M-60. 원자력 기계 V.M. Myasishchev
50 년대에, 소련에서는 미국과 달리 15 천 km 이상의 범위를 가진 대륙간 폭격기의 건설은 바람직한 것만이 아니라 필수적인 과제로 인식되었습니다. 우선, 이것은 우리 영토의 원자 폭탄 투하 가능성에 대한 미국의 이점에 기인합니다. 유럽, 근해 및 극동, 미국 폭격기, 심지어 5-10 천 킬로미터의 범위에 흩어져있는 수십 개의 공군 기지에서 작전을 수행하면 소연방의 모든 지점에 도달하여 돌아올 수 있습니다. 국내 폭격기는 우리나라의 영토에만 기반을 두도록 강요 받았으며, 미국에 대한 그러한 급습으로 인해 그들은 20 천 명에 이르렀습니다. 소련에서 비슷한 범위의 항공기는 존재하지 않았다.
OKB-23에서 초음속 대륙간 폭격기 M-50을 만들기 전에 다양한 옵션에 대한 연구에 따르면 폭탄 적재량이 3-5 톤인 항공기의 최대 비행 범위는 비행 중 두 번의 급유의 경우에도 14-15을 초과하지 않는다는 사실이 밝혀졌습니다 22000km 전략적 문제를 해결하기 위해 당시 폭파 범의 범위는 25000-XNUMXkm에 달해야한다. 이 경우 전투 차량은 무료로 경로를 선택하여 가장 먼 목표물을 공격 할 수 있습니다. 초음속에서, 그러한 범위를 달성하는 것은 항공 핵연료. 이 방향으로 작업을 전개하기로 한 결정은 오래지 않았습니다.
Myasishchev는 1955의 5 월 및 9 월 정부 법령에 따라 새로운 AM 초음속 폭격기의 예비 초안을 준비 할 것을 명령 받았다. 크래들 스페셜 디자인. 다른 항공 디자인 국은 그러한 조사에 관여했다. S.A. 라보 크킨 (Lavochkin)은 직접 유동 핵 엔진을 장착 한 스톰 (Storm) 크루즈 미사일과 A.N. Tupolev는 TU-95 폭격기를 기반으로 한 원자력 연구를위한 비행 실험실을 만들었습니다.이 실험실은 1961의 비행 시험 단계로 데려 왔습니다.
OKB-23 항공기는 유망한 핵 항공기 인 PAS라는 이름을 받았다. 이 회사는 주제 M-60 (수석 디자이너 Yu.N. Trufanov)을 열고 특수 그룹 "A"(그룹 리더 G. N. Perepelitsky)를 조직하여 PAS 및 추가 수정 작업을 만들었습니다.
즉시 디자이너들은 심각한 문제에 직면했습니다. 발생하는 강력한 방사선은 완전히 새로운 또는 아직 연구 된 많은 문제를 해결할 필요성을 야기했습니다. 핵 잠수함의 작전 및 운영 경험은 그 부재로 인해 사용할 수 없었습니다. 첫 번째 소련 잠수함 K-3 "Leninsky Komsomol"은 1957 해에만 출범했습니다.
원자력 발전소 (ACS)가 장착 된 항공기에는 많은 특수 기능이있었습니다. 원자로의 방사선으로부터 승무원과 장비의 개별 단위를 보호하고 항공기 구조물에 중성자 자속을 조사하여 발생하는 물질의 활성화를 보장 할 필요가있었습니다. 방사능 수준을 낮추는 특별한 방법을 사용하지 않고 잔류 방사선을 조사한 결과 엔진이 꺼진 후 2 ~ 3 개월 동안 방사선을 유지할 수 없었습니다. 기체와 엔진의 원격 유지 보수가 필요했습니다. 항공기 시스템은 가능한 한 작동이 안정적이며 조립품과 커넥터를 건설적으로 실행하는 것으로 가정되어 가장 간단합니다. 조작자의 도움을 받아 신속하게 교체하고 점검 할 수 있습니다. 이러한 조건에서 성능과 내식성을 유지하는 구조 재료를 만드는 것이 필요했습니다. 착륙 속도가 빨라진 많은 양의 항공기는 착륙 문제에 근본적으로 새로운 해결책을 요구했습니다.
종래의 터보 제트 엔진에 비해 ACS의 현저한 정면 추력뿐만 아니라 "원자력"항공기의 일정한 질량과 힘을 보존하는 것은 13000-14000 m 위의 목표 지역에서 고도를 얻을 기회를 제공하지 못했다. 반면에, 그러한 항공기의 범위는 비행 시간과 속도 만약 최대 거리로 날아갈 때 기존의 TRD를 가진 기계가 고도에서 최적 인 하나의 비행 프로파일을 가지고 있다면, 원자력 항공기의 범위는 높이에 의존하지 않는다. 이 기능은 자동화 된 제어 시스템을 갖춘 항공기의 새로운 전술 기능을 보여 주었으며 실제 구현은 저 고도에서 네비게이션 시스템과 항공 항법 장치의 성공적인 제작에만 의존했습니다.
항공 기업 외에도 M-60 프로젝트와 항공 기업 외에도 다른 부처와 부서가 참여했습니다. 7 월 중순 1956에서 OKB-23은 예비 초안을 작성했습니다. 초안에서 공식화 된 주요 결론은 다음과 같다. ACS가 장착 된 항공기의 특징은 그 범위가 결정적인 역할을하지 못한다는 것입니다. 주된 것은 높이와 속도 다. 그 성장은 종래의 터보 제트 엔진에 비해 원자력 엔진의 정면 추력이 낮아서 복잡하다. 예를 들어, M-50 항공기 설계는 원자력 발전소가있는 항공기의 5,5-7,5 %에 대한 날개 면적의 동체와 9 엔진의 전체 횡단면의 비율이 5,8에서 4으로 감소했습니다.
동일한 이륙 전원 공급 장치를 사용하면 ACS가있는 항공기와 TRD가있는 항공기의 목표 영역 높이가 4000 m으로 줄어 듭니다. 원자력 엔진이있는 기계의 경우 발전소의 주요 특성은 추력 비 (엔진 중간 영역 관련 추력)입니다. 이 비율을 높이면 요구되는 추진력과 결과적으로 전체 발전소의 질량 (항공기의 비행 중량의 35-45 %까지)을 줄이거 나 비행 높이를 늘릴 수 있습니다.
디자인 국 AM과 함께 수행되는 엔진의 회로 및 매개 변수 분석을 기반으로 Lyulki, TsIAM 및 소련 과학 아카데미의 LIP는 대기 중 공기가 냉각수 및 작동 매체로 사용되는 "개방형"계획의 핵연료 터보 제트 엔진 (TRDA)을 선택했습니다. TRDA의 계산 된 매개 변수 : M = 2,0, 이륙 추력에 해당하는 순항 속도 - 22500 kgf.
원자력 발전소의 다양한 레이아웃을 연구 한 결과, OKB-23는 승무원 보호 및 공기 역학적 품질 향상을 위해 엔진의 꼬리 부분에 엔진을 배치하는 것이 가장 합리적이라고 결론을 내 렸습니다. M-60에서 조종실 질량은 보호 장치와 함께 비행 질량의 30 %에 도달했습니다. 그러므로 나는 2 명의 승무원에게 자신을 국한시켜야했다.
원자력 평면의 유지 보수를 위해서는 발전소의 1 차 처리장, 엔진 수리 용 고정식 조작기, 보관 및 기타 특수 시설을 포함하여 개발 된 지하 시설을 갖춘 특수 기반을 구축해야합니다. 지하 구조물은 공중 공격으로부터 보호하고 직원 및 주변 지역의 방사선 오염을 방지하기로되어있었습니다.
바람 터널에서 수행 된 많은 수의 모델에 대한 연구를 통해 다양한 공기 흡입구를 갖춘 여러 레이아웃을 고려할 수있었습니다. 승무원을 노출로부터 보호 할 필요성 때문에 기내에서 시각적으로 개요를 제공하는 것이 불가능 해져 항공기 장비에 대한 특정 요구 사항이 부과되었습니다. 이를 고려하여 M-50 프로젝트의 기초로 채택 된 M-60 항공기의 탑재 된 장비 시스템은 원자력 항공기의 특성을 충족하도록 수정되어야합니다. 항공기 개발 및 정제에 소요되는 시간을 단순화하고 단축하기 위해 Myasishchev는 원자로를 일반적인 항공 연료로 작동되는 일반적인 연소 챔버 엔진으로 교체하기 위해 테스트 첫 단계에서 필요하다고 생각했습니다.
OKB의 전문가들은 165 km 범위 이상의 18 톤의 폭탄을 25000 km / h 이상의 속도로 인도한다고 가정 한 원자력 엔진 OKB-2000을 장착 한 초음속 장거리 폭격기 프로젝트에 대한 사전 요구 사항을 만들었습니다. 결론적으로 초안은 다음과 같이 언급했다 : "예비 연구에서 발전소, 장비 및 기체 생성의 큰 어려움과 함께, 강제 착륙시 항공기의 지상 작전을 보장하고 승무원, 인구 및 지형을 보호하는 데 완전히 새로운 문제가 발생했다. 우리는 초안을 아직 풀지 않았으며, 동시에 가까운 장래에 실현 가능성을 결정하는 것은 이러한 문제를 해결하는 능력입니다. 핵 엔진 항공기. " 전문가 OKB-23은 옳았습니다. 문제의 전체적인 복잡성으로 인해 오늘날 자동화 된 제어 시스템을 갖춘 항공기를 실현할 수 없습니다.
3 월, 1957에서는 심도있게 개발되고 합리적인 초안 디자인이 준비되었습니다. 예비 요구 사항이 확인되었습니다. M-60 폭격기는 자율지도 시스템과 1500-3000 km 범위의 순항 미사일의 운반선으로 사용하기위한 것입니다. 비행기에서 내부 정학 폭탄의 가능성을 제공했습니다.
그러나 자동화 된 제어 시스템의 제작, 운전 및 유지 보수의 테스트, 지표에서의 산란 및 반사를 고려하여 원자로에서 중성자 감마선의 플럭스 및 스펙트럼의 특성을 확인했습니다. 또한 구조물의 노출 감소, 승무원 보호 (비상 사태시 구조 포함), 기존 구조 금속 및 특히 비금속 재료의 기계적 품질에 대한 방사선 영향. 이러한 조건 하에서 작업하는 신소재 제작, 특수 기지 및 원격 유지 보수 시스템 (조작기, 운송기 등)의 창설, 새로운 항법 장비의 제작, 시각 장애의 완전한 부재시 조종사 제공, 시각 장애 착륙 시스템 포함 (지면에서의 명령없이), 강한 조사 하에서 작동합니다.
"이 문제를 성공적으로 해결 한 후 원자력 엔진이 장착 된 실험용 항공기 (M-50 기반)를 제작할 필요가 있으며, 원자력 항공기에서는 자연적으로 가까운 조건에서 운동하고 수행 할 수 있습니다. 엔진, 공중 및 지상의 장비 및 항공기 제어 시스템의 성능을 테스트하고, 비행 조건에서 원자력 엔진을 테스트하고, 승무원의 생물학적 보호의 적절성을 확인하십시오. "
OKB-23은 M-50 초음속 폭격기를 사용하여 터보 제트 엔진이 장착 된 실험용 항공기를 만들 것을 제안했습니다. 레이아웃 연구는이 전략 폭격기를 실제로 사용할 가능성을 보여주었습니다.
일련의 TRD AL-7에 기초하여 개발 된 실험용 원자 엔진은 항공기의 기수에 설치되어야했습니다. 조종사는 보호 된 단일 선실에 배치되어 후방 동체에 배치되었습니다. M-50에서는 조종실과 함께 조종석이 정면 공기 흡입구와 동체 아래의 노즐이있는 핵 엔진으로 교체되었습니다.
1956에서는 특별한 회사 인 SKB-500가 발전소 건설에 참여한 ACS를 만들기 위해 설립되었습니다. 이 특별 설계 국에서는 동일한 압력을 가진 개방 회로의 원자 TRD의 두 가지 변형이 고려되었습니다. 처음에는 터보 차저 샤프트가 리액터 외부에 위치했으며,이 변종에는 "로커"라는 이름이 지정되었습니다. 두 번째 경우 터보 차저 샤프트는 반응기의 축을 따라 내부를 통과했으며, 동축이라는 이름이 붙여졌습니다.
엔진의 "동축 (coaxial)"구조는보다 작은 중간 섹션, 평면상의 더 나은 배치 및 설계의 더 단순함으로 인해보다 편리하게 인식되었습니다.
원통형 핵 열 반응기는 종단 및 방사형 반사기에 의해 경계가 정해진 활성 영역을 갖는다. 이 코어는 가열 된 공기의 통과를위한 종 방향 채널이있는 세라믹 연료 요소로부터 수집되었다.
엔진은 비행장 차량으로 발사되었습니다. 실행에 필요한 동력 - 250 HP 자율적 인 발사의 부재는 항공기에 추가 장치를 보유하는 것이 바람직하지 않은 것과 관련하여 원자 평면의 이륙은 정비를 위해 고정 된 장비를 갖춘 특수 비행장에서만 가능하다는 사실에 의해 설명되었습니다.
ACS를 장착 한 항공기의 특성에 따라 지상 처리에 대한 새로운 접근법이 필요했습니다. 초안 디자인에서 그들의 계획이 주어졌다. 그 특징 중 하나는 일상적인 유지 보수 동안 ACS에서 동체의 꼬리 부분을 격리하기 위해 항공기를 주기적으로 분해하는 것입니다.
M-60의 예비 설계에서는 주 유인물의 정교화와 함께 TRDA 및 저고도 초음속 폭격기가 장착 된 다용도 무인 항공기의 변형이 부분적으로 개발되었습니다.
무인 버전은 다음과 같은 이점을 가져 왔습니다 : 승무원 부족으로 인해 45-52에서 2-3까지의 보호의 양이 줄어들어 전력 및 비행 시간이 증가하거나, 천장이 올라가거나, 착륙 특성이 향상되거나, 유인 옵션 수준에서 비행 데이터를 유지하면서, 항공기의 크기를 크게 줄입니다. 조종실이 없다면 공기 역학이 향상 될 것입니다. 예를 들어 "날기 날개"방식을 사용하면 승무원의 방사선 피폭과 관련된 여러 가지 문제를 해결할 필요가 없습니다. 동시에이 옵션에는 설계 국 전문가가 향후 해결할 수 있다고 생각한 중요한 단점이있었습니다. 항공기의 복잡한 제어, 비행장으로의 귀환 및 반환, 특정 항공 상황에서 요구되는 기동을 제공하는 것은 극히 어려워 유인, 이륙, 착륙 및 비행장 서비스에 비해 무인 항공기의 감수성이 높아질 수 있습니다.
어떤 비행 고도에서도 PAS에 대한 사실상 무제한 범위를 확보 할 수 있었기 때문에 장거리, 저고도 초음속 폭격기를 만드는 문제를 제기 할 수있었습니다. 이 항공기의 가장 큰 장점은 적의 항공 방어에 취약하다는 것입니다.
초안에서는 이러한 가능성이 고려되었습니다. 이 경우 확인 된 주된 어려움은 주로 새로운 항해 및 항공기 안내 시스템의 생성, 신뢰할 수있는 승무원 구조 시스템 및 고속 압력에서 작동하는 구조물의 필요한 강도 및 강성에 관한 것이었다.
계산에 따르면 저고도 항공기는 1500-1700 km / h의 순항 속도, 500-1000 m의 운항 고도, 11000-12000 km / h의 착륙 속도 인 천장 -330-350 m을 갖습니다. 1957에서는 "개방형"TRD가 장착 된 M-60 항공기의 성능을 향상시킬 수있는 방법을 찾는 것 외에도 원자력 화학 엔진, 개방형 세라믹 리액터가있는 "동축"방식의 엔진, 결합 방식 및 폐쇄 방식이 있습니다. 중간 냉각제가 포함되어 있습니다.
연구 결과 TRD 모드에서의 이륙 및 착륙, 그리고 램 제트 (rjjet)로서의 크루즈 비행에서 조합 된 "TRA"개방 회로 TRA가 선정되었습니다. 이러한 엔진을 갖춘 유인 항공기는 정찰 항공기 및 발사체 항공기의 기능을 수행 할 수 있습니다. 또한 이륙 중량은 135-145 t, 속도 - 4200-4800 km / h, 고도 -21-23 km, 비행 시간 -8-10ч에 도달했습니다.
5 월 1958에서 수행 된 작업에 대한 보고서는 설계 초안에 대한 부록으로 나타났습니다. "군사 장비 및 방공 시스템의 급속한 개발은 설계 초안에서 V = 2200-2500 km / h의 폭격을 가진 폭격기의 효과적인 사용에 의문을 제기합니다. H = 12-14 km이며, 1962-1963 년이 될 수 있습니다.
수상 비행기 버전의 M-60.
항공기 및 발전소가 개발됨에 따라 설계 속도를 3000-3200 km / h로, 비행 고도를 18-20 km로 25000-30000 km의 비행 범위로 증가시킬 수있는 가능성이 확인되었습니다.
이러한 비행 특성을 지닌 항공기는 전투에서, 장거리 전략 정찰 항공기로서 그리고 발사체 항공기의 운반선으로서 적 바다 및 개별 지상 표적을 파괴하는데 사용될 수있다. 항공기 발사체를 감지하고 정지시키는 강력한 위치 기반 수단에 적 비행기가 설치되면 적기의 요격기 버전에서도 원자 평면을 만들 수 있습니다.
세라믹 원자로에 대한 추가 연구, 항공기의 응집체 및 발전소 냉각 문제 및 내열성 구조재 제작으로 M = 4,5 및 비행 고도를 23-26 km로 증가시킬 수 있습니다.
PAS M-60 프로젝트는 항공기에서 원자력 엔진을 사용하려는 소련에서 처음 시도되었습니다. 이 문제는 너무나 새롭고 복잡해졌으며, 지금까지 최종 해결책은 일반적으로 그리고 특히 시간 내에 예측할 수 없었습니다.
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