Авиация и время 2004 04

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 уче- ные-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».

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.

К работе по ЛАЛ подключились многие отделы ОКБ, так как переделке подверглись фюзеляж самолета и значительная часть оборудования и агрегатов. Основная нагрузка легла на компоновщиков (С.М. Егера, Г.И. Зальцмана, В.П. Сахарова и др.) и на отдел силовых установок (К.В. Минкнера, В.М. Вуля, А.П. Балуева, Б.С. Иванова, Н.П. Леонова и др.). Руководил всем сам А.Н. Туполев. Своим ведущим помощником по этой теме он назначил Г.А. Озерова.

Для предварительного изучения и приобретения опыта работы с реактором предусматривалась постройка наземного испытательного стенда, проектные работы по которому были поручены Томилинскому филиалу ОКБ, возглавляемому 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. Они были разработаны в отделе неметаллов ОКБ под руководством А.С. Файнштейна. Защитные материалы и элементы конструкции из них были созданы совместно со специалистами химической промышленности, проверены ядерщиками и признаны пригодными для применения. В 1958 г. наземный стенд был построен и перевезен на Половинку – так называлась экспериментальная база на одном из аэродромов под Семипалатинском. В июне следующего года состоялся первый запуск реактора на стенде. В ходе его испытаний удалось выйти на заданный уровень мощности, опробовать приборы контроля радиации, систему защиты, выработать рекомендации летному экипажу. Одновременно подготовили и реакторную установку для ЛАЛ.

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

Размещение реактора и датчиков облучения на Ту-95ЛАЛ

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, входившем 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.

Постройка Ту-95ЛАЛ и оснащение необходимым оборудованием заняли 1959-60 гг. 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…»