Атомные дирижабли

Идея установить на цеппелин ядерную силовую установку возникла, по — видимому, одновременно с внедрением атомной энергии на флоте. Сами гигантские размеры последних летавших в 1930-х дирижаблей класса «Гинденбург» — сравнимых с океанскими лайнерами — подводили к мысли о том, что громоздкий и массивный ядерный реактор, сам двигатель, тяжелая биологическая защита отлично разместятся на таком гиганте, подобно тому, как это делается на морских судах. Реакторный отсек можно разместить далеко в корме, в паре сотен метров от пассажирских салонов; масса не играет такой критической роли как в самолетах, поскольку подъемная сила обеспечивается аэростатическим принципом; в целом идея выглядела осуществимой.

Одна из первых работ по этой тематике — публикация Дж. Киршнера «Цеппелин в атомную эру», 1956.

Вот, например, как представлялся атомный дирижабль в научно-популярном американском журнале пятидесятых годов:

На этом рисунке художник (и автор идеи) Фрэнк Тинсли изобразил воздушный корабль размером вдвое больше «Гинденбурга» с ядерным двигателем во время посадки в морском порту. Обратим внимание на поплавки-балоннеты для посадки на воду и метеорадар в носовой части. В проекте была предумотрена интересная деталь: «в реакторном зале будет устроена круговая галерея, прогуливаясь по которой пассажиры будут с безопасного расстояния с интересом наблюдать за работой ядерной установки».

Сама идея «возрождения» дирижаблей, сошедших со сцены в 1930-х годах, не нова и периодически всплывает в среде авиаконструкторов. Действительно, известные преимущества по сравнению с самолетами у них есть. Главное из них — «практически бесплатная» подъемная сила. Как и всякий аэростат, дирижабль- аппарат легче воздуха, поэтому мощность силовой установки используется лишь для создания пропульсивной тяги. Выгода в этом смысле очевидна.

Вскоре начались и более детальные инженерные проработки атомного дирижабля, в смысле уточнения его основных параметров. Велись они в США, СССР, и Европе (мне удалось найти упомнинание об австрийском проекте Вересса).

В качестве примера приведем неплохое общее описание дирижабля с ядерной силовой установкой в журнале «Техника-молодежи» за 1971 год.

Дирижабль жёсткой схемы, подъемный газ-гелий. Длина корабля- 300 метров при диаметре от 50 до 60. Грузоподъемность — от 150 до 180 тонн в грузовом варианте. Пассажировместимость- в зависимости от компоновки салонов- от 600 до 1800 человек. Скорость- от 200 до 300 км/ч. Интересно, что на борту имелся и ангар для самолета и вертолета, что позволяло осуществлять сообщение с землей без необходимости приземления корабля (например, для посадки-высадки пассажиров в аэропортах по маршруту полета).

Перейдем к ядерной силовой установке. Реактор с жидкометаллическим теплоносителем (интересно, что был выбран литий, возможно из-за его хорошей теплоемкости) мощностью 200 МВт. Горячий жидкий литий направлялся в теплообменник, где отдавал тепло рабочему газу, который, в свою очередь, приводил турбовинтовой двигатель с соосными винтами диаметром 20 метров. Здесь мы видим т.н. привод закрытого цикла, один из нескольких вариантов конструктивного решения авиационной ядерной силовой установки. Подобные проекты были детально проработаны и испытаны на стендах в 1950-х -1970- х годах.

Литературы по авиационной ядерной энергетике существует великое множество, и всякий интересующийся может убедиться, что, безусловно, с чисто технической точки зрения проект был выполним.

Издание 1957 года

В США наиболее известным проектом атомного дирижабля был, конечно, «корабль Морзе». Автор, профессор аэронавтики и бывший инженер Goodyear (а эта фирма построила более 250 дирижаблей за свою историю) в 1964 году представил проект корабля длиной 350 метров. При коммерческой грузоподъемности порядка 150 тонн потребная мощность двигателя составляла всего ….6 тысяч л.с. Интересно, что в качестве трансмиссии предполагалась обычная паровая турбина, через редуктор работающая на винты. Вся связка из реактора General Electric, турбины и трансмиссии весила всего 53 тонны. Любопытно, кстати, что Фрэнсис Морзе занимался проектом в рамках исследования «будущее транспорта при отсутствии нефтяного топлива». То есть, вопрос «что будем делать, когда кончится нефть» в США изучается уже очень давно…

И здесь следует задаться вопросом о целесообразности. Оставим пока в стороне вопрос радиационной безопасности, последствий в случае катастроф, аварий и проч. Это тема отдельного обсуждения.

Посмотрим на характеристики последних классических цеппелинов класса «Гинденбург»: дальность полета до 14700 км при часовом расходе каждого из четырех 1000 — сильных двигателей в 130 кг/ч при крейсерской скорости 110-120 км/ч.

Почти пятнадцать тысяч километров — это уже очень хорошая дальность полета. Разумно ли применять ядерную установку для повышения дальности? Вопрос спорный. Не логичнее ли было бы использовать большую тепловую производительность реактора для нагрева воздуха, превратив, таким образом, дирижабль в тепловой (или комбинированный, т.н. розьер, где некоторую часть подъемной силы обеспечивает гелий, а часть — горячий воздух)? Здесь возможно было бы применить газоохлаждаемый реактор (например, типа Magnox). Такие реакторы известны более 50 лет, работают на металлическом необогащенном уране и дают температуру газа на выходе до 400 градусов.

Во всяком случае, как мы видим, идея создания атомных дирижаблей многим казалась вполне привлекательной и в этом направлении велись некоторые инженерные проработки эскизного характера. Энтузиазм был велик.

Интересно привести заключительные слова из той статьи в журнале далёкого 1971 года:

«Пройдет пять, может быть десять лет, и мы снова увидим в небе дирижабли. И это зрелище станет таким же привычным, как пронзающий облака серебристый Ту-144».

Источники:
https://zen.yandex.ru/media/te...