Američko ratno zrakoplovstvo, tvrtke iz područja vojne industrije i institucije zadužene za nuklearnu energiju pokušali su konstruirati avion koji bi demonstrirao mogućnost nuklearnog pogonskog sustava, kao i motor koji bi imao ugrađen nuklearni reaktor

Nakon što je američki program testiranja nuklearnog reaktora R-1 Aircraft Shield Test Reactor (ASTR) na avionu NB-36H dokazao da reaktor neće ubiti posadu aviona ni zemaljsko osoblje (v. prethodni nastavak, Nuklearni “križar”, HV br. 636), neizbježan idući korak bilo je testiranje nuklearnog pogonskog sustava. Kao demonstrator tehnologije koji je trebao poslužiti za tu namjenu opet je izabran Cornvairov bombarder B-36 Peacemaker. Projekt je dobio oznaku X-6, a prvotno je planirana izgradnja dvaju prototipova: jednog za testiranje pogonskog sustava Direct Air Cycle tvrtke General Electric, te drugog, za testiranje pogonskog sustava Indirect Air Cycle tvrtke Pratt & Whitney (v. Kojim putem krenuti?, HV br. 635). No, kako je Pratt & Whitney kaskao u razvoju, naposljetku je odlučeno da će se izraditi jedan prototip za testiranje sustava Direct Air Cycle. Prema prijedlogu General Electrica, trebao se sastojati od nuklearnog reaktora P-1 i četiriju turbomlaznih motora GE XJ53 Turbojet, pojedinačnog potiska 23 kN.

Druga polovina četrdesetih i cijele pedesete godine protekle su u nadmetanju proizvođača mlaznog pogona u razvoju sve snažnijih turbomlaznih motora. Rani su turbomlazni motori davali tek nekoliko kilonjutna pa je i najmanje povećanje potiska bilo vrlo značajno. Osim toga, rani su turbomlazni motori bili nepouzdani i trošili su puno goriva. U to je vrijeme General Electric razvio turbomlazni motor J47 potiska 26,56 kN. Motor se pokazao pouzdanim te je ugrađivan u brojne borbene avione kao što su North American F-86 Sabre, North American FJ-2 i FJ-3 Fury, Boeing B-47 Stratojet i Convair B-36 Peacemaker. Do 1956. godine, kad je obustavljena proizvodnja, General Electric isporučio je više od 30 000 motora J47. Stoga ne čudi da su stručnjaci Američkog ratnog zrakoplovstva odabrali taj tip kao osnovu za razvoj turbomlaznog motora na nuklearni pogon. Uklanjanjem komora za izgaranje i ugradnjom uvodnika vrućeg zraka iz nuklearnog reaktora dobiven je turbomlazni motor X39. Taj motor nikad nije bio namijenjen za ugradnju u avione, nego isključivo za zemaljsko testiranje sustava Direct Air Cycle.

Nema takvog materijala

General Electric uporno je za operativni nuklearni pogon nudio drugi motor. Naime, još 1948. pokrenuo je razvoj tad najvećeg i najsnažnijeg turbomlaznog motora na svijetu – XJ53. Motor je trebao davati potisak veći od 75,6 kN. Tijekom razvoja pojavili su se brojni problemi jer je tako snažan motor do krajnjih granica koristio mogućnosti dostupnih materijala. Najveći problem bila je masa od čak 3765 kg. Doduše, do ožujka 1951. razvojni inženjeri uspjeli su je smanjiti na 3606 kg, no i dalje je bila prevelika. Iako su prvi testni motori davali odličan potisak od 79,8 kN, masa je ostala problematična. Nakon što su stručnjaci za mlazni pogon Američkog ratnog zrakoplovstva zaključili da bi svako daljnje smanjenje mase motora dovelo do smanjenja potiska, ali i povećanja nepouzdanosti, u rujnu 1953. obustavljen je razvoj XJ53. Manje-više tih godina, u lipnju 1951. projektanti General Electrica počeli su raditi na razvoju nuklearnog pogona koji bi se testirao na avionu X-6. Planirani prvi let trebao se dogoditi 1956. pa su u tvrtki zaključili da nemaju vremena razviti potpuno novi turbomlazni motor. Stoga su kao osnovu odlučili uzeti XJ53 te ga prilagoditi novoj namjeni.

Izračuni GE-ovih inženjera još su 1951. pokazali da bi se potreban potisak turbomlaznih motora za avion veličine bombardera mogao ostvariti samo ako bi temperatura zraka unutar njihova sustava Direct Air Cycle bila najmanje 1371 ºC. “Problemčić” je bio u tome što u to vrijeme niti jedan materijal nije mogao trajno izdržati tako visoku temperaturu. Stoga su inženjeri predložili da se u testnim motorima temperatura zraka smanji na 982 ºC. To je pak značilo da će testni avion veličine B-36 morati polijetati s pomoću vlastitog pogona. No to i nije bio tako velik nedostatak jer ionako nitko nije očekivao da će testni avion biti isključivo na nuklearni pogon.

Pentagon, Američko ratno zrakoplovstvo i strateške snage više je brinula pouzdanost pogona nego snaga. Tako je odlučeno da će prvi nuklearni pogonski sustav namijenjen testiranju na avionu činiti nuklearni reaktor R-1 (izlazne snage 150 megavata) i četiri turbomlazna motora. Sustav je označen kao P-1. General Electric “gurao” je modificirani XJ53, dok je Američko ratno zrakoplovstvo više naginjalo uporabi modificiranih J47, tj. prerađenog i prilagođenog motora X39.

Problemi s masom

Kako su Pentagon i zrakoplovstvo osiguravali novac za projekt, naposljetku je odlučeno da će se na X-6 rabiti pogon s četiri motora X39. Izračuni su pokazali da bi s temperaturom zraka od 982 ºC na visini od 4580 m motori X39 davali potisak od 115,6 kN. To bi bilo dostatno za najveće brzine leta između 483 i 627 km/h. No, letne značajke mogle su se utvrditi tek tijekom letnih testiranja, a ponajviše bi ovisile o masi cijelog sustava.

Zbog održavanja središta mase sustava P-1, pogonski sustav nije mogao biti ugrađen u stražnji, nego u središnji dio aviona. Predloženi sustav trebao je biti prilično glomazan i masivan. Glomaznost bi prije svega potjecala od potrebe za ugradnjom oklopa koji bi spriječio prodor radijacije iz reaktora ili je barem zadržao unutar trupa aviona. Drugi glomazni sustav bio bi onaj za odvod hladnog zraka iz kompresora aviona u jezgru reaktora te povratak zagrijanog zraka u motore. Stoga ne čudi da, što se tiče masa, rani proračuni nisu bili optimistični. Jezgra reaktora bila bi široka 172,7 cm i izrađena od nehrđajućeg čelika, mase oko 4535 kg. Kao gorivo služio bi uranijev oksid, smješten u razmaknute prstenove kroz koje bi pod tlakom bio upuhivan hladni zrak iz kompresora turbomlaznog motora. Na probnom modelu zrak je upuhivan s pomoću snažnih pumpi. Oklop oko reaktora bio bi dug šest i širok tri metra. Masa zaštite oko reaktora iznosila bi oko 27 215 kg. Tomu treba pridodati i 16 780 kg oklopa koji bi trebao štititi posadu od radijacije. Masa četiriju turbomlaznih motora X39 bila bi oko 8160 kg, ali masa sustava za prijenos zraka iz motora u reaktor i nazad bila bi oko 18 000 kg. Tako bi ukupna masa nuklearnog pogonskog sustava P-1 premašivala 74 600 kg. Pojednostavnjeno: ukupna masa nuklearnog pogonskog sustava višestruko bi premašivala ukupni potisak četiriju motora X39. Zbog veličine cijelog sustava u trupu aviona jedva bi ostalo dovoljno prostora za ugradnju modula s nadzornim instrumentima.

Skupo i opasno

Iako su Pentagon i Američko ratno zrakoplovstvo preferirali J47/X39, u General Electricu nisu odustajali od motora XJ53. Od samog početka bilo je jasno da je pogonski sustav predložen za X-6 prevelik te da ne bi bio prikladan za ugradnju u bombardere jer bi im korisna nosivost bila vrlo mala. Osim toga, tako osmišljen sustav Direct Air Cycle bio bi preglomazan i presložen za ugradnju u operativne avione. Stoga su projektanti General Electrica osmislili temeljito poboljšan prijedlog – ugradnju nuklearnog reaktora u motor. Reaktor bi bio minijaturan, ali zahtijevao bi velik motor. Iako je u trenutku započinjanja razvoja XJ53 bio najveći turbomlazni motor na svijetu, izračuni su pokazali da ni takav ne bi bio dostatno velik za ugradnju minijaturnog nuklearnog reaktora. No zamisao je bila vrlo primamljiva te ju je General Electric dalje razvijao kao projekt XNJ140E-1.

Projekt izrade demonstratora tehnologije X-6 prekinula je administracija novoizabranog predsjednika Dwighta D. Eisenhowera (1890. – 1969.). Iako ratni general, a možda baš zbog toga, Eisenhower je od samog početka predsjedničkog mandata počeo uvoditi oštre rezove u vojnoj potrošnji. Doduše, rat u Koreji približavao se trećoj godini i trošio goleme ljudske, ali i financijske resurse. Ukupni američki troškovi Korejskog rata procijenjeni su na oko 30 milijardi dolara, što je oko 294 milijarde u sadašnjoj vrijednosti. Jedan od ukinutih projekata bio je X-6. Eisenhowerova administracija procijenila je da je to ne samo vrlo skup nego i vrlo opasan projekt.

Stižu balistički projektili

Istodobno je odobren nastavak razvoja aviona NB-36H te financiranje razvoja nuklearnog pogona za avione, ali isključivo u laboratorijima i testnim postrojenjima na zemlji kroz program HTRE (Heat Transfer Reactor Experiment) za testiranje sustava Direct Air Cycle tvrtke General Electric. Projekt HTRE-1 prvotno je bio usmjeren na razvoj nuklearnog reaktora, no 31. siječnja 1956. uspješno je testirana mogućnost pokretanja turbomlaznih motora, u tom slučaju dvaju X39. Bilo je to prvo uspješno pokretanje turbomlaznih motora nuklearnom energijom u svijetu. Razvoj je nastavljen projektom HTRE-2, no pravi demonstrator tehnologije za sustav koji bi se ugradio u eksperimentalni avion bio je HTRE-3. Imao jer jezgru nuklearnog reaktora položenu vodoravno i dva turbomlazna motora X39 postavljena izvan zaštitnog oklopa, čime su simulirani realni uvjeti rada. HTRE-3 radio je od travnja 1958. do prosinca 1960. Prema tvrdnjama General Electrica, testiranja su pokazala mogućnost upravljanja sustavom, njegovu sigurnost te minimalnu količinu zračenja pa je bio spreman za ugradnju u avion za letna testiranja. Međutim, John Fitzgerald Kennedy (1917. – 1963.) pobijedio je na predsjedničkim izborima 1960. te 20. siječnja 1961. preuzeo dužnost. Još tijekom predsjedničke kampanje najavljivao je da će ukinuti program HTRE i planove razvoja aviona na nuklearni pogon te je to i učinio na samom početku mandata. Kennedyjevi argumenti bili su da je projekt od početka do 1960. stajao oko milijardu dolara (oko 8,8 milijardi u sadašnjoj vrijednosti) te da nije bio ni blizu operativne uporabe. U međuvremenu je razvoj turbomlaznih motora napredovao te im je znatno poboljšana pouzdanost i smanjena potrošnja. Osim toga, u listopadu 1959. godine američke strateške snage uvele su u operativnu uporabu prvi interkontinentalni balistički projektil s nuklearnim bojnim glavama SM-65 Atlas. Sve je to utjecalo na činjenicu da skup i tehnološki iznimno rizičan razvoj nuklearnog pogona za avione postane nepotreban.

Mario GALIĆ