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

Энергетическая проблема, проблема компактного источника энергии большой мощности и эффективного преобразования этой энергии в тягу, стоит перед создателями летающей техники с момента ее появления - и окончательно не решена до сих пор. Сегодня применяют - за редчайшим исключением - термохимические двигатели, использующие ископаемое углеводородное топливо. Прежде всего, с ним меньше возни в эксплуатации, и это настолько перевешивает все мыслимые недостатки, что о них стараются просто не вспоминать...

Но недостатки от этого не пропадают! Поэтому попытки перейти на другие источники энергии предпринимались неоднократно. И прежде всего внимание авиаконструкторов и ракетчиков привлекла атомная энергия - ведь энергоемкость 1 г U235 эквивалентна 2 т керосина (вместе с 5 т кислорода)!

Однако двигатели атомных самолетов и ракет так и остались на стендах. Три самолета с атомными реакторами на борту поднимались в воздух, но только с одной целью - опробовать компактный реактор и проверить его защиту...

Почему? Давайте вернемся на 60 лет назад...

АМЕРИКАНСКИЙ ВЫЗОВ

Еще в 1942 г. один из руководителей американской программы создания атомной бомбы Энрико Ферми обсуждал с другими участниками этого проекта возможность создания самолетных моторов на ядерном топливе. Четырьмя годами позже, в 1946, сотрудники Лаборатории прикладной физики при университете Джона Хопкинса посвятили этой проблеме специальное исследование. В мае того же года командование Военно-воздушных сил США утвердило пилотный проект «Ядерная энергия для авиационных двигателей» (NEPA - Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft), направленный на разработку ядерных двигателей для стратегических бомбардировщиков дальнего радиуса действия.

Работы по его осуществлению начались в Ок-Риджской национальной лаборатории при участии частной компании «Fairchild Engine & Airframe Co». В 1946-48 гг. на проект NEPA было истрачено около $10 млн.

В конце 1940-х руководители ВВС пришли к выводу, что разработку авиационных двигателей на ядерном горючем лучше всего вести в кооперации с Комиссией по атомной энергии. В итоге проект NEPA был отменен, и в 1951 г. на смену ему пришла совместная программа ВВС и Комиссии - «Авиационные ядерные двигатели» (ANP - Aircraft Nuclear Propulsion). При этом с самого начала было оговорено разделение труда: Комиссия по атомной энергии отвечала за разработку компактного реактора, пригодного для установки на тяжелых бомбардировщиках, а ВВС - за конструирование авиационных турбореактивных двигателей, получающих от него энергию. Руководители программы решили разрабатывать два варианта таких моторов и передали эти подряды компаниям «General Electric» и «Prutt & Whitney». В обоих случаях предполагалось, что реактивную тягу будет создавать перегретый сжатый воздух, отводящий тепло от атомного реактора. Разница между двумя версиями двигателя состояла в том, что в проекте «General Electric» воздух должен был охлаждать реактор при прямом обдуве, а в проекте «Prutt & Whitney» - через теплообменник.

Практическое осуществление программы ANP зашло довольно далеко. К середине 1950-х в ее рамках был изготовлен опытный образец небольшого атомного реактора с воздушным охлаждением. Командованию ВВС было важно убедиться, что этот реактор можно запускать и заглушать во время полета, не создавая угрозы для летчиков. Для его летных испытаний был выделен гигантский 10-моторный бомбардировщик B-36H, грузоподъемность которого приближалась к сорока тоннам. После переоборудования самолета реактор удалось разместить в бомбовом отсеке и защитить кабину экипажа щитом из свинца и резины.

С июля 1955 по март 1957 г. эта машина совершила 47 рейсов, во время которых реактор периодически включался и выключался на холостых режимах, иначе говоря, без нагрузки. В ходе этих полетов не возникло никаких нештатных ситуаций.

Полученные результаты позволили компании «General Electric» сделать следующий шаг. Ее инженеры построили три версии нового атомного реактора HTRE и параллельно разработали ему под пару экспериментальный авиационный турбореактивный двигатель X-39. Новый мотор успешно прошел наземные стендовые испытания в связке с реактором. Опытные прогоны самой продвинутой версии реактора HTRE-3 показали, что на его основе можно конструировать реактор, мощность которого уже будет достаточна для приведения в движение тяжелых самолетов.

Первым известным проектом атомного самолета США стал 75-тонный X-6 фирмы «Convair», который виделся как развитие стратегического бомбардировщика B-58 (1954) того же разработчика. Как и прототип, X-6 виделся как бесхвостка с треугольным крылом. 4 АТРД X-39 размещались в хвостовой части (воздухозаборники над крылом), кроме того, на взлете и посадке должны были работать еще 2 «обычных» ТРД. Однако к этому времени американцы поняли, что открытая схема не годится, и той же кооперации заказали силовую установку с нагревом воздуха в теплообменнике и самолет для нее. Новая машина получила название NX-2. Она виделась разработчикам как «утка». Атомный реактор должен был размещаться в центроплане, двигатели - в корме, воздухозаборники - под крылом. На самолете предполагалось использовать от 2 до 6 вспомогательных турбреактивных двигателей.

В 1953 г., когда в Белый дом пришел президент Дуайт Эйзенхауэр, новый министр обороны США Чарльз Уилсон приказал прекратить работы. В 1954 г. программу ANP возобновили, однако и в Пентагоне, и в Комиссии по ядерной энергии особого внимания ей не уделяли, в силу чего общее руководство программой было малоэффективным. В марте 1961 г., всего через два месяца после инаугурации нового президента США Джона Кеннеди, программа ANP была закрыта и с тех пор ни разу не возобновлялась. В общей сложности на нее было израсходовано более $1 млрд.

Но не думайте, что программами NEPA-ANP попытки создания атомных атмосферных ЛА в США ограничились, ибо была еще программа создания прямоточного атомного ракетного двигателя PLUTO для сверхзвуковой крылатой ракеты SLAM! И этот двигатель дошел до стендовых испытаний, применение же ракеты («утка» с треугольным крылом, нижними килем и воздухозаборником) виделось так: вертикальный старт на 4 твердотопливных ускорителях и разгон до скорости запуска ПВРД, крейсерский полет (причем на малой высоте), сброс боеголовок. Мало того - предполагалось, что SLAM сможет, проходя над объектами противника на малой высоте и сверхзвуковой скорости, разрушать их звуковым ударом!

СОВЕТСКИЙ ОТВЕТ

Потребовалось некоторое время, чтобы советское руководство осознало, что, во-первых, межконтинентальный самолет на «обычном» топливе может и не получиться, а, во-вторых, атомная энергия может решить и эту проблему. Задержке в осознании последнего способствовала невероятная даже по нашим меркам секретность, окутывавшая до середины 1950-х гг. отечественные атомные разработки. Однако 12 августа 1955 г. ЦК КПСС и СМ СССР приняли постановление No1561-868 о создании ПАС - перспективного атомного самолета. Проектирование собственно самолетов поручалось КБ А.Н. Туполева и В.М. Мясищева, а «специальных» двигателей для них - коллективам, возглавляемым Н.Д. Кузнецовым и А.М. Люлька.

О конструкторских талантах и личных качествах Андрея Николаевича Туполева есть разные мнения, но одно бесспорно - это был выдающийся организатор авиастроения. Как никто зная «подводные течения» весьма мутного «океана» Минавиапрома, он сумел обеспечить своему КБ устойчивое положение, несмотря на все потрясения сохраняющееся даже в условиях, какие не могли ему присниться и в кошмаре. Туполев прекрасно понимал, что атомные самолеты полетят не завтра, а вот настроения «в верхах» могут смениться гораздо быстрее, и за приоритетную сегодня программу завтра придется драться, чтобы сохранить ее до послезавтра, когда она снова срочно понадобится... Поэтому основное внимание Андрей Николаевич сосредоточил на научно-технической базе, полагая, что, научившись работать с атомной техникой, самолет всегда можно будет сделать....

В результате, 28 марта 1956 г. вышло правительственное постановление о создании летающей лаборатории на базе стратегического бомбардировщика Ту-95 для «исследований влияния излучения авиационного ядерного реактора на самолетное оборудование, а также изучения вопросов, связанных с радиационной защитой экипажа и особенностей эксплуатации самолета с ядерным реактором на борту». Два года спустя были построены наземный стенд и установка для самолета, перевезены на полигон в Семипалатинск, и в первом полугодии 1959 г. агрегаты заработали.

С мая по август 1961 г. самолет Ту-95ЛАЛ выполнил 34 полета. По слухам, циркулирующим в «оборонке», одной из главных проблем было переоблучение летчиков через окружающий воздух, что однозначно подтвердило: допустимая в космосе теневая защита в атмосфере не годится, что сразу утяжеляет ее в шесть раз...

Следующим этапом должен был стать Ту-119 - тот же Ту-95, но два средних турбовинтовых НК-12 заменялись на атомные НК-14А, в которых вместо камер сгорания ставились теплообменники, нагреваемые атомным реактором, стоящим в грузовом отсеке. Из других проектов туполевских атомолетов что-то определенное можно сказать только о Ту-120 - атомном варианте сверхзвукового бомбардировщика Ту-22. Предполагалось, что 85-тонный самолет длиной 30,7 м и с размахом крыла 24,4 м (площадь крыла 170 м2) будет разгоняться до 1350-1450 км/ч на высоте 8 км. Машина представляла собою высокоплан классической схемы, двигатели и реактор размещались в хвостовой части...

Однако вскоре после завершения полетов ЛАЛ программа была свернута. Владимир Михайлович Мясищев - выдающийся советский авиаконструктор. Созданные им самолеты стали этапными в отечественной (да и мировой) авиации. Неоспорим его организационный талант - он трижды «с нуля» создавал свое КБ в не самых благоприятных внешних условиях. Однако, как показала практика, этого оказалось мало...

Изрядно намучившись с получением требуемой дальности первого советского межконтинентального бомбардировщика М-4 и постепенно увязая в проблемах сверхзвукового М-50, Мясищев ухватился за возможности атомной энергетики, что называется, обеими руками. Тем более, что задача гарантированного достижения целей на территории потенциального противника была еще не решена. Так что Владимир Михайлович смело взялся не за долговременную программу, а за конкретный самолет - М-60.

В этом Мясищев нашел полную поддержку атомщиков, да и двигателистов, по крайней мере - Архипа Михайловича Люлька, охотно подключившихся к разработке атомных воздушно-реактивных двигателей открытой схемы. Позднее на базе ОКБ Люлька для этого было создано специальное СКБ-500. Используя базовую идею - разместить активную зону в воздушном тракте двигателя - разработчики предложили три варианта компоновки - соосную, «коромысло» и комбинированную.

В первой активная зона, что называется, «один в один» заменяла камеру сгорания обычного ТРД. Схема давала максимальный энергетический выход, обеспечивала минимальный мидель (в данном случае - площадь поперечного сечения) самолета, но создавала чудовищные проблемы в эксплуатации. Вторая несколько упрощала эксплуатацию, но в полтора раза увеличивала лобовое сопротивление. Наконец, наиболее перспективной на том этапе признали комбинированную схему, в которой атомный реактор ставился в форсажной камере турбореактивного двигателя, и в результате весь агрегат мог работать и как обычный ТРД, и как ТРД с атомным форсажем, и как атомный прямоточный на больших скоростях. Летчик и штурман размещались рядом в защищенной капсуле. Уникальной особенностью самолета было то, что в системе жизнеобеспечения экипажа нельзя - как это обычно делается - использовать окружающий воздух, и кабина снабжалась запасами жидкого кислорода и азота.

Однако перед конструкторами сразу встали проблемы, которые (а отнюдь не экология!), в конечном счете, и оставили атомолеты «на приколе». Дело в том, что мало иметь на борту источник энергии чудовищной мощности - ее нужно еще преобразовать в тягу. Т.е., нагреть рабочее тело, в данном случае - атмосферный воздух. Так вот, если в камере сгорания термохимического двигателя нагрев происходит по всему ее объему, то в активной зоне реактора (или в теплообменнике) - только по обдуваемой воздухом поверхности. В результате, уменьшается отношение тяги двигателя к площади его миделя, что негативно сказывается на энерговооруженности самолета в целом. Имея неограниченную дальность, атомный самолет получался не таким высотным и скоростным, как этого в конце 1950-х хотелось бы (и обоснованно!) военному заказчику...

Впрочем, и об экологии тоже забывать не приходилось - самые предварительные проработки технологии наземного обслуживания самолетов с двигателями открытой схемы более чем впечатляют и сегодня. Уровень радиации после посадки не позволял бы подойти к самолету до тех пор, пока дистанционно управляемыми манипуляторами не будут сняты и убраны в защищенное хранилище двигатели (либо их активные зоны). Собственно, только таким способом (дистанционно управляемыми машинами) и вообще было возможно наземное обслуживание. Экипаж должен был подходить к самолету и покидать его через подземный тоннель. Соответственно, конструкция самолета, рассчитанного на такое обслуживание, должна быть максимально простой, а уж аэродинамика - как получится... Не удивительно, что немалое внимание было уделено вариантам ПАС морского базирования - заглушенные двигатели при этом можно было опускать в воду, хотя бы временно изолируя самолет от радиации...

Именно в варианте гидросамолета М-60П появились первые проработки силовой установки замкнутой схемы - реактор в защищенном отсеке грел воздух в 4 или 6 турбореактивных двигателях.

Эскизный проект М-60 обсуждался на совещании в ОКБ Мясищева 13 апреля 1957 г. и... поддержки не получил. Свою роль сыграли как вышеперечисленные причины, так и неопределенность перспектив создания двигателей открытой схемы. А замкнутую мясищевцы в полном объеме задействовали в проекте М-30. Эскизный проект предполагал создание высотного самолета 3200 км/ч на высоте 17 км (причем оказалось, что при снижении тяга атомного двигателя не увеличивается, как у химического, а падает...). Для взлета и подскока на 24 км при преодолении ПВО, в двигатели подавался керосин. При взлетной массе 165 т и полезной нагрузке 5,7 т, дальность М-30 предполагалась в 25000 км. Керосина же на борту предполагалось иметь не более 16 т... Длина самолета - 40 - 46 м, размах крыла - 24 - 26,9 м. Схема определилась быстро - «утка» с треугольным крылом большой площади, 6 комбинированных турбореактивных атомных двигателя НК-5 разработки Н.Д. Кузнецова. Экипаж - те же 2 человека - размещался уже не рядом, а один за другим (для уменьшения миделя самолета). Работы по М-30 продолжались до 1961 г., до момента передачи мясищевского ОКБ-23 В.Н. Челомею и переориентации его на космическую тематику...

СДЕЛАННЫЕ ВЫВОДЫ

Так почему же, затратив не 1, как пишет Washington ProFile, а 7 млрд долл. американцы прекратили работы по атомному самолету? Почему на бумаге остались смелые - но реальные - проекты Мясищева, почему не полетел даже предельно «приземленный» Ту-119? А ведь в те же годы был еще британский проект сверхзвукового атомолета Avro-730... Атомные самолеты опередили время, или их погубили какие-то неустранимые врожденные недостатки?

Ни то, ни другое. Атомные самолеты просто оказались не нужны на той линии развития, по которой пошла мировая авиация!

Двигатели открытой схемы - это, конечно, технический экстремизм. Даже при абсолютной износостойкости стенок активной зоны (что невозможно) активируется при прохождении реактора сам воздух! А трудности эксплуатации и утилизации «светящейся» после многократного длительного облучения конструкции самолета в эскизном проекте были лишь обозначены. Другое дело - замкнутая схема.

Но атомолет имеет свои особенности. В «чистом» виде, только с нагревом воздуха теплом от реактора (или с паротурбинным приводом на винты!) атомный самолет не очень хорош для маневрирования, прорывов и подскоков - всего, что характерно для бомбардировщиков. Удел такого аппарата - долгий полет с постоянными скоростью и высотой. Базируясь где-то на единственном специальном аэродроме, он способен неоднократно достичь любой точки планеты, сколь угодно долго кружить над ней...

А... зачем нужен такой самолет, для чего его можно использовать, какие военные или мирные задачи им решать??? Это не бомбардировщик, не разведчик (его же невозможно скрыть!), не транспортник (где и как егозагружать и разгружать?), вряд ли пассажирский лайнер (даже в эпоху технологического оптимизма американцы не смогли набрать пассажиров на атомный круизный лайнер «Саванна»)...

Что остается, воздушный командный пункт, летающая база ракет большой дальности, противолодочный самолет? Причем учтите, что машин таких нужно строить много, иначе их себестоимость будет запредельной, а надежность - низкой...

Именно в качестве самолета ПЛО и была предпринята крайняя в нашей стране попытка создания атомного самолета. В 1965 г. на разных уровнях был принят ряд постановлений о развитии средств противолодочной обороны и, в частности, постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 26 октября КБ О.К. Антонова поручалось создание сверхдальнего маловысотного самолета противолодочной обороны с ядерной силовой установкой Ан-22ПЛО.

Поскольку на Ан-22 стояли такие же двигатели, как и на Ту-95 (с другими винтами), силовая установка повторяла Ту-119: атомный реактор и комбинированные турбовинтовые НК-14А, все четыре. Взлет и посадка должны были выполняться на керосине (мощность двигателей 4 х 13000 л.с.), крейсерский полет - на атомной энергии (4 х 8900 л.с.). Расчетная продолжительность полета - 50 ч, дальность полета - 27500 км.

Фюзеляж 6-метрового диаметра (базовый самолет имеет размеры грузовой кабины 33,4 х 4,4 х 4,4 м) должен был вместить не только атомный реактор в круговой биозащите, но и поисково-прицельное оборудование, комплекс противолодочного вооружения и немалый экипаж, требующийся для обслуживания всего этого.

В рамках программы Ан-22ПЛО в 1970 г. было выполнено 10 полетов на «Антее» с источником нейтронов, а в 1972-м - 23 полета с малогабаритным атомным реактором на борту. Как и в случае с Ту-95ЛАЛ, в них проверялась, в первую очередь, радиационная защита. Причины прекращения работ пока не обнародованы. Можно полагать, что сомнения вызвала боевая устойчивость самолета в условиях господства над морем авиации (прежде всего - палубной) потенциального противника...

В середине 80-х американские инженеры обнародовали идею атомного самолета - базы... войск специального назначения. Использование монстра, несущего истребители сопровождения, штурмовики и тяжелые грузовые самолеты C-5B «Galaxy» в качестве высадочных средств, рассматривалось на примере подавления антиамериканского восстания в Турции... Оч-чень реалистичный сценарий, не правда ли?

Впрочем, есть, есть одна «экологическая ниша» для крылатых атомолетов. Она - там, где авиация смыкается с космонавтикой. Но об этом - отдельный разговор.

2. М-60 с двигателями схемы «коромысло»: взлетная масса - 225 т, полезная нагрузка - 25 т, высота полета - 13-25 км, скорость - до 2М, длина - 58,8 м, размах крыла - 30,6 м

3. М-60 с комбинированным двигателем, летные характеристики - те же, длина - 51,6 м, размах крыла - 26,5 м; цифрами обозначены: 1 - турбореактивный двигатель; 2 - атомный реактор; 3 - кабина экипажа

Наверное, может показаться странным, что атомная энергетика, прочно укоренившаяся на земле, в гидросфере и даже в космосе, не прижилась в воздухе. Это тот случай, когда кажущиеся соображения безопасности (хотя и не только они) перевесили очевидные технико-эксплуатационные выгоды от внедрения ядерных силовых установок (ЯСУ) в авиации.

{{direct}}

М ежду тем вероятность тяжелых последствий инцидентов с такими летательными аппаратами при условии их совершенства вряд ли может рассматриваться как более высокая в сравнении с космическими системами, использующими ядерные энергетические установки (ЯЭУ). И объективности ради стоит напомнить: произошедшая в 1978 году авария оснащенного ЯЭУ БЭС-5 «Бук» советского искусственного спутника Земли «Космос-954» типа УС-А с падением его фрагментов на территорию Канады отнюдь не привела к свертыванию системы морской космической разведки и целеуказания (МКРЦ) «Легенда», элементом которой являлись аппараты УС-А (17Ф16-К).

С другой стороны, условия работы авиационной ЯСУ, предназначенной для создания тяги путем генерации в ядерном реакторе тепла, подводимого в газотурбинном двигателе к воздуху, совершенно иные, нежели спутниковых ЯЭУ, являющихся термоэлектрическими генераторами. Сегодня предложены две принципиальные схемы авиационной ЯСУ – открытого и закрытого типа. Схема открытого типа предусматривает нагрев сжатого компрессором воздуха непосредственно в реакторных каналах с последующим его истечением через реактивное сопло, а закрытого – нагрев воздуха с помощью теплообменника, в замкнутом контуре которого циркулирует теплоноситель. Закрытая схема может быть одно- или двухконтурной, причем с точки зрения обеспечения эксплуатационной безопасности наиболее предпочтительным выглядит второй вариант, поскольку реакторный блок с первым контуром можно разместить в защитной противоударной оболочке, герметичность которой предупреждает катастрофические последствия при авариях самолета.

В авиационных ЯСУ закрытого типа могут применяться водо-водяные реакторы и реакторы на быстрых нейтронах. При реализации двухконтурной схемы с «быстрым» реактором в первом контуре ЯСУ в качестве теплоносителя использовались бы как жидкие щелочные металлы (натрий, литий), так и инертный газ (гелий), а во втором – щелочные металлы (жидкий натрий, эвтектический расплав натрия и калия).

В воздухе – реактор

Идею задействовать ядерную энергию в авиации выдвинул в 1942 году один из руководителей Манхэттенского проекта Энрико Ферми. Она заинтересовала командование военно-воздушных сил США, и в 1946 году американцы приступили к осуществлению проекта NEPA (Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft – «Ядерная энергия для авиационной силовой установки»), призванного определить возможности создания бомбардировщика и разведчика с неограниченной дальностью полета.

“ Идея дать авиации ВМФ противолодочный самолет с неограниченной дальностью полета в Кремле пришлась по вкусу ”

В первую очередь предстояло провести исследования, связанные с противорадиационной защитой экипажа и наземной обслуги, и дать вероятностно-ситуационную оценку возможных аварий. С целью форсирования работ проект NEPA в 1951 году был расширен ВВС США до целевой программы ANP (Aircraft Nuclear Propulsion – «Авиационная ядерная силовая установка»). В ее рамках фирмой «Дженерал электрик» разрабатывалась открытая, а фирмой «Пратт-Уитни» – закрытая схема ЯСУ.

Для испытаний будущего авиационного ядерного реактора (исключительно в режиме физических пусков) и биологической защиты предназначался cерийный тяжелый стратегический бомбардировщик фирмы «Конвэр» B-36H Peacemaker («Миротворец») с шестью поршневыми и четырьмя турбореактивными двигателями. Он не представлял собой атомный самолет, а являлся всего лишь летающей лабораторией, где предстояло опробовать реактор, однако получил обозначение NB-36H – Nuclear Bomber («Атомный бомбардировщик»). Кабину экипажа превратили в капсулу из свинца и резины с дополнительным экраном из стали и свинца. Для защиты от нейтронной радиации в фюзеляж вставили специальные наполненные водой панели.

Прототип авиационного реактора ARE (Aircraft Reactor Experiment), созданный в 1954 году Окриджской национальной лабораторией, стал первым в мире гомогенным ядерным реактором мощностью 2,5 МВт на топливе из расплава солей – фторида натрия и тетрафторидов циркония и урана.

Достоинство такого типа реакторов заключается в принципиальной невозможности аварии с разрушением активной зоны, а сама топливная солевая смесь в случае реализации авиационной ЯСУ закрытого типа выполняла бы роль теплоносителя первого контура. При использовании в качестве теплоносителя солевого расплава более высокая в сравнении, например, с жидким натрием теплоемкость солевого расплава позволяет применять циркуляционные насосы небольших размеров и выигрывать на снижении металлоемкости конструкции реакторной установки в целом, а низкая теплопроводность должна была обеспечивать устойчивость атомного авиадвигателя к внезапным скачкам температуры в первом контуре.

На основе реактора ARE американцы разработали экспериментальную авиационную ЯСУ HTRE (Heat Transfer Reactor Experiment – «Эксперимент по отбору тепла от реактора»). Не мудрствуя лукаво, в «Дженерал Дайнэмикс» сконструировали авиационный ядерный двигатель Х-39 на основе серийного турбореактивного двигателя J47 для стратегических бомбардировщиков В-36 и В-47 «Стратоджет» – вместо камеры сгорания в нем разместили активную зону реактора.

Фирма «Конвэр» намеревалась снабдить Х-39 самолет X-6 – возможно, его прототипом послужил бы сверхзвуковой стратегический бомбардировщик B-58 «Хастлер» («Шустрила»), совершивший первый полет в 1956 году. Кроме того, рассматривался и атомный вариант опытного дозвукового бомбардировщика этой же фирмы YB-60. Однако американцы отказались от авиационной ЯСУ открытой схемы, посчитав: эрозия стенок воздушных каналов активной зоны реактора Х-39 приведет к тому, что самолеты будут оставлять за собой радиоактивный след, загрязняя окружающую среду.

Надежду на успех сулила более радиационно безопасная ЯСУ закрытого типа фирмы «Пратт-Уитни», к созданию которой подключилась и «Дженерал Дайнэмикс». Под эти двигатели фирма «Конвэр» начала конструирование экспериментальных самолетов NX-2. Прорабатывались как турбореактивные, так и турбовинтовые варианты атомных бомбардировщиков с ЯСУ такого типа.

Однако принятие на вооружение в 1959 году межконтинентальных баллистических ракет «Атлас», способных поражать цели на территории СССР с континентальной части США, нивелировало программу ANP, тем более что серийные образцы атомных самолетов вряд ли появились бы раньше 1970 года. В результате в марте 1961-го все работы в этой области в США прекращены по личному решению президента Джона Кеннеди и настоящий атомный самолет так и не построили.

Летный же образец авиационного реактора ASTR (Aircraft Shield Test Reactor – реактор для испытания системы защиты самолета), размещенный в бомбовом отсеке летающей лаборатории NB-36H, представлял собой никак не связанный с двигателями реактор на быстрых нейтронах мощностью 1 МВт, работавший на двуокиси урана и охлаждавшийся потоком воздуха, отбираемого через специальные воздухозаборники. С сентября 1955 по март 1957 года NB-36H совершил 47 полетов с ASTR над безлюдными районами штатов Нью-Мексико и Техас, после чего машину уже никогда не поднимали в небо.

Следует отметить, что ВВС США занимались и проблемой ядерного двигателя для крылатых ракет или, как было принято говорить до 60-х годов, самолетов-снарядов. В рамках проекта «Плутон» Ливерморская лаборатория создала два образца ядерного прямоточного воздушно-реактивного двигателя «Тори», который планировалось установить на сверхзвуковую крылатую ракету SLAM. Принцип «атомного подогрева» воздуха пропуском через активную зону реактора здесь был тот же, что и в ядерных газотурбинных двигателях открытого типа, с одной лишь разницей: в прямоточном двигателе отсутствуют компрессор и турбина. «Тори», успешно испытанные на земле в 1961–1964 годах, – первые и пока единственные реально действовавшие авиационные (точнее, ракетно-авиационные) ЯСУ. Но и этот проект закрыли как бесперспективный на фоне успехов в создании баллистических ракет.

Догнать и перегнать!

Разумеется, идея использовать ядерную энергию в авиации независимо от американцев развивалась и в СССР. Собственно, на Западе не без оснований подозревали, что такие работы ведутся в Советском Союзе, но с первым обнародованием факта о них попали впросак. 1 декабря 1958 года журнал «Авиэйшн Уик» сообщил: СССР создает стратегический бомбардировщик с ядерными двигателями, что вызвало немалый ажиотаж в Америке и даже способствовало поддержанию уже начавшего понемногу угасать интереса к программе ANP. Однако на сопровождавших статью рисунках редакционный художник довольно точно изобразил действительно разрабатывавшийся в то время вполне «футуристического» вида самолет М-50 опытно-конструкторского бюро В. М. Мясищева, имевший обычные турбореактивные двигатели. Неизвестно, кстати, последовала ли за этой публикацией «разборка» в КГБ СССР: работы по М-50 проходили в обстановке строжайшей секретности, первый полет бомбардировщик совершил позже упоминания в западной печати, в октябре 1959 года, а широкой публике машину представили только в июле 1961-го на воздушном параде в Тушине.

Что касается прессы советской, то впервые об атомном самолете рассказал в самых общих чертах журнал «Техника – молодежи» еще в № 8 за 1955 год: «Атомная энергия все шире применяется в промышленности, энергетике, сельском хозяйстве и медицине. Но недалеко то время, когда ее применят и в авиации. С аэродромов легко поднимутся в воздух гигантские машины. Атомные самолеты смогут летать практически как угодно долго, месяцами не опускаясь на землю, совершая десятки беспосадочных кругосветных полетов со сверхзвуковой скоростью». Журнал, намекнув на военное предназначение машины (гражданским самолетам нет никакой нужды «как угодно долго» находиться в небе), тем не менее представил гипотетическую схему грузопассажирского авиалайнера с ЯСУ открытого типа.

Впрочем, мясищевский коллектив, и не он один, действительно занимался самолетами с ядерными силовыми установками. Хотя советские физики изучали возможность их создания еще с конца 40-х годов, практические работы по этому направлению в Советском Союзе стартовали гораздо позже, чем в США, и начало им положило постановление Совета министров СССР № 1561-868 от 12 августа 1955 года. Согласно ему перед ОКБ-23 В. М. Мясищева и ОКБ-156 А. Н. Туполева, а также авиадвигательными ОКБ-165 А. М. Люльки и ОКБ-276 Н. Д. Кузнецова была поставлена задача разработки атомных стратегических бомбардировщиков.

Конструирование авиационного ядерного реактора осуществлялось под руководством академиков И. В. Курчатова и А. П. Александрова. Цель преследовалась та же, что и американцами: получить машину, которая, взлетев с территории страны, сможет наносить удары по объектам в любой точке планеты (прежде всего, конечно, в США).

Особенностью советской атомной авиационной программы было то, что она продолжалась и тогда, когда в Соединенных Штатах об этой теме уже накрепко забыли.

При создании ЯСУ тщательно проанализировали принципиальные схемы открытого и закрытого типа. Так, под схему открытого типа, получившую шифр «Б», ОКБ Люльки разработало атомно-турбореактивные двигатели двух типов – осевого, с прохождением вала турбокомпрессора через кольцевой реактор, и «коромысла» – с валом вне реактора, расположенного в изогнутой проточной части. В свою очередь в ОКБ Кузнецова трудились над двигателями по закрытой схеме «А».

ОКБ Мясищева сразу принялось за решение наиболее, видимо, сложной задачи – сконструировать атомные сверхскоростные тяжелые бомбардировщики. Даже сегодня, глядя на схемы будущих машин, выполненные в конце 50-х годов, можно определенно увидеть черты технической эстетики ХХI века! Это проекты самолетов «60», «60М» (атомный гидросамолет), «62» под люльковские двигатели схемы «Б», а также «30» – уже под двигатели Кузнецова. Впечатляют ожидавшиеся характеристики бомбардировщика «30»: максимальная скорость – 3600 км/ч, крейсерская – 3000 км/ч.

Однако до рабочего проектирования мясищевских атомных самолетов дело так и не дошло в связи с ликвидацией ОКБ-23 в самостоятельном качестве и вводом его в состав ракетно-космического ОКБ-52 В. Н. Челомея.

Коллективу Туполева на первом этапе участия в программе предстояло создать аналогичную по назначению американскому NB-36H летающую лабораторию с реактором на борту. Получившая обозначение Ту-95ЛАЛ, она была построена на базе серийного турбовинтового тяжелого стратегического бомбардировщика Ту-95М. Наш реактор, как и американский, не сопрягался с двигателями самолета-носителя. Принципиальное отличие советского самолетного реактора от американского – он был водо-водяной, причем гораздо меньшей мощности (100 кВт).

Отечественный реактор охлаждался водой первого контура, которая в свою очередь отдавала тепло воде второго контура, охлаждавшегося потоком воздуха, набегавшего через воздухозаборник. Так отрабатывалась принципиальная схема атомно-турбовинтового двигателя НК-14А Кузнецова.

Летающая атомная лаборатория Ту-95ЛАЛ в 1961–1962 годах 36 раз поднимала в воздух реактор как в работающем, так и в «холодном» состоянии с целью исследования эффективности системы биологической защиты и влияния излучения на системы самолета. По результатам испытаний председатель Государственного комитета по авиационной технике П. В. Дементьев, однако, отметил в своей записке для руководства страны в феврале 1962 года: «В настоящее время нет необходимых условий для строительства самолетов и ракет с атомными двигателями (крылатая ракета «375» с ЯСУ разрабатывалась в ОКБ-301 С. А. Лавочкина. – К. Ч.), так как проведенные научно-исследовательские работы являются недостаточными для разработки опытных образцов боевой техники, эти работы должны быть продолжены».

В развитие имеющегося у ОКБ-156 проектного задела ОКБ Туполева разработало на основе бомбардировщика Ту-95 проект экспериментального самолета Ту-119 с атомно-турбовинтовыми двигателями НК-14А. Поскольку задача создания сверхдальнего бомбардировщика с появлением у СССР межконтинентальных баллистических ракет и баллистических ракет морского базирования (на подводных лодках) потеряла свою критическую актуальность, туполевцы рассматривали Ту-119 как переходную модель на пути к созданию атомного противолодочного самолета на основе дальнемагистрального пассажирского авиалайнера Ту-114, который тоже «вырос» из Ту-95. Эта цель вполне соответствовала озабоченности советского руководства развертыванием американцами в 60-е годы подводной ракетно-ядерной системы с МБР «Поларис», а затем и «Посейдон».

Однако проект такого самолета реализован не был. Остались на проектной стадии и замыслы создания семейства туполевских сверхзвуковых бомбардировщиков с ЯСУ под условным наименованием Ту-120, которые, как и атомный воздушный охотник за субмаринами, намечалось испытать в 70-е годы…

Тем не менее идея дать авиации ВМФ противолодочный самолет с неограниченной дальностью полета для борьбы с атомными субмаринами НАТО в любом районе Мирового океана в Кремле пришлась по вкусу. Причем эта машина должна была нести как можно больший боекомплект противолодочного оружия – ракет, торпед, глубинных бомб (в том числе ядерных) и радиогидроакустических буев. Вот почему выбор пал на тяжелый военный транспортник Ан-22 «Антей» грузоподъемностью 60 тонн – самый большой в мире турбовинтовой широкофюзеляжный авиалайнер. Будущий самолет Ан-22ПЛО планировалось оснастить четырьмя атомно-турбовинтовыми двигателями НК-14А вместо штатных НК-12МА.

Программа создания такой не виданной ни в одном флоте крылатой машины получила кодовое название «Аист», а реактор для НК-14А разработали под руководством академика А. П. Александрова. В 1972 году начались испытания реактора на борту летающей лаборатории Ан-22 (всего 23 полета), причем был сделан вывод о его безопасности в режиме штатной эксплуатации. А на случай тяжелого авиапроисшествия предусматривалось отделение от падающего самолета блока реактора и первого контура с мягким приземлением на парашюте.

В целом авиационный реактор «Аист» стал самым совершенным достижением атомной науки и техники в своей сфере применения.

Если учесть, что на базе самолета Ан-22 предполагалось создать еще и межконтинентальный стратегический авиационно-ракетный комплекс Ан-22Р с подлодочной баллистической ракетой Р-27, то понятно, какой могучий потенциал такой носитель мог бы получить в случае перевода его на «атомную тягу» с двигателями НК-14А! И хотя до осуществления и проекта Ан-22ПЛО, и проекта Ан-22Р дело опять-таки не дошло, надо констатировать, что наша страна все-таки обогнала США в области создания авиационной ЯСУ.

Стоит ли сомневаться, что этот опыт, несмотря на его экзотичность, еще способен пригодиться, но уже на более высоком качественном уровне реализации.

Развитие беспилотных сверхдальних разведывательно-ударных авиационных систем вполне может пойти и по пути применения на них ЯСУ – такие предположения уже делаются за рубежом.

Появились и прогнозы ученых о том, что к концу нынешнего века миллионы пассажиров, вероятно, будут перевозиться именно атомными пассажирскими самолетами. Кроме очевидных экономических выгод, связанных с замещением авиакеросина ядерным топливом, речь идет и о резком снижении вклада авиации, которая с переходом на ЯСУ перестанет «обогащать» атмосферу углекислым газом, в глобальный парниковый эффект.

На взгляд автора, авиационные ЯСУ прекрасно вписались бы и в коммерческие авиационно-транспортные комплексы будущего на базе сверхтяжелых грузовых самолетов: например того же гигантского «воздушного парома» М-90 грузоподъемностью 400 тонн, предложенного конструкторами экспериментального машиностроительного завода имени В. М. Мясищева.

Конечно, есть проблемы в части изменения общественного мнения в пользу атомной гражданской авиации. Предстоит решить и серьезные вопросы, связанные с обеспечением ее ядерной и антитеррористической безопасности (кстати, эксперты упоминают отечественное решение с парашютным «отстрелом» реактора в случае чрезвычайной ситуации). Но дорогу, проторенную более полувека назад, осилит идущий.

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.