По оценке экспертов, сверхмощная ядерная установка размещена в корпусе крылатой ракеты воздушного базирования типа Х-101/102. Эти ракеты имеют длину около 7,5 м, диаметр корпуса - 0,75 м, размах крыльев - 3 м. Масса до 2,4 т, масса боевой части 400 кг. Дальность – примерно 5 тыс. км. Х-102 оснащена термоядерной боеголовкой мощностью от 250 килотонн до 1 мегатонны.
На «Буревестнике» применена ядерная воздушно-реактивная силовая установка, которая обеспечивает ему скорость полёта примерно 1000 километров в час и очень большую дальность.
Как же появилось это научно-техническое чудо? В Советском Союзе атомный реактор был запущен в 1946 году, а в 1954-м мы сделали первую в мире атомную электростанцию. Да и сейчас её реактор работает как научно-исследовательский.
Полученный опыт позволил нам и американцам начать проектирование подобных энергоустановок для различных видов вооружения. Начали с кораблей и подводных лодок. Однако там практически нет ограничений по массе и габаритам для таких устройств. Но ведь замахнулись и на создание атомных летательных аппаратов!
Самолёты с ядерной силовой установкой
Первыми их с 1951 года пытались построить американцы. Был создан атомный реактор с воздушным охлаждением тепловой мощностью 1 тыс. киловатт, который установили на экспериментальный бомбардировщик NB-36H. Во всех полётах реактор работал, однако не приводил в действие турбовинтовые двигатели самолёта. И даже в этом режиме оставлял за собой радиоактивный след. В 1964 году военные закрыли этот и смежные с ним проекты.
В Советском Союзе подобные работы развернули с 1955 года. Планировалось создать компактный ядерный реактор, установить его в фюзеляже самолёта, а в мотогондолах разместить турбореактивные или турбовинтовые двигатели, но с теплообменниками вместо камер сгорания. То есть теплоноситель должен был проходить через реактор, нагреваться в нём до заданных температур и поступать в теплообменники на двигателях, создавая тягу.
К работе подключили несколько авиационных конструкторских бюро. Реально с весны 1961 года на Семипалатинском полигоне испытывался Ту-95ЛАЛ (летающая атомная лаборатория). За полгода выполнили 34 экспериментальных вылета с работающим реактором. Но и у нас он не подключался к двигателям.
И мы, и наш противник пришли к выводу, что заниматься созданием атомолётов не имеет смысла, поскольку этот процесс слишком сложен, а эксплуатация таких летательных аппаратов очень опасна.
ЯРД - ядерные ракетные двигатели
И наши, и американские ЯРДы были устроены аналогично. Через активную зону атомного реактора прокачивался водород, который нагревался до высоких температур и создавал реактивную тягу, проходя через сопло.
Последние наземные испытания ЯРД в США состоялись более полувека назад в рамках проектов NERVA и ROVER. Надо сказать, что двигатели требовались, первым делом, для межпланетных перелётов. Планировалось использование ядерных ракетных двигателей в составе верхней ступени ракеты-носителя и на собственно космических аппаратах для дальних экспедиций. Так, ракета «Сатурн SN», с ядерным двигателем NERVA тягой 33 тонны на верхней ступени имела бы гораздо большую грузоподъемность, чем при использовании жидкостного ракетного двигателя, до 154 тонн на низкой околоземной орбите.
В СССР работы по этой тематике начались в 1955 году. В 1958 году было подписано постановление правительства о создании ЯРД. Мы приступили к разработке ядерных ракетных двигателей РД-0410 (11Б91) и РД-0411 (11Б92), предназначенных для разгона, торможения космических аппаратов и коррекции их орбиты.
РД-0410 был первым и единственным практически построенным и испытанным советским ядерным ракетным двигателем. Он имел тепловую мощность 196 МВт, тягу в пустоте 3,6 т. Реактор был высотой 0,8 м и диаметром 0,55 м.
Этап натурной отработки реактора начался с физического пуска на Семипалатинском ядерном полигоне в 1977 году. В течение 1978–1981 годов было проведено четыре огневых пуска реактора на газообразном водороде в диапазоне тепловых мощностей 24–63 МВт.
Нам эти двигатели были нужны для межпланетных полётов, прежде всего, на Марс. Но создававшаяся для таких экспедиций сверхтяжёлая ракета-носитель Н-1 взрывалась при взлёте четыре раза, и проект закрыли. Работы по двигателям в начале 1980-х прекратили. Но атомной тематикой в интересах космонавтики мы занимались всё время. Только это были не ядерные ракетные двигатели, а различные атомные энергоустановки.
Космические аппараты с ядерными энергоустановками
Скажем сначала опять об американцах, поскольку успехи их были очень скромными. Первым ядерным реактором, применённым на космическом аппарате, стал американский SNAP-10A. Он служил для выработки электроэнергии, обеспечивающей функционирование приборов спутника. Тепловая мощность реактора была 40 кВт, а выдавал он до 0,6 кВт электричества. Его испытания на борту спутника Snapshot массой 440 кг, запущенного 3 апреля 1965 года, были неудачными.
Советских реакторных установок было больше, и почти все они также служили для выработки электричества.
Первая из применявшихся в космосе была ядерная энергетическая установка БЭС-5 «Бук». Она работала на спутнике радиолокационной разведки УС-А. Первый аппарат этой серии был запущен 3 октября 1970 года с Байконура. Установка состояла из реактора на быстрых нейтронах и термоэлектрического генератора. Её электрическая мощность была 3 кВт при тепловой мощности в 100 кВт.
Следующим стал ТЭУ-5 «Тополь» («Топаз-1»), впервые выведенный на орбиту 2 февраля 1987 года в составе экспериментального спутника «Плазма-А». Тепловая мощность реактора была 150 кВт. В «Топазе» для получения электричества использовался термоэмиссионный преобразователь, который давал до 6,6 кВт.
Реактор-преобразователь «Енисей» («Топаз-2») предназначался для работы в составе спутника непосредственного телевизионного вещания «Экран-АМ», но этот проект был закрыт. Установка представляла собой реактор, в активной зоне которого находились не традиционные тепловыделяющие элементы, а интегральные электрогенерирующие каналы. Тепловая мощность «Енисея» была порядка 115 -135 кВт, электрическая - порядка 4,5 - 5,5 кВт.
В 1992 году мы продали США за $13 млн две такие установки. Один из реакторов они подвергли наземным испытаниям для последующего использования в своём проекте. Однако, по сообщениям американцев, в 1993 году из-за сокращения бюджета было решено ограничиться только наземными испытаниями, а в 1996 году проект был закрыт.
Возвращаясь к «Буревестнику», можно сказать, что огромный накопленный в советское время научно-технический потенциал по ядерной тематике и наличие нынешних новых технологий, материалов, аппаратуры позволил создать эту уникальную крылатую ракету с ядерным реактором.
Данных по этой ракете мало, но можно сделать некоторые предположения относительно применённой на ней силовой установки. Вернее всего, тяга её не более 0,5 т. Для обеспечения начального напора воздуха на входе в двигатель требуется твёрдотопливный стартовый ускоритель. После разгона начинает нормально работать прокачка воздуха через реактор и создаётся достаточная тяга двигателя.
Можно предположить, что, в отличие от наших ЯРДов, воздух прокачивается не непосредственно через активную зону реактора. Должен быть контур с теплоносителем, который проходит через тепловыделяющие сборки, нагревается и поступает на теплообменник. А уж в нем нагревается воздух, создавая тягу.