Автор: Соловьёв Герман Александрович

Возраст: 16 лет 

Место учебы: МБОУ Гимназия 44 им. В.Н. Деева

Город,регион: Ульяновская Область, Ульяновск

Руководитель: Фукалова Татьяна Михайловна, Гимназия 44

Историко-исследовательская работа "Есть ли будущее у атомных самолетов?"

Есть ли будущее у атомных самолетов?

Содержание:

-Введение 

-Что такое ядерный реактор? 

-Атомолёт — вымысел или реальность 

-Причины завершения программы 

-Перспективы

-Заключение

-Приложение

-Источники

Введение

В конце тысячелетия, когда общество все дальше продвигается по пути техногенного развития, развиваются уже существующие и зарождаются новые технические отрасли, когда «высокие технологии» вошли практически в каждый современный дом. Именно благодаря им мы видим неограниченность человеческих потребностей.

С древних времен человечество мечтало о полете. Первые упоминания мы можем увидеть в некоторых мифах Древнего Мира, самым известным из которых является миф о Дедале и Икаре. Часто первые попытки полета связаны с идеей подражать птицам. Попытки строить крылья и спрыгивать с высоких башен продолжались даже в XVII веке, хотя многие испытателя получали серьезные травмы и разбивались. В XIX веке темп развития учений о воздухоплавании достиг небывалых высот. Именно в этот период были выдвинуты многие теории о полете на воздушном судне, которое будет тяжелее воздуха. Начали совершаться первые полеты на планерах. Расцвет же авиации пришелся на начало XX века. Первый полет братьев райт на их самолете Wright Flyer I дал огромный толчок для развития этой отрасли. Но с первых воздушных полетов на таких летательных аппаратах человек задумался над наибольшей экономичностью и выгодностью перелетов.

В течении всего XX века авиация сильно изменилась: были введены новые аэродинамические формы, новое строение самолета, новые двигатели. Создание реактивного двигателя позволило достичь новых скоростей и высот. Однако, в ходе разработок были и другие пути технического развития, которые по тем или иным причинам были заброшены. Одним из таких путей является создание самолета, основной силовой установкой которого является Ядерный реактор. Стоит отметить, что именно в XX веке человечество начало использовать атомные частицы для выработки энергии. После создания атомной бомбы многие ученые задумались об использовании атомной энергии в гражданской сфере, так называемый «Мирный Атом». Эти разработки не смогли не затронуть и авиационную промышленность. Но почему такие грандиозные и передовые проекты были свернуты? Есть ли у них будущее? Попробуем разобраться.

Что такое ядерный реактор?

Как и многие гениальные технические проекты XX века, создание ядерного реактора берет свое начало из нацистской Германии. Именно там проводились первые опыты по созданию цепной реакции, однако они не увенчались успехом. Первую же цепную реакцию удалось создать группе физиков Чикагского университета, возглавляемой Э.Ферми. Это событие означало создание первого в мире ядерного реактора. Так что такое ядерный реактор?

Ядерный реактор (иногда называют атомным реактором) — устройство, предназначенное для организации самподдерживающейся цепной реакции деления, которая всегда сопровождается выделением энергии.

Редактор известного журнала «Популярная Механика» («Popular Mechanic») Олег Макаров замечает, что: сейчас это кажется странным, но всего лишь какое-то десятилетие спустя после бомбардировки Хиросимы, показавшей все «прелести» радиации, мир буквально влюбился в атомную энергию. Конструкторы СССР и США увлеченно придумывали, на какой бы еще транспорт поставить ядерный реактор.

Атомолет — вымысел или реальность

Для полного понимания этой темы стоит рассмотреть историю атомолёта. Для примера можно взять советский проект Ту-119. (Эскиз создан по документальным данным)

Началом для создания атомолёта послужило Постановление Совета Министров СССР от 12 августа 1955 года, по которому к атомной авиационной тематике подключались некоторые предприятия авиационной промышленности (ОКБ-156 А.Н.Туполева, ОКБ-23 В.М.Мясищева, ОКБ-301 С.А.Лавочкина) которые должны были заняться проектированием и постройкой летательных аппаратов с ЯСУ. Разработку самих ЯСУ доверили ОКБ-276 Н.Д. Кузнецова и ОКБ-165 А.М. Люлькина. 28 марта 1956 года вышло Постановление СМ СССР, согласно которому в КБ начались практические работы по проектированию летающей лаборатории на базе серийного бомбардировщика Ту-95¹ для исследований влияния излучения авиационной ЯСУ на самолетное оборудование, а так же для изучения вопросов, связанных с радиационной защитой экипажа и особенностей эскплуатации ВС с ЯСУ на борту.

Основные проектные работы по наземному испытательному стенду и установке реактора на самолет проводились в Томилинском филиале ОКБ, возглавлявшемся И.Ф.Незвалем. Стенд создавался на основе средней части фюзеляжа Ту-95. Радиационная защита на стенде, а затем и на самой летающей лаборатории Ту-95ЛАЛ, изготовлялась с использованием совершенно новых для авиации материалов, освоенных в отделе неметаллов ОКБ под руководством А.С.Файнштейна. ЯСУ была оборудована специальным подъемником для удобства обслуживания.

В первой половине 1959 года был произведен первый запуск реактора на наземном стенде. В ходе последующих испытаний удалось выйти на нужный уровень мощности реактора. Вопрос оставался лишь за установкой ЯСУ на реальный самолет. Для этой цели был взят Ту-95М с серийным номером 7800408. В период с мая по август 1961 года на летающей лаборатории (ЛЛ) было выполнено 34 испытательных полета. Полеты проходили как с работающим, так и с неработающим реактором. Главной целью испытаний была проверка эффективности биологической защиты экипажа. Интересным фактом является то, что самый первый полет атомолёта уже мог закончиться катастрофой. После взлета командир ВС дал добро на вывод реактора на мощность. Обычно оператор, выполняя эту команду, ориентировался на показания нейтронного монитора. Стрелка его индикатора слегка дрогнула, и это означало, что началась цепная реакция. Дальше все должно было идти по строгому графику, однако стрелка дрожала из-за вибрации корпуса самолета. Оператор растерялся. С разрешения командира ВС его место занял контролирующий физик В.М.Мордашев. Именно благодаря его действиям удалось предотвратить ужасные последствия данной ситуации. Пошел слух, что экипаж будет удостоен высоких наград, но единственной наградой, полученной по возвращении домой был графин медицинского спирта.

Следующим важным этапом в создании атомолёта должен был стать Ту-119 с двигателями, приспособленными к совместной работе с ядерным реактором, однако до Правительства СССР дошли вести о прекращении американской программы по созданию самолета с ЯСУ на базе B-36. Это и послужило одной из причин завершения исследований по созданию атомолёта.  

Завершение программы

Программы атомных самолетов были завершены в середине 1960-ых годов. Развитие получили более дешевые технологии, такие как дозаправка в воздухе, которые лишили эту программу преимущества неограниченного полета. К тому же послужил и фактор защиты окружающей среды. Участник американской программы самолета с ЯСУ доктор Герберт Йорк в интервью утверждал:

- Практически, я бы все свел все к трем моментам, тесно связанным друг с другом: Во-первых, самолеты иногда, бывает, падают. И сама по себе мысль о том, что где-то летает ядерный реактор, который вдруг может упасть, была неприемлемой. Во-вторых, эти прямоточные системы, прямоточные реакторы, непосредственная передача тепла, неизбежно приводили бы к выбросам радиоактивных частиц из хвоста самолета. И в-третьих — это сами летчики. Вопрос их защиты стоял очень серьезно.

Перспективы

Масштабные разработки летательных аппаратов с атомными силовыми установками прекратились еще в ХХ веке, однако они нашли свое место в космической индустрии. Многие космические аппараты для изучения дальнего космоса оборудованы радиоизотопными термоэлектрическими генераторами, т.к. по мере отдаления от Солнца, поток солнечной энергии становится незначительным. Так же, ведутся разработки относительно небольших ЯСУ для беспилотных летательных аппаратов. Это позволит им вести воздушную разведку на заданной местности многие часы и даже дни. В авиационной же индустрии для пассажирских и транспортных перевозок таких разработок, на данный момент, не ведется. Возможно, по мере создания новых материалов, человечество вернется к таким ретрофутуристичным² проектам! (На рисунке представлен проект космической модернизации Ил-62 для межпланетных перелетов)

Заключение

Технический прогресс не стоит на месте. В новых условиях окружающей среды появляются все новые человеческие потребности. Только благодаря дерзким решениям гениальных ученых рождаются такие необычные проекты,  дающие новые направления в ходе технического развития. Многие из таких ученых входят в историю, некоторые теряются в потоке информации. Проект по созданию атомных самолетов с самого начала имел множество вопросов, на которые на тот момент не было точных ответов. Благодаря открытиям в области физики, человечество постепенно начало находить все новые средства для развития ядерной энергетики. По ходу истощения земных топливных ресурсов человечество перейдет на более технологичные источники энергии, такие как солнце и атомная энергия. Возможно, в будущем мы вновь задумаемся над созданием атомного летательного аппарата, который войдет в повседневную жизнь так же, как для нас гражданский лайнер в пассажирской авиакомпании.

Спасибо за внимание!

Примечания:

1) Ту-95 - легендарный советский и российский турбовинтовой стратегический бомбардировщик-ракетоносец, один из самых быстрых турбовинтовых самолетов, ставший символом холодной войны.

2) Ретрофутуризм - творческое направление, основанное на представление будущего на основе настоящего и прошлого. (происходит от слов "ретро"(retro)- старый и "фьючер"(future)-будущее)

Американский атомолет NB-36, на базе B-36 "Peacemaker"

P.s.Эскизы и рисунки выполнены мной.

Источники информации

1)https://ru.wikipedia.org/wiki/Ядерный_реактор

2)https://ru.wikipedia.org/wiki/Ту-119

3)https://ru.wikipedia.org/wiki/История_авиации

4) журнал "Популярная механика" Номер 10 2003г. 

5 )журнал "Популярная механика" Номер 11 (73) 2008г.

6)https://ru.wikipedia.org/wiki/Атомолёт

7)https://www.nkj.ru/archive/articles/14137/