Авиация и время 2004 03

Но прежде чем поставить атомный двигатель на самолет, пусть даже на летающую лабораторию, его работоспособность требовалось проверить на земле. Естественно, такая установка могла создаваться без ограничений веса и размеров, которые диктовались условиями размещения на реальном самолете. Поэтому первые экспериментальные конструкции внешне напоминали гигантских динозавров и весили почти 50 тонн. Они располагались на железнодорожных платформах, на которых уезжали к месту испытаний – подальше от сборочных и наладочных цехов. Именно такой была первая экспериментальная установка HTRE-1 – Heat Transfer Reactor Experiments (эксперименты по переносу тепла из реактора). Она представляла собой небольшой урановый реактор с бериллиевым отражателем нейтронов и защитой, содержащей большое количество ртути. Два двигателя XJ39 (видны в левом нижнем углу снимка) начинали работать с использованием обычного керосина. Затем они выводились на полную мощность, поток воздуха направлялся через активную зону, и реактор запускался. Подача керосина прекращалась, а турбины вращались за счет тепла радиоактивного распада. Этот режим поддерживался много часов, чтобы имитировать типовой полет атомного бомбардировщика. После каждого запуска платформа возвращалась на базу для разборки и осмотра. «Дженерал Электрик» создала эту установку в 1955 г. и уже в следующем году заставила достаточно уверенно работать, доведя выходную мощность до 20,2 МВт.

Вскоре установку переделали в вариант HTRE-2, который использовался для испытаний новых конфигураций активных зон реакторов и новых конструкционных материалов. Эта установка достигла мощности 14 МВт.

Несмотря на то, что HTRE-1 и HTRE-2 вполне успешно работали, эти массивные сооружения были далеки от реальной авиационной конструкции. Важнейшим шагом на пути к реактору, способному подняться в воздух, стала HTRE-3. Эта установка была очень близка к исходной концепции комплекса Р-1, но предназначалась для обеспечения энергией двух, а не четырех ТРД Поэтому размеры активной зоны и развиваемые в ней температуры были выбраны такими, чтобы обеспечить мощность порядка 35 МВт. Общая вытянутая в горизонтальном направлении компоновка, достаточно легкий циркониевый замедлитель нейтронов, каркас из алюминия и габариты с учетом размеров бомбовых отсеков В-36 и В-60 – все было призвано максимально приблизить HTRE-3 к настоящему полетному реактору. И это специалистам «Дженерал Электрик» удалось – HTRE-3 успешно отработал с апреля 1958 г. по декабрь 1960 г.

А что же «Пратт-Уитни»? Надо сказать, что, несмотря на недооценку руководителями программы ANP реакторов закрытого цикла, она не

Бомбардировщик YB-60, в заднем бомбоотсеке которого планировалось установить комплекс Р-1

оставила работ над ними. Эти исследования велись в лаборатории CANEL – Connecticut Aircraft Nuclear Laboratory (лаборатория ядерных авиадвигателей в шт. Коннектикут), однако по объективным причинам продвигались значительно медленнее, чем эксперименты «Дженерал Электрик». Первоначально исследовались две основные концепции организации теплообмена между реактором и двигателями. В первой теплоносителем выступал жидкий металл, который омывал твердое делящееся вещество в активной зоне и отдавал полученную энергию в теплообменнике двигателя. Во второй делящееся вещество было растворено в металле-теплоносителе и циркулировало вместе с ним. Но цепная реакция шла только внутри реактора, где за счет выбора определенных размеров и формы активной зоны создавалась критическая масса. Фирма добилась значительных успехов в создании реакторов второго типа, особенно в конструкции теплообменников и в борьбе с коррозией трубопроводов, по которым протекал жидкий металл.

И все же, огромные технические трудности вынудили «Пратг-Уитни» искать другой теплоноситель. Таковым стала обычная вода, но разогретая до 815° С. Чтобы она оставалась в жидком состоянии, внутри системы поддерживалось очень высокое давление – на уровне 350 кгс/см2 . Это тоже бьио очень трудно, но все же проще, чем использовать жидкий металл. На этой основе «Пратт-Уитни» разработала очень удачный реактор закрытого цикла. И хотя в рамках программы ANP она не запустила ни одной экспериментальной установки, подобной HTRE, затраченные усилия не пропали даром. Достаточно сказать, что все надводные корабли и подлодки США оснащены реакторами водяного типа. Единственное исключение – подлодка «Сивулф», первоначально оборудованная реактором на жидком натрии, но потом также переведенная на воду.