100 великих рекордов авиации и космонавтики - Станислав Зигуненко

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 оба варианта.

Все эти проработки, конечно, требовалось проверить на практике. И в марте 1956 года в ОКБ А. Н. Туполева начали работу по проектированию летающей атомной лаборатории на базе стратегического бомбардировщика Ту-95.

По словам непосредственного участника этих работ Д. А. Антонова, прежде всего специалисты хотели понять, можно ли создать достаточно эффективную и безопасную для экипажа конструкцию реактора. С этой целью в ОКБ были приглашены ведущие ученые-ядерщики того времени — Александров, Лейпунский, Пономарев-Степной и другие.

С их помощью авиационные конструкторы сумели так «обжать» ядерную силовую установку, поначалу напоминавшую по своим габаритам небольшой дом, что ее удалось «вписать» в самолетные габариты. «Самолеты домов не возят», — сказал Туполев ядерщикам, когда те стали было что-то возражать против подобной модернизации.

Тем не менее до полетов было еще далеко. На основе первоначального проекта был построен в натуральную величину наземный испытательный стенд, изображавший часть фюзеляжа Ту-95, и отвезен на испытательную базу под Семипалатинск.

Именно там началась отработка практических режимов эксплуатации опытного реактора, выявление наилучшей конструкции защитной экранировки.

На сей раз прямой выброс радиоактивного газа за пределы реактора уже не предусматривался — ТВЭЛы должны были нагревать теплоноситель первичного контура. Тот, в свою очередь, обогревал вторичный контур, а полученная энергия должна была использоваться для работы авиадвигателей.

Впрочем, на самой летающей лаборатории, куда после соответствующей доработки на земле и был помещен водо-водяной реактор, он никакой прямой связи с турбореактивными двигателями не имел.

Задача летающей лаборатории состояла лишь в том, чтобы выявить возможность работы реактора в воздухе и отработка систем безопасности. Эта задача и была выполнена в ходе 34 испытательных полетов, совершенных с мая по август 1961 года.

Испытания показали, что испытанные методы защиты хотя и оказались достаточно надежными, но все же чересчур громоздки и тяжелы. Кроме того, они не обеспечивали 100-процентной защиты населения от радиации в том случае, если самолет в результате аварии или сбития противником упадет на землю.

Эти проблемы намечено было решить в ходе работы над модернизацией самолета Ту-119, который должен был стать переходной моделью к бомбардировщику, двигатели которого непосредственно должны были работать от ядерной силовой установки.

Однако эти работы так и не были доведены до конца. Причин тому было несколько. С одной стороны, авиаконструкторам так и не удалось окончательно решить проблему безопасности в случае аварии самолета на своей территории. Более того, как показали расчеты, просто регулярные посадки того же гидросамолета с ядерной установкой на борту должны привести к значительному радиоактивному загрязнению акватории.

С другой стороны, в нашей стране были созданы ракеты, способные не только доставить атомную боеголовку в любой район земного шара, но и вывести полезную нагрузку в космос. И все это делалось с меньшим риском и стоило дешевле, чем создание атомного авиафлота.

Поэтому Н. С. Хрущев, возглавлявший в то время руководство СССР, отдал предпочтение ракетам. Тем более что их стартовые установки оказалось возможным размещать не только на земле, но и на борту атомных подводных лодок.

Кстати, американцы, которые истратили на подобную программу около 10 миллиардов долларов, дальше нас не продвинулись. И в начале 1961 года президент Джон Кеннеди распорядился прекратить работы в этой области.

К сказанному остается добавить, что в наши дни, говорят, возникла еще одна волна интереса к давнему проекту. Из-за рубежа пришло сообщение о подготовке к первому полету самолета с ядерным реактором на борту.

По слухам, на сей раз реактор намечено разместить на беспилотном самолете-разведчике Global Hawk. Он уже совершил несколько испытательных полетов, даже пересек Атлантику, но пока с обычным турбореактивным двигателем.

Теперь к нему хотят добавить небольшой реактор последнего поколения, работающий не на уране, не на плутоне, а на гафнии. Ранее этот редкий металл использовался в качестве замедлителя цепной реакции распада в некоторых промышленных реакторах. А ныне выяснилось, что некоторые изомеры гафния — скажем, так называемый «гафний-17В» — способны под ударами рентгеновского излучения выдавать поток энергии в виде гамма-излучения. Причем мощность этого потока в 60 раз больше, чем исходное рентгеновское излучение!

Теперь схема полета самолета-разведчика видится экспертам такой. Взлетит он как обычно, с помощью турбореактивного двигателя, работающего на керосине. Но когда наберет высоту порядка 15 км, двигатель переключится на потребление горячего воздуха, нагреваемого уже не в камере сгорания, а в ядерном реакторе.

По словам Кристофера Гамильтона, одного из разработчиков нового реактора, такая схема позволит самолету летать без дозаправки несколько месяцев. А поскольку при работе гафниевого реактора испускается только гамма-излучение, для защиты требуются более легкие экраны — типа тех, что ныне используются в рентген-кабинетах. Причем период полураспада гафния-17В составляет всего 31 год, а не тысячелетия, как у урана. Что, согласитесь, нанесет куда меньший урон окружающей среде, чем при аварии обычного реактора. Наконец, в отличие от урана или плутона, гафний не способен самостоятельно поддерживать цепную реакцию, а значит, радиация от него прекращает идти тотчас после выключения рентген-установки, инициирующей излучение.

Наконец, гафний совершенно бесполезен для террористов — бомбу из него не соорудишь…

Тем не менее даже в Лабораториях ядерного оружия в Лос-Аламосе и Сандии (штат Нью-Мексико), где ведутся работы над данным проектом на деньги Министерства энергетики США, пока довольно сдержанно комментируют перспективы разработки. Специалисты явно помнят о более чем полувековой истории разочарований и неудач, связанных с этим проектом.

Самолет на солнечной энергии

Быть может поэтому, разочаровавшись в атомолетах, команда инженеров и ученых строит ныне самолет, способный пролететь вокруг Земли без посадки, используя лишь энергию солнца. Два смельчака намерены вверить свои жизни 60-метровым крыльям и двум электродвигателям, установленным на хвостовом оперении машины.

В марте 1999 года швейцарец Бертран Пиккар и англичанин Брайан Джонс уже совершили первое в мире успешное беспосадочное кругосветное путешествие на воздушном шаре Breitling Orbiter 3.

После успешного приземления кабину-капсулу их воздушного шара установили в Смитсоновском аэрокосмическом музее в Вашингтоне, неподалеку от «Аполлона» и знаменитых самолетов братьев Райт (первый моторный полет), Чарлза Линдберга (первый перелет через Атлантику на самолете) и Чака Егера (первое преодоление звукового барьера).

Тот же вызов возможностям человека, только теперь в сочетании с актуальной и модной заботой об окружающей среде, читается в новом проекте Пиккара — «Солнечный импульс». Самолет должен использовать только солнечную энергию, а ночью лететь на аккумуляторах.

Причем авторы проекта утверждают, что установление нового авиарекорда — не самоцель. Главное — привлечь внимание людей к проблеме широкого применения возобновляемых источников энергии.

Идеологический предшественник «Солнечного импульса» — беспилотный самолет NASA «Гелиос», который разбился летом 2003 года. В том полете на «Гелиосе» испытывали специальные топливные элементы. Они должны были днем накапливать электроэнергию, идущую от солнечных батарей путем разложения воды на водород и кислород. Водород запасали в баллоне, чтобы использовать его ночью или просто в плохую погоду.

Точные причины аварии «Гелиоса» не установлены, тем не менее Пиккар настроен оптимистично и замахнулся сразу на постройку пилотируемого «наследника» безвременно погибшего «Гелиоса».