Propulsión aeronáutica nuclear

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LRV norteamericano

En la década de 1960, se estaba desarrollando en Estados Unidos el bombardero de disco estratosférico LRV (Lenticular Reentry Vehicle) norteamericano , que se suponía que estaría equipado con un reactor atómico. Sin embargo, no se utilizó principalmente para la propulsión, sino para alimentar dispositivos electrónicos.

Construcciones soviéticas

En la década de 1950, la Unión Soviética desarrolló un proyecto para un hidroavión gigante, equipado con cuatro motores turbohélice de propulsión nuclear con una potencia total de 1,5 millones de caballos de fuerza. El peso de despegue esperado estaba en el nivel de 1000 toneladas con una envergadura superior a 130 metros. Originalmente fue diseñado para transportar 1.000 pasajeros y 100 toneladas de carga a una velocidad de 1.000 km/h. El escudo protector del reactor constaba de cinco capas. El primero consistía en un escudo de óxido de berilio, seguido de sodio líquido para disipar el exceso de calor. Se suponía que la capa de cadmio absorbía los neutrones lentos, mientras que la cera de parafina estaba destinada a los rápidos. Finalmente, siguieron las placas de acero para proteger contra la radiación gamma. Un sistema tan complicado debería haber traído una reducción significativa en el peso de todo el dispositivo. El medio refrigerante era plomo líquido. aun no esta claro

La primera información sobre el programa nuclear soviético fue presentada por la revista Aviation Week el 1 de diciembre de 1958. En un breve artículo se escribió que los soviéticos habían probado en vuelo un prototipo de su bombardero de propulsión nuclear. Las ilustraciones adjuntas presentaban un avión de cuatro motores con un ala de plano medio y estrellas rojas desproporcionadamente grandes.

Sin embargo, con el tiempo, resultó que todo el artículo era falso. Esta fue información malinterpretada deliberadamente sobre el bombardero Myasishchev M-50 para influir en el público para presionar al Congreso a continuar financiando el programa ANP.

Tupolev Tu-95LAL (Tu-119)

La mayor parte del trabajo relacionado con el desarrollo de reactores atómicos en la Unión Soviética se concentró en torno al Instituto IV Kurchatov. Después de aplicarse a submarinos y grandes buques de guerra, el siguiente paso lógico debería haber sido un bombardero estratégico de propulsión nuclear. El 12 de agosto de 1955, el Consejo de Ministros de la URSS emitió la resolución núm. 1561-868, por la que aprobó estas obras. Siguiendo el ejemplo de América, el trabajo se dividió entre OKB AN Tupolev y OKB VM Myasičševa. IEA-276 ND Kuznetsova e IEA-165 AM Ľjulky se ocuparon del desarrollo de sistemas de propulsión. Se han probado varios conceptos con motores a chorro y turbohélice de derivación directa e indirecta, incluidos nuevos métodos de transferencia de energía entre el reactor y el motor. En OKB Tupolev, el trabajo se dividió en tres etapas. Durante la primera, se iba a construir un centro de pruebas en tierra para sistemas de vuelo y un reactor, el segundo siguió a la conversión del bombardero existente en un laboratorio de vuelo y, finalmente, a la construcción de un prototipo real de propulsión nuclear. Se suponía que las máquinas en serie entrarían en servicio regular en algún momento entre los años 70 y 80.

Las pruebas en tierra se llevan a cabo desde 1958 en la sucursal de Tomilinsk, dirigida por IF Nezval. El 28 de marzo de 1956, comenzó la reconstrucción de un espécimen Tu-95 con fines experimentales. El objetivo principal era verificar la efectividad del escudo de radiación y el efecto de la radiación en la tripulación y los sistemas electrónicos. Al mismo tiempo, se adquiriría experiencia práctica con el funcionamiento de una máquina equipada con un reactor nuclear. En 1961, el avión se completó después de todas las modificaciones necesarias y recibió la nueva designación Tu‑95 LAL. De mayo a agosto se completaron 34 vuelos. La tripulación estaba formada por el piloto jefe MA Njuhtikov, EA Gorjunov, MA Zhila y el comandante NV Laškevich. Estaban todos en una cabina sellada herméticamente, rodeada por un escudo de radiación hecho principalmente de plomo. Entre otras cosas, también se instaló en su interior un sistema de dosímetros. Otros diseñadores colocados en el exterior de la cabina, en la bahía de bombas y en las consolas debajo del ala. Desafortunadamente, el escudo de radiación no fue lo suficientemente efectivo y toda la tripulación se contaminó.

El reactor refrigerado por agua estaba ubicado en el centro del fuselaje detrás de los largueros de las alas. Al igual que en el caso de la máquina estadounidense NB-36H, no estaba conectado a las unidades de accionamiento. Es interesante que el peso de todo el dispositivo, incluidos los escudos de radiación, no superó las 80 toneladas, que es casi idéntico a los valores esperados para el bombardero X-6.

Los resultados de las pruebas de vuelo fueron tan satisfactorios que OKB Tupoleva recibió permiso para desarrollar un avión con un sistema de propulsión nuclear turbohélice. Fue designado 119 (Tu-119) y el trabajo en él debía comenzar en 1965. Se prepararon unidades de propulsión especiales NK-14A con intercambiadores de calor en OKB Kuznetsova. Inicialmente, solo se reemplazarían dos motores internos y las unidades de potencia NK-12MV originales permanecerían en las góndolas externas. Fue solo más tarde que se reemplazaron los cuatro motores y vuelos solo con propulsión nuclear. Las máquinas operativas, derivadas del tipo Tu-114, entrarían en servicio regular a fines de la década de 1970. Su tarea principal era el patrullaje marítimo y la lucha contra los buques de superficie. Se suponía que una misión de vuelo típica duraba 48 horas y estaba limitada solo por la dosis de radiación tolerable para la tripulación. Sin embargo, a mediados de los años sesenta, todo el trabajo se detuvo. Esta decisión estuvo influenciada por demandas financieras desproporcionadamente grandes, problemas para proteger a la tripulación de la radiación y, por último, pero no menos importante, la cancelación del programa estadounidense ANP.

Tupolev Tu-120

Simultáneamente con el inicio del desarrollo del avión Tu-119, también se comenzó a trabajar en un nuevo bombardero supersónico. La fase de definición incluyó una amplia gama de tareas para diseñar un concepto óptimo que cumpliera con todos los requisitos para una operación operativa normal en cuanto a personal y tripulación. Las suposiciones originales incluían pruebas de vuelo en la segunda mitad de la década de 1970. Se suponía que la investigación básica era aplicable a tres tipos de aeronaves :bombardero de largo alcance, avión intercontinental estratégico y bombardero de baja altitud. Se dio prioridad en el desarrollo al bombardero de largo alcance, que pronto recibió la designación interna 120 (Tu‑120). Dos motores nucleares a reacción de KB Kuznetsov proporcionaron propulsión, que se colocaron junto con el escudo de radiación en la parte trasera del avión. Este arreglo maximizó la distancia entre el reactor y el compartimiento de la tripulación. Estaba sentada en una cabina herméticamente sellada de dos plazas. El avión tenía un ala de avión alto convencional con un ángulo de barrido de 45 grados y una envergadura de 24,4 metros. La velocidad máxima se recalculó a 1350 a 1450 km. El segundo bombardero fue desarrollado para vuelos a bajas altitudes de 150 a 500 metros. El reactor nuclear se colocó en la parte trasera frente a los motores, aunque también podían ser alimentados con queroseno convencional. La quema de queroseno se utilizaría principalmente durante el despegue, el aterrizaje y, por razones de seguridad, también durante la preparación previa al vuelo y el rodaje. El ala delta de avión bajo tenía una envergadura de 19 metros. Sobre la misma base, se creó un bombardero intercontinental estratégico, que se parecía al tipo estadounidense Convair B-58 y se construyó de acuerdo con la regla del área. El borde de ataque del ala delta con una envergadura de 30,6 m tenía un barrido de 52,5 grados. Cuatro motores con intercambiadores de calor estaban ubicados en pilones separados debajo del ala, mientras que los dos restantes rodeaban el reactor en la parte trasera del fuselaje. Este proyecto también se detuvo en la primera mitad de la década de 1960 por razones similares a las del tipo Tu-119.

Mjasishchev M-60

Entre 1958 y 1959, la oficina de diseño del OKB-23 VM Mjasiščeva también experimentó teóricamente con la propulsión nuclear. Aquí, también, el concepto básico se basó en el requisito de que el reactor se ubicara lo más lejos posible de la tripulación. Un medio de temperatura con una temperatura de hasta 1400 grados Celsius debía ser transferido desde el reactor atómico a los cuatro motores de AM Ľjulka . La configuración básica pronto se convirtió en dos proyectos separados. El primero se benefició de una configuración aerodinámica probada en el tipo Mjasishchev M-50 Bounder, mientras que el otro representaba un bombardero acuático con casco en forma de barco, esquí amortiguador delantero y entradas de aire en la raíz del ala, protegido de la corriente de agua. En ambos casos, la cabina estaba integrada en el casco sin línea de visión directa, por lo que la tripulación tuvo que usar un sistema de periscopio. Por otro lado, esta disposición permitió el uso de un escudo de radiación más masivo, que no aumentó la resistencia aerodinámica frontal. Como todos los proyectos anteriores, éste se detuvo a mediados de los años 60. Hasta entonces, no se había construido ningún prototipo físico.