cycyron (cycyron) wrote,
cycyron
cycyron

Categories:

Атомный бомбардировщик. Русский стиль

Оригинал взят у alex_anpilogov в Атомный бомбардировщик. Русский стиль


Как я уже упомянул в прошлой части рассказа об атомном бомбардировщике, именно сообщения и утечки информации о разработке в СССР атомолёта дали в конце 1950-х годов «второе дыхание» американской программе разработки атомного бомбардировщика и позволили закончить натурные испытания двигателей для стратегической крылатой ракеты «Плутон».
В реальности, конечно же, как мы теперь знаем, никакого «флота ядерных атомолётов» у СССР тогда не было — в конце 1950-х годов в СССР, как и в самих США ещё происходил усиленный поиск наиболее удачных решений для построения ядерной триады, в результате чего к середине 1960-х годов был сделан окончательный выбор в пользу МБР наземного базирования и БРПЛ на атомных подводных лодках, а самолёты с ядерным вооружением на борту оказались, в общем-то, вспомогательной, хотя и важной частью сформировавшейся ядерной триады.

Однако, именно в конце 1950-х - начале 1960-х годов в СССР велись работы по ядерным двигательным установкам для военных самолётов, которые принесли не меньшее количество интересных моделей и результатов, нежели такие же работы в США.


Начало работ над атомолётом в СССР можно отсчитывать от постановления Совета Министров СССР, принятого в августе 1955 года.
Как и США, в Советском Союзе понимали все преимущества атомолёта, хотя точно также слабо представляли его неизбежные недостатки. В начале разработок самолёта с ядерной двигательной установкой на борту казалось, что недостатки можно будет побороть, а вот идея самолёта, который бы мог неограниченно долго находиться в воздухе на боевом дежурстве, не тратя на полёт громадные количества авиационного топлива — затмевала все возможные неизбежные проблемы. Которые тогда, в середине 1950-х годов, на фоне начальной эйфории от обуздания силы атома, казались легко разрешимыми и устраняемыми.

К середине 1950-х годов самолётами-бомбардировщиками достаточного для размещения ядерного реактора размера в СССР занимались две «лавки» — конструкторские бюро Туполева (Ту) и Мясищева (М). Эти КБ потом и вели основные проекты по созданию атомолётов.

Начало практических работ над советским атомолётом стартовало в 1958 году, через 5 лет после начала фактических работ над американскими концептами атомолёта. Как и в случае США, в начале работ над проектом ядерной двигательной установки для самолёта было решено провести воздушные испытания ядерного реактора и отработать схему противорадиационной защиты.
Для этих целей в носитель ядерного реактора был переоборудован серийный самолёт Ту-95, который получил наименование Ту-95ЛАЛ (Летающая Атомная Лаборатория).

Интересно то, что к моменту «большого переполоха» в американском военном ведомстве, связанном с подозрениями о возможной готовности атомолёта в СССР, реальная лаборатория Ту-95ЛАЛ ещё была лишь в стадии разработки и конструирования — первый полёт самолётного ядерного реактора на её борту состоялся только в 1961 году, а сам реактор был испытан на Семипалатинском полигоне только к концу 1959 года.
А виновником переполоха в США выступил отнюдь не Ту-95ЛАЛ, а обычный реактивный самолёт разработки КБ Мясищева — М-50, который впервые поднялся в воздух в 1959 году и потом лишь один раз участвовал в военно-воздушном параде в Тушино в 1961 году и так не пошёл в серию.


Исходя из чего американцы решили, что М-50 является прототипом советского атомолёта — большой вопрос.
Да, для конца 1950-х годов машина Мясищева выглядела, как прорыв в будущее, а проектная его скорость должна была далеко шагнуть за барьер скорости звука, но в реальности это была лишь опытная машина с массой «детских болезней», которая так и не получила своих сверхзвуковых двигателей и летала лишь с дозвуковыми скоростями, как и её более успешные современники — Ту-95 и В-52.
В общем, как говорится, «у страха глаза велики».


Теперь мы можем посмотреть на Ту-95 и В-52 рядышком, на одном и том же взлётном поле.

Ну а тут можно посмотреть на единственный публичный пролёт М-50 на параде в Тушино, 9 июля 1961 года:



Интересно и то, что М-50 оказался, по сути, «лебединой песнью» ОКБ Мясищева его первого периода жизни — к моменту парадного пролёта в Тушино конструкторское бюро Мясищево уже было год как закрыто и распущено.

Однако, вернёмся к Ту-95ЛАЛ. Самолёт, как и его серийный прототип Ту-95, использовал для полёта штатные турбовинтовые двигатели, а реактор был лишь отдельным грузом, не подключённым к силовой установке самолёта.
Реактор для атомолёта был оснащён гидравлическими подъёмниками для удобства обслуживания и располагался, как и реактор американского NB-36, в бомбоотсеке стратегического бомбардировщика:



С мая по август 1961 года на самолёте Ту-95ЛАЛ было выполнено 34 полёта. Выполнялись полёты как с горячим, так и с холодным реактором. В основном, проверялась биологическая защита кабины экипажа, которая, как и у американцев, была построена по принципу «комбинированной разнесённой радиационной тени», когда от излучения реактора прикрывались лишь жизненно важные части самолёта, а вся остальная конструкция Ту-95 подвергалась радиационному облучению, в том числе — и нейтронному.

Tu95.jpg

В результате такого компромиссного подхода к противорадиационной защите конструкции самолёта подвергались неизбежной активации и потом «светились» на протяжении достаточно длительного промежутка времени, в силу чего самолёт-лабораторию даже пришлось держать на отдельной площадке для отстоя.
Однако, по результатам испытаний Ту-95ЛАЛ было решено продолжать работы по данной теме, так как в целом испытания ядерной энергетической установки для атомолёта были признаны успешными. Что и вылилось в работы по «проекту 119», который и должен был стать советским предсерийным атомолётом.
За основу Ту-119 взяли всё тот же планер от «Медведя» Ту-95, который собирались снабдить уже испытанным реактором от Ту-95ЛАЛ.

В проекте предполагалось постепенное изменение Ту-95: на первых моделях Ту-119 собирались установить два внутренних турбовинтовых двигателя с теплообменниками типа НК-14А, запитанных от реактора и два внешних — штатные НК-12М, работающие на авиационном керосине. К началу 1970-х годов планировалось начать лётные испытания самолёта в варианте 2+2. Следующим этапом планировалось создать полноценный боевой самолёт противолодочной обороны с ядерной силовой установкой и четырьмя двигателями НК-14А, которые должны были быть запитаны теплом реактора. Предполагалась максимально возможная длительность полёта, ограниченная только возможностями экипажа.




Два варианта компоновки Ту-119: с двумя и с четырьмя двигателями НК-14А, запитанными через теплообменники ядерного реактора.

Фактическое начало работ над Ту-119 было запланировано на 1965 год, а до тех пор конструкторские бюро работали над компановками самолёта и двигателей. НК-14А разработки ОКБ Кузнецова, как вы видите на схеме Ту-119, был ориентирован на работу по двухконтурной, закрытой схеме, в которой тепло на двигатель предполагалось передавать от реактора с помощью теплообменников, скорее всего — жидкомелаллических, либо же с водой предкритической температуры.

Реактор в варианте самолёта с четырьмя «атомными» движками имел мощность в 120 МВт и вместе с противорадиационной защитой весил бы 86 тонн. Вся же ядерная силовая установка, с теплообменниками и двигателями весила и того больше —  около 130 тонн. В итоге масса пустого самолета должна была составлять около 193 тонн. Но это должно было стать более выгодным вариантом использования массы такого стратега — тот же М-50 в приблизительных расчётах должен был тратить на полёт к берегам США и обратно не менее 500 тонн керосина. Ту-119 же мог находится в воздухе практически неограниченно долго: в техническом задании время максимальной продолжительности полёта, принятое, как 48 часов, определялось только допустимой нормой облучения экипажа.

Другой вариант двигателей для будущего атомолёта был предложен ОКБ Люльки — это конструкторское бюро разработало атомно-турбореактивные двигатели двух типов — осевого, с прохождением вала турбокомпрессора через кольцевой реактор, и «коромысла» — с валом двигателя вне активной зоны реактора, расположенного в изогнутой проточной части двигателя:





Как мы уже знаем, более реальной была именно схема ОКБ Люльки, так как в этом случае двигатели имели бы больший КПД и меньшую массу, нежели система с теплообменником. Но, с другой стороны, такое расположение активных зон реакторов, в гондолах двигателей в крыльях самолта, затрудняло создание противорадиационной защиты экипажа.

Однако, на фоне разработок Туполева, Кузнецова и Люльки всех поразил подход ОКБ Мясищева, которые к моменту своего закрытия в 1960-м году успели просчитать эскизный проект сверхзвукового бомбардировщика М-60.
Даже сегодня, глядя на эскизы будущих атомолётов Мясищева, выполненные в конце 1950-х годов, трудно представить себе их реализацию без каких-либо проблем. ОКБ Мясищева успело создать проекты самолетов «60», «60М» (атомный гидросамолет), «62» под люльковские двигатели схемы «Б» открытой схемы, а также «30» — сначала под двигатели НК-14А Кузнецова, а потом и под перспективные двигатели А-5 закрытой схемы, разработки того же ОКБ.
Характеристики сверхзвукового бомбардировщика М-30 с двигателями А-5 кажутся фантастическими и сейчас: максимальная скорость — 3600 км/ч, крейсерская скорость — 3000 км/ч.






Для защиты экипажа в самолётах Мясищева предполагалось отказаться от схемы распределённой защиты и использовалать глухую свинцовую капсулу весом около 60 тонн. В капсуле поддерживалось бы избыточное давление, а для визуального обзора использовались телевизионные, радиолокационные экраны и перископы. Управление самолётом частично ложилось на автоматику. Позже было предложено вовсе отказаться от экипажа, так как самолёт мог сам взлетать, набирать высоту, атаковать цель и возвращаться, Но идея была отвергнута.
Отрабатывать концепции М-60 и М-30 предполагалось на проверенном серийном реактивном бомбардировщике ЗМ разработки того же самого ОКБ Мясищева, начало работ планировали на 1966 год:



Однако, уже к 1962-1963 годам и в СССР стало ясно: межконтинентальные баллистические ракеты и ракеты с атомных подводных лодок вполне успешно справляются с целями гарантированного ядерного уничтожения и ядерного сдерживания. В результате все работы по атомолётам в СССР были свёрнуты, с лагом всего лишь в несколько лет от окончания работ в США.



Но я бы не был самим собой, если бы я не рассказал об ещё одном возврате «атомик бомбера». Теперь уже в виде космического самолёта.
Как я уже упоминал, старое ОКБ Мясищева, после неудачи с М-50, было закрыто в 1960-м году. Однако сам Владимир Михайлович конструкторскую работу не оставил — и в 1967 году возглавил Экспериментальный машиностроительный завод в подмосковном Жуковском.
Именно в рамках этого предприятия, Мясищевым, совместно с его коллегой Олегом Гурко была предложена концепция воздушно-космического самолёта МГ-19 (Мясищев-Гурко), в обводах и компоновке которого проглядывают контуры так и не начатого в реальности проекта М-30:




Я уже рассказывал вам о «гурколёте» в одном из прошлых материалов, и тут лишь скажу, что, судя по всему, именно идеи Владимира Мясищева об атомных бомбардировщиках оказали то самое решительное влияние на Олега Гурко, который в 1974 году всё-таки решил использовать для МГ-19 комбинированную двигательную установку с ядерным реактором в виде энергетического «сердца» изделия.

Ведь именно двигательная установка была основным проблемным вопросом создания МГ-19, который призван был обеспечить одноступенчатый вывод полезной нагрузки в ближний космос.
Предложенная в итоге комбинированная силовая установка принципиально решала вопрос такого одноступенчатого вывода груза и возвращения космического самолёта с орбиты. На ней, как на главной идее, строилась концепция всего проекта.

Схема силовой установки МГ-19 копировала разработки двигателей А-5 для М-30 — в ней присутствовал водородный  теплообменник, благодаря которому радиоактивный контур был полностью изолирован, что исключало радиационное заражение атмосферы при включении двигателя у земли.
Авторское свидетельство на такую компановку установки было выдано коллективу авторов, в числе которых были Мясищев, Кузнецов и сам Гурко.

Комбинированная двигательная установка МГ-19 включала в себя:

  • маршевый ядерный ракетный двигатель (ЯРД), включая ядерный реактор с радиационной защитой;

  • десять двухконтурных двухрежимных турбореактивных двигателей (ДТРДФ) с теплообменниками во внутреннем и наружном контурах и с форсажной камерой;

  • гиперзвуковые прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ГПВРД), также запитанные от теплообменников ядерного реактора;

  • два турбокомпрессора для обеспечения прокачки водорода через теплообменники ДТРДФ;

  • распределительный узел с турбонасосными агрегатами, теплообменниками и вентилями трубопроводов, системы регулирования подачи топлива.

В качестве топлива для ДТРДФ и ГПВРД использовался водород, он же являлся и рабочим телом в замкнутом контуре теплообменников и служил рабочим телом для ЯРД.
Комбинированная двигательная установка МГ-19 предполагала поэтапное включение различных типов двигателей в зависимости от режима полета — экономия на весе топлива легко позволяла тащить на себе весь этот «зоопарк» двигательных систем.


Комбинированный двигатель МГ-19, сверху вниз: ЯРД, ДТРДФ, ГПВРД.

Работа комбинированной силовой установки МГ-19 регламентировалась оптимальными режимами работы на всех фазах полета и предусматривала следующие режимы:

  • Режим «взлет» и «начальный разгон» до скоростей, соответствующих числам М=2,5-2,7 на высотах 12-15 км. На этом режиме работает ДТРДФ с подогревом воздуха перед турбиной от замкнутого контура с реактором при включенной форсажной камере.

  • Режим полета «разгон», соответствующий скоростям М=2,7-5,0 на высотах ~ 15 км. На этом режиме работают только ДТРДФ в режиме авторотации с подогревом воздуха на входе в форсажную камеру от замкнутого контура с реактором при включенной форсажной камере.

  • В диапазоне скоростей, соответствующих числам М=3,5-4,5 к ДТРДФ подключаютя ГПВРД, которые обеспечивают разгон аппарата до условий полета: высота -50 км, скорость М~16,0.

После высоты в 50 километров и вплоть до вывода полезной нагрузки на орбиту в работу над набором скорости включался прямоточный ЯРД, который и выводил МГ-19 на расчётную высоту и разгонял космический самолёт до первой космической скорости.

Вот так всегда у русских. Делают межконтинентальную баллистическую ракету — получается первый спутник и Юрий Гагарин. Делают чудовищный стратегический бомбардировщик с атомным двигателем — получается космический самолёт.
Всё-таки тяга к космосу у нас неистребима. Даже паровоз обработаем напильником, но всё равно соберём ракету.




Tags: СССР, оружие, техника
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments