Второй летающей лабораторией, получившей обозначение Х-6, должен был стать тоже В-36, но оснащенный, в дополнение к обычной, полноценной атомной силовой установкой. Последняя должна была состоять из реактора и четырех двигателей "Дженерал Электрик" XJ39 тягой около 3100 кгс, созданных на базе хорошо отработанного ТРД J47 бомбардировщика В-47. Эта связка представляла собой моноблок, устанавливаемый в бомбоотсек самолета непосредственно перед полетом и извлекаемый оттуда сразу после его завершения.

Рисунок 17 Модель летающей лаборатории Х-6 с полноценной атомной силовой установкой

Рисунок 18 Атомный ТРД XJ39. На месте камеры сгорания видны трубы теплообменника

Впервые подняться в небо Х-6 должен был с аэродрома Национальной станции испытания реакторов, строительство которой началось в 1949 г. в шт. Айдахо. Там для обслуживания атомного самолета был построен гигантский ангар и множество других сооружений, которые имели ненормально толстые стены и потолочные перекрытия с целью не выпустить радиоактивное излучение наружу. Мало того, "Дженерал Электрик" планировала установить в зданиях телевизионные системы наблюдения и дистанционно управляемые манипуляторы. Это позволило бы техническому персоналу выполнять необходимые работы, не подвергаясь интенсивному облучению. Эта опасность исходила от элементов конструкции самолета за счет остаточного излучения, возникающего вследствие облучения самолета в полете потоком нейтронов. Опасность облучения сохраняется даже после выключения двигателей. Дело в том, что останов ядерного ТРД сложнее обычного. После выключения реактора уменьшение нейтронного потока в его активной зоне идет довольно медленно за счет так называемых запаздывающих нейтронов. Турбокомпрессор двигателя уже остановился, а выделение тепла в реакторе еще будет продолжаться в значительном количестве. Необходимо специальное наземное продувочное устройство для принудительного охлаждения реактора.

Но прежде, чем поставить атомный двигатель на самолет, пусть даже на летающую лабораторию, его работоспособность требовалось проверить на земле. Естественно, такая установка могла создаваться без ограничений веса и размеров, которые диктовались условиями размещения на самолете. Поэтому первые экспериментальные конструкции внешне напоминали гигантских динозавров и весили почти 50 тонн. Они располагались на железнодорожных платформах, на которых уезжали к месту испытаний - подальше от сборочных и наладочных цехов. Именно такой была первая экспериментальная установка HTRE-1 - Heat Transfer Reactor Experiments (эксперименты по переносу тепла из реактора). Она представляла собой небольшой урановый реактор с бериллиевым отражателем нейтронов и защитой, содержащей большое количество ртути. Два двигателя XJ39 (видны в левом нижнем углу снимка) начинали работать с использованием обычного керосина. Затем они выводились на полную мощность, поток воздуха направлялся через активную зону, и реактор запускался. Подача керосина прекращалась, а турбины вращались за счет тепла радиоактивного распада. Этот режим поддерживался много часов, чтобы имитировать типовой полет атомного бомбардировщика. После каждого запуска платформа возвращалась на базу для разборки и осмотра. "Дженерал Электрик" создала эту установку в 1955 г., и уже в следующем году заставила достаточно уверенно работать, доведя выходную мощность до 20,2 МВт.

Вскоре установку переделали в вариант HTRE-2, который использовался для испытаний новых конфигураций активных зон реакторов и новых конструкционных материалов. Эта установка достигла мощности 14 МВт.

Рисунок 19 Экспериментальная атомная установка HTRE-1, 1955 г.

Рисунок 20 Экспериментальная атомная установка HTRE-2, 1957 г.

Рисунок 21 Установка HTRE-3 предназначалась для размещения в бомбоотсеках бомбардировщиков В-36 и В-60, 1958 г.

Несмотря на то, что HTRE-1 и HTRE-2 вполне успешно работали, эти массивные сооружения были далеки от реальной авиационной конструкции. Важнейшим шагом на пути к реактору, способному подняться в воздух, стала HTRE-3. Эта установка была очень близка к исходной концепции комплекса Р-1, но предназначалась для обеспечения энергией двух, а не четырех ТРД. Поэтому размеры активной зоны и развиваемые в ней температуры были выбраны такими, чтобы обеспечить мощность порядка 35 МВт. Общая, вытянутая в горизонтальном направлении компоновка, достаточно легкий циркониевый замедлитель нейтронов, каркас из алюминия и габариты с учетом размеров бомбовых отсеков В-36 и В-60 - все было призвано максимально приблизить HTRE-3 к настоящему полетному реактору. И это специалистам "Дженерал Электрик" удалось - HTRE-3 успешно отработал с апреля 1958 г. по декабрь 1960 г.

А что же "Пратт-Уитни"? Надо сказать, что несмотря на недооценку руководителями программы ANP реакторов закрытого цикла, она не оставила работ над ними. Эти исследования велись в лаборатории CANEL - Connecticut Aircraft Nuclear Laboratory (авиационная ядерная лаборатория в шт. Коннектикут), однако по объективным причинам продвигались значительно медленнее, чем эксперименты "Дженерал Электрик". Первоначально исследовались две основные концепции организации теплообмена между реактором и двигателями. В первой теплоносителем выступал жидкий металл, который омывал твердое делящееся вещество в активной зоне и отдавал полученную энергию в теплообменнике двигателя. Во второй делящееся вещество было растворено в металле-теплоносителе и циркулировало вместе с ним. Но цепная реакция происходила только внутри объема реактора, где за счет выбора определенных размеров и формы реактора создавалась критическая масса активной зоны. Критическая масса зависит, как известно, от многих факторов и связана с выделением и потерей нейтронов из делящегося вещества. При прочих равных условиях минимальную критическую массу будет иметь реактор сферической формы. Для цилиндра, например, существуют такие соотношения между площадью основания и высотой, при которых нельзя достигнуть критической массы и цепная реакция будет невозможна. На этом, кстати, основано хранение ядерного топлива. Фирма "Пратт-Уитни" добилась значительных успехов в создании реакторов второго типа, особенно в конструкции теплообменников, в борьбе с коррозией трубопроводов, по которым протекал жидкий металл.

И все же огромные технические трудности вынудили "Пратт-Уитни" искать другой теплоноситель. Таковым стала обычная вода, но разогретая до 815°С. Чтобы она оставалась в жидком состоянии, внутри системы поддерживалось очень высокое давление - на уровне 350 кгс/смІ. Это тоже было очень трудно, но все же проще, чем использовать жидкий металл. На этой основе "Пратт-Уитни" разработала очень удачный реактор закрытого цикла. И хотя в рамках программы ANP она не запустила ни одной экспериментальной установки, подобной HTRE, затраченные усилия не пропали даром. Достаточно сказать, что все надводные корабли и подлодки США оснащены реакторами водяного типа. Единственное исключение - подлодка "СиВулф", первоначально оборудованная реактором на жидком натрии, но потом также переведенная на воду.

Итак, к началу 1960-х гг. в США основные технические проблемы создания атомной силовой установки самолета были решены. В наземных условиях работала почти готовая к полету установка HTRE-3, радиационная защита экипажа прошла проверку в воздухе, постройка наземного комплекса техобслуживания атомного самолета близилась к завершению. В целом программа ANP была достаточно близка к достижению поставленных целей. Тем не менее, 28 марта 1961 г. ее выполнение было прервано пришедшей к власти администрацией президента Кеннеди.

Среди причин закрытия программы ANP назывались не совсем удачный ход ее выполнения, многочисленные отсрочки, постоянная смена акцентов, что связывалось с плохим менеджментом и отсутствием должного взаимодействия между ВВС, Комиссией по атомной энергии и фирмами-подрядчиками. Один из самых вопиющих примеров тому - решение руководства программы, принятое в 1960 г., свернуть работы по реакторам открытого цикла и интенсифицировать по реакторам закрытого цикла, практически отвергнутым несколькими годами ранее.

Наверное, все эти недостатки действительно имели место. Однако при выне-сении итоговой оценки нельзя не учитывать, какого уровня сложности проблема стояла перед участниками программы. К их чести следует сказать, что несмотря на то, что формально поставленные цели достигнуты не были, многие промежуточные результаты имели самостоятельную ценность. Так, в ходе программы ANP пришлось разработать десятки технологий и конструкционных материалов с новыми свойствами, синтетических смазок, средств борьбы с коррозией, которые нашли применение в обычной, неядерной авиации. Значительно продвинулось изучение проблем радиационной защиты. Американцы накопили значительный объем "ноу-хау" и в других смежных областях.

На шараханья, имевшие место по ходу программы ANP, большое влияние оказывали текущие представления американцев о состоянии работ над атомным самолетом в СССР. Они всерьез опасались, что Советы их обойдут. Особенно такие опасения усилились в 1957 г. после запуска Советским Союзом первого спутника Земли. Это было воспринято не только как начало космической гонки, но и как масштабного соревнования двух систем в обще-технологическом плане. Глава Объединенного комитета по атомной энергии США М.Прайс (Melvin Price) написал письмо президенту Эйзенхауэру с требованием в качестве ответа на советскую космическую угрозу ускорить создание самолета на ядерной энергии. В ответ тот распорядился немедленно увеличить финансирование программы. А в декабре 1958 г. вышел очередной номер журнала Aviation Week, редакционная статья которого утверждала, что в СССР якобы уже состоялся полет прототипа атомного бомбардировщика.

Заключение

Что же случилось? Почему американцы, проделав труднейший путь к атомному самолету, так внезапно остановились и не сделали последнего шага? Вот что говорилось по этому поводу в официальном письме правительства о закрытии программы: "...Более 15 лет и 1 млрд. долларов потрачено на попытку создания самолета с ядерной силовой установкой. Но возможность применения такого самолета в ВВС в обозримом будущем представляется весьма неясно...". Подписывая этот документ, Кеннеди, как и его советский коллега, без сомнения, находился под впечатлением стремительного развития баллистических межконтинентальных ракет, которые обещали стать более дешевым, быстрым и надежным средством доставки атомных боеприпасов, чем бомбардировщики, тем более, атомные. Подобно Хрущеву, он считал, что авиация уже отыграла свою роль, по крайней мере, в сфере стратегических вооружений. Таким образом, самолетный ядерный двигатель представлялся ему бесперспективным.

А что в СССР? …Реализации этого проекта помешал конец «холодной войны» и распад Советского Союза. Повторился мотив, довольно часто встречающийся в истории отечественной авиации: как только все готово к решению задачи, исчезла сама задача.

И лишь возникает вопрос: как относиться к тем колоссальным интеллектуальным и материальным затратам, которые понесли СССР и США, десятилетиями пытаясь создать атомный самолет? Ведь все впустую!.. Не совсем. У американцев есть выражение: «Мы заглядываем за горизонт». Так говорят, когда выполняют работу, зная, что сами никогда не воспользуются ее результатами, что эти результаты могут оказаться полезными лишь в отдаленном будущем.

В результате работы над нашим проектом мы пришли к однозначному выводу:

Идея атомного самолёта в середине прошлого века опередила своё время и не была воспринята современниками.

Однако, сейчас человечество вновь должно поставит перед собой задачу постройки летательного аппарата на ядерной энергии. Может даже, это будет не боевой самолет, а грузовое, пассажирское или, скажем, научное воздушное судно.

Сегодняшние конструкторы смогут опереться на результаты труда наших современников и решить главную проблему, которая стоит перед человеческой цивилизацией - проблему обеспечения энергоресурсами.

И добрым словом вспомнить тех конструкторов, которые всего лишь заглянули за горизонт

Литература

1.1 http://vpk-news.ru/articles/5783.

1.2 http://ru.wikipedia.org/wiki/Атомолёт.

1.3 http://aviavideo.ru/index.php?film_id=39.

1.4 http://www.popmech.ru/article/5004-verhom-na-reaktore/.

1.5 http://www.nkj.ru/archive/articles/18315/.

1.6 http://topwar.ru/1916-samolyot-s-atomnym-dvig.atelem.html.

1.7 http://vfk1.narod.ru/JACU.htm.

1.8 http://www.poletim.net/technology/yadernye-samolety.

1.9 http://ugolock.ru/blog/15754.html.

1.10 http://www.nistomin.ru/net/93-atomnyj-samolet-sssr-budushhee-kotoroe-tak-i-ne.html.

Размещено на Allbest.ru