В конце 1940-х — начале 1950-х годов Советский Союз начал исследования в области разработки ядерных реакторов в качестве источника энергии. Работа велась в институте под руководством академика И. В. Курчатова, и довольно скоро в список возможных потребителей ядерных энергетических установок была включена авиация. В Институте возможности и проблемы создания авиации с ядерным двигателем изучала группа под руководством другого академика, А. П. Александрова. 12 августа 1955 года Совет Министров СССР издал постановление, предписывающее некоторым подразделениям авиационной промышленности присоединиться к этим исследованиям.
В результате конструкторские бюро под руководством Андрея Туполева и Владимира Мясищева занялись разработкой и производством нескольких моделей самолетов, предназначенных для работы на атомной энергии, а конструкторским бюро Н. Д. Кузнецова и А. М. Люльки было поручено разработать двигатели для этих самолетов. Эти силовые установки должны были использовать энергию ядерного реактора вместо камер сгорания реактивного двигателя. Если бы такой самолет удалось создать, это открыло бы возможность для создания боевых систем, продолжительность и дальность полета которых ограничивались бы только выносливостью экипажа.
Рассматривалось несколько альтернативных ядерных энергетических установок на основе прямоточных, турбореактивных или турбовинтовых двигателей с различными схемами передачи вырабатываемой ядерной тепловой энергии. Также оценивались несколько типов реакторов и систем охлаждения, а также различные типы защитного экранирования для экипажа самолета.
Применение в авиации, конечно, создавало дополнительные проблемы по сравнению с использованием на кораблях, не в последнюю очередь из-за необходимости снижать вес, поэтому задача сделать ядерную энергию пригодной для использования в самолётах была непростой.
Американцы также внимательно изучали идею бомбардировщиков с неограниченной дальностью полета, оснащенных ядерными двигателями. Одним из ключевых открытий стало то, что первые ядерные силовые установки обеспечивали очень большую дальность полета, но их мощности не хватало, чтобы разогнать большой самолет до скорости, превышающей скорость звука. В 1954 году компания Boeing предложила решение, которое позволило бы увеличить скорость, пусть и на короткое время, — добавить пару обычных реактивных двигателей, которые в то время назывались «химическими двигателями».
Для поддержки исследований планировалось переоборудовать два бомбардировщика Convair B-36H в исследовательские самолёты X-6 с ядерным реактором, а третий B-36H должен был стать летающей лабораторией NB-36H. Последний самолет, хотя и с обычным двигателем, должен был подняться в воздух с экспериментальным реактором, чтобы выяснить, какая степень защиты потребуется для успешной реализации этой концепции. В итоге NB-36H стал единственным самолетом в рамках программы, поднявшимся в воздух (в период с 1955 по 1957 год). Из-за трудностей, связанных с реализацией этой концепции, и огромных затрат вся программа была свернута в 1961 году.
Конструкторское бюро Туполева в сотрудничестве с другими учреждениями и предприятиями, специализирующимися в области ядерной энергетики, разработало долгосрочную программу (рассчитанную на два десятилетия) по проектированию, разработке и совершенствованию тяжелых боевых самолетов с ядерными силовыми установками. Предполагалось, что в конечном итоге эта программа приведет к созданию дозвуковых и сверхзвуковых военных самолетов в 1970–1980-х годах, которые будут выполнять весь спектр задач, стоящих перед военно-воздушными силами Советского Союза. Для начала планировалось построить наземный испытательный стенд специально для тестирования ядерных авиационных энергетических установок.
Впоследствии аналогичная силовая установка была установлена на летающем испытательном стенде, который использовался для изучения особенностей и проблем, связанных с эксплуатацией ядерного реактора на борту самолета, а также для совершенствования радиационной защиты экипажа и оборудования. 28 марта 1956 года Совет Министров СССР издал новое постановление, предписывавшее Туполеву начать работу над созданием этого летающего испытательного стенда на базе бомбардировщика Ту-95М.
Инженерные работы, необходимые для сборки наземного испытательного стенда и установки реактора на самолет, выполнялись филиалом конструкторского бюро Туполева в Томилино под руководством И. Ф. Незвала. Радиационная защита как испытательного стенда, так и летающего испытательного образца, получившего обозначение Ту-95ЛАЛ (LAL = Letaiouchaia Atomiaia Laboratoriia, или «летающая атомная лаборатория»), была изготовлена с использованием материалов, которые были совершенно новыми для авиационной промышленности. Вместе с ними появились новые производственные процессы и связанные с ними технологии, но с этой задачей успешно справился отдел неметаллических материалов бюро под руководством А. С. Файнштейна. Новые экранирующие материалы и детали планера, изготовленные из этих материалов, были произведены при участии специалистов химической промышленности Советского Союза, а затем проверены инженерами-ядерщиками. Со временем детали были доведены до приемлемого качества.
В 1958 году наземный испытательный стенд был готов и перевезен на испытательный полигон под Семипалатинском. В то же время была подготовлена ядерная силовая установка для летных испытаний. В первой половине 1958 года был создан наземный реактор. Был достигнут необходимый уровень мощности реактора, что открыло путь к программе лётных испытаний.
После установки экспериментальной силовой установки Ту-95ЛАЛ совершил в общей сложности 34 исследовательских полёта в период с мая по август 1961 года. Полёты выполнялись как с работающим, так и с выключенным реактором. Основная задача состояла в том, чтобы проверить эффективность радиационной защиты. Экипаж самолета и ученые находились в передней герметичной кабине, а датчик, установленный в этой кабине, регистрировал уровень излучения. Результаты показали, что уровень защиты был достаточным, что позволило конструкторским бюро приступить к разработке совершенно новых самолетов с ядерными силовыми установками.
Продолжение следует…