Ядерный ренессанс 70-х, или недолгая осень атомолётов

Данный материал выкладывается на сайт из блога коллеги youroker-а на сайте warhead.su.

Содержание:

После недолгого расцвета в 50-х атомная эйфория сошла на нет. Реакторы успели прижиться только на флоте, а вот разговоры о ядерных самолётах утихли. Вновь о них заговорили во второй половине 70-х, и даже чуть было не начали строить экспериментальные образцы. Как атомная авиация пережила недолгий ренессанс и что стало этому причиной — попробуем разобраться.

Атомная эра

Первые десятилетия после Второй мировой не зря иногда называют атомной эрой. Многим тогда казалось, что ядерная энергетика станет такой же обыденностью, как электричество и двигатель внутреннего сгорания. Надо чуть-чуть подождать, и полетят атомолёты, по рельсам побегут атомные поезда, а ядерные батареи в бытовой технике помогут избавиться от розеток и проводов.

Особое внимание уделялось именно авиации. Ядерный реактор полностью устранял главный недостаток самолётов — серьёзно ограниченную дальность. С атомной энергией можно было бы проводить в небе недели и даже месяцы. Да и отпала бы необходимость таскать с собой топливо.

Convair NX-2 — самый известный проект бомбардировщика с ядерной силовой установкой (ЯСУ)

Существовало два варианта установки на самолёт реактора — с открытым или закрытым циклом. И там и там тяга создавалась при помощи нагрева сжатого воздуха. В первом варианте воздух нагревался непосредственно в трубках реактора. Это обеспечивало отличный КПД (коэффициент полезного действия), и вес такой системы был не очень большим. Был один «маленький» минус — выхлоп от реактора открытого цикла был максимально «грязным». По сути, самолёт оставлял бы за собой сплошную зону радиационного заражения. В закрытом варианте воздух нагревали при помощи теплообменника. Мощность выходила чуть меньше, зато проблем с загрязнением почти не было.

Сверхзвуковой атомный бомбардировщик с установкой открытого цикла Lockheed L-195-A-13. Художник Джозеф Гатал

Достаточно быстро стало ясно: ни один из вариантов не работает как надо. Построить самолёт с открытой ЯСУ не составляло проблем, вот только перспектива радиоактивного загрязнения своей же страны совсем не радовала. Закрытый же цикл был просто неэффективен. Огромный вес реактора и теплообменника сводил на нет всю пользу. В итоге самолёту хватило бы мощности, только чтобы возить силовую установку, — ни о какой полезной нагрузке и речи не было.

Хоть сколько-то эффективны ядерные реакторы были на совсем огромных самолётах. Для которых почти не было подходящих аэродромов

К концу 60-х годов интерес к атомным самолётам резко угас. Размеры, скорость и высота полёта без проблем росли и без применения ядерной энергетики. К концу 70-х должны были появиться массовые сверхзвуковые авиалайнеры и настоящие летающие гиганты на тысячи пассажиров и сотни тонн грузов. Но в октябре 1973 года бо́льшая часть арабских экспортёров нефти ввела эмбарго на поставку чёрного золота в США и Западную Европу в ответ на их поддержку Израиля в войне Судного дня. Последовавший за этим первый энергетический кризис серьёзно изменил мир.

После кризиса в прошлом остались проекты увеличения «Боинг 747» до совсем неприличных размеров

Им на смену пришли идеи наоборот сделать 747 поменьше и экономичнее

Короткая осень

Несмотря на то, что уже в 1974 году эмбарго было отменено, к своим старым значениям цены на нефть так и не вернулись.

Сильнее всего новые ценники ударили по автомобилям и авиации. После роста стоимости топлива в четыре-пять раз все проекты летающих гигантов и сверхзвуковых самолётов стали невыгодны — слишком прожорливы были такие машины.

«Быстрее, выше, сильнее» резко ушло в прошлое, теперь надо было только «дешевле».

Одновременно все начали задумываться: а что если арабы или, например, СССР повторят это трюк с эмбарго и случится новый кризис? Рост цен ещё раза в два-три грозил убить не только гражданскую авиацию. Денег на топливо стало бы не хватать и военным.

Проект тяжёлого транспортного самолёта на водороде от Lockheed. Огромные баки под крылом крайне взрывоопасны, зато серьёзная экономия на цене топлива

Немедленно начался поиск альтернативных видов топлива. Для гражданских машин рассматривали водород, гелий или даже природный газ. Но ни один из этих вариантов не подходил военным, поскольку требовался большой объём баков, а тот же водород и природный газ серьёзно снижали живучесть машин. Тогда снова вспомнили о ядерной энергетике.

За прошедшее десятилетие реакторы стали значительно легче, использование новых материалов позволило бы облегчить и теплообменник. И вновь в мечтах военных появились гигантские самолёты, способные летать без посадок недели или даже месяцы.

Один самолёт с ядерным двигателем мог нести под 300 тонн полезного груза, мог служить огромным летающим заправщиком или гигантским ракетоносцем

Ещё одна идея — ядерный тягач для обычных транспортных или боевых самолётов

К концу 70-х первые экспериментальные машины были готовы строить «Боинг» и «Локхид» в сотрудничестве с NASA. Все расчёты показывали, что на новых технологиях ЯСУ будет даже выгоднее, чем старые двигатели, даже с учётом веса самой установки и защиты экипажа. Но денег на такие глобальные эксперименты у военных в те времена не было: сказались и кризис, и недавно законченная война во Вьетнаме. Несмотря на это, в новом десятилетии от планов на атомную авиацию никто отказываться не собирался.

«Боинг 747» для испытания ядерной силовой установки нового поколения

Атом — враг!

Казалось, что 80-е должны стать идеальным моментом для появления атомных самолётов. И технологии имелись, и «рейганомика» была готова профинансировать исследования. Но тут на пути встала очередная преграда.

Если в 50-х и 60-х к ядерной энергетике относились с оптимизмом, то к 80-м она стала настоящим жупелом. Рассказы об ужасах ядерной войны постепенно переросли в рассказы об ужасах ядерной энергетики. Толпы зелёных пытались блокировать ядерные станции, рассказывая о жутком вреде атома для всего живого. В такой обстановке строить новые АЭС было сложно, а уж какой истерией ответило бы общество на появление атомного самолёта — и не вообразить. Авария на ЧАЭС окончательно зацементировала общественное настроение.

В итоге в 80-х почти все работы над ядерной авиацией свернули.

К этому времени энергетический кризис немного забылся. Авиация больше не развивалась семимильными шагами, сосредоточившись на экономичности. Это позволило адаптироваться к непрерывному рост цен на топливо. И оказалась, что даже рост цены в три раза от 1974 года не смертелен, если нет резкого скачка и всё происходит размеренно.

Все современные необычные дизайны авиалайнеров созданы из стремления только к уменьшению цены полёта

В конце нулевых на фоне нового роста цен снова вернулись к идеям самолётов на водороде, газе или гелии, начались разговоры о самолётах на электричестве. О ядерных двигателях никто и не вспоминал, ведь даже просто новость о работе над ними вызвала бы скандал.

Так, например, случилось после информации о разработке разведывательных беспилотников с радиоизотопным генератором, который и реактором-то считаться не может. Но это не помешало зелёным активно и громко возмущаться в прессе на тему «а если он упадёт на детский сад?»

И по сей день ядерная энергетика является страшилкой для большинства населения. Выходят фильмы и сериалы про ужасы ядерных катастроф и радиации, от атомной энергетики под давлением зелёных отказывается всё больше и больше стран. И, пока этот тренд существует, «весну» ядерной авиации мы так и не увидим.

источник: https://warhead.su/2019/07/13/yadernyy-renessans-70h-ili-nedolgaya-osen-atomolyotov