайнерското бюро на А. Н. Туполев имаше по-голям късмет. Тук инженерите, успоредно с Myasishchevites, работиха върху собствен проект за ядрен самолет. Но за разлика от М-60 или М-30, това беше модел много по-близо до реалността. Първо, ставаше въпрос за създаване на дозвуков бомбардировач на атомна електроцентрала, което беше много по-лесно в сравнение с разработването на свръхзвуков самолет. Второ, машината изобщо не се нуждаеше от преоткриване - вече съществуващият бомбардировач Ту-95 беше подходящ за предвидените цели. Всъщност беше необходимо само да се оборудва с ядрен реактор.

През март 1956 г. Министерският съвет на СССР инструктира Туполев да започне проектирането на летяща ядрена лаборатория на базата на серийния Ту-95. На първо място, беше необходимо да се направи нещо относно размерите на съществуващите ядрени реактори. Едно е да оборудваш огромен ледоразбивач с ядрена инсталация, за която практически нямаше ограничения за тегло и размер. Съвсем друго е да поставите реактора в доста ограниченото пространство на фюзелажа.

Ядрените учени твърдят, че във всеки случай трябва да разчитаме на растение с обем от малка къща. И все пак инженерите от конструкторското бюро на Туполев получиха задачата да намалят размера на реактора на всяка цена. Всеки допълнителен килограм тегло на електроцентралата дърпа заедно с него, под формата на защита, още три допълнителни килограма натоварване на самолета. Затова борбата беше буквално за всеки грам. Нямаше ограничения – отпускаха се толкова пари, колкото бяха необходими. Дизайнерът, който намери начин да намали теглото на инсталацията, получи значителен бонус.

В крайна сметка Андрей Туполев показа реактор с размерите на огромен, но все пак шкаф, при това напълно отговарящ на всички изисквания за защита. Според легендата конструкторът на самолети не без гордост заявил, че „те не носят къщи на самолети“, а главният съветски ядрен учен Игор Курчатов първоначално бил сигурен, че пред него е само макет на реактор, а не работещ модел.

В резултат инсталацията беше приета и одобрена. Първо обаче беше необходимо да се проведат серия от наземни тестове. Въз основа на средната част на фюзелажа на бомбардировача е изградена стойка с ядрена инсталация на едно от летищата близо до Семипалатинск. По време на тестовете реакторът достигна определеното ниво на мощност. Както се оказа, най-големият проблем засягаше не толкова реактора, колкото биосигурността и работата на електрониката - живите организми получиха твърде висока доза радиация и устройствата можеха да се държат непредвидимо. Решено е оттук нататък основното внимание да се обръща не на реактора, който по принцип е готов за използване в самолети, а на надеждната защита срещу радиация.

Първите опции за защита бяха твърде грандиозни. Участниците в събитията си спомнят филтър с височината на 14-етажна сграда, 12 „етажа“ от които са влезли под земята, а два са се издигнали над повърхността. Дебелината на защитния слой достигна половин метър. Разбира се, намерете практическа употребатакива технологии бяха невъзможни в самолет.

Може би си струваше да се използва работата на инженерите от конструкторското бюро Myasishchev и да се скрие екипажът в оловна капсула без прозорци и врати.Тази опция не беше подходяща поради размера и теглото си. Затова те излязоха с напълно нов тип защита. Състоеше се от покритие от оловни плочи с дебелина 5 сантиметра и 20-сантиметров слой от полиетилен и церезин - продукт, получен от петролни суровини и смътно напомнящ на сапун за пране.

Изненадващо, бюрото Туполев успя да оцелее през трудната година за авиоконструкторите през 1960 г. Не на последно място поради факта, че самолетът с ядрен двигател, базиран на Ту-95, вече беше съвсем реална машина, способна да излети във въздуха с ядрена енергия през следващите години. Остава само да се проведат въздушни тестове.

През май 1961 г. бомбардировачът Ту-95М № 7800408, пълен със сензори, се издига в небето с ядрен реактор на борда и четири турбовитлови двигателя с мощност от 15 000 конски сили всеки. Атомната електроцентрала не беше свързана с двигателите - самолетът летеше с реактивно гориво и работещият реактор все още беше необходим, за да се оцени поведението на оборудването и нивото на радиационно облъчване на пилотите. Общо от май до август бомбардировачът извърши 34 тестови полета.

Оказа се, че по време на двудневния полет пилотите са получили 5 рема радиация. За сравнение днес се счита за нормално работниците в атомните централи да бъдат изложени на облъчване до 2 rem, но не за два дни, а за една година. Предполагаше се, че екипажът на атомния самолет ще включва мъже над 40 години, които вече имат деца.

Радиацията беше погълната и от тялото на бомбардировача, което след полета трябваше да бъде изолирано за "почистване" за няколко дни. Като цяло радиационната защита се счита за ефективна, но не е напълно развита. Освен това дълго време никой не знаеше какво да прави с възможни аварии на ядрени самолети и последващото замърсяване на големи пространства с ядрени компоненти. Впоследствие беше предложено реакторът да бъде оборудван с парашутна система, способна в случай на авария да отдели ядрената инсталация от тялото на самолета и да я приземи меко.

Но беше твърде късно - изведнъж никой не се нуждаеше от ядрени бомбардировачи. Оказа се много по-удобно и по-евтино да се замерят враговете с нещо по-смъртоносно с помощта на междуконтинентални балистични ракети или скрити атомни подводници. Андрей Туполев обаче не губи надежда да построи самолет. Той се надяваше, че през 70-те години на миналия век ще започне разработването на свръхзвукови самолети Ту-120 с ядрен двигател, но тези надежди не бяха предопределени да се сбъднат. След САЩ в средата на 60-те години СССР спря всички изследвания, свързани с ядрените самолети. Планирано е ядреният реактор да се използва и в самолети, насочени към лов на подводници. Те дори проведоха няколко теста на Ан-22 с ядрена инсталация на борда, но човек можеше само да мечтае за предишния мащаб. Въпреки факта, че СССР беше много близо до създаването на ядрен самолет (всъщност всичко, което оставаше, беше да свърже ядрената инсталация с двигателите), те никога не достигнаха мечтата.

Ту-95, преработен и преминал десетки тестове, който можеше да стане първият в света самолет с ядрен двигател, дълго време стоя на летището край Семипалатинск. След отстраняването на реактора самолетът е прехвърлен в Иркутското военно авиационно-техническо училище, а по време на перестройката е бракуван.

През последните сто години авиацията е изиграла толкова голяма роля в историята на човечеството, че един или друг проект лесно може да революционизира развитието на цивилизацията. Кой знае, може би ако историята беше поела по малко по-различен път, и днес небесните простори щяха да бъдат обхождани от пътници ядрени самолети, килимите на баба ще се почистват с ядрени прахосмукачки, смартфоните ще трябва да се зареждат само веднъж на пет години, а пътуванията до Марс и обратно ще се правят пет пъти на ден Космически кораби. Изглеждаше, че преди половин век една най-трудна задача беше решена. Но никой не се възползва от резултатите от решението.