Sovjetski su generali i znanstvenici zabrinuto gledali na američke projekte razvoja “nuklearnih aviona”, no za nešto slično nedostajale su im tehnološke osnove

Ukratko rečeno, hladni rat razdoblje je od kraja 1940-ih do početka 1990-ih u kojem su globalni geopolitički, gospodarski i drugi odnosi obilježeni suprotstavljanjem i nadmetanjem SAD-a i SSSR-a te njihovih saveznika. Neki povjesničari navode da je počeo zadnjeg dana Drugog svjetskog rata, a drugi da seže još i ranije. Naime, kako su se savezničke vojne snage sa svih strana primicale Njemačkoj, i u Washingtonu i u Moskvi počeli su se stvarati planovi širenja utjecaja ne samo u Europi nego i globalno. Hladni rat nikad nije prerastao u svjetski, no intenzivno se vodio na mnogim područjima – od sporta do svemira. Pritom je posebno bio važan prestiž na području znanosti i novih tehnologija jer su one, među ostalim, omogućavale stvaranje naprednijeg oružja.

Svaki se znanstveni i tehnološki uspjeh uvelike iskorištavao. Prvo uspješno lansiranje satelita Sputnjik 1 dana 4. listopada 1957. nije bio samo veliki promidžbeni uspjeh SSSR-a već je doslovno izazvalo paniku u SAD-u. Potom je 3. studenog te godine u svemir lansiran Sputnjik 2 s kujicom Lajkom, a 12. travnja 1961. poručnik Jurij Gagarin u svemirskom brodu Vostok I obletio je Zemlju. Sjedinjene Države ponos su vratile golemim ulaganjima u svemirski program i slanjem ljudi na Mjesec.

Iako su kasnile u svemirskoj utrci, Sjedinjene Države odmaknule su u mnogim drugim područjima. Početak gradnje prve podmornice na nuklearni pogon USS Nautilus (SSN-571) pokrenuo je jednak program u SSSR-u. Nautilus je porinut 21. siječnja 1952., a prva sovjetska podmornica na nuklearni pogon K-3 puno kasnije, tj. 9. kolovoza 1957. godine.

Bilo je stoga sasvim logično da pokretanje američkog programa razvoja nuklearnih pogona za avione izazove sovjetski odgovor. Međutim, dok je američka i svjetska javnost više-manje znala što se događa s američkim programima, tek je vrlo mali broj ljudi unutar Sovjetskog Saveza uopće znao za postojanje takvog programa.

Znanje njemačkih stručnjaka

Gledajući s vojnotehničke strane, Sovjetskom Savezu nuklearni pogon za strateške bombardere trebao je više nego SAD-u. I dok su Sjedinjene Države strateške bombardere mogle rasporediti u brojne baze u savezničkim zemljama te na nosače zrakoplova, SSSR nije imao tu opciju. Pokušaj razmještanja balističkih projektila s nuklearnim bojnim glavama na Kubu 1962. godine doveo je do najozbiljnije krize hladnog, a dvije supersile na sam rub pravog rata. SSSR će problem sposobnosti za strateške udare na SAD na kraju riješiti interkontinentalnim balističkim projektilima i balističkim projektilima na podmornicama na nuklearni pogon. No, početkom 1950-ih to se rješenje nije činilo tako sigurnim.

Iako zvuči kao anegdota, neki povjesničari tvrde da je sovjetski vođa Josif Visarionovič Staljin (1878. – 1953.) znao i ranije i više o američkom projektu Manhattan (izrada prve nuklearne bombe) nego američki predsjednik Harry S. Truman (1884. – 1972.). Sovjetske obavještajne službe to su uspjele zahvaljujući velikom broju špijuna koji su radili za njih: Klaus Fuchs (1911. – 1988.), Oscar Seborer (1921. – 2015.), Theodore Hall (1925. – 1999.), a vjerojatno i još poneki. Oni su redovito slali najtajnije američke podatke o razvoju nuklearnog oružja ravno u Moskvu. Prva sovjetska nuklearna bojna glava detonirana je tek 29. kolovoza 1949., no kašnjenje nije bilo prouzročeno neznanjem sovjetskih nuklearnih stručnjaka, nego golemim tehnološkim zaostatkom koji su morali nadoknaditi u samo nekoliko godina. A to je ponajviše učinjeno zahvaljujući tehnologijama, materijalima i tehničkim rješenjima pronađenim tijekom i neposredno nakon okupacije Njemačke. Kao i SAD, i SSSR je uvelike koristio znanje njemačkih stručnjaka iz svih područja, pa tako i iz nuklearne tehnologije.

Nakon što je tehnološka baza jednom razvijena i osigurana, ostalo je bilo puno lakše. Nakon K-3 uslijedio je velik broj projekata jurišnih i strateških (naoružanih balističkim projektilima s nuklearnim bojnim glavama) podmornica na nuklearni pogon. Prva nuklearna elektrana Obniskaja priključena je u sovjetsku distribucijsku mrežu 26. lipnja 1954. godine. Davala je samo 5 MW snage, no iskustva stečena tijekom projektiranja i gradnje bila su puno važnija. Obniskaja je ubrzo postala učionica i laboratorij za mnoge buduće nuklearne stručnjake i to ne samo iz SSSR-a već i iz velikog broja savezničkih i prijateljskih zemalja.

Tekući metal ili zrak

Sovjetski su političari, generali i znanstvenici zabrinuto gledali na američke projekte Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft (NEPA) i Aircraft Nuclear Propulsion (ANP; vidi drugi dio podlistka Kojim putem krenuti?, HV 635), no za pokretanje sličnog projekta u SSSR-u nije postojala dostatna tehnološka osnova.

Prva preliminarna istraživanja mogućnosti razvoja nuklearnog pogona za avione pokrenuta su 1952. godine u Laboratoriju mjernih instrumenata Sovjetske akademije znanosti (LIPAN). Za voditelja projekta određen je Anatolij Aleksandrov (1903. – 1994.). Po uzoru na američki projekt Direct Air Cycle, sovjetski su stručnjaci preporučili izradu nuklearnog pogona s otvorenim ciklusom te hlađenja jezgre reaktora zrakom. U lipnju te godine Aleksandrovljev tim, koji je uz stručnjake za nuklearnu tehnologiju dobio i nekoliko stručnjaka iz područja zrakoplovstva, izvijestio je da će najveći izazov biti razvoj postrojenja koje će moći izdržati temperature više od 1000 ºC.

Sovjetskom ratnom zrakoplovstvu trebali su, dakle, strateški bombarderi borbenog polumjera djelovanja dostatno velikog da preko Sjevernog pola i Kanade dosegnu do juga SAD-a. Usprkos tomu, rad na sovjetskom nuklearnom pogonu za avione stagnirao je sve do 1954., kad je u razvoj uključen Laboratorij V (danas Institut za fiziku i energetiku) smješten u blizini Obninska u Kaluškoj oblasti, stotinjak kilometara jugozapadno od Moskve. Oni su predložili radikalnu izmjenu projekta s uporabom reaktora koji bi se hladio tekućim metalom pa bi se zrak grijao preko izmjenjivača topline – u osnovi projekt jednak američkom Indirect Air Cycle tvrtke Pratt & Whitney. Taj je prijedlog imao više smisla. Naime, početkom 1950-ih u SSSR-u niti jedan laboratorij nije razvijao nuklearni reaktor hlađen zrakom, ali dva su razvijala nuklearne reaktore hlađene tekućim metalom i to namijenjene uporabi na podmornicama. Kako bi daljnji razvoj imao smisla, svim je zrakoplovnim projektnim uredima upućen zahtjev za tehničko očitovanje o izvedivosti projekta. Zahtjev je potpisao novi voditelj projekta Aleksandar Iljič Lejpunski (1903. – 1972.).

Teorijskoj razradi projekta i ocjeni izvedivosti uz Laboratorij V pridružio se i Središnji institut za zrakoplovne motore CIAM. Laboratorij V morao je teorijski potvrditi da postoje tehnološke osnove za razvoj tako složenog sustava, a CIAM odrediti parametre unutar kojih se projekt mora razviti (prije svega veličinu i masu sustava). Rezultat je bio da su obje institucije potvrdile izvedivost nuklearnog pogona za avione i to u formi turbomlaznih i turboelisnih motora.

Za razliku od Američkog ratnog zrakoplovstva, koje je željelo isključivo nuklearni pogon s turbomlaznim motorima, sovjetsko je bilo podjednako zainteresirano i za turboelisne. To je bio rezultat činjenice da je u studenom 1952. prvi put poletio strateški bombarder Tu-95 opremljen četirima turboelisnim motorima Kuznjecov NK-12.

Strah od radijacije

Zanimljivo je da su sovjetski nuklearni stručnjaci posvećivali veću pažnju zaštiti od radijacije nego američki. Glavni argument protiv pogona s otvorenim ciklusom bio je strah od širenja radijacije, dok su CIAM i zrakoplovni projektni uredi naglašavali da bi pogon sa zatvorenim ciklusom imao preveliku masu.

Lejpunski u jednom izvješću posebno naglašava da bi ukupna masa sustava nuklearnog pogona bila između 50 i 60 tona te da bi na zaštitu od radijacije otpalo 2/3 mase i to ako bi dopušteno konstantno zračenje za posade bombardera bilo 50 rema (Röntgen equivalent men). Za usporedbu, u to vrijeme dopušteno konstantno zračenje za djelatnike u sovjetskim nuklearnim postrojenjima i laboratorijima iznosilo je pet rema. Ubrzo je postalo jasno da će upravo zaštita od radijacije iz nuklearne jezgre, ali i sustava hlađenja, biti najveći problem.

Tijekom 1957. počeo je rad na gorivnom članku FR-100 koji bi se rabio u nuklearnom reaktoru namijenjenom avionu, a služio bi za što preciznije mjerenje potencijalne razine radijacije koju će reaktor ispuštati. Izračuni su pokazali da neće biti moguće osigurati potpunu zaštitu od ispuštanja radijacije uz prihvatljivu masu za cijeli pogonski sustav te su projektanti odlučili da je najracionalnije zaštititi reaktor i prednji dio aviona u kojem bi se nalazila posada. Na eksperimentalnom reaktoru VVR-2 obavljena su testiranja novih zaštitnih materijala koji upijaju neutrone i gama-zračenje: polietileni i ceresin (zemni vosak [ozokerit] pročišćen sumpornom kiselinom) s dodatkom bor-karbida. Razrađeni su i planovi za optimalno postavljanje antiradijacijske zaštite unutar aviona, pri čemu su obavljena i testiranja mogućeg kratkotrajnog i dugotrajnog utjecaja radijacije na avioniku. Unatoč razvoju novih materijala, na kraju je odlučeno da će najbolja zaštita za posadu biti olovna kapsula.

Sklonost naprednim projektima

Vijeće ministara SSSR-a donijelo je 12. kolovoza 1955. nekoliko izvršnih odluka vezano uz raspodjelu zadaća oko razvoja nuklearnog pogona za avione i samih aviona. Razvoj demonstratora tehnologije koji je trebao dovesti do projekta razvoja strateškog bombardera dodijeljen je projektnom uredu OKB-23 glavnog projektanta Vladimira Mjasiščeva (1902. – 1978.). Za to je bilo više razloga, a Mjasiščev je bio poznat po radu na naprednim projektima. Usto, OKB-23 radio je tad na razvoju strateškog nadzvučnog bombardera M-50. Razvoj motora unutar nuklearnog pogonskog sustava dodijeljen je uredu pod vodstvom Nikolaja Kuznjecova (1911. – 1995.).

Mjasiščev je do srpnja 1956. napravio preliminarne nacrte novog bombardera koji je dobio službenu oznaku M-60. Pogon bi činila četiri turbomlazna motora koja bi radila u sustavu s otvorenim ciklusom jer je procijenjeno da bi bio puno jednostavniji za izradu i, što je još važnije za avion, znatno manje mase. Sva četiri motora bila bi smještena na repu, što dalje od posade koja bi bila u olovnoj kapsuli. Za nadzor nad radom pogonskog sustava namjeravali su instalirati periskope, TV sustav i radar. Minimalna snaga pogonskog sustava procijenjena je na 40 MW. Kako bi se što više izbjeglo širenje radijacije, nuklearni reaktor u bombarder bi se ubacivao neposredno prije leta te nakon leta vadio. Međutim, na temelju razrade zaključeno je da bi sve to bilo presloženo i preopasno te je projekt M-60 obustavljen. Odlučeno je stoga da će se razvijati projekt temeljen na zatvorenom ciklusu.

---

Dok je američka i svjetska javnost više-manje znala što se događa s američkim programima, tek je vrlo mali broj ljudi unutar Sovjetskog Saveza uopće znao za postojanje takvog programa

---

Za razliku od Američkog ratnog zrakoplovstva koje je željelo isključivo nuklearni pogon s turbomlaznim motorima, sovjetsko je bilo podjednako zainteresirano i za turboelisne

---

Tekst: Mario GALIĆ