Авиация и время 2004 03

В воздухе – летающая лаборатория NB-36H, 1956 г.

В носовую часть NB-36H устанавливается защитная капсула для экипажа

Реактор ASTR, устанавливаемый на NB-36H

Базировался уникальный самолет на площадке «Конвэр» авиабазы Карсвелл (Carswell), шт. Техас. Он взлетал с заглушённым реактором, летел на Запад до испытательной зоны в шт. Нью Мексико, где выполнялись все эксперименты, затем реактор глушился, и самолет возвращался. В период с сентября 1955 г. по март 1957 г. «Крестоносец» выполнил 47 полетов с включением реактора, во время которых его сопровождал В-50 с комплексом измерительных приборов для исследования радиационного поля. Неподалеку обязательно летел транспортный самолет со специально подготовленными морскими пехотинцами, которые в случае аварии «Крусейдера» должны были выпрыгнуть с парашютами и оцепить место падения, чтобы не допустить туда местных жителей и во взаимодействии с местными аварийными службами ликвидировать возможные последствия. По результатам этих испытаний американцы сделали довольно оптимистичный вывод: «Атомный самолет не представляет угрозы, даже если летит на малой высоте… Риски при использовании атомной энергии не выше, чем в случае обычных самолетов и ракет на химическом топливе».

Второй летающей лабораторией, получившей обозначение Х-б, должен был стать тоже В-36, но оснащенный, в дополнение к обычной, полноценной атомной силовой установкой. Последняя должна была состоять из реактора и четырех двигателей «Дженерал Электрик» XJ39 тягой около ЗЮО кгс, созданных на базе хорошо отработанного ТРД J47 бомбардировщика В-47. Эта связка представляла собой моноблок, устанавливаемый в бомбоотсек самолета непосредственно перед полетом и извлекаемый оттуда сразу после его завершения.

Впервые подняться в небо Х-6 должен был с аэродрома Национальной станции испытания реакторов, строительство которой началось в 1949 г. в шт. Айдахо. Там для обслуживания атомного самолета был построен гигантский ангар и множество других сооружений, которые имели ненормально толстые стены и потолочные перекрытия с целью не выпустить радиоактивное излучение наружу. Мало того, «Дженерал Электрик» планировала установить в зданиях телевизионные системы наблюдения и дистанционно управляемые манипуляторы. Это позволило бы техническому персоналу выполнять необходимые работы, не подвергаясь интенсивному облучению, опасность которого сохранялась бы даже после выключения реактора. Она исходила от элементов конструкции самолета, которые в полете подвергались воздействию потока нейтронов и сами становились радиоактивными. Да и собственно процесс выключения реактора занимал много времени, ведь после остановки цепной реакции уменьшение нейтронного потока в его активной зоне шло довольно медленно за счет так называемых запаздывающих нейтронов. Выделение тепла продолжалось, и задача его отбора оставалась актуальной. Поэтому ТРД должны были выключаться только в ангаре, а затем к реактору планировалось присоединять наземное продувочное устройство для принудительного охлаждения. Вместе с ним вся силовая установка должна была извлекаться из бомбоотсека и опускаться в экранированное подземное укрытие.

Но прежде чем поставить атомный двигатель на самолет, пусть даже на летающую лабораторию, его работоспособность требовалось проверить на земле. Естественно, такая установка могла создаваться без ограничений веса и размеров, которые диктовались условиями размещения на реальном самолете. Поэтому первые экспериментальные конструкции внешне напоминали гигантских динозавров и весили почти 50 тонн. Они располагались на железнодорожных платформах, на которых уезжали к месту испытаний – подальше от сборочных и наладочных цехов. Именно такой была первая экспериментальная установка HTRE-1 – Heat Transfer Reactor Experiments (эксперименты по переносу тепла из реактора). Она представляла собой небольшой урановый реактор с бериллиевым отражателем нейтронов и защитой, содержащей большое количество ртути. Два двигателя XJ39 (видны в левом нижнем углу снимка) начинали работать с использованием обычного керосина. Затем они выводились на полную мощность, поток воздуха направлялся через активную зону, и реактор запускался. Подача керосина прекращалась, а турбины вращались за счет тепла радиоактивного распада. Этот режим поддерживался много часов, чтобы имитировать типовой полет атомного бомбардировщика. После каждого запуска платформа возвращалась на базу для разборки и осмотра. «Дженерал Электрик» создала эту установку в 1955 г. и уже в следующем году заставила достаточно уверенно работать, доведя выходную мощность до 20,2 МВт.

Вскоре установку переделали в вариант HTRE-2, который использовался для испытаний новых конфигураций активных зон реакторов и новых конструкционных материалов. Эта установка достигла мощности 14 МВт.

Несмотря на то, что HTRE-1 и HTRE-2 вполне успешно работали, эти массивные сооружения были далеки от реальной авиационной конструкции. Важнейшим шагом на пути к реактору, способному подняться в воздух, стала HTRE-3. Эта установка была очень близка к исходной концепции комплекса Р-1, но предназначалась для обеспечения энергией двух, а не четырех ТРД Поэтому размеры активной зоны и развиваемые в ней температуры были выбраны такими, чтобы обеспечить мощность порядка 35 МВт. Общая вытянутая в горизонтальном направлении компоновка, достаточно легкий циркониевый замедлитель нейтронов, каркас из алюминия и габариты с учетом размеров бомбовых отсеков В-36 и В-60 – все было призвано максимально приблизить HTRE-3 к настоящему полетному реактору. И это специалистам «Дженерал Электрик» удалось – HTRE-3 успешно отработал с апреля 1958 г. по декабрь 1960 г.

А что же «Пратт-Уитни»? Надо сказать, что, несмотря на недооценку руководителями программы ANP реакторов закрытого цикла, она не

Бомбардировщик YB-60, в заднем бомбоотсеке которого планировалось установить комплекс Р-1

оставила работ над ними. Эти исследования велись в лаборатории CANEL – Connecticut Aircraft Nuclear Laboratory (лаборатория ядерных авиадвигателей в шт. Коннектикут), однако по объективным причинам продвигались значительно медленнее, чем эксперименты «Дженерал Электрик». Первоначально исследовались две основные концепции организации теплообмена между реактором и двигателями. В первой теплоносителем выступал жидкий металл, который омывал твердое делящееся вещество в активной зоне и отдавал полученную энергию в теплообменнике двигателя. Во второй делящееся вещество было растворено в металле-теплоносителе и циркулировало вместе с ним. Но цепная реакция шла только внутри реактора, где за счет выбора определенных размеров и формы активной зоны создавалась критическая масса. Фирма добилась значительных успехов в создании реакторов второго типа, особенно в конструкции теплообменников и в борьбе с коррозией трубопроводов, по которым протекал жидкий металл.