В инете можно встретить разный гон, но сказки об атомных авиадвигателях среди них самые идиотские. Представьте себе, некоторые пытаются доказать, что атомный авиадвигатель способен найти практическое применение. Как об этом можно спорить вообще, неизвестно. В любом случае, физики 6-го класса вполне достаточно, чтобы понять, какой это 3,14здёж.
Уже вроде все вменяемые люди согласились, что на сегодня очевидным кажется, что АЭС будут делать водород, а остальные будут его потреблять. При этом промежуточный период использования газа полностью укладывается в эту концепцию. Но нет, кто-то упрямо скрывает причину закрытия проекта атомных авиадвигателей в 50-ые годы и несёт всякий бред про атомолёты.
А причина была очень простая. Как вы знаете, ядерный реактор не создаёт ничего, кроме тепла. Чтобы перевести это тепло в кинетическую энергию, нужен посредник, который сохранит её в виде потенциальной. Для этой цели в АЭС используется парогенератор. Вода вбирает много энергии от тепла, превращается в пар, который давит на турбину. Турбина крутит генератор, а тот даёт электричество. Представьте себе, если бы внутри этого цикла использовали бы не воду, а воздух! И этот принцип сказочнеки пытаются навязать ГТД, которые тоже являются двигателями внутреннего сгорания (ДВС).
Чтобы понять суть несостоятельности темы конструирования атомного авиадвигателя, нужно представить себе действие газотурбинного двигателя. Этот принцип работает и в турбореактивном ( ТРД), и в турбовальном (винтовом) (ТВД) двигателях. Представьте себе три соединённые трубы. В первой трубе работает компрессор, который сжимает воздух. Во второй трубе этот воздух смешивается с топливом и горит. В результате, этот газ под большим давлением либо крутит турбину для винта и компрессора, как в ТВД, либо немного крутит турбину только для компрессора, вылетая из сопла в виде реактивной струи.
Суть большого облома, который пережили американские создатели атомного авиадвигателя в 50-ые, в том, что от температуры давление воздуха повышается очень слабо, по сравнению с продуктами сгорания топлива в топливно-воздушной смеси. В атомном ГТД воздух просто нагревается до большой температуры, вплоть до 1000 градусов. Но это оказалось горьким обломом, потому что сколько монгольфьер не нагревай, всё равно он не даёт большой тяги. Давление давит на лопатки и поршни, а не температура. Сжатие воздуха компрессором при этом не имеет особого значения, потому что часть энергии от нагретого воздуха уходит на работу самого компрессора. Опыты 50-ых годов показали, что атомный ГТД настолько слаб, что, даже при очень хороших аэродинамике самолёта и соотношении полезная нагрузка - пустая масса, не способен поддерживать крейсерский режим полёта в принципе. Приверженцы атомных авиадвигателей не скрывают, что атомолёт взлетает на обычном топливе, выходит на крейсерский режим, а затем летит за счёт тепла реактора. Но они скрывают почему-то, что этот двигатель не способен поддерживать крейсерский режим с массой, которая позволила бы говорить хоть о какой-то, пусть символической полезной нагрузке. Какой смысл ляпать атомолет, если вся полезная нагрузка ограничивается бутылкой и небольшим количеством закуски?..
Напротив, газово-водородные самолёты. Хотя они хуже и менее безопасны керосиновых, для самолётов с газовым или водородным топливом уже есть все решения. Такие самолёты уже летали. Если будет не хватать нефти, можно будет запустить их в производство довольно спокойно. У водородного самолёта одна большая проблема: масса балонов, но эта проблема ни в какое сравнение не идёт с массой хотя бы необходимой биозащиты реактора. К тому же, не будут же строить реактор открытого типа, выбрасывающий реактивную струю радиации вместе с воздухом.
Есть социальные проблемы, которые мешают развитию атомной энергетики. Но даже если они не будут решены в ближайшем будущем, всё равно намного проще строить и эксплуатировать наземные АЭС, чем летающие реакторы.
Есть ещё и другой фактор: кому захочется летать на атомолете даже с наилучшей биозащитой? Прослужившие на подлодках знают, что даже их биозащита не даёт стопроцентной защиты от радиации. Это физически невозможно. Представьте себе массу биозащиты подлодки и мысленно перенесите её на самолёт. Взлетит? Взлетит, но без полезной нагрузки и вряд ли сядет, потому что сброс ядерного реактора с биозащитой представить себе трудно. Если упрочнить конструкцию, чтобы сел, то тогда вряд ли взлетит, разве что на форсаже.
И какова должна быть эта защита реактора, чтобы предотвратить выброс радиации в случае авиакатастрофы? Что бы сказочнеки не говорили, а материалы есть материалы, масса необходимой биозащиты почти такая же, как в 60-ые. И никакими "нанытехнологиями" эту массу не уменьшишь.
Решение проблем с биозащитой, аварийной защитой и пустым весом самолёта потянут создание атомомолетов в бездну бессмысленных расходов, в которой нет дна. В таком случае, можно было бы сразу начать изготавливать вечный двигатель, чего мелочиться.
А дна в ней нет лишь хотя потому, что атомолет на ГТД, с точки зрения практики, а не теории, противоречит здравому смыслу. Что бы ни сказали создатели атомных ГТД, всё равно воздух, пусть даже сжатый компрессором, самый идиотский способ преобразования тепла от реактора в кинетическую энергию. Эдак они скоро скажут, что и атомный турбодизель сделать можно!
Это можно сравнить с работой двигателя автомобиля на 90 км/ч, при этом двигатель благодаря наличию трансмиссии и инерции автомобиля работает с наименьшим расходом топлива. Все остальные режимы работы требуют большего расхода, и этих режимов у ГТД на раскалённом от реактора воздухе нет и не может быть. Что касается сверхзвуковых самолётов с атомными ПВРД, это вообще бред, как можно делать их, если не было ещё испытанных и опробованных самолётов с обычными ПВРД.
Напротив, самолёт на водороде уже готов, тем более с ПВРД на водороде. Прочные и лёгкие кевларовые баллоны уже сделаны, да и не нужны они особенно. Конечно, сейчас это сверхдорогая бессмыслица, но если нефть станет труднодоступной, то появится смысл сначала летать хотя бы на газе.
АЭС в любом случае дают электричество, которое можно использовать по-разному. Конечно, двигатели на водороде дороже, чем на газу, и тем более дороже, чем на керосине, но когда керосина и газа будет не хватать, то это уже не будет особой проблемой. К тому же, концепция АЭС+водород отлично сочетается с применением гибридных и обычных электромобилей. Скажите мне, сколько стоил бы сейчас ушастый "Запорожец" с эл.движком на 30 л.с. и запасом хода в 50 км? Тысяч 5-7 баксов, не больше. Сверхпроводники ему не нужны. Уже сейчас на нём можно было бы ездить на работу каждый день ( если подвести к гаражам линию).
Что касается смысла атомного авиадвигателя, скажите мне, где это видано, чтобы можно было бы перепрыгнуть через этап эволюции? Пока не был накоплен опыт на наземных АЭС, невозможно было создать атомные суда и подлодки. Следующим шагом после подлодки является никак не самолёт, а паротурбинное судно на воздушной подушке и атомный дирижабль. В грузовом варианте, где-то вдали от населённых пунктов, их можно было бы использовать уже сейчас. Инфраструктура та же, что у подлодок, силовая установка та же. Всё уже есть, а дальнейшего скачка в технологиях не произошло, кругом один 3,14здёж.
Конечно, остаётся ещё паротурбинный принцип на самолёте. Именно так поступили в СССР. В отличие от США, оба советских проекта строились сразу на паротурбине, потому что стало ясно, что даже ГТД с закрытым обдувом реактора фонят чудовищно. Представьте себе, садится самолёт, а от него радиация прёт и нужно сначала прятать его в особом ангаре.
Разумеется, паротурбина с биозащитой уровня подлодок ещё долго будет единственным разумным направлением в создании атомолётов. Делать систему трубопроводов и подводить пар прямо на двигатели, как это пытались с АН-22А и Ту-95? Не получилось же тогда, но и сейчас нет необходимой надёжности трубопроводов. Всё-таки самолёт, а не судно.
Наверное, можно сделать огромный одновинтовик с огромным толкающим винтом. Получается патрульный самолёт, который больше пары ракет с торпедами не поднимет. ДРЛО уже вряд получится. Только это всё не для пассажиров. Для пассажиров останется один выбор: за газ и водород!
Атомный реактор в принципе не совместим с двигателями внутреннего сгорания на основе нагревательных элементов, это же бред сивой кобылы. А что такое ГТД? Это же тот же ДВС, только бестактный. Сколько ДВС воздухом не корми, всё равно они работать не будут.
Только паротурбина остаётся, ничего другого и быть не может, это ясно как день. Кроме того, сами факты обязательного быстрого реагирования самолёта, быстрого износа деталей самолёта и пребывание в воздухе делают даже применение паротурбинных авиадвигателей весьма рискованным и сомнительным занятием. Ну а сидеть в самолёте в свинцовых штанах или сидеть на берегу озера и смотреть, как над твоей головой пролетает атомный реактор, вряд ли захочет кто-либо.
Очень хотелось бы ещё спросить сказочнеков, а вот если бы у вас был бы отпуск и вам за те же деньги дали бы выбор: лететь на самолёте с водородными двигателями или сесть на ваш же атомолёт, что бы вы сами предпочли? Скорее всего вы сели бы на древесно-угольный паровоз или парусник.