Američko ratno zrakoplovstvo zadužilo je 1960-ih tvrtku Chance Vought da razvije vrlo velik krstareći projektil pokretan nuklearnim protočno-mlaznim motorom. Zbog veličine nije bio namijenjen lansiranju s bombardera, već iz zaštićenih silosa smještenih na teritoriju SAD-a

Pluto je bio treći od tri velika projekta razvoja nuklearnog pogona za letjelice Američkog ratnog zrakoplovstva (USAF) i strateških snaga. Njegov je cilj bio razvoj nuklearnog protočno-mlaznog (ramjet) motora koji bi pokretao krstareće projektile vrlo velike brzine i dometa. Pritom je razvoj, sasvim razumljivo, bio prije svega usmjeren na dobivanje što većeg potiska i posljedično što veće brzine na štetu dometa. Naime, nikomu nije trebao nuklearni reaktor koji će mjesecima raditi u projektilu za jednokratnu uporabu.

Pluto je potekao iz studija izvedivosti nuklearnog pogona za letjelice izrađenih još u svibnju 1946. godine. Nuclear Energy for Propulsion of Aircraft Project (NEPA) nije razmatrao samo razvoj turbomlaznog pogona (opširnije v. II. dio podlistka Kojim putem krenuti?, HV br. 635) već i protočno-mlaznog. Potonji je zapravo bio zanimljiviji, to prije jer je u osnovi bio jednostavniji i lakši za izradu u odnosu na turbomlazni. Štoviše, u jednom trenutku ozbiljno su razmatrane mogućnosti da se na strateškim bombarderima uporabi kombinacija klasičnih turbomlaznih motora i nuklearnih protočno-mlaznih. Klasični bi se rabili tijekom rulanja po stajanci i voznoj stazi (rulnici) te pri polijetanju. Nuklearni protočno-mlazni motori preuzeli bi pogon nakon polijetanja i održavali brzinu sve do slijetanja.

Problem je bio razvoj nuklearnog reaktora dostatno kompaktnog da stane u protočno-mlazni motor razumnih dimenzija. Glavna je značajka takvog motora jednostavnost zbog toga što nema kompresor ni turbinu. Sastoji se od usisnika u koji tijekom leta ulazi zrak, komprimira se zbog velikog dinamičkog tlaka koji nastaje pri velikoj brzini letjelice, miješa se s gorivom koje izgara, a produkt izgaranja, tj. vrući plinovi, izbacuju se kroz ispuh i pritom stvaraju potisak. Protočno-mlazni motor mora se stoga, kako bi proradio, kretati određenom brzinom. Princip rada nuklearnog protočno-mlaznog motora bio bi jednak osim što se zrak ne bi miješao s gorivom, već bi prolazio kroz jezgru reaktora i pritom se znatno zagrijavao. Istodobno bi i hladio reaktor, koji bi zbog toga morao biti mali. Taj je problem riješen razvojem reaktora s keramičkim gorivom. Šipke keramičkog goriva mogle su postići vrlo visoke radne temperature i time ostvariti veću iskoristivost, a to je značilo manji reaktor za jednaku izlaznu snagu.

Ulaganje koje se isplatilo

Američki ured za strateški razvoj (U.S. Office of Strategic Development) zatražio je u studenom 1955. od Komisije za atomsku energiju (Atomic Energy Commission – AEC) izradu studije izvedivosti nuklearnog protočno-mlaznog motora. USAF je već u listopadu 1956. objavio zahtjev (System Requirement, SR #149) za krstareći projektil s nuklearnim pogonom. Zahtjev se prvotno temeljio na studijama izvedivosti i razvoju malih nuklearnih reaktora unutar Projekta zrakoplovne nuklearne propulzije tvrtke General Electric, a potom i na studijama izrađenim u Laboratoriju za radijaciju Lawrence koji je djelovao na Kalifornijskom sveučilištu. Na USAF-ov se zahtjev odazvala tvrtka Chance Vought, koja je 1940-ih i 1950-ih bila velik proizvođač vojnih zrakoplova (među ostalim, F4U Corsair i F-8 Crusader), a danas djeluje u sastavu Northrop Grummana. Osnovala je radnu skupinu pod vodstvom dr. Waltera J. Hessea (1923. – 2009.), koja je napravila nekoliko idejnih rješenja. Na tim je osnovama USAF objavio zahtjev za ponude nadzvučnog krstarećeg projektila vrlo velikog dometa s nuklearnim pogonom.

U kolovozu 1958. tvrtke Chance Vought Aircraft, North American Aviation i Convair odabrane su za izradu studija izvedivosti krstarećeg projektila pokretanog s pomoću nuklearnog reaktora s keramičkim gorivom. Novi je zahtjev bio projektil s mogućnosti leta vrlo velikim brzinama na malim visinama kako bi što dulje ostao neprimijećen radarima. S obzirom na to da tvrtke nisu raspolagale pogonskim sustavom, studije su mogle biti teoretske.

Razvoj nuklearnog protočno-mlaznog motora dostatno je napredovao da je USAF početkom 1961. od tri tvrtke mogao naručiti idejne projekte novog projektila. Projekti su morali obuhvaćati nacrte i specifikacije sustava. Pobjednikom je proglašena tvrtka Chance Vought, koja je u travnju 1961. dobila ugovor za razvoj Aerotermodinamika za Pluto. Neobičan naziv bio je sastavni dio napora da se cijeli projekt što više drži u tajnosti.

Dobivanjem ugovora, Chance Vought konačno je dobio i proračunska sredstva za nastavak projekta koji je samostalno financirao još od 1956. godine. No, to se ulaganje itekako isplatilo jer su njihove studije i idejni planovi bili puno napredniji od North Americanovih i Convairovih.

Rješavanje problema

Chance Voughtovi projektanti riješili su do 1961. brojne izazove i probleme u vezi s razvojem krstarećeg projektila koji bi morao letjeti nadzvučnim brzinama.

Prije svega, posvetili su se problemima vezanim uz ekstremno naprezanje projektila pri letu brzinom od tri Macha na vrlo malim visinama. Izračuni i testiranja u laboratorijima pokazali su da bi se pri toj brzini oplata projektila na najizloženijim mjestima zagrijala na temperature više od 538 ºC. Pritom bi projektil stvarao buku od čak 162 dB. Ništa manji problem bilo je osiguranje stabilnosti u letu jer bi pri toj brzini i visini i najmanje odstupanje dovelo do pada. Stoga je na aerodinamička testiranja potrošeno čak 1600 sati rada gotovo svih u to vrijeme najsuvremenijih američkih zračnih tunela. Kao najbolje rješenje odabrana je kanard konfiguracija s tri mala krilca na nosu projektila.

Drugi je problem bio kako pri tako velikim brzinama osigurati da u motor ulazi konstantna količina zraka. To je postignuto postavljanjem ulaznog konusa u otvor usisnika koji je smješten ispod trupa (kao na avionu F-16). Kako bi projektil izdržao očekivana zagrijavanja oplate, odlučeno je da će najizloženija mjesta biti izrađena od slitine nehrđajućeg čelika René 41 debljine od 2,54 do 6,35 mm.

Razvoj sustava za navođenje pokazao se posebno zahtjevnim. Sama činjenica da bi projektil letio brzinama od tri Macha na vrlo velikim udaljenostima bila je dovoljan izazov. Međutim, projektanti su morali osmisliti sustav za navođenje otporan na vrlo visoku razinu radijacije. Situaciju im nije nimalo olakšavala činjenica da je njihov vrlo veliki projektil projektiran za nošenje velikog broja nuklearnih bojnih glava. Chance Vought riješio je problem upravljanja letom tako da je razvio precizni sustav navođenja Fingerprint, kojem će USAF dati oznaku TERCOM (TERrain COntour Matching).

Gotovi proizvod trebao je biti vrlo velik krstareći projektil SLAM (Supersonic Low-Altitude Missile) pokretan nuklearnim protočno-mlaznim motorom Tory-III. Zbog veličine nije bio namijenjen lansiranju s bombardera, već iz zaštićenih silosa smještenih na teritoriju SAD-a. S obzirom na projektiranu veličinu motora Tory-III, dimenzije SLAM-a trebale su biti: duljina 26,8 m; promjer tijela 1,5 m; raspon krila oko 3,5 m. S tri raketna motora s pomoću kojih bi se lansirao, SLAM bi imao masu od oko 27 500 kg. Unutar trupa bio bi prostor za smještaj od 14 do 26 termonuklearnih gravitacijskih bombi (najčešće se spominje 16), ovisno o snazi i veličini.

Golema šteta

Projektili bi se čuvali u velikim podzemnim silosima kako bi ih se zaštitilo od nuklearne eksplozije. Sastavni dio silosa bila bi i vertikalna lansirna rampa. SLAM bi se lansirao s pomoću tri raketna motora na kruta goriva. Dostupni izvori ne navode snagu tih motora, tek da bi radili najmanje 30 sekundi kako bi projektil ubrzali dostatno za paljenje nuklearnog protočno-mlaznog motora te ga podigli na visinu od 10 000 m. Nakon odbacivanja raketnih motora pogon bi preuzeo protočno-mlazni motor te ubrzao projektil do brzine od četiri Macha (neki izvori navode tri i pol Macha). SLAM bi letio na toj visini do prilaska sovjetskom zračnom prostoru, a tri minute prije ulaska u njega počelo bi poniranje do visine od 152 do 305 m (ovisno o konfiguraciji terena nad kojim bi letio). Pritom bi održavao brzinu od oko 2,8 do tri Macha. Projektil bi se prema ciljevima navodio TERCOM navigacijskim sustavom koji mu ne bi samo omogućio izbjegavanje zapreka već i precizan let prema ciljevima. Nakon dolaska do točke napada, termonuklearna bomba okomito bi se izbacivala iz projektila. SLAM bi tako dobio dodatno vrijeme da izbjegne posljedice termonuklearne eksplozije.

Izvori naglašavaju da bi let tako velikom brzinom (na visini od 300 m brzina od tri Macha iznosi 3663 km/h) tako velikog projektila prouzročio velik udarni val koji bi oštetio objekte na zemlji. Pritom bi razina zračenja iz nuklearnog protočno-mlaznog motora također bila visoka. Nakon što bi izbacio sve termonuklearne bombe, projektil bi se zabio u unaprijed određenu točku (najvjerojatnije točkasti strateški cilj), izazivajući pritom golemo i dugotrajno radijacijsko zagađenje.

Obaranje takvog projektila i danas bi bilo iznimno zahtjevno, a početkom 1960-ih bilo je nemoguće. Stoga bi SLAM bio gotovo idealno “oružje sudnjeg dana”.

Prekid programa

Prvotni plan predviđao je početak letnih testiranja za 1967. te uvođenje u operativnu uporabu za 1970. godinu. No odmah se postavilo pitanje hoće li biti moguće sigurno testirati tako koncipiran projektil? Za razliku od aviona s nuklearnim pogonom koji su projektirani za siguran let i povratak u baze, SLAM je projektiran da se uništi nakon što izvrši zadaću. Jedino rješenje bilo je odvojeno testiranje komponenti, uz nadu da će funkcionirati kad ih se sastavi u projektil. Nuklearni protočno-mlazni motori serije Tory testirani su na zemlji u Nacionalnom laboratoriju Lawrence Livermore. Planirana su bila i testiranja u letu, u kojima bi motori bili ugrađeni u veliki avion. Jedna od ilustracija prikazuje motor Tory s vanjske strane bombardera B-52. Svi ostali sustavi SLAM-a mogli su se testirati na prerađenom projektilu koji ne bi bio pokretan nuklearnim pogonom, već velikim raketnim motorom na kruta goriva. Na taj način ne bi bio dostignut predviđeni domet, ali mogla bi se simulirati trajektorija leta i postizanje brzina na znatno manjim udaljenostima.

Ipak, od svega toga na kraju nije bilo ništa jer je program u srpnju 1964. prekinut. Troškovi razvoja tijekom 1963. dosegli su 260 milijuna dolara (oko 2,22 milijarde u današnjoj vrijednosti), a procijenjeni trošak izrade po projektilu iznosio je 50 milijuna dolara (oko 427 milijuna u današnjoj vrijednosti).

Tekst: Mario GALIĆ