Szovjet tervek nukleáris repülőgép-meghajtásra, 1. rész

2016. december 09. 16:46 - Maga Lenin

Természetesen a Szovjetunió sem maradt tétlen a nukleáris repülőgép-meghajtás területén. Az amerikai programnál látott okokon felül a szocialista állam kicsit más jellegű problémáira kívánt választ adni az igazán nagy hatótávolságú repülőgépekkel.

A hatalmas országot számos, határaihoz közeli ellenséges támaszpont vette körül, elsősorban Nyugat-Európában. Innen a helyi és az amerikai erők is atomcsapást indíthattak ellene. A fő célpont viszont a Szovjetunió számára az USA volt, melyet – a kubai rakétaválságig – csak honi reptereiről induló bombázói támadhattak. Amint az a B-36 történetéből kiderült, az óriási bombázó is hatósugár-problémákkal küzdött pályafutása során. A szovjet csapásmérőknek nem álltak rendelkezésre előretolt repterek, így – hacsak nem egyirányú bevetéseket akartak velük végrehajtani – légi utántöltésre, vagy valamilyen más megoldásra volt szükségük. Az utántöltés sok sebből vérzett, kezdve a módszer kezdetlegességétől a kevés tankerig, ezek megfelelő elhelyezéséig, a randevú navigációs problémáiig, át azon, hogy az oroszok maradtak a hajlékony tömlős megoldásnál. Ez, a nagyobb repülőgépek számára, néha nagyon nehéz összecsatlakozást és hosszas közös repülést jelentett, ami igencsak fárasztó és veszélyes volt (lásd a Tu-22 gondjait e téren). Mindezek kiküszöbölését látták lehetségesnek a nukleáris meghajtással. Idő közben szintén lényeges kérdéssé vált a bombázók túlélése, így pedig a sebességük. Az elgondolt, új, szuperszonikus repülők viszont még sokkal több üzemanyagot igényeltek, tehát ez is egy új, különösen nagy energiasűrűségű hajtóanyag igényét erősítette.

tanker.jpg

Ritka fotó a Mjasziscsev M-4 légi utántöltő verziójáról (forrás: Facebook)

 

A Lavocskin (La-)375

Hivatalosan először 1952-ben kezdtek foglalkozni a témával a Szovjetunió Minisztertanácsában. A feladatot a Kurcsatov vezette intézet kapta, felelőse pedig az ő helyettese, Anatolij P. Alexandrov lett. Ekkor egyidejűleg kezdték vizsgálni a hajókon, tengeralattjárókon és a repülőgépeken való alkalmazást (aztán jöttek a műholdak is!). Természetesen az előbbi kettő simábban ment, a repülőgépeknél viszont a fő gond az óriási tömeg volt, és ezzel összefüggésben a személyzet sugárvédelme. Talán nem véletlen, hogy eleinte egy pilóta nélküli eszközt terveztek atomhajtással, mégpedig egy interkontinentális robotrepülőgépet.

Ez a furcsa eszköz volt egy ideig fókuszban a hadászati bombázók utódjának keresése során – még mielőtt a ballisztikus rakétákra terelődött a hangsúly (lásd röviden az NB-36H-t ismertető posztban) A kezdeti, szubszonikus terveket ráadásul nagyon hamar szuperszonikusak váltották fel: a nukleáris repülőgép-tervekben kulcsszerepet játszó Mjasziscsev M-40-ese (RSS-40 Buran), a kezdetben szóba jövő atomhajtású robotgép „elődje”, a Lavocskin La-350 Burja, illetve az USA NAA SM-64 Navaho-ja.

ru_iccm.gif

A két szovjet ICCM (intercontinental cruise missile) rajza. Jellemző, hogy a szovjet rendszer a tudományt is a hadiipar szolgálatába állította, és a vezető tervezők mind a tudományos akadémia tagjai voltak, ahogyan a fent említett Kurcsatov és Alexandrov is (forrás)

Ezek a robotrepülők azonban zsákutcát jelentettek, mert néhány éven belül sem a nagy magasság (18-20 km), sem a nagy sebesség (3 Mach) nem védte meg őket igazán a légelhárítástól. Ráadásul repülési idejük így is több óra volt, szemben az USA-SzU távot 30-40 percen belül megtevő, és lényegében elháríthatatlan ballisztikus rakétákkal. Az óriási fegyvereket olyan technológiájú rakétákkal kellett elindítani – tekintettel torlósugárhajtóművükre – mellyel sokkal célszerűbb volt tisztán rakétaeszközöket ballisztikus pályára állítani. Az egyetlen megoldás az alacsony magasságban tartott 3 Mach vagy nagyobb sebesség lett volna. Na persze erre is volt (amerikai) terv, a legutóbb már említett Project Pluto, és az ezt felhasználó SLAM (Supersonic Low-Altitude Missile), melyen többek közt a Vought dolgozott. A SLAM viszont, az iszonyú légellenállás miatt, csakis atomreaktoros hajtással volt elképzelhető.

A Lavocskin vezette OKB-301 a (La-350) Burja tapasztalataira építve 375 számon kezdte meg a fejlesztést, kb. 1955-ben. Nem is kívánt sokkal eltérni a normál meghajtású tervétől, csak a kerozint egy reaktorral kívánták „helyettesíteni”. A beömlőkön át érkező levegő a reaktor felé haladt, és hűtve azt, vagyis a hasadás hőjét elvonva, felmelegedett, majd hátrafelé kiáramlott. A nukleáris torlósugárhajtómű tehát meglehetősen egyszerű elven működött. A pilóta nélküli, és egyetlen útra szánt fegyvernél egyszerűbb volt a helyzet, mint egy normál repülőgépnél. Start előtt a reaktor hosszasan tárolható állapotban lehetett, és miután leállítani egyszer sem kellett, kialakítása egyszerűbb lehetett. Lényegében csakis egy nyugalmi és egy egyenletes működési módra volt szükség, és az is egyszerűsítette a helyzetet, hogy leállítás utáni kiegészítő hűtés sem kellett. Magát a hajtóművet egyébként az OKB-670 iroda tervezte, M. M. Bondarjuk vezetésével, de nem jutottak el vele a működőképességig. Így aztán, a fentebb leírt alapvető gondok mellett, amikor Lavocskin 1960-ban elhunyt, a 375-ös számú tervnek is vége lett.

Sajnos a 375-ösről nincs elérhető kép, de a Burja fotóit érdemes megnézni!

 

Atomsugárhajtás

1955. augusztus 12-én adta ki a Szovjetunió Minisztertanácsa 1561-868. sz. rendeletét, melyben konkrétan elrendelte a fejlesztések megkezdését, így a Lavocskin-féle robotgépét is. Ezen kívül a Tupoljev és Mjasziscsev vezette irodák (OKB-156 és -23) kapták meg a repülőgépek elkészítésének feladatát, és a hozzájuk való meghajtásért a Kuznyecov és a Ljulka irodák (OKB-276 és -165) feleltek. Mindez, ahogyan az egyik forrás is rögtön említi, az energiák szétforgácsolásához vezetett, noha óriási feladatról volt szó. A Kuznyecov iroda a „zárt” megoldást vizsgálta, vagyis amikor a reaktor egy folyadékot felmelegít, melyet a hajtómű égőterébe vezetnek, de ott az ismét csak leadja a hőt, és nem kerül ki a környezetbe. Mindez egy sugárhajtóműhöz is megfelelő, lásd az előző posztban említett, Pratt & Whitney féle megoldást, de az oroszok később inkább egy légcsavaros gázturbinában gondolkodtak, mégpedig az NK-12 alapjain. Az NK-14A előtt azonban érdemes megnézni a másik elven működő terveket.

A Ljulka vezette kollektíva a „nyitott” verziót tanulmányozta, ahol a reaktor a környező levegőt melegítette fel, és ez hátrafelé kiáramolva szolgáltatta a közvetlen tolóerőt. Az első szovjet gázturbinás sugárhajtóművet is elkészítő Arhip M. Ljulka csapata három, különböző elrendezést vázolt fel. Az elsőnél konzervatívan álltak a feladathoz, és úgy kalkuláltak, hogy az akkor még nagyon friss atomreaktor-technológiába meg kell próbálni a lehető legkevésbé beavatkozni. Ezért a kompresszort követően a levegőt oldalra terelték el, egyetlen csatornán át, hogy a hajtómű tengelyét ne kelljen átvezetni a reaktoron. Az eltérített légcsatornába került a kisméretű, a hajtómű normál átmérőjével szinte azonos méretű reaktor, azaz gyakorlatilag itt volt az „égőtér” (kitérő elrendezés). Az immár forró levegő ezután a tengely vonalába tért vissza, és megforgatta a turbinát, majd elhagyta a hajtóművet, tolóerőt produkálva. A második elrendezés – a szintén csak alig egy évtizedes, hazai sugárhajtómű-technológiát is szem előtt tartva – egy, ránézésre átlagos, csak viszonylag nagyméretű hajtóművet jelentett. Itt a tengely áthaladt a reaktoron, és utóbbi szó szerint az égőtér helyén volt (koaxiális elrendezés).

Megjegyzendő, hogy a reaktor számára a tengely átvezetése teljesítmény-eloszlás szempontjából nem volt hátrányos, sőt, épp ellenkezőleg. A normál esetben hasadóanyaggal töltött, legbelső térrész ugyanis a legjobban melegszik, hiszen minden irányból hasadási hő termelődik körülötte. Ugyanakkor a hűtés általában egyenletes kialakítású, vagyis nem jobb a reaktor közepén. Ennek számos oka van, talán a legfontosabb a neutron-háztartás megfelelő kialakítása, ami alapvetően egy egységes (belső) szerkezettel érhető el (nyilván nagyon leegyszerűsítve ezt a kérdést). A hajtómű-tengely átvezetése miatti változtatások azonban nem jelentenek lehetetlen kihívást a reaktorfizika számára. A sugárhajtómű esetében tulajdonképpen az okozott gondot, hogy ezen a középső részen egy nagyon nagy fordulaton forgó tengelyről volt szó, ami mechanikai jellegű nehézségeket okozott.

kitero.jpg

Felül a tengely elől kitérő légcsatornás („kitérő”), alul pedig az átmenő tengelyes („koaxiális”) hajtómű. Ezek a képfeliratok utalnak a gyűrűs reaktor-geometriára (forrás: fenti, lenti)

tengelyes.jpg

A harmadik, mondhatni, végső elrendezésben már figyelembe vették az alkalmazás várható körülményeit. A reaktor messze nem volt olyan finoman szabályozható, mint a normál repülőgép-hajtóművek. Ezért úgy gondolták, hogy a teljesítmény gyors változtatásához a tervezett bombázógép magával visz némi hagyományos üzemanyagot is, és ezt, immár rugalmasan használva, megfelelő finomsággal szabályozza a teljesítményét. Ez viszont vagy külön, normál hajtóműveket, vagy pedig kettős „hőforrású” egységeket igényelt. Bár előbbi sem volt lehetetlen, azért célszerűbbnek tűnt a „vegyes” megoldás kifejlesztése (hibrid elrendezés). Ez egy közös házban egy normál gázturbinás egységet tartalmazott, mögötte pedig a reaktor helyezkedett el, utánégetőként funkcionálva. Ezzel lehetőség nyílt egyazon egységből tisztán kémiai égéssel tolóerőt nyerni, illetve ezt fokozni nukleáris hővel, továbbá, elvileg, a hagyományos részt kikapcsolva, torlósugár-üzemmódot megvalósítani. Ez egybevág a fentebb említett, szuperszonikus bombázókra vonatkozó igénnyel, de az itt bemutatott elrendezéseket ábrázoló rajzból más is következik. Mivel a reaktor a turbina után van, és a képen nincs mechanikai összeköttetésben a kompresszorral, így utánégető nélküli sugárhajtóműként csak kémiai üzemanyaggal működhet a rendszer. Ez azt jelenti, hogy viszonylag nagy mennyiségű kerozinra van szüksége az így felszerelt repülőgépnek, mert nukleáris meghajtás esetén is lesz „normál” fogyasztás, egészen a csúcssebesség közeléig, amikor már torlósugár-módba lehet váltani. Ez ugyanis az eddigi, általános tapasztalatok szerint 3 Mach alatt nem túlságosan gazdaságos. Összességében az ilyen hajtómű kialakítása hasonló lesz az A-12/SR-71 család P&W J58-asához, mely szintén ki tudja iktatni a kompresszor-turbina részt egy bizonyos sebesség felett. Természetesen a szovjet mérnökök kiválóak voltak, ezért nincs ok arra, hogy úgy véljük, ne tudtak volna ilyen, rendkívül fejlett kialakítású hajtóművet készíteni. Emellett azonban nem árt figyelembe venni, hogy itt nem kevéssé megnehezítette volna a dolgot a reaktor, mint hőforrás. Ugyanis mind a reaktornak, mind a torlósugár-hajtóműnek (talán főleg utóbbinak) elég szigorú geometriai szükségszerűségei vannak, egyszerűbben mondva nem helyezkedhetnek el a részeik akárhogyan és akármilyen alakban. A hasonló hajtóműveknél, így a J58-asnál, vagy az F-103-asba tervezett elrendezésnél ez jóval nagyobb kihívást jelentett. Ezek így együtt ezt a hibrid megoldást rendkívül nagy tervezési és technikai feladattá tették. A hibrid elrendezés a csak nukleáris hajtáshoz a normál részt megkerülő (azt körülölelő, lásd az ábrát) légcsatornát igényelt, növelve a méreteket.

hibrid.jpg

A hibrid hajtómű részei: 1 – elektromos indítóegység, 2 – záróelem tisztán nukleáris üzemhez (lásd a B-36 J47 gondoláinak lezárhatóságát!), 3 – kerülőáram, 4 – kompresszor, 5 – égőtér, 6 – a reaktor burkolata, 7 – fűtőelempálcák (forrás)

Egyértelműen a fent ismertetett hibrid elrendezés lett a preferált kialakítás a nyitott típusok közül. A reaktor geometriája viszont nem egyértelmű: ahol szó van róla, ott gyűrű alakúnak, azaz belül üregesnek írják le. Ez áramlástani szempontból jó, de hőtechnikailag kevésbé, hiszen kicsi a hőátadó felület. Az említett, neutronháztartásra vonatkozó problémák miatt végső soron szinte biztos, hogy ez nem lett volna jó megoldás, helyette egy, lényegében „csöves”, vagyis a mai, erőművi blokkokhoz hasonló kialakítás lett volna célszerűbb. Erre utalnak az amerikai tervek is, nevezetesen a lenti képeken is látható General Electric XNJ140E. Az uránt tartalmazó pálcákat egy rácsszerkezetbe foglalva rögzítették, és a levegő köztük áramlott át, hőt elvonva a hosszú pálcák mentén. Közepén a hajtómű tengelyét vezették át, amint az a második képen látszik. Az elöl és hátul lévő megvezető és tartó lemezek egyben neutronreflektorként is szolgáltak, csökkentve az aktív zóna kiszökését.

A szovjet, hibrid megoldás viszont felvetett egy jelentős problémát. Mivel itt a reaktor leghátul volt, ezért a kémiai égéses üzem közben is ezen át kellett távoznia a levegőnek hátrafelé.  Csakhogy a számos cső az üzemanyag-pálcák között bármilyen korábbi, hagyományos elemnél, ami itt volt korábban, sokkal nagyobb aerodinamikai ellenállást fejtett ki, azaz erősen rontotta a leadott tolóerőt. Ha emiatt a gyűrűs szerkezetet választották, az pedig, a leírt módon, kisebb hatékonyságot eredményezett.

xnj140e-1.jpg

Az GE XNJ140E hajtóművének metszeti ábrája. A 25 ezer hatszöges fűtőelem legfeljebb 1400 fokra melegítette fel a berendezést, amivel felszálláshoz 121 MW teljesítmény mellett 16, utazórepüléshez pedig (11 km-en) 50,5 MW mellett 3,7 tonnás tolóerő járt. A hatalmas XNJ140E-től ez bizony nem túl sok. Alul a reaktor, vagyis az égőtér részletesebb rajza, bejelölve a fontosabb funkciójú részeket. Lényeges, hogy a tengelyátvezetés körül neutronreflektor (inner reflector felirattal) van beépítve, vagyis a reaktor működéséhez szükséges, lassú neutronokat a fűtőelempálcák felé visszaverő anyagréteg. Enélkül jóval kedvezőtlenebbek lennének a reaktorfizikai jellemzők. Ilyesmivel a koaxiális rendszerű szovjet hajtómű is biztosan rendelkezett volna, de talán a kitérő verziójú is valamilyen formában, ha elfogadjuk a gyűrű alakú reaktorkialakítást (mindkét kép forrása)

xnj140e-5.jpg

Bár csak áttételesen kapcsolódik a témához, de az ilyen (persze kerozinnal táplált) hibrid hajtóművekkel az egyik fő tapasztalatot a francia Nord Griffon kísérleti gép adta. Ez a ránézésre egy hatalmas fémhordóra ültetett, keskeny „törzsű” gép egy másfél méter külső átmérőjű torlósugárhajtóművel és a szó szoros értelmében ennek a közepébe helyezett, normál (Atar típusú) gázturbinával volt ellátva. Az ötlet egyszerű volt: a gép a megszokott módon száll fel, de amint lehet, torlósugárhajtásra kapcsol. Ettől nagyobb sebességet és kedvezőbb nettó fogyasztást és emelkedőképességet vártak. (A sebesség végül is a nem elég hőálló alumíniumborítás miatt csak 2,19 Mach lett, az emelkedőképesség viszont fantasztikus volt, még a kissé alulméretezett Atar gázturbina ellenére is: mikor a torlósugárhajtómű bekapcsolt, a gép rakétaként tört az égbe.) A Griffon viszont megmutatta az elrendezés hátrányait is. Bár 1000 km/h körül (vö. a fenti, 3 Mach-os nagyságrenddel) már átváltottak torlósugaras módra, ezt nem igazán szerette a rendszer, és a teljesítmény szabályozása is körülményes, vagy épp lehetetlen volt. Ugyanakkor ez a két gond kevésbé sújtotta volna a lentebb bemutatásra kerülő bombázókat, lévén azok ráértek magasabb tempónál üzemmódot váltani, és kevésbé volt igényük a teljesítmény gyors változtatására. Ezzel együtt is, a nukleáris meghajtás lassú reakcióideje megnehezítette a repülőgépes felhasználást.

nord-1500-griffon-ii.jpg

A Nord N.1500 Griffon a kifutón. A hajtómű méretére nem lehetett panasz – de a beömlőre lehetett, sőt volt is, mivel a második, teljes felszereltségű példányon több lépcsőben növelni kellett a méretét (forrás)

 

Mjasziscsev-tervek

A szovjet légierő, az új meghajtás lehetőségeire építve, egy 20 km magasan 3000 km/h sebességgel száguldó stratégiai bombázót igényelt – természetesen a hatótávra nem volt kikötés. A Mjasziscsevnél, mely ekkor az M-4/3M család után a szuperszonikus, de hagyományos meghajtású M-50-essel is foglalkozott, az M-60 jelet adták az új gépnek. A T-vezérsíkkal és viszonylag kis felületű, trapézszárnyakkal ellátott gép a 225-250 tonnás kategóriába tartozott, 25 tonna (?) hasznos terhelhetőséget vártak tőle, és hossza a becslések szerint 51-59 m (máshol: 66 m), fesztávolsága 27-31 m volt. (Ezek az adatok gyakorlatilag egybeesnek az NAA (X)B-70 jellemzőivel.) A meghajtás, bár a beömlők elöl, a törzs mellett kezdődtek, egészen leghátul lett volna, nyilván a reaktor és a személyzet távolságának növelése céljából. A gépet négy darab, 2x2-es elrendezésű hajtóművel tervezték felszerelni, melyek tolóerejét 23-25 tonna közé várták. Ez egészen hatalmas érték, csak a ’80-as években a Tu-160-ashoz készített Kuznyecov NK-32 érte el, amely ezzel egyből a világ legnagyobb erejű katonai gázturbinája lett.

A reaktor okozta sugárterhelés miatt a személyzetet még így is egy többrétegű árnyékolású, ablak nélküli kabinban kívánták elhelyezni. Pontosabban a tervezők igazából nem is akartak volna hajózókat látni a gépen, és ezért teljesen automatikus üzemet képzeltek el. Erre jó okuk volt, mert így jelentős súlyt spórolhattak volna a legénység sugárvédelmén. A gép szerkezete egyszerűsödött volna, a műszerek jelentette plusz költség és helyigény is eltűnhetett. A légierő viszont ragaszkodott ahhoz, hogy emberek vezessék a gépet. Ezért periszkópokra és  kamerarendszerre lett szükség, de a kilátás nélküli fülke miatt a fel- és leszállás még így is inkább automatikusan történt volna. A mérnökök továbbra is javasolták a harci feladatok önműködő vezérlés általi végrehajtását is. A teljesen zárt kabint külső levegőellátás helyett folyékony állapotban tárolt mesterséges levegővel kívánták ellátni. Ennek oka az volt, hogy a gép a nyitott ciklus miatt rendesen elszennyezte a környezetét radioaktív anyagokkal, de az értelme talán csak a földi mozgáskor mutatkozott volna meg.

 

m60tervek2.jpgAz M-60 kialakítására természetesen több terv is létezett. A fenti rajz a „kitérő” hajtóműveket használja, 2x2-t a farokrészben, a lenti pedig elöl két nagy, normál sugárhajtóművet, melyek folytatása két, reaktoros egység, utánégetőként. Ez a bemutatott hibrid megoldás egyfajta „szétválasztott” variánsa. Minden esetre a légcsatornák nem sok helyet hagynak a törzsben bármi másnak (forrás)

m60tra.jpg

A fenti verziók normál nézetű látványterve, persze kabintető nélkül – utóbbi szerepel a fentebbi képen, a második elrendezésnél (forrás)

 

Egészen érdekes áttervezése lett volna az M-60-asnak a vízről felszállni képes verzió. A szovjetek természetesen szembesültek a részben már említett kezelési problémákkal, vagyis a földi ellátás során a sugárvédelem és a hűtés kérdésével. Ez különleges eljárásokat és drága, árnyékolt eszközöket igényelt volna. Ráadásul, ha egy atomhajtású gép többet repülne a víz felett, talán békeidős balesetei is elviselhetőbbek lennének, mivel jó eséllyel a tenger mélyére süllyedne el lezuhanásakor. A kiszolgálást azzal tervezték nagy mértékben egyszerűsíteni, hogy a leszállás után a gép a hajtóműveket (velük a reaktorokat, hiszen a kitérő vagy a koaxiális elrendezésekről volt szó) képes lett volna a víz alá engedni, mely hatékony biológiai védelmet, egyidejűleg pedig hűtést is biztosított volna az M-60 új verzióján. A vízfelszíni le- és felszálláshoz sítalpakat vázoltak fel (a 250 tonnás gépnél!), megemelték a beömlők szintjét, áttértek normál vezérsíkokra, és a szárnyat is lecserélték egy erősen nyilazott, kis fesztávú verzióra.

m60s.jpg

A vízi M-60 többnézeti rajza, kiengedett siklótalpakkal, alul pedig a belső elrendezése, kiemelve a kabint. A pilóták az F-108-asnál már látott mentőkapszulákban foglaltak helyet, és az F-103-ashoz hasonlóan szállhattak be: a kapszulát egy sínen leengedték, beült a személyzet, majd fellifteztek a fülkébe (forrás: fenti, lenti eredetije)

 

belseje2.jpg

hidrobazis.jpg

Az igazi kuriózum, a partmenti, sziklába vájt, stratégiai atomhajtású bombázóknak készült bázis. Részei: 1 – a hajtóművek ki/berakása a víz felett, 2 – sugárzásmérő csarnok, 3 – (el)szennyezett hajtóművek tárolója, 4 – javításra váró hajtómű-alkatrészek tárolója, 5 – a bázis szárazföldi bejárata liftekkel, 6 – reaktorzónák tárolója, 7 – hajtómű tesztpadok, 8 – cserehajtóművek (forrás)

Érdekes szála a Mjasziscsev iroda munkáinak e téren, hogy javaslatot tettek egy kísérleti reaktoros bombázó építésére is, tanulmányozandó a számtalan, addig sosem látott problémát. Erre a feladatra, mely egyébként leginkább az amerikaiak X-6-osának felelt volna meg, az egyik forrás szerint egy 3M, mások szerint viszont egy M-50 bombázót használtak volna fel. Utóbbi azért különösen érdekes, mert az amerikai lapok arról cikkeztek, hogy az M-50 „az” atomhajtású bombázó maga, fokozva Amerikában a bomber gap miatti hisztériát. A bombatérben reaktorral ellátott M-50 azonban nem valósult meg.

m50kis.jpg

Bár a 60-as számmal van ellátva a rajz, valószínűbb, hogy nem az eddig M-60-asként említett típus egy verzióját mutatja, hanem az M-50-esből létrehozandó, reaktoros kísérleti bombázót (forrás)

 

A szovjeteket aggasztotta a nyílt megoldású hajtóművekkel járó sugárterhelés, na persze nem elsősorban humanitárius okokból, hanem a különleges bázisok jelentette hatalmas beruházási igény miatt. Ráadásul várható volt, hogy még ezek a támaszpontok is rövidebb idő alatt használhatatlanná válnak a környezet elszennyezése miatt. Ezt Mjasziscsevék is felismerték, ezért 1958-ban az M-60 terveit félrerakva az M-30-ason kezdtek dolgozni. De nem volt mellékes az sem, hogy a hagyományos energiaforrású, az iroda által tervezett szuperszonikus bombázók (M-52/54/56) nem hozták a kívánt hatótávot, ezért Mjasziscsev továbbra is a nukleáris energiát preferálta a kérdés megoldására. Az új repülőgéphez a Kuznyecov iroda szállította volna a zárt elrendezésű meghajtást. A nagyméretű bombázó törzse középső-hátsó részében vitt egyetlen, folyadékhűtésű reaktort, és ennek hőjét vezették ki a hátul lévő 6 darab gázturbina számára. Így az M-30 igen hasonlóvá vált kinézetre a B-70-eshez, de annál kisebb gépnek szánták. A szép vonalú bombázó kacsa vezérsíkokat kapott, csakúgy, mint a Valkyrie, de csak egy darab, nagyméretű függőleges irányfelületet. Az immár tehát egyetlen reaktor a kedvezőbb hőtechnikai jellemzők érdekében folyékony fém hűtést kapott, melye egy helyen nátrium-lítium, máshol nátrium-kálium közeget adnak meg. (A Legenda műholdrendszer esetében utóbbit választották: a NaK-78 eutektikumot.) A fémhűtés nagyobb hőmennyiséget volt képes felvenni. Ennek az elrendezésnek több előnye is volt. Először is, a reaktort sokkal kevesebb kompromisszum árán lehetett megtervezni, a szabályozhatóság javult valamelyest. Másodszor, a reaktor védelme és árnyékolása is sokkal jobb lehetett. Harmadszor, a hajtóművek egy hőcserélővel kapták meg a reaktor hőjét, ezért ezek felépítése is sokkal rugalmasabb, egyszerűbb volt. Ezáltal kerozinos üzemre is könnyedén képesek voltak, nagyban javítva a gyors tolóerő-változtatás lehetőségét. Végül pedig, így már nem volt szükség a pilótafülke teljes elszigetelésére sem. Igaz, a földi kezelhetőség lényegében változatlan maradt.

repter.jpg

A nyílt elrendezésű hajtóművekkel felszerelt bombázók bázisa. A sárga részen veszélyes, de rövid ideig ember által is tolerálható dózistér lett volna jellemző, a pirost (a futópályáját) lényegében nem lehetett megközelíteni embereknek, a kék terület pedig az alacsony, de mérhető sugárzású zóna a leállított hajtóművű, de ott lévő gépek miatt. Ezek együttesen azt jelentették, hogy mindenképpen számos, távvezérelt és sugárzás ellen árnyékolt kiszolgáló járművet kellett volna használni (forrás)

m30.jpg

Az M-30 meglehetősen elegáns vonalai (forrás)

A kétfős személyzet már egymás mögött foglalt helyet, csökkentve a törzs keresztmetszetét, kedvezőbb nagy sebességű ellenállást eredményezve. A létszámból ítélve továbbra is nagyfokú automatizáltsággal számoltak. Az M-30 maximális felszálló tömegét 165-170 tonnában adták meg, amiből 30 tonna volt a meghajtás (reaktor, hőátadó rendszer, gázturbinák), 38 t a sugárvédelem és 25 t a fegyverzet (utóbbi adat máshol: 5,7 t). A törzshosszt 40-46 m, a fesztávot 24-26,9 m közé teszik utólag a források, nyilván a különböző tervezeteket figyelembe véve. A tolóerőt 6 db Kuznyecov NK-5 gázturbina adta, melyekhez még 16 tonna kerozin állt rendelkezésre. Ahogyan az amerikai szuperszonikus hadászati bombázók terveinél, itt is arra gondoltak, hogy a gép a támadáshoz szükséges nagyobb sebességet és magasságot a kémiai üzemanyag rásegítésével éri el, de ezúttal erre a lehetőségre a fel- és leszállás közben is számítottak. Az M-30 17 km magasan, 3200 km/h sebességgel repült volna célja felé, és a harci zónában a kerozin használatával 24 km-re ugrott volna. Érdekes módon ezúttal 25000 km-es hatótávolságot is megadnak, ami a reaktor pontosabban meghatározott töltetére utal.

m-30-1.jpg

Az M-30-1-ként jelölt, áttervezett bombázó rajza, immár kettős függőleges vezérsíkkal, de egybedolgozott törzs-hajtóműgondola megoldással (forrás)

m30_belul.jpg

A központi részen lévő egyetlen reaktor hat hajtóművet látott el hővel az M-30 (és M-30-1) tervnél. Előrébb a megjelölt rész a fegyvertér az üzemanyagtartályok tere (a kép eredetije)

m30_bevetese.jpg

A grafika bemutatja az M-30 elképzelt bevetési profilját. A gép legfeljebb 14500 km-re lévő célokat támadhatott, melyből 2000 km egy, közelebbről nem meghatározott robotrepülőgép hatótávolsága volt (jobb szélső rész). Ezen az ábrán 4 km magasságban 1000, 19 km-en pedig 2650 km/h-s utazósebesség szerepel, és előbbi magasságról 800, utóbbiról 500 km volt az emelkedési szakasz a robotgép 24 km-en való indításáig. Egy ilyen repülőgép elfogása nagyon komoly, de persze nem megvalósíthatatlan kihívás a légvédelem számára (forrás)

A letisztult aerodinamikájú gép első repülését 1966-ra tervezték. 1961-ben azonban a Mjasziscsev-féle csapatot az OKB-52-be, vagyis a V. A. Cselomej vezette irodába olvasztották, így onnantól űreszközökkel foglalkoztak. Nyilván az iroda megszűnésében a már említett, hagyományos meghajtású bombázóikkal való gondok alaposan közrejátszottak. Amikor emiatt magyarázkodni kényszerültek, Mjasziscsev azt írta a pártnak, hogy a hadászati bombázót atomhajtással kell elkészíteni, erre szolgál az M-30 projektje, de ez sajnos időbe (meg sok-sok rubelbe) telik. Ezt persze a rakétamániás Hruscsov nem fogadta el kifogásként. (Mjasziscsev ezután a neves CAGI igazgatója lett, ráadásul távozása után, 1967-ben újraalakíthatta irodáját!) De ezzel nem ért véget a szovjetek erőfeszítése, hogy atommeghajtású repülőgépekre tegyenek szert. A sor Tupoljeven volt.

A források a következő rész végén lesznek felsorolva, mely ITT található!

 

6 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://modernwartech.blog.hu/api/trackback/id/tr6612006498

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

karlmann 2016.12.14. 13:30:48

Jó összefoglalás! A nyitott rendszer teljesen őrült, ezt nem is értem hogy gondolták. Mire a próbákat és teszteket befejezik az új géppel, akkora sugárterhelést kap a saját hátország, mintha már lezajlott volna egy nukleáris háború!

JanaJ 2016.12.14. 23:36:44

Abban az időbenaz amcsik sugárzó arckrémet és fogkrémet gyártottak, mert az jót tesz a bőrnek/fognak és nyugágyból nézték a felszíni robbantásokat, mintha aug 20 lenne. :-)

Maga Lenin 2016.12.15. 11:04:14

@JanaJ: Hiába, a régi szép időkben...! :)

Sysco 2016.12.15. 14:27:55

@JanaJ: Vagy csak a sugárzó arckrémmel "védték" az arcukat a felszini robbantásból áradó hősokktól. 8-)

Burgermeister 2016.12.19. 09:47:50

Fasza cikk, beteg egy otlet mind2fel reszerol. Szerencsesuti h nem repkedtek ezek a cuccok.