Военное обозрение

Проект бомбардировщика Convair NX2 CAMAL (США)

22

NX2 и техника для его обслуживания. 1 и 2 - тележки для транспортировки компонентов реактора; 3 - система охлаждения конструкции самолета; 4 - защищенный транспорт для персонала; 5 - транспортировщик боеприпасов с прицепом. Фото Modernmechanix.com


В пятидесятых годах американская компания Convair совместно с другими организациями прорабатывала тематику стратегических бомбардировщиков с ядерной энергоустановкой. Последним проектом такого рода, продвинувшимся достаточно далеко, стал NX2 CAMAL. В его основе лежали самые смелые идеи – лишившие проект всяких перспектив.

«Система вооружений 125»


В первой половине пятидесятых различные организации США провели массу исследований и подготовили научно-техническую базу для создания самолетов с атомными двигателями. Вскоре ВВС запустили разработку такой техники, использующей накопленный опыт. Так, в начале 1955 г. стартовала тема Weapon System 125A High Performance Nuclear Powered Aircraft («Самолет с ядерной энергоустановкой и высокими характеристиками»).

Главным подрядчиком по WS-125A стала компания Convair. Она отвечала за общую координацию проекта и за создание планера с общесамолетными системами. Разработку ядерных двигателей поручили General Electric. В дальнейшем к работам по силовой установке привлекли Pratt & Whitney.

Уже в сентябре 1955 г. Компания Convair начала испытания летающей лаборатории NB-36H, показавшие принципиальную возможность размещения и применения реактора на самолете. В начале следующего года GE приступила к тестированию ранних опытных образцов двигателя для WS-125A.


Компоновка последней версии NX2. Схема из документации Convair

Несмотря на хороший темп работ и ожидаемые выдающиеся результаты, заказчик достаточно быстро разочаровался в теме WS-125A. Уже в 1956 г. ВВС посчитали атомный бомбардировщик бесперспективным. К тому времени стало ясно, что самолет получается слишком сложным и чрезвычайно опасным – выигрыш в летно-технических характеристиках не оправдывал траты и риски. Впрочем, программу не остановили. Работы продолжились с целью накопления опыта и поиска новых решений.

Проект CAMAL


На фирме Convair проект перспективного самолета получил рабочее обозначение NX2. Также использовалось название CAMAL (Continuous Airborne Missile Air Launcher – «Ракетоносец для продолжительных миссий»).

Процесс предварительных исследований, оценок и поисков продолжался несколько лет. Только к 1960 г. удалось сформировать окончательный общий облик будущего NX2. На этом этапе предлагалось строительство самолета схемы «утка» со стреловидным крылом и передним горизонтальным оперением. В связи с применением особой силовой установки пришлось предусмотреть массу характерных нововведений в сфере компоновки, биологической защиты и т.д.

Финальный вариант планера имел фюзеляж большого удлинения, в центральной и хвостовой части дополненный боковыми гондолами с воздухозаборниками. От гондол отходил центроплан стреловидного крыла. Крыло получило «зуб» в центральной части передней кромки. По задней кромке проходила развитая механизация. Законцовки выполнили в виде крупных килей с рулями направления. Также предусматривалось трапециевидное ПГО с рулями.

Проект бомбардировщика Convair NX2 CAMAL (США)

Один из двигателей разработки General Electric. Такое изделие испытывалось на стенде HTRE-3. Фото US Goverment

Одной из мер защиты экипажа от радиации являлось максимальное разнесение кабины и энергоустановки. Реакторы предлагалось помещать в хвосте фюзеляжа. Непосредственно рядом с ними помещались элементы защиты. Прочие экраны располагались рядом с кабиной или в других частях планера, прикрывая людей и чувствительную аппаратуру.

Атомные двигатели


General Electric и Pratt & Whitney предложили для использования на NX2 несколько вариантов силовой установки разной конструкции с отличающимися возможностями. Любопытно, что эти двигатели рассматривались не только в контексте программы CAMAL. Такие изделия или их модификации могли найти применение на других самолетах.

Проект от GE под обозначением X211 предлагал двигатель открытого цикла, объединяющий реактор XMA-1A и систему с двумя компрессорами и двумя турбинами. Воздух от компрессора должен был поступать прямо в активную зону, нагреваться до 980°C и выходить через турбину и сопловой аппарат. Такая конструкция, по расчетам, позволяла получить максимальную тягу при минимальных размерах.

В P&W прорабатывали два проекта – X287 и X291. Они предлагали более сложный двигатель закрытого типа. В нем передача тепла от реактора к воздуху обеспечивалась промежуточной системой с жидким металлическим теплоносителем. Такой двигатель был сложнее, но безопаснее для окружающей среды.


Макет самолета в аэродинамической трубе, 1960 г. Фото NASA

По расчетам, двигатель X211 мог обеспечивать тягу ок. 6,1 т. Наличие форсажной камеры традиционной конструкции позволяло довести тягу до 7,85 т. Конкурирующий «закрытый» двигатель должен был показывать близкие технические характеристики при большей безопасности.

При разработке ядерных двигателей пришлось решать специфические проблемы. Реактор и другие агрегаты должны были отличаться малыми размерами и массой. Также следовало защитить реактор от перегрева, а окружающие конструкции от негативного влияния излишнего тепла и излучения. Следовало предусмотреть процедуры по обслуживанию двигателей и самолета в целом.

По мере проработки самолета NX2 облик силовой установки менялся. Появлялись и убирались двигатели на крыле; изменялось число сопел в хвосте фюзеляжа. В последней версии проекта остановились на двух ядерных двигателях, каждый из которых включал один реактор и два газотурбинных агрегата.

Желаемые характеристики


Проект последней версии предлагал строительство самолета длиной 50 м с крылом размахом 40 м. По расчетам, NX2 мог бы летать со скоростью до 950-970 км/ч на высотах до 12 км. Также можно было бы прорывать ПВО на малой высоте. Продолжительность полета могла бы превышать 24 ч, дальность – не менее 20-22 тыс. км. Полет продолжительностью в сутки требовал ок. 300 г ядерного топлива.


То же изделие с другого ракурса. Фото NASA

Для размещения вооружений предусматривался крупный внутренний грузоотсек и подвески под крылом. Самолет мог бы нести современные и перспективные бомбы и ракеты, прежде всего стратегического назначения. Отмечалось, что за счет принципиально новой силовой установки, не нуждающейся в большом запасе топлива, можно значительно повысить боевую нагрузку. На «традиционных» самолетах этот параметр составлял не более 10% от взлетной массы, а на атомном NX2 планировалось получить до 25%.

Испытания компонентов


Окончательный облик всех основных компонентов перспективного бомбардировщика был определен к началу шестидесятых годов. Так, в 1960 г. в NASA провели продувку моделей в аэродинамической трубе и внесли предложения по совершенствованию планера. В частности, была подтверждена необходимость использования переднего горизонтального оперения.

К этому времени были начаты испытания перспективных ядерных реактивных двигателей. Национальная лаборатория Айдахо на объекте EBR-1 построила два стенда, HTRE-1 и HTRE-3 для испытаний двигателей от GE. С изделием от P&W работала Ок-Риджская лаборатория. Эксперименты на нескольких стендах не заняли много времени, и к началу шестидесятых в распоряжении Convair и смежных организаций были все необходимые данные по двигателям.

Финал проекта


В 1960-61 гг. головной подрядчик в лице Convair продолжал проработку и совершенствование самолета NX2 CAMAL, а смежники занимались улучшением энергоустановок и разработкой других изделий. В ближайшее время материалы по проекту планировалось представить заказчику для оценки. Еще сохранялся шанс на то, что ВВС изменят свое мнение и решат продолжить проект. В таком случае в течение нескольких следующих лет мог появиться опытный бомбардировщик – а вслед за ним следовало ожидать и принятие на вооружение.


Стенды HTRE для испытания двигателей в качестве памятников самим себе. Фото Wikimedia Commons

Однако ВВС не передумали. Проект атомного бомбардировщика WS-125A / CAMAL получался слишком сложным, дорогим и опасным. На работы ушла уже крупная сумма, но проект еще не был готов, а для его завершения требовались новые траты и неопределенное время. Оставались нерешенными вопросы безопасности, как в ходе нормальной эксплуатации, так и при авариях.

В целом проект NX2 имел те же проблемы, что и все остальные разработки в области атомной авиации. Дальнейшее развитие этого направления посчитали нецелесообразным, и в марте 1961 г. решением президента все работы были остановлены. 15 лет активных исследований и затраты на уровне 1 млрд. долл не дали никакого реального результата. ВВС решили отказаться от атомных бомбардировщиков.

К моменту прекращения работ бомбардировщик Convair NX2 существовал только в виде чертежей и моделей для продувки. Также были выполнены макеты отдельных агрегатов. Разработка двигателей продвинулась дальше – их успели испытать на стенде. Позже опытные двигатели от General Electric частично разобрали и дезактивировали. Сейчас два стенда HTRE являются памятниками самим себе и находятся на парковке при EBR-1.

Американская программа разработки атомных самолетов в целом и проект WS-125A в частности не привели к кардинальному обновлению парка ВВС США. Однако они позволили накопить большой объем данных и наработать важнейший опыт. А также сделать правильные выводы и вовремя закрыть бесперспективное направление, застраховав себя от лишних расходов, эксплуатационных проблем и экологически катастроф.
Автор:
22 комментария
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо зарегистрироваться.

Уже зарегистрированы? Войти

  1. Вождь краснокожих
    Вождь краснокожих 8 августа 2020 07:13 Новый
    +4
    Когда первые реакторы дали положительный эффект, наступила какая то ядерная эйфория, что ли?
    Каких только предположений не выдвигали простые обыватели.
    Вплоть до того, что геологи будут уходить в тайгу, неся в отдельном рюкзаке миниреактор!
    Никто не задумывался о технических проблем аз, а главное - защите!
    Лишь инженеры понимали, что все не так уж просто.
    1. Zaurbek
      Zaurbek 8 августа 2020 08:31 Новый
      +3
      Ну вот ракета полетела крылатая ракета неограниченной дальности....
      1. FireLake
        FireLake 8 августа 2020 13:12 Новый
        +2
        Когда полетела? Куда полетела? На какую дальность испытания? Какая полезная нагрузка? Какой выхлоп?
        1. Zaurbek
          Zaurbek 8 августа 2020 18:13 Новый
          +1
          Если я вам все знал бы рассказал....не знаю, кому дали бы больше. ВВП сказал "полетела" .
          1. FireLake
            FireLake 10 августа 2020 18:29 Новый
            +1
            С большой долей вероятности этой ракеты нет
    2. Sancho_SP
      Sancho_SP 8 августа 2020 08:56 Новый
      0
      А; собственно, что не так? Просто ещё не решены эти проблемы, но это не значит, что компактные ядерные установки не нужны и, тем более, невозможны.
      1. Narak-zempo
        Narak-zempo 10 августа 2020 19:10 Новый
        0
        Цитата: Sancho_SP
        А; собственно, что не так? Просто ещё не решены эти проблемы, но это не значит, что компактные ядерные установки не нужны и, тем более, невозможны.

        Вы слишком верите в людей.
        Тут многим не то что реактор - спички давать страшно, чтоб спьяну соседей не пожгли.
        А подумаешь, сколько идиотов за рулём...
        Вокруг стационарного реактора ещё можно три кольца охраны поставить, чтоб дoлбoдятел какой не добрался (и то не всегда помогает, потому что такой Дятлов может среди персонала оказаться). А уж мобильный точно рано или поздно идиоту в руки попадёт.
        1. Sancho_SP
          Sancho_SP 10 августа 2020 22:46 Новый
          0
          По 2-3 тонны металла, движущегося со скоростью выше 200 км/ч, дают в руки почти всем. И ничего, в пределах допустимого.

          Так и тут, нужен будет баланс между безопасностью системы и доступности для рядовых граждан. Но это не отменяет того, что технология такая может быть создана.
          1. Narak-zempo
            Narak-zempo 10 августа 2020 23:12 Новый
            0
            Цитата: Sancho_SP
            По 2-3 тонны металла, движущегося со скоростью выше 200 км/ч, дают в руки почти всем. И ничего, в пределах допустимого

            Идиoт за рулём легковушки может максимум с десяток фрагов собрать при большой удаче. Но это не приведёт к заражению территории или попаданию радиоактивных материалов в руки террористов.
  2. Оператор
    Оператор 8 августа 2020 11:56 Новый
    -10
    Ядерный турбореактивный двигатель открытой схемы X211, где воздух проходил через реактор, был отвергнут из-за резкого колебания скорости ядерной реакции при прохождении через активную зону воздуха с разной степенью влажности и запыленности (реактор выходил в разнос).

    Ядерные турбореактивные двигатели закрытой схемы X287 и X291 с металлическим теплоносителем и теплообменником металл/воздух в камере нагрева ТРД, не подошли по удельной тяге (весу двигателей).

    Сейчас в авиации рулит ядерный прямоточный воздушно-реактивный двигатель (без излишних турбины и компрессора) КР "Буревестник" с металлическим теплоносителем и теплообменником в камере нагрева ПВРД.

    Иными словами российские двигателестроители уделали американских по всем статьям.
    1. dauria
      dauria 8 августа 2020 13:21 Новый
      +3
      Иными словами российские двигателестроители уделали американских по всем статьям.


      Прямоточку и американцы испытывали. ПВРД "Плутон" .Ракете подойдёт - разогнали пинком и пусть пилит на одном режиме .С самолётом же беда . От нуля до дозвуковых режимов крайне неэффективен - рабочее тело надо с собой таскать для разгона. Хоть воздух, хоть чистый азот. Через заборник не получишь нужной массы.
      Никто никого не уделал. Просто мир переступил ещё одну моральную черту .После Ипра и Хиросимы. Что дальше ? Свести астероид с орбиты и направить к Земле - так не доставайся же ты никому...
      1. Оператор
        Оператор 8 августа 2020 13:56 Новый
        -7
        ПВРД "Плутона" работал по открытой схеме - в качестве теплоносителя ядерного реактора использовался воздух (проходящий через активную зону), он же рабочее тело ПВРД. Водяной пар воздуха переменной влажности приводил к разгону реактора до стадии теплового взрыва. Радиоактивированная воздушная пыль выбрасывалась в атмосферу.

        ПВРД "Буревестника" работает по закрытой схеме - в качестве теплоносителя используется жидкий металл, нагревающий воздух в ПВРД (в результате чего воздух не проходит через активную зону реактора).

        "Буревестник" в отличии от "Плутона" не только летает без риска взрыва реактора, но и в угрожаемый период может барражировать в воздухе над своими зонами ПВО (в арктической зоне) практически неограниченное время без радиоактивного заражения атмосферы и поверхности . Что-то типа ПГРК "Ярс", только на скорости 2000 км/ч.
        1. dauria
          dauria 8 августа 2020 15:01 Новый
          +2
          практически неограниченное время без радиоактивного заражения атмосферы

          На это плевать "в угрожаемый период". Одноразовый однорежимный не применим на самолёте. Американцы наверняка в состоянии сделать такой. Вопрос целесообразности. Идея была - обход ПРО с незащищенного направления.
          Американцам это не нужно. Они обложили базами и нас, и Китай со всех направлений. Дальность полёта и неограниченное время ? Плевать, химические ( даже твердотопливные ) ракеты решают этот вопрос за 30 минут с материка на материк. Осталась возможность маневрирования - аэробаллистические блоки тоже умеют это делать. А выход из договора СНВ вообще сводит к нулю все ПРО.
          Зачем им лепить такой ядерный ПВРД ?
          Да, мы создали.. да, американцы задумались. Но свой лепить не станут. Им он ни к чему. По крайней мере такой.
          1. Оператор
            Оператор 8 августа 2020 15:15 Новый
            -4
            Угрожаемый период по определению может кончиться не только войной, потому на радиоактивное загрязнение своего воздуха, воды и почвы никому не плевать.

            Мало ли какие идеи (не подкрепленные техникой) были у американцев, главное, что наша идея воздушного ПГРК (подкрепленная "Буревестником) успешно реализуется.

            Угрожаемый период имеет один недостаток - никто не может точно определить его начало. Потому можно запустить барражировать "Буревестники" сразу с момента постановки на вооружение - нехай летают, а афроамериканцы пусть кусают локти со своими стратегическими бомбардировщиками, дежурящими на земле.
            1. bk0010
              bk0010 8 августа 2020 22:56 Новый
              +2
              Цитата: Оператор
              Потому можно запустить барражировать "Буревестники" сразу с момента постановки на вооружение - нехай летают
              Если бы можно было "нехай летать", то сделали бы не крылатую ракету с атомным двигателем, а носитель-БПЛА с обычными крылатыми ракетами. Реактор малоресурсный (на неделю работы, вроде).
              1. Оператор
                Оператор 9 августа 2020 13:11 Новый
                -4
                Зачем делать прокладку - носитель (уничтожение которого ведет к ущербу в n-ое количество ракет), когда можно сделать много-много автономных ракет неограниченной дальности.

                И с технической точки зрения: габариты, масса и мощность ядерного реактора КР "Буревестник" (одинакового с ядерным реактором НПА "Посейдон") позволяют сделать не носитель, а только ракету со сверхзвуковой скоростью полета - с целью работоспособности ПВРД.

                Ресурс реактора "Буревестника"/"Посейдона" явным образом составляет нескольких лет. Вполне возможно приводнять "Буревестник" после мирного окончания угрожаемого периода с заменой алюминиевого планера и новой постановкой ракеты на боевое дежурство.
                1. bk0010
                  bk0010 9 августа 2020 13:17 Новый
                  +2
                  Цитата: Оператор
                  Зачем делать прокладку - носитель (уничтожение которого ведет к ущербу в n-ое количество ракет), когда можно сделать много-много автономных ракет неограниченной дальности.
                  Чтобы она могла сесть для техобслуживания. "Много-много" - резинка лопнет: ядерные реакторы вещь недешевая.
                  Цитата: Оператор
                  Ресурс реактора "Буревестника"/"Посейдона" явным образом составляет нескольких лет.
                  Ссылочку можно? Если это правда, то мы на пороге технической революции. Корабли и тепловозы будут работать только на таких реакторах.
                  1. Оператор
                    Оператор 9 августа 2020 13:35 Новый
                    -5
                    Весь цимес "Буревестников" - неограниченная дальность в военных условиях плюс неограниченное время барражирования в угрожаемый период (с целью недопущения нанесения контрсилового удара со стороны противника).

                    Как вы себе представляете малоресурсный ядерный реактор? laughing

                    Ядерный реактор "Буревестника"/"Посейдона" требует радиационной защиты - в случае КР/НПА бортовой аппаратуры и боевой части. У "Буревестника"/ "Посейдона" защита т.н. теневая - переборка, блокирующая поток нейтронов в направлении носовой оконечности корпуса. Поэтому реактор с такой защитой может быть установлен только на подводной лодке, где вода блокирует излучение с остальных направлений. Попытка установить подобный реактор на надводном судне или тепловозе потребует установки защиты со всех сторон, что кратно увеличит массо-габаритные характеристики.

                    Следующим местом установки данной ЯСУ с теневой защитой с большой степенью вероятности является малотоннажная АПЛ с водоизмещением 1000 тонн, размерами 50х5 метров, подводной скоростью 30 узлов и вооружением из 20 торпед и крылатых ракет - типа мини"Лиры" в современном исполнении.
                    1. bk0010
                      bk0010 9 августа 2020 13:47 Новый
                      0
                      Цитата: Оператор
                      Как вы себе представляете малоресурсный ядерный реактор?
                      Что смешного? Реактор Посейдона рассчитан на неделю работы, потом сломается. Иначе зачем ему носитель?
                      Цитата: Оператор
                      что кратно увеличит массо-габаритные характеристики.
                      Эта штука умещается на крылатой ракете. Пусть хоть впятеро масса и размеры вырастут, все равно всюду влезет.
                      1. Оператор
                        Оператор 9 августа 2020 14:05 Новый
                        -2
                        Ресурс реактора измеряется стойкостью оболочек твэлов, современные материалы углерод и карбид кремния обеспечивают стойкость против нейтронов порядка 5 лет.

                        Собственно реактор "Буревестника"/"Посейдона" с электрической мощностью 10 МВТ имеет габариты менее метра за счет быстрых нейтронов и 40% обогащения урана. Проблема его установки (даже с круговой защитой) на тепловозе или на надводном плавсредстве в другом - террористической опасности.
    2. Narak-zempo
      Narak-zempo 10 августа 2020 19:07 Новый
      +1
      Цитата: Оператор
      Иными словами российские двигателестроители уделали американских по всем статьям.

      Росатом - это вам не Роскосмос, а Кириенко не Рогозин, порожняк не гонит.
  3. Михаил Захаров
    Михаил Захаров 9 августа 2020 01:46 Новый
    0
    все эти летающие Чернобыли не имеют смысла только деньги на ветер