Летом 1961 года над казахстанскими степями летел обычный с виду стратегический бомбардировщик Ту-95. Четыре турбовинтовых двигателя, характерный вой и треск. Всё как обычно.
Необычным было то, что в среднем отсеке самолёта тихо работал ядерный реактор. Приборы фиксировали излучение, учёные записывали показания, лётчики периодически поглядывали на дозиметры. С мая по август самолёт выполнил 34 полёта: часть с работающим реактором, часть с холодным, для контроля.
Программу закрыли не потому, что что-то пошло не так. Её закрыли потому, что ракеты оказались лучше.
Зачем вообще нужен самолёт с реактором
В начале 1950-х логика была простой и убедительной: ядерный реактор не расходует керосин. Стратегический бомбардировщик с атомной силовой установкой мог теоретически находиться в воздухе практически неограниченно: летать над Северным полюсом, барражировать у границ противника, ждать приказа сутками и неделями.
Расстояние от баз в СССР до целей в США по полярному маршруту составляет около 8000 км. Обычному бомбардировщику для такого перелёта с возвратом нужны дозаправщики или промежуточные базы. Атомный самолёт снимал эту проблему.
Это казалось не более экзотичным, чем атомные подводные лодки: и то и другое давало практически неограниченный радиус действия. Подлодки уже строились. Почему не самолёт?
В сентябре 1955 года Совет Министров СССР поставил задачу двум конструкторским бюро. ОКБ Туполева получило приказ создать летающую атомную лабораторию на базе Ту-95. ОКБ Мясищева получило приказ разработать сверхзвуковой стратегический бомбардировщик с ядерной силовой установкой.
Началась история советского атомолёта.
Два пути: открытый и закрытый цикл
Советские инженеры с самого начала столкнулись с ключевым выбором: как именно реактор нагревает воздух в двигателях?
Первый вариант: открытый цикл. Воздух проходит прямо через реактор, нагревается и вылетает из сопел. Максимальная тяга, простая конструкция. Единственный изъян: выхлоп реактора радиоактивен. Самолёт оставляет за собой радиоактивный след шириной в десятки километров.
Второй вариант: закрытый цикл. Реактор нагревает не воздух, а теплоноситель: жидкий натрий или литий. Теплоноситель отдаёт тепло воздуху через теплообменник. Выхлоп чистый. Но дополнительный контур резко увеличивает массу установки.
ОКБ Мясищева выбрало открытый цикл.
М-60: самолёт-призрак Мясищева
Проект М-60 был концептуально дерзким. Сверхзвуковой стратегический бомбардировщик, четыре ядерных турбореактивных двигателя в хвостовой части, крейсерская скорость 3000–3200 км/ч, высота полёта 18–20 километров, дальность более 25 000 км.
Проблема обнаружилась сразу: даже размещение реактора в хвосте самолёта вынуждало укрывать пилотов в толстую свинцовую капсулу. Кабины в обычном смысле не было бы: только глухой бункер без иллюминаторов. Управление самолётом только по приборам и через перископ. Посадка: сложнейшая задача даже в штатных условиях.
И это не решало главной проблемы: на аэродроме реактор открытого цикла заражал бы всё вокруг. Обслуживание самолёта превращалось в работу в зоне радиационной опасности.
М-60 за рамки расчётов не вышел. Следующая версия, М-30, перешла на закрытый цикл с жидкометаллическим теплоносителем. Её закрыли в конце 1960 года: масса установки оказывалась неподъёмной.
Интересно, что спустя десятилетия именно ОКБ Туполева всё же создало машину, которая стала символом советской стратегической авиации уже без всякой ядерной экзотики. И речь не только о скорости или дальности: многие авиационные инженеры до сих пор считают, что по совокупности характеристик Ту-160 остаётся уникальным самолётом даже сегодня. Мы подробно разбирали это в статье: «Белый лебедь»: почему Ту-160 остаётся самым мощным боевым самолётом в мире уже сорок лет и никто не смог его повторить.
Если вам интересны такие истории о советских технологиях, которые дошли до испытаний, но не дошли до серии, подписывайтесь на наш закрытый MAX-канал ОКБ «Прорыв»: там именно это выходит регулярно.
Ту-95ЛАЛ: единственный реально летавший
Пока Мясищев проектировал сверхзвуковые машины, ОКБ Туполева действовало прагматично.
В 1958 году на семипалатинском полигоне запустили наземный стенд: ядерный реактор, установленный на земле, на котором отрабатывали защиту и системы управления. В 1961 году серийный Ту-95 переоборудовали: сняли всё вооружение, в среднем грузоотсеке установили компактный ядерный реактор тепловой мощностью 100 кВт на гидравлических подъёмниках для удобства обслуживания. Экипаж отделяла свинцовая перегородка толщиной 15 см.
Это была летающая лаборатория, а не боевой самолёт. Реактор не приводил двигатели в действие: он просто работал, а учёные изучали, как излучение распространяется по конструкции, какой защиты достаточно, где возникают опасные зоны.
С мая по август 1961 года самолёт совершил 34 полёта: часть с работающим реактором, часть с холодным: для того чтобы вычленить вклад именно реактора в показания дозиметров. Испытаниями руководил учёный Пономарёв-Степной.
Выводы были трезвыми. Биологическая защита работала: экипаж не получал опасных доз. Но она была громоздкой и тяжёлой: для боевого самолёта, где каждый килограмм стоит дальности, неприемлемой. Нужны были новые материалы.
Следующий шаг: Ту-119 с работающими атомными двигателями
Данные, полученные на Ту-95ЛАЛ, позволили туполевцам спроектировать следующий шаг: Ту-119.
Замысел был разумным. Не строить принципиально новую машину, а переоснастить проверенный Ту-95. Два из четырёх двигателей заменялись на НК-14А: модификацию двигателя Кузнецова с теплообменником, позволявшим работать от ядерного реактора по закрытой схеме. Два оставшихся двигателя сохраняли возможность работы на керосине: для взлёта, посадки и аварийных ситуаций.
В крейсерском режиме атомные двигатели брали на себя основную тягу. Машина могла барражировать практически без ограничения по времени.
До постройки прототипа Ту-119 дело не дошло.
Почему закрыли: не провал, а выбор
Ответ прямой: в то же время в СССР развёртывались программы строительства ядерных подводных ракетоносцев и межконтинентальных баллистических ракет.
МБР доставляла заряд за 30 минут, не нуждалась в экипаже, аэродроме или защитной капсуле. Стоила дешевле.
Атомный самолёт давал одно преимущество: неограниченное время в воздухе. Но подводные ракетоносцы закрывали то же требование: они тоже постоянно двигались и их местонахождение оставалось неизвестным.
Программу закрыли не потому, что она не работала. Её закрыли потому, что решение было найдено другим путём. Американцы приняли то же решение примерно в то же время.
Что осталось
Ту-95ЛАЛ был разобран. Документация осела в архивах. Опыт не пропал: часть наработок перешла в другие программы.
Сама идея время от времени возвращается. В 2018 году Россия объявила о разработке крылатой ракеты «Буревестник» с ядерным двигателем. По сути, возврат к концепции открытого цикла: только без экипажа. Беспилотная ракета с ядерным реактором не требует защиты людей и может лететь практически неограниченно, меняя курс непредсказуемо.
Проблема радиоактивного выхлопа при этом никуда не исчезает. Но для беспилотной ракеты это уже вопрос политический, а не технический.
Круг замкнулся через шесть десятилетий.
Как думаете: ядерный двигатель на пилотируемом самолёте — это технологический тупик, от которого отказались заслуженно, или проект, который мог бы получить развитие, не будь ракетного приоритета? И насколько оправданно возвращение к этой концепции в беспилотном варианте сейчас? Пишите в комментариях.