- إنضم
- 28 يوليو 2011
- المشاركات
- 2,658
- التفاعل
- الدولة
في نهاية أربعينات القرن الماضي، وعندما كانت الحرب الباردة بصدد الإندلاع، بدأ الإتحاد السوفياتي مجموعة من الأبحاث تهدف إلى إدخال المفاعلات النووية إلى السفن الحربية وجعهلها مصدرها الرئيسي للطاقة. المهندس الأول للمشروع كان الجامعي السوفييتي IV Kurchatov الذي أضاف بدوره القاذفات الإستراتيجية كهدف محتمل لتطوين المفاعلات النووية.
في 12 أزت 1955، قام مجلس الوزراء بالإتحاد السوفييتي بتوسيع دائرة الأبحاث عبر إشراك مكاتب تصميم عريقة مثل مكتب Andrei Tupolev ومكتب Vladimir Myasishchev. هذين المكتبين أصبحا القاطرة الرئيسية لمشروع تطوير قاذات سوفييتية تعمل بالطاقة النووية.
لهذا الغرض، قرر الباحثون على الفور إعتماد طريقة تحويل الطاقة : الدورة مباشرة . ستمكن هذه الطريقة المحركات من استخدام الطاقة التي يوفرها المفاعل ، والتي ستحل محل غرفة الاحتراق في المحرك النفاث (Turboréacteur). تم اختبار عدة أنواع من المحركات التي تعمل بالطاقة النووية: محرك نفاث ، محرك توربيني... (Statoréacteur, Turbopropulseur et Turboréacteur) ، مع آليات نقل مختلفة لنقل الطاقة الحرارية المولدة نوويًا. بعد تجارب مكثفة مع مختلف المحركات وأنظمة النقل ، خلص المهندسون السوفييت إلى أن المحرك التوربيني ذو الدورة المباشرة يقدم أفضل بديل.
في إعدادات نقل الطاقة عن طريق الدورة المباشرة، يدخل الهواء الوارد من خلال جهاز الضغط الخاص بالمحرك النفاث النفاث ، ثم يمر عبر السعة الكاملة التي توجه الهواء إلى قلب المفاعل. ثم يتم تسخين الهواء ، الذي يعمل في هذا الوقت كعنصر مساعد على تبريد المفاعل باستمرار أثناء تحركه نحو المركز. بعد الخروج من المركز، يعود الهواء إلى نقطة تجميع أخرى ومن هناك يتم توجيهه إلى قسم التوربينات في المحركات لإنتاج حركة الدفع. تم أيضًا اختبار أنظمة تبريد جديدة ، حيث تعلق الأمر بحماية مقصورة الطاقم. كل ذلك ودون نسيان حجم محطات الطاقة النووية الأولية التي كانت المشكلة الرئيسية التي واجهت المهندسين العاملين في المشروع حيث أصبح حماية وتأمين طاقم الطايرة وتقليل حجم ووزن المفاعلات من أجل دمجها داخل هيكل الطائرة، أبرز العقبات الفنية الرئيسية في المشروع.
مكتب Tupolev، الذي كان يدرك مدى تعقيد المهمة الموكلة إليه، قدّر أن الأمر سيستغرق عقدين من الزمن (20 سنة) قبل أن يتمكن من إنتاج نموذج أولي قادر على الطيران. لقد افترضوا أن أول طائرة تعمل بالطاقة النووية يمكن أن تحلق في الهواء في أواخر السبعينيات أو أوائل الثمانينيات. كانت المرحلة الأولى هي تصميم واختبار مفاعل نووي صغير، والتي بدأت في أواخر عام 1955.
في مارس 1956 ، كلف مجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية مكتب توبوليف بمهمة إنتاج طائرة اختبار في أسرع وقت ممكن، تكون قادرة على الطياران. للغرض، قاموا مهندسوا Tupolevبإستعمال القاذفة السوفييتية الموجودة مسبقا Tu-95M وإستغلالها في إختبارات تركيز مفاعل نووي صغير عليها، وأصحب يطلق على هذه الطائرة إسم Tu-95LAL.
بحلول عام 1958، كانت المرحلة الأرضية من البرنامج، والمتمثلة في تثبيت المفاعل النووي على الطائرة، كانت جاهزة للاختبار. في وقت ما خلال صيف عام 1958، تم تشغيل محطة الطاقة النووية وبدأت الاختبارات. على الفور، تم الوصول إلى المستوى المطلوب من طاقة المفاعل، وبالتالي فتح المسار لمرحلة اختبار الطيران.
بين مايو وأغسطس 1961، أكملت Tu-95LAL نحو 34 رحلة تجريبية. كان الغرض الرئيسي من مرحلة الطيران هو فحص فعالية الحماية من الإشعاع والتي كانت أحد الإشغالات الرئيسية للمهندسين. الكمية الهائلة من الصوديوم السائل وأكسيد البريليوم والكادميوم وشمع البارافين والألواح الفولاذية، كانت المصدر الوحيد لحماية الطاقم من الإشعاع القاتل المنبثق من المفاعل. كانت النتائج واعدة مرة أخرى، حيث كانت مستويات الإشعاع منخفضة في مقصورة الطاقم، مما مهد الطريق نحو تصميم هيكل جديد للطائرة.
كانت المرحلة التالية في البرنامج هي إنتاج طائرة اختبار مصممة منذ البداية لاستخدام الطاقة النووية كقوة دفع رئيسية. كان من المفترض أن تكون هذه الطائرة 119. استندت هذه الطائرة إلى تصميم طراز Tu-95. كان الاختلاف الرئيسي هو أن اثنين من محركاتها الأربعة، الداخلية، كان من المقرر أن يكونا المحرك التوربيني الجديد NK14a مع مستقبل/مرسل حراري. يعمل NK14a بشكل مشابه جدًا لمحركات الدورة المباشرة ، والفرق الرئيسي هو أن الهواء، بعد المرور عبر الضاغط، لا ينتقل إلى المفاعل، بل يذهب مباشرة إلى نظام المستقبل/المرسل الحراري. في نفس الوقت، الطاقة الناجمة عن المفاعل، يتم نقلها في شكل سائل، إلى نظام التبادل الحراري. إن الجمع بين هاتين القوتين سيمكن المحرك التوربيني النفاث من إنتاج الكمية المطلوبة من الدفع. سيبقى المحركان الخارجيان الآخران NK12Ms، على حاللهما.
بدأ مكتب تصميم NK Kuznetsov العمل على المحركات في نفس الوقت الذي تم فيه رسم مخططات الطائرة 119. كما هو الحال في Tu-95LAL، فإن مخزن الذخيرة الداخلي سيضم المفاعل. ستعمل التوصيلات المؤدية من المفاعل إلى المحركات عبر جسم الطائرة الرئيسي، حتى الأجنحة ثم مباشرة إلى المبادلات الحرارية المتصلة بالمحركين الداخليين. قدّر مكتب Tupolev أن أول 119 ستكون متاحًة للتجارب بحلول أواخر عام 1965. غير أنه تم إلغاء البرنامج في أغسطس 1966 وذلك بتعلة قيود الميزانية وتطوير تصميمات الطائرات التقليدية الجديدة.
لم يكن يعني إلغاء الطائرة 119 أن الاتحاد السوفيتي أنهى أبحاثه في طائرة تعمل بالطاقة النووية. بذلت عدة محاولات في تصميم قاذفة قنابل تعمل بالطاقة النووية أسرع من الصوت. في نفس الوقت تقريبًا الذي بدأ فيه Tupolev العمل على 119 ، كان هناك رمز برنامج مواز يسمى Aircraft 120. تم استثمار كميات هائلة من ساعات البحث في هذا المشروع. معظمهم يتعلق بتصميم محرك نفاث جديد وتصميم نظام مفاعل نووي جديد كان من الممكن أن يوفر المزيد من الحماية للطاقم وأنظمة إلكترونيات الطيران الحساسة للطائرات.
كان من المقرر تزويد الطائرة 120 بمحركين نفاثين أثناء تطوير مكتب NK Kuznetsov. كان من المقرر تركيب المفاعل بالقرب من الجزء الخلفي من الطائرة ، بعيدًا عن المقصورة قدر الإمكان. يتكون الطاقم من الطيار ومساعد الطيار والملاح، في مقصورة واقية من الإشعاع. سيكون للطائرة 120 تكوينًا ديناميكيًا تقليديًا مع جناح مائل بزاوية 45 درجة مثبتة على ارتفاع عالٍ، ومجموعة ذيل مائلة وجهاز هبوط ثلاثي العجلات. لم يتحقق هدف Tupolev في الوصول إلى مرحلة الاختبار لـ 120 في أواخر السبعينيات، كما هو الحال مع 119، كان وجود الـ120 على لوحة الرسم فقط. وتم إنهاء البرنامج بشكل أساسي لنفس الأسباب كما في 119.
المشروع التالي بالنسبة إلى مكتب Tupolev، كانت الطائرة 132. محاولة أخرى من قبل السوفييت لإنتاج قاذفة تعمل بالطاقة النووية. تم تصميم 132 كطائرة هجومية منخفضة المستوى. كان من المفترض أن يضم التصميم 132 المفاعل في المحركين النفاثين الأماميين ، وسيتم استيعاب الحزمة بأكملها في الجزء الخلفي من هيكل الطائرة. كان من المقرر تصميم المحركات للعمل بالطاقة النووية أو بالكيروزين التقليدي. سيتم استخدام الكيروزين فقط لعمليات الإقلاع والهبوط وسيتم وضع الوقود في خزان مركب أمام المفاعل. كما هو الحال مع 120، كان من الممكن أن يكون لـ 132 تكوين تقليدي، مع حماية المقصورة بشكل مضاعف. الاختلاف الرئيسي كان تكوين الأجنحة. كان من المفترض أن تكون الطائرة 132 طائرة ذات أجنحة دلتا. كان من المقرر أيضًا مسح الذيل الذيل ووضع المثبت الأفقي أعلى الزعنفة. كما هو الحال مع المشاريع الأخرى، تم إلغاء 132 في منتصف الستينيات بسبب الميزانية ، والأهم من ذلك، الصعوبات الفنية.
قام مكتب توبوليف بمحاولة أخيرة للحصول على طائرة تعمل بالطاقة النووية. كان من المفترض أن تكون هذه الطائرة أسرع من الصوت ، قاذفة بعيدة المدى مصممة للتنافس مع قاذفة Convair B-58 Hustler الأسرع من الصوت. هذه المرة ، لم تصل الطائرة إلى لوحة الرسم. في أواخر الستينيات ، قرر الاتحاد السوفيتي التخلي عن مزيد من البحوث في جدوى استخدام طائرة تعمل بالطاقة النووية. كان السبب الرئيسي المعطى للمكاتب المشاركة في المشروع هو أنه مع إدخال صواريخ باليستية عابرة للقارات أكثر دقة وأقل تكلفة على متن غواصات سوفيتية تعمل بالطاقة النووية، يمكن أن يحقق الاتحاد السوفيتي نفس الدرجة من القدرة النووية بجزء بسيط من التكلفة.
بدأ برنامج آخر للطائرات التي تعمل بالطاقة النووية من قبل مكتب تصميم Myasishchev في صيف عام 1955. في 19 مايو 1955، صدر قرار من قبل SovMin يأمر مياشيشيف بالبدء في تطوير قاذفة نووية تفوق سرعة الصوت. كان التصميم الأول للمكتب هو الاسم الرمزي M-60. تم الانتهاء من المسودة الأولى للمشروع في يوليو 1956. وفي الوقت نفسه، تم تصميم محرك Lyulka الجديد الذي سيشمل محركًا نوويًا / نفاثًا مع الحرارة التي يولدها المفاعل والتي تنتقل عبر الهواء إلى الطائرة ، وهو مايُعرف باسم Open System. ستقلع الطائرة وتهبط بوقود خليط كيميائي كدفع لها. عند الوصول إلى الارتفاع التشغيلي المطلوب ، سيشترك النظام النووي ويزود M-60 بسرعة الانطلاق. كان من شأن تكوين المحرك ودفعه أن يمنح M-60 القدرة على تحقيق سرعات Mach 2. كان من المقرر وضع أماكن تواجد الطاقم في وسط جسم الطائرة، مرة أخرى، في مقصورة مغلقة بالكامل ومضادة للرصاص. كان تكوين المقصورة سيقلل من المراقبة البصرية. تماشيا مع الإعدادات النووية السوفيتية الأخرى ، سيتم وضع المفاعل في الجزء الخلفي من الطائرة لتوفير مزيد من الحماية.
جاءت الضربة النهائية لبرنامج الطائرات التي تعمل بالطاقة النووية في أوائل عام 1961 ، عندما دعت القيادة السوفيتية إلى التخلي عن جميع البرامج ذات الصلة ، وبذلك أنهت واحدة من أغلى البرامج وأكثرها تحديًا تقنيًا على الإطلاق. كانت نهاية M-60 و M-30 أيضًا نهاية ارتباط Myasishchev بتصميم وإنتاج القاذفات الثقيلة.
في وقت إلغاء البرنامج ، كانت الحالة العامة للتكنولوجيا المتاحة والعلوم الذرية والتصميمات الديناميكية الهوائية قد تقدمت لدرجة أنه إذا كان البرنامج قد نفذ دورة خدمته، فمن المعقول جدًا أن يكون الاتحاد السوفيتي قد وصل الهدف المتمثل في نشر منصة قاذفة تعمل بالطاقة النووية بحلول أواخر السبعينيات. بدلاً من ذلك، تم الاستشهاد بتدفق المعلومات والتصميمات الديناميكية الهوائية الجديدة، والكم الهائل من الموارد الاقتصادية اللازمة في البرنامج، ليس فقط لتطوير قاذفة تعمل بالطاقة النووية، ولكن للحفاظ عليها كسبب للإلغاء. وكذلك ظهور عقيدة سوفييتية جديدة تعتمد بشكل كبير على الغواصة الجديدة التي أطلقت صاروخ باليستي عابر للقارات. مع تحسين آلية الاستهداف، إلى جانب العدد الهائل من الصواريخ الباليستية العابرة للقارات التي كان السوفييت ينشرونها بسرعة، حكم على برنامج قاذفة الطاقة النووية السوفيتي.
إنتهى
