Авиация и время 2004 03

Большое внимание участники конференции уделили защите экипажа и бортового оборудования от излучения. В частности, был сделан вывод, что определенной защитой может служить сама конструкция самолета, особенно такие сравнительно массивные ее элементы, как кессон крыла, опоры шасси, двигатели, а также топливо в баках и полезная нагрузка. Рациональное размещение реактора на борту рекомендовалось выбирать с учетом этого, чтобы уменьшить потребную толщину собственно защитных элементов. Наиболее пессимистически настроенные ученые полагали, что достичь приемлемого уровня защиты вообще невозможно. Больше всего они опасались негативного влияния радиации на генотип человека, при этом обращая внимание, на то, что пожилой организм лучше сопротивляется ее разрушительному воздействию. Так родилось предложение, что в экипаж атомного бомбардировщика должны входить только пожилые мужчины, уже утратившие способность иметь детей. Другая радикальная идея, выдвинутая лексинпгонской группой, заключалась в том, чтобы вообще убрать людей с борта «атомолета». Они могли бы находиться в обычном самолете, который мог бы буксироваться за атомным на длинном тросе.

Схематическое изображение комплекса Р-1, состоящего из реактора и четырех двигателей XJ53

Атомный ТРД XJ39. На месте камеры сгорания видны трубы теплообменника

Модель летающей лаборатории Х-6 с полноценной атомной силовой установкой

В результате конференции число посвященных в проблему создания атомного бомбардировщика значительно возросло. Некоторые из них – представители серьезных промышленных фирм – предлагали свои услуги в решении намеченных проблем. Чтобы объединить все конструктивные усилия и организовать работу на новом этапе, 27 апреля 1949 г. ВВС США провели новую конференцию. В ней приняли участие подрядчики по программе NEPA представители Комиссии по атомной энергии США, ряда промышленных и научных организаций, в т.ч. физической лаборатории в Оак Ридж, шт. Теннеси. Новая программа, куратором которой выступило Командование материального обеспечения ВВС, получила название ANP – Aircraft Nuclear Propulsion (атомная движущая сила самолета).

ANP во всех отношениях был более сильным проектом, чем NEPA – он впервые ставил задачу создать реальный самолет, летающий на ядерной энергии. Корпорация Fairchild уже не была главным подрядчиком, а основные усилия по разработке планера и систем сосредоточили у себя Lockheed и Convair. Работы по силовой установке легли на General Electric и ее извечного конкурента в сфере авиадвигателестроения – Pratt amp; Whitney. Причем первая из этих компаний создавала реактор открытого цикла, а вторая – закрытого. Надо сказать, что первоначально в программе ANP приоритет отдавался реактору закрытого цикла. Однако «Дженерал Электрик» повела очень активную кампанию по пропаганде среди членов правительства своего варианта и сумела убедить чиновников, что ввиду сравнительной простоты силовой установки открытого цикла ее разработка займет меньше времени и потребует меньших средств. В результате основной была названа работа «Дженерал Электрик», которая и получила львиную долю финансирования.

О размахе работ по программе ANP говорит тот факт, что ее руководители не ограничили круг возможных решений двумя упомянутыми типами силовых установок, а требовали изучения все новых вариантов. Например, серьезной проработке подвергся двигатель с огромным воздушным винтом, приводимым во вращение паровой турбиной, пар для которой нагревался теплом атомного реактора. Рассматривались и разные варианты компоновки самолета. Но в конце концов, в 1951-52 гг. ВВС решили не разрабатывать новый самолет, а оснастить атомными двигателями опытный стратегический бомбардировщик YB-бО, создаваемый в то время фирмой «Конвэр». Эта машина представляла собой известный В-36, но оснащенный турбореактивными двигателями, а также стреловидными крылом и оперением.

Силовая установка для YB-бО, разрабатываемая «Дженерал Электрик», получила индекс Р-1. Она представляла собой реактор с тепловой выходной мощностью 50 МВт, объединенный посредством множества трубопроводов в единый блок с четырьмя турбореактивными двигателями XJ53 тягой около 8000 кгс каждый, также созданными «Дженерал Электрик». Охлаждение реактора происходило не только проходящим сквозь его активную зону потоком воздуха (при этом последний нагревался примерно до 1100° С), но и насыщенной бором водой, циркулировавшей между его кожухом и специальным радиатором. Вся эта связка должна была располагаться в заднем бомбоотсеке самолета – как можно дальше от кабины экипажа. Планировалось, что радиационная защита будет включать несколько слоев пластика, стали и вольфрама вокруг реактора, а также баки с водяным раствором бора (его изотопы – отличные поглотители нейтронов). Кабина экипажа должна была иметь дополнительную защиту. Такая концепция «раздельной защиты» была разработана еще в ходе программы NEPA и стала одним из крупнейших ее достижений.

При этом на самолете сохранялись и обычные ТРД работающие на керосине. Необходимость в этом обуславливалась открытым циклом работы атомной силовой установки. Ведь поток воздуха, проходя через активную зону, неизбежно вымывал из нее и выбрасывал в атмосферу частицы делящегося вещества. Естественно, загрязнять радиацией воздух в непосредственной близости от аэродрома никто не хотел. Поэтому считалось, что запустить реактор и перейти к использованию ядерной энергии экипаж сможет только в воздухе, причем достаточно далеко от густонаселенных районов. Кроме того, во время прорыва ПВО и ведения воздушного боя также предполагался переход на керосин, т.к. изменение тяги атомного двигателя происходит медленнее обычного за счет запаздывания в контуре теплопередачи. Таким образом, использование атомных двигателей ограничивалось только крейсерскими режимами полета.

Для снижения технического риска при создании этого монстра программа ANP предусматривала опережающие испытания двух летающих лабораторий, обеих – на базе В-36. Задача первой из них состояла в проверке эффективности выбранных методов защиты от радиоактивного излучения. «Конвэр» построила этот самолет, получивший собственное наименование NB-36Н Crusader («Крестоносец»), в 1955 г. Машину оборудовали не только мощной защитой от излучения, но также небольшим ядерным реактором мощностью 1 МВт, который назывался ASTR – Aircraft Shield Test Reactor (реактор для испытания защиты самолета). ASTR устанавливался в задней части фюзеляжа, приблизительно на таком же расстоянии от экипажа, как должен был устанавливаться реактор Р-1 на YB-60. Цель – создать радиационное поле, подобное излучению Р-1. ASTR охлаждался водой, которая, в свою очередь, отдавала тепло набегающему потоку с помощью системы воздухозаборников и теплообменников. В новой носовой части фюзеляжа помещалась 12-тонная защитная капсула экипажа с толстыми стальными стенками, люком как на подводной лодке и остеклением почти 20-сантиметровой толщины. Для лучшего поглощения радиации позади капсулы была закреплена емкость с водой.