Техника - молодёжи 2006-03, страница 32
30 2006 №03 ТМ ИЗ ИСТОРИИ СОВРЕМЕННОСТИ Энергетическая проблема, проблема компактного источника энергии большой мощности и эффективного преобразования этой энергии в тягу, стоит перед создателями летающей техники с момента ее появления — и окончательно не решена до сих пор. Сегодня применяют — за редчайшим исключением — термохимические двигатели, использующие ископаемое углеводородное топливо. Прежде всего, с ним меньше возни в эксплуатации, и это настолько перевешивает все мыслимые недостатки, что о них стараются просто не вспоминать... Но недостатки от этого не пропадают! Поэтому попытки перейти на другие источники энергии предпринимались неоднократно. И прежде всего внимание авиаконструкторов и ракетчиков привлекла атомная энергия — ведь энергоемкость 1 г U235 эквивалентна 2 т керосина (вместе с 5 т кислорода)! Однако двигатели атомных самолетов и ракет так и остались на стендах. Три самолета с атомными реакторами на борту поднимались в воздух, но только с одной целью — опробовать компактный реактор и проверить его защиту... Почему? Давайте вернемся на 60 лет назад... AT DM D Д ЛГГ1Д Прямоточный ядерный ВРД PLUTO... АМЕРИКАНСКИЙ ВЫЗОВ Еще в 1942 г. один из руководителей американской программы создания атомной бомбы Энрико Ферми обсуждал с другими участниками этого проекта возможность создания самолетных моторов на ядерном топливе. Четырьмя годами позже, в 1946, сотрудники Лаборатории прикладной физики при университете Джона Хопкинса посвятили этой проблеме специальное исследование. В мае того же года командование Военно-воздушных сил США утвердило пилотный проект «Ядерная энергия для авиационных двигателей» (NEPA — Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft), направленный на разработку ядерных двигателей для стратегических бомбардировщиков дальнего радиуса действия. Работы по его осуществлению начались в Ок-Риджской национальной лаборатории при участии частной компании «Fairchild Engine & Airframe Со». В 1946—48 гг на проекты ЕРА было истрачено около $10 млн. В конце 1940-х руководители ВВС пришли к выводу, что разработку авиационных двигателей на ядерном горючем лучше всего вести в кооперации с Комиссией по атомной энергии. В итоге проект NEPA был отменен, ив 1951 г. на смену ему пришла совместная программа ВВС и Комиссии — «Авиационные ядерные двигатели» (ANP — Aircraft Nuclear Propulsion). При этом с самого начала было оговорено разделение труда: Комиссия по атомной энергии отвечала за разработку компактного реактора, пригодного для установки на тяжелых бомбардировщиках, а ВВС — за конструирование авиационных турбореактивных двигателей, получающих от него энергию. Руководители программы решили разрабатывать два варианта таких моторов и передали эти подряды компаниям «General Electric» и «Prutt & Whitney». В обоих случаях предполагалось, что реактивную тягу будет создавать перегретый сжатый воздух, отводящий тепло от атомного реактора. Разница между двумя версиями двигателя состояла в том, что в проекте «General Electric» воздух должен был охлаждать реактор при прямом обдуве, а в проекте «Prutt & Whitney» — через теплообменник. Практическое осуществление программы ANP зашло довольно далеко. К середине 1950-х в ее рамках был изготовлен опытный образец небольшого атомного реактора с воздушным охлаждением. Командованию ВВС было важно убедиться, что этот реактор можно запускать и заглушать во время полета, не создавая угрозы для летчиков. Для его летных испытаний был выделен гигантский 10-моторный бомбардировщик В-36Н, грузоподъемность которого приближалась к сорока тоннам. После переоборудования самолета реактор удалось разместить в бомбовом отсеке и защитить кабину экипажа щитом из свинца и резины. С июля 1955 по март 1957 г эта машина совершила 47 рейсов, во время которых реактор периодически включался и выключался на холостых режимах, иначе говоря, без нагрузки. В ходе этих полетов не возникло никаких нештатных ситуаций. Полученные результаты позволили компании «General Electric» сделать следующий шаг Ее инженеры построили три версии нового атомного реактора HTRE и параллельно разработали ему под пару экспериментальный авиационный турбореактивный двигатель Х-39. Новый мотор успешно прошел наземные стендовые испытания в связке с реактором. Опытные прогоны самой продвинутой версии реактора HTRE-3 показали, что на его основе можно конструировать реактор, мощность которого уже будет достаточна для приведения в движение тяжелых самолетов. Первым известным проектом атомного самолета США стал 75-тонный Х-6 фирмы «Convair», который виделся как развитие стратегического бомбардировщика В-58 (1 954) того же разработ-чика. Как и прототип, Х-6 виделся как бесхвостка с треугольным крылом. 4 АТРД Х-39 размещались в хвостовой части (воздухозаборники над крылом), крометого, на взлете и посадке должны были работать еще 2 «обычных» ТРД. Однако к этому времени американцы поняли, что открытая схема не годится, и той же кооперации заказали силовую установку с нагревом воздуха в теплообменнике и самолет для нее. Новая машина получила название |
