הניסיון שנצבר בשנות ה-50-70 של המאה העשרים עדיין יועיל במאה ה -21
זה אולי נראה מוזר שכוח גרעיני, שמושרש היטב בכדור הארץ, בהידרוספרה ואפילו בחלל, לא השתרש באוויר. זה המצב כאשר שיקולי בטיחות לכאורה (אם כי לא רק הם) עולים על היתרונות הטכניים והתפעוליים הברורים מהכנסת תחנות כוח גרעיניות (NPS) בתעופה.
בינתיים, הסיכוי לתוצאות חמורות של תקריות עם מטוסים כאלה, בתנאי שהן מושלמות, בקושי יכול להיחשב כגבוה יותר בהשוואה למערכות חלל המשתמשות בתחנות כוח גרעיניות (NPP). ולמען האובייקטיביות ראוי להיזכר: תאונת לוויין כדור הארץ המלאכותי הסובייטי קוסמוס -954 מסוג US-A, שאירע בשנת 1978 עם נפילת שבריו לשטח קנדה, שאירע בשנת 1978, לא הוביל לצמצום מערכת הסיור לחלל הימי וייעוד המטרה. (MKRTs) "אגדה", שהמרכיב שלה היה מכשירי US-A (17F16-K).
מצד שני, תנאי ההפעלה של תחנת כוח גרעינית תעופתית שנועדה ליצור דחף על ידי ייצור חום בכור גרעיני המסופק לאוויר במנוע טורבינת גז שונים לחלוטין מאלה של תחנות כוח גרעיניות לוויין, שהן גנרטורים תרמו -אלקטריים. כיום הוצעו שתי דיאגרמות סכמטיות של מערכת בקרה גרעינית תעופתית - סוג פתוח וסגור. ערכת הסוג הפתוח מספקת חימום של האוויר הדחוס על ידי המדחס ישירות בערוצי הכור עם זרימתו היוצאת לאחר זרבובית הסילון, והסוג הסגור מספק חימום האוויר באמצעות מחליף חום, בלולאה סגורה של אשר נוזל הקירור מסתובב. המעגל הסגור יכול להיות במעגל אחד או שניים, ומנקודת מבט של הבטחת בטיחות תפעולית, האפשרות השנייה נראית עדיפה ביותר, מכיוון שניתן להציב את בלוק הכור עם המעגל הראשון במעטפת מגנה בפני זעזועים, הצפיפות מתוכם מונע השלכות הרות אסון במקרה של תאונות מטוסים.
במערכות גרעיניות תעופתיות מסוג סגור ניתן להשתמש בכורים של מים בלחץ וכורי נויטרונים מהירים. בעת יישום תוכנית דו-מעגלית עם כור "מהיר" במעגל הראשון של ה- NPS, הן מתכות אלקליות נוזליות (נתרן, ליתיום) והן גז אינרטי (הליום) ישמשו נוזל קירור, ובשני אלקלי. מתכות (נתרן נוזלי, נתך נתרן אוקטי וכו ') אשלגן).
AIR - REACTOR
הרעיון של שימוש באנרגיה גרעינית בתעופה הוצג בשנת 1942 על ידי אחד ממובילי פרויקט מנהטן, אנריקו פרמי. היא התעניינה בפיקודו של חיל האוויר האמריקאי, ובשנת 1946 יצאו האמריקאים בפרויקט NEPA (אנרגיה גרעינית להנעת מטוסים), שנועד לקבוע את האפשרויות ליצירת מטוס מפציץ וסיור לטווח בלתי מוגבל.
קודם כל, היה צורך לבצע מחקר הקשור להגנה נגד קרינה של הצוות ואנשי שירות הקרקע, ולתת הערכה הסתברותית-מצבית של תאונות אפשריות. על מנת להאיץ את העבודה הורחב פרויקט ה- NEPA בשנת 1951 על ידי חיל האוויר האמריקאי לתוכנית המטרה ANP (הנעה גרעינית למטוסים). במסגרתה פיתחה חברת ג'נרל אלקטריק מעגל פתוח, וחברת פראט-וויטני פיתחה מעגל YSU סגור.
לבדיקת הכור הגרעיני לתעופה העתידית (אך ורק בשיגורים פיזיים) והגנה ביולוגית, המפציץ האסטרטגי B-36H Peacemaker סדרתי של חברת קונבייר נועד עם שישה בוכנות וארבעה מנועי טורבו. זה לא היה מטוס גרעיני, אלא היה רק מעבדה מעופפת, שבה היה אמור לבדוק את הכור, אך הוא הוגדר כ- NB -36H - מפציץ גרעיני ("מפציץ אטומי"). תא הטייס הפך לקפסולת עופרת וגומי עם פלדה נוספת ומגן עופרת. כדי להגן מפני קרינת נויטרונים הוכנסו לוחות מיוחדים מלאים במים לתוך גוף המטוס.
כור מטוס האב -טיפוס ARE (ניסוי כור מטוסים), שנוצר בשנת 1954 על ידי המעבדה הלאומית של אוק רידג ', הפך לכור הגרעיני ההומוגני הראשון בעולם עם קיבולת של 2.5 מגה -וואט על דלק ממלח מותך - נתרן פלואוריד וזרקוניום ואטריום אורניום.
היתרון של כורים מסוג זה טמון בחוסר היסוד הבסיסי של תאונה עם הרס הליבה, ותערובת מלח הדלק עצמה, במקרה של NSU תעופה סגורה, תפעל כנוזל קירור ראשוני. כאשר משתמשים במלח מותך כנוזל קירור, כך, בהשוואה, למשל, עם נתרן נוזלי, יכולת החום של המלח המותך מאפשרת שימוש במשאבות במחזור ממדים קטנים ויתרונות מירידה בצריכת המתכת של התכנון של מפעל הכור בכללותו, והמוליכות התרמית הנמוכה היו צריכים להבטיח את יציבות מנוע המטוסים הגרעיניים מפני קפיצות טמפרטורה פתאומיות במעגל הראשון.
על בסיס הכור ARE, האמריקאים פיתחו ניסוי YSU HTRE (ניסוי כור העברת חום) ניסיוני. בלי להתבטא עוד יותר, ג'נרל דינמיקס עיצבה את מנוע הגרעין של מטוסי ה- X-39 המבוסס על מנוע הטורבו-ג'ט הסידורי J47 עבור המפציצים האסטרטגיים B-36 ו- B-47 "Stratojet"-במקום תא בעירה הוצב בו ליבת הכור.
קונבייר התכוונה לספק את ה- X-39 ל- X-6-אולי אב הטיפוס שלה יהיה המפציץ האסטרטגי העל-קולי B-58 האסטלר, שביצע את טיסת הבכורה שלו בשנת 1956. בנוסף, נבחנה גם גרסת האטום של מפציץ תת-סוני מנוסה של אותה חברת YB-60. עם זאת, האמריקאים נטשו את מערכת הבקרה הגרעינית בתעופה במעגל פתוח, בהתחשב בכך שחיקת קירות תעלות האוויר של ליבת הכור X-39 תוביל לכך שהמטוס ישאיר אחריו שובל רדיואקטיבי, ויזהם את הסביבה.
התקווה להצלחה הובטחה על ידי תחנת הכוח הגרעינית הסגורה יותר מסוג קרינה של חברת פראט-וויטני, ליצירתו הייתה מעורבת גם ג'נרל דינמיקס. עבור מנועים אלה, חברת "קונבייר" החלה בבניית מטוסי ניסוי NX-2. עבדו הן גרסאות טורבו והן טורבו -פרופ של מפציצים גרעיניים עם תחנות כוח גרעיניות מסוג זה.
עם זאת, אימוץ הטילים הבין -יבשתיים של אטלס ב -1959, המסוגלים לפגוע במטרות בברית המועצות מיבשת ארצות הברית, ניטרל את תוכנית ה- ANP, במיוחד מאחר ודוגמאות ייצור של מטוסים אטומיים כמעט ולא היו מופיעות לפני 1970. כתוצאה מכך, במרץ 1961, כל העבודות באזור זה בארצות הברית הופסקו בהחלטתו האישית של הנשיא ג'ון קנדי, ומטוס אטומי אמיתי מעולם לא נבנה.
דגימת הטיסה של הכור למטוס ASTR (כור מבחן מגן כלי טיס), הממוקמת בתא הפצצה של מעבדה מעופפת NB-36H, הייתה כור נייטרונים מהיר בנפח 1 מגוואט שלא היה מחובר למנועים והופעל על דו תחמוצת אורניום ומקרר על ידי זרם אוויר הנלקח דרך כניסות אוויר מיוחדות.מספטמבר 1955 עד מרץ 1957, ה- NB-36H ביצעה 47 טיסות עם ASTR על אזורים לא מיושבים במדינות ניו מקסיקו וטקסס, ולאחר מכן המכונית מעולם לא הונתה לשמיים.
יש לציין כי חיל האוויר האמריקאי עסק גם בבעיית מנוע גרעיני לטילי שיוט או, כפי שהיה נהוג לומר עד שנות השישים, במטוסי קליעים. כחלק מפרויקט פלוטו, מעבדת ליברמור יצרה שתי דגימות של מנוע ה- ramjet הגרעיני Tory, שתוכנן להיות מותקן על טיל השיוט העל -קולי SLAM. העיקרון של "חימום אטומי" של אוויר על ידי מעבר דרך ליבת הכור היה כאן כמו במנועי טורבינת גז גרעינית פתוחה, עם הבדל אחד בלבד: במנוע ה- ramjet חסר מדחס וטורבינה. טוריס, שנבדקו בהצלחה בשטח בשנים 1961-1964, הן תחנות הכוח הגרעיניות הראשונות ועד כה היחידות שהפעילו באמת. אבל גם הפרויקט הזה נסגר כחסר סיכוי על רקע ההצלחות ביצירת טילים בליסטיים.
תתעדכן ותעקוף
כמובן, הרעיון של שימוש באנרגיה גרעינית בתעופה, ללא תלות באמריקאים, התפתח גם בברית המועצות. למעשה, במערב, לא בכדי, הם חשדו שעבודה כזו מתבצעת בברית המועצות, אך עם החשיפה הראשונה של העובדה אודותיהם הם נכנסו לבלגן. ב- 1 בדצמבר 1958 דיווח שבוע התעופה: ברית המועצות יוצרת מפציץ אסטרטגי עם מנועים גרעיניים, מה שגרם להתרגשות ניכרת באמריקה ואף סייע לשמור על העניין בתוכנית ה- ANP, שכבר החלה להיעלם. עם זאת, בציורים המלווים את המאמר, אמן המערכת הציג בצורה מדויקת למדי את מטוס ה- M-50 של לשכת העיצוב הניסויית VM מיאשיצ'ב, שפותחה למעשה באותה תקופה, עם מראה "עתידני" לחלוטין, בעל מנועי טורבו רגילים.. לא ידוע, אגב, אם פרסום זה בא בעקבות "עימות" ב- KGB של ברית המועצות: העבודה על ה- M-50 התקיימה באווירה של סודיות מחמירה ביותר, המחבל ביצע את טיסתו הראשונה מאוחר יותר האזכור בעיתונות המערבית, באוקטובר 1959, והמכונית הוצגה לציבור הרחב רק ביולי 1961 במצעד האוויר בטושינו.
באשר לעיתונות הסובייטית, לראשונה על המטוס האטומי נאמר במילים הכלליות ביותר על ידי המגזין "טכניקות - נוער", מס '8 לשנת 1955: "אנרגיה אטומית משמשת יותר ויותר בתעשייה, באנרגיה, בחקלאות ובחקלאות. תרופה. אך לא רחוק הזמן שבו הוא ישמש בתעופה. משדות התעופה, מכונות ענק יעלו בקלות לאוויר. מטוסים גרעיניים יוכלו לטוס כמעט כל זמן שתרצו, מבלי לשקוע על הקרקע במשך חודשים, לבצע עשרות טיסות ללא הפסקה ברחבי העולם במהירות על-קולית ". המגזין, שרמז על המטרה הצבאית של הרכב (מטוסים אזרחיים לא צריכים להיות בשמיים "כל עוד תרצו"), הציג בכל זאת תכנית היפותטית של מטוס נוסעים למטען עם תחנת כוח גרעינית פתוחה.
עם זאת, הקולקטיב של מיאשיצ'בסקי, ולא לבד, אכן עסק במטוסים עם תחנות כוח גרעיניות. למרות שפיזיקאים סובייטים חקרו את האפשרות ליצירתם מאז סוף שנות ה -40, העבודה המעשית בכיוון זה בברית המועצות החלה הרבה יותר מאוחר מאשר בארצות הברית, וההתחלה הונחה על ידי צו מועצת השרים של ברית המועצות מס '1561-868 מיום 12 באוגוסט 1955. לדבריו, OKB-23 V. M. Myasishchev ו- OKB-156 A. N. Tupolev, כמו גם מנוע המטוסים OKB-165 AM Lyulka ו- OKB-276 N. D. Kuznetsov הוטלו על פיתוח מפציצים אסטרטגיים אטומיים.
הכור הגרעיני של המטוס תוכנן בפיקוחם של האקדמאים I. V. Kurchatov ו- A. P. Aleksandrov. המטרה הייתה זהה לזה של האמריקאים: להשיג מכונית, שהמריאה משטח המדינה, תוכל לפגוע במטרות בכל מקום בעולם (קודם כל, כמובן, בארה ב).
תכונה של תוכנית התעופה האטומית הסובייטית הייתה שהיא נמשכת גם כשהנושא כבר נשכח בארצות הברית.
במהלך יצירת מערכת הבקרה הגרעינית נותחו דיאגרמות המעגל הפתוח והסגור. אז, לפי התוכנית הפתוחה, שקיבלה את הקוד "B", לשכת התכנון של Lyulka פיתחה שני סוגים של מנועי אטום -טורבו -צירית, עם מעבר של פיר הטורבו -מדחס דרך כור טבעתי ו"זרועות נדנדה " - עם פיר מחוץ לכור, הממוקם בנתיב זרימה מעוקל. בתורו, לשכת העיצוב של קוזנצוב עבדה על המנועים בהתאם לתוכנית "A" הסגורה.
לשכת העיצוב של מיאשישב החלה מיד לפתור את המשימה הקשה ביותר, לכאורה, הקשה-לתכנן מפציצים כבדים אטומיים סופר מהירים. אפילו היום, בהסתכלות על התרשימים של מכוניות עתידיות שנעשו בסוף שנות ה -50, אפשר בהחלט לראות את תכונות האסתטיקה הטכנית של המאה ה -21! אלה הם הפרויקטים של מטוסים "60", "60M" (מטוס ימי גרעיני), "62" עבור מנועי ליולקובסק של תוכנית "B", כמו גם "30" - כבר מתחת למנועי קוזנצוב. המאפיינים הצפויים של המחבל "30" מרשימים: מהירות מרבית - 3600 קמ"ש, מהירות שיוט - 3000 קמ"ש.
עם זאת, הנושא לא הגיע לתכנון מפורט של מטוס הגרעין מיאשיצ'ב עקב חיסול OKB-23 בתפקיד עצמאי והכנסתו לטיל ולחלל OKB-52 של V. N Chelomey.
בשלב הראשון של ההשתתפות בתוכנית, צוות טופולב היה אמור ליצור מעבדה מעופפת הדומה למטרתה ל- NB-36H האמריקאית עם כור על הסיפון. קיבל את הכינוי Tu-95LAL, הוא נבנה על בסיס המחבל האסטרטגי הכבד טור-בופרופי Tu-95M. הכור שלנו, כמו זה האמריקאי, לא היה משודך למנועי מטוס נושאת. ההבדל המהותי בין כור המטוסים הסובייטי לזה האמריקאי היה שהוא מקורר במים, עם הספק נמוך בהרבה (100 קילוואט).
הכור הביתי צונן על ידי המים של המעגל הראשוני, אשר בתורו נתן חום למי המעגל המשני, שהתקרר על ידי זרימת האוויר שעברה דרך צריכת האוויר. כך עבד הדיאגרמה הסכימטית של מנוע הטורבופרופ האטומי NK-14A קוזנצוב.
המעבדה הגרעינית המעופפת Tu-95LAL בשנים 1961-1962 הרימה את הכור לאוויר 36 פעמים הן בהפעלה והן במצב ה"קור "על מנת ללמוד את יעילות מערכת ההגנה הביולוגית ואת השפעת הקרינה על מערכות המטוסים.. על פי תוצאות הבדיקה, יו"ר ועדת המדינה לטכנולוגיות תעופה פ.וו. דמנייב, עם זאת, ציין בהערתו להנהגת המדינה בפברואר 1962: עם YSU פותחה ב- OKB -301 SA Lavochkin. - ק 'צ'), מכיוון שעבודת המחקר שבוצעה אינה מספקת לפיתוח אב טיפוס של ציוד צבאי, יש להמשיך בעבודה זו ".
בפיתוח עתודת העיצוב של OKB-156, לשכת העיצוב של טופולב פיתחה על בסיס המפציץ Tu-95 פרויקט של מטוס ניסיוני Tu-119 עם מנועי טורבו-פרופ אטומיים NK-14A. מאחר שהמשימה ליצור מחבל לטווח ארוך במיוחד עם הופעתו בברית המועצות של טילים בליסטיים בין יבשתיים וטילים בליסטיים על בסיס ים (על צוללות) איבדה את הרלוונטיות הקריטית שלה, התייחסו הטופולבים ל- Tu-119 כמודל מעבר על הדרך ליצירת מטוס גרעיני נגד צוללות המבוסס על מטוס נוסעים לטווח ארוך Tu-114, שגם "צמח" מטו -95. מטרה זו הייתה עקבית למדי עם הדאגה של ההנהגה הסובייטית מפני פריסת האמריקאים בשנות השישים של מערכת טילים גרעיניים צוללת עם מערכות ICBM של פולריס ולאחר מכן פוסידון.
עם זאת, הפרויקט של מטוס כזה לא יושם.נשארו בשלב התכנון והתוכניות ליצירת משפחה של מפציצים קולי-על טופולב עם YSU בשם הקוד Tu-120, שכמו צייד האוויר האטומי לצוללות, תוכננו להיבדק בשנות ה -70 …
אף על פי כן, בקרמלין אהבו את הרעיון לתת לתעופה הימית מטוס נגד צוללות עם טווח טיסה בלתי מוגבל להילחם בצוללות גרעיניות של נאט"ו בכל אזור באוקיינוסים. יתר על כן, מכונה זו הייתה אמורה לשאת כמה שיותר תחמושת של נשק נגד צוללות - טילים, טורפדו, מטעני עומק (כולל גרעינים) ומצופי סונאר. לכן הבחירה נפלה על מטוס תובלה צבאי כבד An-22 "Antey" בעל כושר נשיאה של 60 טון-מטוס הטורבופרופ הגדול ביותר בעולם. המטוס העתידי An-22PLO תוכנן להיות מצויד בארבעה מנועי אטום-טורבו-פרופ NK-14A במקום ה- NK-12MA הסטנדרטי.
התוכנית ליצירת כזה בלתי נראה בכל צי אחר של מכונה מכונפת קיבלה את שם הקוד "Aist", והכור של ה- NK-14A פותח בהנהגתו של האקדמאי א.פ.אלכסנדרוב. בשנת 1972 החלו בדיקות הכור על סיפונה של המעבדה המעופפת מסוג An-22 (בסך הכל 23 טיסות), והתקבלה מסקנה לגבי בטיחותו בפעולה רגילה. ובמקרה של תאונה קשה, תוכנן להפריד את יחידת הכור והמעגל העיקרי מהמטוס הנופל עם נחיתה רכה בצניחה.
באופן כללי, הכור התעופה "אאיסט" הפך להישג המושלם ביותר של מדע וטכנולוגיה גרעינית בתחום יישומו.
בהתחשב בכך שבבסיס מטוס ה- An-22 תוכנן גם ליצור מערכת טילי תעופה אסטרטגיים בין-יבשתיים מסוג An-22R עם טיל בליסטי צולל מסוג R-27, ברור איזה פוטנציאל רב עוצמה יכול נושאת שכזו לקבל אילו היה הועבר ל"דחף אטומי "» עם מנועי NK-14A! ולמרות שהדברים לא הגיעו ליישום הן של פרויקט An-22PLO והן של פרויקט An-22R, יש לציין כי ארצנו בכל זאת עקפה את ארצות הברית בתחום יצירת תחנת כוח גרעינית תעופתית.
אין ספק שחוויה זו, למרות האקזוטיות שלה, עדיין יכולה להיות שימושית, אך ברמת יישום איכותית יותר.
הפיתוח של מערכות סיור וכלי פגיעה בלתי מאוישות לטווח ארוך במיוחד עשוי בהחלט ללכת בדרך השימוש במערכות גרעיניות עליהן-הנחות כאלה כבר יוצאות בחו ל.
מדענים גם ניבאו כי עד סוף המאה הזו, מיליוני נוסעים צפויים להיות מועברים במטוסי נוסעים המונעים על ידי גרעין. בנוסף ליתרונות הכלכליים הברורים הכרוכים בהחלפת נפט תעופתי בדלק גרעיני, אנו מדברים על ירידה חדה בתרומת התעופה, שעם המעבר למערכות כוח גרעיניות תפסיק "להעשיר" את האטמוספירה בפחמן דו חמצני., לאפקט החממה העולמי.
לדעת המחבר, מערכות גרעיניות תעופתיות יתאימו באופן מושלם למתחמי התעבורה המסחרית של העתיד המבוססות על מטוסי מטען סופר כבדים: למשל אותה "מעבורת אוויר" ענקית M-90 עם כושר נשיאה של 400 טון, הציעו מעצבי המפעל הניסיוני לבניית מכונות על שם VM מיאשיצ'ב.
כמובן שישנן בעיות מבחינת שינוי דעת הקהל לטובת תעופה אזרחית גרעינית. גם נושאים רציניים הקשורים להבטחת ביטחון הגרעין והטרור שלו יצטרכו להיפתר (אגב, מומחים מזכירים את הפתרון המקומי עם "ירי" המצנח בכור במקרה חירום). אבל הכביש, שהוכה לפני יותר מחצי מאה, יושלט על ידי ההליכון.
