Самолёт с ядерной силовой установкой. Верхом на реакторе: Атомный самолет

29.09.2019

Александр КУРГАНОВ.

В середине 50-х - начале 60-х годов прошлого века в СССР начали разрабатывать самолёт с ядерной силовой установкой. Летающая атомная лаборатория на базе самолёта Ту-95М, пройдя испытания на наземном стенде, в 1962-1963 годах провела серию опытных полётов, но вскоре программа была свёрнута (см. «Наука и жизнь» № 6, 2008 г.). Результаты тех испытаний сегодня практически забыты. А тех, кто создавал атомный самолёт, кто может собрать и обобщить уникальный опыт, в живых остаётся, увы, всё меньше. Вспоминает участник проекта, учёный секретарь НИИ авиационного оборудования Александр Васильевич Курганов, в прошлом ведущий инженер по лётным испытаниям Лётно-исследовательского института и руководитель бригады по испытаниям бортового оборудования на летающей атомной лаборатории.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Летающая атомная лаборатория, созданная на базе самолёта Ту-95М и оснащённая атомным реактором - имитатором реальной атомной силовой установки.

Распределение потока нейтронов, выбрасываемых атомным реактором ВВР-2, установленным на Ту-95М. Испытательный полёт проходил при одном открытом шибере (заслонке) защиты реактора.

Схема водо-водяного энергетического реактора ВВЭР-2, на котором проводились первые испытания авиационного оборудования на радиационную стойкость.

Эти часы и записку А. В. Курганов получил из рук Генерального конструктора А. Н. Туполева за участие в создании самолёта с атомным двигателем.

В 1950-х годах Советский Союз делал успешные шаги в развитии атомной энергетики. Уже работала первая отечественная атомная электростанция, разрабатывались проекты атомных ледоколов и подводных лодок. Руководитель советского атомного проекта Игорь Васильевич Курчатов решил, что пришло время поставить вопрос о создании атомного самолёта.

Преимущества ядерных двигателей были очевидны: практически неограниченная дальность и длительность полёта при минимальном расходе топлива - всего несколько граммов урана на десятки часов полёта. Такой самолёт открывал самые заманчивые перспективы перед военной авиацией. Однако первые проработки проекта показали, что полностью защитить самолёт от выхода радиоактивных излучений за пределы конструкции реактора не удаётся. Тогда было принято решение создать так называемую теневую защиту кабины пилотов, а всё бортовое оборудование вне кабины, подверженное гамма-нейтронному облучению, самым тщательным образом обследовать. Первым делом надо было выяснить, как поведут себя незащищённые приборы при работающем реакторе.

Влияние радиоактивного излучения на бортовое оборудование изучали сотрудники Лётно-исследовательского института (ЛИИ) и Института атомной энергии (ИАЭ). Так сложилось содружество инженеров и конструкторов, специалистов по авиационному оборудованию и физиков-ядерщиков. Для исследований в ИАЭ нам предоставили реактор ВВЭР-2, в котором вода охлаждает аппарат и одновременно служит замедлителем нейтронов до энергий, требуемых для поддержания управляемой цепной реакции.

Руководил группой В. Н. Сучков. От Лётно-исследовательского института в ней работали А. В. Курганов, Ю. П. Гаврилов, Р. М. Костригина, М. К. Бушуев,
Б. М. Сорокин, В. П. Конарев, В. К. Селезнёв, Л. В. Романенко, Н. И. Макаров, В. П. Федоренко, И. Т. Смирнов, Г. П. Брусникин, Н. Н. Солдатов, И. Г. Хведченя, А. С. Михайлов, В. М. Груздов, В. С. Лисицин и другие. От Института атомной энергии экспериментальными работами руководили Г. Н. Степанов, Н. А. Ухин, А. А. Шапкин.

Ещё в самом начале экспериментов специалисты столкнулись с рядом трудностей. Во-первых, исследуемые приборы и аппаратура довольно сильно нагревались за счёт поглощения энергии излучения. Во-вторых, полностью исключался визуальный контроль, да и какой-либо контакт с исследуемыми образцами. В-третьих, для чистоты экспериментов было очень важно проводить исследования в условиях, по возможности близких к условиям полёта, а на высоте негерметичная авиационная аппаратура работает в разрежённой атмосфере. Чтобы создать разрежение воздуха, сконструировали малогабаритные барокамеры, из которых специальный компрессор откачивал воздух. Исследуемые приборы устанавливали в барокамеры и помещали их в канал атомного реактора вблизи его активной зоны.

Впоследствии к экспериментам были подключены: первая атомная электростанция в Физико-энергетическом институте им. А. И. Лейпунского (ФЭИ), облучательные установки в филиале Физико-химического института им. Л. Я. Карпова (ФХИ) в Обнинске. В результате этих работ впервые в стране были определены реальная радиационная стойкость бортового авиационного оборудования и наиболее чувствительные изделия, элементы и материалы, выявлена «иерархия» радиационной стойкости по видам оборудования, решены другие важные вопросы.

Следующим этапом работы по программе создания атомного самолёта стали разработка и строительство наземного стенда летающей атомной лаборатории (ЛАЛ). Стенд нужен был для проведения дозиметрических исследований в реальной конфигурации самолёта Ту-95М, а также для оценки работоспособности изделий в реальных условиях. На стенде исследовали радиотехническую бортовую аппаратуру и электротехнические агрегаты, оценивали величину радиоактивности, вызванной воздействием нейтронов, а также её спад во времени. Эти данные были очень важны с точки зрения эксплуатации и послеполётного обслуживания самолёта.

Вспоминается переполошивший всю группу эпизод, связанный с работой реактора. Однажды во время контрольного осмотра оператор заметил на водной поверхности бака обильную белую пену, похожую на пену стирального порошка. Атомщики забеспокоились: если это органическая пена, ещё полбеды - где-нибудь прокладка «газит», а если неорганическая - гораздо хуже - возможна коррозия алюминия, из которого сделаны корпуса тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), а в них находится ядерное горючее - уран. Все понимали, что разрушение корпусов ТВЭЛов может привести к катастрофическим последствиям.

Чтобы разобраться в ситуации, в первую очередь надо было определить химический состав пены. Взяли образцы и поехали в Семипалатинск, в ближайшую лабораторию. Но химики так и не разобрались, органика это или нет.

На объект срочно прилетел один из ведущих специалистов ИАЭ и посоветовал первым делом промыть бак реактора спиртом. Но эта процедура не помогла - аппарат продолжал гнать пену. Тогда решили ещё раз тщательно осмотреть всю конструкцию реактора изнутри. Чтобы не «схватить» повышенную дозу радиации, работать внутри бака можно было не более пяти минут. Осмотром занимались молодые механики из ОКБ им. А. Н. Туполева. Наконец, один из них с криком «Нашёл!» выбрался из бака, держа в руках кусок микропористой резины. Как туда попал этот посторонний предмет, можно только догадываться.

В мае 1962 года начался этап лётных испытаний, в котором участвовала наша бригада. Дозиметрические и другие исследования в условиях полёта показали, что во время работы реактора дальность радиосвязи сокращается под воздействием потока нейтронов, а находящийся в специальных ёмкостях вне защищённой кабины кислород, которым экипаж дышит во время высотного полёта, подвергается активации (в нём обнаружили молекулы озона - О 3). При этом элементы электрооборудования работали достаточно устойчиво.

Масштабная и очень интересная работа по созданию атомного самолёта, к сожалению, не была завершена. Программу закрыли, но участие в ней осталось в памяти на всю жизнь. В дальнейшем мне приходилось заниматься разными лётно-космическими экспериментами, лётными испытаниями на первом сверхзвуковом пассажирском самолёте Ту-144 и запуском космического корабля многоразового использования «Буран». Я получал разные награды, но самая дорогая среди них - часы, которые вручил мне Генеральный конструктор академик Андрей Николаевич Туполев за участие в проекте создания атомного самолёта. Часы до сих пор великолепно работают и стали семейной реликвией.

Изобретения

Нефть представляет собой маслянистую жидкость с характерным острым запахом и различным, в зависимости от места добычи, цветом. По своему химическому строению она является чрезвычайно сложной смесью различных химических соединений, прежде всего органических веществ - углеводородов. Углеводороды называются так потому, что представляют…

С древнейших времен одним из основных занятий человека было собирательство. Под этим словом современные ученые подразумевают сбор съедобных семян, орехов, фруктов, корней, личинок, яиц и т.п. Основным орудием при собирательстве была толстая палка-копалка, один конец которой был заострен и обожжен на…
Одним из замечательнейших событий в истории техники стало появление в середине XIX века скоропечатной ротационной машины, позволившей в тысячи раз увеличить выпуск печатных изданий, прежде всего газет и журналов. Это изобретение, точно так же как создание в свое время Гутенбергом первого…
Паровой молот господствовал в машиностроении на протяжении 90 лет и был одной из важнейших машин своего времени. Его создание и внедрение в производство по своему значению для промышленной революции можно сравнить только с введением механизированного суппорта токарного станка, осуществленным Генри Модсли…
Первое значительное изобретение сделанное человеком стало колесо. Первоначальным прототипом колеса стал каток из бревна, который подкладывались под тяжелые предметы для перетаскивания их.
Современные цифровые технологии позволили создать достаточно портативные микроскопы, которые возможно подключить к компьютеру для отображения изображения на экран монитора.
Робот пылесос agait. Специально для тех, кто хочет сделать так, чтобы уборка была не просто уборкой, а развлечением, специально можно предложить такой робот пылесос, как Робот пылесос agait.
Первая в мире атомная электростанция была построена в СССР через девять лет после атомной бомбардировки Хиросимы. Этому важнейшему в истории техники событию предшествовала лихорадочная и напряженная работа по созданию собственного ядерного оружия. Эту работу возглавил видный ученый и талантливый организатор Игорь…
На протяжении многих тысячелетий своей начальной истории люди не знали употребления металлов. Основным материалом для изготовления первых орудий труда служил камень, и именно с обработкой камня связаны первые великие открытия в истории человечества. Не из каждого камня можно сделать хорошее орудие…
Люди рано открыли полезные свойства огня - его способность освещать и согревать, изменять к лучшему растительную и животную пищу. "Дикий огонь", который вспыхивал во время лесных пожаров или извержений вулканов, был страшен и опасен для человека, но, принеся огонь в свою…
Важным достижением человека стало освоение составных орудий. Их появление произвело настоящую революцию в технике каменного века. Долгое время ручное рубило и палка существовали и использовались раздельно. Соединив их с помощью жил или ремешков кожи, люди получили принципиально новое орудие - каменный…
К важнейшим составным вкладышевым орудиям относятся лук и стрелы. Их изобретение тоже составило эпоху в истории человеческой мысли. По меркам каменного века лук был очень сложным орудием, и его создание сродни гениальному озарению. Действительно, все предшествовавшие усовершенствования орудий труда происходили в…
Можно назвать несколько причин, подтолкнувших человека к освоению водной стихии. Древние люди часто переходили с одного места на другое и должны были во время своих странствований тащить на себе свои пожитки. Стараясь облегчить эту непростую работу, они стали задумываться о средствах…
По мере усложнения хозяйственной деятельности человек стал испытывать нужду в более совершенных инструментах с тщательно отделанными лезвиями. Изготовление их требовало новых приемов в обработке камня. Около восьми тысяч лет назад люди освоили технику пиления, сверления и шлифовки. Эти открытия были настолько…

Стратегический бомбардировщик с атомными двигателями

«Проект атомной/>летающей лаборатории/>на базе М-50 »

В разгар холодной войны между СССР и США, каких только не было предложений по военному доминированию перед страной соперницей.

Дальность полетов самолетов в 1950-х годах была ограничена многими факторами, но для СССР во время отсутствие еще межконтинентальных ракетных комплексов встал серьезный вопрос о доставке атомной бомбы на территорию противника.

Потому что бомбардировщики США используя аэродромы стран НАТО могли доставить атомную бомбу на территорию СССР пролетев не более 10 тысячи км., а для авиации СССР требовалось преодолеть более 20 тысячи км., чтобы войти в воздушное пространство США. Самолет способный пролететь без посадки такое огромное расстояние в СССР не существовал.

Имеющиеся сверхзвуковые бомбардировщики в СССР способные нести груз в 5 тонн теоретически требовали две дозаправки в воздухе, чтобы преодолеть 15 тысяч километров. К тому же в 1957 году СССР обладал лишь двумя десятками бомбардировщиками Ту-95 и М-4, дальность полетов которых позволяло лишь пролететь через Арктику и достичь границу Канада и США. Вооруженные силы США в это время обладали около 2 тысяч бомбардировщиков B-52 и B-47, а также старые B-36.

В связи с таким раскладом сил перспективным оружием возмездия в СССР стал стратегический сверхзвуковой бомбардировщик с атомным двигателем или проект М-60, способный к неограниченным расстояниям перелетов.

В те годы данный проект не считался абсурдным.

«Летающая/>лаборатория,/>построенная на базе/>Ту-95»

СССР за десять лет после создания атомной бомбы создала мощную научную базу для применения ядерной энергии, которая могла себе позволить неограниченные производственные мощности и крупное финансовое обеспечение из бюджета страны.

Научная элита в ядерной области была воспитана благодаря лаборатории №2 Академии наук СССР, которая была создана и руководилась Игорем Курчатовым. Многие последующие знаменитые ученые были его учениками и коллегами.

На научно-технических советах при Совете Министров СССР обсуждался вопрос об использовании ядерной энергии в энергозависимых установка, устанавливаемые на корабли, подводных лодок, что сейчас не удивишь, но и самолетов.

Энергосиловые установки для самолетов стал разрабатывать Анатолий Петрович Александров, заместитель И.В.Курчатова в Лаборатории №2 АН СССР.

Первоначально для ядерного авиационного двигателя был предложен открытый и закрытый цикл на основе прямоточных турбореактивных и турбовинтовых двигателей. Реакторная установка с различным видом охлаждения от воздушного до жидкого.

Просчитывались варианты защиты экипажа и оборудования самолета от вредного воздействия. Исследования проходили настолько успешно, что в июне 1952 года Александров доложил Курчатову о возможности создания в ближайшее время авиационного двигателя.

Через три года в 1955 года, когда в СССР начала работу первая атомная электростанция и готовый проект первой атомной подлодки СССР начали уже строить на верфях, разведка сообщает что в США существует проект по созданию сверхзвукового бомбардировщика с атомным двигателем.

Эта информация подстегнула Совет Министров СССР издать Постановление предписывающее целому ряду ОКБ авиационной промышленности начать проектирование бомбардировщика с атомными двигателями.

ОКБ под руководством С.А.Лавочкина разработала двигатель с прямоточным воздушно-реактивным принципом работы.

«Турбореактивный/>двигатель с атомным/>реактором открытого/>типа»

Конструкция была применена по открытому циклу: атомный реактор занял место камеры сгорания, т. е. воздух проходил сквозь активную зону. Смерть Лавочкина в 1960 году вместе с проектом двигателя был не получил дальнейшего развития.

ОКБ под руководством Мясищева в ходе реализации проекта сверхзвукового бомбардировщика с ядерным двигателем первоначально виделась простой, но к середине 1956 года выявились сложно выполнимые задачи.

При установке новой силовой установки авиаконструкторы столкнулись с трудными задачами, с которыми ранее не решались.

Первая задача - это радиоактивное излучение при открытом цикле атомного двигателя. Защита от излучения требуется экипажу и оборудованию самолета. Защита требует толстостенные свинцовые щиты, что влияет на рабочие места экипажа и весовые ограничения.

Вторая задача - это не возможность использования привычных сплавов металлов в конструкции самолета из-за радиации и выделяемого тепла от реактора. Требуются новые сплавы способные выдерживать такие нагрузки и при этом быть достаточно легкими.

Третья задача - это необходимость постройки специальных авиабаз оснащенными дезактивационными и дистанционными системами по обслуживанию самолета, потому что открытый цикл атомного двигателя вызывает сильное заражение его поверхностей.

«Турбореактивный/>двигатель с/>кольцевым атомным/>двигателем открытого/>типа»

Остановленный реактор двигателя смертельно опасен для человека долгое время.

И самая главная задача - обеспечение безопасности, особенно при аварии самолета.

Все эти проблемы вынудили отказаться от первоначальной идеи и перейти к новой компоновке самолета, который разрабатывался в рамках проекта самолета М-60. Конструкция самолета М-60 представляла из себя средне план со трапециевидным крылом и горизонтальным оперением на вершине киля.

Вся силовая установка самолета находилась в хвостовой части в максимальном отдалении от экипажа. Самолет обладал четырьмя атомными турбореактивными двигателями, которые располагались по парно друг над другом.

Общая длина самолета составляла 66 метров, при этом его расчетная масса должна была составлять 250 тонн. Расчетная крейсерская скорость свыше 3000 км/час, а максимальный потолок высоты до 20 тысяч метров.

Кабина экипажа спроектирована была, как многослойная капсула из специальных сплавов металлов, которая была полностью изолирована от внешней атмосферы из-за наличия радиоактивности. Забор воздуха в капсулу из вне не возможен, поэтому предполагалось генерация кислородно-азотной смеси путем газификации жидких газов из баков на борту самолета.

Капсула экипажа не подразумевала окна, поэтому для визуального обзора предполагалось использовать телевизионные экраны и перископы.

«Проект/>стратегического/>атомного/>бомбардировщика М-30»

Предлагалось оснастить капсулу для экипажа системой автоматического управления самолет, которая будет способна обеспечить не только взлет, посадку и маневрирование самолетом, но и исполнять боевые задачи.

Все это подразумевало вообще отказаться от людей и создать беспилотный управляемый стратегический бомбардировщик, но руководство военно-воздушных сил СССР посчитало человека более надежным для исполнения боевой задачи.

Экспериментальные атомные турбореактивные двигатели для самолета М-60 рассчитывались для создания взлетной тяги до 23 тысяч кг. ОКБ под руководством А.М.Люльки подготовила два варианта новых двигателей.

Первый, по «соосной схеме», когда реактор кольцевой формы находиться позади камеры сгорания, соответственно вал турбокомпрессора проходить через него.

Второй, по схеме «коромысло», когда реактор находиться за пределами вала и образует изогнутую проточную камеру.

ОКБ Мясищева пробовали оба двигателя, но в каждом были свои плюсы и минусы. Инженерами были решены многие проблемы в проектировании, но главную проблему - безопасность в обслуживании самолета на земле, они еще не знали каким образом решить.

Вопросы безопасности по обеспечению наземной эксплуатации и обслуживанию самолета, защите экипажа и персонала, местности в месте хранения самолета, а также в случаи падения самолета стали пророческими в целесообразности создания такого самолета.

В.М.Мясищев перевел решения этих проблем в практическую область начав создание летающей лаборатории взяв за основу проект самолета М-50.

«Проект/>стратегического/>атомного/>бомбардировщика М-60»

Радикальным решением стало то, что самолет должен был использовать для взлета и посадки водную поверхность. Это решение отчасти решало ряд вопросом более легче, но не все.

Конструкторы должны были решить сложнейшие проблемы и они сами были уверены в успехе своего дела. В.М.Мясищев в 1958 году обратился с докладом к Президиуму ЦК КПСС, где указывал на наличие критики дальности действия текущих проектов обычных бомбардировщиков и необходимости сосредоточения всех работ на бомбардировщиках с атомными двигателями.

Перед этим докладом Мясищев был воодушевлен проектом ядерного двигателя с закрытым циклом, созданным в ОКБ под руководством Н.Д.Кузнецовым. Закрытый цикл двигателя облегчал многие вопросы в обеспечении безопасности и Мясищев рассчитывал за 7 лет представить готовый самолет.

Шесть атомных турбореактивных двигателей размещались в хвостовой части, а сам реактор в фюзеляже. Теплоносителем предполагалось быть литию и натрию. Капсула экипажа становиться вентилируемой и более облегченной.

Также общая длина самолета сократилась до 46 метров, размах крыльев 27 метров. Общая масса самолета также снизилась до 170 тонн, масса двигателей и реактора около 30 тонн, капсула экипажа и оборудование самолета 38 тонн, а полезная боевая нагрузка 25 тонн.

Но данному самолету было не суждено быть построенным.

«Проект атомного/>гидросамолета»

ОКБ Мясищева срочно привлекли к созданию многоступенчатой баллистической ракеты, а в 1960 году вообще ликвидировали путем присоединения к другому конструкторскому бюро.

Для коллектива ОКБ А.Н.Туполева была более реальная задача разработки стратегического бомбардировщика, который должен был быть дозвуковой.

В 1955 году очередная информация от разведки СССР вынудили в очередной раз заставить ускорить создание самолета. США провели испытательные полеты B-36 с атомным двигателем.

Был созван научный совет, которые решил что полет был на обыкновенных двигателях, но с ядерным реактором. Туполеву было предложено сделать такой же эксперимент совместно с Курчатовым.

ОКБ Туполева начало разработку летающей атомной лаборатории на базе уже существующего серийного самолета Ту-95. Для инженеров Туполева был организованы циклы лекции лучшими физиками-ядерщиками по атомным процессам, реакторах, защите, материалах, управления реакцией и т. д.

На этих лекциях возникали совместные обсуждения вопросов использования атомных технологий дополнительно в ограничениях требовании самолетостроения. В итоге команда ученых и конструкторов разработала компактных атомный реактор, способный поместиться в фюзеляж самолета Ту-95.

Основная цель создания летающей атомной лаборатории на базе Ту-95 - это исследования радиационного влияния на жизнедеятельность самолета; оценка систем защиты от радиационного излучения; исследование отражения радиационного излучения от воздушных масс на разных высотах.

На созданием ЛАЛ на базе Ту-95 работали множество ОКБ, которые модифицировали базовое оборудование самолета.

«Наземный стенд для/>испытаний атомного/>реактора »

Для оценки и тестирования работы реактора была построена наземная модель из части фюзеляжа от Ту-95.

Защита от радиации на ЛАЛ применили новые сплавы металлов ранее не применяемые в производстве самолетов. Все сплавы разрабатывались в ОКБ неметаллов совместно с НИИ химической промышленности.

Наземный стенд был готов к 1958 году на Семипалатинском полигоне, а в июне был запущен реактор на макете. Первый запуск оказался успешным: реактор разогнался до рабочий мощности, системы управления и защиты от излучения, а также выработаны инструкции для экипажа ЛАЛ.

Летающая лаборатория получала индекс Ту-95ЛАЛ, ранее потом был переоборудован стратегический бомбардировщик Ту-95М с которого было снято вооружение. Экипаж был защищен в герметичной кабине, которая закрывалась свинцовой пяти сантиметровой плитой и двадцати сантиметровой плитой из защитных материалов полиэтилена и церезина.

Самолет оснастили датчиками для фиксации уровня излучения радиации в бомбоотсеке, в салоне экипажа, по одному датчику на крыльях и в хвостовой части самолета.

Атомный реактор был изолирован в специальной оболочке из свинца и комбинированных материалов. При этом с двигателями был не связан, а использовался лишь источником излучения.

«Размещение реактора/>на Ту-95ЛАЛ»

В качестве теплоносителя использовалась дистиллированная вода, которая нагревалась и передавала свое тепло теплообменнику другого контура воды. Далее, второй контур охлаждался через водовоздушный радиатор, продуваемый потоками воздуха через имеющейся воздухозаборник в фюзеляже самолета.

Реактор получился чуть больше фюзеляжа самолета, поэтому пришлось его чуть расширить по кругу фюзеляжа. В результате защита реактора оказалась эффективной, что позволило снизить защиту в капсуле экипажа и другого оборудования.

В период 1959-1960 годов самолет с атомным реактором Ту-95ЛАЛ был готов и базировался на аэродроме в Московской области. На него лично приехал смотреть министр Деменьтев. За осень 1961 года самолет сделал успешные 34 вылета. Летчики-испытатели М.М.Нюхтиков, М.А.Жила, Е.А.Горюнов и ученые разработчики совершили полеты самолета, как с работающим реактором, так и остановленным реактором.

В ходе испытаний Ту-95ЛАЛ были получены удовлетворительные характеристики по защите экипажа от радиационного излучения, но громоздкая защита требовала дальнейшее снижения весовых характеристик.

Главная проблема в эксплуатации Ту-95ЛАЛ стала последствия разрушения реактора от возможной аварии самолета.

«Демонтаж реактора с/>самолета Ту-95ЛАЛ»

Степень заражения огромных пространств радиоактивными компонентами предрешило дальнейшую судьбу Ту-95ЛАЛ. Почти десять лет он находился на аэродроме около Семипалатинского полигона и в 1970-м году после снятия реактора был передан в Иркутский военно-авиационное училище в качестве музейного экспоната.

Во время «горбачевской перестройки» и сокращения военного наступательного вооружения самолет признали боевым и распили на металлолом.

Казалось бы проект стратегического бомбардировщика с ядерными двигателями был заброшен, но полученные результаты позволили ОКБ Туполева параллельно в 1970-е годы продолжить разработки еще одного экспериментального проекта самолета Ту-119 с двигателями способными работать на киросине и энергии от ядерного реактора.

Окончательно отказаться от таких самолетов пришлось, когда баллистические ракеты смогли преодолевать континенты и могли нести достаточно ядерных боеголовок для полного уничтожения вероятного противника. К тому же проблема безопасности эксплуатации самолетов с ядерным реактором была по прежнему не решена, как в прочем и в США.

В итоге Правительство СССР посчитало, что выделяемые огромные средства на создание самолета менее выгодно, чем созданные межконтинентальные ракеты, и проекты самолетов с ядерными реакторами закрыли.

Тем неменее благодаря проекту самолета Ту-95ЛАЛ были получены уникальные результаты исследовании, которые дали знания для других проектов с использованием ядерного реактора.

18+, 2015, сайт, «Seventh Ocean Team». Координатор команды:

Осуществляем безвозмездную публикацию на сайте.
Публикации на сайте, являются собственностью их соответствующих владельцев и авторов.

Проект стратегического атомного бомбардировщика М-60

Начнем с того, что в 1950-е гг. в СССР, в отличие от США, создание атомного бомбардировщика воспринималось не просто как желательная, пусть даже очень, но как жизненно необходимая задача. Это отношение сформировалось среди высшего руководства армии и военно-промышленного комплекса в результате осознания двух обстоятельств. Во-первых, огромного, подавляющего преимущества Штатов с точки зрения самой возможности атомной бомбардировки территории потенциального противника. Действуя с десятков военно-воздушных баз в Европе, на Ближнем и Дальнем Востоке, самолеты США, даже обладая дальностью полета всего 5-10 тыс. км, могли достичь любой точки СССР и вернуться обратно. Советские же бомбардировщики вынуждены были работать с аэродромов на собственной территории, и для аналогичного рейда на США должны были преодолеть 15-20 тыс. км. Самолетов с такой дальностью в СССР не было вообще. Первые советские стратегические бомберы М-4 и Ту-95 могли «накрыть» лишь самый север США и сравнительно небольшие участки обоих побережий. Но даже этих машин в 1957 г. насчитывалось всего 22. А количество американских самолетов, способных наносить удары по СССР, достигло к тому времени 1800! Причем это были первоклассные бомбардировщики-носители атомного оружия В-52, В-36, В-47, а через пару лет к ним присоединились сверхзвуковые В-58.

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.

Во-вторых, задача создания реактивного бомбардировщика необходимой дальности полета с обычной силовой установкой в 1950-е гг. представлялась непреодолимо сложной. Тем более, сверхзвукового, потребность в котором диктовалась стремительным развитием средств ПВО. Полеты первого в СССР сверхзвукового стратегического носителя М-50 показали, что с грузом 3-5 т даже при двух дозаправках в воздухе его дальность едва может достичь 15000 км. Но как дозаправляться на сверхзвуковой скорости, да к тому же, над территорией противника, ответить не мог никто. Необходимость дозаправок значительно снижала вероятность выполнения боевой задачи, а кроме того, такой полет требовал огромного количества топлива – в сумме более 500 т для заправляемого и заправляющего самолетов. То есть, только за один вылет полк бомбардировщиков мог израсходовать более 10 тыс. т керосина! Даже простое накопление таких запасов топлива вырастало в огромную проблему, не говоря уже о безопасном хранении и защите от возможных ударов с воздуха.

В то же время, в стране существовала мощная научно-производственная база для решения различных задач применения ядерной энергии. Свое начало она брала от Лаборатории № 2 Академии наук СССР, организованной под руководством И.В.Курчатова в самый разгар Великой отечественной войны - в апреле 1943 г. Вначале главной задачей ученых-ядерщиков было создание урановой бомбы, однако затем начался активный поиск других возможностей использования нового вида энергии. В марте 1947 г. – лишь на год позже, чем в США – в СССР впервые на государственном уровне (на заседании Научно-технического совета Первого главного управления при Совете Министров) подняли проблему использования тепла ядерных реакций в энергосиловых установках. Совет принял решение начать систематические исследования в этом направлении с целью разработки научных основ получения с помощью деления ядер электроэнергии, а также приведения в движение кораблей, подводных лодок и самолетов.

Научным руководителем работ стал будущий академик А.П.Александров. Рассматривались несколько вариантов ядерных авиационных силовых установок: открытого и закрытого цикла на основе прямоточных, турбореактивных и турбовинтовых двигателей. Разрабатывались различные типы реакторов: с воздушным и с промежуточным жидкометаллическим охлаждением, на тепловых и быстрых нейтронах и т.д. Исследовались приемлемые для применения в авиации теплоносители и способы защиты экипажа и бортового оборудования от воздействия излучения. В июне 1952 г. Александров докладывал Курчатову: «…Наши знания в области атомных реакторов позволяют поставить вопрос о создании в ближайшие годы двигателей на атомной энергии, применяемых для тяжелых самолетов…».

Однако чтобы идея пробила себе дорогу, понадобилось еще три года. За это время успели подняться в небо первые М-4 и Ту-95, в Подмосковье начала работать первая в мире атомная электростанция, началась постройка первой советской атомной подлодки. Наша агентура в США стала передавать сведения о проводимых там масштабных работах по созданию атомного бомбардировщика. Эти данные воспринимались как подтверждение перспективности нового вида энергии для авиации. Наконец, 12 августа 1955 г. вышло Постановление Совета Министров СССР № 1561-868, предписывавшее ряду предприятий авиационной промышленности начать работы по атомной тематике. В частности, ОКБ-156 А.Н.Туполева, ОКБ-23 В.М.Мясищева и ОКБ-301 С.А.Лавочкина должны были заняться проектированием и постройкой летательных аппаратов с ядерными силовыми установками, а ОКБ-276 Н.Д.Кузнецова и ОКБ-165 А.М.Люльки - разработкой таких СУ.

Наиболее простая в техническом отношении задача была поставлена перед ОКБ-301, возглавлявшимся С.А.Лавочкиным – разработать экспериментальную крылатую ракету «375» с ядерным прямоточным воздушно-реактивным двигателем конструкции ОКБ-670 М.М.Бондарюка. Место обычной камеры сгорания в этом двигателе занимал реактор, работавший по открытому циклу – воздух протекал прямо сквозь активную зону. За основу конструкции планера ракеты были приняты разработки по межконтинентальной крылатой ракете «350» с обычным ПВРД. Несмотря на сравнительную простоту, тема «375» не получила сколько-нибудь значительного развития, а смерть С.А.Лавочкина в июне 1960 г. и вовсе поставила точку в этих работах.

Атомный ТРД схемы «коромысло»

Атомный ТРД «соосной» схемы

Одна из возможных компоновок атомного гидросамолета Мясищева

Проект атомной летающей лаборатории
на базе М-50

Проект стратегического атомного бомбардировщика М-30

Коллективу Мясищева, занятому тогда созданием М-50, предписывалось выполнить предварительный проект сверхзвукового бомбардировщика «со специальными двигателями главного конструктора А.М.Люлька». В ОКБ тема получила индекс «60», ведущим конструктором по ней назначили Ю.Н.Труфанова. Поскольку в самых общих чертах решение задачи виделось в простом оснащении М-50 двигателями на ядерной энергии, причем работающими по открытому циклу (из соображений простоты), то считалось, что М-60 станет первым в СССР атомным самолетом. Однако уже к середине 1956 г. выяснилось, что так просто поставленную задачу не решить. Оказалось, что машина с новой СУ обладает целым рядом специфических особенностей, с которыми авиаконструкторы никогда ранее не сталкивались. Новизна возникших проблем была столь большой, что никто в ОКБ, да и во всей могучей советской авиапромышленности даже понятия не имел, с какой стороны подойти к их решению.

Первой проблемой стала защита людей от радиоактивного излучения. Какой она должна быть? Сколько должна весить? Как обеспечить нормальное функционирование экипажа, заключенного в непроницаемую толстостенную капсулу, в т.ч. обзор с рабочих мест и аварийное покидание? Вторая проблема – резкое ухудшение свойств привычных конструкционных материалов, вызванное мощными потоками радиации и тепла, исходящими от реактора. Отсюда - необходимость создавать новые материалы. Третья - необходимость разработки совершенно новой технологии эксплуатации атомных самолетов и постройки соответствующих авиабаз с многочисленными подземными сооружениями. Ведь оказалось, что после остановки двигателя открытого цикла ни один человек к нему не сможет подойти еще 2-3 месяца! А значит, есть необходимость в дистанционном наземном обслуживании самолета и двигателя. Ну и, конечно, проблемы безопасности - в самом широком понимании, особенно в случае аварии такого самолета.

Осознание этих и многих других проблем камня на камне не оставило от первоначальной идеи использовать планер М-50. Конструкторы сосредоточились на поиске новой компоновки, в рамках которой упомянутые проблемы представлялись решаемыми. При этом основным критерием выбора расположения атомной силовой установки на самолете было признано максимальное ее удаление от экипажа. В соответствии с этим был разработан эскизный проект М-60, на котором четыре атомных ТРД располагались в хвостовой части фюзеляжа попарно в «два этажа», образуя единый ядерный отсек. Самолет имел схему среднеплана с тонким свободнонесущим трапециевидным крылом и таким же горизонтальным оперением, расположенным на вершине киля. Ракетное и бомбовое вооружение планировалось размещать на внутренней подвеске. Длина самолета должна была составлять порядка 66 м, взлетная масса - превысить 250 т, а крейсерская скорость полета – 3000 км/ч на высоте 18000-20000 м.

Экипаж предполагалось разместить в глухой капсуле с мощной многослойной защитой из специальных материалов. Радиоактивность атмосферного воздуха исключала возможность использования его для наддува кабины и дыхания. Для этих целей пришлось использовать кислородно-азотную смесь, получаемую в специальных газификаторах путем испарения жидких газов, находящихся на борту. Отсутствие визуального обзора должно было компенсироваться перископами, телевизионным и радиолокационным экранами, а также установкой полностью автоматической системы управления самолетом. Последняя должна была обеспечивать все этапы полета, включая взлет и посадку, выход на цель и т.д. Это логически подводило к идее беспилотного стратегического бомбардировщика. Однако в ВВС настаивали на пилотируемом варианте как более надежном и гибком в использовании.

Наземный стенд для испытаний реактора

Ядерные турбореактивные двигатели для М-60 должны были развивать взлетную тягу порядка 22500 кгс. ОКБ А.М.Люльки разрабатывало их в двух вариантах: «соосной» схемы, в которой кольцевой реактор располагался позади обычной камеры сгорания, и сквозь него проходил вал турбокомпрессора; и схемы «коромысло» - с изогнутой проточной частью и выведением реактора за пределы вала. Мясищевцы пытались применить и тот, и другой тип двигателя, находя в каждом из них как преимущества, так и недостатки. Но главный вывод, который содержался в Заключении к предварительному проекту М-60, звучал так: «…наряду с большими трудностями создания двигателя, оборудования и планера самолета возникают совершенно новые проблемы обеспечения наземной эксплуатации и защиты экипажа, населения и местности в случае вынужденной посадки. Эти задачи… еще не решены. В то же время, именно возможностью решения этих проблем определяется целесообразность создания пилотируемого самолета с атомным двигателем». Воистину пророческие слова!

Чтобы перевести решение названных проблем в практическую плоскость, В.М.Мясищев начал разработку проекта летающей лаборатории на основе М-50, на которой один атомный двигатель размещался бы в носовой части фюзеляжа. А с целью радикального повышения живучести баз атомных самолетов в случае начала войны было предложено вообще отказаться от использования бетонных ВПП, а атомный бомбардировщик превратить в сверхзвуковую (!) летающую лодку М-60М. Этот проект разрабатывался параллельно сухопутному варианту и сохранял с ним значительную преемственность. Конечно, при этом крыло и воздухозаборники двигателей были максимально подняты над водой. Взлетно-посадочные устройства включали в себя носовую гидролыжу, подфюзеляжные выдвижные подводные крылья и поворотные поплавки боковой устойчивости на концах крыла.

Размещение реактора и датчиков облучения на Ту-95ЛАЛ

Проблемы перед конструкторами стояли сложнейшие, однако работа шла, и складывалось впечатление, что все трудности можно преодолеть в сроки, существенно меньшие, чем повысить дальность полета обычных самолетов. В 1958 г. В.М.Мясищев по заданию Президиума ЦК КПСС подготовил доклад «Состояние и возможные перспективы стратегической авиации», в котором однозначно утверждал: «…В связи со значительной критикой проектов М-52К и М-56К [бомбардировщики на обычном топливе, – авт.] Министерством обороны по линии недостаточности радиуса действия таких систем, нам представляется полезным сосредоточить все работы по стратегическим бомбардировщикам на создании сверхзвуковой бомбардировочной системы с атомными двигателями, обеспечивающей необходимые дальности полета для разведки и для точечного бомбометания подвесными самолетами-снарядами и ракетами по подвижным и неподвижным целям».

Мясищев имел в виду, прежде всего, новый проект стратегического бомбардировщика-ракетоносца с ядерной силовой установкой закрытого цикла, которую проектировало ОКБ Н.Д.Кузнецова. Эту машину он рассчитывал создать за 7 лет. В 1959 г. для нее была выбрана аэродинамическая схема «утка» с треугольными крылом и передним оперением значительной стреловидности. Шесть ядерных турбореактивных двигателей предполагалось расположить в хвостовой части самолета и объединить в один или два пакета. Реактор размещался в фюзеляже. В качестве теплоносителя предполагалось использовать жидкий металл: литий или натрий. Двигатели имели возможность работать и на керосине. Закрытый цикл работы СУ позволял сделать кабину экипажа вентилируемой атмосферным воздухом и намного снизить вес защиты. При взлетной массе примерно 170 т масса двигателей с теплообменниками предполагалась 30 т, защита реактора и кабины экипажа 38 т, полезная нагрузка 25 т. Длина самолета получалась около 46 м при размахе крыла примерно 27 м.

Первый полет М-30 планировался на 1966 г., однако ОКБ-23 Мясищева не успело даже приступить к рабочему проектированию. Постановлением правительства ОКБ-23 Мясищева привлекли к разработке многоступенчатой баллистической ракеты конструкции ОКБ-52 В.Н.Челомея, а осенью 1960 г. ликвидировали как самостоятельную организацию, сделав филиалом №1 этого ОКБ и полностью переориентировав на ракетно-космическую тематику. Таким образом, задел ОКБ-23 по атомным самолетам не был воплощен в реальные конструкции.

Ту-95ЛАЛ. На переднем плане - контейнер с датчиком излучения

В отличие от коллектива В.М.Мясищева, пытавшегося создать сверхзвуковой стратегический самолет, перед ОКБ-156 А.Н.Туполева первоначально поставили более реальную задачу – разработать дозвуковой бомбардировщик. Практически эта задача была точно такой же, как стоявшая перед американскими конструкторами – оснастить реактором уже существующую машину, в данном случае Ту-95. Однако не успели туполевцы даже осмыслить предстоявшую работу, как в декабре 1955 г. по каналам советской разведки стали поступать сообщения о проведении в США испытательных полетов В-36 с реактором на борту. Вспоминает Н.Н.Пономарев-Степной, ныне академик, а в те годы еще молодой сотрудник курчатовского института: «…Однажды Меркину [один из ближайших коллег Курчатова, – авт.] позвонил Курчатов и сказал, что у него есть данные о том, что в Америке самолет с реактором летал. Он сейчас идет в театр, но к концу спектакля у него должна быть информация о возможности такого проекта. Меркин собрал нас. Это был «мозговой штурм». Мы пришли к выводу, что такой самолет есть. У него на борту находится реактор, но летает он на обычном топливе. А в воздухе идет исследование того самого рассеивания потока излучения, которое нас так волнует. Без таких исследований скомпоновать защиту на атомном самолете невозможно. Меркин поехал к театру, где и рассказал Курчатову о наших выводах. После этого Курчатов предложил Туполеву провести аналогичные эксперименты…».

28 марта 1956 г. вышло Постановление СМ СССР, согласно которому в ОКБ Туполева началось проектирование летающей атомной лаборатории (ЛАЛ) на базе серийного Ту-95. Непосредственные участники этих работ В.М.Вуль и Д.А.Антонов рассказывают о том времени: “…Первым делом, в соответствии со своей обычной методикой - сначала все ясно понять - А.Н.Туполев организовал цикл лекций-семинаров, на которых ведущие ученые-атомщики страны А.П.Александров, А.И.Лейпунский, Н.Н.Пономарев-Степной, В.И.Меркин и др. рассказывали нам о физических основах атомных процессов, устройстве реакторов, требованиях к защите, к материалам, системе управления и т.д. Очень скоро на этих семинарах начались оживленные обсуждения: как сочетать атомную технику с самолетными требованиями и ограничениями. Вот один из примеров таких дискуссий: объем реакторной установки атомщики первоначально обрисовали нам, как объем небольшого дома. Но компоновщики ОКБ сумели сильно «обжать» ее габариты, особенно защитных конструкций, выполнив при этом все заявленные требования по уровню защиты для ЛАЛ. На одном из семинаров А.Н.Туполев заметил, что “…домов на самолетах не возят” и показал нашу компоновку. Атомщики были удивлены - они впервые встретились с таким компактным решением. После тщательного анализа она была совместно принята для ЛАЛ на Ту-95”.

Ту-95ЛАЛ. Обтекатели и воздухозаборник реактора

В ходе этих встреч были сформулированы и основные цели создания ЛАЛ, в т.ч. изучение влияния радиационного излучения на агрегаты и системы самолета, проверка эффективности компактной защиты от излучения, экспериментальное исследование отражения гамма- и нейтронного излучений от воздуха на различных высотах полета, освоение эксплуатации атомных силовых установок. Компактная защита стала одним из «ноу-хау» туполевцев. В отличие от ОКБ-23, проекты которого предусматривали помещение экипажа в капсулу со сферической защитой постоянной во всех направлениях толщины, конструкторы ОКБ-156 решили применить защиту переменной толщины. При этом максимальная степень защиты предусматривалась лишь от прямого излучения реактора, т.е сзади пилотов. В то же время, боковое и переднее экранирование кабины следовало свести к минимуму, обусловленному необходимостью поглощения излучения, отраженного от окружающего воздуха. Для точной оценки уровня отраженного излучения, в основном, и ставили летный эксперимент.

Для предварительного изучения и приобретения опыта работы с реактором предусматривалась постройка наземного испытательного стенда, проектные работы по которому были поручены Томилинскому филиалу ОКБ, возглавлявшемуся И.Ф.Незвалем. Стенд создавался на основе средней части фюзеляжа Ту-95, причем реактор установили на специальной платформе с подъемником, и при необходимости он мог опускаться. Радиационная защита на стенде, а затем и на ЛАЛ, изготовлялась с использованием совершенно новых для авиации материалов, для производства которых потребовались новые технологии.

Ту-95ЛАЛ. Демонтаж реактора.

В летающую лабораторию, получившую обозначение Ту-95ЛАЛ, был переоборудован серийный стратегический бомбардировщик Ту-95М №7800408 с четырьмя турбовинтовыми двигателями НК-12М мощностью по 15000 л.с. Все вооружение с самолета было снято. Экипаж и экспериментаторы находились в передней герметической кабине, где также размещался датчик, фиксировавший проникающее излучение. За кабиной был установлен защитный экран из свинцовой 5-см плиты и комбинированных материалов (полиэтилен и церезин) общей толщиной около 20 см. В бомбоотсеке, где в будущем должна была располагаться боевая нагрузка, был установлен второй датчик. За ним, ближе к хвосту самолета, располагался реактор. Третий датчик находился в задней кабине машины. Еще два датчика смонтировали под консолями крыла в несъемных металлических обтекателях. Все датчики были поворотными вокруг вертикальной оси для ориентации в нужную сторону.

Сам реактор был окружен мощной защитной оболочкой, также состоявшей из свинца и комбинированных материалов, и никакой связи с двигателями самолета не имел - служил только источником излучения. Дистиллированная вода использовалась в нем как замедлитель нейтронов и, одновременно, как теплоноситель. Нагретая вода отдавала тепло в промежуточном теплообменнике, входивший в замкнутый первичный контур циркуляции воды. Через его металлические стенки тепло отводилось в воду вторичного контура, в котором рассеивалось в водо-воздушном радиаторе. Последний продувался в полете потоком воздуха через большой воздухозаборник под фюзеляжем. Реактор немного выходил за обводы фюзеляжа самолета и прикрывался металлическими обтекателями сверху, снизу и по бокам. Поскольку круговая защита реактора считалась достаточно эффективной, в ней были предусмотрены открываемые в полете окна для проведения экспериментов по отраженному излучению. Окна позволяли создавать пучки излучения в различных направлениях. Управление их открытием и закрытием производилось с пульта экспериментаторов в кабине экипажа.

Проект атомного противолодочного самолета на базе Ту-114

Постройка Ту-95ЛАЛ и оснащение необходимым оборудованием заняли 1959-60 г. К весне 1961 г. «…самолет стоял на аэродроме под Москвой, - продолжает рассказ Н.Н.Пономарев-Степной, - и приехал Туполев с министром Дементьевым посмотреть на него. Туполев объяснял систему защиты от излучений: «…Надо, чтобы ни малейшей щели не было, иначе нейтроны через нее выйдут». «Ну и что?» - не понял министр. И тогда Туполев объяснил по-простому: «В морозный день ты выйдешь на летное поле, и ширинка у тебя будет расстегнута – все замерзнет!». Министр рассмеялся – мол, теперь с нейтронами все понятно…».

С мая по август 1961 г. на Ту-95ЛАЛ было выполнено 34 полета. Самолетом управляли летчики-испытатели М.М. Нюхтиков, Е.А. Горюнов, М.А. Жила и др., ведущим по машине был инженер Н.В.Лашкевич. В летных испытаниях участвовали руководитель эксперимента ученый-атомщик Н.Пономарев-Степной и оператор В.Мордашев. Полеты проходили как с «холодным» реактором, так и с работающим. Исследования радиационной обстановки в кабине пилотов и за бортом проводили физики В.Мадеев и С.Королев.

Испытания Ту-95ЛАЛ показали достаточно высокую эффективность примененной системы радиационной защиты, но при этом выявили ее громоздкость, слишком большой вес и необходимость дальнейшего совершенствования. А главной опасностью атомного самолета была признана возможность его аварии и заражения больших пространств ядерными компонентами.

Дальнейшая судьба самолета Ту-95ЛАЛ похожа на судьбы многих других самолетов в Советском Союзе – был уничтожен. После завершения испытаний он долгое время стоял на одном из аэродромов под Семипалатинском, а в начале 1970-х гг. был передан на учебный аэродром Иркутского военного авиационно-технического училища. Начальник училища генерал-майор С.Г.Калицов, прослуживший ранее много лет в дальней авиации, имел мечту о создании музея дальней авиации. Естественно, тепловыделяющие элементы из активной зоны реактора уже были изъяты. В горбачевский период сокращения стратегических вооружений самолет посчитали за боевую единицу, разобрали на части и выбросили на свалку, с которой он исчез в металлолом.

Программа предполагала, что в 1970-х гг. начнется проработка серии атомных сверхзвуковых тяжелых самолетов под единым обозначением “120” (Ту-120). Предполагалось, что все они будут оснащены ядерными ТРД закрытого цикла разработки ОКБ Н.Д.Кузнецова. Первым в этом ряду должен был стать дальний бомбардировщик, близкий по назначению к Ту-22. Самолет выполнялся по нормальной аэродинамической схеме и представлял собой высокоплан со стреловидными крылом и оперением, велосипедным шасси, реактором с двумя двигателями в хвостовой части фюзеляжа, на максимальном удалении от кабины экипажа. Вторым проектом был маловысотный ударный самолет с низкорасположенным треугольным крылом. Третьим стал проект дальнего стратегического бомбардировщика с

И все же туполевской программе, как и проектам Мясищева, не суждено было воплотиться в реальные конструкции. Пусть на несколько лет позже, но правительство СССР закрыло и ее. Причины, по большому счету, были такими же, что и в США. Главная – атомный бомбардировщик оказался неподъемно сложной и дорогой системой вооружения. Только что появившиеся межконтинентальные баллистические ракеты решали задачу тотального уничтожения противника гораздо дешевле, быстрее и, если так можно выразиться, гарантированней. Да и денег у советской страны не хватило - в тот период шло интенсивное развертывание МБР и ядерного подводного флота, на что уходили все средства. Свою роль сыграла и нерешенность проблем безопасной эксплуатации атомных самолетов. Политический азарт также покинул советское руководство: к тому времени американцы уже свернули работы в этой области, и догонять стало некого, а идти впереди слишком дорого и опасно.

Тем не менее, закрытие атомной тематики в ОКБ Туполева вовсе не означало отказа от ядерной силовой установки как таковой. Военно-политическое руководство СССР отказалось лишь от использования атомного самолета в качестве средства доставки оружия массового поражения непосредственно к цели. Эту задачу возложили на баллистические ракеты, в т.ч. базирующиеся на подводных лодках. Субмарины могли скрытно месяцами дежурить у берегов Америки и в любой момент нанести молниеносный удар с близкого расстояния. Естественно, американцы стали предпринимать меры, направленные на борьбу с советскими подводными ракетоносцами, и лучшим средством такой борьбы оказались специально созданные атакующие подлодки. В ответ советские стратеги решили организовать охоту на эти скрытные и подвижные корабли, да еще в районах, удаленных на тысячи миль от родных берегов. Было признано, что наиболее эффективно с такой задачей мог бы справиться достаточно большой противолодочный самолет с неограниченной дальностью полета, обеспечить которую мог только атомный реактор.

В общем, установили реактор на платформу, закатили в Ан-22 № 01-07 и в начале сентября вылетели в Семипалатинск. От ОКБ Антонова в программе участвовали летчики В.Самоваров и С.Горбик, ведущий инженер по двигателям В.Воротников, начальник наземной бригады А.Эскин и я – ведущий конструктор по спецустановке. С нами был представитель ЦИАМ Б.Н.Омелин. На полигоне присоединились военные, ученые-ядерщики из Обнинска, всего набралось человек 100. Руководил группой полковник Герасимов. Программа испытаний была названа «Аист», и мы нарисовали на боку реактора маленький силуэт этой птицы. На самолете никаких особенных внешних обозначений не было. Все 23 полета по программе «Аист» прошли гладко, было лишь одно ЧП. Однажды Ан-22 взлетел для трехчасового полета, но тут же приземлился. Реактор не включался. Причина оказалась в некачественном штепсельном разъеме, в котором все время нарушался контакт. Разобрались, вставили в ШР спичку – все заработало. Так и летали со спичкой до конца программы.

На прощание, как водится в подобных случаях, устроили небольшое застолье. Это был праздник мужчин, сделавших свое дело. Выпили, разговорились с военными, физиками. Радовались, что возвращаемся домой, к семьям. А вот физики все больше мрачнели: большинство из них были оставлены женами: 15-20 лет работы в области ядерных исследований негативно отразились на их здоровье. Зато у них были другие утешения: после наших полетов пятеро из них стали докторами наук, а человек пятнадцать – кандидатами».

Итак, новая серия летных экспериментов с реактором на борту завершилась успешно, были получены необходимые данные для проектирования достаточно эффективной и безопасной авиационной ядерной СУ. Советский Союз все-таки обогнал США, вплотную подойдя к созданию реального атомного самолета. Эта машина радикально отличалась от концепций 1950-х гг. с реакторами открытого цикла, эксплуатация которых была бы связана с огромными трудностями и нанесением колоссального вреда окружающей среде. Благодаря новой защите и закрытому циклу радиационное заражение конструкции самолета и воздуха сводилось к минимуму, а в экологическом плане такая машина даже имела определенные преимущества перед самолетами на химическом топливе. Во всяком случае, если все исправно работает, то выхлопная струя атомного двигателя не содержит ничего, кроме чистого нагретого воздуха.

4. Комбинированный турбореактивно-атомный двигатель:

1 - электростартер; 2 - заслонки; 3 - воздуховод прямоточного контура; 4 - компрессор;

5 - камера сгорания; 6 - корпус атомного реактора; 7 - тепловыделяющая сборка.

Но это - если… На случай же летного происшествия проблемы экологической безопасности в проекте Ан-22ПЛО не были решены в достаточной мере. Выстреливание угольных стержней в активную зону действительно прекращало цепную реакцию, но опять же, если реактор не поврежден. А что будет, если это случится в результате удара о землю, и стержни не займут нужное положение? Представляется, что именно опасность подобного развития событий не позволила реализовать в металле этот проект.

Однако советские конструкторы и ученые продолжали поиск решения проблемы. Тем более, что кроме противолодочной функции, атомному самолету нашли новое применение. Оно возникло как логическое развитие тенденции повышения неуязвимости пусковых установок МБР в результате придания им мобильности. В начале 1980 гг. США разработали стратегическую систему МХ, в которой ракеты постоянно перемещались между многочисленными укрытиями, лишая противника даже теоретической возможности уничтожить их точечным ударом. В СССР межконтинентальные ракеты установили на автомобильное шасси и железнодорожные платформы. Следующим логическим шагом было бы поместить их на самолет, который бы барражировал над своей территорией либо над океанскими просторами. Ввиду своей подвижности он был бы неуязвим для средств ракетного нападения противника. Главным качеством такого самолета было как можно большее время пребывания в полете, а значит, ядерная СУ подходила ему как нельзя лучше.

…Реализации этого проекта помешал конец «холодной войны» и распад Советского Союза. Повторился мотив, довольно часто встречающийся в истории отечественной авиации: как только все готово к решению задачи, исчезла сама задача. Но мы, пережившие чернобыльскую катастрофу, не очень расстроены по этому поводу. И лишь возникает вопрос: как относиться к тем колоссальным интеллектуальным и материальным затратам, которые понесли СССР и США, десятилетиями пытаясь создать атомный самолет? Ведь все впустую!.. Не совсем. У американцев есть выражение: «Мы заглядываем за горизонт». Так говорят, когда выполняют работу, зная, что сами никогда не воспользуются ее результатами, что эти результаты могут оказаться полезными лишь в отдаленном будущем. Может быть, когда-нибудь человечество вновь поставит перед собой задачу постройки летательного аппарата на ядерной энергии. Может даже, это будет не боевой самолет, а грузовое или, скажем, научное воздушное судно. И тогда будущие конструкторы смогут опереться на результаты труда наших современников. Которые всего лишь заглянули за горизонт…

Энергетическая проблема, проблема компактного источника энергии большой мощности и эффективного преобразования этой энергии в тягу, стоит перед создателями летающей техники с момента ее появления - и окончательно не решена до сих пор. Сегодня применяют - за редчайшим исключением - термохимические двигатели, использующие ископаемое углеводородное топливо. Прежде всего, с ним меньше возни в эксплуатации, и это настолько перевешивает все мыслимые недостатки, что о них стараются просто не вспоминать...

Но недостатки от этого не пропадают! Поэтому попытки перейти на другие источники энергии предпринимались неоднократно. И прежде всего внимание авиаконструкторов и ракетчиков привлекла атомная энергия - ведь энергоемкость 1 г U235 эквивалентна 2 т керосина (вместе с 5 т кислорода)!

Однако двигатели атомных самолетов и ракет так и остались на стендах. Три самолета с атомными реакторами на борту поднимались в воздух, но только с одной целью - опробовать компактный реактор и проверить его защиту...

Почему? Давайте вернемся на 60 лет назад...

АМЕРИКАНСКИЙ ВЫЗОВ

Еще в 1942 г. один из руководителей американской программы создания атомной бомбы Энрико Ферми обсуждал с другими участниками этого проекта возможность создания самолетных моторов на ядерном топливе. Четырьмя годами позже, в 1946, сотрудники Лаборатории прикладной физики при университете Джона Хопкинса посвятили этой проблеме специальное исследование. В мае того же года командование Военно-воздушных сил США утвердило пилотный проект «Ядерная энергия для авиационных двигателей» (NEPA - Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft), направленный на разработку ядерных двигателей для стратегических бомбардировщиков дальнего радиуса действия.

Работы по его осуществлению начались в Ок-Риджской национальной лаборатории при участии частной компании «Fairchild Engine & Airframe Co». В 1946-48 гг. на проект NEPA было истрачено около $10 млн.

В конце 1940-х руководители ВВС пришли к выводу, что разработку авиационных двигателей на ядерном горючем лучше всего вести в кооперации с Комиссией по атомной энергии. В итоге проект NEPA был отменен, и в 1951 г. на смену ему пришла совместная программа ВВС и Комиссии - «Авиационные ядерные двигатели» (ANP - Aircraft Nuclear Propulsion). При этом с самого начала было оговорено разделение труда: Комиссия по атомной энергии отвечала за разработку компактного реактора, пригодного для установки на тяжелых бомбардировщиках, а ВВС - за конструирование авиационных турбореактивных двигателей, получающих от него энергию. Руководители программы решили разрабатывать два варианта таких моторов и передали эти подряды компаниям «General Electric» и «Prutt & Whitney». В обоих случаях предполагалось, что реактивную тягу будет создавать перегретый сжатый воздух, отводящий тепло от атомного реактора. Разница между двумя версиями двигателя состояла в том, что в проекте «General Electric» воздух должен был охлаждать реактор при прямом обдуве, а в проекте «Prutt & Whitney» - через теплообменник.

Практическое осуществление программы ANP зашло довольно далеко. К середине 1950-х в ее рамках был изготовлен опытный образец небольшого атомного реактора с воздушным охлаждением. Командованию ВВС было важно убедиться, что этот реактор можно запускать и заглушать во время полета, не создавая угрозы для летчиков. Для его летных испытаний был выделен гигантский 10-моторный бомбардировщик B-36H, грузоподъемность которого приближалась к сорока тоннам. После переоборудования самолета реактор удалось разместить в бомбовом отсеке и защитить кабину экипажа щитом из свинца и резины.

С июля 1955 по март 1957 г. эта машина совершила 47 рейсов, во время которых реактор периодически включался и выключался на холостых режимах, иначе говоря, без нагрузки. В ходе этих полетов не возникло никаких нештатных ситуаций.

Полученные результаты позволили компании «General Electric» сделать следующий шаг. Ее инженеры построили три версии нового атомного реактора HTRE и параллельно разработали ему под пару экспериментальный авиационный турбореактивный двигатель X-39. Новый мотор успешно прошел наземные стендовые испытания в связке с реактором. Опытные прогоны самой продвинутой версии реактора HTRE-3 показали, что на его основе можно конструировать реактор, мощность которого уже будет достаточна для приведения в движение тяжелых самолетов.

Первым известным проектом атомного самолета США стал 75-тонный X-6 фирмы «Convair», который виделся как развитие стратегического бомбардировщика B-58 (1954) того же разработчика. Как и прототип, X-6 виделся как бесхвостка с треугольным крылом. 4 АТРД X-39 размещались в хвостовой части (воздухозаборники над крылом), кроме того, на взлете и посадке должны были работать еще 2 «обычных» ТРД. Однако к этому времени американцы поняли, что открытая схема не годится, и той же кооперации заказали силовую установку с нагревом воздуха в теплообменнике и самолет для нее. Новая машина получила название NX-2. Она виделась разработчикам как «утка». Атомный реактор должен был размещаться в центроплане, двигатели - в корме, воздухозаборники - под крылом. На самолете предполагалось использовать от 2 до 6 вспомогательных турбреактивных двигателей.

В 1953 г., когда в Белый дом пришел президент Дуайт Эйзенхауэр, новый министр обороны США Чарльз Уилсон приказал прекратить работы. В 1954 г. программу ANP возобновили, однако и в Пентагоне, и в Комиссии по ядерной энергии особого внимания ей не уделяли, в силу чего общее руководство программой было малоэффективным. В марте 1961 г., всего через два месяца после инаугурации нового президента США Джона Кеннеди, программа ANP была закрыта и с тех пор ни разу не возобновлялась. В общей сложности на нее было израсходовано более $1 млрд.

Но не думайте, что программами NEPA-ANP попытки создания атомных атмосферных ЛА в США ограничились, ибо была еще программа создания прямоточного атомного ракетного двигателя PLUTO для сверхзвуковой крылатой ракеты SLAM! И этот двигатель дошел до стендовых испытаний, применение же ракеты («утка» с треугольным крылом, нижними килем и воздухозаборником) виделось так: вертикальный старт на 4 твердотопливных ускорителях и разгон до скорости запуска ПВРД, крейсерский полет (причем на малой высоте), сброс боеголовок. Мало того - предполагалось, что SLAM сможет, проходя над объектами противника на малой высоте и сверхзвуковой скорости, разрушать их звуковым ударом!

СОВЕТСКИЙ ОТВЕТ

Потребовалось некоторое время, чтобы советское руководство осознало, что, во-первых, межконтинентальный самолет на «обычном» топливе может и не получиться, а, во-вторых, атомная энергия может решить и эту проблему. Задержке в осознании последнего способствовала невероятная даже по нашим меркам секретность, окутывавшая до середины 1950-х гг. отечественные атомные разработки. Однако 12 августа 1955 г. ЦК КПСС и СМ СССР приняли постановление No1561-868 о создании ПАС - перспективного атомного самолета. Проектирование собственно самолетов поручалось КБ А.Н. Туполева и В.М. Мясищева, а «специальных» двигателей для них - коллективам, возглавляемым Н.Д. Кузнецовым и А.М. Люлька.

О конструкторских талантах и личных качествах Андрея Николаевича Туполева есть разные мнения, но одно бесспорно - это был выдающийся организатор авиастроения. Как никто зная «подводные течения» весьма мутного «океана» Минавиапрома, он сумел обеспечить своему КБ устойчивое положение, несмотря на все потрясения сохраняющееся даже в условиях, какие не могли ему присниться и в кошмаре. Туполев прекрасно понимал, что атомные самолеты полетят не завтра, а вот настроения «в верхах» могут смениться гораздо быстрее, и за приоритетную сегодня программу завтра придется драться, чтобы сохранить ее до послезавтра, когда она снова срочно понадобится... Поэтому основное внимание Андрей Николаевич сосредоточил на научно-технической базе, полагая, что, научившись работать с атомной техникой, самолет всегда можно будет сделать....

В результате, 28 марта 1956 г. вышло правительственное постановление о создании летающей лаборатории на базе стратегического бомбардировщика Ту-95 для «исследований влияния излучения авиационного ядерного реактора на самолетное оборудование, а также изучения вопросов, связанных с радиационной защитой экипажа и особенностей эксплуатации самолета с ядерным реактором на борту». Два года спустя были построены наземный стенд и установка для самолета, перевезены на полигон в Семипалатинск, и в первом полугодии 1959 г. агрегаты заработали.

С мая по август 1961 г. самолет Ту-95ЛАЛ выполнил 34 полета. По слухам, циркулирующим в «оборонке», одной из главных проблем было переоблучение летчиков через окружающий воздух, что однозначно подтвердило: допустимая в космосе теневая защита в атмосфере не годится, что сразу утяжеляет ее в шесть раз...

Следующим этапом должен был стать Ту-119 - тот же Ту-95, но два средних турбовинтовых НК-12 заменялись на атомные НК-14А, в которых вместо камер сгорания ставились теплообменники, нагреваемые атомным реактором, стоящим в грузовом отсеке. Из других проектов туполевских атомолетов что-то определенное можно сказать только о Ту-120 - атомном варианте сверхзвукового бомбардировщика Ту-22. Предполагалось, что 85-тонный самолет длиной 30,7 м и с размахом крыла 24,4 м (площадь крыла 170 м2) будет разгоняться до 1350-1450 км/ч на высоте 8 км. Машина представляла собою высокоплан классической схемы, двигатели и реактор размещались в хвостовой части...

Однако вскоре после завершения полетов ЛАЛ программа была свернута. Владимир Михайлович Мясищев - выдающийся советский авиаконструктор. Созданные им самолеты стали этапными в отечественной (да и мировой) авиации. Неоспорим его организационный талант - он трижды «с нуля» создавал свое КБ в не самых благоприятных внешних условиях. Однако, как показала практика, этого оказалось мало...

Изрядно намучившись с получением требуемой дальности первого советского межконтинентального бомбардировщика М-4 и постепенно увязая в проблемах сверхзвукового М-50, Мясищев ухватился за возможности атомной энергетики, что называется, обеими руками. Тем более, что задача гарантированного достижения целей на территории потенциального противника была еще не решена. Так что Владимир Михайлович смело взялся не за долговременную программу, а за конкретный самолет - М-60.

В этом Мясищев нашел полную поддержку атомщиков, да и двигателистов, по крайней мере - Архипа Михайловича Люлька, охотно подключившихся к разработке атомных воздушно-реактивных двигателей открытой схемы. Позднее на базе ОКБ Люлька для этого было создано специальное СКБ-500. Используя базовую идею - разместить активную зону в воздушном тракте двигателя - разработчики предложили три варианта компоновки - соосную, «коромысло» и комбинированную.

В первой активная зона, что называется, «один в один» заменяла камеру сгорания обычного ТРД. Схема давала максимальный энергетический выход, обеспечивала минимальный мидель (в данном случае - площадь поперечного сечения) самолета, но создавала чудовищные проблемы в эксплуатации. Вторая несколько упрощала эксплуатацию, но в полтора раза увеличивала лобовое сопротивление. Наконец, наиболее перспективной на том этапе признали комбинированную схему, в которой атомный реактор ставился в форсажной камере турбореактивного двигателя, и в результате весь агрегат мог работать и как обычный ТРД, и как ТРД с атомным форсажем, и как атомный прямоточный на больших скоростях. Летчик и штурман размещались рядом в защищенной капсуле. Уникальной особенностью самолета было то, что в системе жизнеобеспечения экипажа нельзя - как это обычно делается - использовать окружающий воздух, и кабина снабжалась запасами жидкого кислорода и азота.

Однако перед конструкторами сразу встали проблемы, которые (а отнюдь не экология!), в конечном счете, и оставили атомолеты «на приколе». Дело в том, что мало иметь на борту источник энергии чудовищной мощности - ее нужно еще преобразовать в тягу. Т.е., нагреть рабочее тело, в данном случае - атмосферный воздух. Так вот, если в камере сгорания термохимического двигателя нагрев происходит по всему ее объему, то в активной зоне реактора (или в теплообменнике) - только по обдуваемой воздухом поверхности. В результате, уменьшается отношение тяги двигателя к площади его миделя, что негативно сказывается на энерговооруженности самолета в целом. Имея неограниченную дальность, атомный самолет получался не таким высотным и скоростным, как этого в конце 1950-х хотелось бы (и обоснованно!) военному заказчику...

Впрочем, и об экологии тоже забывать не приходилось - самые предварительные проработки технологии наземного обслуживания самолетов с двигателями открытой схемы более чем впечатляют и сегодня. Уровень радиации после посадки не позволял бы подойти к самолету до тех пор, пока дистанционно управляемыми манипуляторами не будут сняты и убраны в защищенное хранилище двигатели (либо их активные зоны). Собственно, только таким способом (дистанционно управляемыми машинами) и вообще было возможно наземное обслуживание. Экипаж должен был подходить к самолету и покидать его через подземный тоннель. Соответственно, конструкция самолета, рассчитанного на такое обслуживание, должна быть максимально простой, а уж аэродинамика - как получится... Не удивительно, что немалое внимание было уделено вариантам ПАС морского базирования - заглушенные двигатели при этом можно было опускать в воду, хотя бы временно изолируя самолет от радиации...

Именно в варианте гидросамолета М-60П появились первые проработки силовой установки замкнутой схемы - реактор в защищенном отсеке грел воздух в 4 или 6 турбореактивных двигателях.

Эскизный проект М-60 обсуждался на совещании в ОКБ Мясищева 13 апреля 1957 г. и... поддержки не получил. Свою роль сыграли как вышеперечисленные причины, так и неопределенность перспектив создания двигателей открытой схемы. А замкнутую мясищевцы в полном объеме задействовали в проекте М-30. Эскизный проект предполагал создание высотного самолета 3200 км/ч на высоте 17 км (причем оказалось, что при снижении тяга атомного двигателя не увеличивается, как у химического, а падает...). Для взлета и подскока на 24 км при преодолении ПВО, в двигатели подавался керосин. При взлетной массе 165 т и полезной нагрузке 5,7 т, дальность М-30 предполагалась в 25000 км. Керосина же на борту предполагалось иметь не более 16 т... Длина самолета - 40 - 46 м, размах крыла - 24 - 26,9 м. Схема определилась быстро - «утка» с треугольным крылом большой площади, 6 комбинированных турбореактивных атомных двигателя НК-5 разработки Н.Д. Кузнецова. Экипаж - те же 2 человека - размещался уже не рядом, а один за другим (для уменьшения миделя самолета). Работы по М-30 продолжались до 1961 г., до момента передачи мясищевского ОКБ-23 В.Н. Челомею и переориентации его на космическую тематику...

СДЕЛАННЫЕ ВЫВОДЫ

Так почему же, затратив не 1, как пишет Washington ProFile, а 7 млрд долл. американцы прекратили работы по атомному самолету? Почему на бумаге остались смелые - но реальные - проекты Мясищева, почему не полетел даже предельно «приземленный» Ту-119? А ведь в те же годы был еще британский проект сверхзвукового атомолета Avro-730... Атомные самолеты опередили время, или их погубили какие-то неустранимые врожденные недостатки?

Ни то, ни другое. Атомные самолеты просто оказались не нужны на той линии развития, по которой пошла мировая авиация!

Двигатели открытой схемы - это, конечно, технический экстремизм. Даже при абсолютной износостойкости стенок активной зоны (что невозможно) активируется при прохождении реактора сам воздух! А трудности эксплуатации и утилизации «светящейся» после многократного длительного облучения конструкции самолета в эскизном проекте были лишь обозначены. Другое дело - замкнутая схема.

Но атомолет имеет свои особенности. В «чистом» виде, только с нагревом воздуха теплом от реактора (или с паротурбинным приводом на винты!) атомный самолет не очень хорош для маневрирования, прорывов и подскоков - всего, что характерно для бомбардировщиков. Удел такого аппарата - долгий полет с постоянными скоростью и высотой. Базируясь где-то на единственном специальном аэродроме, он способен неоднократно достичь любой точки планеты, сколь угодно долго кружить над ней...

А... зачем нужен такой самолет, для чего его можно использовать, какие военные или мирные задачи им решать??? Это не бомбардировщик, не разведчик (его же невозможно скрыть!), не транспортник (где и как егозагружать и разгружать?), вряд ли пассажирский лайнер (даже в эпоху технологического оптимизма американцы не смогли набрать пассажиров на атомный круизный лайнер «Саванна»)...

Что остается, воздушный командный пункт, летающая база ракет большой дальности, противолодочный самолет? Причем учтите, что машин таких нужно строить много, иначе их себестоимость будет запредельной, а надежность - низкой...

Именно в качестве самолета ПЛО и была предпринята крайняя в нашей стране попытка создания атомного самолета. В 1965 г. на разных уровнях был принят ряд постановлений о развитии средств противолодочной обороны и, в частности, постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 26 октября КБ О.К. Антонова поручалось создание сверхдальнего маловысотного самолета противолодочной обороны с ядерной силовой установкой Ан-22ПЛО.

Поскольку на Ан-22 стояли такие же двигатели, как и на Ту-95 (с другими винтами), силовая установка повторяла Ту-119: атомный реактор и комбинированные турбовинтовые НК-14А, все четыре. Взлет и посадка должны были выполняться на керосине (мощность двигателей 4 х 13000 л.с.), крейсерский полет - на атомной энергии (4 х 8900 л.с.). Расчетная продолжительность полета - 50 ч, дальность полета - 27500 км.

Фюзеляж 6-метрового диаметра (базовый самолет имеет размеры грузовой кабины 33,4 х 4,4 х 4,4 м) должен был вместить не только атомный реактор в круговой биозащите, но и поисково-прицельное оборудование, комплекс противолодочного вооружения и немалый экипаж, требующийся для обслуживания всего этого.

В рамках программы Ан-22ПЛО в 1970 г. было выполнено 10 полетов на «Антее» с источником нейтронов, а в 1972-м - 23 полета с малогабаритным атомным реактором на борту. Как и в случае с Ту-95ЛАЛ, в них проверялась, в первую очередь, радиационная защита. Причины прекращения работ пока не обнародованы. Можно полагать, что сомнения вызвала боевая устойчивость самолета в условиях господства над морем авиации (прежде всего - палубной) потенциального противника...

В середине 80-х американские инженеры обнародовали идею атомного самолета - базы... войск специального назначения. Использование монстра, несущего истребители сопровождения, штурмовики и тяжелые грузовые самолеты C-5B «Galaxy» в качестве высадочных средств, рассматривалось на примере подавления антиамериканского восстания в Турции... Оч-чень реалистичный сценарий, не правда ли?

Впрочем, есть, есть одна «экологическая ниша» для крылатых атомолетов. Она - там, где авиация смыкается с космонавтикой. Но об этом - отдельный разговор.

2. М-60 с двигателями схемы «коромысло»: взлетная масса - 225 т, полезная нагрузка - 25 т, высота полета - 13-25 км, скорость - до 2М, длина - 58,8 м, размах крыла - 30,6 м

3. М-60 с комбинированным двигателем, летные характеристики - те же, длина - 51,6 м, размах крыла - 26,5 м; цифрами обозначены: 1 - турбореактивный двигатель; 2 - атомный реактор; 3 - кабина экипажа

М-60 с двигателями соосной схемы

Гидросамолет М-60М

Вариант компоновки гидросамолета М-60М

Профиль полета М-30

Береговая база атомных гидросамолетов

Схема высотного бомбардировщика М-30

Появление атомной бомбы породило у обладателей этого чудо-оружия искушение выиграть войну всего несколькими точными ударами по промышленным центрам противника. Останавливало их только то, что эти центры располагались, как правило, в глубоком и хорошо защищенном тылу. Все послевоенные силы сосредоточились как раз на надежных средствах доставки «спецгруза». Выбор оказался невелик — баллистические и крылатые ракеты и сверхдальняя стратегическая авиация. В конце 40-х весь мир склонился к бомбардировщикам: на развитие дальней авиации были выделены такие гигантские средства, что последующее десятилетие стало «золотым» для развития авиации. За короткое время в мире появилось множество самых фантастических проектов и летательных аппаратов. Даже обескровленная войной Великобритания блеснула великолепными стратегическими бомбардировщиками Valient и Vulcan. Но самыми невероятными проектами были стратегические сверхзвуковые бомбардировщики с атомными силовыми установками. Даже спустя полстолетия они завораживают своей смелостью и безумием.

Атомный след

В 1952 году в США взлетает легендарный B-52, через год — первый в мире сверхзвуковой тактический бомбардировщик A-5 Vigilante, а еще через три — сверхзвуковой стратегический XB-58 Hustler. СССР не отставал: одновременно с B-52 в воздух поднимается стратегический межконтинентальный бомбардировщик Ту-95, а 9 июля 1961 года весь мир шокирует показанный на авиапараде в Тушино гигантский сверхзвуковой бомбардировщик М-50, который, промчавшись над трибунами, сделал горку и растворился в небе. Мало кто догадывался, что это был последний полет супербомбардировщика.

Дело в том, что радиус полета построенного экземпляра не превышал 4000 км. И если для США, окруживших СССР военными базами, этого было достаточно, то для достижения американской территории с советских аэродромов требовалась дальность не менее 16 тыс. км. Расчеты показывали, что даже при двух заправках топливом дальность М-50 со «спецгрузом» массой 5 т не превышала 14 тыс. км. При этом такой полет требовал целое озеро топлива (500 т) для бомбардировщика и топливозаправщиков. Для поражения же удаленных целей на территории США и свободного выбора трассы полета для обхода районов ПВО требовалась дальность в 25 тыс. км. Обеспечить ее на сверхзвуковом полете могли только самолеты с ядерными силовыми установками.

Подобный проект только сейчас кажется диким. В начале 50-х он казался не более экстравагантным, чем размещение реакторов на подводных лодках: и то и другое давало практически неограниченный радиус действия. Вполне обычным постановлением Совета Министров СССР от 1955 года ОКБ Туполева было предписано создать на базе бомбардировщика Ту-95 летающую атомную лабораторию, а ОКБ Мясищева — выполнить проект сверхзвукового бомбардировщика «со специальными двигателями главного конструктора Архипа Люльки».

Специальные двигатели

Турбореактивный двигатель с атомным реактором (ТРДА) по конструкции очень сильно напоминает обычный турбореактивный двигатель (ТРД). Только если в ТРД тяга создается расширяющимися при сгорании керосина раскаленными газами, то в ТРДА воздух нагревается, проходя через реактор.

Активная зона авиационного атомного реактора на тепловых нейтронах набиралась из керамических тепловыделяющих элементов, в которых имелись продольные шестигранные каналы для прохода нагреваемого воздуха. Расчетная тяга разрабатываемого двигателя должна была составить 22,5 т. Рассматривалось два варианта компоновки ТРДА — «коромысло», при котором вал компрессора располагался вне реактора, и «соосный», где вал проходил по оси реактора. В первом варианте вал работал в щадящем режиме, во втором требовались специальные высокопрочные материалы. Но соосный вариант обеспечивал меньшие размеры двигателя. Поэтому одновременно прорабатывались варианты с обеими двигательными установками.

Первым в СССР самолетом с атомным двигателем должен был стать бомбардировщик М-60, разрабатываемый на основе существующего М-50. При условии создания двигателя с компактным керамическим реактором, разрабатываемый самолет должен был иметь дальность полета не менее 25 тыс. км при крейсерской скорости 3000−3200 км/ч и высоте полета порядка 18−20 км. Взлетная масса супербомбардировщика должна была превысить 250 т.

Летающий Чернобыль

При взгляде на эскизы и макеты всех атомных самолетов Мясищева сразу бросается в глаза отсутствие традиционной кабины экипажа: она неспособна защитить летчиков от радиационного излучения. Поэтому экипаж ядерного самолета должен был располагаться в герметичной многослойной капсуле (преимущественно, свинцовой), масса которой вместе с системой жизнеобеспечения составляла до 25% массы самолета — более 60 т! Радиоактивность внешнего воздуха (ведь он проходил через реактор) исключала возможность использования его для дыхания, поэтому для наддува кабины использовалась кислородноазотная смесь в пропорции 1:1, получаемая в специальных газификаторах путем испарения жидких газов. Аналогично противорадиационным системам, применяемым на танках, в кабине поддерживалось избыточное давление, исключающее попадание внутрь атмосферного воздуха.

Отсутствие визуального обзора должно было компенсироваться оптическим перископом, телевизионным и радиолокационными экранами.

Катапультная установка состояла из кресла и защитного контейнера, ограждающего экипаж не только от сверхзвукового воздушного потока, но и от мощного радиационного излучения двигателя. Задняя стенка имела 5сантиметровое свинцовое покрытие.

Понятно, что поднять в воздух, а тем более посадить 250-тонную машину, прильнув к окуляру перископа, было практически невозможно, поэтому бомбардировщик оборудовался полностью автоматической системой самолетовождения, которая обеспечивала автономный взлет, набор высоты, заход и наведение на цель, возвращение и посадку. (Все это в 50-х годах — за 30 лет до автономного полета «Бурана»!)

После того как выяснилось, что самолет сможет решать практически все задачи сам, появилась логическая идея сделать беспилотный вариант — легче как раз на те самые 60 т. Отсутствие громоздкой кабины также уменьшало на 3 м диаметр самолета и на 4 м — длину, что позволяло создать аэродинамически более совершенный планер по типу «летающее крыло». Однако в ВВС проект поддержки не нашел: считалось, что беспилотный самолет не в состоянии обеспечить маневр, необходимый в создавшейся конкретной обстановке, что приводит к большей поражаемости беспилотного аппарата.

Пляжный бомбардировщик

Наземный комплекс обслуживания атомных самолетов представлял собой не менее сложное сооружение, чем сами машины. Ввиду сильного радиационного фона практически все работы были автоматизированы: заправка, подвеска вооружения, доставка экипажа. Атомные двигатели хранились в специальном хранилище и монтировались на самолете непосредственно перед вылетом. Мало того, облучение материалов в полете потоком нейтронов приводило к активации конструкции самолета. Остаточное излучение было настолько сильным, что делало невозможным свободный подход к машине без применения специальных мер в течение 23 месяцев после снятия двигателей. Для отстоя таких самолетов в аэродромном комплексе отводились специальные площадки, а конструкция самих машин предусматривала быстрый монтаж основных блоков посредством манипуляторов. Гигантская масса атомных бомбардировщиков требовала особых взлетных полос, с толщиной покрытия около 0,5 м. Ясно было, что такой комплекс в случае начала войны был чрезвычайно уязвим.

Именно поэтому под индексом М-60М параллельно разрабатывался сверхзвуковой гидросамолет с атомным двигателем. Каждый район базирования таких самолетов, рассчитанный на обслуживание 10−15 гидросамолетов, занимал участок побережья в 50−100 км, что обеспечивало достаточную степень рассредоточения. Базы могли располагаться не только на юге страны. В СССР был тщательно изучен опыт Швеции по поддержанию в 1959 году водных акваторий круглый год в незамерзающем состоянии. Используя несложное оборудование для подачи воздуха по трубам, шведам удалось обеспечить циркуляцию теплых слоев воды со дна водоемов. Сами базы предполагалось строить в мощных прибрежных скальных массивах.

Атомный гидросамолет был довольно необычной компоновки. Воздухозаборники были удалены от поверхности воды на 1,4 м, что исключало попадание в них воды при волнении до 4-х баллов. Реактивные сопла нижних двигателей, расположенные на высоте 0,4 м, в случае необходимости наполовину перекрывались специальными заслонками. Впрочем, целесообразность заслонок подвергалась сомнению: гидросамолет должен был находиться на воде только с включенными двигателями. Со снятыми реакторами самолет базировался в специальном самоходном доке.

Для взлета с водной поверхности применялась уникальная комбинация выдвижных подводных крыльев, носовой и подкрыльевых гидролыж. Подобная конструкция на 15% снижала площадь поперечного сечения самолета и уменьшала его массу. Гидросамолет М-60М, как и сухопутный родственник М-60, мог находиться с боевой нагрузкой в 18 т на высоте 15 км более суток, что позволяло решать основные поставленные задачи. Однако сильное предполагаемое радиационное загрязнение мест базирования привело к тому, что в марте 1957 года проект был закрыт.

По следам подводных лодок

Закрытие проекта М-60 вовсе не означало прекращение работ над атомной тематикой. Был поставлен крест только на атомных силовых установках с «открытой» схемой — когда атмосферный воздух проходил напрямую через реактор, подвергаясь сильному радиационному заражению. Надо отметить, что проект М-60 начинал разрабатываться, когда еще не было даже опыта создания атомных подводных лодок. Первая АПЛ К-3 «Ленинский комсомол» была спущена на воду в 1957-м — как раз в год прекращения работ над М-60. Реактор К-3 работал по «закрытой» схеме. В реакторе происходил нагрев теплоносителя, который потом превращал воду в пар. Ввиду того, что теплоноситель постоянно находился в замкнутом изолированном контуре, радиационного заражения окружающей среды не происходило. Успех такой схемы во флоте активизировал работы в этой области и в авиации. Постановлением правительства от 1959 года ОКБ Мясищева поручается разработка нового высотного самолета М-30 с атомной силовой установкой «закрытого» типа. Самолет предназначался для нанесения ударов бомбами и управляемыми ракетами по особо важным малоразмерным целям на территории США и авианосным ударным соединениям на океанских просторах.

Разработка двигателя для нового самолета была поручена ОКБ Кузнецова. При проектировании конструкторы столкнулись с неприятным парадоксом — падением тяги атомного двигателя с понижением высоты. (Для обычных самолетов все было в точности наоборот — тяга падала с набором высоты.) Начались поиски оптимальной аэродинамической схемы. В конце концов остановились на схеме «утка» с крылом переменной стреловидности и пакетным расположением двигателей. Единый реактор по мощным замкнутым трубопроводам должен был доставлять жидкий теплоноситель (литий и натрий) к 6 воздушно-реактивным двигателям НК-5. Предусматривалось дополнительное использование углеводородного топлива на взлете, выходе на крейсерскую скорость и выполнении маневров в районе цели. К середине 60-го года предварительный проект М30 был готов. В связи с гораздо меньшим радиоактивным фоном от новой двигательной установки, существенно была облегчена защита экипажа, а кабина получила остекление из свинцового стекла и плексигласа общей толщиной 11 см. В качестве основного вооружения предусматривались две управляемые ракеты К-22. По планам подняться в воздух М-30 должен был не позже 1966 года.

Кнопочная война

Однако в 1960 году произошло историческое совещание по перспективам развития стратегических систем оружия. В результате Хрущев принял решения, за которые его до сих пор называют могильщиком авиации. По правде говоря, Никита Сергеевич тут ни при чем. На совещании ракетчики во главе с Королевым выступили куда более убедительно, чем разобщенные авиастроители. На вопрос, сколько времени требуется на подготовку вылета стратегического бомбардировщика с ядерным боеприпасом на борту, самолетчики ответили — сутки. Ракетчикам потребовались минуты: «Нам бы только гироскопы раскрутить». К тому же им не требовались многокилометровые дорогостоящие взлетно-посадочные полосы. Преодоление бомбардировщиками средств ПВО также вызывало большие сомнения, тогда как эффективно перехватывать баллистические ракеты не научились до сих пор. Вконец сразила военных и Хрущева красочно описанная ракетчиками перспектива «кнопочной войны» будущего. Результат совещания — самолетостроителям было предложено взять на себя часть заказов по ракетным темам. Все самолетные проекты были приостановлены. М-30 стал последним авиационным проектом Мясищева. В октябре ОКБ Мясищева окончательно переводится на ракетно-космическую тематику, а сам Мясищев отстраняется от должности руководителя.

Будь авиаконструкторы в 1960 году более убедительны, как знать, какие бы самолеты летали сегодня в небе. А так, нам остается только любоваться смелыми мечтами на обложке «Популярной механики» и восхищаться сумасшедшими идеями 60-х.

krymalliance.ru