Progetto americano di un bombardiere supersonico con motori nucleari

Progetto americano di un bombardiere supersonico con motori nucleari
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Anonim

L'euforia nucleare degli anni Cinquanta del secolo scorso ha dato origine a molte idee audaci. L'energia di fissione del nucleo atomico è stata proposta per essere utilizzata in tutte le sfere della scienza e della tecnologia, o anche nella vita di tutti i giorni. Anche i progettisti di aerei non l'hanno lasciata incustodita. L'alta efficienza dei reattori nucleari, in teoria, ha permesso di ottenere incredibili caratteristiche di volo: i nuovi aerei con motori nucleari potrebbero volare ad alte velocità e coprire fino a diverse centinaia di migliaia di miglia con un "rifornimento". Tuttavia, tutti questi vantaggi dell'energia nucleare sono stati più che compensati dagli svantaggi. Il reattore, compreso quello dell'aviazione, doveva essere dotato di tutta una serie di dispositivi di protezione in modo da non costituire un pericolo per l'equipaggio e il personale di servizio. Inoltre, la questione del sistema ottimale di un motore a reazione nucleare è rimasta aperta.

Progetto americano di un bombardiere supersonico con motori nucleari
Progetto americano di un bombardiere supersonico con motori nucleari

Intorno alla metà degli anni Cinquanta, gli scienziati nucleari e i progettisti di aerei americani decisero una serie di problemi che devono essere risolti per la costruzione di successo di un aereo funzionante con una centrale nucleare. Il problema principale che ha impedito la creazione di una macchina atomica a tutti gli effetti era il rischio di radiazioni. La protezione accettabile del reattore si rivelò troppo grande e pesante per essere sollevata dagli aerei dell'epoca. Le dimensioni del reattore hanno portato a una serie di altri problemi, sia tecnici che operativi.

Tra gli altri, hanno lavorato al problema della comparsa di un aereo atomico praticamente applicabile alla Northrop Aircraft. Già nel 1956-57, svilupparono le proprie opinioni su tale tecnologia e determinarono le caratteristiche principali di un tale aereo. Apparentemente, la società Northrop ha capito che la macchina atomica, con tutti i suoi vantaggi, rimane troppo complicata per la produzione e il funzionamento, e quindi non è necessario nascondere le idee principali del suo aspetto sotto etichette di segretezza. Così, nell'aprile del 1957, la rivista Popular Mechanics pubblicò interviste con diversi scienziati e dipendenti della Northrop, che furono coinvolti nella definizione della forma di un aereo atomico. Inoltre, questo argomento è stato successivamente ripetutamente sollevato da altre pubblicazioni.

Un team di ingegneri della Northrop, guidato dallo specialista di tecnologia nucleare Lee A. Olinger, ha lavorato alla progettazione di un aereo promettente, risolvendo problemi tecnici man mano che si presentavano e applicando le soluzioni più semplici e ovvie. Quindi, il problema principale di tutti gli aerei a propulsione atomica - le dimensioni e il peso inaccettabilmente grandi di una centrale elettrica con un reattore nucleare - è stato tentato di essere risolto semplicemente aumentando le dimensioni dell'aereo. In primo luogo, ciò aiuterebbe a gestire in modo ottimale i volumi interni del velivolo, e in secondo luogo, in questo caso, sarebbe possibile separare il più possibile la cabina di pilotaggio e il reattore.

Con una lunghezza dell'aeromobile di almeno 60-70 metri, potrebbero essere utilizzati due layout di base. Il primo implicava il posizionamento standard della cabina di pilotaggio nel muso della fusoliera e il reattore situato nella parte posteriore di essa. La seconda idea era installare un reattore nel muso dell'aereo. In questo caso, il pozzetto avrebbe dovuto essere posizionato sulla chiglia. Questo progetto era molto più complesso e quindi è stato considerato esclusivamente come un'alternativa.

Lo scopo del lavoro del gruppo Olinger non era solo quello di determinare l'aspetto di un promettente aereo atomico, ma di creare una bozza preliminare di un certo bombardiere strategico supersonico. Inoltre, è stato pianificato di valutare la possibilità di sviluppare e costruire un aereo passeggeri o da trasporto con elevate prestazioni di volo. Tutto ciò è stato preso in considerazione durante l'elaborazione dell'aspetto del bombardiere di base e ha influenzato in modo significativo il suo design.

Quindi, i requisiti per la velocità hanno portato al fatto che l'ipotetico aereo progettato ha ricevuto un'ala a delta situata nella parte posteriore della fusoliera. Lo schema senza coda è stato considerato il più promettente in termini di layout. Ha permesso di spostare il reattore il più lontano possibile dalla cabina di pilotaggio situata nel naso dell'aeromobile, migliorando così le condizioni di lavoro dell'equipaggio. I motori a turbogetto nucleari avrebbero dovuto essere collocati in un unico pacchetto sopra l'ala. Due chiglie sono state fornite sulla superficie superiore dell'ala. In una delle varianti del progetto, per migliorare le prestazioni di volo, l'ala è stata collegata alla fusoliera tramite un lungo e potente pilone.

Le domande più grandi sono state sollevate dalla centrale nucleare. I progetti sperimentali di reattori disponibili a metà degli anni Cinquanta, le cui dimensioni consentivano teoricamente di essere installati sugli aerei, non soddisfacevano i requisiti di peso. Un livello di protezione accettabile poteva essere fornito solo da una struttura multistrato in metallo, cemento e plastica del peso di circa 200 tonnellate. Naturalmente, questo era troppo anche per un aereo grande e pesante con un peso stimato non più di 220-230 tonnellate. Pertanto, i progettisti di aeromobili potevano solo sperare nella prima apparizione di mezzi di protezione meno pesanti con caratteristiche sufficienti.

I motori sono diventati un altro punto controverso. La maggior parte del "concept art" di un promettente aereo atomico raffigura aerei con otto motori a reazione. Per ragioni oggettive, vale a dire, a causa della mancanza di motori turbogetto nucleari già pronti, gli ingegneri Northrop hanno preso in considerazione due opzioni per una centrale elettrica, con motori a circuito aperto e chiuso. Differivano tra loro in quanto nel primo tipo di motore, a ciclo aperto, l'aria atmosferica dopo il compressore doveva andare direttamente nel nocciolo del reattore, dove veniva riscaldata, e quindi reindirizzata alla turbina. In un motore a ciclo chiuso, l'aria non dovrebbe lasciare il canale ed essere riscaldata dallo scambiatore di calore nel flusso con il liquido di raffreddamento che circola al suo interno dal circuito del reattore.

Entrambi gli schemi erano molto complessi e pericolosi per l'ambiente. Un motore a ciclo aperto, in cui l'aria esterna fosse in contatto con gli elementi del nucleo, lascerebbe dietro di sé una traccia radioattiva. Il ciclo chiuso era meno pericoloso, ma trasferire energia sufficiente dal reattore allo scambiatore di calore si è rivelato piuttosto impegnativo. Va ricordato che i progettisti americani hanno iniziato a lavorare alla creazione di motori a reazione nucleare per aerei alla fine degli anni Quaranta. Tuttavia, per più di dieci anni non sono riusciti a costruire un motore funzionante adatto all'installazione anche su un aereo sperimentale. Per questo motivo, il team di Olinger ha dovuto operare solo con alcuni numeri ipotetici e i parametri promessi dei motori in fase di realizzazione.

Sulla base delle caratteristiche dichiarate dagli sviluppatori dei motori, gli ingegneri della società Northrop hanno determinato i dati di volo approssimativi dell'aeromobile. Secondo i loro calcoli, il bombardiere potrebbe accelerare fino a tre volte la velocità del suono. Per quanto riguarda il raggio di volo, questo parametro era limitato solo dalle capacità dell'equipaggio. In teoria, era persino possibile dotare un bombardiere di un blocco abitativo con salotti, cucina e bagno. In questo caso, più equipaggi potrebbero essere sull'aereo contemporaneamente, lavorando a turni. Tuttavia, questo sarebbe possibile solo con l'uso di una protezione potente. In caso contrario, la durata del volo non avrebbe dovuto superare le 18-20 ore. I calcoli hanno dimostrato che un aereo del genere potrebbe volare per almeno 100 mila miglia con un rifornimento di combustibile nucleare.

Indipendentemente dallo schema e dal tipo del motore finito o dalle caratteristiche di volo, il nuovo velivolo si è rivelato grande e pesante. Inoltre, doveva essere dotato di un'ala a delta, che ha specifiche qualità aerodinamiche. Pertanto, un bombardiere strategico nucleare aveva bisogno di una pista particolarmente lunga. La costruzione di un tale oggetto prometteva costi enormi, a causa dei quali solo pochi nuovi aeroporti potevano "rosicchiare" un solido buco nel budget militare. Inoltre, i militari non sono stati in grado di costruire rapidamente un'ampia rete di tali aeroporti, motivo per cui i bombardieri promettenti hanno rischiato di rimanere legati solo a poche basi.

Il problema del basamento è stato proposto di essere risolto in modo abbastanza semplice, ma originale. Gli aeroporti di terra dovevano essere lasciati solo per gli aerei da trasporto o per non costruirli affatto. I bombardieri strategici, a loro volta, avrebbero dovuto servire nelle basi costiere e decollare dall'acqua. A tal fine, il gruppo di Olinger ha introdotto un telaio da sci adattato per il decollo e l'atterraggio sull'acqua a forma di aereo atomico. Se necessario, il bombardiere potrebbe probabilmente essere dotato di un carrello di atterraggio su ruote, ma solo la superficie dell'acqua doveva essere utilizzata come pista.

In un'intervista con la rivista Popular Mechanics L. A. Olinger ha stimato il lasso di tempo per la creazione del primo prototipo di aereo atomico in 3-10 anni. Così, entro la fine degli anni Sessanta, la società Northrop potrebbe iniziare a creare un progetto a tutti gli effetti di un bombardiere supersonico strategico con motori a turbogetto nucleare. Tuttavia, il potenziale cliente di tali apparecchiature la pensava diversamente. Tutto il lavoro degli anni Cinquanta nel campo dei motori nucleari per aerei non diede quasi alcun risultato. È stato possibile padroneggiare una serie di nuove tecnologie, ma non c'era alcun risultato previsto, così come non c'erano prerequisiti a tutti gli effetti per questo.

Nel 1961 J. F. Kennedy, che mostrò subito interesse per promettenti progetti di aviazione. Tra gli altri, sul suo tavolo giacevano documenti sui progetti di motori aeronautici nucleari, da cui seguiva che i costi dei programmi crescevano, e il risultato era ancora lontano. Inoltre, a questo punto erano comparsi missili balistici che potevano sostituire i bombardieri strategici. Kennedy ordinò di chiudere tutti i progetti relativi ai motori a turbogetto nucleari e di fare cose meno fantastiche, ma più promettenti. Di conseguenza, l'ipotetico aereo, che i dipendenti di Northrop Aircraft erano impegnati a determinare l'aspetto, è stato lasciato senza motori. Ulteriori lavori in questa direzione sono stati riconosciuti come inutili e il progetto è stato chiuso. Il progetto più ambizioso di un aereo atomico è rimasto nella fase di elaborazione dell'aspetto.

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