Sikertelen repülőgépek - 2. rész: Repülő atomreaktorok - Amerikai Egyesült Államok

A hidegháborús sportok fekete övesei mérhetetlenül sok pénzt öltek a fegyverkezési versenybe. Gyakorlatilag minden zuhany alatt kitalált szerkezet ötletét felkarolták a szemben álló nagyhatalmak vezetői, amennyiben az ígéretesnek látszott nagy terület távolról történő rombolására, illetve sok ember egyidejű rettegésben tartására. Az atomfegyverek kifejlesztésével és alkalmazásuk lehetőségeinek megismerésével elgurult a gyógyszer mindkét oldalon. A nagyobb bombákhoz nagyobb repülőgépek kellettek, amelyek bármilyen nagyok is voltak, néha le kellett szállniuk a hajtóanyag-feltöltés miatt. A hatótávolságot korlátozó tényező kiküszöbölése érdekében az Amerikai Egyesült Államok és a Szovjetunió is az atomenergia felé kacsingatott: nukleáris meghajtású repülőgépeket kezdtek fejleszteni.

Az amerikai kontinensen a hidegháborús helyzet fokozódása jelentős pénzösszegeket szabadított fel védelmi célokra. A cél egy olyan képesség megszerzése volt, amellyel a Szovjetunió addig elérhetetlen mélységi területeire, hadiipari körzeteire is stratégiai csapást mérhettek.

Jelentősen meg kellett növelni a hadászati bombázók hatótávolságát. Erre az atomkorszak kezdetén mi sem bizonyult volna jobb lehetőségnek, mint a maghasadás során felszabaduló hatalmas energia. A nukleáris meghajtású bombázó projektet WS-125 névvel látták el.

A korabeli amerikai társadalom számára az atomenergia egyet jelentett a Japánra ledobott atombombákkal. A félelmetes fegyver borzalmas hatásai hamar feledésbe merültek. A média érzékenyítése következtében egyre inkább támogatott, mondhatni kívánatos lett a nukleáris energia térnyerése minden területen is, úgy mint autók, repülőgépek, vonatok, léghajók, generátorok, hajók erőforrása. A nevadai sivatagban folytatott kísérleti robbantásokra Las Vegasban, az akkor még 40,000-es kisvárosban komoly turizmus épült. A város előre közzétette a robbantások időpontjait azért, hogy az emberek figyelemmel kísérhessék azokat. A kutatókon kívül kevés embernek lehetett rálátása az atomenergia valódi tartalmára és sötét oldalára.

[caption id="attachment_12037" align="aligncenter" width="590"] Százak figyelik a magasba törő gombafelhőt[/caption]

[caption id="attachment_12038" align="aligncenter" width="590"] Az atommánia a divatra is rányomta a bélyegét. Ennyi év távlatából inkább elmebeteg, mintsem jó PR[/caption]

Az 1940-es években elkezdődött és 1955-ig titokban zajlott egy kutatási program (NEPA, később ANP néven), amely a nukleáris energia repülőgépek meghajtására történő felhasználási lehetőségeit vizsgálta. A reaktortechnika és a meghajtási lánc szempontjából ígéretes eredmények születtek, így újabb lendületet vett a program és a légierő szerződést kötött két X-6-os tesztrepülőgépre (Convair), az atomreaktor és a hajtóművek kialakítására, és egy XB-36H-os (később NB-36H-os) légi reaktortesztelő repülőgépre. Gyakorlatilag egy már létező repülőgéptípust, a B-36 "Peacemaker"-t alakították át.

Az X-6-os a tervek szerint 12 hajtóművet kapott, amelyből nyolc hagyományos üzemanyaggal működött a felszállás és a leszállás során. A többi négyet tesztrepülés közben a reaktor hajtotta. Volna. 1953-ban törölték az X-6-os programot költségcsökkentés végett.

[caption id="attachment_11994" align="aligncenter" width="500"] Így működött volna az X-6-os a direkt hőcserés hajtóművekkel. A kompresszor benyomja a hideg levegőt a reaktorblokkba, ahol felforrósodik, majd ezt az energiát rávezetik a turbinára.[/caption]

A nukleáris meghajtás és a hajtóművek kidolgozására a General Electric szerződött, de a Pratt & Whitney is részt vett benne. A három hajtásváltozat közül a HTRE-3 megnevezésű felelt meg leginkább a célra. Ebben a reaktor vízszintesen helyezkedett el, képes volt annyi energiát termelni, amely két módosított J-47-es hajtóművet kiváltott, kibírta a repüléssel járó rázkódást, a légnyomás és a hőmérséklet változását, a nehézségi gyorsulás igénybevételeit. Amikor nem repültek, a reaktort eltávolították a repülőgépből, és egy erre a célra létesített biztonságos helyen tárolták a Convair fort worth-i bázisán.

[caption id="attachment_11995" align="aligncenter" width="590"] Balra a HTRE-2, jobbra a HTRE-3[/caption]

A maghasadásból származó energia kihasználására a két hajtóműgyártó cég alapvetően két módot talált. A General Electric a direkt hőcserét, amikor is a külső levegőt átvezetik magán a reaktorblokkon, és a forró levegő hajtja meg a hajtóműveket. Ez nyilvánvalóan sok radioaktív szennyezést juttat a környezetbe. Az indirekt hőcserével (Pratt & Whitney) ezzel ellentétben a levegőt egy zárt, folyékony fémet (pl. nátriumot) tartalmazó hőcserélő melegíti fel visszafogottabb radioaktív kibocsátás mellett. A hajtóműbe jutó tűzforró levegő az üzemanyag elégetéséhez hasonló folyamatot eredményez, közel 100%-os teljesítményt.

[caption id="attachment_11997" align="aligncenter" width="500"] Az indirekt hőcserélős reaktor működési elve[/caption]

A reaktor légi teszteléséhez a Convair valójában két B-36-os repülőgépet alakított át, az egyik a földi tesztekhez kellett, a másikkal repültek, ez utóbbi lett az NB-36H "The Crusader" típus. Nem kis átalakításokat kellett elvégezni a világ legnagyobb bombázóján ahhoz, hogy egyáltalán meg lehessen kezdeni a tesztrepüléseket.

Először is kicserélték a pilótafülkét és a műszereket magába foglaló orr részt, az így kapott 11 tonnás szekció ólom- és gumiborítással rendelkezett annak érdekében hogy védje a sugárzástól az öttagú személyzetet. Kiegészítésül közvetlenül a pilótafülke mögött volt még egy 4 tonnás, ólomból és acélból készült fotonelnyelő fal a gamma sugárzás miatt. A  fedélzeten két pilóta, egy fedélzeti mérnök és két nukleáris mérnök foglalt helyet. Utóbbiak a reaktor üzemeltetésével foglalkoztak. Az pilótafülke ablakai 30 cm vastagok voltak, vízbetétes üveg gondoskodott a sugárzás elnyeléséről. A pilótafülke tetejére egy nagy "vonószem" került, amelynek a baleset esetén történő mentésben volt szerepe. Segítségével egy speciális jármű a fülke levágása után a repülőgép többi részétől biztonságos távolságra mozgathatta volna azt.

[caption id="attachment_11998" align="aligncenter" width="590"] Balra a pilótafülke, jobbra a reaktortömb. Vicces a bal alsó sarokban lévő figyelmeztető tábla[/caption]

[caption id="attachment_11999" align="aligncenter" width="380"] A pilótafülke mozgatása így történt[/caption]

[caption id="attachment_12000" align="aligncenter" width="590"] A két téglalap alakú panel tartalmazza a csatlakozási pontokat. A személyzet alul tudott bemászni[/caption]

A hatalmas repülőgéptörzs 1. számú bombaterében foglalt helyet a fűtő és légkondicionáló rendszer, a 2. számú bombatér tartalmazta a műszereket, köztük  a repülőgép 21 pontján elhelyezett sugárzásmérő neutrondetektorok elektronikáját. A 3. számú bombatér egy vízburokban elhelyezett alumíniumtömböt foglalt magában, amelynek a fedélzeten tartózkodók védelmében volt szerepe. A 4. számú bombatérben helyezték el a 16 tonnát nyomó, vízmoderátoros reaktorblokkot, amely 1 MW teljesítményre volt képes. A nukleáris mérnökök részére két kamera folyamatosan filmezte a reaktort, a pilóták pedig a hajtóműveket tudták megfigyelni hasonló módon. A törzset több helyen hűtőlevegő nyílásokkal látták el. A faroklövész helyén egy szabályozható szellőzőt alakítottak ki, amelyen keresztül hűteni lehetett a reaktor primer körében keringő vizet.

A repülőgép első felszállása 1955 júliusában volt, szeptember 17-én pedig először indították el a reaktort repülés közben, miután biztonságos magasságba emelkedtek. A repülések a ritkán lakott, sivatagos New Mexico és Texas államok felett történtek. Az atomreaktor nem vett részt a meghajtásban, csak a légi tesztek során adatot szolgáltatott annak megítéléséhez, hogy milyen hatásai vannak a repülés közben kibocsátott sugárzásnak és hogy mennyire megvalósítható a nukleáris meghajtás.

[caption id="attachment_12001" align="aligncenter" width="590"] Tesztrepülés közben, sugárveszélyre figyelmeztető jelzéssel ellátva[/caption]

Repülés közben az NB-36H-t egy B-50-es és egy szállítógép kísérte. Előbbi a sugárzást mérte, utóbbiban helyet foglalt egy szakasznyi felfegyverzett tengerészgyalogos, akiket baleset esetén ledobnak a helyszín felett, hogy biztosítsák a roncsot. Az NB-36H 1955 és 1957 közt 47 alkalommal 215 órát repült, ez alatt a reaktor 89 órát üzemelt.

A tesztek eredménye megmutatta azt, hogy megvalósítható a nukleáris repülőgép meghajtás, de számos műszaki problémával és kockázattal jár együtt. A legfőbb probléma az volt, hogy nehéz olyan reaktort építeni, amely elegendően kicsi ahhoz, hogy egy repülőgépre szereljék és emellett még képes is annyi energiát termelni, amennyi szükséges a repüléshez. A vizsgálatok rávilágítottak a nukleáris meghajtással együtt járó radioaktivitás veszélyeire. Noha a megfelelően kialakított törzs hatékonyan megvédhette a fedélzeten tartózkodókat és a földi mérnök-műszaki kiszolgálókat, balesetek és katasztrófák esetén hatalmas radioaktív szennyezés veszélye állt volna fenn. Továbbá azt a tömeget, amelyet a fosszilis hajtóanyag nélkülözésén megspóroltak, a reaktor és a sugárzás elleni fizikai védelem felemésztette. Mai szemmel nézve a 40-es 50-es években atomreaktorral megpakolva repkedni szerte a világban legfeljebb annyira lehetett biztonságos, mint találomra drótot dugdosni a konnektorba.

Az NB-36H tesztrepülései a WS-125 projekt, tehát a nukleáris meghajtású bombázó kifejlesztésének törlésével fejeződtek be 1957 márciusában. A repülőgépet ártalmatlanították 1957 végén, majd több hónapnyi tárolás után feldarabolták. A radioaktív részeket elföldelték. Közel 15 év kutatás és mintegy 1 milliárd elköltött dollár után 1961 márciusában az akkor nemrég hivatalba lépett John F. Kennedy elnök törölte a projektet és megvonta a forrást.

Az amerikai kormányzat a hadászati bombázó képesség fejlesztését a továbbiakban a szuperszonikus sugárhajtású repülőgépekkel és a ballisztikus rakétákkal kívánta megvalósítani.

Bálint "Tushka" Ferenc

Források:

https://balloonstodrones.com/tag/convair-nb-36h/
https://www.456fis.org/NB-36H.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/Convair_NB-36H
https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear-powered_aircraft

Képek:

http://aviadejavu.ru/Site/Arts/Art8304.htm
https://www.thisdayinaviation.com/20-july-1955/
https://acesflyinghigh.files.wordpress.com/2014/07/1280px-nb-36h_with_b-50_1955_-_df-sc-83-09332.jpg
https://en.wikipedia.org/wiki/Aircraft_Nuclear_Propulsion#/media/File:Aircraft_Reactors_Arco_ID_2009.jpg
https://www.demilked.com/nuclear-tourism-1950s-atomic-bomb-las-vegas/
https://medium.com/mel-magazine/when-nuclear-tests-were-just-another-sin-city-attraction-66491cdb513