Поезд светлого будущего. Другие проекты
Данный материал выкладывается на сайт из жж коллеги youroker-а.
До появления Х-12 о поездах с ядерными реакторами писали только фантасты и журналисты, но создание настолько проработанного проекта показало, что атомный локомотив вполне возможно создать и случиться это может уже скоро. И многие инженеры решили или обогнать команду профессора Борста, или хотя бы стать вторыми. О последовавших за Х-12 проектах мы и поговорим.
Х-12 Борста и команды вызвал немалый интерес на Атомном промышленном форуме в 1954 году. Многие фирмы, хоть и не были готовы финансировать разработку профессора, но были не прочь провести свои собственные исследования. Так Американская Ассоциация Железных дорог (Association of American Railroads) сразу после окончания форума поручила своему члену Брюсу Ганнелу (Bruce Gunnel) проработать проект атомного поезда. Ганнел был железнодорожным инженером, а не физиком, и его работа позволила бы взглянуть на вопрос локомотива с атомным реактором со стороны железнодорожников. Брюс работал в одиночку, привлекая специалистов-атомщиков лишь для консультаций, и поскольку проект необходимо было подготовить к следующему Атомному промышленному форуму, он был куда менее проработан, чем Х-12.
Основным отличием проекта Ганнела от Х-12 стало использование не паровой турбины с реактором, а газотурбинного ядерного двигателя прямого цикла. Вместо воды через реактор пропускался забираемый воздух, который и раскручивал вал турбины. Интересно отметить, что никакой очистки воздуха после прохождения турбины не предполагалось. Двигатель такого типа занимал куда меньше места, чем предложенный Борстом и весил всего лишь 38 тонн вместе с экранированием, расчётная мощность – 3000 лошадиных сил. Реактор, турбину и генераторы предполагалось разместить в одной секции на двух трёхосных тележках. Общий вес локомотива – 170 тонн, длина 21 метр. В отличие от Х-12 сам реактор подробно не прорабатывался, кроме того, что он был твердотопливным и с воздушным охлаждением.
Атомный локомотив Брюса Ганнела
Кроме того, Ганнел провёл экономическую оценку проекта – общая стоимость всей программы составила бы 20 миллионов долларов, стоимость одного локомотива – 1 миллион долларов. Также расчёты показывали, что стоимость эксплуатации ядерного локомотива будет в 2,58 раз выше, чем у тепловоза аналогичной мощности. Из этого Ганнел сделал вывод, что экономически в тот момент постройка атомного локомотива абсолютно не имеет смысла, а также любая авария может повлечь настоящую катастрофу, ведь зона заражения может распространиться на сотни метров. Но по мере исчерпания запасов ископаемого топлива подобные проекты будут крайне нужны, потому необходимо уже сейчас начать работу над ними. Брюс Ганнел предполагал, что оптимальным будет постройка таких локомотивов военными, для использования в специальных зонах (зоны военных конфликтов или тому подобное).
Один из проектов атомных локомотивов Американской Ассоциации Железных дорог – А-100
В 1955 году проект был представлен на Атомном промышленном форуме, но интереса не вызвал. Впоследствии на его основе в Американской Ассоциации Железных дорог были проработаны ещё несколько проектов с 1956 год по 1959. Эти проекты даже получили поддержку от политиков – так, сенатор Джон Батлер активно продвигал возможность постройки испытательного поезда с атомным реактором в комиссии по атомной энергетике, и даже предлагал использовать его для своей рекламной кампании как "Поезд свободы", который будет нести "свет прогресса в самые отдалённые уголки Америки". Но выполнить свои обещания ему не удалось, не удалось найти и крупных фирм, готовых финансировать подобный проект.
Также с 1955 по 1962 год на средства фирмы "Западные железные дороги" (Western Railroad) проходила работа по созданию поршневого атомного двигателя. Предполагалось, что такой двигатель будет куда меньше, чем в схеме реактор плюс турбина. Кроме того, изучалась возможность добавления в дизельное топливо облучённого гамма-лучами порошка угля. На проект было потрачено 100 000 долларов, но приемлемые результаты получены не были.
Проект атомного локомотива, разработанного в Западной Германии
После активной рекламы Х-12 в прессе, подобными проектами заинтересовались и в других странах. В 1956 году правительство Западной Германии профинансировало разработку атомного локомотива мощностью 6000 лошадиных сил, весом 175 тонн и длинной 35 метров. Локомотив состоял из одной секции на четырёх двухосных тележках. Предполагалось использование гелиевого ядерного реактора стоимостью 500 000 долларов. Но из-за не лучшей финансовой ситуации в стране проект не был реализован. К сожалению, других подробностей по проекту мне найти не удалось.
Студенты Анатолий Степанов и Виталий Шайков и их научный руководитель Иван Суровцев на фоне чертежей атомного локомотива (если приблизить изображение, чертежи вполне можно рассмотреть). Из коллекции matsam.
Не прошло увлечение ядерными поездами и мимо СССР. В 1956 году группа студентов Технического университета имени Баумана подготовила свой собственный проект атомного локомотива. Проект во многом напоминал Х-12, в нём также использовалось две секции, в одной размещался реактор, в другой паровая турбина мощностью 5500 лошадиных сил и генераторы. Вес локомотива 450 тонн, длина 50 метров, 12 осей в первой секции и шесть во второй. Особое внимание в проекте было уделено конструкции ядерного реактора – через рабочую зону реактора проводится жидкий натрий, нагреваемый до 450 градусов, который в свою очередь в теплообменнике кипятит воду второго контура. Мощность с турбины передаётся на двенадцать генераторов, для каждой оси первой секции локомотива – один генератор. Реактор занимает цилиндр шириной 1,5 метра и высотой 2 метра и несёт в себе полторы тонны урана. Такой размер был выбран из-за желания использовать в проекте не оружейный уран, а низкообогащённый, для экономии.
Схема атомного реактора "баумановского" атомного локомотива
Ещё ранее, в процессе разработки, было предложено установить подобный реактор не на обычный локомотив, а использовать его на разрабатываемом в то же время проекте сверхширокой железной дороги (дальнейшее развитие немецкой Breitspurbahn на основе трофейной документации). Предполагалось связать сверхширокой колеёй все республики СССР уже к 1980 году. Так могла быть решена проблема с ограниченными размерами реактора и размещением должного уровня защиты от радиации. Эта идея была освещенная в мартовском номере "Техники-молодёжи" за 1955 год, но поскольку сам проект сверхширокой колеи в 1956 году был признан неподъёмным для СССР, не было смысла начинать проработку атомных локомотив для неё. "Финальный" проект хоть и был защищён на отлично, но его реализация была бесперспективной, поскольку атомный локомотив не имел экономических преимуществ перед обычным тепловозом.
Атомный локомотив со сверхширокой колеёй. Кликабельно
Позже идея постройки атомных поездов всплывала в прессе не раз. Атомные поезда предлагалось пускать по специальным стеклянным трубам, тем самым уменьшая шанс столкновения. Выдвигалась идея оснастить ядерным двигателем поезд на воздушной подушке. Неизвестно, велись ли серьёзные работы над подобными проектами или это были простые фантазии.
Атомный локомотив на воздушной подушке
В последний раз атомные поезда вернулись в СССР в 80-ых годах. К тому времени на западе увлечение атомом давно прошло, и наоборот крепчало движение борцов со всем атомным, от ядерного оружия до атомных электростанций. Представить в то время разработку на Западе проекта локомотива с реактором почти невозможно. Но вот в СССР со всем этим было проще. С 1983 по 1986 год ВНИТИ и Коломенский завод совместно разработали проект атомного локомотива (атомовоза) с реактором на быстрых нейтронах типа БОР-60. Локомотив предполагалось создать на основе серийного тепловоза 2ТЭ116. Атомовоз состоял из трёх секций – две крайние базировались на узлах 2ТЭ116, в них размещалась газотурбинная установка Д-012Т-3, в центральной секции размещался реактор. Схема установки трёхконтурная, теплоноситель первого и второго контура – натрий-калий, третий контур – воздух. Тепловая мощность реактора – 30 МВт, итоговая касательная мощность локомотива на ободе колёс – 6 МВт.
Проект атомного локомотива (атомовоза) от ВНИТИ и Коломенского завода
Особое внимание в проекте уделено безопасности – большая часть центральной секции занимает биологическая защита, которая обеспечивает выполнение всех норм радиационной безопасности. Каркас центральной секции разработан специально, чтобы гасить удар и не допускать деформации реакторной секции. Кроме того, атомовоз имеет вспомогательный дизель-генератор для перемещения без использования атомного реактора. Предполагалось использовать этот локомотив не только для дальних перевозок, но и как мобильную атомную станцию для строительных работ или обеспечения электроэнергией небольших населённых пунктов. Этот проект можно назвать наиболее проработанным из всех вышеперечисленных и его создание вполне было бы возможно. Неизвестно, почему он так и не нашёл путь в реальность, но по некоторым упоминанием в этом можно винить Чернобыльскую катастрофу.
На этом история атомных локомотивов пока заканчивается. В прессе иногда всплывает информация о подобных проектах, но сказать о них что-то конкретное нельзя. Но как мне кажется, даже если атомные поезда и выйдут на пути, случится это очень нескоро.
Источники:
- Atomic Powered Railroad Locomotive. Bruce Gunnel.
- Railway Age. 10-1956.
- The Machinist, Vol. 14. No. 19, Июль 16, 1959.
- matsam.livejournal.com
- Техника-молодёжи 03-1955.
- Хочу все знать. 1969.
- Большая энциклопедия транспорта. Железнодорожный транспорт. Том 4.
- Материалы выставки "Научно-техническая документация в составе Архивного Фонда Российской Федерации".
