Projeto americano de um bombardeiro supersônico com motores nucleares

Projeto americano de um bombardeiro supersônico com motores nucleares
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Anonim

A euforia nuclear dos anos cinquenta do século passado deu origem a muitas ideias ousadas. A energia de fissão do núcleo atômico foi proposta para ser utilizada em todas as esferas da ciência e da tecnologia, ou mesmo na vida cotidiana. Os projetistas de aeronaves também não a deixaram sozinha. A alta eficiência dos reatores nucleares, em tese, possibilitava atingir incríveis características de vôo: novas aeronaves com motores nucleares poderiam voar em altas velocidades e cobrir até várias centenas de milhares de milhas em um "reabastecimento". No entanto, todas essas vantagens da energia nuclear foram mais do que compensadas por desvantagens. O reator, incluindo o de aviação, teve que ser equipado com toda uma gama de equipamentos de proteção para que não representasse perigo para a tripulação e o pessoal de serviço. Além disso, a questão do sistema ideal de um motor a jato nuclear permaneceu em aberto.

Projeto americano de um bombardeiro supersônico com motores nucleares
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Por volta de meados da década de 1950, cientistas nucleares e projetistas de aeronaves americanos decidiram uma série de problemas que devem ser resolvidos para a construção bem-sucedida de uma aeronave utilizável com uma usina nuclear. O principal problema que impediu a criação de uma máquina atômica completa foi o perigo da radiação. A proteção aceitável do reator revelou-se grande e pesada demais para ser erguida pelos aviões da época. As dimensões do reator levaram a uma série de outros problemas, tanto técnicos quanto operacionais.

Entre outros, eles trabalharam no problema do surgimento de uma aeronave atômica praticamente aplicável na Northrop Aircraft. Já em 1956-57, eles desenvolveram suas próprias visões sobre essa tecnologia e determinaram as principais características de tal aeronave. Aparentemente, a empresa Northrop entendeu que a máquina atômica, com todas as suas vantagens, continua muito complicada para produção e operação, e por isso não é necessário esconder as idéias principais de seu surgimento sob rótulos de sigilo. Então, em abril de 1957, a revista Popular Mechanics publicou entrevistas com vários cientistas e funcionários da Northrop, que estavam envolvidos na definição da forma de uma aeronave atômica. Além disso, este tópico foi subseqüentemente levantado repetidamente por outras publicações.

Uma equipe de engenheiros da Northrop, liderada pelo especialista em tecnologia nuclear Lee A. Olinger, trabalhou no projeto de uma aeronave promissora, resolvendo problemas técnicos à medida que surgiam e aplicando as soluções mais simples e óbvias. Portanto, o principal problema de todas as aeronaves movidas a átomos - as dimensões e o peso inaceitavelmente grandes de uma usina de energia com um reator nuclear - foi tentado ser resolvido simplesmente aumentando o tamanho da aeronave. Em primeiro lugar, isso ajudaria a gerenciar de forma otimizada os volumes internos da aeronave e, em segundo lugar, neste caso, seria possível separar a cabine e o reator, tanto quanto possível.

Com um comprimento de aeronave de pelo menos 60-70 metros, dois layouts básicos podem ser usados. O primeiro implicava a colocação padrão da cabine no nariz da fuselagem e o reator localizado na parte traseira dela. A segunda ideia era instalar um reator no nariz da aeronave. Nesse caso, a cabine deveria estar localizada na quilha. Este projeto era muito mais complexo e por isso foi considerado exclusivamente como uma alternativa.

O objetivo do trabalho do grupo Olinger não era apenas determinar o surgimento de uma promissora aeronave atômica, mas criar um anteprojeto de um certo bombardeiro estratégico supersônico. Além disso, foi planejado avaliar a possibilidade de desenvolver e construir uma aeronave de passageiros ou transporte com alto desempenho de vôo. Tudo isso foi levado em consideração ao se definir a aparência do bombardeiro básico e influenciou significativamente seu projeto.

Assim, os requisitos de velocidade levaram ao fato de a aeronave hipotética projetada receber uma asa delta localizada na parte traseira da fuselagem. O esquema sem cauda foi considerado o mais promissor em termos de layout. Tornou possível deslocar o reator o mais longe possível da cabine localizada no nariz da aeronave e, assim, melhorar as condições de trabalho da tripulação. Os motores turbojato nuclear deveriam ser colocados em um único pacote acima da asa. Duas quilhas foram fornecidas na superfície superior da asa. Em uma das variantes do projeto, a fim de melhorar o desempenho de vôo, a asa foi conectada à fuselagem por meio de um longo e poderoso pilão.

As maiores questões foram levantadas pela usina nuclear. Os projetos experimentais de reatores disponíveis em meados da década de 50, cujas dimensões teoricamente permitiam sua instalação em aviões, não atendiam aos requisitos de peso. Um nível aceitável de proteção só poderia ser fornecido por uma estrutura multicamadas feita de metais, concreto e plástico pesando cerca de 200 toneladas. Naturalmente, isso era demais, mesmo para uma aeronave grande e pesada com um peso estimado de não mais de 220-230 toneladas. Portanto, os projetistas de aeronaves só podiam esperar o aparecimento precoce de meios de proteção menos pesados com características suficientes.

Os motores se tornaram outro ponto controverso. A maior parte da "arte conceitual" de uma aeronave atômica promissora retrata aeronaves com oito motores a jato. Por razões objetivas, nomeadamente devido à falta de motores turbojato nuclear prontos, os engenheiros da Northrop consideraram duas opções para uma central, com motores de circuito aberto e fechado. Eles diferiam entre si porque no primeiro tipo de motor, com ciclo aberto, o ar atmosférico após o compressor tinha que ir direto para o núcleo do reator, onde era aquecido, e então redirecionado para a turbina. Em um motor de ciclo fechado, o ar não deve deixar o canal e ser aquecido do trocador de calor no fluxo com o refrigerante circulando nele do circuito do reator.

Ambos os esquemas eram muito complexos e perigosos para o meio ambiente. Um motor de ciclo aberto, no qual o ar externo estava em contato com os elementos do núcleo, deixaria um traço radioativo atrás de si. O ciclo fechado era menos perigoso, mas transferir energia suficiente do reator para o trocador de calor provou ser bastante desafiador. É preciso lembrar que os projetistas americanos começaram a trabalhar na criação de motores a jato nucleares para aeronaves no final dos anos 40. No entanto, por mais de dez anos eles não conseguiram construir um motor viável adequado para instalação mesmo em uma aeronave experimental. Por esse motivo, a equipe de Olinger teve que operar apenas com alguns números hipotéticos e os parâmetros prometidos dos motores sendo criados.

Com base nas características declaradas pelos desenvolvedores dos motores, os engenheiros da empresa Northrop determinaram os dados de vôo aproximados da aeronave. De acordo com seus cálculos, o bombardeiro poderia acelerar a uma velocidade três vezes maior que a do som. Quanto à autonomia de vôo, este parâmetro foi limitado apenas pelas capacidades da tripulação. Em teoria, era até possível equipar um bombardeiro com um bloco doméstico com salas, uma cozinha e um banheiro. Nesse caso, várias tripulações poderiam estar no avião ao mesmo tempo, trabalhando em turnos. No entanto, isso só seria possível com o uso de proteção poderosa. Caso contrário, a duração do voo não deve ter ultrapassado 18-20 horas. Cálculos mostraram que tal aeronave poderia voar pelo menos 100 mil milhas em um reabastecimento com combustível nuclear.

Independentemente do esquema e do tipo do motor acabado ou das características de voo, a nova aeronave revelou-se grande e pesada. Além disso, deveria ser equipado com uma asa delta, que possui qualidades aerodinâmicas específicas. Portanto, um bombardeiro estratégico nuclear precisava de uma pista particularmente longa. A construção de tal objeto prometia custos enormes, por causa dos quais apenas alguns novos campos de aviação poderiam "corroer" um buraco sólido no orçamento militar. Além disso, os militares não conseguiam construir rapidamente uma ampla rede de tais campos de aviação, razão pela qual bombardeiros promissores corriam o risco de permanecer amarrados a apenas algumas bases.

O problema da base foi proposto para ser resolvido de uma forma bastante simples, mas original. Os aeródromos terrestres deveriam ser deixados apenas para aeronaves de transporte, ou não para construí-los. Os bombardeiros estratégicos, por sua vez, deveriam servir em bases costeiras e decolar da água. Para tanto, o grupo de Olinger introduziu um chassi de esqui adaptado para decolagem e pouso na água no formato de aeronave atômica. Se necessário, o bombardeiro provavelmente poderia ser equipado com um trem de pouso com rodas, mas apenas a superfície da água deveria ser usada como pista.

Em entrevista à revista Popular Mechanics L. A. Olinger estimou o prazo para a criação do primeiro protótipo de aeronave atômica em 3-10 anos. Assim, no final dos anos 60, a empresa Northrop poderia começar a criar um projeto completo de um bombardeiro supersônico estratégico com motores turbojato nuclear. No entanto, o cliente potencial desse equipamento pensava de forma diferente. Todo o trabalho dos anos cinquenta no campo dos motores nucleares para aeronaves quase não deu resultado. Era possível dominar uma série de novas tecnologias, mas não havia resultado pretendido, assim como não havia pré-requisitos completos para isso.

Em 1961, J. F. Kennedy, que imediatamente mostrou interesse em projetos de aviação promissores. Entre outros, estavam em sua mesa documentos sobre os projetos de motores de aeronaves nucleares, de onde se deduzia que os custos dos programas eram crescentes e o resultado ainda estava distante. Além disso, a essa altura, surgiram mísseis balísticos que poderiam substituir os bombardeiros estratégicos. Kennedy ordenou o fechamento de todos os projetos relacionados a motores turbojato nuclear e a realização de coisas menos fantásticas, porém mais promissoras. Como resultado, o avião hipotético, no qual os funcionários da Northrop Aircraft estavam engajados para determinar a aparência, ficou sem motores. Trabalhos posteriores nessa direção foram considerados fúteis e o projeto foi encerrado. O projeto mais ambicioso de uma aeronave atômica permaneceu em fase de elaboração do visual.

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