Георгий Покровский - Наука и техника в современных войнах
Одним из существеннейших направлений дальнейшего развития авиации является создание самолета с атомным двигателем. Создание в СССР первой в мире атомной электростанции, успешное строительство атомного ледокола позволяют считать, что решение этой задачи в будущем вполне реально.
Из зарубежной печати известно, что уже сейчас наряду с теоретическими и проектными работами начались и некоторые эксперименты. Например, на одном из бомбардировщиков испытывается авиационный атомный реактор. Он установлен в задней части фюзеляжа и пока еще не используется как источник энергии для полета самолета.
В журнале «Аэронотикл энджиниринг ревью» за июнь 1957 г. описываются способы защиты экипажа от проникающей радиации реактора. Для защиты людей в носовой части фюзеляжа установлена специальная переборка. По бокам хвостовой части фюзеляжа расположены два воздухозаборника, обеспечивающие охлаждение реактора. Эти опыты очень характерны потому, что решаемые при их помощи задачи имеют большое значение для всей конструктивной схемы будущего атомного самолета. Должная защита людей, находящихся на самолете, может быть, как правило, обеспечена только при условии, если на линии реактор — экипаж будет расположена достаточно большая масса, способная интенсивно поглощать проникающее излучение. Кроме того, защита людей облегчается при возможно более значительном расстоянии между людьми и реактором.
Возможно, что окажется более рациональным пойти на многие трудности и противоречия в схеме самолета, но все же за счет этого в наибольшей степени удовлетворить двум указанным положениям. Действительно, отступая от них, пришлось бы ставить на линию реактор — экипаж очень тяжелые экраны, вес которых бесполезно загружал бы самолет. Не лучше ли вместо инертной массы экрана иметь массы конструкций, машин и механизмов, совершенно необходимых на самолете?
В журнале «Аэронотикл энджиниринг ревью» за июнь 1957 г. указывается, что атомные самолеты ближайшего будущего должны приближаться к схеме, показанной на рис. 13.
Рис. 13. Схема атомного самолета: 1 — реактор, 2 аппаратура управления реактором; 3 — первый реактивный двигатель; 4 — второй реактивный двигатель; 5 — кабина экипажа.
Здесь в самых грубых чертах дан самолет, в котором имеются реактор, насосы, обеспечивающие перекачку теплоносящей жидкости от реактора к турбореактивным двигателям.
Все эти агрегаты поставлены на одной линии, и их массы предусматривают основную защиту людей, находящихся в отсеке. Последовательное расположение реактивных двигателей на одной оси связано с необходимостью по-новому обеспечить подвод и отвод воздуха от реактивных двигателей. Эта задача решается без особого труда, но ценой потерь мощности двигателей вследствие неизбежного удлинения и усложнения формы воздухопроводов. В этом, по мнению зарубежных специалистов, состоят те основные трудности, которые возникают при реализации рассматриваемой схемы атомного самолета.
Другой трудностью, вытекающей из этих же обстоятельств, является чрезмерное увеличение длины фюзеляжа, что влияет как на весовые показатели конструкции, так и на динамику полета. Но все это не имеет такого принципиального значения, какое имеет выигрыш в отношении защиты экипажа самолета от проникающего излучения реактора.
Является ли рассмотренный путь единственным? По-видимому, нет. Можно указанные выше принципы реализовывать не совместно, а по отдельности. Нельзя ли, например, еще больше увеличить расстояние между людьми и реактором? Отвечая на такой вопрос, можно вспомнить, что подобная задача выдвигалась в советской популярно-технической печати очень давно. Еще в 1935 году в журнале «Техника — молодежи» была помещена статья, где ставился вопрос о возможности создания атомного самолета и совершенно правильно с современной точки зрения проанализирована задача защиты людей от проникающего излучения атомного двигателя. Предложенное в той статье решение очень просто и радикально. Оно состоит в том, чтобы сделать атомный самолет беспилотным, телеуправляемым буксиром, ведущим за собою планер с людьми. Буксирный трос мог бы быть одновременно и кабелем, при помощи которого можно было бы управлять с планера атомным буксиром.
В журнале «Ньюсуик» от 23 апреля 1956 г. описывается атомный самолет, буксирующий планеры. Указывается, однако, что такое решение таит в себе почти непреодолимые трудности, если бы его нужно было реализовывать при современных скоростях полета. Поэтому можно предполагать, что устройство беспилотных атомных буксиров является более трудной задачей, чем создание рассмотренной выше машины.
Совсем иначе складываются обстоятельства для постановки вопроса о создании беспилотного атомного самолета, не буксирующего никаких планеров. Такой самолет мог бы быть, несомненно, очень полезным для решения многих научных и технических задач. Его можно было бы успешно применить для сверхдальнего скоростного транспорта почты, газетных матриц, ценных грузов.
Можно было бы, например, на основе таких беспилотных атомных самолетов организовать почтово-грузовую экспрессную линию Москва — Антарктида. При реализации этой идеи, конечно, возникнут свои трудности. В особенности важным будет вопрос о том, чтобы в транспортируемых объектах не возникало опасной вторичной радиоактивности от воздействия нейтронного потока, выбрасываемого реактором.
Беспилотные самолеты, по данным иностранной печати, могли бы быть применены и для регулярного наблюдения за высокими слоями атмосферы, ретрансляции коротковолновых радиоволн, осуществления картографических аэрофотосъемок на значительных по длине маршрутах и для многих других целей, когда необходимо обеспечить длительное пребывание самолета в воздухе.
Во всяком случае, по мнению иностранных специалистов, несомненно одно: чем больше будет развиваться беспилотная авиация и чем дальше и дольше должны будут летать беспилотные самолеты, тем легче и эффективнее можно будет реализовать использование атомной энергии для целей авиации.
Кроме этой перспективы, следует иметь в виду и много других- вопросов, связанных с увеличением дальности и скорости полетов. В частности, заслуживают внимания следующие задачи[5].
Представим себе, что необходимо обеспечить доставку на самолете срочного груза на расстояние около 15 000 километров. Допустим, что самолет будет лететь со скоростью, превышающей скорость звука. В этих условиях сила тяги двигателя будет равна примерно весу самолета. Таким образом, на пути в 15 000 километров на движение самолета будет затрачено 15 миллионов килограммометров работы на каждый килограмм общего веса самолета. Это очень большая энергия.
Сразу же возникает вопрос — нельзя ли найти способ снизить энергию, необходимую для движения?
Что будет, например, если подняться на высоту около 200 километров над поверхностью Земли, где практически нет воздуха, и лететь там на основе тех принципов, которые определяют движение искусственного спутника Земли? В этом случае для подъема 1 килограмма на 200 километров потребуется работа, равная приблизительно 200 тысячам килограммометров. Кроме того, перемещенному телу необходимо затем сообщить скорость 8000 метров в секунду.
Энергия, необходимая для того, чтобы сообщить одному килограмму такую скорость, равна примерно 3,2 миллиона килограммометров. Учитывая еще и определенную ранее работу подъема на высоту 200 км, получаем общую энергию, равную 3,4 миллиона килограммометров, вместо 15 миллионов килограммометров при полете самолета. Значит, космический полет оказывается приблизительно в 4,5 раза более экономичным, чем скоростной полег самолета, и вместе с тем примерно раз в 20 быстрее.
Таким образом, мы выигрываем при движении вне атмосферы сразу и в скорости, и в экономии энергии. Отчего это происходит? Ответ весьма прост: при переходе в космическое пространство мы освобождаемся от сопротивления воздуха. Воздух был в свое время опорой для первых полетов человека. Еще и сейчас он является практически единственной дорогой для полетов, если не считать крайне редких опытов с дальнобойными ракетами. Воздух, подобно руке заботливой матери, поддерживал человека при первых его попытках летать. Но полеты становятся все быстрее и быстрее, все выше и выше. И эта рука перестает уже оказывать нам помощь. В силу диалектики развития то, что было помощью, перерастает в помеху. И, вероятно, уже не столь далеко то время, когда человек на дальние расстояния будет летать не через воздух, а через космическое пространство.
При полете на очень большие расстояния космический полет был бы более экономичным в энергетическом отношении, что мы уже видели на примере, рассмотренном в начале статьи.
