Лента новостей

20:51
Простой питерский бухгалтер поплатилась за оплату иска ФАН к Facebook?
20:40
Навальный феерично облажался, попытавшись скормить хомякам новый фейк
19:09
Золотой баррель: США хотят обвалить мировой рынок нефти
19:08
Китай, Вашингтон, Пентагон, Рубикон… и русский флот «каспийских монстров»
19:07
Мэй может спасти только Россия
19:06
Рим – наш. Итальянцы выступили против Евросоюза и едут к Путину
19:05
Запад считает украинцев дикарями, которым нельзя доверять передовые технологии
19:04
Большая месть Путина. Кому достанется на этот раз
19:02
Медведев: Санкции вводим против тех, кто вредит России
19:00
Москалькова: Учебные заведения РФ должна охранять Росгвардия
18:59
Военным запретят рассказывать о себе в интернете
18:58
Латышу невмоготу в рижском аэропорту
18:46
США назвали МиГ-25 ошибкой
18:45
Газопровод, экономический кризис: Туркмению ведут по сирийскому сценарию?
18:45
National Interest разоблачил миф о невидимости самолётов ВВС США: С-400 видит всё
18:44
Всесильный «русский бухгалтер» или Кто выбирает власти в США на самом деле?
18:39
В Крыму стартовал проект по решению проблемы нехватки пресной воды
18:37
Депутат порошенковской партии предложил устроить «кладбище кораблей» под Крымским мостом
18:29
Госдума одобрила в первом чтении ежегодное повышение МРОТ
18:28
Трампа призывают не горячиться с выходом из ДРСМД. Европа напугана последствиями
18:27
Британия надеется, что Россия будет исполнять «ракетный договор»
18:26
На Украине предложили переименовать Крым
18:25
Верные слуги Папы Римского поддержали экспансию Варфоломея на Украину
18:24
Порошенко пообещал не допустить снижения цен на газ для населения Украины
18:22
Памяти жертвам «Норд-Ост»
16:49
Выбравшая Трампа бухгалтер рассказала, какие политики нужны американцам
14:50
Российскому космосу нужен новый заказчик
14:49
Блогер с дальневосточным гектаром
14:48
«Market for Lemons» (RP)
14:46
Саудиты пытаются уйти от ответственности в деле исчезновения журналиста Хашугги
14:45
США додавили Меркель. Германия вложится в строительство терминала для приема сжиженного газа
14:44
«… а они просто сдохнут»
14:44
Перед раскатом грома... Украина на пороге самой крупной гражданской войны за всю свою историю. Как католики готовятся к расправе над православным священством Украины
14:39
Убийц Хашогги должны судить в Турции
14:38
Кудрин и Орешкин поспорили о реализации майского указа Путина
14:38
На Афоне заявили о неподчинении Константинополю
14:35
Удар по стратегическому балансу: превентивный ответ Путина
11:30
Лаборатория Лугара ждет своего часа: времени осталось до ближайшего землетрясения
11:17
Евреи попалили механизм формирования антироссийских санкций США
11:10
Диалог России и США постепенно восстанавливается, заявил Шойгу
09:15
Макарий: Я жалею, что согласился передать Фанару Андреевскую церковь
09:15
В России принято решение поднимать коммунальные тарифы 2 раза в год
09:14
Российские банки оказались самыми проблемными в БРИКС
09:13
План «Витрина» откладывается. Американцы признались, что ждут от Украины
09:12
Украинские десантники отличились на учениях «Кембрийский патруль»
Все новости

Архив публикаций

«    Октябрь 2018    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031 


» » Ars Technica, США. Спасибо, Путин! Или почему ракеты на атомной тяге — лучшая из плохих идея на все времена

Ars Technica, США. Спасибо, Путин! Или почему ракеты на атомной тяге — лучшая из плохих идея на все времена

Крылатые ракеты с ядерной установкой? США разрабатывали их еще в 1950-е.

26.03.2018

Шон Галлахер (Sean Gallagher)

В своем послании Совету Федерации от 1 марта 2018 года президент России Владимир Путин рассказал о разработке стратегических вооружений, способных обезвредить противоракетную оборону США. Два типа вышеупомянутых вооружений обещают быть ядерными: ранее обнародованная межконтинентальная торпеда и крылатая ракета.

Как заявил Путин: «Мы начали разработку таких новых видов стратегического оружия, которые вообще не используют баллистические траектории полета при движении к цели, а значит и системы ПРО в борьбе с ними бесполезны и просто бессмысленны. Одно из них — создание малогабаритной сверхмощной ядерной энергетической установки, которая размещается в корпусе крылатой ракеты типа нашей новейшей ракеты Х-101 воздушного базирования или американского „Томагавк" (Tomahawk), но при этом обеспечивает в десятки раз большую дальность полета, которая является практически неограниченной. Это низколетящая малозаметная крылатая ракета, несущая ядерную боевую часть с практически неограниченной дальностью, непредсказуемой траекторией полета и возможностью обхода рубежей перехвата является неуязвимой для всех существующих и перспективных систем как ПРО, так и ПВО».

Военные авторитеты и специалисты по разоружению не поверили своим ушам. «Я все еще ошеломлен, заявил Эдвард Гайст (Edward Geist), научный сотрудник компании „РЭНД" (Rand Corporation), специализирующийся на России, в интервью Национальному Общественному Радио (NPR), — не думаю, что они блефуют, говоря, что эта штука уже прошла испытания. Но это все равно удивительно».

Это не первый случай, когда правительство начинает разработку стратегических вооружений с ядерной силовой установкой (ЯСУ). Несколько десятилетий тому назад США уже пытались создать ядерный двигатель — сначала для прототипа бомбардировщика, а затем и для гиперзвуковой крылатой ракеты. США даже рассматривали космические ракеты на атомной тяге — но об этой безумной истории с проектом «Орион» (Project Orion) мы поговорим в следующий раз. От всех этих программ в итоге отказались, сочтя их неосуществимыми.

Да, и еще одна маленькая незадача: радиоактивные выхлопы из сопла.

Поэтому когда Путин объявил об успешных испытаниях, мы задумались о прошлых экспериментах с ядерной тягой. Неужели правда возможно создать маленький ядерный реактор достаточной мощности, чтобы приводить в движение крылатую ракету? Рассчитывая мощность, мы сломали себе все головы и калькуляторы и решили посоветоваться со специалистами по ядерной физике.

Прямо скажем, не все уверены, что Россия взаправду далеко продвинулась в создании крылатых ракет с ЯСУ. Однако доказательств, что они в самом деле пытаются, — хоть отбавляй. Пожелавший остаться анонимным источник в Министерстве Обороны недавно заявил «Фокс Ньюз» (Fox News), что Россия уже провела ракетные испытания в Арктике. Другие источники говорят, что двигатели все еще находятся на стадии разработки, и что до атомных установок дело пока еще не дошло.

Полет на атомной тяге теоретически вполне возможен, но эта мысль плоха по нескольким причинам. Чтобы понять, насколько это реально (и ужасно!), давайте пройдемся по истории этой вполне осуществимой, но совершенно чокнутой идеи.

«Использование атомной энергии для летательных аппаратов и ракет обсуждалось Энрико Ферми (Enrico Fermi) и его сотрудниками по Манхэттенскому проекту (Manhattan Project) с тех самых пор, когда был построен первый атомный реактор в 1942 году», — пишут физики Роберт Бассард (Robert Bussard) и Р.Д. Делауэр (R.D. DeLauer) в книге «Ядерные двигатели для самолетов и ракет». Перебравшись в Лос-Аламосскую лабораторию, Ферми сотоварищи размышляли над другими способами использования ядерной энергии, помимо бомб — в результате чего на свет появился единственный в своем роде грузопассажирский атомоход «Саванна» (NS Savannah).

Пока не были открыты отрицательные последствия радиации, ядерные авиационные силовые установки считались перспективной идеей, потому что ничто не сравниться с мощностью ядерной реакции. В большинстве случаев, ядерная энергия просто заменяла собой использовавшийся раньше источник тепловой энергии. Так, например, было в случае с электростанциями и судовыми реакторами, где ранее сжигали уголь или другое горючее — в те годы на флоте еще была присказка «горячий камушек движет кораблик». Теоретически, этот же принцип применим и к самолетам, однако необходимое для полета отношение веса к тяге требует, чтобы реактор был легче и компактнее.

В 1946 году идея Ферми о самолете на атомной тяге развилась в полноценную программу атомолетов (NEPA Project), которую финансировали военные. Анализ осуществимости, заказанный армией и ВВС у компании «Фэйрчайлд» (Fairchild) стоил 10 миллионов долларов — и это было крайне выгодное приобретение даже с учетом инфляции.

Группа ученых Массачусетского технологического института (MIT), приглашенная Комиссией по атомной энергии (AEC, предтеча соответствующего министерства), заключила, что атомный авиадвигатель построить можно, но займет это «по меньшей мере 15 лет», да к тому же будет стоить один миллиард долларов. Правда, прибавили ученые, если правительство считает расходы оправданными, следует немедленно вложиться, чтобы начать разработку как можно скорее.

В 1951 году, программу атомолетов NEPA слили с аналогичной под эгидой Комиссии по атомной энергии, дабы сконцентрировать усилия на том, что ученые Массачусетского технологического института сочли наиболее реалистической перспективой: атомный турбореактивный двигатель для пилотируемого самолета.

Таким образом, проект Ферми стал лишь прелюдией к колоссальным тратам военного бюджета, последовавшему в течение трех десятилетий. В общей сложности на различные инициативы ВВС США и Комиссии по атомной энергии ушло более одного миллиарда долларов. Но ни единого атомолета построено не было.

В обычных реактивных двигателях топливо сжигается для нагревания горячего сжатого воздуха, который впоследствии выбрасывается через сопло для создания тяги. При выходе горячий газ сгорания вращает турбины, которые генерируют механическую энергию для сжатия входящего воздуха, увеличивая тягу.

Гигантский турбовентиляторный двигатель GE90, созданный компанией «Дженерал Электрик» (General Electric, GE) для Боинга 777 (Boeing 777) имеет максимальную мощность 117 МВт и тягу в 127 900 фунтов (примерно 568 кН). Большинство же ныне используемых реактивных двигателей имеют гораздо меньшую мощность. Разработанный «Прэтт и Уитни» (Pratt & Whitney) двигатель JT3D для бомбардировщиков Б-52 (B-52) имеет тягу в 17 тысяч фунтов (76 кН), поэтому всего их требуется восемь штук. В далеком 1951 же последним писком считался двигатель J47-GE для бомбардировщика B-47, мощностью в 7,2 МВт и тягой в 5 200 фунтов (23кН). И топлива он при этом съедал немало.

В реактивном же двигателе на атомной тяге баллоны для горения, используемые для сжигания реактивного топлива, заменяются теплом из ядерного реактора — их может быть несколько сопряженных с каждым турбинным двигателем, а может быть один крупный централизованный, питающий несколько турбин одновременно. Малые реакторы могут использоваться для создания двигателей с большей тягой и устранения потребности в топливе.

Увлечение стратегическим авиационным командованием атомными двигателями в 1950 году сомнения не вызывает: температура в ядерном реакторе гораздо выше, чем при сжигании реактивного топлива, поэтому на их основе потенциально возможно создание сверхмощных летательных аппаратов, способных выполнять сверхзвуковой или даже гиперзвуковой полет. С такими скоростями у СССР попросту не оставалось ни малейшей возможности их перехватить.

В программе создания атомолета участвовали две группы: 1) «Дженерал Электрик» и «Конвэр» (Convair), 2) «Прэтт и Уитни» и «Локхид» (Lockheed). «Дженерал Электрик» и «Прэтт и Уитни» занимались собственно двигателями, а «Конвэр» и «Локхид» разрабатывали авиакорпуса для будущих двигателей. Кроме того, в разработке участвовала Окриджская национальная лаборатория (Oak Ridge National Laboratory) и группа при Национальном консультативном совете по аэронавтике (NACA, предшественник НАСА (NASA)). На базе последней впоследствии вырастет Льюисская лаборатория полетов (Lewis Flight Propulsion Laboratory), сейчас известная как Исследовательский центр Гленна (Glenn Research Center).

Разумеется, первостепенной задачей было доказать, что бортовые ядерные реакторы в принципе безопасны. Для этого в 1951 году ВВС начали полеты на специально созданной модификации Б-36 «Миротворец» (B-36 Peacemaker), оборудованной испытательным реактором, разработанным в Окридже. За ближайшие годы самолет, получивший название НБ-36 «Крестоносец» (NB-36H «The Crusader») совершил 47 вылетов, убедив разработчиков в безопасности полетов с атомным реактором на борту.

Советы на тот момент слегка отставали от США в гонке атомных двигателей. Хотя отец советской атомной бомбы Игорь Курчатов предлагал изучить возможности атомной тяги еще в конце 1940-х, полноценный проект был запущен лишь в августе 1955-го. Советский аналог американского атомолета, Ту-95 с бортовым реактором, провел свой первый полет в 1961-м. В итоге Летающая атомная лаборатория произвела 34 вылета, большей частью с заглушенным реактором.

По мере успеха «летающего реактора», программа атомолета развернулась на полную мощность в 1952-м. Несмотря на то, что ВВС сделали ставку на «Дженерал Электрик», «Прэтт и Уитни» также получили финансирование «на всякий пожарный», если первая попытка не удастся. В результате, компании пошли принципиально разными путями.

«Дженерал Электрик» выбрали самый прямой. Это открытая система, в которой тепло реактора выходит непосредственно в проходящий через него воздух. Технически эта конструкция проще, и инженеры «Дженерал Электрик» (наряду с ВВС) сочли, что это быстрейший путь к победе. Однако при открытой системе воздух, прошедший через двигатель, попросту выбрасывается с другого конца, наполненный радиоактивными частицами. (Впоследствии Советы пойдут по этому же пути).

Проект «Дженерал Электрик», имевший целью создание гибридного атомно-реактивного самолета, быстро получил «зеленый свет», однако был приостановлен ВВС в 1954 году. Теперь основной упор был сделан на создание чисто атомного бомбардировщика, получившего наименование WS-125A. В конечном счете «Дженерал Электрик» переключила свои усилия с так и не получившего ход проекта P-1 на серию наземных демонстрационных моделей, созданных под крылом Комиссии по атомной энергии в Национальной лаборатории Айдахо (Idaho National Laboratory).

Первые два эксперимента, получившие название HTRE-1 and HTRE-2, комиссия сочла успешными. Первый из прототипов был запущен в январе 1956 года. В нем использовался переоборудованный реактивный двигатель GE J47 с реактором номинальной мощностью в 20,2 МВт. В действительности же мощность тепловой энергии реактора не превышала 15 МВт. При полной мощности воздух на выходе из реактора нагревался до 723 градусов по Цельсию. Изначально применялось водяное охлаждение.

И все же мощность потока воздуха в двигателе HTRE-1 составила лишь половину от обычного, неатомного J47. К тому же для запуска турбин до перехода на ядерную энергию все еще требовалось реактивное топливо.

Усовершенствованный вариант получил название HTRE-2. Для него было протестировано множество новых компонентов в попытке усилить воздушный поток. Согласно отчету НАСА, испытания HTRE-2 «подтвердили, что скорость высвобождения фрагментов деления в атомном двигателе находится в допустимых пределах».

Перспективы у HTRE-3, который по габаритам вписывался в обычный авиадвигатель, были хорошие. HTRE-3 имел на 100% воздушное охлаждение, причем реактор имел твердый замедлитель нейтронов, изготовленный из гидрированного циркония для улучшения соотношения мощности к массе. Реактор был горизонтальным и приводил в действие два турбореактивных двигателя.

Однако в октябре 1956 года на HTRE-3 произошел резкий скачок мощности, приведший к частичному расплавлению и повреждению всех топливных стержней. Авария произошла при работе на малой мощности для проверки элементов охлаждения. На момент аварии охлаждение поступало лишь от пары электрических вентиляторов. Причиной сочли неверную работу датчиков, а не ошибки в конструкции. Мол, датчики дали некорректное считывание мощности, в результате чего контрольные стержни были извлечены слишком поздно. В любом случае, этот несчастный случай поумерил пыл ВВС — мало кому захочется иметь дело с расплавлением реактора во время полета.

Тем не менее после некоторых доработок испытания HTRE-3 продолжились. В 1959 году двигатель впервые был запущен на одном ядерном топливе. Однако мощность, на которую рассчитывали ВВС, достигнута так и не была, как следует из отчета «РЭНД» перед Министерством обороны за 1965 год. Максимальная температура, достигнутая HTRE-3, была всего на 93 градуса выше, чем в HTRE-1.

Тем временем, ВВС передумали насчет бомбардировщика и перебросили усилия на «летающую платформу для запуска ракет», получившую наименование CAMAL. Технические наработки, полученные в ходе работы над HTRE-3, вероятно, могли быть использованы для впоследствии отмененного бомбардировщика Х-6 (основанного на также отмененном B-36). Однако противовоздушная оборота Советов крепла, и ВВС снова решили переключиться на создание атомного бомбардировщика.

Проект атомолета устроил новый конкурс, который выиграл «Конвэр» со своим NX 2, разработанным специально в расчете на ядерные силовые установки. Для получения необходимой производительности, ВВС побудили «Дженерал Электрик» к использованию керамических компонентов для поддержки более высокой температуры двигателя. К 1960 году «Дженерал Электрик» перешла к следующему шагу: XNJ140E-1.

Согласно документам «Дженерал Электрик», двигатель XNJ140E-1 был разработан для поддержания крейсерской скорости 0,8 Мах на высоте около более девяти тысяч километров, с ресурсом двигателя в тысячу часов. Рабочая мощность предполагалась в 50 МВт, но могла быть повышена до 112 МВт в аварийной ситуации, хотя это бы значительно сократило срок службы реактора. При максимальной мощности, необходимой для взлета, тяга составила бы 50 900 фунтов — по сравнению с двигателями от Боинга 777, это, конечно, ничто, но для 1960-х это был прорыв.

Однако похвастать плодами десятилетних разработок «Дженерал Электрик» так и не пришлось. В 1961 году, когда все было практически готово к показу, президент Джон Кеннеди (John F. Kennedy) прикрыл программу атомолета. Уходящая администрация Эйзенхауэра (Dwight Eisenhower) собиралась программу заморозить, но советники Кеннеди рассудили, что практического толка от атомолета все равно будет немного. Было решено, что задачи эти лучше будет возложить на межконтинентальные ракеты и баллистические ракеты подводного базирования. Оставались еще стратегические бомбардировщики, но и они уже не играли в американской системе сдерживания столь же важной роли, как в 1950-е.

Непрямой путь

Пока «Дженерал Электрик» разрабатывала самолет, которому так и не было суждено полететь, инженеры «Прэтт и Уитни» в Окриджской лаборатории искали альтернативный путь к созданию ядерной авиаустановки (притом при гораздо меньшем финансировании). Работы велись как в Окридже, так и в Коннектикутской атомной лаборатории в Миддлтауне (CANEL). В то время как «Дженерал Электрик» создавали двигатели прямого цикла, здесь пошли «окольным» путем. Вместо того чтобы позволить воздуху проходить непосредственно через реактор, их подход подразумевал реактор с охлаждением под высоким давлением, чья тепловая энергия пропускалась через охлаждающей жидкости и выводилась в воздух.

Непрямой цикл казался привлекательным, потому что при нем исключался выхлоп потенциально опасных радиоактивных частиц. Тем не менее, на пути имелись существенные технические трудности, а именно: как повысить уровень эффективности и соотношение мощности к весу для достижения хоть каких-нибудь летных характеристик.

Реактор PWAR-1 работал на расплавах солей. Фторид натрия, тетрафторид циркония и соли тетрафторида урана смешивались и пропускались через реакционную камеру, действуя одновременно и как топливо, и как хладагент; в качестве вторичного хладагента использовался натрий. В Коннектикутской лаборатории также экспериментировали с системами на других хладагентах, включая сверхкритическую воду (когда пар поддерживается при чрезвычайно высокой температуре, позволяя ему оставаться жидкостью), а также натрий и литий.

Реактор на сверхкритической воде PWAC-109 был построен при поддержке Мемориального института Баттеля (Battelle Memorial Institute) и начал испытания в 1954 году. Как отмечалось инженерами Аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratory), он не был полноценным турбореактивным двигателем, но имел канальные нагнетатели. Конструкция PWAC-109 использовала ядерный реактор мощностью 410 мегаватт, охлаждаемый водой под давлением до пяти тысяч фунтов на квадратный дюйм и поддерживающий водную жидкость при температурах в диапазоне около 815 градусов. Под сверхдавлением жидкость проходила через турбину, которая приводила в действие воздушные компрессоры для канальных нагнетателей, а затем нагревала воздух, когда он проходил через конденсаторные катушки. Это снизило температуру воды до возврата в реактор до всего лишь 230 градусов. Нагретый же сжатый воздух выходил через сопло.

Эти температуры — лишь малая часть тех, которые достигаются в типичном двигателе гражданского назначения в наши дни. Камера сгорания обычного турбореактивного двигателя может достигать температуры две тысячи градусов. Тем не менее, конструкция PWAC-109 компенсировала этот недостаток более высокой интенсивностью турбины, питающей компрессор.

Также в 1954 году в Окридже был запущен ARE, первый реактор на расплавах солей. Этот успех подстегнул «Прэтт и Уитни» к разработке PWAR-1, который был собран в Окридже и подвергнут испытаниям с нулевой мощностью в начале 1957 года.

Однако при работе реактивного двигателя P&W J58 с реактором с литиевым охлаждением тяга была достигнута гораздо меньшая, чем требовалось ВВС. Согласно отчету Окриджской лаборатории от января 1960 года, максимальная тяга, создаваемая в паре с PWAR-1 составила бы 11 500 фунтов, причем на малых высотах. На высоте шесть тысяч метров тяга бы и вовсе упала бы до 7 500 фунтов.

ВВС предпочли путь «Дженерал Электрик», а «Прэтт и Уитни» перекомандировали на выполнение других задач — среди которых оказалась разработка вспомогательных ядерных энергетических установок SNAP-50 для использования в космосе. Не сохранилось никаких свидетельств о том, был ли этот проект завершен. Все же прочие попытки строительства атомного реактора для самолетов пресеклись росчерком президента Кеннеди вскоре после вступления в должность.

Путь судного дня

И пусть проект атомолета был отменен, была открыта новая, ничуть не менее причудливая глава в использовании атомной тяги — «проект Плутон» (Project Pluto).

В 1957 году, пока «Дженерал Электрик» и «Прэтт и Уитни» все еще заставляли свои ядерные бомбардировщики взлететь, в Радиационной лаборатории Лоуренса (предтеча Ливерморской национальной лаборатории, Lawrence Livermore National Laboratory) был запущен отдельный проект прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД). Проект получил кодовое имя «Плутон» и имел конечной целью создание гиперзвукового двигателя для стратегической крылатой ракеты с ядерным двигателем (SLAM).

Предполагалось, что SLAM будет использовать раннюю версию контурного радара для навигации и иметь до восьми ядерных боеголовок с точностью поражения на уровне бомбардировщика. При полете на скорости от 3,5 до 5 Мах и атакой на малой высоте (дабы избегнуть советских локаторов ПВО) ракета бы сама создавала ударную волну, способную повреждать здания на земле даже без учета радиоактивного выхлопа двигателей. Запуск SLAM предполагался с помощью ракеты-носителя, после чего ракета могла бы летать в течение нескольких месяцев на большой высоте, подобно дамоклову мечу, готовому в любой момент обрушиться на Восточный блок.

ПВРД не имеют компрессора, а попросту «пробивают» воздух своей собственной скоростью, причем вся энергия нагретых газов вытесняется через дюзы. Для запуска, однако, ПВРД нуждаются в ракете носителе.

В атомном же ПВРД все тепло поступает из самого ядерного реактора: выходу ядерных частиц не мешают даже лопасти турбин. Конструкция пугающе проста, и здесь вправду есть чего бояться, потому что ПВРД наиболее эффективны на низких высотах, где воздух максимально сжат и требует наименьшего дополнительного сжатия, что приводит к обширным выбросам твердых радиоактивных частиц, впоследствии достигающих земли. Иными словами, такую ракету через союзническую территорию не запустишь.

Пока Кеннеди закрывал программу атомолета, разработчики из Ливермора заканчивали строительства испытательной установки в Джекэсс-Флэтс (Jackass Flats) на Невадском ядерном полигоне (также известном как Зона 25). Ранее в Джекэсс-Флэтс проводились всевозможные испытания ядерных и баллистических ракет, а также оружейных систем с обедненным ураном. Теперь этой местности предстояло стать лабораторией для еще одних чокнутых профессоров: проект ядерно-импульсного космического корабля «Орион».

В сотрудничестве с «Вот» (Vought), авиационной компанией, стоявшей у истоков строительства крылатых ракет, исследователи из Ливермора определили требования к двигателю «взрыволета»: 162 сантиметра в длину, 144 сантиметра диаметре, чуть менее 60 килограммов урана и 600 МВт мощности при средней температуре реактора 1 277 градусов по Цельсию.

При плотности мощности 10 МВт на кубический фут реактор под кодовым названием «Тори» (Tory) оказался бы поистине монстром с крайне низкой защитой и излучал бы огромное количество гамма-радиации. Для противостояния высокой температуре компанией «Курс» (Coors), подразделением одноименного пивоваренного гиганта из штата Колорадо, была разработана специальная керамическая опалубка для топливных стержней.

14 мая 1961 года был запущен первый прототип атомного «взрыволета», Tory-IIA. На случай, если что-то пойдет не так, ученые и инженеры наблюдали за запуском с расстояния во много миль, имея под руками ядерный бункер с двухнедельным запасом воды и продовольствия.

Для имитации воздуха, который двигатель будет забирать во время полета на максимальной скорости, Ливерморские ученые использовали сжатый воздух, хранящийся в трубах для нефтяных скважин. Предварительно разогретый до температуры 506 градусов по Цельсию воздух подавался в прямоточный реактор со скоростью 316 фунтов на квадратный дюйм для имитации условий воздухозабора при полете на скорости 4+ Мах. Поскольку в реакторе не предусматривалось даже таких элементарных деталей как экранирование, двигатель был установлен на дистанционно управляемый рельсовый вагон, чью разборку впоследствии также предполагалось вести дистанционно в специальном помещении.

После успешных испытаний Tory-IIA исследователи из Ливермора получили контракт от ВВС на испытания готовой модели. Однако первоначальная версия, IIB, была забракована еще до испытаний, и работа велась ускоренными темпами над новым прототипом, чья конструкция бы больше соответствовала пожеланиям заказчика. В мае 1964 года Tory-IIC была запущена и продержалась в воздухе 292 секунды — ровно насколько хватило 1,2 миллионов фунтов воздуха из труб.

И хотя испытания прошли успешно, Министерство обороны отменило программу в июне 1964 года, когда проект SLAM был признан «слишком провокационным» — в случае успеха он бы побудил Советов сделать что-нибудь подобное.

Советский путь

Как и США, Советский Союз вел работу над атомолетом через несколько конкурирующих конструкторских бюро. Советы, подобно Штатам, опробовали два пути — но ни один их так и не полетел.

Первая попытка была предпринята КБ Мясищева в 1955 году. Получивший обозначение М-60 проект основывался на сверхзвуковом бомбардировщике М-50 (по натовской классификации Bounder). Предполагалось использовать прямоточные турбореактивные двигатели, однако конструкция имела ряд фундаментальных недостатков, и тяга, достаточная для сверхзвукового полета получена так и не была. В 1959 проект закрыли.

Единственный раз М-60 «взлетел» на страницах журнала «Авиатранспортное обозрение» (Aviation Week), который в 1958 году опубликовал чертежи самолета в статье о летных испытаниях сверхзвукового атомного бомбардировщика в СССР. Но это был вброс, хитро подстроенная «липа».

После того как задумка Мясищева забуксовала, КБ Туполева предложил вариант более скромный: модификацию Ту-85 с увеличенной дальностью полета. Он получил наименование Ту-119 и, по сути, являлся гибридом, имея два турбовинтовых двигателя НК-12 на керосине и два НК-14А на атомной тяге. Конструктивно двигатели НК-14А походили на замысел «Прэтт и Уитни» с теплообменниками. Предполагалось, что централизованный реактор будет генерировать энергию для поворота лопастей пропеллера/компрессора и для нагрева воздуха, выпускаемого турбовинтовым двигателем.

Однако, как и в случае с США, проект Ту-119 был закрыт, поскольку эффективность обычных самолетов возрастала, межконтинентальные баллистические ракеты сводили востребованность бомбардировщиков дальнего действия на нет, а бюджетные ограничения (даже в условиях советской системы) таких дорогих и бесполезных игрушек не допускали. К строительству же крылатых ракет с атомной установкой Советы даже не приступали.

Постъядерный мир?

Разумеется, идея атомного полета на этом не прекратилась. НАСА продолжала финансировать разработку ракет с термическим атомным двигателем на протяжение 1960-х и даже 1970-х. Дискуссия о целесообразности таких технологий продолжается и сегодня, но уже применительно к межпланетным полетам. И все же большинство согласно с тем, что риск использования атомных установок для полетов внутри земной атмосферы слишком велик даже для того, чтобы рассматривать их сугубо теоретически. По крайней мере, так было, пока руководство Российской Федерации не решило, что США пытаются нарушить ядерный паритет.

Пока еще не ясно, прошла ли упомянутая Путиным ядерная ракета хоть какие-нибудь испытания. Источник, близкий к российскому ВПК сообщил газете «Ведомости», что при испытаниях ядерную установку представлял макет. И все же не похоже, чтобы Россия вплотную работала над миниатюрными ядерными реакторами.

Технологии мини-реакторов далеко шагнули вперед за последнее десятилетие. Вооруженные силы США рассматривали использование модульных мини-реакторов для питания высокоэнергетического оружия и баз за рубежом. Другие страны, включая Россию, продолжают исследования реакторов с охлаждением расплавленным металлом. Есть слухи, что упомянутая Путиным атомная торпеда Статус-6 имеет теплоноситель свинец-висмут.

Путин заявил, что испытания «инновационной атомной установки» Статус-6 были закончены в декабре 2017, подведя итог «многолетнему циклу». Кроме того, Россия разрабатывает новые теплоносители свинец-висмут для нужд флота. Подводные лодки проектов «Лира» (по классификации НАТО «Alfa») имели жидкометаллический теплоноситель. Они сложны в эксплуатации, но обеспечивают высокое соотношение мощности к весу. Первый испытательный реактор этого типа (КМ-1 в Сосновом Бору) был выведен из эксплуатации год назад и заменен новым типом реактора.

Соотношение мощности к весу свинцово-висмутового реактора может быть идеальным для небольшой подводной лодки, но для ракетного двигателя далеко не идеально. Однако тяга, необходимая для поддержания крылатой ракеты в полете, и рядом не лежала с той, что потребуется для гиперзвуковой ракеты или даже дозвукового бомбардировщика.

Турбовентиляторный двигатель «Виллиамс» F107 (Williams), приводящий в движение крылатую ракету «Томагавк» (Tomahawk), выдает тягу в 3,1 килоньютонов (700 фунтов). Для выхода «Томагавка» на крейсерскую скорость в 890 км/ч требуется около 766 кВт энергии. По словам Джеффа Терри (Jeff Terry), профессора физики при Технологическом институте Иллинойса (Illinois Institute of Technology) и специалиста по энергетике, это вполне вписывается в потенциальный диапазон мощностей компактного ядерного реактора современного поколения. «Один мегаватт, безусловно, достижим», — сообщил Терри, сославшись на ядро 85-мегаваттного изотопного реактора с высоким потоком нейтронов в Окбриджской национальной лаборатории «размером с пивной бочонок».

Если бы российские разработчики двигателя для еще пока еще не получившей имени атомной крылатой ракеты озаботились радиационной защитой единственно ради полноценной работы оборудования, в ее конструкцию вполне можно было бы включить небольшой ядерный реактор. Ракета может быть запущена с помощью ускорителя и ждать набора скорости для перевода реактора в критический режим, как и планировалось в случае со SLAM.

С точки же зрения сдерживания, ядерная крылатая ракета является оружием дестабилизирующим. Далеко не факт, что ее запуск будет обнаружен системами раннего предупреждения США, а ее траектория полета длинна и непредсказуема. Кроме того, ее можно запускать за несколько дней или даже недель до предполагаемого нападения, целенаправленно избегая областей, где ее можно было бы обнаружить. Наконец, ракета может подлетать со стороны, откуда США менее всего ждут ядерной атаки. Но если конструкция этой ракеты окажется «прямой», как предполагалось для SLAM, она будет оставлять за собой ядерный шлейф, вне зависимости от того, выполнит она свою задачу или нет. Другими словами, как выяснили американские военные планировщики в 1960-х годах, ядерная крылатая ракета — оружие провокационное и потому больше подходит для первого удара, чем для ядерного сдерживания.


Шон Галлахер — редактор «Арс техника» по вопросам информационных технологий и национальной безопасности. Бывший военный, системный администратор и специалист по интеграции сетевых систем. Имеет двадцатилетний журналистский опыт. Живет и работает в Балтиморе, штат Мэриленд.







Опубликовано: legioner     Источник

Похожие публикации для статьи "Ars Technica, США. Спасибо, Путин! Или почему ракеты на атомной тяге — лучшая из плохих идея на все времена"


4 комментария

  1. {text_stat}
    Искандер-хан
    Описываемые события имеют отношения к 50-60 г.г. прошлого века...прошло 50 лет .прогресс в области ядерных технологий есть..Новые материалы..в наличии.мозги у русских имеются.так что не вижу чего-то не возможного.а амеры...это их проблемы..
  2. {text_stat}
    madfish

    если вы не смогли, то это не значит, что другие не смогут ))

    обычная американская мания "исключительности"

  3. {text_stat}
    Радмила Павелич

    Ино сми ничего кроме глупостей и тенденциозно освещаемых событий не пишут. Автор спутал ж с пальцем. ракета с ядерным двигателем и самолёт с ядерном реактором - небо и земля. разнопринципиальные аппараты. однако автору это даже не ведомо. тк. он специализируется на фальсификате и очернении. ему даже некогда  узнать элементарные вещи.

    РП.
  4. {text_stat}
    Кузмич

    Вот когда прилетят Буревестники, будете их оценивать, только не успеете определиться какая это идея. Плохой она может быть только для тех, кто будет пытаться навязывать России свою дерьмократию, свою наглую ложь и свою псевдо "исключительность"...

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Новости партнеров

Наверх