Amerykański projekt naddźwiękowego bombowca z silnikami jądrowymi

Amerykański projekt naddźwiękowego bombowca z silnikami jądrowymi
Amerykański projekt naddźwiękowego bombowca z silnikami jądrowymi

Wideo: Amerykański projekt naddźwiękowego bombowca z silnikami jądrowymi

Wideo: Amerykański projekt naddźwiękowego bombowca z silnikami jądrowymi
Wideo: Richard Watt - Gorzka chwała Polska i jej los 1918 - 1939 Cz2 [Audiobook PL] 2024, Kwiecień
Anonim

Nuklearna euforia lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku zrodziła wiele śmiałych pomysłów. Zaproponowano wykorzystanie energii rozszczepienia jądra atomowego we wszystkich sferach nauki i techniki, a nawet w życiu codziennym. Projektanci samolotów również nie pozostawili jej bez opieki. Wysoka wydajność reaktorów jądrowych teoretycznie umożliwiła osiągnięcie niesamowitych właściwości lotu: nowe samoloty z silnikami jądrowymi mogły latać z dużymi prędkościami i pokonywać do kilkuset tysięcy mil na jednym „tankowaniu”. Jednak wszystkie te plusy energetyki jądrowej zostały z nawiązką zrównoważone przez minusy. Reaktor, w tym lotniczy, musiał być wyposażony w całą gamę sprzętu ochronnego, aby nie stwarzał zagrożenia dla załogi i personelu obsługi. Ponadto kwestia optymalnego systemu jądrowego silnika odrzutowego pozostawała otwarta.

Amerykański projekt naddźwiękowego bombowca z silnikami jądrowymi
Amerykański projekt naddźwiękowego bombowca z silnikami jądrowymi

Około połowy lat pięćdziesiątych amerykańscy naukowcy nuklearni i projektanci samolotów zdecydowali się na szereg problemów, które należy rozwiązać, aby pomyślnie zbudować sprawny samolot z elektrownią jądrową. Głównym problemem, który uniemożliwił stworzenie pełnoprawnej maszyny atomowej, było zagrożenie promieniowaniem. Akceptowalna ochrona reaktora okazała się zbyt duża i ciężka, aby mogły być unoszone przez ówczesne samoloty. Wymiary reaktora spowodowały wiele innych problemów, zarówno technicznych, jak i operacyjnych.

Między innymi pracowali nad problemem pojawienia się praktycznego samolotu atomowego w Northrop Aircraft. Już w latach 1956-57 opracowali własne poglądy na taką technologię i określili główne cechy takiego samolotu. Najwyraźniej firma Northrop zrozumiała, że \u200b\u200bmaszyna atomowa, ze wszystkimi jej zaletami, pozostaje zbyt skomplikowana do produkcji i obsługi, dlatego nie jest konieczne ukrywanie głównych idei jej pojawienia się pod etykietami tajemnicy. Tak więc w kwietniu 1957 magazyn Popular Mechanics opublikował wywiady z kilkoma naukowcami i pracownikami Northrop, którzy byli zaangażowani w definiowanie kształtu samolotu atomowego. Ponadto temat ten był następnie wielokrotnie poruszany w innych publikacjach.

Zespół inżynierów w Northrop, kierowany przez specjalistę ds. technologii jądrowych Lee A. Olingera, pracował nad projektem obiecującego samolotu, rozwiązując pojawiające się problemy techniczne i stosując najprostsze i najbardziej oczywiste rozwiązania. Tak więc główny problem wszystkich samolotów z napędem atomowym - niedopuszczalnie duże wymiary i waga elektrowni z reaktorem jądrowym - próbowano rozwiązać, po prostu zwiększając rozmiar samolotu. Po pierwsze, pomogłoby to optymalnie zarządzać objętościami wewnętrznymi samolotu, a po drugie, w tym przypadku możliwe byłoby maksymalne oddzielenie kokpitu i reaktora.

Przy długości samolotu co najmniej 60-70 metrów można było zastosować dwa podstawowe układy. Pierwszy zakładał standardowe umieszczenie kokpitu w nosie kadłuba i reaktora znajdującego się w jego tylnej części. Drugim pomysłem było zainstalowanie reaktora w nosie samolotu. W takim przypadku kokpit powinien znajdować się na stępce. Ten projekt był znacznie bardziej złożony i dlatego rozważano go wyłącznie jako alternatywę.

Celem pracy grupy Olinger było nie tylko określenie wyglądu obiecującego samolotu atomowego, ale stworzenie wstępnego szkicu pewnego naddźwiękowego bombowca strategicznego. Ponadto zaplanowano ocenę możliwości opracowania i budowy samolotu pasażerskiego lub transportowego o wysokich osiągach w locie. Wszystko to zostało wzięte pod uwagę przy opracowywaniu wyglądu bazowego bombowca i znacząco wpłynęło na jego konstrukcję.

Tak więc wymagania dotyczące prędkości doprowadziły do tego, że projektowany hipotetyczny samolot otrzymał skrzydło delta umieszczone z tyłu kadłuba. Schemat bezogonowy został uznany za najbardziej obiecujący pod względem układu. Umożliwiło to odsunięcie reaktora jak najdalej od kokpitu znajdującego się w nosie samolotu, a tym samym poprawę warunków pracy załogi. Atomowe silniki turboodrzutowe miały być umieszczone w jednym pakiecie nad skrzydłem. Na górnej powierzchni skrzydła umieszczono dwa kile. W jednym z wariantów projektu, w celu poprawy osiągów w locie, skrzydło połączono z kadłubem za pomocą długiego i mocnego pylonu.

Największe pytania postawiła elektrownia jądrowa. Dostępne w połowie lat pięćdziesiątych eksperymentalne projekty reaktorów, których wymiary teoretycznie pozwalały na instalowanie ich na samolotach, nie spełniały wymagań wagowych. Akceptowalny poziom ochrony mogła zapewnić jedynie wielowarstwowa konstrukcja wykonana z metali, betonu i tworzywa sztucznego ważąca około 200 ton. Oczywiście było to za dużo nawet dla dużego i ciężkiego samolotu o szacowanej masie nie większej niż 220-230 ton. Dlatego projektanci samolotów mogli mieć tylko nadzieję na wczesne pojawienie się lżejszych środków ochrony o wystarczających właściwościach.

Kolejnym kontrowersyjnym punktem stały się silniki. Większość „sztuki koncepcyjnej” obiecującego samolotu atomowego przedstawia samoloty z ośmioma silnikami odrzutowymi. Z przyczyn obiektywnych, a mianowicie z powodu braku gotowych jądrowych silników turboodrzutowych, inżynierowie Northrop rozważali dwie opcje elektrowni z silnikami o obiegu otwartym i zamkniętym. Różniły się one tym, że w silnikach pierwszego typu, o obiegu otwartym, powietrze atmosferyczne za sprężarką musiało trafiać bezpośrednio do rdzenia reaktora, gdzie było podgrzewane, a następnie kierowane do turbiny. W silniku o obiegu zamkniętym powietrze nie powinno opuszczać kanału i być ogrzewane z wymiennika ciepła w strumieniu z krążącym w nim chłodziwem z pętli reaktora.

Oba schematy były bardzo złożone i niebezpieczne dla środowiska. Silnik o otwartym cyklu, w którym powietrze zewnętrzne stykało się z elementami rdzenia, pozostawiłby po sobie radioaktywny ślad. Cykl zamknięty był mniej niebezpieczny, ale przeniesienie wystarczającej ilości energii z reaktora do wymiennika ciepła okazało się dość trudne. Należy pamiętać, że amerykańscy projektanci rozpoczęli prace nad stworzeniem atomowych silników odrzutowych do samolotów już pod koniec lat czterdziestych. Jednak przez ponad dziesięć lat nie udało im się zbudować sprawnego silnika nadającego się do zainstalowania nawet na eksperymentalnym samolocie. Z tego powodu zespół Olingera musiał operować tylko niektórymi hipotetycznymi liczbami i obiecanymi parametrami tworzonych silników.

Na podstawie charakterystyk zadeklarowanych przez twórców silników inżynierowie firmy Northrop określili przybliżone dane lotu samolotu. Według ich obliczeń bombowiec mógł przyspieszyć do prędkości trzykrotnie większej niż prędkość dźwięku. Jeśli chodzi o zasięg lotu, parametr ten był ograniczony jedynie możliwościami załogi. Teoretycznie bombowiec można było nawet wyposażyć w blok mieszkalny z salonami, kuchnią i łazienką. W takim przypadku w samolocie mogło znajdować się jednocześnie kilka załóg, pracujących na zmiany. Byłoby to jednak możliwe tylko przy użyciu silnej ochrony. W przeciwnym razie czas lotu nie powinien przekroczyć 18-20 godzin. Obliczenia wykazały, że taki samolot może przelecieć co najmniej 100 tysięcy mil na jednym tankowaniu paliwem jądrowym.

Niezależnie od schematu i rodzaju gotowego silnika czy charakterystyki lotu, nowy samolot okazał się duży i ciężki. Dodatkowo miał być wyposażony w skrzydło delta, które ma specyficzne właściwości aerodynamiczne. Tak więc nuklearny bombowiec strategiczny potrzebował szczególnie długiego pasa startowego. Budowa takiego obiektu obiecywała ogromne koszty, przez co tylko kilka nowych lotnisk mogło „wygryźć” solidną dziurę w budżecie wojskowym. Ponadto wojsko nie mogło szybko zbudować szerokiej sieci takich lotnisk, dlatego obiecujące bombowce ryzykowały pozostawanie w powiązaniu tylko z kilkoma bazami.

Zaproponowano rozwiązanie problemu bazowania w dość prosty, ale oryginalny sposób. Lotniska naziemne miały być pozostawione tylko dla samolotów transportowych lub wcale ich nie budować. Z kolei bombowce strategiczne miały służyć w bazach przybrzeżnych i startować z wody. W tym celu grupa Olingera wprowadziła podwozie narciarskie przystosowane do startu i lądowania na wodzie na kształt samolotu atomowego. W razie potrzeby bombowiec mógłby być prawdopodobnie wyposażony w podwozie kołowe, ale jako pas startowy miała być wykorzystywana tylko powierzchnia wody.

W wywiadzie dla magazynu Popular Mechanics L. A. Olinger oszacował ramy czasowe na stworzenie pierwszego prototypowego samolotu atomowego na 3-10 lat. W ten sposób pod koniec lat sześćdziesiątych firma Northrop mogła zacząć tworzyć pełnoprawny projekt strategicznego bombowca naddźwiękowego z jądrowymi silnikami turboodrzutowymi. Jednak potencjalny klient takiego sprzętu myślał inaczej. Cała praca lat pięćdziesiątych w dziedzinie silników jądrowych do samolotów nie przyniosła prawie żadnego rezultatu. Możliwe było opanowanie wielu nowych technologii, ale nie było zamierzonego rezultatu, a także nie było do tego pełnoprawnych warunków wstępnych.

W 1961 r. J. F. Kennedy, który od razu wykazał zainteresowanie obiecującymi projektami lotniczymi. Na jego stole leżały m.in. dokumenty dotyczące projektów jądrowych silników lotniczych, z których wynikało, że koszty programów rosły, a wynik był jeszcze odległy. Ponadto do tego czasu pojawiły się pociski balistyczne, które mogłyby zastąpić bombowce strategiczne. Kennedy nakazał zamknąć wszystkie projekty związane z jądrowymi silnikami turboodrzutowymi i robić mniej fantastyczne, ale bardziej obiecujące rzeczy. W rezultacie hipotetyczny samolot, którego wyglądem zajmowali się pracownicy Northrop Aircraft, pozostał bez silników. Dalsze prace w tym kierunku uznano za daremne i projekt został zamknięty. Najbardziej ambitny projekt samolotu atomowego pozostał na etapie opracowywania wyglądu.

Zalecana: