Americký projekt nadzvukového bombardéra s jadrovými motormi

Americký projekt nadzvukového bombardéra s jadrovými motormi
Americký projekt nadzvukového bombardéra s jadrovými motormi

Video: Americký projekt nadzvukového bombardéra s jadrovými motormi

Video: Americký projekt nadzvukového bombardéra s jadrovými motormi
Video: Оппенгеймер | Отец атомной бомбы 2024, Apríl
Anonim

Jadrová eufória v päťdesiatych rokoch minulého storočia dala vzniknúť mnohým odvážnym myšlienkam. Štiepna energia atómového jadra bola navrhnutá na použitie vo všetkých sférach vedy a techniky alebo dokonca v každodennom živote. Bez povšimnutia ju nenechali ani konštruktéri lietadiel. Vysoká účinnosť jadrových reaktorov teoreticky umožnila dosiahnuť neuveriteľné letové vlastnosti: nové lietadlá s jadrovými motormi mohli lietať vysokou rýchlosťou a pri jednom „tankovaní“prejsť až niekoľko stoviek tisíc míľ. Všetky tieto plusy jadrovej energie však boli viac ako kompenzované mínusmi. Reaktor, vrátane leteckého, musel byť vybavený celým radom ochranných prostriedkov, aby nepredstavoval nebezpečenstvo pre posádku a obslužný personál. Navyše otázka optimálneho systému jadrového prúdového motora zostala otvorená.

Americký projekt nadzvukového bombardéra s jadrovými motormi
Americký projekt nadzvukového bombardéra s jadrovými motormi

Okolo polovice päťdesiatych rokov sa americkí jadroví vedci a konštruktéri lietadiel rozhodli pre celý rad problémov, ktoré je potrebné vyriešiť pre úspešnú stavbu prevádzkyschopného lietadla s jadrovou elektrárňou. Hlavným problémom, ktorý bránil vytvoreniu plnohodnotného atómového stroja, bolo nebezpečenstvo žiarenia. Prijateľná ochrana reaktora sa ukázala byť príliš veľká a ťažká na to, aby ju mohli zdvihnúť vtedajšie lietadlá. Rozmery reaktora viedli k množstvu ďalších problémov, technických i prevádzkových.

Okrem iného pracovali na probléme vzhľadu prakticky použiteľného atómového lietadla v spoločnosti Northrop Aircraft. Už v rokoch 1956-57 si vyvinuli vlastné názory na takúto technológiu a určili hlavné črty takéhoto lietadla. Spoločnosť Northrop zrejme pochopila, že atómový stroj so všetkými svojimi výhodami zostáva na výrobu a prevádzku príliš komplikovaný, a preto nie je potrebné skrývať hlavné myšlienky jeho vzhľadu pod označeniami utajenia. V apríli 1957 časopis Popular Mechanics publikoval rozhovory s niekoľkými vedcami a zamestnancami spoločnosti Northrop, ktorí sa podieľali na definovaní tvaru atómového lietadla. Okrem toho bola táto téma následne opakovane nastolená inými publikáciami.

Tím inžinierov v spoločnosti Northrop pod vedením špecialistu na jadrovú technológiu Lee A. Olingera pracoval na konštrukcii sľubného lietadla, pričom vyriešil technické problémy, keď prišli, a použil najjednoduchšie a najzrejmejšie riešenia. Hlavný problém všetkých lietadiel s atómovým pohonom - neprijateľne veľké rozmery a hmotnosť elektrárne s jadrovým reaktorom - sa teda pokúsil vyriešiť jednoduchým zväčšením veľkosti lietadla. Po prvé by to pomohlo optimálne zvládnuť vnútorné objemy lietadla a po druhé, v tomto prípade by bolo možné čo najviac oddeliť kokpit a reaktor.

Pri dĺžke lietadla najmenej 60-70 metrov by bolo možné použiť dve základné rozloženia. Prvá implikovala štandardné umiestnenie kokpitu v nose trupu a reaktore umiestnenom v jeho zadnej časti. Druhá myšlienka bola inštalácia reaktora do nosa lietadla. V tomto prípade mal byť kokpit umiestnený na kýli. Tento návrh bol oveľa zložitejší, a preto bol považovaný výlučne za alternatívu.

Účelom práce skupiny Olinger nebolo len určiť vzhľad sľubného atómového lietadla, ale vytvoriť predbežný návrh určitého nadzvukového strategického bombardéra. Okrem toho sa plánovalo vyhodnotenie možnosti vývoja a stavby osobného alebo dopravného lietadla s vysokým letovým výkonom. To všetko bolo vzaté do úvahy pri vypracovaní vzhľadu základného bombardéra a výrazne ovplyvnilo jeho dizajn.

Požiadavky na rýchlosť teda viedli k tomu, že predpokladané hypotetické lietadlo dostalo delta krídlo umiestnené v zadnej časti trupu. Schéma bez ocasu bola považovaná za najsľubnejšiu z hľadiska rozloženia. Umožnilo to posunúť reaktor čo najďalej od kokpitu umiestneného v nose lietadla, a tým zlepšiť pracovné podmienky posádky. Jadrové prúdové motory mali byť umiestnené v jednom balení nad krídlom. Na hornom povrchu krídla boli umiestnené dva kýly. V jednom z variantov projektu bolo za účelom zlepšenia letových vlastností krídlo spojené s trupom pomocou dlhého a silného pylónu.

Najväčšie otázky nastolila jadrová elektráreň. Experimentálne konštrukcie reaktorov dostupné v polovici päťdesiatych rokov, ktorých rozmery teoreticky umožňovali ich inštaláciu do lietadiel, nespĺňali hmotnostné požiadavky. Prijateľnú úroveň ochrany mohla poskytnúť iba viacvrstvová konštrukcia z kovov, betónu a plastu s hmotnosťou asi 200 ton. Prirodzene, to bolo príliš veľa aj na veľké a ťažké lietadlá s odhadovanou hmotnosťou maximálne 220-230 ton. Konštruktéri lietadiel preto mohli len dúfať v skorý nástup menej ťažkých ochranných prostriedkov s dostatočnými charakteristikami.

Motory sa stali ďalším kontroverzným bodom. Väčšina „konceptuálneho umenia“sľubného atómového lietadla zobrazuje lietadlá s ôsmimi prúdovými motormi. Z objektívnych dôvodov, konkrétne z dôvodu nedostatku hotových jadrových prúdových motorov, inžinieri spoločnosti Northrop zvažovali dve možnosti elektrárne s motormi s otvoreným a uzavretým okruhom. Líšili sa od seba tým, že v motore prvého typu s otvoreným cyklom musel atmosférický vzduch po kompresore ísť priamo do jadra reaktora, kde bol zahriaty, a potom presmerovaný do turbíny. V motore s uzavretým cyklom by vzduch nemal opúšťať kanál a mal by byť ohrievaný z výmenníka tepla v prúde, pričom v ňom cirkuluje chladivo zo slučky reaktora.

Oba systémy boli veľmi zložité a nebezpečné pre životné prostredie. Motor s otvoreným cyklom, v ktorom bol vonkajší vzduch v kontakte s prvkami jadra, by za sebou zanechal rádioaktívnu stopu. Uzavretý cyklus bol menej nebezpečný, ale prenos dostatočnej energie z reaktora do výmenníka tepla sa ukázal byť dosť náročný. Je potrebné pripomenúť, že americkí konštruktéri začali pracovať na vytvorení jadrových prúdových motorov pre lietadlá koncom štyridsiatych rokov. Viac ako desať rokov však nedokázali zostrojiť funkčný motor vhodný na inštaláciu ani na experimentálnom lietadle. Z tohto dôvodu musel Olingerov tím pracovať iba s niektorými hypotetickými číslami a sľubovanými parametrami vytváraných motorov.

Na základe charakteristík deklarovaných vývojármi motorov inžinieri spoločnosti Northrop určili približné letové údaje lietadla. Podľa ich prepočtov mohol bombardér zrýchliť na trojnásobok rýchlosti zvuku. Pokiaľ ide o letový rozsah, tento parameter bol obmedzený iba schopnosťami posádky. Teoreticky bolo dokonca možné vybaviť bombardér blokom pre domácnosť so salónikmi, kuchyňou a kúpeľňou. V tomto prípade mohlo byť v lietadle naraz niekoľko posádok, ktoré pracovali na smeny. To by však bolo možné iba s použitím výkonnej ochrany. V opačnom prípade by trvanie letu nemalo prekročiť 18-20 hodín. Výpočty ukázali, že pri jednom tankovaní jadrového paliva by také lietadlo mohlo uletieť najmenej 100 tisíc míľ.

Bez ohľadu na schému a typ hotového motora alebo letové vlastnosti sa nové lietadlo ukázalo byť veľkým a ťažkým. Navyše mal byť vybavený delta krídlom, ktoré má špecifické aerodynamické vlastnosti. Jadrový strategický bombardér preto potreboval obzvlášť dlhú dráhu. Výstavba takého objektu sľubovala obrovské náklady, kvôli ktorým iba niekoľko nových letísk mohlo „nahlodať“pevnú dieru vo vojenskom rozpočte. Armáda navyše nemohla rýchlo vybudovať širokú sieť takýchto letísk, a preto sľubné bombardéry riskovali, že zostanú viazané iba na niekoľkých základniach.

Problém zakladania bol navrhnutý tak, aby bol vyriešený pomerne jednoduchým, ale originálnym spôsobom. Pozemné letiská mali byť ponechané iba dopravným lietadlám, alebo ich nemali stavať vôbec. Strategické bombardéry zase mali slúžiť na pobrežných základniach a štartovať z vody. Za týmto účelom skupina Olinger predstavila lyžiarsky podvozok prispôsobený na štart a pristátie na vode do tvaru atómového lietadla. V prípade potreby mohol byť bombardér pravdepodobne vybavený kolesovým podvozkom, ale ako dráha mala slúžiť údajne iba hladina vody.

V rozhovore pre časopis Popular Mechanics L. A. Olinger odhadoval časový rámec pre vznik prvého prototypu atómového lietadla na 3-10 rokov. Koncom šesťdesiatych rokov by teda spoločnosť Northrop mohla začať vytvárať plnohodnotný projekt strategického nadzvukového bombardéra s jadrovými prúdovými motormi. Potenciálny zákazník takéhoto zariadenia však uvažoval inak. Celá práca päťdesiatych rokov v oblasti jadrových motorov pre lietadlá nedala takmer žiadny výsledok. Dalo sa zvládnuť množstvo nových technológií, ale nebol tam žiadny zamýšľaný výsledok, rovnako ako pre to neboli žiadne plnohodnotné predpoklady.

V roku 1961 J. F. Kennedyho, ktorý okamžite prejavil záujem o perspektívne letecké projekty. Na stole mu okrem iného ležali dokumenty o projektoch jadrových leteckých motorov, z ktorých vyplývalo, že náklady na programy rastú a výsledok je stále vzdialený. Do tejto doby sa navyše objavili balistické rakety, ktoré by mohli nahradiť strategické bombardéry. Kennedy nariadil uzavrieť všetky projekty súvisiace s jadrovými prúdovými motormi a robiť menej fantastické, ale sľubnejšie veci. Výsledkom bolo, že hypotetické lietadlo, ktoré zamestnanci Northrop Aircraft zapojili do určovania vzhľadu, zostalo bez motorov. Ďalšia práca v tomto smere bola uznaná za márnu a projekt bol uzavretý. Najambicióznejší projekt atómového lietadla zostal vo fáze vypracovania vzhľadu.

Odporúča: