Разработке стратегической авиации в Советском Союзе всегда уделялось не меньше внимания, чем созданию непосредственно ядерного оружия, и трудностей при этом возникало тоже много. Одна из них – увеличение радиуса действия, поскольку самолёт теоретически должен был доставить ядерный заряд едва ли не на другой конец мира, глубоко в тыл противника. И вот здесь советским специалистам пришло в голову более чем очевидное решение – снабдить бомбардировщики и ракетоносцы атомной силовой установкой, которая могла увеличить их радиус действия практически до бесконечности.
Проблема компактного реактора
Атом несёт в себе неимоверное количество энергии, и высвобождение даже небольшой её части либо приводит к катастрофическим последствиям, либо даёт человеку неисчерпаемый источник многих благ. Правда, «атомная батарейка» получается не то чтобы сложной, но уж очень большой. Масштабирование самого реактора не вызывает особых проблем, что и было впоследствии продемонстрировано во время создания подводных лодок, но вот сопутствующие системы – совсем другое дело.
Больше всего трудностей доставляет защита человека, поскольку побочным продуктом работы реактора является сильнейшее ионизирующее излучение. Оно воздействует на человека, заражает оборудование и даже активирует воздух. Именно защитный контур и становится камнем преткновения при создании компактных, и главное, безопасных реакторов. Только в настоящее время появились разработки, на основе которых можно сконструировать атомный источник энергии сравнительно небольшого размера, но он пока что находится на стадии разработки. А в начале 1950-х годов, когда был запущен проект по созданию самолёта с атомной силовой установкой, эта проблема имела глобальный характер.
Сверхзвуковой дальний бомбардировщик М‑60
Идея создания самолёта с атомной силовой установкой родилась в ЛИПАН (Лаборатория измерительных приборов АН). В 1952 году работающие в ней специалисты проанализировали имевшиеся на тот момент разработки и пришли к выводу, что принципиально подобный самолёт можно сделать. Запрос пустили дальше по инстанциям, и он привлёк к себе большое внимание. Постепенно к проекту подключались всё новые конструкторские бюро и институты, и к 1955 году закипела серьёзная работа. Изначально в качестве ядра собирались использовать уранобериллиевый реактор с теплоносителем на основе расплавленного металла, а для проверки возникающих идей даже построили тестовый стенд.
Очень скоро стало очевидным, что радиация представляет собой гораздо большую проблему, чем считалось изначально. Требовалось обеспечить серьёзную защиту пилотов и окружающей среды, и даже были разработаны новые материалы на основе полиэтилена и церезина, смешанного с карбидом бора. В итоге на базе ЛИПАН собрали экспериментальный водно-водяной реактор ВВ2, где для охлаждения активной зоны использовалась вода, а в качестве силовой установки решили использовать турбореактивные двигатели на атомном ходу. Они были очень похожи на обычные авиационные моторы, но вместо керосина в них использовался раскалённый до 1000 градусов воздух. Он должен был нагреваться ядерной установкой, но здесь и крылась большая проблема.
Максимальной эффективности можно было добиться, пропустив воздух напрямую сквозь реактор, через раскалённый первый контур охлаждения. Правда, горячим он был и в прямом, и в переносном смысле: уровень радиации в нём крайне велик. Это означало, что за самолётом будет тянуться постепенно оседающее радиоактивное облако. В итоге решили проработать два варианта силовой установки, с открытым и закрытым реактором. Самолёту с первым типом присвоили индекс М‑60, а разрабатывали его в ОКБ‑23. Чтобы воплотить дичайшие с точки зрения безопасности идеи, конструкторам пришлось пойти на целый ряд компромиссов. Для экипажа следовало изготовить полностью изолированную капсулу из свинца и других материалов в носовой части фюзеляжа, а саму силовую установку монтировать в последний момент перед взлётом. Для наблюдения за внешним миром пилотов собирались обеспечить электронными средствами и камерами. Проект разработали, но он оказался технически сложным и очень опасным, поэтому от использования реактора открытого типа отказались.
Стратегический атомный бомбардировщик М‑30
Конструкторы того же самого конструкторского бюро разработали второй, более реалистичный самолёт М‑30 с закрытым реактором. В отличие от первого, его собирали на основе уже имеющегося самолёта Ту‑95М. Он был менее эффективным, поскольку воздух для двигателей разогревался двойным контуром охлаждения, но при этом более безопасным. М-30 больше напоминал привычный самолёт, но с серьёзной защитой для экипажа. Среднюю часть фюзеляжа вырезали, чтобы разместить в этом месте ядерный реактор на специально сконструированном подъёмнике, чтобы облегчить погрузку и последующее обслуживание. К 1958 году проектные работы по большей части были завершены, и для тестирования конструкции построили испытательный стенд. Нужен он был прежде всего для радиометрических исследований, учёным и конструктором требовались точные данные о воздействии радиации на различные части самолёта и на установленное оборудование, в частности, чтобы проработать стратегию для обслуживания в будущем.
В 1961 году после завершения проектных работ начались лётные испытания. Фактически Ту‑95ЛАЛ был летающей атомной лабораторией, предназначенной для проверки теорий относительно постройки стратегического самолёта совершенно нового типа. На борту его смонтировали тестовый реактор мощностью 100 кВт, а учёные только и делали, что проверяли его работоспособность в самых разных условиях и исследовали воздействие на окружающую среду, самолёт и экипаж.
Двигатели на Ту‑95ЛАЛ установили самые обычные, работающие на авиационном топливе, а для тестирования атомной силовой установки – отдельный воздухозаборник. Воздух прогонялся через вторичный контур охлаждения реактора, нагревался и выбрасывался за пределы самолёта, а учёные получали ценнейшие данные. За четыре месяца испытаний самолёт совершил более трёх десятков вылетов.
Правда, результаты были неутешительными. За два полётных дня пилоты получали такую же дозу радиации, которую зарабатывал персонал атомной электростанции за год. После каждого вылета корпус самолёта излучал достаточно сильную остаточную радиацию, даже воздух в кабине становился небезопасным. В итоге проект решили закрыть, поскольку технические проблемы оказались неразрешимыми, а непосредственно самолёт в случае аварии представлял большую опасность для окружающих.
Советский ядерный щит одно время включал в себя передвижную пусковую систему для межконтинентальных ракет, которая базировалась на железнодорожном составе.
