军事评论

原子航空:从过去走向未来

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原子航空:从过去走向未来
在二十世纪的50-70-E年中获得的经验,在二十一世纪仍然有用

牢固地植根于地球,水圈乃至太空的核能并没有在空气中生根,这也许看起来很奇怪。 当明显的安全问题(尽管不仅如此)超过了将核电厂(NMS)引入核电厂的明显的技术和运营优势时,就是这种情况 航空.

与此同时,如果这种飞机发生事故的严重后果,如果它们是完美的,与使用核电站(NPI)的太空系统相比,很难被认为是更高的。 并且为了客观性,值得回顾的是,宇宙-1978型卫星US-A的US-A卫星随着其碎片落入加拿大领土的事故并未导致海军太空情报系统的崩溃和目标(MKRTS)“传奇”,其元素是US-A设备(5F954-K)。

另一方面,航空YASU的运行条件,设计用于通过在核反应堆中产生热量而产生推力,供应给燃气涡轮发动机中的空气,与作为热电发电机的卫星NPI完全不同。 今天,提出了航空YSU的两个主要方案 - 开放和封闭。 开放式方案提供直接在反应器通道中加热由压缩机压缩的空气及其随后通过喷嘴的流出,以及封闭式 - 在热交换器的帮助下加热空气,在冷却剂循环的闭合回路中。 闭合回路可以是单回路或双回路,并且从确保操作安全性的观点来看,第二选择看起来是最优选的,因为具有第一回路的反应器单元可以放置在保护性防震壳中,其紧密性防止在飞机事故的情况下的灾难性后果。

水冷和快中子反应堆可用于封闭式航空控制系统。 当在YASU的初级回路中实施具有“快速”反应器的双回路方案时,液态碱金属(钠,锂)和惰性气体(氦)都将用作冷却剂,而在第二种 - 碱性金属(液态钠,共晶钠熔体和钾)。

空气 - 反应堆

曼哈顿项目的领导者之一恩里科·费米(Enrico Fermi)在1942中提出了在航空中使用核能的想法。 她对美国空军司令部产生了兴趣,在1946,美国人发起了NEPA(飞机推进核能推进)项目,旨在确定制造无限范围的轰炸机和侦察机的可能性。

首先,有必要对船员的防辐射保护和地面服务人员进行相关研究,并对可能发生的事故进行概率 - 情景评估。 为了强迫这项工作,1951的NEPA项目由美国空军扩展到ANP目标计划(飞机核推进)。 在其框架内,通用电气开发了开放式,普拉特惠特尼开发了YSU的封闭方案。

为了测试航空核反应堆(完全采用物理发射模式)和生物保护的未来,计划使用具有六个活塞和四个涡轮喷气发动机的Konver公司B-36H Peacemaker(“Peacemaker”)的系列重型战略轰炸机。 它不是一架核飞机,而只是一个飞行实验室,反应堆将在那里进行测试,但获得了NB-36H - 核轰炸机(“原子轰炸机”)的称号。 驾驶舱变成了铅和橡胶胶囊,额外的钢和铅屏幕。 为了防止中子辐射,在机身中插入了特殊的充水板。

由橡树岭国家实验室在1954创建的原型ARE航空反应堆(飞机反应堆实验)成为世界上第一个由熔盐,氟化钠和锆以及四氟化铀驱动的均质2,5 MW核反应堆。

这种类型的反应堆的优点在于不可能发生核心破坏的事故,并且在实施封闭式航空系统的情况下,燃料盐混合物本身将起到一次冷却剂的作用。 当使用熔盐作为冷却剂时,与例如液态钠相比,熔盐的热容量使得可以使用小型循环泵并且从整体上降低反应器设备结构的金属消耗中获益,并且低导热率应该确保原子飞机发动机对突然温度变化的稳定性。在第一个电路中。

在ARE反应堆的基础上,美国人开发了实验航空飞机控制系统HTRE(传热反应堆实验)。 没有进一步说法,Dinamix将军设计了基于J39系列涡轮喷气发动机的X-47航空核发动机,用于B-36和B-47轰炸机“Stratojet” - 而不是燃烧室,它放置了反应堆的活动区。

康维尔公司曾打算向X-39 X-6提供X-58 Hustler(Shustril)超音速战略轰炸机,这是它在1956年度的首次飞行。 此外,还考虑了同一家公司YB-60经验丰富的亚音速轰炸机的原子版本。 然而,美国人放弃了开源航空系统YASU,考虑到:X-39反应堆堆芯空气通道壁的侵蚀将导致飞机留下放射性痕迹,污染环境。

成功的承诺得到了一个更加辐射安全的YASU,一个封闭式的Pratt-Whitney公司,以及通用动力公司也加入其中。 在这些引擎下,Konver开始设计实验性的NX-2飞机。 制造了具有这种类型的YASU的涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨式核轰炸机。

然而,在1959中采用能够从美国大陆击中苏联目标的阿特拉斯洲际弹道导弹,使ANP计划得以平息,特别是因为原始飞机的生产样本几乎不会出现在1970之前。 结果,在1961三月,美国这个地区的所有工作都被约翰·肯尼迪总统的个人决定所终止,真正的原子飞机从未建成。

位于飞行实验室NB-36H的炸弹舱内的ASTR航空反应堆(飞机防护试验反应堆 - 用于测试航空器保护系统的反应堆)的飞行模型与发动机1 MW快中子反应堆没有任何联系,该反应堆使用二氧化铀和通过特殊进气口吸入的空气流冷却。 从9月1955到今年3月的1957,NB-36H在新墨西哥州和德克萨斯州的废弃地区与ASTR进行了47飞行,之后车子从未升到天空。

应该指出的是,美国空军也在研究用于巡航导弹的核发动机问题,或者像在60之前所说的那样,研究射弹飞机的问题。 作为冥王星项目的一部分,利弗莫尔实验室创建了两个Tory核冲压发动机样品,计划安装在SLAM超音速巡航导弹上。 通过反应堆堆芯的空气的“原子加热”原理与开式核燃气涡轮发动机相同,但有一点不同:直流式发动机中没有压缩机和涡轮机。 保守党在1961-1964中成功进行了实地测试,是迄今为止唯一的现实航空(更准确地说是火箭航空)YSU。 但是,由于弹道导弹的发展取得了成功,这个项目也因为没有希望而被关闭。

抓住并超车!

当然,无论美国人如何,在航空中使用核能的想法也是在苏联发展起来的。 实际上,在西方,并不是没有理由他们怀疑这样​​的工作是在苏联进行的,但随着第一次公开披露其事实,他们陷入了混乱。 1十二月,航空周刊杂志,1958报道:苏联正在制造一种带有核发动机的战略轰炸机,这在美国引起了很多兴奋,甚至有助于保持对已经开始消退的ANP计划的兴趣。 然而,在附图中,编辑艺术家非常准确地描绘了实验设计局V. M. Myasishchev的M-50飞机,该飞机实际上是在具有传统涡轮喷气发动机的完全“未来主义”类型的时候开发的。 它不知道,顺便说一句,随后李本出版物,苏联克格勃的“拆解”:在M-50工作秘密的气氛中进行,取得了西方媒体在十月1959年后提到,轰炸机首飞,并在公共停车场在7月提交1961在Tushino的航展上。

至于苏联媒体,“青年技术”杂志首次以非常一般的方式讲述了8年度的1955数字:“原子能越来越多地应用于工业,能源,农业和医药领域。 但是,当它应用于航空时,时间并不遥远。 从机场巨型汽车将很容易上升到空中。 核飞机将能够飞行几乎任何时间,几个月没有下沉到地面,以超音速飞行数十次不间断的环球飞行。 该杂志暗示了该车辆的军事目的(民用飞机不需要“在天空中”任意长时间“),然而提出了一种开放式货运客机的假设方案。

然而,Myasishchev团队和他并不孤单,真的从事与核电站的飞机。 虽然苏联物理学家们研究了它们从40-IES年底创造的可能性,在这方面,苏联的实际工作明显较美国,和它的开始把从1561 868今年八月苏联部长会议的数量12-1955的决定。 在OKB-23 Myasishchev和OKB-156图波列夫的前面,以及飞机发动机OKB-AM 165托架和OKB-ND 276库兹涅佐娃据他发展核战略轰炸机受命。

航空核反应堆的设计是在院士I. V. Kurchatov和A. P. Aleksandrov的指导下进行的。 目标与美国人的目标相同:从国家领土上飞过的汽车能够攻击世界上任何地方的物体(首先,当然,在美国)。

苏联原子航空计划的一个特点是,即使美国已经牢牢忘记这个话题,它仍在继续。

在创建YSU时仔细分析了开放式和封闭式的概念。 因此,在接收密码“B”的开放式方案下,Lyulka设计局开发了两种类型的原子涡轮喷气发动机 - 轴向,涡轮压缩机轴穿过环形反应器,和“摇臂” - 反应堆外部的轴位于弯曲流动部分。 反过来,库兹涅佐夫设计局根据封闭方案“A”对发动机进行了研究。

OKB Myasishchev立即着手解决看似困难的任务 - 设计原子超快重型轰炸机。 即使在今天,看看50-s末端制造的未来汽车方案,您也可以看到二十一世纪技术美学的特征! 这些是60,60М(原子水上飞机),B-1 Lulkovsky引擎下的62飞机以及30飞机的项目 - 已经在Kuznetsov引擎下。 30轰炸机的预期特性令人印象深刻:最高速度 - 3600 km / h,巡航 - 3000 km / h。

然而,Myasishchevsky原子飞机的详细设计并不是因为OKB-23以独立的能力清理并且引入火箭空间的OKB-52 VN Chelomey。

在参与该计划的第一阶段,图波列夫团队将建立一个类似的美国NB-36H飞行实验室,船上装有反应堆。 它获得了Tu-95LAL的称号,它是在一台连续涡轮螺旋桨重型战略轰炸机Tu-95M的基础上建造的。 我们的反应堆与美国反应堆一样,没有与航空母舰的发动机配合。 苏联飞机反应堆和美国飞机反应堆之间的主要区别在于它是水冷的,功率更低(100 kW)。

家用反应器用第一回路的水冷却,第一回路的水又将热量释放到第二回路的水中,由流过进气口的空气流冷却。 因此,制定了NK-14A库兹涅佐夫原子涡轮螺旋桨发动机的电路图。

95-1961 1962中的Tu-36LAL飞行原子实验室曾在运行和“冷”状态下将反应堆升空,以研究生物保护系统的有效性和辐射对飞机系统的影响。 根据测试结果,国家航空工程委员会主席P. V. Dementiev在2月1962的国家领导人的说明中指出:“目前,没有必要条件建造带有原子发动机的飞机和导弹(375巡航导弹)与YASU合作开发于OKB-301 S. A. Lavochkin。-K.Ch。),由于所进行的研究工作不足以开发军事装备的原型,因此应继续进行这些工作。

现有的EDO-156项目积压图波列夫的发展涂95试点项目涂119与原子涡轮螺旋桨发动机NK-14A的基础上发展起来的。 由于制作远距离轰炸机,与苏联洲际弹道导弹和弹道导弹,海基(潜艇)的出现的任务已经失去了其关键意义图波列夫观察涂119作为过渡机型对长途客机涂114的基础上,建立一个核防空,也从Tu-95“成长”。 这一目标完全符合苏联领导层关于部署Polaris洲际弹道导弹的水下核导弹系统以及美国人在60中部署波塞冬的关注。

但是,这种飞机的项目没有实施。 沉浸在设计阶段,并计划用代号为Tu-120的YSU创建一个Tupolev超音速轰炸机系列,它与原子潜艇空气猎人一样,计划在70-s中进行测试......

尽管如此,在克里姆林宫为世界海洋的任何地区提供无限射程的海军航空反潜飞机以打击北约原子潜艇的想法都让人欣慰。 此外,这辆车应该尽可能多地携带弹药反潜 武器 - 火箭,鱼雷,深水炸弹(包括核弹)和无线电水声浮标。 这就是为什么选择使用22吨的An-60 Antey重型军用运输机 - 世界上最大的涡轮螺旋桨飞机宽体客机。 未来的An-22PLO飞机计划配备四台核涡轮螺旋桨发动机NK-14А,而不是标准的NK-12MA。

创造无与伦比的前所未有的程序 舰队 这架有翼汽车的代号为“ Stork”,NK-14A反应堆是在A.P. Aleksandrov院士的指导下开发的。 1972年,在飞行实验室An-22(总共23个飞行)上开始对该反应堆进行测试,并得出结论,该反应堆在正常运行中是安全的。 并且,如果发生严重事故,可以设想通过降落伞将着陆器和主回路与坠落的飞机分开,并通过降落伞进行软着陆。

总的来说,航空反应堆“Stork”已成为其应用领域中原子科学和技术的最先进成就。

如果我们考虑在An-22飞机的基础上,它还计划用潜艇弹道导弹P-22制造一个洲际战略航空和导弹综合体An-27Р,那么很明显这样的航空母舰可以获得多大的潜力“随着引擎NK-14A! 虽然这个问题没有实现An-22PLO项目和An-22Р项目,但必须说明我们的国家在航空YSU的发展领域超过了美国。

难道这种经历尽管具有异国情调,但仍能派上用场,但质量水平更高吗?

无人驾驶超远程侦察撞击航空系统的发展很可能沿着YASU的使用路径走 - 这种假设已经在国外进行。

科学家还预测,到本世纪末,数百万乘客可能会被原子客机运送。 除了用核燃料替代喷气燃料带来明显的经济效益外,我们还在谈论航空业的贡献急剧下降,随着向YSU的过渡,将停止用二氧化碳“浓缩”大气,进入全球温室效应。

笔者认为,航空康会伏贴在未来的超重型货运飞机,例如,相同的巨人“空中摆渡” M-90 400吨起重能力,所提出的设计实验机器名VM Myasishcheva厂的基础上,商业航空和运输系统。

当然,在改变公众舆论以支持原子民用航空方面存在问题。 严重的问题仍有待解决,以确保其核和反恐安全(顺便说一句,专家提到国内决定,在紧急情况下用降落伞“射击”反应堆)。 但是,半个多世纪以前被殴打的道路将通过步行来掌握。
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