Ядерные двигатели

Ядерные реакторы на быстрых нейтронах
География размещения БН
Проект БРЕСТ-ОД-300
Проект БРЕСТ-1200
Реактор БР-5 (10), г.Обнинск
Реактор БОР-60, г. Димитровград
Реактор БН-350, г. Шевченко
Реактор БН-600
Реактор БН-800
Реактор БН-1200
ВВЭР
(Водо-Водяной Энергетический Реактор)
АЭС с ВВЭР-440
ВВЭР-1200
ВВЭР-1000
Реактор Большой Мощности Канальный (РБМК)
РБМК-1000 история создания
Устройство реактора РБМК-1000
Концепции безопасности реакторов РБМК
Тепловыделяющая сборка
Атомные станции
Белоярская АЭС
Ленинградская АЭС
Ленинградская АЭС-2
Белорусская АЭС
Нововоронежская АЭС
Нововоронежская АЭС-2
Ростовская АЭС
Смоленская атомная станция САЭС
Месторасположение Смоленской АЭС
История строительства
Деятельность
Экологическая политика
Экологический контроль
Атомные надводные корабли
Суда с ядерными энергетическими установками в России
Обзор судов с ядерной энергетической установкой
Атомная установка на авианосце
Атомный авианосец проекта «Шторм»
Тяжёлые атомные ракетные крейсеры проекта «Орлан»
История создания крейсеров проекта «Орлан»
Вооружение крейсеров проекта «Орлан»
Атомные ледоколы
РИТМ-200 реактор для атомного ледокола
Судовая ядерная ППУ ледокола
Реактор ледокола
Корпус реактора
Система компенсации давления
Система газоудаления
Второй контур
Атомная подводная лодка
Атомная шестиракетная субмарина «К-19»
Ракетный подводный крейсер стратегического назначения
АПЛ «Наутилус». США.
 

 В конце 40-х годов на волне эйфории от перспектив использования ядерной энергии

и в США и в СССР разворачиваются работы по установке ядерных двигателей на всем что

способно двигаться. Особенно привлекательной идея создания такого «вечного» двига-

теля была для военных. Ядерные энергетические установки (ЯЭУ) в первую очередь

нашли применение в военно-морском флоте поскольку к корабельным силовым установкам

не предъявлялось таких жестких габаритно-весовых требований, как например в авиации.

Тем не менее и ВВС не могли «пройти мимо» возможности неограниченно увеличить рад-

иус действия стратегической авиации.

 В мае 1946г. командование ВВС США утвердило проект создания ядерных двигателей

для оснащения стратегических бомбардировщиков «Nuclear Energy for the Propulsion of

Aircraft» (сокращенно NEPA, в переводе «Ядерная энергия для авиационных двигате-

лей»). Работы по его осуществлению начались в Ок-Риджской национальной лаборатории.

В 1951г. на смену ему пришла совместная программа ВВС и Комиссии по атомной этерги

(КАЭ) «Aircraft Nuclear Propulsion» (ANP, «Авиационные ядерные двигатели).  Компа-

нией «General Electric» был создан турбореактивный (ТРД) отличавшийся от «обыкновен-

ного» только тем что вместо обычной камеры сгорания стоял ядерный реактор который и

нагревал сжатый компрессором воздух. Воздух при этом становился радиоактивным - от-

крытая схема. В те годы к этому относились проще, но все же чтобы не загрязнять

свой аэродром, самолет для взлета и посадки предполагалось оснащать и обычными дви-

гателями на керосине. Первый проект атомного самолета США создавался на базе сверх-

звукового стратегического бомбардировщика B-58. У разработчика (фирмы «Convair») он

получил обозначение X-6. Под треугольным крылом размещались четыре атомных ТРД,

кроме того, на взлете и посадке должны были работать еще 2 «обычных» ТРД. К сере-

 

 Проект  X-6

 

дине 1950-х был изготовлен опытный образец небольшого атомного реактора  воздушного

охлаждения мощностью 1 Мвт. Для его летных испытаний и испытаний защиты экипажа был

выделен бомбардировщик B-36H. Экипаж летающей лаборатории находился в защитной кап-

суле, но сам реактор, размещенный в бомбовом отсеке не имел биологической защиты.

Летающую лабораторию назвали NB-36H. С июля 1955г. по март 1957г. она  совершила

47 полетов, над пустынными районами Техаса и Нью-Мексико во время которых включался

и выключался реактор. На следующем этапе был создан новый атомный реактор HTRE (пос-

ледняя его модель имела мощность 35 Мвт, достаточную для работы двух двигателей) и

экспериментальный двигатель X-39 успешно прошедшие совместные наземные стендовые ис-

пытания. Однако к этому времени американцы поняли, что открытая схема не годится, и

начали проектирование силовой установки с нагревом воздуха в теплообменнике.  Новая

машина фирмы «Convair» NX-2 имела схему «утка» (горизонтальное оперение располага-

лось впереди крыла). Атомный реактор должен был размещаться в центроплане,  двига-

тели - в корме, воздухозаборники - под крылом. На самолете предполагалось исполь-

зовать от 2 до 6 вспомогательных ТРД. Но в марте 1961г. программа ANP была закрыта.

 В 1954-1955гг. группа учёных Лос-Аламосской лаборатории подготовила доклад о

возможности создания ядерного ракетного двигателя (ЯРД). КАЭ США приняла  решение о

начале работ по его созданию. Программа получила наименование «Ровер».  Работы

параллельно велись в Лос-Аламосской научной лаборатории и в Радиационной лаборато-

рии в Ливерморе при Калифорнийском университете. С 1956 г. все усилия Радиационной

лаборатории были направленны на создание ядерного прямоточного воздушно-реактивного

двигателя (ЯПВРД) по проекту PLUTO (в Лос-Аламосе занялись созданием ЯРД).

 ЯПВРД планировалось установить на разрабатывавшуюся

сверхзвуковую низковысотную ракету (Supersonic Low-

Altitude Missile - SLAM). Ракета (сейчас ее бы назвали

крылатой) была по сути беспилотным бомбардировщиком с

вертикальным стартом (при помощи четырех твердотоплив-

ных ускорителей). ЯПВРД включался при достижении опреде- 

ленной скорости уже на достаточном удалении от собствен-

ной территории. Воздух поступающий через воздухозабор-

ник нагревался в ядерном реакторе и, истекая через соп-

ло, создавал тягу. Полет к цели и сброс боеголовок в

целях скрытности должен был осуществляться на сверхниз-

кой высоте на скорости втрое превышающей скорость звука.

Ядерный реактор имел тепловую мощность 500 МВт, рабочая

температура активной зоны составляла более 1600 град.С.

Для испытаний двигателя построили специальный полигон.

Supersonic  Low

Поскольку стенд был неподвижен то для обеспечения работы ЯПВРД в специальные резер-

вуары закачивалось 500т. сжатого воздуха (для работы на полной мощности требовалось

тонна воздуха в секунду). Перед подачей в двигатель воздух подогревали до темпера-

туры более 700 град. пропуская его через четыре резервуара наполненные 14 млн. рас-

каленных стальных шариков. 14 мая 1961г. прототип ЯПВРД, получивший наименование

Tory-IIA, включился. Поработал он всего несколько секунд и развил только часть рас-

 

 Tory-IIA

 

чётной мощности, но опыт признали полностью успеш-

ным. Сразу началась работа над вторым прототипом

Tory-IIB, но до его испытаний дело так и не дошло. 

Только спустя три года начались испытания следую-

щей модификации Tory-IIC. Он проработал 5 мин. на

полной мощности в 513 МВт и развил тягу 16т. Ра-

диоактивность струи оказалась меньше ожидаемой. К

этому времени в Пентагоне начали сомневаться в

эффективности нового оружия, новые баллистические

ракеты «Атлас» и «Титан» достигали цели на часы

раньше и стоили гораздо меньше. Проект постигла

та же судьба что и проект ANP.

Tory-IIC

 Советскому союзу ядерный самолет был гораздо нужней, чем США поскольку он не

имел военных баз у границ США и мог действовать только со своей территории и появив-

шиеся в середине 50-х стратегические бомбардировщики М-4 и Ту-95 не могли «охватить»

всей территории США. Работы по изучению проблем создания ядерных силовых установок

для кораблей, подводных лодок и самолётов начались уже в 1947г. однако постановле-

ние Совета Министров о начале работ по летательным аппаратам с ядерным двигателем

выходит только 12 августа 1955г. (к этому времени уже строилась первая  советская

атомная подводная лодка). ОКБ-156 Туполева и ОКБ-23 Мясищева занялись проектирова-

нием летательных аппаратов с ядерными силовыми установками, а ОКБ-276  Кузнецова и

ОКБ-165 Люльки разработкой самих таких силовых установок. 

 В марте 1956г. вышло правительственное постановление о создании (для изучения

влияния радиации на конструкцию самолета и его оборудование а также  вопросов радиа-

ционной безопасности) летающей лаборатории на базе стратегического бомбардировщика

Ту-95. В 1958г. на Семипалатинский полигон был доставлен экспериментальный, «само-

летный» атомный реактор. В середине 1959г. реактор был установлен на серийный само-

лет получивший обозначение Ту-95ЛАЛ (Летающая АтомнаяЛаборатория). Реактор исполь-

 

 Летающая АтомнаяЛаборатория

 

зовался только как источника излучения и охлаждался водой. Радиатор системы охлаж-

дения, расположенный внизу фюзеляжа, обдувался набегающим потоком воздуха.  В мае-

августе 1961г. Ту-95ЛАЛ совершил 34 полёта над территорией полигона.  Следующим ша-

гом должно было стать создание на базе Ту-95 экспериментального Ту-119. На двух (из

 

 Ту-119

 

четырех его двигателях НК-12М (ОКБ Кузнецова) в дополнение к камерам сгорания уста-

вились теплообменники, нагреваемые жидкометаллическим теплоносителем  отбиравшим

тепло от атомного реактора расположенного в грузовом отсеке. Двигатели  получили

обозначение НК-14А. В дальнейшем предполагалось, установив на самолете 4 двигателя

НК-14А и увеличив диаметр фюзеляжа, создать противолодочный самолет  с практически

неограниченной продолжительностью полета. Однако проектирование двигателей НК-14А,

а точнее его ядерной части, шло медленно из-за множества возникавших при этом проб-

лем. В результате, планы создания Ту-119 так и не были реализованы.  Кроме того

ОКБ-156 предлагало несколько вариантов сверхзвуковых бомбардировщиков. Дальний бомбардировщик Ту-120 с взлетным весом 85т. длинной 30,7м. размахом  крыла 24,4м. и

 

 Дальний   бомбардировщик Ту-120

 

максимальной скоростью около 1400км/ч. Другим проектом был маловысотный ударный

самолет с взлетным весом 102т. длинной 37м. размахом крыла 19м. и максимальной ско-

ростью 1400км/час. Самолет имел низкорасположенное треугольное крыло. Два его дви-

гателя располагались в одном пакете в задней части фюзеляжа. На взлете и посадке

двигатели работали на керосине. Сверхзвуковой стратегический бомбардировщик должен

был иметь взлетный вес 153т. длину 40,5м. и размах крыла 30,6м. Из шести ТРД (КБ

Кузнецова) два, расположенные в хвосте, были оборудованы теплообменниками  и могли

работать от атомного реактора. Четыре обычных ТРД размещались под крылом на пилонах.

Внешне этот самолет был похож на американский средний сверхзвуковой бомбардировщик

В-58.

 В ОКБ Мясищева также рассматривали возможность создания «ядерного» самолета на

базе уже существующего бомбардировщика ЗМ путем замены обычных ТРД на атомные снаб-

женные теплообменниками (реактор размещался в бомбоотсеке). Рассматривалась и воз-

можность создания сверхзвукового бомбардировщика М-60. Предлагалось несколько ва-

 

 создания сверхзвукового  бомбардировщика М-60.

 

риантов компановки с различными типами двигателей (взлетная масса 225-250т, полез-

ная нагрузка - 25т., скорость - до 3000 км/час длина 51- 59м., размах крыла – 27-

31м.). Для защиты от излучения летчиков поместили в специальную герметичную капсулу

а двигатели разместили в хвостовой части фюзеляжа. Визуальный обзор из капсулы ис-

ключался и вести самолет к цели должен был автопилот. Для обеспечения ручного управ-

ления предполагалось пользоваться телевизионными и радиолокационными экранами. Раз-

работчики изначально предлагали сделать самолет беспилотным. Но военные для надеж-

ности настаивали на пилотируемом варианте. Одним из вариантом был гидросамолет. Его

плюсом было то, что заглушенные реакторы для уменьшения радиационного  фона можно

было опускать в воду.

   Двигатели для самолетов Мясищев

 Двигатели для самолетов Мясищева разра-

 батывались в ОКБ Люлки (позднее для этого

 из ОКБ выделилось СКБ-500). Это были атом-

 ные воздушно-реактивные двигатели открытой

 схемы трех вариантов компоновки- соосной,

 «коромысло» и комбинированной. В первой

 кольцевая активная зона реактора располага-

 лась на месте камеры сгорания обычного ТРД.

 Во втором варианте реактор был вынесен за

 пределы двигателя. Наиболее перспективной

 была комбинированная схема, в которой атом-

 ный реактор ставился в форсажной камере

 ТРД. Такой двигатель мог работать и как

 обычный ТРД, и как ТРД с атомным форсажем,

 и как атомный прямоточный.

 

 В апреле 1957г. от проекта М-60 от-

казались в пользу проекта М-30 с двига-

телями замкнутой схемы. Проект предпола-

гал создание самолета взлетной массой

165т. при полезной нагрузке 5,7т. и ско-

рости 3200 км/час дальность предполага-

лась в 25000км. Самолет имел 6 двигате-

лей НК-5 (разработки Кузнецова). На взле-

те и посадке, а также при выходе на крей- 

серский режим и преодолении ПВО двига-

тели работали на керосине (его запас сос-

тавлял около 16т.). Крейсерский полет

осуществлялся на «ядерной тяге». Экипаж

состоял из 2-х человек.

В апреле 1957г. от проекта М-60

Вернуться на главную