Jockey11 folytatja a múltkor elkezdett sorozatát a hidegháborúban szemben álló nagyhatalmak kacérkodásáról a nukleáris meghajtású repülőgépek gondolatával. Ma az oroszok, izé, a szovjetek kerülnek sorra.

Az előző részben eljutottunk addig, hogy többé-kevésbé áttekintettük az angolszász kísérleteket az atomrepülők terén. Ideje áttérnünk az ellenpólusra:

CCCP

Ha azt mondtuk, hogy a hidegháború kezdetén az amerikaiaknak gondot jelentett bombázóik hatótávolsága, akkor a szovjetekre ez hatványozottan igaz.  Sam bácsi unokáinak ugyanis nem elhanyagolható földrajzi előnyük volt velük szemben: a II. világháború után – ilyen-olyan ürüggyel – több helyen is „ottfelejtették” magukat Nyugat-Európában, meg máshol, ahonnan jó rálátás nyílt a nagy vörös medvére. Magyarán: szinte mindenhol rendelkeztek olyan támaszponttal a Szovjetunió körül, ahonnan – még viszonylag korlátozott hatótávolság mellett is – lefedhették az összes olyan orosz területet, amit egyáltalán érdemes lett volna bombázni. Ezzel szemben Sztálin hiába gyűjtött be egy egész csokorra valót szatellitállamokból, a területükről legfeljebb az európai NATO-tagállamokat érhette el könnyebben, Észak-Amerikát nem. (Ezért lett később akkora vircsaft Kuba miatt, amikor Amerika pont ezt a számára igen kedvező helyzetet látta veszélyben)

Még a Lemil oldalain oly gyakran emlegetett Tu-95-ös és a Mjásziscsev-iroda M-4-ese (itt alul) is – honi repülőtereikről felszállva – csak az USA (Alaszkát nem számítva) legészakibb területeit, továbbá a nyugati és keleti part legszélét érte el. Az M-50, mint az oroszok első hangsebesség feletti stratégiai bombázója, 3-5 tonna hasznos teherrel a fedélzetén, csak két légi utántöltés mellett jutott el 15.000 km-re. Ehhez vegyük hozzá, hogy mindkettőt az amerikai partokhoz kényelmetlen közelségben kellett volna végrehajtani, a két adag nafta és a tanker saját üzemanyag-felhasználása pedig összesen 500 tonna kerozinjába fájt volna a népgazdaságnak. Egy stratégiai csapásmérő ezred egyszeri bevetése esetén ez 10.000 tonna, amit szállítani, tárolni, illetve megvédeni az ellenséges légi csapásoktól nem egyszerű feladat.

Úgyhogy egy évvel az amerikaiak után (1947 márciusában) a SZU Minisztertanácsa mellett működő Tudományos-Technikai Tanács ülésén döntés született arról, hogy agyalni kell a „nukleáris reaktorokban keletkező hő különböző erőforrásokban történő felhasználásnak lehetőségeiről”. A megbízott tudósok 5 évi gondolkodás után (1952 júliusában) jelentették is az atom-témában mindenható Kurcsatovnak, miszerint: „a reaktor-fizika területén elért elméleti tudásunk lehetővé teszi, hogy néhány éven belül ezen az elven működő erőforrást építsünk a legnagyobb repülőgépek számára”.     

Eltelt újabb 3 év, mialatt a Moszkvától úgy 100 km-re délkeletre fekvő Obnyinszkban felépült az első atomerőmű, és az oroszok is elkezdték építeni első atom-tengeralattjárójukat, a K-3 „Lenini Komszomol”-t. 1955. augusztus 12-én aztán a Minisztertanács kiadta a 1561-868 számú határozatát, amelyben elrendelte „a nukleáris meghajtás repülőgépekben történő alkalmazásának elméleti kidolgozását és gyakorlati megvalósítását”.

És most álljunk félre annyi időre, hogy tisztázzuk az állami pénzek elherdálásának amerikai és szovjet útja közötti különbségeket.

Amíg az USA-ban azt láttuk, hogy alapvetően a kisebb-nagyobb magáncégek vadásznak a zsíros megrendelésekre, addig ez a Tanácsok Országában (Страна Советов) szóban sem jöhetett. A rendszer alapját itt az úgynevezett OKB-k (опытно-конструкторское бюро – magyarul kb.: kísérleti és tervező irodák) képezték. Mivel ezek egy-egy hadiipari üzem mellett működtek, mindig a saját üzemük sorszámát viselték (kivéve: OKB-Iljusin). Ha a tervrajzokból legalább egy – többé-kevésbé sikeres – prototípus született, akkor az (repülőgép, helikopter és hajtómű esetében) a vezető tervező(k) nevéről kapta a típus-nevét (az első betűkből pedig a típus-jelet). Néhány példa:

ОKB-51 — Szuhoj, Pavel Joszifovics
OKB-153 — Antonov, Oleg Konsztantyinovics
OKB-155 — Mikoján, Artyem Ivanovics és Gurjevics, Mihail Joszifovics
ОKB-938 — Kamov, Nyikoláj Iljics

(Egy-két társaság SZKB [специальное конструкторское бюро – speciális tervező iroda] megnevezés alatt futott, de lényegi különbséget ez nem jelentett közöttük.)

Az OKB-k és az üzemek teljhatalmú ura a szovjet Repülőgépipari Minisztérium volt, amelynek viszont a Légierő mondta meg, hogy mit csináljon, és az egészre a Párt szeme vigyázott. Azt persze talán mondanom sem kell, hogy mindezt átitatta a kapcsolatok (sógor – koma – haver – jó párttárs elvtárs) Kelet-Európában megkerülhetetlen rendszere. Így az, hogy melyik OKB milyen feladatot (nehezet, könnyűt, vagy már megoldottat) kapott, továbbá hogy milyen anyagi-technikai feltételek mellett dolgozott, nem minden esetben a szakmai rátermettség és kompetencia alapján dőlt el.

A szerző nem vállal felelősséget a T. olvasók tudatában megjelenő, és más korokra, országokra és rendszerekre vetített véletlen párhuzamokért!

De térjünk vissza történetünk fő sodrába.

Az MT határozata 5 OKB-t nevezett meg: a 23-as (Mjásziscsev), a 156-os (Tupoljev) és a 301-es (Lavocskin vezetésével) a repülőgépek szerkezeti kialakításáért és berendezéseiért, míg az OKB-165 (Ljulka) és 276 (Kuznyecov) a hajtóművekért voltak felelősek. Íme ők ; hiába no, a szovjet érdemrend- és kitüntetésiparnak nem volt párja a világon.
Nézzük meg, ki és mit alakított közülük.

Lavocskinék a 301-esnél – egy korábbi utasításnak megfelelően – rá voltak kattanva az interkontinentális, torlósugár-hajtóműves szárnyas-rakéták témájára, és 1955-re már eléggé előrehaladtak a Burja (Vihar) nevű eszköz tervezésében. A két (folyékony-hajtóanyagú) gyorsító rakétával indított gép 25.000 méter maximális magasságon 3,1-3,3 Mach közötti sebességre volt képes a torlósugár-hajtóművel. Az elképzelések szerint ezt alakították volna át közvetlen rendszerű nukleáris üzemre (mint az amerikaiak a Plutó projektben), de Lavocskin 1960 júniusában bekövetkezett halála nemcsak ennek, hanem az eredeti Burja sikeres próbarepüléseinek is véget vetett.    
 
Mjásziscsevéknek kiadták, hogy Ljulkáékkal kell együttműködniük, mert a gépükhöz onnan fogják megkapni a nukleáris hajtóművet. Mivel az M-50 tervezése eddigre már igen előrehaladott állapotban volt, így adódott, hogy ebből fejlesztik tovább az M-60-at, mint nukleáris bombázót (itt felül). Ljulka tervező irodája ehhez több fajta – közvetlen hőátadáson alapuló – atomhajtómű tervét dolgozta ki. A  lenti képen az ún. „járom”-rendszer, amely azért ilyen kacskaringós, hogy a pirossal jelölt turbina-tengelyt ne kelljen a reaktormagon (sárgával) átvezetni. Az ezt megelőző (két repülőgépet ábrázoló) képen 2-essel jelölve az a változat, amibe 4 ilyet építettek volna be, míg a 3-assal az az elrendezés látható, amikor a pilótafülke (3) mögötti légbeömlőkhöz közel helyeznek el két hagyományos hajtóművet (1) és az utánégető helyén van a gyűrű alakú reaktor (2). Ez lett volna az ún. kombinált rendszer, mert ezek egyszerre működtek volna.

Úgy látszik, a korabeli mérnökök fejükbe vették, hogy ha harckocsit lehet szélvédő nélkül vezetni, akkor repülőgépet is, mert – a korábbi posztban ártatlanul megvádolt Avro-730-hoz hasonlóan – ezen a gépen sem lett volna ilyesmi, csak periszkópok és kamerák. Hogy háború esetén a gépnek ne legyen szüksége reptérre, és így túlélőképességét fokozzák, terveztek egy hidroplán-változatot is, futóművek helyett siklótalpakkal.  

1956 közepére azonban az orosz tervezők is belefutottak azokba a problémákba, amiket illik megoldani, ha az ember atomrepülőt akar építeni, és amik már az amikat is  fejvakarásra késztették. Pl.: a megfelelő hatásfokú, de még beépíthető tömegű reaktorvédelem, a sugárszennyezett gép földi kiszolgálása, a személyzet katapultálása baleset esetén a teljesen zárt pilótafülkéből, stb., stb. El is kezdtek ezeken töprengeni, csak hát az idő múlt, és voltak más projektek is, amiben illett volna eredményeket felmutatni. 1958-ban maga az SZKP KB vette a fáradtságot és kritizálta meg az irodát, hogy a hagyományos üzeműre tervezett M-52K és M-56K jelű bombázók hatótávolsága még mindig elmarad az elvárttól. Erre válaszul Mjásziscsev jelentést írt, melyben kifejtette, hogy a hatótávolság problémájára csakis az atommeghajtás lehet a megoldás, és vállalta, hogy a Kuznyecovék által kifejlesztendő közvetett hőátadású rendszerre alapozva az iroda M-30 jelű prototípusa (itt felül) már 1966-ban repülni fog.

De a KB másképp látta a helyzetet, és nagyjából az alábbi választ adta:

Kedves elvtársak! Úgy ítéljük meg, hogy kollektívájuk válaszút előtt áll. Amennyiben a nagysebességű repülés területén szerzett tapasztalataikat a továbbiakban nem uránbányászként kívánják kamatoztatni, úgy azt javasoljuk, hogy olvadjanak be a Cselomej elvtárs által vezetett 52-es OKB-ba (annak 1-es fiókjaként) és a továbbiakban a többfokozatú ballisztikus rakétákat válasszák tervezői tevékenységük fő irányául. Elvtársi üdvözlettel…

Könnyen kitalálható, hogy Mjásziscsevék az uránbányászatban rejlő kihívásokat erőn felülinek érezték, és inkább a párt által kijelölt utat választották, így a szépreményű M-30-asból sem lett semmi.

De ha már említettük a közvetett hőátadáson alapuló rendszert, akkor ideje betartanunk a Pratt & Whitney kapcsán korábban tett ígéretünket, és kicsit kivesézni ezt a módszert is.

Végtelenül leegyszerűsítve egy ilyen atomhajtómű így néz ki: a reaktormagnak van egy saját, teljesen zárt, elsődleges hűtőrendszere (piros cső), ebben kering valamilyen anyag, ami nem érintkezik a külvilággal, hanem hőcserélőn keresztül melegíti fel a hajtóműből ki-, majd visszavezetett levegőt, amit viszont így nem ér a közvetlen sugárzás, és a radioaktív szennyezettsége elhanyagolható marad. (A P&W-nél ezért hívták ezt „tiszta” rendszernek.)

Ha azonban az ember gyorsabban akar repülni, mint a hang, akkor a beérkező levegőt illik úgy 1.000 °C körülire hevíteni, a hőveszteség miatt viszont az elsődleges körben keringő hűtőanyagnak ennél jócskán melegebbnek kell lennie, és itt kezdődnek a rendszer hátrányai.

A P&W-nek például sikerült a vizet túlhevítenie 815°C-ra, de csak 350 atmoszférás nyomás mellett. Szóba jöhetnek még a folyékony fémek is: az amerikaiak második atom-tengeralattjárójukat, a Seawolf-ot építették meg folyékony nátrium-hűtéssel, míg az oroszok az Alfa-osztály 7 hajóján folyékony ólom-bizmut keveréket alkalmaztak (igaz viszont, hogy víz alatti 73 km/h-t meghaladó sebességükkel gyorsabbak voltak bármely mai BKV-járműnél.

Nem mellesleg konteó: a filmben Tupoljevnek hívták a Vörös Októbert üldöző Alfa parancsnokát, aki aztán a saját torpedójába halt bele.

A szóba jöhető folyékony fémeket azonban elég nehéz keringetni, kémiailag általában igen agresszívak, és egy csomó macera van velük, úgyhogy széles körben nem is terjedtek el.

(Az igazi) Tupoljevről szólva a háládatlan utókor azt emeli ki, hogy nem igazán volt bővében a tervezői kvalitásoknak (és emberként is hagyott kívánnivalót maga után), viszont nagyon jó szervező volt, még annál is jobb kapcsolatokkal. Úgyhogy az irodája (Kuznyecovékkal karöltve) azt a feladatot kapta, hogy vizsgálódjanak a hangsebesség alatti tartományban, már ami a nukleáris repülőgéphajtás lehetőségeit illeti. Mivel a Tu-95 (a képen) már javában próbarepült, mindez azt jelentette, hogy a kész gépet építsék át atomra.  

1955 decemberében a szovjet hírszerzés jelentette az NB-36H próbarepüléseit, mire Kurcsatov azt „javasolta” Tupoljevnak, hogy először készítsenek valami hasonlót. Utóbbi meg is fogadta a tanácsot, és egy Szemipalatyinszkhoz közeli reptéren életnagyságú makettet építettek a Tu-95 törzsének hátsó részéről. Ebben helyezték el a kísérleti reaktort, hogy kipróbálják rajta a különféle pajzsokat. Tupoljevék ugyanis abból indultak ki, hogy részben magát a reaktort szigetelik, részben a pilótafülkét, de azt csak a géptörzs felől, hogy súlyt csökkentsenek. Miután úgy érezték, hogy megtalálták a megfelelő anyagokat, 1959-ben elkezdték a 7800408 gyári számú Tu-95M átalakítását.

A pilótafülke mögötti pajzs teljes vastagsága elérte a 20 cm-t. Ólomból, valamint a gamma- és neutronsugárzást jól elnyelő polietilénből és cerezinből (viasz-állagú paraffin-féleség) állt. Az amerikaiakhoz hasonlóan az oroszok is a hátsó bombatár helyére építették be a reaktort, de ennek volt saját körkörös védelme is – hasonló anyagokból, mint a pilótafülkéé. Hogy a kísérletek során különböző irányokba mégis ki tudjanak bocsátani sugárzást, ezért a reaktorköpenyre több – távirányítással nyitható és csukható – ablakot vágtak, amiket repülés közben a személyzet kezelt. A vízhűtéses, közvetetett rendszerű reaktor teljesítménye nem ismert, de valószínű, hogy az legalább egy nagyságrenddel felette volt a NB-36H-ba beépített amerikai szerkezetnek. Hasonlóság viszont, hogy a gép meghajtásában ez sem vett részt, és ennek is a menetszél hűtötte a radiátorait.

Mivel a reaktor kissé magasabb volt a belső térnél, ezért egy dudort készítettek a géptörzs tetejére (amint az itt a képen látható). Felszereltek még egy csomó sugárzásmérőt, és 1961 tavaszára el is készült a Tu-95LAL (летающая атомная лаборатория – repülő atom-laboratórium, itt az alsó képen). Sugárvédelem ide vagy oda, a gépre úgy válogatták a legénységet, hogy a tagjai már túl legyenek a gyerekcsinálásvállalás – fiataloknak való – hóbortján. Az 1961 májusa és augusztusa között végrehajtott 34 próbautat (és a nyolc fős legénységet) a Tupoljev iroda  kipróbált berepülőpilótájára Mihail Alekszandrovics Nyuhtyikovra bízták. A kísérletek idején 55 éves ezredes 1957-ben lett a Szovjetunió hőse, életében 232 motoros és 15 vitorlázórepülőt próbált ki. 1963-ban vonult nyugdíjba, és 1998-ban bekövetkezett haláláig az orosz „pilótaváros” (Zsukovszkij) megbecsült polgára volt. A legénységet ért – oroszok által is elismert – sugárterheléshez képest szép kor a 92 év…
 
A tesztrepüléseken műszaki probléma nem merült fel, az viszont nyilvánvalóvá vált, hogy valahogy csökkenteni kéne a köpeny tömegét, mert így a gép semmilyen hasznos terhet nem tud szállítani. A kísérletek végeztével a Tu-95LAL sorsa is megpecsételődött. Miután a fűtőelemeket kiszedték a reaktorból, a szemipalatyinszki reptéren állították félre, majd a ’70-es évek elején Irkutszkba vitték, mígnem a gorbacsovi éra alatt átlényegült színesfémhulladékká. Itt alul a képen az oroszos precizitással kiszerelt reaktort láthatjuk, amint a földön hever, a gép alatt.   
A Tu-95 jellegzetes, szembeforgó légcsavarjait 4 darab Kuznyecov NK-12 gázturbina hajtja meg, amelyekben nem a tolóerő, hanem a turbinatengelyen megjelenő teljesítmény számít. Mindez azt jelenti, hogy egy ilyen rendszert nagynyomású gőzzel is lehet működtetni, nemcsak 1.000 fokos levegővel. Adódott a gondolat, hogy a hőcserélőben vizet forraljanak, és ezt csöveken vezessék el a motorokig, amik immár gőzturbinaként forgatnák a légcsavarokat.  Mivel az így előállított gőz nyomását sem lehet elég gyorsan és pontosan szabályozni, ezért a különleges repülési helyzetekben (fel- és leszállás, légiharc) ezek is hagyományos módban üzemelnének.  A Kuznyecov-iroda el is kezdte az NK-12-esek módosítását. A vegyes üzemű, NK-14A jelű hajtóművek kerozinnal 13.000, míg gőzturbinaként 12.000 lőerőt adtak volna le a tengelyen. 

Először a két belső hajtóművet cserélték volna le a vegyes rendszerre, majd – ha ezek rendben működnek – akkor a két külsőt is. Ez lett volna a Tu-119, ami csak a meghajtás módjában tért volna el elődjétől. A végleges változatnak a ’70-es évek második felében kellett volna repülnie, de ebből sem lett semmi, mert eddigre leállt az amerikai program, így nem volt kit utolérni. Másrészt az igaz ugyan, hogy a szovjetek a hidegháborúban folyamatosan erőn felül költöttek a fegyverkezésre (ez is lett a vesztük), de ott sem volt végtelen a pénztárca: a ’60-as években szinte minden forrás a stratégiai rakétacsapatok és a rakétahordozó atom-tengeralattjáró flotta kiépítésére ment el.

1965-re viszont pont ez utóbbiak miatt újabb feladatot sikerült találni a hangsebesség alatti nukleáris repülőgépek számára. Az atom-tengeralattjárók macska-egér játékában (orosz rakétahordozók kontra amerikai vadászok) a szovjetek a maguk javára akarták billenteni a mérleg nyelvét, és több napig a nyílt óceán felett járőröző, komolyan felszerelt tengeralattjáró-elhárító gépekkel akarták egy esetleges konfliktusban az amerikaiakat kiiktatni. Mivel egy ilyen gépbe be kellett férjen a reaktor (a nem túl könnyű fegyverzettel, felderítő és tűzvezető rendszerekkel és ezek kezelőszemélyzetével együtt), így a választás az akkori legnagyobb gépükre, az itt alul szemügyre vehető An-22 „Antej”-ra esett.
A Gólya (Аист) programban 1972 augusztusában a 01-07 gyári számú Antejbe pakoltak be egy reaktort, és pár hónap alatt 23 próbarepülést hajtottak vele végre. Minden jól ment, csak arra jöttek rá, hogy bár egy ekkora gépbe minden belefér, de a 4 db NK-14A nem képes ekkora súlyt a levegőbe emelni. Mivel máson nem igen lehetett spórolni, a sugárzás védelmet kellett könnyíteni, de lehetőleg úgy, hogy a hatásfoka ne romoljon. Az összes próbálkozó közül elsőként azzal is foglalkozni kezdtek, hogy hogyan óvják meg a reaktor épségét egy esetleges baleset során.

Állítólag a ’80-as évek második felére ki is fejlesztettek egy viszonylag könnyű, de elég hatékony reaktorköpenyt, és kidolgozták a reaktor, a primér hűtőkör és a sugárvédelem egy egységben történő katapultálásának és ejtőernyővel történő leeresztésének rendszerét baleset esetére. Mire azonban bármit is kiviteleztek volna a gyakorlatban, a Szovjetunió szétesett. Ahogy az egyik mérnök fogalmazott:

Az történt, ami oly sokszor a repülőgépfejlesztéseink során: mire minden akadályt leküzdöttünk, eltűnt a cél.

Végezetül:

Az igazsághoz hozzátartozik, hogy bár az atomrepülők a gyakorlati megvalósítás terén (nem annyira a műszaki akadályok, hanem inkább a külső körülmények hatására) kudarcra ítéltettek, nem tűntek el nyomtalanul a tudományos-technikai fejlődés történetéből, hiszen egy sor metallurgiai, valamint repülési és nukleáris technológiai újítást hagytak maguk után. Az alapgondolat sem vált köddé, csak visszatért eredeti helyére: a sci-fi és az elméleti tudomány világába. Ezen a képen például egy amerikai óriásbombázó terve: a törzs cserélhető, elülső részében a reaktorral (hogy a géptől elkülönítetten lehessen karbantartani), és a piros nyíllal jelölt farokrészben a pilótafülkével (hogy elég távol legyen a sugárzástól).