Літак з атомним двигуном (8 фотографій)
У 1950-ті роки. в СРСР, на відміну від США, створення атомного бомбардувальника сприймалося не просто як бажане, нехай навіть дуже, але як життєво необхідне завдання. Це ставлення сформувалося серед вищого керівництва армії та військово-промислового комплексу внаслідок усвідомлення двох обставин.
По-перше, величезної, переважної переваги Штатів з погляду самої можливості атомного бомбардування території потенційного супротивника. Діючи з десятків військово-повітряних баз у Європі, на Близькому та Далекому Сході, літаки США, навіть маючи дальність польоту всього 5-10 тис. км, могли досягти будь-якої точки СРСР і повернутися назад. Радянські бомбардувальники змушені були працювати з аеродромів на власній території, і для аналогічного рейду на США мали подолати 15-20 тис. км. Літаків з такою дальністю в СРСР не було взагалі. Перші радянські стратегічні бомбери М-4 і Ту-95 могли «накрити» лише північ США і порівняно невеликі ділянки обох узбереж. Але навіть цих машин у 1957 р. налічувалося всього 22. А кількість американських літаків, здатних завдавати ударів по СРСР, досягла на той час 1800! Причому це були першокласні бомбардувальники-носії атомної зброї В-52, В-36, В-47, а за кілька років до них приєдналися надзвукові В-58.
По-друге, завдання створення реактивного бомбардувальника необхідної дальності польоту зі звичайною силовою установкою у 1950-ті роки. уявлялася непереборно складною. Тим більше надзвукового, потреба в якому диктувалася стрімким розвитком засобів ППО. Польоти першого в СРСР надзвукового стратегічного носія М-50 показали, що з вантажем 3-5 т навіть за двох дозаправок у повітрі його дальність ледве може досягти 15000 км. Але як дозаправлятися на надзвуковій швидкості, та й до того ж, над територією противника, відповісти не міг ніхто. Необхідність дозаправок значно знижувала ймовірність виконання бойового завдання, а крім того, такий політ вимагав величезної кількості палива – у сумі понад 500 т для літаків, що заправляють і заправляють. Тобто лише за один виліт полк бомбардувальників міг витратити понад 10 тис. т гасу! Навіть просте накопичення таких запасів палива виростало у величезну проблему, не кажучи вже про безпечне зберігання та захист від можливих ударів із повітря.
У той самий час, країни існувала потужна науково-виробнича база на вирішення різних завдань застосування ядерної енергії. Свій початок вона брала від Лабораторії № 2 Академії наук СРСР, організованої під керівництвом І.В.Курчатова в розпал Великої Вітчизняної війни - у квітні 1943 р. Спочатку головним завданням вчених-ядерників було створення уранової бомби, проте потім почався активний пошук інших можливостей використання нового виду енергії У березні 1947 р. – лише на рік пізніше, ніж у США – у СРСР вперше на державному рівні (на засіданні Науково-технічної ради Першого головного управління при Раді Міністрів) порушили проблему використання тепла ядерних реакцій в енергосилових установках. Рада прийняла рішення розпочати систематичні дослідження в цьому напрямку з метою розробки наукових засад отримання за допомогою розподілу ядер електроенергії, а також приведення в рух кораблів, підводних човнів та літаків.
Однак, щоб ідея пробила собі дорогу, знадобилося ще три роки. За цей час встигли піднятися в небо перші М-4 і Ту-95, у Підмосков'ї почала працювати перша в світі атомна електростанція, почалося будівництво першого радянського атомного підводного човна. Наша агентура в США почала передавати відомості про масштабні роботи зі створення атомного бомбардувальника. Ці дані сприймалися як доказ перспективності нового виду енергії для авіації. Нарешті, 12 серпня 1955 р. вийшла Постанова Ради Міністрів СРСР № 1561-868, що наказувала ряду підприємств авіаційної промисловості розпочати роботи з атомної тематики. Зокрема, ОКБ-156 А.Н.Туполєва, ОКБ-23 В.М.Мясищева та ОКБ-301 С.А.Лавочкіна повинні були зайнятися проектуванням та будівництвом літальних апаратів з ядерними силовими установками, а ОКБ-276 Н.Д. Кузнєцова та ОКБ-165 А.М.Люльки – розробкою таких СУ.
Найбільш просте в технічному відношенні завдання було поставлено перед ОКБ-301, який очолював С.А.Лавочкин – розробити експериментальну крилату ракету «375» з ядерним прямоточним повітряно-реактивним двигуном конструкції ОКБ-670 М.М.Бондарюка. Місце звичайної камери згоряння в цьому двигуні займав реактор, який працював за відкритим циклом - повітря протікало прямо крізь активну зону. За основу конструкції планера ракети було прийнято розробки по міжконтинентальній крилатій ракеті «350» із звичайним ПВРД. Незважаючи на порівняльну простоту, тема «375» не отримала скільки-небудь значного розвитку, а смерть С. А. Лавочкіна у червні 1960 р. і зовсім поставила крапку в цих роботах.
Колективу Мясищева, зайнятому тоді створенням М-50, наказувалося виконати попередній проект надзвукового бомбардувальника «зі спеціальними двигунами головного конструктора А.М.Люлька». В ОКБ тема отримала індекс "60", провідним конструктором за нею призначили Ю. Н. Труфанова. Оскільки в найзагальніших рисах рішення задачі бачилося в простому оснащенні М-50 двигунами на ядерній енергії, причому працюючими по відкритому циклу (з міркувань простоти), то вважалося, що М-60 стане першим атомним літаком в СРСР. Проте вже до середини 1956 р. з'ясувалося, що так просто завдання не вирішити. Виявилося, що машина з новою СУ має цілу низку специфічних особливостей, з якими авіаконструктори ніколи раніше не стикалися. Новизна проблем, що виникли, була настільки великою, що ніхто в ОКБ, та й у всій могутній радянській авіапромисловості навіть уявлення не мав, з якого боку підійти до їх вирішення.
Першою проблемою став захист людей від радіоактивного випромінювання. Якою вона має бути? Скільки має важити? Як забезпечити нормальне функціонування екіпажу, укладеного у непроникну товстостінну капсулу, у т.ч. огляд з робочих місць та аварійне покидання? Друга проблема – різке погіршення властивостей звичних конструкційних матеріалів, викликане потужними потоками радіації та тепла, що походять від реактора. Звідси необхідність створювати нові матеріали. Третя — необхідність розробки абсолютно нової технології експлуатації атомних літаків та спорудження відповідних авіабаз із численними підземними спорудами. Адже виявилося, що після зупинки двигуна відкритого циклу жодна людина до нього не зможе підійти ще 2-3 місяці! Отже, є необхідність у дистанційному наземному обслуговуванні літака і двигуна. Ну і, звісно, проблеми безпеки — у найширшому розумінні, особливо у разі аварії такого літака.
Усвідомлення цих та багатьох інших проблем каменю на камені не залишило від початкової ідеї використовувати планер М-50. Конструктори зосередилися на пошуку нового компонування, в рамках якого згадані проблеми представлялися вирішальними. При цьому основним критерієм вибору розташування атомної силової установки літаком було визнано максимальне її віддалення від екіпажу. Відповідно до цього був розроблений ескізний проект М-60, на якому чотири атомні ТРД розташовувалися в хвостовій частині фюзеляжу попарно в два поверхи, утворюючи єдиний ядерний відсік. Літак мав схему середньоплану з тонким вільно несучим трапецієподібним крилом і таким же горизонтальним оперенням, розташованим на вершині кіля. Ракетне та бомбове озброєння планувалося розміщувати на внутрішній підвісці. Довжина літака мала становити близько 66 м, злітна маса - перевищити 250 т, а крейсерська швидкість польоту - 3000 км/год на висоті 18000-20000 м.
Екіпаж передбачалося розмістити в глухій капсулі з потужним багатошаровим захистом із спеціальних матеріалів. Радіоактивність атмосферного повітря виключала можливість використання його для наддування кабіни та дихання. Для цих цілей довелося використовувати киснево-азотну суміш, одержувану спеціальних газифікаторах шляхом випаровування рідких газів, що знаходяться на борту. Відсутність візуального огляду мала компенсуватися перископами, телевізійним та радіолокаційним екранами, а також установкою повністю автоматичної системи керування літаком. Остання мала забезпечувати всі етапи польоту, включаючи зліт і посадку, вихід ціль тощо. Це логічно підводило до ідеї безпілотного стратегічного бомбардувальника. Однак у ВПС наполягали на пілотованому варіанті як більш надійному та гнучкому у використанні.
Ядерні турбореактивні двигуни для М-60 мали розвивати злітну тягу близько 22500 кгс. ОКБ А.М.Люльки розробляло їх у двох варіантах: «співвісної» схеми, в якій кільцевий реактор розташовувався за звичайною камерою згоряння, і крізь нього проходив вал турбокомпресора; і схеми «коромисло» - з вигнутою проточною частиною та виведенням реактора за межі валу. М'ясищевці намагалися застосувати і той, і інший тип двигуна, знаходячи в кожному їх як переваги, так і недоліки. Але головний висновок, який містився у Висновку до попереднього проекту М-60, звучав так: «…поряд із великими труднощами створення двигуна, обладнання та планера літака виникають абсолютно нові проблеми забезпечення наземної експлуатації та захисту екіпажу, населення та місцевості у разі вимушеної посадки. Ці завдання ще не вирішені. У той же час, саме можливістю вирішення цих проблем визначається доцільність створення літака, що пілотується, з атомним двигуном». Воістину пророчі слова!
Щоб перевести вирішення названих проблем у практичну площину, В.М.Мясищев почав розробку проекту лабораторії, що літає, на основі М-50, на якій один атомний двигун розміщувався б у носовій частині фюзеляжу. А з метою радикального підвищення живучості баз атомних літаків у разі початку війни було запропоновано взагалі відмовитися від використання бетонних ЗПС, а атомний бомбардувальник перетворити на надзвуковий (!) човен М-60М. Цей проект розроблявся паралельно сухопутному варіанту та зберігав із ним значну наступність. Звичайно, при цьому крило та повітрозабірники двигунів були максимально підняті над водою. Злітно-посадкові пристрої включали носову гідролижу, підфюзеляжні висувні підводні крила і поворотні поплавці бічної стійкості на кінцях крила.
Проблеми перед конструкторами стояли найскладніші, проте робота йшла, і складалося враження, що всі труднощі можна подолати в строки, значно менші, ніж підвищити дальність польоту звичайних літаків. У 1958 р. В.М.Мясищев за завданням Президії ЦК КПРС підготував доповідь «Стан та можливі перспективи стратегічної авіації», в якій однозначно стверджував: «...У зв'язку зі значною критикою проектів М-52К та М-56К [бомбардувальники на звичайному паливі, – авт.] Міністерством оборони по лінії недостатності радіусу дії таких систем, нам представляється корисним зосередити всі роботи зі стратегічним бомбардувальникам на створенні надзвукової бомбардувальної системи з атомними двигунами, що забезпечує необхідні дальності польоту для розвідки та для точкового бомбометання підвісними літаками ракетами з рухомих та нерухомих цілей».
Мясищев мав на увазі насамперед новий проект стратегічного бомбардувальника-ракетоносця з ядерною силовою установкою закритого циклу, яку проектувало ОКБ Н.Д.Кузнєцова. Цю машину він розраховував створити за 7 років. У 1959 р. для неї була обрана аеродинамічна схема "качка" з трикутними крилом і переднім оперенням значної стріловидності. Шість ядерних турбореактивних двигунів передбачалося розташувати в хвостовій частині літака та об'єднати в один або два пакети. Реактор розміщувався у фюзеляжі. Як теплоносій передбачалося використовувати рідкий метал: літій чи натрій. Двигуни мали змогу працювати і на гасі. Закритий цикл роботи СУ дозволяв зробити кабіну екіпажу вентильованою атмосферним повітрям та значно знизити вагу захисту. При злітній масі приблизно 170 т маса двигунів із теплообмінниками передбачалася 30 т, захист реактора та кабіни екіпажу 38 т, корисне навантаження 25 т. Довжина літака виходила близько 46 м при розмаху крила приблизно 27 м.
Перший політ М-30 планувався на 1966 р., проте ОКБ-23 Мясищева не встигло навіть розпочати робоче проектування. Постановою уряду ОКБ-23 Мясищева залучили до розробки багатоступінчастої балістичної ракети конструкції ОКБ-52 В. Н. Челомея, а восени 1960 ліквідували як самостійну організацію, зробивши філією №1 цього ОКБ і повністю переорієнтувавши на ракетно-косм. Таким чином, заділ ОКБ-23 по атомних літаках не був втілений у реальні конструкції.
