XX yüzyılın 50-70'lerinde kazanılan deneyim, XXI yüzyılda hala faydalı olacaktır.
Yere, hidrosfere ve hatta uzaya kök salmış nükleer enerjinin havada kök salmamış olması garip gelebilir. Bu, görünür güvenlik hususlarının (yalnızca bunlar değil) havacılıkta nükleer enerji santrallerinin (NPS) tanıtılmasından elde edilen bariz teknik ve operasyonel faydalardan daha ağır bastığı durumdur.
Bu arada, mükemmel olmaları koşuluyla, bu tür uçaklarla ilgili olayların ciddi sonuçları olma olasılığı, nükleer santralleri (NPP) kullanan uzay sistemleriyle karşılaştırıldığında, pek de yüksek kabul edilemez. Ve nesnellik uğruna, hatırlamakta fayda var: 1978'de parçalarının Kanada topraklarına düşmesiyle 1978'de meydana gelen ABD-A tipi Sovyet yapay dünya uydusu Kosmos-954 kazası., deniz alanı keşif ve hedef belirleme sisteminin kısıtlanmasına yol açmadı.(MKRT'ler) Unsuru US-A (17F16-K) cihazları olan "Efsane".
Öte yandan, bir gaz türbini motorunda havaya verilen bir nükleer reaktörde ısı üreterek itki oluşturmak üzere tasarlanmış bir havacılık nükleer santralinin çalışma koşulları, termoelektrik jeneratörler olan uydu nükleer santrallerinden tamamen farklıdır. Bugün, bir havacılık nükleer kontrol sisteminin iki şematik diyagramı önerilmiştir - açık ve kapalı tip. Açık tip şema, basınçlı havanın doğrudan reaktör kanallarında kompresör tarafından ısıtılmasını ve ardından jet nozulundan dışarı akmasını sağlar ve kapalı tip, kapalı bir döngüde bir ısı eşanjörü kullanarak havanın ısıtılmasını sağlar. soğutucu dolaşır. Kapalı devre bir veya iki devre olabilir ve operasyonel güvenliğin sağlanması açısından, ikinci seçenek en çok tercih edilir görünüyor, çünkü birinci devre ile reaktör bloğu koruyucu bir darbeye dayanıklı kabuk içine yerleştirilebilir, sızdırmazlık uçak kazaları durumunda feci sonuçları önler.
Kapalı tip havacılık nükleer sistemlerinde basınçlı su reaktörleri ve hızlı nötron reaktörleri kullanılabilir. NPS'nin ilk devresinde "hızlı" bir reaktöre sahip iki devreli bir şema uygularken, hem sıvı alkali metaller (sodyum, lityum) hem de bir soy gaz (helyum) soğutucu olarak kullanılacak ve ikincisinde alkali metaller (sıvı sodyum, ötektik sodyum eriyik, vb.) potasyum).
HAVADA - REAKTÖR
Nükleer enerjinin havacılıkta kullanılması fikri 1942 yılında Manhattan Projesi'nin liderlerinden Enrico Fermi tarafından ortaya atıldı. ABD Hava Kuvvetleri'nin komutasıyla ilgilenmeye başladı ve 1946'da Amerikalılar, sınırsız menzilli bir bombardıman ve keşif uçağı yaratma olanaklarını belirlemek için tasarlanan NEPA (Uçakların Tahrik için Nükleer Enerji) projesine başladı.
Her şeyden önce, mürettebatın ve yer hizmet personelinin radyasyondan korunması ile ilgili araştırma yapmak ve olası kazaların olasılıksal-durumsal bir değerlendirmesini yapmak gerekiyordu. Çalışmayı hızlandırmak için 1951'deki NEPA projesi ABD Hava Kuvvetleri tarafından ANP (Uçak Nükleer Tahrik) hedef programına genişletildi. Çerçevesinde, General Electric şirketi bir açık devre geliştirdi ve Pratt-Whitney şirketi kapalı bir YSU devresi geliştirdi.
Gelecekteki havacılık nükleer reaktörünü (sadece fiziksel fırlatma modunda) ve biyolojik korumayı test etmek için, Convair şirketinin seri B-36H Peacemaker stratejik bombardıman uçağı, altı pistonlu ve dört turbojet motorla tasarlandı. Bu bir nükleer uçak değildi, sadece reaktörün test edileceği, ancak NB-36H - Nükleer Bombardıman Uçağı ("Atom Bombacısı") olarak adlandırılacağı uçan bir laboratuvardı. Kokpit, ilave bir çelik ve kurşun kalkan ile bir kurşun ve kauçuk kapsüle dönüştürüldü. Nötron radyasyonuna karşı korunmak için gövdeye su ile doldurulmuş özel paneller yerleştirildi.
1954 yılında Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı tarafından oluşturulan prototip uçak reaktörü ARE (Uçak Reaktör Deneyi), erimiş tuz - sodyum florür ve zirkonyum ve uranyum tetraflorürlerden yakıtla 2.5 MW kapasiteli dünyanın ilk homojen nükleer reaktörü oldu.
Bu tip reaktörlerin avantajı, çekirdeğin tahrip olmasıyla bir kazanın temel olarak imkansızlığında yatmaktadır ve kapalı tip bir havacılık NSU'su durumunda yakıt tuzu karışımının kendisi birincil soğutucu görevi görecektir. Soğutucu olarak erimiş tuz kullanıldığında, örneğin sıvı sodyum ile karşılaştırıldığında, erimiş tuzun ısı kapasitesi ne kadar yüksek olursa, küçük boyutlu sirkülasyon pompalarının kullanılmasına izin verir ve metal tüketimindeki azalmadan yararlanır. reaktör tesisinin bir bütün olarak tasarımı ve düşük ısı iletkenliği, nükleer uçak motorunun ilk devrede ani sıcaklık sıçramalarına karşı kararlılığını sağlamalıydı.
ARE reaktörüne dayanarak, Amerikalılar deneysel bir havacılık YSU HTRE (Isı Transfer Reaktörü Deneyi) geliştirdiler. Daha fazla uzatmadan General Dynamics, stratejik B-36 ve B-47 “Stratojet” bombardıman uçakları için seri J47 turbojet motoruna dayalı X-39 uçak nükleer motorunu tasarladı - bir yanma odası yerine reaktör çekirdeği içine yerleştirildi.
Convair, X-39'u X-6'ya tedarik etmeyi amaçlıyordu - belki de prototipi, ilk uçuşunu 1956'da yapan B-58 Hustler süpersonik stratejik bombardıman uçağı olacaktı. Ayrıca, aynı YB-60 şirketinin deneyimli bir ses altı bombardıman uçağının atom versiyonu da düşünüldü. Bununla birlikte, Amerikalılar, X-39 reaktör çekirdeğinin hava kanallarının duvarlarının aşınmasının, uçağın çevreyi kirleten radyoaktif bir iz bırakacağı gerçeğine yol açacağını düşünerek, açık devre havacılık nükleer kontrol sistemini terk etti..
Başarı umudu, Pratt-Whitney şirketinin, General Dynamics'in de dahil olduğu, radyasyona karşı daha güvenli kapalı tip nükleer santrali tarafından vaat edildi. Bu motorlar için "Convair" şirketi deneysel NX-2 uçağının yapımına başladı. Bu tip nükleer santrallere sahip nükleer bombardıman uçaklarının hem turbojet hem de turboprop versiyonları üzerinde çalışıldı.
Bununla birlikte, 1959'da, kıta Amerika Birleşik Devletleri'nden SSCB'deki hedefleri vurabilen Atlas kıtalararası balistik füzelerinin kabulü, ANP programını etkisiz hale getirdi, çünkü özellikle atom uçaklarının üretim örnekleri 1970'den önce pek ortaya çıkmayacaktı. Sonuç olarak, Mart 1961'de Amerika Birleşik Devletleri'nde bu alandaki tüm çalışmalar Başkan John F. Kennedy'nin kişisel kararıyla durduruldu ve gerçek bir atom uçağı asla yapılmadı.
NB-36H uçuş laboratuvarının bomba bölmesinde bulunan uçak reaktörü ASTR'nin (Uçak Kalkanı Test Reaktörü) uçuş numunesi, motorlara bağlı olmayan ve uranyum dioksit ile çalışan ve uranyum dioksit ile soğutulan 1 MW'lık hızlı bir nötron reaktörüydü. özel hava girişlerinden alınan hava akımı. Eylül 1955'ten Mart 1957'ye kadar, NB-36H, New Mexico ve Teksas eyaletlerinin ıssız bölgeleri üzerinde ASTR ile 47 uçuş yaptı ve ardından araba asla gökyüzüne kaldırılmadı.
ABD Hava Kuvvetleri'nin, seyir füzeleri için nükleer motor sorunuyla veya 1960'lara kadar söylendiği gibi, mermili uçaklar için de ele alındığı belirtilmelidir. Pluto projesinin bir parçası olarak Livermore Laboratuvarı, SLAM süpersonik seyir füzesine kurulması planlanan Tory nükleer ramjet motorunun iki örneğini yarattı. Havanın reaktör çekirdeğinden geçerek "atomik olarak ısıtılması" ilkesi burada açık tip nükleer gaz türbinli motorlardakiyle aynıydı, tek bir farkla: ramjet motorunda kompresör ve türbin bulunmuyor. 1961-1964'te yerde başarıyla test edilen Tories, ilk ve şimdiye kadar gerçekten çalışan havacılık (daha doğrusu füze ve havacılık) nükleer santralleridir. Ancak bu proje, balistik füzelerin yaratılmasındaki başarıların arka planına karşı umutsuz olarak kapatıldı.
Yakala ve geç
Tabii ki, nükleer enerjiyi havacılıkta Amerikalılardan bağımsız olarak kullanma fikri de SSCB'de gelişti. Aslında Batı'da, Sovyetler Birliği'nde bu tür çalışmaların yapıldığından şüpheleniyorlardı, ancak kendileri hakkındaki gerçeğin ilk açıklanmasıyla ortalık karıştı. 1 Aralık 1958'de Havacılık Haftası şunları bildirdi: SSCB, nükleer motorlara sahip stratejik bir bombardıman uçağı yaratıyor, bu da Amerika'da büyük heyecana neden oldu ve hatta çoktan kaybolmaya başlayan ANP programına olan ilginin korunmasına yardımcı oldu. Bununla birlikte, makaleye eşlik eden çizimlerde, editör sanatçısı, o sırada geliştirilmekte olan VM Myasishchev deneysel tasarım bürosunun M-50 uçağını, geleneksel turbojet motorlara sahip tamamen "fütüristik" bir görünümle oldukça doğru bir şekilde tasvir etti.. Bu arada, bu yayının SSCB'nin KGB'sinde bir "gösteri" izleyip izlemediği bilinmiyor: M-50 üzerindeki çalışmalar en katı gizlilik atmosferinde gerçekleşti, bombardıman uçağı ilk uçuşunu daha sonra yaptı. Batı basınında, Ekim 1959'da söz edildi ve araba, yalnızca Temmuz 1961'de Tushino'daki hava geçit töreninde halka sunuldu.
Sovyet basınına gelince, atom uçağı hakkında ilk kez 1955 için 8 numaralı "Technics - Youth" dergisi tarafından en genel terimlerle söylendi: “Atom enerjisi giderek daha fazla sanayi, enerji, tarım ve ilaç. Ancak havacılıkta kullanılacağı zaman çok uzak değil. Havaalanlarından dev makineler kolayca havaya yükselecek. Nükleer uçaklar, neredeyse istediğiniz kadar uçabilecek, aylarca yere batmadan, süpersonik hızda onlarca kesintisiz dünya turu yapabilecek." Aracın askeri amacına işaret eden dergi (sivil uçağın "istediğiniz kadar" gökyüzünde olması gerekmez), yine de açık tip bir nükleer santrale sahip bir kargo yolcu uçağının varsayımsal bir şemasını sundu..
Bununla birlikte, Myasishchevsky kolektifi ve yalnız değil, gerçekten nükleer santralli uçaklarla uğraştı. Sovyet fizikçileri 40'lı yılların sonundan beri yaratılma olasılıklarını incelemelerine rağmen, Sovyetler Birliği'nde bu yöndeki pratik çalışmalar ABD'den çok daha sonra başladı ve başlangıç, Bakanlar Kurulu kararıyla atıldı. 12 Ağustos 1955 tarihli SSCB No. 1561-868. Ona göre, OKB-23 V. M. Myasishchev ve OKB-156 A. N. Tupolev'in yanı sıra uçak motoru OKB-165 A. M. Lyulka ve OKB-276 N. D. Kuznetsov, atom stratejik bombardıman uçakları geliştirmekle görevlendirildi.
Uçak nükleer reaktörü, Akademisyenler I. V. Kurchatov ve A. P. Aleksandrov'un gözetiminde tasarlandı. Amaç Amerikalılarınkiyle aynıydı: ülke topraklarından havalandıktan sonra dünyanın herhangi bir yerinde (öncelikle ABD'de) hedefleri vurabilecek bir araba almak.
Sovyet atom havacılık programının bir özelliği, konu ABD'de çoktan unutulduğunda bile devam etmesiydi.
Nükleer kontrol sisteminin oluşturulması sırasında açık ve kapalı devre şemaları baştan sona analiz edildi. Bu nedenle, "B" kodunu alan açık tip şema altında, Lyulka Tasarım Bürosu iki tür atomik turbojet motor geliştirdi - turbokompresör milinin halka şeklindeki bir reaktörden geçişi ile eksenel ve "külbütör kolları" - reaktörün dışında, kavisli bir akış yolunda bulunan bir şaft ile. Buna karşılık, Kuznetsov Tasarım Bürosu, kapalı "A" şemasına göre motorlar üzerinde çalıştı.
Myasishchev Tasarım Bürosu, görünüşe göre en zor görevi hemen çözmeye başladı - atomik süper yüksek hızlı ağır bombardıman uçakları tasarlamak. Bugün bile, 50'li yılların sonlarında yapılan geleceğin otomobillerinin şemalarına bakıldığında, 21. yüzyılın teknik estetiğinin özelliklerini kesinlikle görebiliriz! Bunlar, "60", "60M" (nükleer deniz uçağı), "B" planının Lyulkovsk motorları için "62" ve ayrıca Kuznetsov'un motorları altında "30" uçaklarının projeleridir. "30" bombacısının beklenen özellikleri etkileyici: maksimum hız - 3600 km / s, seyir hızı - 3000 km / s.
Ancak, OKB-23'ün bağımsız bir kapasitede tasfiyesi ve V. N. Chelomey'in OKB-52 roketine ve uzayına girmesi nedeniyle, Myasishchev nükleer uçağının ayrıntılı tasarımına gelmedi.
Programa katılımın ilk aşamasında, Tupolev ekibi, gemide bir reaktör bulunan Amerikan NB-36H'ye benzer bir uçan laboratuvar oluşturmaktı. Tu-95LAL adını aldı, seri turboprop ağır stratejik bombardıman uçağı Tu-95M temelinde inşa edildi. Bizim reaktörümüz, Amerikan reaktörü gibi, taşıyıcı uçağın motorlarıyla eşleşmedi. Sovyet uçak reaktörü ile Amerikan uçak reaktörü arasındaki temel fark, çok daha düşük bir güçle (100 kW) su soğutmalı olmasıydı.
Ev tipi reaktör, birincil devrenin suyuyla soğutuldu ve bu da, hava girişinden geçen hava akışıyla soğutulan ikincil devrenin suyuna ısı verdi. NK-14A Kuznetsov atomik turboprop motorunun şematik diyagramı bu şekilde işlendi.
1961-1962'deki Tu-95LAL uçan nükleer laboratuvarı, biyolojik koruma sisteminin etkinliğini ve radyasyonun uçak sistemleri üzerindeki etkisini incelemek için reaktörü hem çalışırken hem de "soğuk" durumda 36 kez havaya kaldırdı.. Test sonuçlarına göre, Devlet Havacılık Teknolojisi Komitesi başkanı P. V. Dementyev, ancak Şubat 1962'de ülkenin liderliğine notunda kaydetti: YSU ile OKB-301 SA Lavochkin'de geliştirildi. - K. Ch.), Yapılan araştırma çalışmaları askeri teçhizatın prototiplerinin geliştirilmesi için yetersiz kaldığından bu çalışmaların devam ettirilmesi gerekiyor."
OKB-156'nın tasarım rezervinin geliştirilmesinde, Tupolev Tasarım Bürosu, Tu-95 bombardıman uçağı temelinde, NK-14A atomik turboprop motorlu deneysel bir Tu-119 uçağı projesi geliştirdi. SSCB'de kıtalararası balistik füzeler ve deniz tabanlı balistik füzelerin (denizaltılarda) görünümü ile ultra uzun menzilli bir bombardıman uçağı yaratma görevi kritik önemini yitirdiğinden, Tupolevs Tu-119'u bir geçiş modeli olarak gördü. Tu-95'ten de "büyüyen" uzun menzilli yolcu uçağı Tu-114'e dayanan nükleer bir denizaltı karşıtı uçak yaratmanın yolu. Bu hedef, Sovyet liderliğinin 1960'larda Polaris ICBM'leri ve ardından Poseidon ile bir denizaltı nükleer füze sisteminin Amerikalılar tarafından konuşlandırılması konusundaki endişeleriyle oldukça tutarlıydı.
Ancak, böyle bir uçağın projesi uygulanmadı. Tasarım aşamasında kaldı ve denizaltılar için atomik hava avcısı gibi, 70'lerde test edilmesi planlanan Tu-120 kod adı altında YSU ile bir Tupolev süpersonik bombardıman uçağı ailesi yaratma planları …
Bununla birlikte, Kremlin, deniz havacılığına, okyanusların herhangi bir bölgesindeki NATO nükleer denizaltılarıyla savaşmak için sınırsız uçuş aralığına sahip bir denizaltı karşıtı uçak verme fikrini beğendi. Dahası, bu makinenin denizaltı karşıtı silahlar - füzeler, torpidolar, derinlik suçlamaları (nükleer dahil) ve sonar şamandıralar için mümkün olduğunca fazla mühimmat taşıması gerekiyordu. Bu nedenle seçim, dünyanın en büyük geniş gövdeli turboprop uçağı olan 60 ton taşıma kapasiteli ağır askeri nakliye uçağı An-22 "Antey" e düştü. Gelecekteki An-22PLO uçağının, standart NK-12MA yerine dört atomik turboprop motor NK-14A ile donatılması planlandı.
Kanatlı bir makinenin başka herhangi bir filosunda böyle bir görünmeyen yaratma programı "Aist" kod adını aldı ve NK-14A için reaktör Akademisyen A. P. Aleksandrov önderliğinde geliştirildi. 1972'de, An-22 uçan laboratuvarında (toplam 23 uçuş) reaktör testleri başladı ve normal çalışmadaki güvenliği hakkında bir sonuca varıldı. Ve ciddi bir kaza durumunda reaktör ünitesi ve birincil devrenin düşen uçaktan paraşütle yumuşak bir inişle ayrılması öngörülmüştü.
Genel olarak, havacılık reaktörü "Aist", uygulama alanında nükleer bilim ve teknolojinin en mükemmel başarısı haline geldi.
An-22 uçağı temelinde, bir R-27 denizaltı balistik füzesi ile bir An-22R kıtalararası stratejik havacılık füzesi sistemi oluşturmanın da planlandığı göz önüne alındığında, böyle bir taşıyıcının ne kadar güçlü bir potansiyel alabileceği açıktır. “atomik itme”ye aktarıldı »NK-14A motorları ile! Hem An-22PLO projesinin hem de An-22R projesinin uygulanmasına işler gelmemiş olsa da, ülkemizin yine de bir havacılık nükleer santrali oluşturma alanında Amerika Birleşik Devletleri'ni geride bıraktığı belirtilmelidir.
Bu deneyimin, egzotizmine rağmen, yine de faydalı olabileceğine, ancak daha yüksek kalitede bir uygulama düzeyine sahip olabileceğine şüphe yoktur.
İnsansız ultra uzun menzilli keşif ve saldırı uçağı sistemlerinin geliştirilmesi, üzerlerinde nükleer sistemleri kullanma yolunu izleyebilir - bu tür varsayımlar yurtdışında zaten yapılmaktadır.
Bilim adamları ayrıca, bu yüzyılın sonuna kadar milyonlarca yolcunun nükleer enerjiyle çalışan yolcu uçakları tarafından taşınacağını tahmin ediyor. Havacılık gazyağının nükleer yakıtla değiştirilmesiyle ilgili bariz ekonomik faydalara ek olarak, nükleer enerji sistemlerine geçişle atmosferi karbondioksit ile “zenginleştirmeyi” bırakacak olan havacılığın katkısında keskin bir düşüşten bahsediyoruz., küresel sera etkisine.
Yazarın görüşüne göre, havacılık nükleer sistemleri, süper ağır kargo uçaklarına dayanan geleceğin ticari havacılık-ulaşım komplekslerine mükemmel bir şekilde uyacaktır: örneğin, 400 ton taşıma kapasiteli aynı dev “hava feribotu” M-90, VM Myasishchev'in adını taşıyan deneysel makine yapım tesisinin tasarımcıları tarafından önerildi.
Kamuoyunun nükleer sivil havacılık lehine değişmesi açısından elbette sorunlar var. Nükleer ve terörle mücadele güvenliğini sağlamakla ilgili ciddi sorunların da çözülmesi gerekecek (bu arada uzmanlar, acil bir durumda reaktörün paraşütle “ateşlenmesi” ile yerel çözümden bahsediyor). Ancak yarım yüzyıldan daha uzun bir süre önce dövülen yol, yürüteç tarafından yönetilecek.
