Ridning på reaktoren: hvordan USSR udviklede et nukleart fly

Atomfly var gode for alle undtagen gigantisk stråling.

Atombombenes udseende gav anledning til fristelsen for ejere af dette mirakelvåben til at vinde krigen med bare et par præcise strejker ved fjendens industrielle centre. Det eneste, der stoppede dem, var, at disse centre som regel var placeret i en dyb og velbeskyttet bagside. Alle efterkrigsstyrker fokuserede netop på pålidelige midler til levering af den "specielle last". Valget var lille - ballistiske og krydsermissiler og ultralang strategisk luftfart. I slutningen af ​​40'erne lænede hele verden sig mod bombefly: sådanne gigantiske midler blev afsat til udvikling af langdistanceflyvning, at det næste årti blev det "gyldne" til udviklingen af ​​luftfarten. På kort tid dukkede mange af de mest fantastiske projekter og fly i verden op. Selv den blodløse krig i Storbritannien blinkede de storslåede strategiske bombefly Valient og Vulcan. Men de mest utrolige projekter var strategiske supersoniske bombefly med atomkraftværker. Selv efter et halvt århundrede fascinerer de med deres mod og vanvid.

Atomspor

I 1952 starter den legendariske B-52 i USA, et år senere - verdens første supersoniske taktiske bombefly A-5 Vigilante, og tre til - den supersoniske strategiske XB-58 Hustler. Sovjetunionen blev ikke bagud: på samme tid som B-52 stiger den Tu-95 strategiske interkontinentale bombefly op i luften, og den 9. juli 1961 blev hele verden chokeret over den gigantiske M-50 supersoniske bombefly, der blev vist på Tushino-luftparaden, der, efter at have flyvet over tribunen, skred en glid og forsvandt ind i himlen. Få vidste, at dette var en sidste bombeflys sidste flyvning.

Faktum er, at flyradiusen for det konstruerede eksempel ikke oversteg 4000 km. Og hvis det for USA, der omringede Sovjetunionen med militærbaser, var det nok, var det nødvendigt med en rækkevidde på mindst 16 tusind km for at nå amerikansk territorium fra sovjetiske flyvepladser. Beregninger viste, at selv med to tankning oversteg M-50-rækkevidden med en "speciel last", der vejer 5 ton, ikke over 14 tusind km. Desuden krævede en sådan flyvning en hel sø brændstof (500 ton) til en bombefly og tankskibe. For at besejre fjernmål i USA og frit vælge en flyvevej for at omgå luftforsvarsområder, var der behov for en rækkevidde på 25 tusind km. Giv det på en supersonisk flyvning kun kunne fly med atomkraftværker.

Tu-95

Et lignende projekt virker først nu vildt. I de tidlige 1950'ere virkede han ikke mere ekstravagant end at placere reaktorer i ubåde: begge leverede næsten ubegrænset rækkevidde. Det var en ganske almindelig dekret fra Ministerrådet for Sovjetunionen fra 1955, at Tupolev-designbureauet blev instrueret om at oprette et flyvende atomlaboratorium på grundlag af Tu-95-bombefly og Myasishchev-designbureauet til at gennemføre projektet med en supersonisk bombefly "med specielle motorer fra chefdesigner Arkhip Lyulka".

Specielle motorer

Ved design er en turbojet-motor med en atomreaktor (TRDA) meget som en traditionel turbojet-motor (TRD). Kun hvis der i turbojet-motoren skabes tryk ved de varme gasser, der ekspanderer under forbrændingen af ​​parafin, opvarmes luften i turbojet-motoren og passerer gennem reaktoren.

Den aktive zone i en luftfartsnukleare reaktor med termiske neutroner blev rekrutteret fra keramiske brændstofelementer, i hvilke der var langsgående hexagonale kanaler til passage af opvarmet luft. Det estimerede drivkraft for motoren under udvikling skulle være 22, 5 ton. To varianter af TRDA-layout blev overvejet - en "vippearm", hvor kompressorakslen var placeret uden for reaktoren, og "koaksial", hvor akslen passerede langs reaktorens akse. I den første version arbejdede skaftet i en blid tilstand, i den anden krævede man specielle materialer med høj styrke. Men den koaksiale version leverede mindre motorstørrelser. Derfor blev der samtidig udviklet muligheder med begge fremdrivningssystemer.

M-60 med koaksiale kredsløbsmotorer

Det første fly i USSR med en atommotor skulle blive M-60-bombefly, udviklet på basis af den eksisterende M-50. Med forbehold af oprettelsen af ​​en motor med en kompakt keramisk reaktor, skal flyet under udvikling have et flysområde på mindst 25 tusind km med en krydsningshastighed på 3000–3200 km / t og en flyvehøjde på ca. 18–20 km. Startbomben for superbomben skulle overstige 250 ton.

Flyvende Tjernobyl

Når man ser på skitser og modeller af alle nukleare fly, får Myasishchev øjeblikkeligt øje på manglen på en traditionel besætningskabine: Hun er ikke i stand til at beskytte piloter mod stråling. Derfor måtte besætningen på nukleart fly befinde sig i en forseglet flerlags kapsel (hovedsageligt bly), hvis masse sammen med livstøttesystemet udgjorde 25% af flyets masse - mere end 60 ton! Uden for luftens radioaktivitet (fordi den passerede gennem reaktoren) udelukkede muligheden for at bruge den til vejrtrækning, derfor blev en ilt-nitrogen-blanding i et forhold på 1: 1 anvendt til at øge kabinen, opnået i specielle forgassere ved fordampning af flydende gasser. I lighed med anti-strålingssystemer, der blev brugt på tanke, blev overskydende tryk opretholdt i cockpiten for at forhindre, at atmosfærisk luft kom ind.

Manglen på en visuel gennemgang skulle have været kompenseret af et optisk periskop, tv og radarskærme.

Udkastssystemet bestod af et sæde og en beskyttelsesbeholder, der beskyttede besætningen ikke kun mod supersonisk luftstrøm, men også mod den kraftige stråling af motoren. Bagvæggen havde en 5 centimeter blybelægning.

Det er tydeligt, at det praktisk talt var umuligt at løfte i luften, så meget mindre at plante en 250 ton maskine, der klamrede sig fast til periskopets okular, så bombefly var udstyret med et fuldautomatisk flynavigationssystem, der gav autonom start, klatring, indflyvning og hjem, retur og landing . (Alt dette i 50'erne - 30 år før Burans autonome flyvning!)

Efter at det blev klart, at flyet ville være i stand til at løse næsten alle problemer af sig selv, var den logiske idé at gøre en ubemandet version - bare de 60 ton lettere. Fraværet af en stor cockpit reducerede også diameteren på flyet med 3 m og 4 m - længden, hvilket gjorde det muligt for os at skabe aerodynamisk mere avanceret svæveflyvningstype "flyvende fløj". Luftforsvaret fandt imidlertid ikke et støtteprojekt: man antog, at et ubemandet fly ikke var i stand til at give den nødvendige manøvre i den aktuelle specifikke situation, hvilket fører til større skade på det ubemandede køretøj.

Strandbomben

Jordtjenestekomplekset for nukleare fly var ikke mindre kompleks konstruktion end selve maskinerne. På grund af den stærke strålingsbaggrund blev næsten alt arbejde automatiseret: tankning, våbenophæng, besætning levering. Atommotorer blev opbevaret i en speciel opbevaring og monteret på et fly umiddelbart før afgang. Desuden førte bestråling af materialer, der var i flugt med en neutronflux, til aktivering af flystrukturen. Den resterende stråling var så stærk, at det umuliggjorde en fri tilgang til maskinen uden brug af særlige forholdsregler i 23 måneder efter fjernelse af motorerne. Til slam af sådanne fly i lufthavnskomplekset blev der tildelt særlige områder, og designet af selve maskinerne sørgede for hurtig installation af hovedenhederne ved hjælp af manipulatorer. Den enorme masse atombomber krævede specielle landingsbaner med en belægningstykkelse på ca. 0, 5 m. Det var tydeligt, at et sådant kompleks i tilfælde af krig var ekstremt sårbart.

Derfor blev der under M-60M-indekset samtidig udviklet en supersonisk søflyvemaskine med en atommotor. Hvert baseringsområde for sådanne fly, designet til at betjene 10-15 søfly, besatte et kystområde på 50-100 km, hvilket sikrede en tilstrækkelig spredning. Baser kunne ikke kun findes i det sydlige land. I Sovjetunionen blev Sveriges erfaring med at bevare vandfrie vandområder hele året rundt i 1959 undersøgt grundigt. Ved hjælp af simpelt udstyr til at levere luft gennem rørene formåede svenskerne at sikre cirkulation af varme vandlag fra bunden af ​​reservoirerne. Selve baserne skulle bygges i magtfulde kystklippemasser.

Layoutindstilling Seaplane M-60M

Atomskibet var et ret usædvanligt layout. Luftindtagene blev fjernet fra vandoverfladen med 1, 4 m, hvilket udelukkede indtrængning af vand i dem, når bølgerne var op til 4 punkter. Jetdyserne fra de nederste motorer, placeret i en højde på 0, 4 m, blev om nødvendigt halvt blokeret af specielle skodder. Imidlertid blev spørgsmålene om egnetheden af ​​spjæld stillet spørgsmålstegn ved: Havflyet skulle kun være på vand, når motorerne var tændt. Da reaktorerne blev fjernet, var flyet baseret i en speciel selvdreven dok. Til start fra vandoverfladen blev der anvendt en unik kombination af udtrækkelige hydrofoils, for- og undervandsskisko. Et lignende design reducerede flyets tværsnitsareal med 15% og reducerede dens masse. Søflyvemaskinen M-60M kunne ligesom land-slægtningen til M-60 være med en kamplast på 18 ton i en højde af 15 km i mere end et døgn, hvilket gjorde det muligt at løse hovedopgaverne. Den stærke påståede stråleforurening af hjemmepladserne førte imidlertid til, at projektet blev lukket i marts 1957.

Søfly M-60M

I fodspor fra ubåde

Afslutningen af ​​M-60-projektet betød slet ikke ophør af arbejdet med nukleare emner. Kun et atomkraftværk med et "åbent" kredsløb blev bragt på tværs - når atmosfærisk luft passerede direkte gennem reaktoren og blev udsat for stærk strålingskontaminering. Det skal bemærkes, at M-60-projektet begyndte at blive udviklet, da der ikke engang var erfaring med at oprette atomubåde. Den første K-3-atomubåd “Leninsky Komsomol” blev lanceret i 1957, kun et år efter ophør af arbejdet med M-60. K-3-reaktoren arbejdede efter et ”lukket” skema. Kølevæsken blev opvarmet i reaktoren, der derefter omdannede vand til damp. På grund af det faktum, at kølevæsken konstant befandt sig i et lukket isoleret kredsløb, opstod ikke strålingskontaminering af miljøet. Succesen med en sådan ordning i marinen intensiverede arbejdet på dette område og inden for luftfart. Regeringsdekret fra 1959 Myasishchev Design Bureau er betroet udviklingen af ​​et nyt højhøjde-fly M-30 med et "lukket" atomkraftværk. Flyet var beregnet til at levere bombeangreb og styret missilangreb mod særligt vigtige små mål i USA og flyselskabers strejkeformationer i havet.

Udviklingen af ​​motoren til det nye fly blev overdraget til Kuznetsov Design Bureau. Ved designen stod designere over for et ubehageligt paradoks - et fald i drivkraften fra en atommotor med et fald i højden. (For almindelige fly var det nøjagtigt det modsatte - trykket faldt med en stigning.) Søgningen startede efter det optimale aerodynamiske design. I sidste ende blev vi afgjort med "duck" -skemaet med en variabel fejevinge og et batcharrangement af motorer. En enkelt reaktor gennem kraftige lukkede rørledninger skulle levere flydende kølevæske (lithium og natrium) til 6 NK-5-luftstråle-motorer. Det var planlagt yderligere brug af carbonhydridbrændstof ved start, når krydsningshastighed og udførelse af manøvrer i målområdet. I midten af ​​det 60. år var det foreløbige projekt M30 klar. På grund af den meget mindre radioaktive baggrund fra det nye fremdrivningssystem blev besætningens beskyttelse meget lettere, og cockpiten modtog glaseret blyglas og plexiglas med en samlet tykkelse på 11 cm. To ledede missiler K-22 blev leveret som hovedrustning. Ifølge planerne skulle M-30 flyve senest i 1966.

Tryk på knappen krig

I 1960 fandt der imidlertid et historisk møde sted om udsigterne for udvikling af strategiske våbensystemer. Som et resultat tog Khrusjtsjov beslutninger, som han stadig kaldes luftfartsgraveren. I sandhed har Nikita Sergeyevich intet at gøre med det. På mødet talte raketkastere under ledelse af Korolev meget mere overbevisende end uenige flyproducenter. På spørgsmålet om, hvor meget tid der kræves til at forberede afgangen til en strategisk bombefly med atomvåben om bord, svarede flyene - 24 timer. Det tog rocketeers minutter: "Vi ville kun skulle dreje gyroskoper." Derudover havde de ikke brug for mange kilometer dyre landingsbaner. At overvinde luftforsvarsmidler fra bombefly forårsagede også stor tvivl, mens de stadig ikke har lært, hvordan de effektivt kan opfange ballistiske missiler. Endelig blev militæret og Khrusjtsjov ramt af udsigten til en "trykknapkrig" i fremtiden farverigt beskrevet af raketmænd. Resultatet af mødet - flybyggerne blev opfordret til at påtage sig en del af ordrer til missilemner. Alle flyprojekter blev suspenderet. M-30 var Myasishchevs seneste luftfartsprojekt. I oktober blev Myasishchev Design Bureau endelig overført til rumraket-temaet, og Myasishchev blev selv fjernet fra lederen.

Vær flydesignere i 1960 mere overbevisende, hvordan man ved, hvilken slags fly der fløj i himlen i dag. Og så kan vi kun beundre de dristige drømme i den "populære mekanik" og beundre de skøre ideer fra 60'erne.

Anbefalet

Bærbar Tesla-kanon: Test i langsom mo
2019
Find ud af, hvem du er: mand, Android eller fremmed?
2019
Rummanipulator: hvordan det fungerer
2019