История Авиации 2003 05
Шрифт:
Существенная надежда командования ВВС на изменение взглядов руководства страны в отношении пилотируемой авиации была связана с концепцией дальнего самолета-носителя с атомной силовой установкой. Председатель НТК генштаба Вооруженных Сил генерал-полковник ИТС Марков так обосновывал целесообразность его создания: «Заданная в 1958 г. к разработке наиболее дальняя сверхзвуковая система М-56 будет иметь радиус полета самолета не более 6000 км, а радиус боевого применения с крылатой ракетой не более 8000…9000 км при дальности полета ракеты 2500…3000 км. Ограниченный радиус действия разрабатываемых самолетов и систем вызывает необходимость проникновения на американский континент по кратчайшим расстояниям с северных направлений, что дает возможность
Для выполнения этих задач необходимо иметь межконтинентальные самолеты с дальностью полета 25 000…30 000 км. Это невозможно без перехода к новым силовым установкам — атомным. НТК генштаба изучил проведенные НИР и установил, что в настоящее время технически возможно создание самолетов со следующими характеристиками:
— высотный самолет со скоростью 2500…3000 км/ч, потолком 20…23 км и дальностью полета 25 000…30 000 км с полетным весом 110…140 т при полезной нагрузке 5. 9 т;
— низколетящий самолет со скоростью полета у земли 1200…1400 км/ч, дальностью полета 25 000…30 000 км с полетным весом 100 т при полезной нагрузке 5…9 т.
Исследования в области жидкометаллических теплоносителей для атомных силовых установок позволяют решить вопрос о создании авиационной атомной силовой установки закрытой схемы и обеспечить приемлемые условия эксплуатации.
В связи с этим НТК Генштаба считает необходимым выдать задание на разработку межконтинентального самолета с атомной силовой установкой. Целесообразно в первую очередь разработать низколетящий самолет, как более простой по конструкции».
Исследования по этой проблеме в СССР начались еще в 1954 г., а в 1955 г. постановлением Совмина СССР было задано создание летающей лаборатории с атомным реактором на борту самолета Ту-95. Работа продвигалась медленно в связи с загрузкой ОКБ-156 другими темами и неготовностью необходимого оборудования. Другим самолетостроительным КБ, охотно втянувшимся в «ядерно-самолетную» тематику, стало мясищевское ОКБ-23. Приказом министерства авиапромышленности оно получило задание на разработку ПАС — перспективного атомного самолета, который внутри КБ получил обозначение «60».
Двигатели для двух упомянутых фирм создавали моторостроительные ОКБ Н.Д.Кузнецова (для А.Н.Туполева) и А.М.Люлька (для В.М.Мясищева). «Прикрепленность» конкретного двигателестроительного КБ объяснялась тем, что первому задавался ядерный двигатель так называемой «закрытой» схемы, а второму — так называемой «открытой», что в значительной мере предопределяло облик всего самолета.
Разработанный в ОКБ Н.Д.Кузнецова проект предусматривал применение реактора с жидкометаллическим теплоносителем (ЖМТ). В то время такие реакторы проектировались в подольском ОКБ «Гидропресс» для подводных лодок, их достоинствами считались относительно малые габариты и вес. Заметим только, что силовая установка отечественной атомной подводной лодки проекта 645, включавшая два реактора, имела мощность 35.000 л.с., в то время как мощность четырех двигателей Ту-95 достигала 50.000 — 60.000 л.с., то есть, была примерно вдвое большей! Самолетная экспериментальная ядерная силовая установка создавалась на базе турбовинтового двигателя НК-12М. Высокая температура теплоносителя позволяла относительно просто решить задачу нагрева воздуха, подаваемого на турбины.
Одной из наиболее сложных проблем, с которой столкнулись разработчики, стало создание и доводка малоразмерных и в то же время высокоэффективных теплообменников из тонкостенных жаропрочных трубок. Весной 1959 г. опытное производство изготовило два экспериментальных реактора для летающей лаборатории. Стоит уточнить: однажды запущенный реактор с ЖМТ, в отличие от водо-водяного, должен постоянно работать, хотя бы на минимальной мощности: в противном случае теплоноситель (сплав натрий-калий) застынет, после чего вся система выйдет из строя. Необходимость работы реактора на земле (или постоянного обогрева всех трубопроводов и реактора) сильно усложняла задачу обеспечения безопасной эксплуатации атомного самолета.
В ОКБ-165 А.М.Люлька создавали другой вариант атомного двигателя с применением реактора из керамики, встроенного непосредственно в воздушный тракт реактивного двигателя (в качестве базового был выбран ТРДФ АЛ-7). Выглядело все заманчиво: никаких теплоносителей (точнее, сам набегающий поток воздуха им и является). Очевидно, однако, что такой двигатель не мог иметь средств биологической защиты спереди, откуда подавался воздух, и сзади. Фактически это означало, что весь поток нейтронов и гамма-квантов в этих направлениях ослаблялся крайне незначительно. Элементарные прикидки показывают, что при мощности силовой установки порядка 50.000 л.с. мощность дозы гамма-излучения на расстоянии 20–30 м от реактора могла составлять десятки рентген в секунду! Не прикрытыи биологической защитой экипаж уже через пару минут набрал бы смертельную дозу. Поэтому в данном случае проблема радиационной защиты должна была решаться путем заключения кабины экипажа в толстостенный кожух.
Проект атомного бомбардировщика- ракетоносца М-30.
Какие бы варианты атомных авиационных силовых установок не разрабатывали конструкторы, характерной особенностью этих «моторчиков» был значительный вес, расходуемый на средства защиты от радиоактивности.
В дальнейшем мясищевское ОКБ пришло к схеме самолета «60» с двумя комбинированными воздушно-реактивными атомными двигателями, которые на маршруте работают как прямоточные на атомном горючем (ПВРДА), а на этапах взлета и посадки — как ТРД на химическом топливе с использованием реактора в качестве форсажного устройства. В дальнейшем, однако, от низковысотного и относительно малоскоростного самолета «60» мясищевцы отказались в пользу сверхскоростного — 2700–3500 км/ч) высотного (Н = 19–25 км) носителя самолетной баллистической ракеты СБР-43. Силовая установка машины, получившей индекс «30», должна была состоять из шести ТРДА «закрытой» схемы НК-5, создававшихся в КБ Н.Д.Кузнецова. О том, насколько специфичной была конструкция «атомного» самолета, свидетельствует распределение нагрузок: планер должен был весить всего 38,2 т, силовая установка — 51,5 т, а защита кабины и реактора — 46 т. Предложенная схема двухконтурной силовой установки обеспечивала отсутствие радиоактивности во втором контуре и приемлемые условия эксплуатации самолета на земле. Летные испытания самолета «30» ОКБ-23 планировало начать в 1964 г.
Однако в 1961 г. в заокеанских КБ, занимавшихся аналогичной тематикой, интерес к атомным самолетам иссяк вместе с прекращением финансирования. Информация об этом заставила задуматься высших советских руководителей. А еще раньше, в октябре 1960 г. постановлением ЦК КПСС и Совмина СССР ОКБ-23 было переключено на ракетную тематику с подчинением в качестве филиала челомеевскому ОКБ-52. В дальнейшем работы по атомному самолету довольно вяло производились в туполевском КБ в рамках проекта «119». Построенная на заводе № 156 летающая лаборатория на базе Ту-95 была оснащена ядерным реактором и совершила более тридцати полетов как с «холодным», так и с работающим реактором. Однако в середине 60-х годов пришло понимание, что все оперативно-тактические достоинства самолета с ядерной силовой установкой не в состоянии перевесить угрозы крупномасштабного ЧП, неизбежного в случае аварии, которая может произойти в мирное время. Здравый смысл победил, хотя и сегодня некоторые увлеченные техникой конструкторы и ученые сокрушаются по поводу нереализованной идеи.
Проект М-30 с атомной силовой установкой базировался во многом на отработанном М-50.
Туполевская летающая лаборатория, построенная на базе Ту-95 в рамках проекта «119», оказалась фактически единственным летательным аппаратом, на котором идея атомной силовой установки была хоть как-то реализована в металле.