Последний полет «Аиста»: почему полвека назад в развитии атомной авиации поставили точку

В 1972 году в районе Семипалатинского полигона десятки раз описывал в небе круги огромный транспортный самолет Ан‑22 «Антей». О том, что полеты были опытно-­исследовательскими, знал лишь узкий круг сотрудников Минобороны, Минсредмаша, Минавиапрома и Академии наук СССР. А где было еще летать самолету с компактным ядерным реактором на борту?

Охотник за субмаринами

Советские военные хотели получить самолет — ​охотник за подводными лодками противника с неограниченной дальностью полета, чтобы он мог действовать над любой заданной точкой Мирового океана. Такую дальность могла обеспечить только ядерная силовая установка. Создать ее поручили академику Анатолию Александрову с коллегами по Курчатовскому институту (в части реактора) и коллективу генерального конструктора Николая Кузнецова (в части турбовинтовых двигателей).

Программа, работа над которой началась в 1965 году, получила название «Аист». Ан‑22 для нее был выбран неслучайно — ​размеры машины гарантировали размещение на борту не только реактора, но и большого арсенала средств поиска и поражения подводных лодок: сбрасываемых радиогидроакустических буев, аппаратуры приема их сигналов, подаваемых при обнаружении АПЛ, а также противолодочных ракет, торпед и глубинных бомб, в том числе в ядерном исполнении. Разрабатываемому самолету присвоили индекс Ан‑22ПЛО («противолодочная оборона»).

На штатном Ан‑22 использовались четыре турбовинтовых двигателя типа НК‑12 мощностью по 15 тыс. л. с. На Ан‑22ПЛО их планировали заменить на атомные турбовинтовые двигатели примерно такой же мощности. Между прочим, суммарно двигатели серийного «Антея» развивали мощность 60 тыс. л. с. — ​это больше, чем, скажем, мощность энергоустановки первого атомного ледокола «Ленин» (44 тыс. л. с.).

Известны две принципиальные схемы авиационной ядерной силовой установки — ​открытая и закрытая. И в той и в другой генерируемое в ядерном реакторе тепло подводится в авиадвигателе к воздуху с целью его нагрева и создания тяги. В схеме открытого типа нагрев сжатого компрессором воздуха происходит в реакторных каналах с последующим его прохождением через турбину, приводящую в действие компрессор, и истечением через реактивное сопло. Закрытая схема предусматривает нагрев воздуха с помощью теплообменника, в изолированном от реактора контуре которого циркулирует теплоноситель. С точки зрения экологичности и эксплуатационной безопасности предпочтительнее выглядит закрытая схема, где нагретый воздух вращает, как и в обычном газотурбинном двигателе, турбину, которая, в свою очередь, крутит компрессор, а в случае использования для создания тяги воздушного винта — ​и его. В двигателях, проектируемых для самолета Ан‑22ПЛО, была выбрана именно закрытая турбовинтовая схема.

Доказательство Александрова

Малогабаритный реактор Александрова доказал свою отличную работоспособность в ходе 23 полетов с включением на борту Ан‑22 (но без привода двигателей), и в принципе для практической реализации программы «Аист» непреодолимых препятствий не было. Кроме отсутствия твердой уверенности в том, что в случае тяжелого авиапроисшествия надежно сработает аварийная система ядерной и радиационной безопасности, предусматривающая отделение от падающего самолета реакторно-­теплообменного блока и его посадку на парашюте. Причем реактор должен был быть при этом автоматически заглушен.

Тему, несмотря на многообещающие результаты, в том же 1972 году закрыли, а роль тяжелых дальних противолодочных самолетов была возложена на обычные турбовинтовые Ту‑142, представляющие собой модификацию стратегического бомбардировщика Ту‑95 генерального конструктора Андрея Туполева.

Их дальность, хотя и была велика, не шла в сравнение с «беспредельной» дальностью Ан‑22ПЛО, и грузоподъемность была гораздо меньше. Впрочем, уязвимость от действующей с авианосцев истребительной авиации противника у них была практически одинакова, и — ​вот ирония судьбы — ​в 1961 году именно специально приспособленный самолет Ту‑95 (Ту‑95ЛАЛ — ​«летающая атомная лаборатория») 34 раза поднимал в воздух первый, более ранний отечественный авиационный ядерный реактор как в холодном, так и в горячем состоянии. Тот реактор также был создан под руководством Александрова, а потому программа «Аист» базировалась на уже отработанных решениях, но на более продвинутом уровне. На Ту‑95, а потом и Ту‑142 использовались все те же двигатели НК‑12, как и на Ан‑22.

Американские разработки

Вообще, разработки атомных самолетов в СССР начались в середине 1950‑х, что стало ответом на аналогичные программы: NEPA (Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft — ​«Ядерная энергия для авиационной силовой установки»), стартовавшую в США еще в 1946 году, и ANP (Aircraft Nuclear Propulsion — ​«Авиационная ядерная силовая установка»), принятую в 1951‑м.

Американцы стремились к созданию стратегических бомбардировщиков с ядерными силовыми установками открытого и закрытого типа, но все ограничилось опробованием в полете опытного образца авиационного реактора ASTR (Aircraft Shield Test Reactor — ​«реактор для испытания системы защиты самолета», что ясно указывает на цель испытаний). Этот реактор разместили в бомбоотсеке самолета-­лаборатории NB‑36H — ​экспериментального варианта серийного сверхтяжелого винтомоторного бомбовоза B‑36.

Американская разработка интересна тем, что это был реактор на быстрых нейтронах, работающий на двуокиси урана и охлаждаемый потоком воздуха, отбираемого в полете через воздухозаборники. Этим он отличался от летавшего на Ту‑95ЛАЛ отечественного реактора, охлаждавшегося водой первого контура, которая, в свою очередь, отдавала тепло воде второго контура, а водо-воздушный радиатор охлаждался потоком воздуха, поступающего в воздухозаборник.

Конец истории

Американская атомная воздушная лаборатория NB‑36H совершила в 1955–1957 годы с реактором 47 полетов над пустынями Нью-­Мексико и Техаса. На этом все и закончилось, в 1961‑м президент Джон Кеннеди и вовсе упразднил ядерную авиапрограмму, посчитав, что создание межконтинентальных баллистических ракет и баллистических ракет на атомных подводных лодках стратегически более эффективно и менее затратно.

В советских конструкторских бюро на рубеже 1950‑х и 1960‑х годов появились эскизные проекты целого атомного авиабукета. В него вошли туполевские тяжелый боевой атомно-­турбовинтовой самолет Ту‑119 и сверхзвуковой тяжелый атомно-­турбореактивный бомбардировщик Ту‑120, а также разработанные под началом генерального конструктора Владимира Мясищева несколько совершенно футуристического облика сверхзвуковых атомно-­турбовинтовых стратегических бомбардировщиков под литерой М. Кроме того, мясищевцы проработали тяжелый атомный боевой гидросамолет 60М. Но базирование таких самолетов потребовало бы обустройства участков побережья длиной до 100 км, где в подземных укрытиях должны были создаваться пункты снятия и установки двигателей, карантинные помещения для снижения активности отработавших двигателей, изоляторы для реакторов и т. д. Все это представлялось весьма сложным и крайне затратным. Как отмечал сам Мясищев, «большие трудности эксплуатации, связанные с опасным воздействием излучения работающего ядерного реактора и после работы его, могут быть преодолены, но это потребует серьезной перестройки организации и оснащения всех наземных служб ВВС. Возможно, опыт применения ядерных силовых установок на кораблях откроет ­какие-­нибудь другие стороны этой проблемы, неизвестные до сих пор».

В итоге все эти казавшиеся прорывными проекты были закрыты в первой половине 1960‑х. Единственным в мире фактически доведенным до внедрения в серию атомным самолетом оказался создаваемый по программе «Аист» гигант Ан‑22ПЛО, совершивший и первый, и последний полет в 1972 году. Так что он по праву заслуживает быть упомянутым в летописи выдающихся достижений отечественной науки и техники.

АН‑22 «АНТЕЙ»

Крупнейший в мире турбовинтовой воздушный грузовик не раз производил фурор на международном авиакосмическом салоне в парижском аэропорту Ле-Бурже, а советские газеты и журналы публиковали фотографии с выгрузкой из его чрева то тяжеловесной техники для сибирских нефтяников, то ракетных установок на военных учениях. Практически все «Антеи» носили логотипы гражданского «Аэрофлота», хотя числились в составе ВВС. Это было удобно при полетах за границу как с гуманитарными, так и с секретными миссиями.