Атомик бомбер

alex_anpilogov — 20.09.2015

Когда я говорю, что мы живёт в мире победившего гуманизма или рассуждаю о «чёрных шарах», которые может вытянуть из мешка технологий человечество и не пройти Великий фильтр парадокса Ферми — то я всё время держу в голове вот такие сюжеты.
Тогда, на заре ядерной эры, нехватка современных, уже, как ни странно, достаточно «гуманных» технологий взаимного ядерного сдерживания (и столь же гарантированного взаимного ядерного уничтожения ведущих ядерных стран) порождало в умах политиков, инженеров и конструкторов по обе стороны Атлантического океана весьма причудливые концепты ядерного оружия.

По вышеприведенной ссылке я рассказал об опытах СССР с боевыми «грязными» радиоактивными веществами, которыми, в отсутствие достаточного количества относительно «чистых» ядерных и термоядерных боезарядов, собирались забросать и отравить как минимум Западную Европу.
Программа боевых радиоактивных веществ была свёрнута в СССР в середине 1950-х годов, как только советские межконтинентальные ракеты стали доставать до самих США, а атомная промышленность СССР наработала достаточное количество делящихся материалов и освоила производство термоядерных бомб. Однако, вплоть до середины 1960-х годов и в СССР, и в США продолжались разработки вооружений, которые вполне смогли бы дополнить рассказ Роберта Хайнлайна «Никудышнее решение».

И сегодня, кстати, на фоне распада пост-ялтинского мирового устройства, когда в мире появляются силы, которые решили воевать отнюдь не по правилам взаимного сдерживания времён Холодной войны, можно уже сказать, что «чёрный шар» технологии Судного дня уже вытянут и даже осмотрен человечеством со всех сторон.
Вопрос же состоит лишь в том, насколько быстро он попадёт в руки, которые не убоятся его применить. В руки, для которых вся сумма соглашений и договоров существующего мира — не более, чем пустая бумажка.

Ну а начать стоит нам со старого, доброго атомик бомбера. Ну — или с атомного бомбардировщика, если использовать русский язык. Благо разработками атомолёта отметились в 1950-х-1960-х годах как СССР, так и США.


Сама по себе идея самолёта с атомным реактором на борту в виде источника энергии очень «вкусная» с энергетической и конструкторской точки зрения. Были бы мы разумными кристаллами, которым вообще не страшна радиация или могли бы чинить свой генетический код подобно микроскопическим археям и бактериям, которые могут выдерживать дозы излучения мгновенно-смертельные для людей — уверяю вас, атомный самолёт (атомолёт) однозначно бы стал самым применимым концептом для дальней и скоростной авиации.

Однако, в реальности проблемы атомолёта были известны давным-давно и сводились к трём простым вопросам.



1. Все самолёты могут упасть. Просто потому что они летают и они тяжелее воздуха. И сама мысль о том, что где-то над вами болтается атомный реактор — уже неприятна.
2. Наиболее эффективны в плане передачи тепла прямоточные системы, когда воздух, охлаждающий реактор, бертся прямо из атмосферы и выбрасывается в неё же в виде реактивной струи. Неизбежно — облучённой и загрязнённой элементами топлива реактора и, как следствие, высокорадиоактивной.
3. Что-то надо делать с лётчиками, которые «путешествуют верхом» на весьма мощном и однозначно смертельном источнике радиации.

Однако, если присмотреться к данным ограничениям с точки зрения «войны на полное уничтожение», которую сейчас готов вести и против Западного мира и против России, например, тот же самый ИГИЛ, то два из этих ограничений — возможная катастрофа атомолёта или же его радиоактивный выхлоп становятся даже преимуществами для гипотетического «оружия возмездия» будущего Халифата, а успехи современных схем управления самолётами, которые позволяют уже превратить в БПЛА любой серийный бомбардировщик, снимают органичения и на третью проблему — кремниевые мозги спокойно выдерживают уровни радиации, намного превосходящие те, что могут вынести человеческие тела.
Кстати, тела смертников у будущего Халифата тоже имеются — причём в избытке. Так что — я бы не сбрасывал со счетов и «ядерных камикадзе».

Но — вернёмся в 1940-е годы, во времена, когда план «Дропшот», подразумевавший уничтожение путём атомной бомбардировки всех крупных советских городов в случае практически любого масштабного обострения, был магистральной идеей политиков и военного ведомства США.

Именно этот подход к войне пародировал Стенли Кубрик в своём замечательном фильме «Доктор Стрейнджлав или как я перестал беспокоиться и полюбил бомбу». Эпиграфом к этому фильму могут стать слова генерал Томаса Сэрсфилда Пауэра, главнокомандующего Стратегического командования ВВС США, сказанные им в 1960-м году, за два года до Карибского кризиса:
«Почему вас так заботит сохранение их жизней? Весь смысл в том, чтобы убить этих ублюдков. Если в конце войны в живых будут оставаться два американца и один русский — значит, мы победили!»

Ну а центральным персонажем «Доктора Стрейнджлава», которого потом растащили на десяток интернет-мемов стал, конечно же, генерал Тержидсон:





Этот жизнерадостный и туповатый солдафон, который держит справочник со списком мировых городов, в котором указано, сколько миллионов при атаке погибнет в каждом из них, рядом с порножурналом, который, вместо попыток отозвать самолеты и договориться, настаивает на немедленной и полномасштабной атаке на СССР, поскольку это позволит победить, понеся «Умеренные и приемлемые потери в двадцать миллионов человек, максимум!» — именно он оказался самой острой сатирой на тогдашние нравы внутри Пентагона и Госдепа США.

Интересно, что актёр Джон Кэмпбелл Скотт играл все дубли с генералом Тержидсоном по нескольку раз, и первые из них Стенли Кубрик попросил Скотта сделать в нарочито-гротескном ключе, пообещав, что они служат лишь для «разогрева» и вживания в образ, обещая вставить в окончательный монтаж материала более спокойные дубли. Ну и, ожидаемо, обманул актёра. После чего, кстати, Скотт с Кубриком работать дальше отказался — а мы получили именно того Тержидсона, которого мы все любим.

Первое упоминание о самолёте с ядерной силовой установкой можно встретить у Энрико Ферми. Ещё собирая свою Чикагскую Поленницу, Ферми пишет в своих работах о возможности применения на самолётах ядерных реакторов вместо углеводородного топлива, что позволило бы экономить сотни тонн авиационного керосина и построить самолёт с практически неограниченной дальностью и временем полёта.
И уже в 1946-м году «ядерный ястреб» Кертис Ле Мей, творец Хиросимы, впервые озвучивает идею разработки и постойки атомного бомбардировщика в перспективных планах военного ведомства.

Вплоть до начала 1950-х годов программа атомолёта  в США имела чёткое недоверие со стороны президента — Гарри Трумэна и работы болтались в режиме бюрократической волокиты и согласования. Однако, после успешного испытания ядерного боезаряда в СССР, в США пришло осознание того, что ядерное лидерство надо удерживать изо всех сил. И «Комиссия по ядерной энергии», которую возглавлял сам Трумэн, совместно с ВВС разработала техническое задание для атомного самолета, который должен был быть построен в двух вариантах — в военном и в гражданском. Военный атомный самолёт должен был стать стратегическим бомбардировщиком, а гражданский атомолёт планировалось соорудить в виде гидросамолета-летающей лодки.

В 1949 году начались крупные конструкторские работы, и в 1951 году было получено разрешение на постройку двух тестовых самолетов — в тех же выбранных вариантах стратегического бомбардировщика и летающей лодки.
Первая летающая атомная лаборатория была сделана к 1953 году на основе бомбардировщика В-36. Ядерный реактор располагался в бомбоотсеке B-36, а в качестве противорадиационной защиты использовали стандартное, но не самое удачное решение — около 12 тонн свинца, и водные прослойки в фюзеляже, в районе кабины и хвоста.
Летающая лаборатория получила кодовое название NB-36 и совершила свой первый полет 17 августа 1955 года.



За два года, с 1955 по 1957, NB-36 совершил 57 успешных вылетов, проведя испытания реактора в условиях реального полёта. При этом это отнюдь не был атомолёт в настоящем значении этого слова: ядерный реактор просто тестировали на разных режимах полёта, в то время, как силовая установка В-36 была запитана за счёт классического керосина.

По результатам полётов NB-36 дальнейшие работы по проектированию, конструированию и сборке готового атомолёта были разделены между ведомствами и подрядчиками. Ядерный реактор для самолёта предстояло совершенствовать «Комиссии по ядерной энергии», за сборку и испытания двигателя взялись «Дженерал Электрик» и «Пратт энд Уитни», а ВВС США проводили эскизные работы по планеру,  дав ему кодовое название «WS-125».



Каждая из фирм-разработчиков ядерного воздушно-реактивного двигателя выбрала свою концепцию рабочего цикла: «Дженерал Электрик» разрабатывала прямоточную, «грязную» схему воздушно-реактивного двигателя, в которой воздух проходил непосредственно через реактор, а «Пратт энд Уитни» начали разработку схемы с теплообменником, которая сулила большую радиационную безопасность и меньшие объёмы загрязнения воздуха, однако оказывалась значительно тяжелее. Забегая вперёд, скажу, что схема с теплообменником так и не была доведена до собранного прототипа: «Пратт энд Уитни» так и не смогли побороть весовые ограничения.

Конструкторы и разработчики планера столкнулись с тем же самым вопросом — из-за требований по безопасности пилотов конструкция планера WS-125 страдала от большого веса противорадиационной защиты. У «Комиссии по ядерной энергии» разработка реактора тоже упёрлась в массу весовых и габаритных ограничений — самолёт всё больше напоминал «летающий дредноут»: всё ужесточающиеся по ходу разработки требования по безопасности в итоге загоняли программу в ситуацию, когда экономия веса на запасах авиационного керосина на борту грозила полностью уйти в вес реактора и противорадиационной защиты.



Сказалось на судьбе атомолёта и обычное соревнование между оборонными ведомствами в Соединённых Штатах: у ВВС США появился сильный конкурент в виде Флота, который увидел в ядерной энергии свои, столь же впечатляющие и большие перспективы. Моряки сначала смотрели в сторону гидроатомолёта, который тоже был прописан в начальной программе атомолёта в качестве гражданского варианта, но хотели его, конечно, приспособить для своих, военных нужд. За испытательным стендом они обратились к Великобритании, у который к тому времени имелся гидросамолет подходящий для испытаний: «Pribces» производства компании «Saunders-Roe».
Однако, после проведения начальных исследовательских работы, ВМС США, осознав все недостатки летающей атомной бомбы, приняло решение отказаться от атомного гидросамолета в пользу атомных субмарин. Как выяснилось впоследствии — именно этот проект и победил в долгой гонке по совершенствованию ядерной триады: сегодня атомная подводная лодка оказалась практически «золотым стандартом», в то время, как атомолёты так и остались лишь экзотическими концептами начального периода ядерной эпохи.

Но, в целом, вплоть до начала 1960-х годов финансирование проекта ещё не перешло окончательно к ВМС США и в 1956 году компанией «Дженерал электрик» был всё-таки собран первый авиационный ядерный двигатель, построенный по простой, открытой прямоточной схеме  и получивший название GE X211.
Протестировать его его компания так и не смогла, так как к 1956 году финансирование программы атомолёта было уже урезано и «Комиссия по ядерной энергии» так и не смогла дать «Дженерал электрик» реактор атомолёта для проведения испытаний. Годом позже были свернуты конструкторские работы по WS-125, а летающую лабораторию NB-36 разобрали и захоронили. Частично, но без особого энтузиазма, финансировались только работы над двигателем.



Новое дыхание проект получил благодаря статье в авторитетном военном издании «Авиейшн уик», которая имела говорящий заголовок: «СССР тестирует новый атомный бомбардировщик».

Интересно, что данная статья, хоть и продлила жизнь американской программе атомолёта на целых четыре года (1957-1961), но так и не спасла её от окончательного закрытия. Да и сообщение о разработке в СССР настоящего атомного бомбардировщика было далёким от реальности: работы над советским атомолётом М-50, изображение которого я вынес на заглавие статьи, находились в таком же начальном состоянии, как и американская программа, испытывая похожие трудности с весом самолёта, реактора и противорадиационной защиты.
Но о советской программе атомного бомбардировщика всё-таки стоит рассказать отдельно, в рамках ещё одной статьи.

В США же работы по программе велись вплоть до 1961 года, когда к власти пришел Джон Кеннеди и американские самолёты-разведчики У-2 смогли добраться до стратегических ядерных объектов в глубине территории СССР и убедится, что у Советского Союза нет действующего флота атомных бомбардировщиков. В итоге программа атомик бомбера была свёрнута Кеннеди окончательно — он урезал её на 95%, а оставшиеся 5% были направлены исключительно на разработку ядерного двигателя. Которая шатко-валко дотянула до 1964 года, когда и была окончательно закрыта.

Но, в заключение рассказа об американцах и их атомик бомбере надо упомянуть ещё один проект, который вырос из проекта атомолёта и вполне может быть сейчас реализован теми, для кого тотальная война — всё равно, что мать родная.
Это проект стратегической сверхзвуковой атомной ракеты SLAM (Supersonic Low-Altitude Missile):



Эта разрабатывавшаяся в США в конце 1950-х - начале 1960-х годов ракета должна была стать стратегическим сверхзвуковым низковысотным носителем, которий планировалось оснастить сверхзвуковым прямоточным воздушно-реактивным ядерным двигателем (СПВРЯД).
Проект получил название «Плутон».

Ракета размером с локомотив должна была лететь на сверхнизкой высоте (не более 30-40 метров, с огибанием рельефа) со скоростью в 3М, при этом ещё и  разбрасывая водородные бомбы на своём пути. Интересно, что даже мощность ударной волны от её пролета должна была оказаться достаточной для гибели людей поблизости. К тому же, существовала небольшая проблема радиоактивных осадков — выхлоп прямоточного ядерного СПВРД ракеты, само собой, содержал продукты деления и облучённый воздух. Один остроумный инженер предложил превратить этот явный недостаток в мирное время в преимущество в случае войны — SLAM должна была продолжать летать над Советским Союзом после исчерпания боекомплекта вплоть до своего саморазрушения или угасания ядерной реакции, то есть практически неограниченное время.



Поскольку КПД сверхзвукового прямоточного двигателя растет с температурой, 500-мегаваттный реактор под названием «Тори» для проекта «Плутон» проектировался очень горячим, с рабочей температурой более 1600 °C. Компании по производству фарфора Coors Porcelain Company была поставлена задача сделать около 500 000 керамических топливных элементов, похожих на карандаши, которые должны были выдержать такую температуру и обеспечить равномерное распределение тепла внутри реактора.
Интересно, что сейчас именно вокруг таких концептов в том числе крутятся и проекты высокотемпературных ядерных реакторов.

Для обшивки задней части ракеты, где температуры ожидались максимальными, пробовались различные материалы. Допуски при проектировании и изготовлении были столь узкими, что плиты обшивки имели температуру самовозгорания всего на 150 °C выше максимальной расчетной температуры работы реактора.

Допущений было много и стала ясной необходимость испытания полноразмерного реактора на неподвижной платформе. Для этого построили специальный полигон 401. Так как реактор должен был стать сильно радиоактивным сразу же после первого запуска, полностью автоматизированная железнодорожная ветка доставляла его от места проверки до цеха разборки, где радиоактивный реактор должны были дистанционно разобрать и исследовать. Учёные из Ливермора наблюдали за процессом по телевидению из сарая, расположенного далеко от полигона и снабжённого, на всякий случай, убежищем с двухнедельным запасом еды и воды.

Только для добычи материала для постройки цеха разборки, толщина стен которого составляла от 2 до 3 метров для целей противорадиационной защиты, правительство США купило шахту. Триста тысяч кубометров сжатого воздуха для симуляции полёта реактора на большой скорости и запуска СПВРД был накоплен в специальных резервуарах общей длиной более 40 километров и нагнетался гигантскими компрессорами, которые на время взяли с базы подводных лодок в Гротоне, Коннектикут.
Для 5-минутного теста реактора на полной мощности требовалось тонна воздуха в секунду, которую подогревали до темепературы в 730 °C, имитируя нагрев потока от сжатия воздуха на сверхзвуковой скорости. Этого достигали прохождением потока сквозь наполненные 14 миллионами стальных шариков четыре стальных резервуара, которые разогревали сжиганием нефти.
Однако, не все составляющие проекта были колоссальными – например, устанавливать точные измерительные инструменты внутри реактора во время монтажа пришлось миниатюрной секретарше, так как техники туда просто не пролазили.


Tory-IIA

Вечером 14 Мая 1961 года первый в мире атомный СПРД, смонтированный на железнодорожной платформе, включился. Прототип Tory-IIA проработал всего несколько секунд и развил только часть расчётной мощности, но эксперимент признали полностью успешным. Самое главное, он не загорелся и не разрушился, как опасались многие. Сразу началась работа над вторым прототипом, легче и мощнее. Однако, Tory-IIB не вышел за пределы чертёжной доски, так как по ходу разработки в него внесли столь изменений, что работу переквалифицировали в следующий прототип.
В итоге, в 1964 году опытный СПВРД с ядерным реактором, получивший наименование Tory-IIC проработал 5 минут на полной мощности в 513 мегаватт и обеспечил тягу в около 10,5 тонн. Радиоактивность струи оказалась меньше ожидаемой. За запуском с безопасной дистанции наблюдали десятки официальных лиц и генералов ВВС.


Tory-IIС

Но, несмотря на успех испытаний двигателей, в итоге проект «Плутон» был закрыт в 1964 году.
Общая итоговая стоимость проекта составила $260 миллионов ещё не обесцененных долларов начала 1960-х годов, а на пике над ним работало 350 человек в лаборатории и ещё 100 на полигоне 401.
Причиной закрытия послужили всё те же «первые два вопроса»: где испытывать дальше такой «ядерный член» и как обеспечить радиационную безопасность при испытаниях, если его занесёт куда-нибудь к Лос-Анжелесу или Далласу — благо ограничений на дальность полёта у SLAM «Плутон» практически не было.

Хотя разработчики «Плутона» из Ливерморской лаборатории справедливо упирали на быстроту и невозможность перехвата ракеты, военные аналитики стали сомневаться, что такое большое, горячее, шумное и радиоактивное оружие может остаться незамеченным надолго и не вызовет ответных шагов уже со стороны СССР. К тому же, новые баллистические ракеты «Атлас» и «Титан», которые уже стояли на вооружении к 1964 году, достигали цели на часы раньше летающего реактора ценой в 50 миллионов долларов за одну штуку. На а Флот, который сначала собирался запускать «Плутоны» со своих подлодок и надводных кораблей, тоже начал терять к нему интерес после появления ракеты «Полярис» и разворачивания программы строительства атомных субмарин.

«Чёрный шар» новой технологии, который хорошо описал Хайнлайн в «Никудышнем решении» пока что спрятали под скатерть истории.
Но — ничто не стоит на месте и вскорости его снова могут выкатить из под скатерти в центр зелёного сукна. С именем бога посредине.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив