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miércoles, 29 de enero de 2025

NB-36H, el bombardero impulsado por un reactor nuclear

El NB-36H fue un experimento audaz en la aviación nuclear


Nathan Cluett || Plane Historia





El NB-36H, también conocido como el avión de pruebas nucleares o 'Crusader', surgió como una de las aventuras más audaces en la historia de la aviación.

Durante la década de 1950, Estados Unidos se embarcó en este proyecto experimental para explorar la viabilidad del vuelo con propulsión nuclear, un concepto que prometía un alcance y una resistencia prácticamente ilimitados para los bombarderos estratégicos.

Este avión, derivado del Convair B-36 Peacemaker, llevaba un reactor nuclear a bordo, marcando un hito importante en la aviación y la ingeniería nuclear.


Concepción

La concepción del proyecto NB-36H surgió de la visión estratégica de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos durante el período temprano de la Guerra Fría.

En una época caracterizada por una intensa competencia y la inminente amenaza de un conflicto nuclear, los estrategas militares y los ingenieros de aviación buscaron crear un avión que pudiera alcanzar un alcance y una resistencia sin precedentes.

Esta ambición se alineaba con el objetivo más amplio de mantener una fuerza disuasoria creíble contra adversarios potenciales. La idea de los vuelos con propulsión nuclear, con su promesa de un alcance prácticamente ilimitado sin necesidad de reabastecimiento de combustible, se convirtió en una propuesta atractiva.


El NB-36 se basó en el Peacemaker.

Convair, un fabricante aeroespacial líder, asumió el desafío de convertir esta visión en realidad. Los ingenieros de Convair eligieron el B-36 Peacemaker como base para este ambicioso proyecto.

El B-36, ya famoso por sus capacidades de largo alcance, proporcionó una plataforma robusta capaz de acomodar las modificaciones sustanciales requeridas para albergar un reactor nuclear.

Diseño

La fase de diseño comenzó con amplios estudios teóricos y simulaciones para comprender las implicaciones de integrar un reactor nuclear en una aeronave. Los ingenieros tuvieron que abordar varios desafíos críticos, entre ellos la contención segura del reactor, la protección eficaz contra la radiación para la tripulación y la integridad estructural de la estructura modificada del avión.

La decisión de colocar el reactor detrás de la cabina requirió un rediseño completo de la sección central del fuselaje.

Esta sección rediseñada contaba con un compartimento especialmente construido para el reactor, equipado con estructuras reforzadas para asegurar la pesada unidad del reactor. Los ingenieros de Convair emplearon materiales y técnicas de diseño innovadores para garantizar que el compartimento pudiera soportar tanto el peso del reactor como las tensiones del vuelo.

Se centraron en crear un sistema de montaje robusto y resistente a las vibraciones para mantener el reactor estable en todas las condiciones de vuelo.

La instalación del reactor exigió una planificación meticulosa para abordar los riesgos de radiación que planteaba. Los ingenieros desarrollaron un sofisticado sistema de protección que incorporaba capas de plomo y polietileno que absorbían eficazmente la radiación emitida por el reactor.

Este blindaje se extendía alrededor del compartimiento del reactor e incluía un compartimento especialmente diseñado para la tripulación. La cabina y las áreas de la tripulación estaban revestidas con una carcasa compuesta de plomo y caucho, formando una barrera que protegía a la tripulación de los rayos gamma y los neutrones.

El NB-36H en formación con un B-50 en 1955.


Requisitos de refrigeración

Además, el equipo de diseño tuvo que considerar los requisitos de refrigeración del reactor. Eligieron un reactor refrigerado por aire, ya que ofrecía un mecanismo de refrigeración más simple y confiable en comparación con las alternativas refrigeradas por líquido.

Esta elección requirió modificaciones en los sistemas de flujo de aire de la aeronave para garantizar un suministro de aire constante y adecuado para mantener la temperatura del reactor dentro de límites operativos seguros.

Durante todo el proceso de diseño, los ingenieros de Convair trabajaron en estrecha colaboración con físicos nucleares y expertos en seguridad para abordar los posibles riesgos y garantizar el funcionamiento seguro del reactor durante el vuelo. Realizaron extensas pruebas y simulaciones en tierra para validar sus diseños antes de que el NB-36H despegara.

Este esfuerzo de colaboración entre ingenieros aeroespaciales y científicos nucleares subrayó la naturaleza interdisciplinaria del proyecto, combinando ingeniería aeroespacial avanzada con tecnología nuclear de vanguardia.

El reactor

El reactor nuclear del NB-36H representó un logro tecnológico innovador, fundamental para la misión de la aeronave de explorar la viabilidad del vuelo con propulsión nuclear.

Los ingenieros seleccionaron un reactor refrigerado por aire, una decisión motivada por la necesidad de simplicidad y fiabilidad en el entorno operativo de la aeronave. Este reactor, que produce 1 megavatio de potencia, sirvió principalmente como herramienta de investigación más que como fuente de propulsión.

Su objetivo principal era probar la integración de tecnología nuclear en una aeronave y evaluar la eficacia de varios métodos de blindaje.

La integración del reactor en el NB-36H requirió una planificación meticulosa y soluciones de ingeniería innovadoras. Los ingenieros colocaron el reactor en un compartimento especialmente diseñado dentro del fuselaje de la aeronave, situado detrás de la cabina.


El panel derecho del ingeniero nuclear.

Esta ubicación ayudó a minimizar la exposición de la tripulación a la radiación, manteniendo al mismo tiempo el centro de gravedad de la aeronave. El compartimento fue reforzado estructuralmente para asegurar el reactor, que pesaba varias toneladas, y soportar las tensiones del vuelo.

El enfriamiento del reactor planteó un desafío importante. Los ingenieros optaron por un sistema de enfriamiento por aire para evitar las complejidades asociadas con el enfriamiento por líquido. Este sistema dependía del flujo de aire de la aeronave para disipar el calor generado por el reactor.

Modificaron los sistemas de admisión y escape del avión para garantizar un suministro constante y adecuado de aire de refrigeración, evitando que el reactor se sobrecalentara durante el vuelo. El diseño del sistema de refrigeración fue crucial para mantener la integridad operativa del reactor y garantizar condiciones de vuelo seguras.

Blindaje

El blindaje contra la radiación constituía el aspecto más crítico de la integración del reactor. El reactor emitía rayos gamma y neutrones nocivos, por lo que era necesario un blindaje integral para proteger a la tripulación. Los ingenieros idearon un sistema de blindaje de varias capas que combinaba plomo y polietileno.

El plomo, con su alta densidad, absorbió eficazmente los rayos gamma, mientras que el polietileno, un material rico en hidrógeno, demostró ser eficaz contra la radiación de neutrones. El equipo de diseño aplicó estos materiales estratégicamente alrededor del compartimiento del reactor para maximizar la protección y minimizar el peso adicional.

Tenga en cuenta el símbolo de advertencia de radiación en la cola.

El blindaje se extendió hasta el compartimento de la tripulación, donde los ingenieros colocaron una cubierta de plomo y caucho alrededor de la cabina y las áreas de la tripulación. Esta cubierta sirvió como barrera secundaria, reduciendo aún más la exposición a la radiación.

El diseño garantizaba que todas las áreas críticas en las que operaba la tripulación estuvieran protegidas, incluida la cabina, las estaciones de navegación y otras áreas de control. Los ingenieros prestaron especial atención a las costuras y uniones de los materiales de protección para evitar fugas de radiación, asegurando una barrera continua y eficaz.


Pruebas de radiación continua

La compleja interacción entre el reactor y su blindaje requirió pruebas y validaciones exhaustivas. Los ingenieros realizaron numerosas pruebas en tierra para medir los niveles de radiación y evaluar la eficacia del blindaje.

Simularon diversas condiciones de vuelo para evaluar cómo se comportarían el reactor y el blindaje en diferentes escenarios. Estas pruebas sirvieron para realizar ajustes y mejoras en el diseño del blindaje, garantizando una protección óptima antes de que la aeronave comenzara las pruebas de vuelo.

Durante los vuelos de prueba del NB-36H, los ingenieros monitorearon continuamente los niveles de radiación en toda la aeronave. Instalaron una red de detectores de radiación para proporcionar datos en tiempo real sobre la exposición a la radiación, lo que les permitió verificar el rendimiento del blindaje e identificar áreas que requerían mejoras adicionales.

Los datos recogidos en estos vuelos fueron cruciales para comprender el comportamiento del reactor en un entorno de vuelo y la eficacia del blindaje en condiciones dinámicas.


Pruebas

El NB-36H emprendió su vuelo inaugural en septiembre de 1955, marcando el inicio de una rigurosa serie de vuelos de prueba que se extenderían durante los siguientes dos años.

Estos vuelos tenían como objetivo validar el diseño de la aeronave, evaluar el rendimiento del reactor y garantizar la eficacia del blindaje contra la radiación.

El exhaustivo programa de pruebas proporcionó datos y conocimientos fundamentales que configuraron el futuro de la investigación en aviación con propulsión nuclear.

Desde su primer vuelo, el NB-36H operó bajo un escrutinio minucioso. Los ingenieros y científicos de Convair y de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos supervisaron de cerca cada aspecto del rendimiento de la aeronave. Los vuelos iniciales se centraron en parámetros operativos básicos, como las características de manejo y la integridad estructural bajo el peso adicional del reactor y el blindaje.

Estos primeros vuelos confirmaron que el avión podía despegar, volar y aterrizar con seguridad con el reactor a bordo, preparando el escenario para pruebas más intensivas.


Detalle de la sección de morro del Convair NB-36H. El avión tiene su denominación original XB-36H.


47 vuelos

A medida que avanzaba el programa de pruebas, los vuelos con el reactor activo se hicieron más frecuentes. Los ingenieros realizaron un total de 47 vuelos de prueba, acumulando una importante experiencia operativa con un reactor nuclear en un entorno aéreo.

El reactor funcionó durante un total de 89 horas durante estos vuelos, lo que proporcionó abundante información para el análisis. Cada vuelo siguió estrictos protocolos de seguridad y se establecieron planes de contingencia para paradas del reactor o emergencias.

Un aspecto clave durante estos vuelos fue la eficacia del blindaje contra la radiación. Los ingenieros equiparon el NB-36H con una serie de sensores de radiación colocados estratégicamente por todo el avión.

Estos sensores monitorearon continuamente los niveles de radiación, particularmente en el compartimiento de la tripulación, para garantizar que el blindaje funcionara como se esperaba.

Los datos recopilados en tiempo real permitieron a los ingenieros verificar la integridad del blindaje y realizar los ajustes necesarios.

Los vuelos de prueba del NB-36H cubrieron una variedad de escenarios operativos para evaluar el reactor y el blindaje en diversas condiciones. Los ingenieros probaron la aeronave a diferentes altitudes, velocidades y maniobras de vuelo para observar cómo estas variables afectaban los niveles de radiación y el rendimiento del reactor.

También simularon posibles situaciones de emergencia, como descensos rápidos y maniobras abruptas, para garantizar que el reactor permaneciera seguro y que el blindaje mantuviera su eficacia.

¿Fue una buena idea?

A lo largo del programa de pruebas, el NB-36H demostró que un reactor nuclear podía operarse con seguridad en una aeronave y al mismo tiempo proteger eficazmente a la tripulación de la exposición a la radiación.

Los datos recopilados proporcionaron información valiosa sobre el comportamiento térmico del reactor, los impactos estructurales y el rendimiento dinámico del blindaje.

Estos hallazgos sirvieron de base para diseños posteriores y protocolos de seguridad para la aviación con propulsión nuclear y otras aplicaciones de reactores nucleares aerotransportados.Los logros del NB-36H se extendieron más allá de sus éxitos técnicos inmediatos. El programa estableció conocimientos básicos para futuras investigaciones en propulsión nuclear.

Aunque el concepto de un bombardero de propulsión nuclear no se hizo realidad, las lecciones aprendidas del NB-36H contribuyeron a avances en seguridad nuclear, diseño de reactores y ciencia de los materiales.

El proyecto también destacó el potencial y los desafíos de integrar sistemas nucleares complejos en plataformas móviles.

Además, los exitosos vuelos del NB-36H pusieron de relieve la importancia de la colaboración interdisciplinaria. El proyecto reunió a expertos de ingeniería aeroespacial, física nuclear, ciencia de materiales e ingeniería de seguridad.

Este enfoque colaborativo resultó esencial para abordar los desafíos multifacéticos de la aviación nuclear y fomentar innovaciones que se extendieron más allá del proyecto en sí.





domingo, 10 de septiembre de 2023

Aviones nucleares: Proyectos soviéticos y americanos

Propulsión aeronáutica nuclear

HiWeb Tech (original en eslovaco)


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.




jueves, 27 de octubre de 2022

Guerra Fría: La guerra submarina

Guerra Submarina de la Guerra Fría

Parte I || Parte II
Weapons and Warfare



  

Los submarinos desempeñaron un papel importante en la Guerra Fría (1947-1991), particularmente porque el desarrollo de armas nucleares y plataformas para entregarlas introdujo el submarino de misiles balísticos en las flotas de los Estados Unidos, la Unión Soviética y luego a otras potencias. Con el concepto de un submarino saliendo a la superficie lo suficientemente cerca como para lanzar misiles sin previo aviso suficiente para evacuar a los líderes civiles de un país, o para llevar a cabo un asalto preventivo, la guerra submarina también involucraba necesariamente naves de ataque rápido para cazar y detener a los barcos balísticos. demasiado cerca. Misiones para seguir flotas de superficie, infiltrarse en puertos y puertos enemigos, realizar espionaje y recopilación de inteligencia, y el desarrollo de nuevas tecnologías para interceptar comunicaciones, escuchar barcos enemigos con mayor capacidad para detectarlos y rastrearlos. y construir submarinos más profundos, rápidos y mortíferos definió la Guerra Fría bajo las olas. Entre las misiones se encontraban las primeras penetraciones del Mar Negro, luego un Mare Clausum soviético, a principios de 1947, y las aguas frente a Vladivostok en 1952 durante la Guerra de Corea por barcos diesel en tiempos de guerra, vigilancia submarina estadounidense de pruebas atómicas soviéticas frente a Novaya Zemlya, despliegue de buzos para aprovechar los cables del lecho marino soviético, observar y fotografiar submarinos soviéticos y mapear la costa ártica de la Unión Soviética. Se produjo un juego mortal del gato y el ratón de la Guerra Fría, en el que los soviéticos perdieron cuatro de sus barcos, K-129, K-8, K-219 y Komsomolets, y EE. UU. perdió dos, el USS Thresher y el USS Scorpion como varias misiones. empujó algunos barcos más allá de su capacidad y ocurrieron trágicos accidentes. El 15 de mayo de 1968, pérdida de Scorpion, Todavía clasificado por el gobierno de los EE. UU. como "causa desconocida", se cree ampliamente que es "el primer hundimiento premeditado de un submarino de los EE. UU. desde la Segunda Guerra Mundial", un acto de represalia de la Unión Soviética en la creencia de que un submarino estadounidense había chocado con y hundió el barco Golf II K-129 en el Pacífico el 8 de marzo de 1968. Incluso sin ningún combate verificado, la Guerra Fría tuvo un precio humano. Hubo otras bajas causadas por submarinos y pérdidas de submarinos durante el período de la Guerra Fría, tres submarinos británicos, Truculent, Affray y Sidon y el submarino israelí Dakar se encuentran entre las pérdidas más famosas. Truculent se hundió en 1950 como resultado de una colisión con un petrolero sueco en el estuario del Támesis, mientras que Sidon se perdió en 1955 debido a la explosión de un torpedo de prueba a bordo. Tanto Affray como Dakar se hundieron con todas las manos y no se recuperaron durante algún tiempo. Affray se perdió durante una misión de guerra simulada en 1951 y no se encontró durante dos meses, mientras que Dakar se hundió en 1968 debido a lo que ahora se cree que es un casco roto, pero estuvo desaparecido durante más de 30 años. Incluso después de la Guerra Fría, la Armada rusa perdió el submarino nuclear Kursk en un trágico accidente de entrenamiento que cobró la vida de toda su tripulación. La tragedia de Kursk se desarrolló durante las maniobras navales en el Mar de Barents el 12 de agosto de 2000. Durante los preparativos para disparar un torpedo, una explosión en la proa fue seguida por una segunda explosión más grande. Se cree que la primera explosión fue causada por un torpedo defectuoso alimentado con peróxido de hidrógeno seguido de una detonación secundaria de torpedos adicionales que demolieron la proa y hundieron el submarino. Llegando a descansar en 354 pies de agua, El Kursk hundido se convirtió en el centro de un drama prolongado cuando las autoridades rusas se negaron a aceptar ayuda internacional para rescatar a los tripulantes sobrevivientes de los 118 hombres a bordo. Más tarde se determinó que 23 hombres habían sobrevivido en un compartimento de popa pero se perdieron trágicamente.

Después de que los salvadores levantaran Kursk, en el compartimento de popa número nueve, se encontró el cuerpo del Capitán-Teniente Dmitri Kolesnikov, comandante del séptimo compartimento, con notas que había escrito después del desastre y mientras él y los demás enfrentaban la muerte. Las últimas palabras de Kolesnikov fueron poderosas, conmovedoras y valientes:

Está oscuro aquí para escribir, pero lo intentaré al tacto. Parece que no hay posibilidades, 10-20 por ciento. Esperemos que al menos alguien lea esto. Aquí está la lista de personal de las otras secciones, que ahora están en el 9 e intentarán salir. Saludos a todos, no hay que desesperarse.

La última nota de Kolsenikov también incluía un mensaje para su esposa; “Olichka, te amo. No sufras demasiado. Mis saludos para GV [su suegra] y saludos para la mía”.

El submarino también cobró un peaje en otros barcos durante la Guerra Fría y después. Durante la Guerra Indo-Paquistaní en 1971, el submarino paquistaní Hangor de diseño francés bajo el mando de Ahmed Tasnim hundió la fragata india Khakri el 22 de noviembre de 1971, la primera muerte de un submarino desde la Segunda Guerra Mundial, y la antigua Armada india de la clase Tench. El submarino Ghazi se hundió durante la guerra en circunstancias que siguen siendo controvertidas. El submarino británico HMS Conqueror, bajo el mando del Comandante Chris Wreford-Brown, hundió al crucero argentino General Belgrano durante la Guerra de las Malvinas el 2 de mayo de 1982, el primer y actualmente único ataque de un submarino nuclear durante la guerra. El ataque submarino probable más reciente se produjo el 26 de marzo de 2010, cuando la corbeta surcoreana Cheonan explotó y se hundió, matando a 46 de sus tripulantes. Después de levantar la nave hundida, Funcionarios de Corea del Sur declararon que un submarino norcoreano había hundido al Cheonan y mostraron los restos de un torpedo guiado recuperado del lugar del naufragio, publicando un informe de un panel de expertos extranjeros. Corea del Norte negó airadamente cualquier complicidad en el hundimiento y el asunto sigue siendo controvertido.

Al final de la Guerra Fría en 1991, los submarinos merodeaban los océanos del mundo en profundidad, esperando en silencio órdenes codificadas para liberar suficiente poder de fuego atómico para eliminar toda la vida de la superficie del planeta. Si bien han surgido varias historias sobre los barcos nucleares de la Guerra Fría, los hombres que los comandaban y tripulaban, y las diversas misiones que emprendieron, muchas más historias y detalles permanecen en secreto y envueltos en el misterio, y solo la apertura de archivos de alto secreto. permitirá una contabilidad final de este período de desarrollo y operaciones de submarinos. El submarinista de la Guerra Fría y autor W. Craig Reed ve este período como uno en el que los submarinos estadounidenses prevalecieron debido a su liderazgo, entrenamiento superior y tecnología, a pesar de que la fuerza de submarinos de los EE. UU. fue "superada en gran medida por los soviéticos". con solo 123 submarinos enfrentados a casi tres veces ese número”. Cuando terminó la Guerra Fría, la tecnología soviética se había puesto al día y, como ha señalado Reed, si la Guerra Fría hubiera continuado, con el tiempo podría haber tenido una conclusión diferente.

En las primeras décadas del siglo XXI, otras potencias han adquirido submarinos nucleares, otras naciones conservan flotas diesel-eléctricas, incluidas algunas potencias nucleares, y una carrera armamentista submarina continúa silenciosamente en todo el mundo frente a la tensión regional e internacional en curso.



El submarino nuclear

La Marina de los EE. UU. había diseñado un nuevo submarino, la clase Tang, para reemplazar el bote de la flota, pero las restricciones presupuestarias limitaron la producción incluso cuando los soviéticos se apresuraron a construir su propia flota de modernos submarinos diesel-eléctricos rápidos. Los experimentos con el sistema de propulsión Walter determinaron, tal como lo habían hecho los experimentos británicos, que el sistema de peróxido de hidrógeno no era ideal, ni lo era ninguna otra forma de propulsión diesel-eléctrica. El concepto de un barco de propulsión nuclear, imaginado por primera vez en 1939 y perseguido más firmemente por los visionarios navales, entusiasmó a varios defensores de los submarinos, entre ellos el almirante Charles Lockwood, un veterano comandante de submarinos del Pacífico en la Segunda Guerra Mundial, quien más tarde recordó una reunión sobre el concepto: 


Si vivo hasta los cien años, nunca olvidaré aquella reunión del 28 de marzo de 1946, en una gran sala de conferencias del Bureau of Ships, con las paredes revestidas de pizarras que, a su vez, estaban cubiertas por diagramas, planos, figuras y ecuaciones. … solía ilustrar varios puntos mientras él [Philip Abelson, un físico brillante cuyo trabajo ayudó a allanar el camino para los reactores nucleares navales] leyó su documento, el primero que se presentó en cualquier lugar sobre submarinos de propulsión nuclear. Parecía sacado de las Veinte mil leguas de viaje submarino de Julio Verne. 


A fines de 1947, la idea había recibido el apoyo del Jefe de Operaciones Navales, el Almirante Chester Nimitz, quien escribió un memorando secreto al Secretario de Defensa argumentando que:

El medio más seguro de llevar a cabo una misión submarina ofensiva contra un enemigo es mediante el uso de un verdadero submarino, es decir, uno que puede operar sumergido durante períodos de tiempo muy largos y es capaz de alcanzar altas velocidades sumergido... es importante que el La Armada inicia una acción con [a] vista para impulsar el desarrollo, diseño y construcción de un submarino de propulsión nuclear.

Luego de varias etapas de aprobación, la Marina siguió con los planes para un submarino nuclear a partir de 1948. Para 1949, los planes habían progresado hasta el punto en que dos diseños, uno para probar la forma ideal del casco para altas velocidades, y el otro para probar un reactor naval, estaban listos para las pruebas.

El barco de prueba de forma de casco, diseñado por la Oficina de Barcos bajo el mando del veterano submarino Almirante Charles B. Momsen, fue un regreso a algunos de los conceptos básicos que John Holland había avanzado a principios de siglo: una embarcación elegante con una superestructura mínima, un hélice única, planos de popa para hacer que se sumerja y un timón detrás del tornillo: el diseño final del USS Holland. Esa forma básica fue adoptada y actualizada en el submarino experimental USS Albacore. Establecido en el astillero naval de Portsmouth, New Hampshire, entre 1950 y 1953, el atún blanco se construyó con un nuevo acero con bajo contenido de carbono conocido como HY-80. Encargado en diciembre de 1953, fue probado y modificado como resultado hasta 1961, antes de ser retirado y finalmente dado de baja en 1972. El diseño y las pruebas de Albacore allanaron el camino para la clase Skipjack de submarinos de ataque nuclear, que realizaba velocidades sumergidas de más de 25 nudos y podía sumergirse a mayores profundidades gracias al acero mejorado; Los diseñadores de la Marina habían estado buscando submarinos capaces de sumergirse hasta 1000 pies.

El primer submarino estadounidense de propulsión nuclear fue el USS Nautilus, cuyo diseño surgió de años de estudio y propuestas. El primer paso fue el desarrollo de un reactor prototipo para la nave, que surgió del trabajo de un equipo dirigido por un oficial de ingeniería enérgico, si no duro e intenso, a veces excéntrico, el capitán Hyman G. Rickover. Sin tener en cuenta el protocolo y la "forma en que se hacen las cosas", Rickover asumió implacablemente un fuerte control del programa de investigación y ordenó el desarrollo simultáneo no solo del casco del submarino antes de probar su sistema de propulsión aún por desarrollar, sino también de dos prototipos de reactores simultáneos. . También insistió en "que el reactor Mark 1 [y Mark 2] sea tanto un prototipo de ingeniería como un prototipo a bordo, completamente dimensionado para adaptarse al casco de un submarino". Este enfoque costaría flexibilidad de ingeniería,

Los reactores se completaron y probaron en una instalación de la Comisión de Energía Atómica en el desierto a las afueras de Arco, Idaho, y el 25 de junio de 1953, el reactor Mark 1 alcanzó su nivel máximo de potencia. No contento con una prueba limitada, Rickover insistió en que el reactor funcionara durante un viaje a través del Atlántico. Mientras tanto, la división Electric Boat de General Dynamics colocó la quilla del submarino el 12 de junio de 1952 en su astillero de Groton, Connecticut, con el presidente de los Estados Unidos, Dwight D. Eisenhower, oficiando. El 21 de enero de 1954, la Primera Dama de los Estados Unidos, Mamie Eisenhower, bautizó al submarino con un nombre obvio y apropiado, Nautilus. Con una longitud de 323 pies y 9 pulgadas y una manga de 27 pies y 9 pulgadas, el USS Nautilus desplazó 3.533 toneladas. El submarino podría sumergirse profundamente y correr a 23 nudos indefinidamente, ya sea en la superficie o sumergido: su resistencia, gracias a su reactor, estaba limitado por la cantidad de suministros que podía transportar para la tripulación. Con su reactor de agua a presión (PWR) sellado, era más espacioso que los barcos de guerra y tenía comodidades como aire acondicionado (una necesidad dado el alto calor de la planta de vapor calentada por el reactor), mejores atracaderos y Coca-Cola y hielo. -máquinas de crema, así como una máquina de discos que jugaba con una moneda de cinco centavos. El 17 de enero de 1955, el USS Nautilus se hizo a la mar por primera vez y su comandante envió un mensaje histórico: "En marcha con la energía nuclear". Había amanecido una nueva era: la era de los primeros verdaderos submarinos, naves capaces de sumergirse profundamente y permanecer allí, capaces de dar la vuelta al mundo y de penetrar hasta la cima del mundo, bajo el hielo del Ártico. El sueño de Julio Verne por fin se había hecho realidad. La carrera de 25 años de Nautilus lo vio batir récords existentes de resistencia y velocidad de submarinos, y el 3 de agosto de 1958, se convirtió en el primer submarino en penetrar la capa de hielo del Ártico y llegar al Polo Norte, donde el Capitán William Anderson envió una señal histórica. , “Nautilus 90 Norte”. Anderson escribiría más tarde que: “Me quedé un momento en silencio, asombrado por lo que Nautilus había logrado. Había abierto un nuevo pasaje sumergido al noroeste, reduciendo enormemente el tiempo de viaje por mar para los submarinos nucleares desde el Atlántico hasta el Pacífico... Nautilus había abierto una nueva era, conquistado por completo el vasto e inhóspito Ártico".



Por un corto tiempo, Nautilus fue el único submarino de propulsión nuclear del mundo. El almirante Rickover señaló que “Nautilus no marcó el final de un camino tecnológico. Marcó el comienzo. Debe compararse con el primer avión que voló en Kitty Hawk. Marca el comienzo de la revolución tecnológica en el mar”. Otra misión submarina de la Guerra Fría también demostró que había llegado la edad del submarino. El USS Triton (SSN-586), encargado en 1959, fue el único submarino nuclear estadounidense de doble reactor. Construido como un piquete de radar para realizar vigilancia electrónica y detección de radar antes de una flota de superficie, el Triton de 447 pies de largo y 5963 toneladas fue construido no solo para ser el submarino estadounidense más grande hasta ese momento, sino también rápido. En sus pruebas, Triton superó los 30 nudos. Sin embargo, no era la velocidad lo que distinguía a Tritón,

Si bien la misión comenzó como un ejercicio de alto secreto con el nombre en código Operación Sandblast, la intención de la Armada era dar a conocer la hazaña después del viaje. Partiendo el 15 de febrero de 1960, en lo que se anunció como un cruce transatlántico, Triton se sumergió y siguió el rastro del navegante del siglo XVI Fernando de Magallanes durante 36.102 millas náuticas durante los siguientes 60 días y 21 horas. Además de completar la primera circunnavegación completamente sumergida del mundo, Beach y su tripulación recopilaron datos oceanográficos e hicieron historia, un hecho del que el comandante, como historiador naval y autor por derecho propio, era muy consciente en su dedicación al viaje:

 

El mar aún puede tener la clave para la salvación del hombre y su civilización. Para que el mundo pueda entender mejor esto, la Marina dirigió un recorrido sumergido de la histórica circunnavegación de Fernando de Magallanes. El honor de hacerlo recayó en el Tritón, pero ha sido un logro nacional; por los tendones y el poder que componen nuestro barco, el genio que lo diseñó, los miles y cientos de miles que trabajaron, cada uno en su propio oficio, en todas partes del país, para construirlo seguro, fuerte, autosuficiente , son América. Triton, una unidad de su Armada, dedica con orgullo y respeto este viaje al pueblo de los Estados Unidos.


El destinatario previsto del mensaje del viaje de Tritón, y la destreza submarina de Estados Unidos, era el enemigo de la Guerra Fría, la Unión Soviética, un hecho subrayado por titulares como el de Hartford, Connecticut, Courant del 15 de mayo de 1960, "Tritón de 83 días". Odyssey debería dar escalofríos a los rojos”. Si bien ese mensaje se vio ensombrecido por el derribo de un avión espía U-2 sobre la Unión Soviética y la captura de su piloto, la finalización exitosa del viaje del USS Triton le valió al Capitán Beach una Legión al Mérito, otorgada personalmente por el presidente Dwight D. Eisenhower después de un dramático viaje en helicóptero que sacó a Beach de Triton para un viaje rápido a la Casa Blanca para la ceremonia antes de regresarlo al submarino. Además de la medalla de Beach, Triton y su tripulación recibieron una mención de unidad presidencial.

Las demostraciones de Nautilus, Triton y sus sucesores inmediatos, USS Seawolf, Skate y Skipjack, demostraron el concepto del submarino nuclear a los aliados, en particular a Gran Bretaña, que había estudiado previamente diseños de reactores pero había dejado de lado su propio proyecto en 1952. El Reino Unido ahora adquirió un reactor estadounidense (del tipo utilizado en la clase Skipjack) para su primer submarino nuclear, el HMS Dreadnought, que fue botado desde el astillero Vickers Armstrong en Barrow-in-Furness el 21 de octubre de 1960 por la reina Isabel II. Un reactor y un submarino totalmente británicos siguieron con el HMS Valiant. Al igual que el Nautilus, el Dreadnought tuvo una carrera distinguida, incluida la salida a la superficie del Polo Norte el 3 de marzo de 1971. Establecido aproximadamente al mismo tiempo que el Nautilus, el Dreadnought fue sucedido por la clase Valiant de dos barcos y luego por la clase Resolution, que transportaba Polaris.



Con la muerte de Josef Stalin en 1953, el nuevo líder soviético, Nikita Khrushchev, inauguró un programa de submarinos nucleares que culminó en los barcos de la clase Proyecto 627 (nombre en clave de la OTAN, noviembre). Entre 1957 y 1962, los soviéticos lanzaron 14 variantes de la clase, con una serie de logros: misiones de largo alcance, rastreo silencioso de buques de guerra de superficie estadounidenses y el submarino K-3, "Leninskiy Komsomol", que llegó al Polo Norte en julio de 1962. Siguieron otras clases, y los soviéticos finalmente construyeron una flota diversa y poderosa de barcos más grandes y de mayor impacto: cazadores-asesinos, como las clases Victor, Sierra, Akula y Alfa, barcos de misiles guiados como el Echo, Charlie y Clases Oscar y submarinos con misiles balísticos como las clases Hotel, Yankee, Delta y Typhoon. El tifón con nombre en código de la OTAN, El proyecto 941 "Akula" (que no debe confundirse con el submarino con nombre de la OTAN) no solo fue el submarino soviético más grande, sino también la clase de submarino más grande construida en el mundo con un desplazamiento en la superficie de 24,110 toneladas, una longitud de 574 pies y un viga de 675ft 6in. Construidos con múltiples cascos de presión encerrados dentro de un casco exterior masivo, los seis barcos Typhoon fueron diseñados para transportar una tripulación de 163 hombres para misiones de 180 días o más, si es necesario, y fueron diseñados especialmente para el servicio en el Ártico. Además de torpedos y misiles de crucero, los Typhoon se construyeron para transportar también 20 misiles, cada misil con 10 MIRV en tubos delante de la vela.12 Si bien fue un triunfo técnico, el costo de estos submarinos y sus armas fue ruinoso, con un soviético diseñador de submarinos señalando que "tales decisiones mal consideradas, que fueron presionados por los círculos industriales definidos, socavaron la economía de la URSS y contribuyeron a la pérdida [de] la Guerra Fría”. El costo económico del programa de submarinos soviéticos, incluidos los Typhoon, fue asombroso. Durante la Guerra Fría, Estados Unidos construyó 191 submarinos, mientras que los soviéticos completaron 661.

Si bien no todos los Typhoon sobrevivieron al final de la Guerra Fría, al final de la primera década del siglo XXI, dos de estos gigantes permanecen en servicio en la flota de la Armada rusa. Además de los gigantes Typhoon, la Unión Soviética también construyó dos pequeños submarinos experimentales para incursiones costeras y operaciones especiales en la década de 1980. Los submarinos Project 865 “Piranha” o Losos MS-520 y MS-521, que desplazan 218 toneladas en superficie y tienen 93 pies de eslora, definen el otro extremo del espectro submarino soviético.

El concepto de disuasión nuclear incluía una decisión de los EE. UU. de hacer del submarino el último elemento de disuasión, con naves de propulsión nuclear capaces de permanecer sumergidas, en patrulla constante, armadas con misiles nucleares que podrían lanzarse desde las profundidades. Los submarinos que lanzaban un Regulus en la superficie estaban expuestos al ataque, mientras que los submarinos que disparaban un misil mientras estaban sumergidos eran menos vulnerables. Lo que siguió al programa de misiles de crucero en orden fue la construcción de un nuevo tipo de misil junto con un nuevo tipo de submarino para transportarlo, el submarino de misiles balísticos estratégicos (SSBN). Ese misil, un A-1 Polaris, era un misil balístico de combustible sólido desarrollado entre 1956 y 1960 por Lockheed. Con un alcance de 1.000 millas náuticas, el misil de dos etapas de 28 pies de largo llevaba una ojiva de 600 kilotones.

El misil nuclear balístico lanzado desde submarinos

El primer lanzamiento de prueba de un misil nuclear balístico lanzado desde un submarino fue el lanzamiento de un Polaris por parte del USS George Washington, el 20 de julio de 1960. El lanzamiento exitoso se informó en un mensaje codificado al presidente de los EE. UU. Dwight D. Eisenhower; “Polaris: desde las profundidades hasta el objetivo. Perfecto." George Washington volvió a hacer historia en los submarinos cuando partió de Charleston, Carolina del Sur, el 15 de noviembre de 1960, en su primer crucero de disuasión nuclear. En palabras del almirante IJ Galantin, fue entonces cuando “la disuasión de misiles balísticos basados ​​en el mar se hizo realidad”. La Guerra Fría en submarinos se definió en parte por la naturaleza de dicho crucero; “Una vez en aguas profundas, el barco procedió a sumergirse en un área en el Atlántico Norte desde donde las trayectorias arqueadas de sus misiles podrían alcanzar objetivos dentro de las fronteras de Rusia.

El crucero del USS George Washington duró 67 días y 10 horas, todos ellos sumergidos. El submarino de la Guerra Fría se había convertido en algo más que el último elemento de disuasión; era un verdadero submarino, operando en las profundidades, como señaló el almirante Galantin, con solo una inmersión y una salida a la superficie. En el transcurso de la Guerra Fría, miles de patrullas de disuasión estratégica, así como patrullas de barrera y patrullas de vigilancia siguieron al primer crucero de misiles de George Washington. Los cinco submarinos de la clase George Washington, construidos entre 1957 y 1961, eran barcos de 381 pies de largo que transportaban 16 misiles Polaris en un compartimento de 130 pies conocido por sus tripulaciones como "Bosque de Sherwood". Permanecieron en servicio hasta la década de 1980, y la Marina desmanteló el último barco en 1986.

La clase George Washington fue seguida por la clase Ethan Allen, los primeros submarinos de misiles balísticos estadounidenses diseñados y construidos como tales desde la quilla hacia arriba, ya que la clase George Washington eran esencialmente barcos de ataque de la clase Skipjack con el compartimiento de misiles agregado. Los Estados Unidos construyeron 41 variaciones de los barcos Ethan Allen como las clases Lafayette, James Madison y Benjamin Franklin. Con misiles Polaris A-2 y más tarde equipados con misiles Poseidón y Trident, estos barcos, conocidos colectivamente como los "41 por la libertad", sirvieron entre la década de 1960 y principios del siglo XXI. Los 41 se eliminaron gradualmente a favor de la clase Ohio, un grupo de 18 barcos construidos por General Dynamics Electric Boat entre 1976 y 1996. Los Ohio, los submarinos estadounidenses más grandes construidos hasta ahora, tienen 560 pies de largo, con una manga de 42 pies y desplazan 16 , Afloraron 499 toneladas. Diseñado para la velocidad, el reabastecimiento rápido y las patrullas de 100 días, los Ohio no permanecen en el puerto por mucho tiempo. Diseñado para lanzar 24 misiles Trident, la clase Ohio es la disuasión nuclear submarina definitiva actual de los Estados Unidos, con 14 de la clase que llevan misiles Trident II mejorados, cada misil con hasta ocho ojivas múltiples de vehículos de reentrada independientes (MIRV). Cuatro de la clase se modificaron para transportar misiles de crucero Tomahawk lanzados verticalmente (que pueden armarse con ojivas convencionales o nucleares). Colectivamente, se afirma que los Ohio pueden transportar hasta la mitad de las ojivas nucleares de los Estados Unidos. la clase Ohio es la disuasión nuclear submarina definitiva actual de los Estados Unidos, con 14 de la clase que llevan misiles Trident II mejorados, cada misil con hasta ocho ojivas de vehículos de reentrada independientes múltiples (MIRV). Cuatro de la clase se modificaron para transportar misiles de crucero Tomahawk lanzados verticalmente (que pueden armarse con ojivas convencionales o nucleares). Colectivamente, se afirma que los Ohio pueden transportar hasta la mitad de las ojivas nucleares de los Estados Unidos. la clase Ohio es la disuasión nuclear submarina definitiva actual de los Estados Unidos, con 14 de la clase que llevan misiles Trident II mejorados, cada misil con hasta ocho ojivas de vehículos de reentrada independientes múltiples (MIRV). Cuatro de la clase se modificaron para transportar misiles de crucero Tomahawk lanzados verticalmente (que pueden armarse con ojivas convencionales o nucleares). Colectivamente, se afirma que los Ohio pueden transportar hasta la mitad de las ojivas nucleares de los Estados Unidos.

Al igual que con los barcos de ataque, los soviéticos respondieron con sus propios submarinos de misiles balísticos, primero con barcos diésel en 1962 y luego con la clase Yankee de propulsión nuclear en 1968. Otras potencias también se unieron al "club" de submarinos nucleares: Francia en 1971 y China en 1974, cada uno de los cuales introdujo barcos de misiles balísticos nucleares respectivamente en 1971 y 1987. Gran Bretaña llevó sus primeros misiles nucleares al mar en 1967 con el HMS Resolution, que fue seguido rápidamente por tres barcos hermanos, Repulse, Renown y Revenge, todos armados con EE. UU. -provisto de misiles Polaris.



viernes, 24 de junio de 2022

Tecnología aérea: Motores nucleares para aviación

Motores nucleares para aviación

HiTech Web (original en eslovaco)



NEPA

En mayo de 1946, la USAF encargó a Fairchild Engine and Aircaft Corporation que realizara un estudio titulado "Aeronaves propulsadas por energía nuclear" (NEPA). Las pruebas de un reactor adecuado fueron manejadas por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge. La principal ventaja de la aeronave de propulsión nuclear era su alcance ilimitado, que dependía principalmente de la resistencia de la tripulación y la capacidad de operar solo desde la base en los EE. UU. Al mismo tiempo, se eliminaría la necesidad de repostar en vuelo, ya que 1 kilogramo de uranio enriquecido tiene el mismo potencial energético que 1,7 millones de kilos de combustible para aviones. El informe final de 1951 establece que la construcción de un bombardero nuclear podría completarse en quince años y que un avión costaría aproximadamente $ 1,000,000,000 (!).


 


Convair X-6

Con base en los estudios de la NEPA, el nuevo programa Aeronave con propulsión nuclear (ANP) de Convair otorgó una modificación B-36 a un bombardero de propulsión nuclear en febrero de 1951. El 28 de agosto de 1951, se recomendó a la USAF que utilizara unidades de propulsión nuclear de derivación directa y elementos combustibles metálicos en la máquina ANP. En noviembre, se concluyó otro contrato con General Electric para suministrar el sistema de propulsión P-1 modificado a más tardar en mayo de 1956. Se recibió $ 188 millones para este propósito. Su desempeño no fue abrumador, pero el objetivo principal era realizar las pruebas de vuelo lo antes posible, independientemente del empuje máximo. El sistema de propulsión P-1 constaba de un reactor nuclear R-1, escudos de radiación, un sistema de circulación y cuatro motores a reacción modificados. El tipo J53 recientemente desarrollado originalmente iba a ser modificado, pero después de problemas considerables, la atención finalmente se centró en los probados motores a reacción J47. Te dieron un nuevo nombreX-39 . Gracias al uso de varias piezas comunes, el peso se ha ahorrado considerablemente en comparación con cuatro sistemas de accionamiento independientes. El reactor R-1 se basó en nueve conductos de aire anulares con elementos combustibles (óxido de uranio disperso en acero inoxidable). Entre ellos había canales con agua pesada, sirviendo como medio de enfriamiento y al mismo tiempo como moderador. Después de un tiempo, los funcionarios de la USAF comenzaron a darse cuenta de que el desarrollo del reactor sin la posibilidad de un uso práctico es una pérdida de dinero y detuvieron el programa. En ese momento, se habían completado casi todas las piezas necesarias e incluso pruebas del sistema de propulsión, que tenía una fuente de calor química en lugar de un reactor.

   

Las pruebas de vuelo se programaron para la AFB Edwards, que proporcionó amplias instalaciones de prueba y, por lo tanto, se prefirió al NRTS en Idaho. A principios de 1952, el programa recibió la designación experimental X-6. En su interior se iban a construir tres aviones. El tipo NB - 36H fue diseñado principalmente para el desarrollo del escudo de radiación y debía ser propulsado exclusivamente por motores químicos. Dos X-6 experimentales ya iban a demostrar un vuelo propulsado por un reactor nuclear. En mayo de 1953, el programa ANP sufrió un drástico recorte presupuestario del 50%. Como resultado, se detuvo el trabajo en el reactor de General Electric, el avión X-6 se retiró por completo del proyecto y el trabajo en la plataforma de prueba NB-36H se ralentizó considerablemente.

 


Convair NB-36H

Después de la cancelación del programa X-6, el avión NB-36H se utilizó como plataforma de prueba para el desarrollo de escudos de radiación. Con este fin, se construyeron y probaron dos reactores nucleares en Convair. El primero fue el reactor de prueba en tierra, probado en un soporte de tierra, y el segundo fue un reactor de prueba de blindaje para aeronaves de 1 MW. Después de la cancelación del programa X-6, el ASTR tuvo que probarse en tierra y no se instaló en el avión hasta noviembre de 1954. Los técnicos lo llevaron a la cámara del bombardero con una grúa interna especial, con sistemas de refrigeración colocados encima. Toda la zona se equipó con doce toneladas de revestimiento protector de caucho de plomo y boro. El avión recibió un nuevo frente y se agregó un tanque de agua pesada detrás de la cabina. La tripulación ha crecido en dos operadores nucleares. Fue necesario construir instalaciones especiales en el Convair Fort Worth en Texas para las pruebas. Desde septiembre de 1955 hasta marzo de 1957, se realizaron un total de 47 vuelos y los experimentos con reactores en vuelo no comenzaron hasta febrero de 1956.

  


Estudio de concepto de Lockheed

El segundo contrato fue otorgado a Lockheed en febrero de 1951 para desarrollar el concepto de un bombardero supersónico de propulsión nuclear capaz de volar a bajas altitudes de hasta 1,5 km. Estos estudios fueron designados CL-225 y GL-145. Pratt and Whitney recibió el encargo de desarrollar un reactor supercrítico refrigerado por agua en mayo. El principal problema era la distribución del peso, ya que una gran parte recaía sobre un reactor relativamente pequeño junto con los escudos de radiación. En un avión convencional, este peso se distribuye en forma de combustible en un área mucho más grande. Los diseñadores decidieron usar dos escudos de radiación separados. Uno rodeaba el propio reactor y el otro protegía a la tripulación de la cabina. Esta es también la razón por la que la parte delantera del fuselaje es más grande que el resto. La ventaja de este concepto es el menor peso final, pero a costa de una excesiva radiación en otras partes de la aeronave y sus alrededores. Por otro lado, como escudo natural contra la radiación, es posible utilizar todos los componentes de la aeronave, como el tren de aterrizaje, tanques adicionales para combustible químico o bombarderos. El bombardero nuclear también tiene algunos otros detalles. Por ejemplo, el tren de aterrizaje debe soportar el aterrizaje con todo su peso, ya que casi no se consume combustible durante el vuelo. Curiosamente, el recorte presupuestario del 50% de la ANP en 1953 casi no tuvo impacto en los proyectos de Lockheed o Pratt and Whitney. Por ejemplo, el tren de aterrizaje debe soportar el aterrizaje con todo su peso, ya que casi no se consume combustible durante el vuelo. Curiosamente, el recorte presupuestario del 50% de la ANP en 1953 casi no tuvo impacto en los proyectos de Lockheed o Pratt and Whitney. Por ejemplo, el tren de aterrizaje debe soportar el aterrizaje con todo su peso, ya que casi no se consume combustible durante el vuelo. Curiosamente, el recorte presupuestario del 50% de la ANP en 1953 casi no tuvo impacto en los proyectos de Lockheed o Pratt and Whitney.




Sistema de armas WS-125A

Como muchos funcionarios de la USAF claramente exigieron bombarderos nucleares en ese momento, todas las partes involucradas en la ANP fueron contactadas durante noviembre de 1954 para presentar los requisitos modificados del programa WS-125A recién creado. Esta vez se suponía que era un bombardero pesado supersónico tripulado, capaz de lanzar una carga de bombas atómicas a un destino en cualquier parte del mundo. La elaboración de los estudios iniciales se encomendó a Lockheed y Convair, mientras que los fabricantes de motores se dividieron de forma similar al primer caso. En marzo de 1955, se emitió un conjunto detallado de requisitos GOR No. 81, que, entre otras cosas, hablaba de una velocidad de vuelo de no menos de Mach 0,9 y la velocidad supersónica más alta posible en el área objetivo. El sistema de armas iba a adquirir estado operativo durante 1963. Originalmente, el objetivo de todo el programa ANP y, a su vez, el WS-125, era desarrollar un sistema de propulsión de ciclo indirecto de un solo reactor. Sin embargo, siguiendo una petición general de General Electric, se emitió un permiso para producción de motores de ciclo directo, ya que se esperaba que su diseño más simple ahorrara tiempo y dinero. El avión iba a ser propulsado por dos sistemas XMA-1, cada uno con un par de motores X-211.



 



A diferencia de Lockheed, Convair no decidió desarrollar un nuevo bombardero, sino que prefirió modificar un tipo existente. Los aviones B-58 Hustler y XB-70 Valkyrie fueron particularmente relevantes . De hecho, algunas soluciones de protección radiológica han sido extrañas. Por ejemplo, se consideró seriamente que la tripulación del bombardero estaría formada por hombres mayores (específicamente aquellos que ya no pueden tener hijos), evitando así cualquier mutación genética no deseada. El programa fue abolido en diciembre de 1956 después de una reunión de los funcionarios de presupuesto del Departamento de Defensa con el presidente de los Estados Unidos. Las principales razones incluyeron un peso significativamente mayor que el diseñado, la imposibilidad de lograr el rendimiento esperado, un alto riesgo técnico y un problema no resuelto en relación con el smog de radiación.



 


Princesa nuclear

La Marina de los EE. UU. no se unió oficialmente al programa ANP hasta mayo de 1953, cuando firmó un contrato para que varios fabricantes de aviones navales consultaran sobre el desarrollo de un bombardero nuclear. Pero ya en 1946 destinó $1,5 millones de sus recursos, que fueron transferidos a la USAF para estudios NEPA. La Marina quería adquirir un avión subsónico propulsado por un reactor nuclear que pudiera usarse para ataques contra objetivos costeros y navales y, en segundo lugar, para la colocación de minas y patrullas navales. Requisitos específicos CA-01503-3 no se formuló hasta abril de 1955. La aeronave debía poder operar en todos los climas en una fuerte defensa antiaérea, y se esperaba que el prototipo se completara a más tardar en 1961. Sistema de armas WS-125A. El último intento de la Marina de construir un avión nuclear tuvo lugar en diciembre de 1957, cuando se hizo una propuesta para instalar un reactor nuclear directo por reactor en el avión turbohélice británico Princess para alimentar sus diez motores PW T-57. Esto fue para lograr el objetivo principal del programa ANP, un vuelo con propulsión exclusivamente nuclear, lo antes posible. Sin embargo, la iniciativa se encontró con una dura oposición de la USAF. Sin embargo, logramos recaudar al menos $ 3,2 millones para estudios iniciales, lo que luego resultó ser una solución prudente. El avión Princess comenzó a ser objeto de intensas discusiones después de la creación del programa CAMAL, y se esperaba que todo el desarrollo tomara solo 5 años a un costo total de USD 200 millones. También se rechazó un intento repetido de hacer cumplir el proyecto. cuando se presentó una propuesta para la instalación de un reactor nuclear con bypass directo en el avión turbohélice británico Princess para alimentar sus diez motores PW T-57. Esto fue para lograr el objetivo principal del programa ANP, un vuelo con propulsión exclusivamente nuclear, lo antes posible. Sin embargo, la iniciativa se encontró con una dura oposición de la USAF. Sin embargo, logramos recaudar al menos $ 3,2 millones para estudios iniciales, lo que luego resultó ser una solución prudente. El avión Princess comenzó a ser objeto de intensas discusiones después de la creación del programa CAMAL, y se esperaba que todo el desarrollo tomara solo 5 años a un costo total de USD 200 millones. También se rechazó un intento repetido de hacer cumplir el proyecto. cuando se presentó una propuesta para la instalación de un reactor nuclear con bypass directo en el avión turbohélice británico Princess para alimentar sus diez motores PW T-57. Esto fue para lograr el objetivo principal del programa ANP, un vuelo con propulsión exclusivamente nuclear, lo antes posible. Sin embargo, la iniciativa se encontró con una dura oposición de la USAF. Sin embargo, logramos recaudar al menos $ 3,2 millones para estudios iniciales, lo que luego resultó ser una solución prudente. El avión Princess comenzó a ser objeto de intensas discusiones después de la creación del programa CAMAL, y se esperaba que todo el desarrollo tomara solo 5 años a un costo total de USD 200 millones. También se rechazó un intento repetido de hacer cumplir el proyecto. Esto fue para lograr el objetivo principal del programa ANP, un vuelo con propulsión exclusivamente nuclear, lo antes posible. 
 


Motores nucleares

El primer motor nuclear funcional con derivación directa se creó a partir de la unidad de propulsión General Electric J47 y se denominó X-39 (cuatro piezas formaban parte del sistema de propulsión P-1). Su principio es relativamente simple. El aire es aspirado por el compresor de uno o más motores a reacción. De allí pasa a una cámara común y luego pasa por el núcleo del reactor, donde absorbe una parte sustancial de su calor. A la salida del reactor le sigue una turbina y finalmente una tobera de salida. Tras detener el desarrollo del sistema P-1, se decidió llevar a cabo una serie de experimentos sucesivos en lugar de un desarrollo directo, lo que finalmente conduciría a la construcción de un reactor prácticamente utilizable. Estos recibieron el nombre común HTRE (Heat Transfer Reactor Experiments). Reactor HTRE - 1se derivó en gran medida de P - 1, pero en lugar de anular, tenía una forma tubular. El combustible utilizado fue una aleación de 80Ni-20Cr junto con óxido de uranio enriquecido, mezclado en una proporción de 60 :40. Treinta y siete celdas de combustible estaban revestidas con una aleación similar de aleación de niobio (elemento químico número 41). Operaron a 1700 grados F, produciendo una corriente de aire de salida con una temperatura de 1350 grados F. El escudo de radiación formó berilio. Después de la transferencia del reactor terminado a la instalación de pruebas del núcleo, se supuso que la vida útil sería de al menos 100 horas. HTRE-1 se arrancaba químicamente por medio de un compresor conectado a un motor a reacción X-39, que forzaba el flujo de aire a través del núcleo. La primera activación fue realizada por ingenieros en enero de 1956 y alcanzó una capacidad de 20,2 MW. Tres celdas de combustible resultaron dañadas durante la prueba, pero fueron relativamente fáciles de reemplazar. El reactor funcionó durante un total de 144 horas. Luego se modificó a HTRE - 2 quitando las siete celdas de combustible y reemplazándolas con un adaptador hexagonal vacío en el que se pueden colocar y probar varios materiales. El escudo de berilio se extendió 10 centímetros para compensar la reactividad reducida. HTRE - 2 funcionó un total de 1299 horas y seguía funcionando después de las pruebas. El próximo reactor HTRE reaktor 3 difería significativamente de sus predecesores. En primer lugar, contaba con varillas moderadas sólidas y se colocaba horizontalmente para poder incorporarlo a la aeronave en caso de ser necesario. Su potencia ya permitía la conexión de dos motores a reacción X-39. La activación inicial tuvo lugar el 8 de septiembre de 1958, pero la alta temperatura dañó varias pilas de combustible. La reparación necesaria fue seguida por un extenso programa de pruebas. HTRE-3 se convirtió en el primer reactor que no necesitó combustible químico para su puesta en marcha.




Trabajar en General Electric no se limitó a experimentos. En 1955, tres años después de la cancelación del proyecto P-1, con la llegada del programa WS-125A, hubo una demanda para el desarrollo de un sistema de propulsión operativo, con preferencia por los motores de derivación directa. En general, había dos posibilidades: o colocar el reactor directamente entre el compresor y la boquilla de descarga o moverlo a un lado. En el primer caso, el eje del motor pasaría directamente a través del núcleo del reactor y dicho sistema de propulsión se denominaría XNJ140 (General Electric P140E). El reactor se construiría con materiales cerámicos y utilizaría una mezcla de berilio y óxido de uranio.
 
En el segundo caso, el reactor estaba ubicado a medio camino entre los dos motores a reacción. El aire se descargó del compresor de alta presión a través de un sistema de tuberías al reactor y de allí a dos boquillas de salida. Proporcionó varias ventajas sobre el concepto anterior. En primer lugar, el eje del motor no tenía que pasar directamente por el centro del reactor incandescente y, al mismo tiempo, con tal diseño, los motores también podrían funcionar utilizando solo combustible químico convencional. Además, el uso de un reactor más potente en comparación con los dos más pequeños ahorró peso, mientras que al mismo tiempo su ubicación entre los motores ayudó parcialmente a proteger la radiación peligrosa. Tal sistema de accionamiento fue designado XMA-1 (General Electric P144B). El prototipo inicial XMA-1A debía tener el mismo núcleo que el HTRE-3. Se diseñó un tipo XMA-1C mejorado para uso en serie. Antes de la cancelación del desarrollo, los diseñadores aún lograron construir y probar un sistema XMA-1, pero solo para combustible químico y sin reactor nuclear. Tanto el XNJ140 como el XMA-1 deben usar el mismo tipo de reactor. Para el bombardero operativo considerado, se consideró el uso de tres sistemas XNJ140 o dos XMA-1.
 
 

Los motores de bypass indirecto son muy similares a los anteriores con la única diferencia de que el aire no pasa directamente por el núcleo del reactor sino que se calienta en el intercambiador de calor. El medio de transferencia suele ser metal líquido o agua a alta presión. En el primer caso, el reactor tiene un núcleo sólido y alrededor de él fluye un medio térmico metálico. En el segundo, el combustible se mezcla con el refrigerante y se alcanza una cantidad crítica a medida que fluye por el núcleo del reactor. El desarrollo de estos motores estuvo a cargo de Pratt y Whitney, y la mayor parte del trabajo se llevó a cabo en el Laboratorio CANEL (Laboratorio de Motores Nucleares de Aeronaves de Connecticut). El contrato oficial se adjudicó en 1953 y los trabajos en el segundo tipo duraron hasta junio de 1954. Posteriormente recibió una inversión de cuatro millones y realizó con éxito las pruebas en tierra de los sistemas en noviembre de 1954. Esta fue la primera extracción de energía de un reactor nuclear en un la temperatura que caía dentro de los límites para los motores a reacción. El medio de transferencia fue agua a 1500 grados Fahrenheit, mantenida en estado líquido a 5000 psi. El desarrollo se completó sobre la base de un análisis interno, que fue aceptado por la USAF, y desde entonces se ha completado todo el trabajo sobre el desarrollo del reactor de núcleo fijo. No se sabe mucho sobre el reactor en sí, tal vez solo que se llamó Pratt and Whitney NJ - 18A. En este punto se puede añadir que en USA claramente se prefiere el agua al metal líquido. El único reactor que usaba sodio líquido estaba ubicado en el submarino de ataque USS Seawolf, e incluso después de varios años de servicio y muchos problemas, fue reemplazado por un submarino de agua. En Pratt and Whitney, eligieron litio para enfriar el reactor, pero hasta octubre de 1958, cuando se detuvo todo el resto del trabajo, no pudieron construir un prototipo de motor funcional. El desarrollo de algunos subsistemas para uso civil continuó de forma limitada incluso después de la abolición de la ANP.

 


Douglas C-133 / X-211

En diciembre de 1957, los representantes de la USAF comenzaron a instar al Departamento de Defensa a liberar recursos adicionales para las pruebas de vuelo más tempranas posibles del sistema de propulsión XMA-1. Iba a integrarse en un avión existente, el primero en ser diseñado como cisterna KC-135, pero más tarde la atención se centró en el Douglas C-133. Durante las pruebas de vuelo, se debía alcanzar una velocidad de Mach de 0,62 a una altitud de 10.670 metros, mientras que solo el motor derecho de la pareja estaría siempre activado. Se le suministró aire a través de una entrada adicional detrás de la puerta de entrada de la tripulación. Se planificaron 75 vuelos en el primer año y alrededor de un centenar en el siguiente. Afortunadamente, la implementación práctica nunca se llevó a cabo. ¡Creo que para muchas personas sería literalmente una experiencia "inolvidable" ver un avión volando por encima y luego respirar el aire que proviene directamente del núcleo abierto del reactor!