Американская ракета с ядерным двигателем
- Американская ракета с ядерным двигателем
- 19-10-2022, 18:05
Помните, как многие «возбудились» в мире да и у нас в стране, когда Путин рассказал о российской разработке ракеты «Буревестник» с ядерным двигателем. Сколько было утверждений, что все это «мультики» и невозможно в реальности. Да, наверняка очень сложно, но все будет сделано и показано. Да и о чем говорить, если в 50-х годах прошлого века американцы брались за что-то похожее.
За вполне обыденной аббревиатурой Supersonic Low–Altitude Missile скрывалось чудовище, построенное вокруг прямоточного двигателя, в котором воздух нагревался ядерным реактором. Идея была в том, что атомный реактор обеспечивал практически неограниченный запас хода, так что ракету можно было на месяцы и годы оставить нарезать круги где–нибудь над океаном, а в нужный момент подать сигнал для атаки цели.
Благодаря всё той же неограниченной дальности ракета могла нести целую серию боеприпасов и атаковать несколько целей, то есть по сути была беспилотным бомбардировщиком.
После того, как все боеприпасы будут израсходованы, было два варианта развития событий: Ракета могла поразить последнюю цель, упав на неё и заразив большую площадь радиацией, либо продолжать носиться на огромной скорости, в три раза превышающей скорость звука, и малой высоте над территорией противника, нанося повреждения всему, над чем она пролетала ударной волной и радиоактивным выхлопом своего движка. Ибо воздух, попадавший в двигатель, проходил прямо через атомный реактор, ничем не защищённый и не экранированный.
И вот этот безумный проект дошёл до стадии практической реализации.
Что из этого безумная фантазия и вымысел, а что было в реальности?50-х годах мечта о всесильной атомной энергии (атомных автомобилях, самолётах, космических кораблях, атомном всё и вся) уже была поколеблена осознанием опасности радиации, но всё ещё витала в умах. После запуска спутника американцы обеспокоились тем, что Советы могут быть впереди не только в ракетах, но и в противоракетах, и в Пентагоне пришли к выводу о необходимости постройки беспилотного атомного бомбардировщика (или ракеты), который сможет преодолевать ПВО на низкой высоте. То, что они придумали, назвали SLAM (Supersonic Low-Altitude Missile) – сверхзвуковая низковысотная ракета, которую планировалось оснастить прямоточным ядерным двигателем. Проект получил название «Плутон».
Ракета размером с локомотив должна была лететь на сверхнизкой высоте (чуть выше верхушек деревьев) с трёхкратной скоростью звука, разбрасывая водородные бомбы по пути. Даже мощность ударной волны от её пролета должна была оказаться достаточной для гибели людей поблизости. К тому же, существовала небольшая проблема радиоактивных осадков – выхлоп ракеты, само собой, содержал продукты деления. Один остроумный инженер предложил превратить этот явный недостаток в мирное время в преимущество в случае войны – она должна была продолжать летать над Советским Союзом после исчерпания боекомплекта (до саморазрушения или угасания реакции, то есть практически неограниченное время).
Работы начались 1 Января 1957 года в Ливерморе, Калифорния.Проект сразу столкнулся с технологическими сложностями, что неудивительно. Идея сама по себе была относительно простой: после разгона воздух сам собой засасывается в воздухозаборник впереди, нагревается и выбрасывается сзади выхлопной струёй, которая и даёт тягу. Однако использование ядерного реактора вместо химического топлива для нагрева было фундаментально новым и требовало разработки компактного реактора, не окруженного, как обычные, сотнями тонн бетона и способного выдержать полёт в тысячи миль до целей в СССР. Для контроля направления полёта были нужны рулевые моторы, способные работать в раскалённом докрасна состоянии и в условиях высокой радиоактивности. Необходимость длительного полёта со скоростью М3 на сверхмалой высоте требовала материалов, которые не расплавятся и не разрушатся в таких условиях (по расчётам, давление на ракету должно было быть в 5 раз больше давления на сверхзвуковую X-15).
Для разгона до скорости, на которой начнёт работать прямоточный двигатель, применялись несколько обычных химических ускорителей, которые потом отстыковывались, как на космических запусках. После старта и ухода из населённых районов ракета должна была включить ядерный двигатель и кружить над океаном (о топливе можно было не беспокоиться), ожидая приказа для разгона до М3 и полёта к СССР.
Как и современные «Томагавки», она летела, следуя рельефу местности. Благодаря этому и огромной скорости, она должна была преодолеть ПВО целей, недоступных для существовавших бомбардировщиков и даже баллистических ракет. Руководитель проекта называл ракету «летающим ломом», имея в виду её простоту и высокую прочность.
Поскольку КПД прямоточного двигателя растет с температурой, 500-МВт реактор под названием «Тори» проектировался очень горячим, с рабочей температурой в 2500F (более 1600С). Компании по производству фарфора Coors Porcelain Company была поставлена задача сделать около 500000 керамических топливных элементов, похожих на карандаши, которые должны были выдержать такую температуру и обеспечить равномерное распределение тепла внутри реактора.
Для обшивки задней части ракеты, где температуры ожидались максимальными, пробовались различные материалы. Допуски при проектировании и изготовлении были столь узкими, что плиты обшивки имели температуру самовозгорания всего на 150 градусов выше максимальной расчетной температуры работы реактора.
Допущений было много и стала ясной необходимость испытания полноразмерного реактора на неподвижной платформе. Для этого построили специальный полигон 401 на 8 квадратных милях. Так как реактор должен был стать сильно радиоактивным после запуска, полностью автоматизированная ж/д ветка доставляла его от места проверки до цеха разборки, где радиоактивный реактор должны были дистанционно разобрать и исследовать. Учёные из Ливермора наблюдали за процессом по телевидению из сарая, расположенного далеко от полигона и снабжённого, на всякий случай, убежищем с двухнедельным запасом еды и воды.
Только для добычи материала для постройки цеха разборки, толщина стен которого составляла от 6 до 8 футов, правительство США купило шахту. Миллион фунтов сжатого воздуха (для симуляции полёта реактора на большой скорости и запуска ПРД) был накоплен в специальных резервуарах общей длиной 25 миль и нагнетался гигантскими компрессорами, которые на время взяли с базы подводных лодок в Гротоне, Коннектикут. Для 5-минутного теста на полной мощности требовалось тонна воздуха в секунду, которую подогревали до темепературы в 1350F (732С) прохождением сквозь наполненные 14 миллионами стальных шариков четыре стальные резервуара, которые разогревали сжиганием нефти. Однако, не все составляющие проекта были колоссальными – устанавливать финальные измерительные инструменты внутрь реактора во время монтажа пришлось миниатюрной секретарше, так как техники туда не пролезали.
За первые 4 года постепенно были преодолены основные препятствия. После экспериментов с разными покрытиями, которые должны были защищать кожухи электромоторов рулей от жара выхлопной струи, по рекламе в журнале Hot Rod была найдена подходящая краска для выхлопной трубы. Во время сборки реактора использовались распорки, которые затем должны были испариться при его запуске. Был разработан способ измерения температуры плит сравнением их цвета с откалиброванной шкалой.
Вечером 14 Мая 1961 года первый в мире атомный ПРД, смонтированный на ж/д платформе, включился. Прототип Tory-IIA проработал всего несколько секунд и развил только часть расчётной мощности, но эксперимент признали полностью успешным. Самое главное, он не загорелся и не разрушился, как опасались многие. Сразу началась работа над вторым прототипом, легче и мощнее. Tory-IIB не вышел за пределы чертёжной доски, но ещё спустя три года Tory-IIC проработал 5 минут на полной мощности в 513 мегаватт и обеспечил тягу в 35000 фунтов; радиоактивность струи оказалась меньше ожидаемой. За запуском с безопасной дистанции наблюдали десятки официальных лиц и генералов ВВС.
Успех отпраздновали, установив пианино из женского общежития лаборатории на грузовик и отправившись в ближайший город, где был бар, распевая песни. Руководитель проекта по дороге аккомпанировал на пианино.
Позже в лаборатории начались работы над четвёртым прототипом, ещё мощнее, легче и достаточно компактным для тестового полёта. Начали говорить даже о Tory-III, который достигнет четырёхкратной скорости звука.
В то же время в Пентагоне начали сомневаться в проекте. Поскольку ракету предполагалось запускать с территории США и она должны была лететь по территории членов НАТО для максимальной скрытности до начала атаки, пришло понимание того, что она является не меньшей угрозой для союзников, чем для СССР. Ещё до начала атаки «Плутон» оглушит, покалечит и облучит наших друзей (громкость пролетающего над головой Плутона оценивалась в 150 дБ, для сравнения громкость ракеты Сатурн V, которая запускала «Аполлоны» на Луну, составляла 200 дБ на полной мощности). Конечно, разорванные барабанные перепонки покажутся всего лишь незначительным неудобством, если вы окажетесь под такой пролетающей ракетой, которая буквально печёт цыплят во дворе фермы на лету.
Хотя обитатели Ливермора упирали на быстроту и невозможность перехвата ракеты, военные аналитики стали сомневаться, что такое большое, горячее, шумное и радиоактивное оружие может остаться незамеченным надолго. К тому же, новые баллистические ракеты «Атлас» и «Титан» достигнут цели на часы раньше летающего реактора ценой в 50 миллионов долларов за штуку. Флот, который сначала собирался запускать «Плутоны» с подлодок и кораблей, тоже начал терять к нему интерес после появления ракеты «Полярис».
Но последним гвоздём в крышку гроба «Плутона» стал простейший вопрос, о котором никто не подумал раньше – где испытывать летающий ядерный реактор? «Как убедить начальство, что ракета не собьётся с курса и не пролетит сквозь Лас-Вегас или Лос-Анджелес, как летающий Чернобыль?» — спрашивает Джим Хэдли, один из физиков, работавший в Ливерморе. Одним из предложенных решений был длинный поводок, как у авиамоделей, в пустыне Невада. («Это был бы тот ещё поводок», сухо замечает Хэдли.) Более реалистичным предложением был полёт «восьмёрками» около острова Уэйк, территории США в Тихом океане, и последующее затопление ракеты на глубине в 20000 футов, однако к тому времени радиации уже достаточно боялись.
1 Июля 1964 года, спустя семь с половиной лет после начала, проект был закрыт. Общая стоимость составила $260 миллионов ещё не обесцененных долларов того времени. В пике над ним работало 350 человек в лаборатории и ещё 100 на полигоне 401.
Расчётные тактико-технические характеристики : длина-26,8 м, диаметр-3,05 м, вес-28000 кг, скорость : на высоте 300 м-3М, на высоте 9000 м-4,2М, потолок-10700 м, дальность : на высоте 300 м — 21300 км, на высоте 9000 м — более 100000 км, боевая часть — от 14 до 26 термоядерных боевых блоков.
Ракета должна была запускаться с наземной пусковой установки с помощью твердотопливных ускорителей, которые должны были работать пока ракета не достигнет скорости достаточной для запуска атомного прямоточного двигателя. Конструкция была бескрылой, с небольшими килями и небольшим горизонтальным оперением расположенным по схеме утка. Ракета была оптимизирована для полёта низкой высоте (25-300 м) и была оборудована системой следования по рельефу местности. После запуска основной профиль полёта должен был проходить на высоте 10700 м со скоростью 4М. Эффективная дальность на большой высоте была настолько большой (порядка 100000 км), что ракета могла бы совершать длительное патрулирование, прежде чем будет дана команда прервать свою миссию или продолжать полёт к цели. Подлетая в району ПВО противника ракета снижалась до 25-300 м и включала систему следования по рельефу. Боевая часть ракеты должна была оснащаться термоядерными боеголовками в количестве от 14 до 26 и выстреливать их вертикально вверх при пролёте на заданными целями. Наряду с боеголовками ракета сама по себе была грозным оружием. При полёте со скоростью 3М на высоте 25 м сильнейший звуковой удар может вызвать большие разрушения. Кроме того атомный ПРД оставляет сильный радиоактивный след на территории противника.
Наконец ,когда боеголовки были бы израсходованы, ракета сама могла врезаться в цель и оставить мощное радиоактивное заражение от разбитого реактора. Первый полёт должен был состояться в 1967 году. Но уже к 1964 году проект стал вызывать серьёзные сомнения. К тому же появились МБР, которые могли гораздо эффективнее выполнить поставленную задачу.
В России тоже работали с прямоточными ядерными двигателями. Обсудим это в следующий раз.
Также смотрите:
Благодаря всё той же неограниченной дальности ракета могла нести целую серию боеприпасов и атаковать несколько целей, то есть по сути была беспилотным бомбардировщиком.
После того, как все боеприпасы будут израсходованы, было два варианта развития событий: Ракета могла поразить последнюю цель, упав на неё и заразив большую площадь радиацией, либо продолжать носиться на огромной скорости, в три раза превышающей скорость звука, и малой высоте над территорией противника, нанося повреждения всему, над чем она пролетала ударной волной и радиоактивным выхлопом своего движка. Ибо воздух, попадавший в двигатель, проходил прямо через атомный реактор, ничем не защищённый и не экранированный.
И вот этот безумный проект дошёл до стадии практической реализации.
Что из этого безумная фантазия и вымысел, а что было в реальности?50-х годах мечта о всесильной атомной энергии (атомных автомобилях, самолётах, космических кораблях, атомном всё и вся) уже была поколеблена осознанием опасности радиации, но всё ещё витала в умах. После запуска спутника американцы обеспокоились тем, что Советы могут быть впереди не только в ракетах, но и в противоракетах, и в Пентагоне пришли к выводу о необходимости постройки беспилотного атомного бомбардировщика (или ракеты), который сможет преодолевать ПВО на низкой высоте. То, что они придумали, назвали SLAM (Supersonic Low-Altitude Missile) – сверхзвуковая низковысотная ракета, которую планировалось оснастить прямоточным ядерным двигателем. Проект получил название «Плутон».
Работы начались 1 Января 1957 года в Ливерморе, Калифорния.Проект сразу столкнулся с технологическими сложностями, что неудивительно. Идея сама по себе была относительно простой: после разгона воздух сам собой засасывается в воздухозаборник впереди, нагревается и выбрасывается сзади выхлопной струёй, которая и даёт тягу. Однако использование ядерного реактора вместо химического топлива для нагрева было фундаментально новым и требовало разработки компактного реактора, не окруженного, как обычные, сотнями тонн бетона и способного выдержать полёт в тысячи миль до целей в СССР. Для контроля направления полёта были нужны рулевые моторы, способные работать в раскалённом докрасна состоянии и в условиях высокой радиоактивности. Необходимость длительного полёта со скоростью М3 на сверхмалой высоте требовала материалов, которые не расплавятся и не разрушатся в таких условиях (по расчётам, давление на ракету должно было быть в 5 раз больше давления на сверхзвуковую X-15).
Как и современные «Томагавки», она летела, следуя рельефу местности. Благодаря этому и огромной скорости, она должна была преодолеть ПВО целей, недоступных для существовавших бомбардировщиков и даже баллистических ракет. Руководитель проекта называл ракету «летающим ломом», имея в виду её простоту и высокую прочность.
Поскольку КПД прямоточного двигателя растет с температурой, 500-МВт реактор под названием «Тори» проектировался очень горячим, с рабочей температурой в 2500F (более 1600С). Компании по производству фарфора Coors Porcelain Company была поставлена задача сделать около 500000 керамических топливных элементов, похожих на карандаши, которые должны были выдержать такую температуру и обеспечить равномерное распределение тепла внутри реактора.
Для обшивки задней части ракеты, где температуры ожидались максимальными, пробовались различные материалы. Допуски при проектировании и изготовлении были столь узкими, что плиты обшивки имели температуру самовозгорания всего на 150 градусов выше максимальной расчетной температуры работы реактора.
Допущений было много и стала ясной необходимость испытания полноразмерного реактора на неподвижной платформе. Для этого построили специальный полигон 401 на 8 квадратных милях. Так как реактор должен был стать сильно радиоактивным после запуска, полностью автоматизированная ж/д ветка доставляла его от места проверки до цеха разборки, где радиоактивный реактор должны были дистанционно разобрать и исследовать. Учёные из Ливермора наблюдали за процессом по телевидению из сарая, расположенного далеко от полигона и снабжённого, на всякий случай, убежищем с двухнедельным запасом еды и воды.
Только для добычи материала для постройки цеха разборки, толщина стен которого составляла от 6 до 8 футов, правительство США купило шахту. Миллион фунтов сжатого воздуха (для симуляции полёта реактора на большой скорости и запуска ПРД) был накоплен в специальных резервуарах общей длиной 25 миль и нагнетался гигантскими компрессорами, которые на время взяли с базы подводных лодок в Гротоне, Коннектикут. Для 5-минутного теста на полной мощности требовалось тонна воздуха в секунду, которую подогревали до темепературы в 1350F (732С) прохождением сквозь наполненные 14 миллионами стальных шариков четыре стальные резервуара, которые разогревали сжиганием нефти. Однако, не все составляющие проекта были колоссальными – устанавливать финальные измерительные инструменты внутрь реактора во время монтажа пришлось миниатюрной секретарше, так как техники туда не пролезали.
Вечером 14 Мая 1961 года первый в мире атомный ПРД, смонтированный на ж/д платформе, включился. Прототип Tory-IIA проработал всего несколько секунд и развил только часть расчётной мощности, но эксперимент признали полностью успешным. Самое главное, он не загорелся и не разрушился, как опасались многие. Сразу началась работа над вторым прототипом, легче и мощнее. Tory-IIB не вышел за пределы чертёжной доски, но ещё спустя три года Tory-IIC проработал 5 минут на полной мощности в 513 мегаватт и обеспечил тягу в 35000 фунтов; радиоактивность струи оказалась меньше ожидаемой. За запуском с безопасной дистанции наблюдали десятки официальных лиц и генералов ВВС.
Успех отпраздновали, установив пианино из женского общежития лаборатории на грузовик и отправившись в ближайший город, где был бар, распевая песни. Руководитель проекта по дороге аккомпанировал на пианино.
Позже в лаборатории начались работы над четвёртым прототипом, ещё мощнее, легче и достаточно компактным для тестового полёта. Начали говорить даже о Tory-III, который достигнет четырёхкратной скорости звука.
Хотя обитатели Ливермора упирали на быстроту и невозможность перехвата ракеты, военные аналитики стали сомневаться, что такое большое, горячее, шумное и радиоактивное оружие может остаться незамеченным надолго. К тому же, новые баллистические ракеты «Атлас» и «Титан» достигнут цели на часы раньше летающего реактора ценой в 50 миллионов долларов за штуку. Флот, который сначала собирался запускать «Плутоны» с подлодок и кораблей, тоже начал терять к нему интерес после появления ракеты «Полярис».
Но последним гвоздём в крышку гроба «Плутона» стал простейший вопрос, о котором никто не подумал раньше – где испытывать летающий ядерный реактор? «Как убедить начальство, что ракета не собьётся с курса и не пролетит сквозь Лас-Вегас или Лос-Анджелес, как летающий Чернобыль?» — спрашивает Джим Хэдли, один из физиков, работавший в Ливерморе. Одним из предложенных решений был длинный поводок, как у авиамоделей, в пустыне Невада. («Это был бы тот ещё поводок», сухо замечает Хэдли.) Более реалистичным предложением был полёт «восьмёрками» около острова Уэйк, территории США в Тихом океане, и последующее затопление ракеты на глубине в 20000 футов, однако к тому времени радиации уже достаточно боялись.
1 Июля 1964 года, спустя семь с половиной лет после начала, проект был закрыт. Общая стоимость составила $260 миллионов ещё не обесцененных долларов того времени. В пике над ним работало 350 человек в лаборатории и ещё 100 на полигоне 401.
Ракета должна была запускаться с наземной пусковой установки с помощью твердотопливных ускорителей, которые должны были работать пока ракета не достигнет скорости достаточной для запуска атомного прямоточного двигателя. Конструкция была бескрылой, с небольшими килями и небольшим горизонтальным оперением расположенным по схеме утка. Ракета была оптимизирована для полёта низкой высоте (25-300 м) и была оборудована системой следования по рельефу местности. После запуска основной профиль полёта должен был проходить на высоте 10700 м со скоростью 4М. Эффективная дальность на большой высоте была настолько большой (порядка 100000 км), что ракета могла бы совершать длительное патрулирование, прежде чем будет дана команда прервать свою миссию или продолжать полёт к цели. Подлетая в району ПВО противника ракета снижалась до 25-300 м и включала систему следования по рельефу. Боевая часть ракеты должна была оснащаться термоядерными боеголовками в количестве от 14 до 26 и выстреливать их вертикально вверх при пролёте на заданными целями. Наряду с боеголовками ракета сама по себе была грозным оружием. При полёте со скоростью 3М на высоте 25 м сильнейший звуковой удар может вызвать большие разрушения. Кроме того атомный ПРД оставляет сильный радиоактивный след на территории противника.
Наконец ,когда боеголовки были бы израсходованы, ракета сама могла врезаться в цель и оставить мощное радиоактивное заражение от разбитого реактора. Первый полёт должен был состояться в 1967 году. Но уже к 1964 году проект стал вызывать серьёзные сомнения. К тому же появились МБР, которые могли гораздо эффективнее выполнить поставленную задачу.
В России тоже работали с прямоточными ядерными двигателями. Обсудим это в следующий раз.
Также смотрите:
