Amerikaans project van een supersonische bommenwerper met kernmotoren

Amerikaans project van een supersonische bommenwerper met kernmotoren
Amerikaans project van een supersonische bommenwerper met kernmotoren

Video: Amerikaans project van een supersonische bommenwerper met kernmotoren

Video: Amerikaans project van een supersonische bommenwerper met kernmotoren
Video: This is how I started to win again after losing it all... 2024, April
Anonim

De nucleaire euforie van de jaren vijftig van de vorige eeuw gaf aanleiding tot heel wat gedurfde ideeën. De splijtingsenergie van de atoomkern werd voorgesteld om te worden gebruikt in alle gebieden van wetenschap en technologie, of zelfs in het dagelijks leven. Ook vliegtuigontwerpers lieten haar niet onbeheerd achter. Het hoge rendement van kernreactoren maakte het in theorie mogelijk om ongelooflijke vliegeigenschappen te bereiken: nieuwe vliegtuigen met kernmotoren konden met hoge snelheden vliegen en tot enkele honderdduizenden mijlen afleggen met één "tankbeurt". Al deze plussen van kernenergie werden echter ruimschoots gecompenseerd door minnen. De reactor, ook de luchtvaartreactor, moest worden uitgerust met een hele reeks beschermingsmiddelen, zodat deze geen gevaar zou opleveren voor de bemanning en het servicepersoneel. Bovendien bleef de kwestie van het optimale systeem van een nucleaire straalmotor open.

Amerikaans project van een supersonische bommenwerper met kernmotoren
Amerikaans project van een supersonische bommenwerper met kernmotoren

Rond het midden van de jaren vijftig besloten Amerikaanse nucleaire wetenschappers en vliegtuigontwerpers over een reeks problemen die opgelost moesten worden voor de succesvolle bouw van een bruikbaar vliegtuig met een kerncentrale. Het grootste probleem dat de oprichting van een volwaardige atoommachine verhinderde, was het stralingsgevaar. De acceptabele bescherming van de reactor bleek te groot en te zwaar om door de vliegtuigen van die tijd te worden getild. De afmetingen van de reactor leidden tot tal van andere problemen, zowel technisch als operationeel.

Ze werkten onder meer aan de problematiek van het verschijnen van een praktisch toepasbaar atoomvliegtuig bij Northrop Aircraft. Al in 1956-57 ontwikkelden ze hun eigen opvattingen over dergelijke technologie en bepaalden ze de belangrijkste kenmerken van een dergelijk vliegtuig. Blijkbaar begreep het bedrijf Northrop dat de atoommachine, met al zijn voordelen, te gecompliceerd blijft voor productie en bediening, en daarom is het niet nodig om de belangrijkste ideeën over zijn uiterlijk onder geheimhoudingslabels te verbergen. Daarom publiceerde het tijdschrift Popular Mechanics in april 1957 interviews met verschillende wetenschappers en medewerkers van Northrop, die betrokken waren bij het definiëren van de vorm van een atoomvliegtuig. Bovendien werd dit onderwerp vervolgens herhaaldelijk aan de orde gesteld door andere publicaties.

Een team van ingenieurs bij Northrop, onder leiding van nucleair technologiespecialist Lee A. Olinger, werkte aan het ontwerp van een veelbelovend vliegtuig, loste technische problemen op en paste de eenvoudigste en meest voor de hand liggende oplossingen toe. Dus het belangrijkste probleem van alle atoomaangedreven vliegtuigen - de onaanvaardbaar grote afmetingen en het gewicht van een energiecentrale met een kernreactor - werd geprobeerd op te lossen door simpelweg het vliegtuig groter te maken. Ten eerste zou dit helpen om de interne volumes van het vliegtuig optimaal te beheren en ten tweede zou het in dit geval mogelijk zijn om de cockpit en de reactor zoveel mogelijk te scheiden.

Met een vliegtuiglengte van minimaal 60-70 meter konden twee basislay-outs worden gebruikt. De eerste impliceerde de standaard plaatsing van de cockpit in de neus van de romp en de reactor aan de achterkant ervan. Het tweede idee was om een reactor in de neus van het vliegtuig te installeren. In dit geval had de kuip zich op de kiel moeten bevinden. Dit ontwerp was veel complexer en werd daarom uitsluitend als alternatief beschouwd.

Het doel van het werk van de Olinger-groep was niet alleen om het uiterlijk van een veelbelovend atoomvliegtuig te bepalen, maar om een voorontwerp te maken van een bepaalde supersonische strategische bommenwerper. Daarnaast was het de bedoeling om de mogelijkheid te evalueren om een passagiers- of transportvliegtuig met hoge vliegprestaties te ontwikkelen en te bouwen. Dit alles werd in aanmerking genomen bij het uitwerken van het uiterlijk van de basisbommenwerper en had een aanzienlijke invloed op het ontwerp.

De snelheidseisen leidden er dus toe dat het geprojecteerde hypothetische vliegtuig een deltavleugel kreeg die zich aan de achterkant van de romp bevond. Het staartloze schema werd als het meest veelbelovend beschouwd in termen van lay-out. Het maakte het mogelijk om de reactor zo ver mogelijk van de cockpit in de neus van het vliegtuig te verplaatsen en zo de werkomstandigheden van de bemanning te verbeteren. Nucleaire turbojetmotoren moesten in een enkel pakket boven de vleugel worden geplaatst. Aan de bovenzijde van de vleugel waren twee kielen aangebracht. In een van de varianten van het project werd de vleugel, om de vliegprestaties te verbeteren, met een lange en krachtige pyloon met de romp verbonden.

De grootste vragen werden gesteld door de kerncentrale. De experimentele ontwerpen van reactoren die in het midden van de jaren vijftig beschikbaar waren en waarvan de afmetingen theoretisch het mogelijk maakten om ze in vliegtuigen te installeren, voldeden niet aan de gewichtsvereisten. Een acceptabel beschermingsniveau kan alleen worden geboden door een meerlaagse constructie van metaal, beton en kunststof met een gewicht van ongeveer 200 ton. Dit was natuurlijk te veel, zelfs voor een groot en zwaar vliegtuig met een geschat gewicht van niet meer dan 220-230 ton. Daarom konden vliegtuigontwerpers alleen maar hopen op de vroege opkomst van minder zware beschermingsmiddelen met voldoende eigenschappen.

Motoren werden een ander controversieel punt. Het grootste deel van de "concept art" van een veelbelovend atoomvliegtuig toont vliegtuigen met acht straalmotoren. Om objectieve redenen, namelijk vanwege het ontbreken van kant-en-klare nucleaire turbojetmotoren, hebben de ingenieurs van Northrop twee opties overwogen voor een energiecentrale, met motoren met open en gesloten circuit. Ze verschilden van elkaar doordat in het eerste type motor, met een open cyclus, de atmosferische lucht na de compressor direct in de reactorkern moest gaan, waar het werd verwarmd, en vervolgens omgeleid naar de turbine. In een motor met gesloten cyclus mag de lucht het kanaal niet verlaten en moet deze worden verwarmd vanaf de warmtewisselaar in de stroom met het koelmiddel dat erin circuleert vanuit de reactorlus.

Beide regelingen waren zeer complex en gevaarlijk voor het milieu. Een motor met open cyclus, waarbij de buitenlucht in contact stond met de elementen van de kern, zou een radioactief spoor achterlaten. De gesloten kringloop was minder gevaarlijk, maar het overdragen van voldoende energie van de reactor naar de warmtewisselaar bleek een behoorlijke uitdaging. Er moet aan worden herinnerd dat Amerikaanse ontwerpers eind jaren veertig begonnen te werken aan de creatie van nucleaire straalmotoren voor vliegtuigen. Gedurende meer dan tien jaar slaagden ze er echter niet in om een werkbare motor te bouwen die geschikt was voor installatie, zelfs niet in een experimenteel vliegtuig. Om deze reden moest het team van Olinger alleen werken met enkele hypothetische cijfers en de beloofde parameters van de motoren die werden gecreëerd.

Op basis van de kenmerken die zijn aangegeven door de ontwikkelaars van de motoren, hebben de ingenieurs van het bedrijf Northrop de geschatte vluchtgegevens van het vliegtuig bepaald. Volgens hun berekeningen kon de bommenwerper accelereren tot een snelheid die drie keer de snelheid van het geluid was. Wat het vliegbereik betreft, deze parameter werd alleen beperkt door de capaciteiten van de bemanning. In theorie was het zelfs mogelijk om een bommenwerper uit te rusten met een huishoudblok met lounges, een keuken en een badkamer. In dit geval kunnen er meerdere bemanningen tegelijk in het vliegtuig zijn en in ploegendienst werken. Dit zou echter alleen mogelijk zijn met het gebruik van krachtige bescherming. Anders mag de vluchtduur niet langer zijn dan 18-20 uur. Berekeningen hebben aangetoond dat zo'n vliegtuig minstens 100 duizend mijl zou kunnen vliegen bij één tankbeurt met nucleaire brandstof.

Ongeacht het schema en het type van de afgewerkte motor of vluchtkenmerken, het nieuwe vliegtuig bleek groot en zwaar te zijn. Bovendien moest hij worden uitgerust met een deltavleugel, die specifieke aerodynamische eigenschappen heeft. Een nucleaire strategische bommenwerper had dus een bijzonder lange landingsbaan nodig. De bouw van zo'n object beloofde enorme kosten, waardoor slechts een paar nieuwe vliegvelden een stevig gat in het militaire budget konden "knagen". Bovendien kon het leger niet snel een breed netwerk van dergelijke vliegvelden bouwen, waardoor veelbelovende bommenwerpers het risico liepen gebonden te blijven aan slechts een paar bases.

Het probleem van de basis werd voorgesteld om op een vrij eenvoudige, maar originele manier op te lossen. Grondvliegvelden zouden alleen voor transportvliegtuigen worden gelaten, of helemaal niet worden gebouwd. Strategische bommenwerpers moesten op hun beurt dienen op kustbases en opstijgen vanaf het water. Daartoe introduceerde de groep van Olinger een ski-chassis aangepast voor opstijgen en landen op het water in de vorm van het atoomvliegtuig. Indien nodig zou de bommenwerper waarschijnlijk kunnen worden uitgerust met een verrijdbaar landingsgestel, maar alleen het wateroppervlak zou als landingsbaan worden gebruikt.

In een interview met Popular Mechanics magazine L. A. Olinger schatte het tijdsbestek voor de creatie van het eerste prototype atoomvliegtuig op 3-10 jaar. Zo kon het bedrijf Northrop tegen het einde van de jaren zestig beginnen met het opzetten van een volwaardig project van een strategische supersonische bommenwerper met nucleaire turbojetmotoren. De potentiële klant van dergelijke apparatuur dacht er echter anders over. Al het werk van de jaren vijftig op het gebied van kernmotoren voor vliegtuigen leverde bijna geen resultaat op. Het was mogelijk om een aantal nieuwe technologieën onder de knie te krijgen, maar er was geen beoogd resultaat en er waren ook geen volwaardige voorwaarden voor.

In 1961 werd J. F. Kennedy, die meteen interesse toonde in kansrijke luchtvaartprojecten. Op zijn tafel lagen onder meer documenten over de projecten van nucleaire vliegtuigmotoren, waaruit bleek dat de kosten van de programma's stegen en het resultaat nog ver weg was. Bovendien waren er tegen die tijd ballistische raketten verschenen die strategische bommenwerpers konden vervangen. Kennedy gaf opdracht om alle projecten met betrekking tot nucleaire turbojetmotoren te sluiten en minder fantastische, maar veelbelovende dingen te doen. Als gevolg hiervan bleef het hypothetische vliegtuig, waarmee de medewerkers van Northrop Aircraft bezig waren om het uiterlijk te bepalen, zonder motoren achter. Verdere werkzaamheden in deze richting werden als zinloos beschouwd en het project werd afgesloten. Het meest ambitieuze project van een atoomvliegtuig bleef in het stadium van uitwerking van het uiterlijk.

Aanbevolen: