Таен съветски проект: атомна кола. Ядреното гориво за автомобил е фантастична идея

01.04.2019

Тяло

„И с еднаква скорост, атомни машини от най-различни видове нахлуха в индустрията. железнициплати огромни суми за правото да бъде първият във въвеждането на атомна тяга, атомното топене на метали беше въведено с такава бързина, че няколко фабрики избухнаха поради неумело боравене с нова енергия ... "
Х. Г. Уелс "Освободеният свят"

Проблемът за създаването на компактни ядрени реактори отдавна вълнува човечеството. Невероятно икономичен, практически вечен, доста екологичен (ако не вземете предвид вероятността от злополука) двигател може да спаси Земята от изчерпване на ресурсите, да помогне за пречистване на атмосферата и да улесни живота на обикновен човек. Но досега само големи кораби и подводници се движат с ядрена енергия; когато става въпрос за автомобили и влакове - не е известно. Въпреки че историята познава няколко опита за поставяне на реактора на колела.

Размери - това е основният проблем, който не позволява да се достави автомобил с ядрен двигател. Самата охладителна система, която изисква постоянно снабдяване със свежа охлаждаща течност, заема толкова много място, че полезното пространство на атомна кола е намалено до нула. Стационарните атомни електроцентрали използват вода от външни резервоари за охлаждане, атомните кораби и подводниците също нямат недостиг на топлоотделящ материал, но наземен транспортцялата доставка на охладител ще трябва да носите със себе си. Чисто теоретично проблемът може да се реши чрез създаването на реактор, работещ на принципа на контролирания термоядрен синтез. Ще бъде значително по-безопасно и по-компактно. съществуващи системи. Но, за съжаление, такъв източник на енергия остава само фантазия. M103 беше на път да бъде преустроен за тестване на шасито на ядрения си реактор. Но в крайна сметка Министерството на отбраната прекрати финансирането на един сложен и не много обещаващ проект. Войниците имаха други задачи пред себе си.

Глава 1. Ford Nucleon (1957)

Концептуалната кола Ford Nucleon се превърна в най-известната ядрена кола. Причините за това са редица. Той стана първата подобна разработка, както и една от две такива машини, създадени поне под формата на оформление и демонстрирани на автомобилното изложение.

Въпросът „необходимо ли е да се разработи атомна концепция“ не стоеше в онези дни. "Nucleon" не беше частен опит на самотен дизайнер, а продукт на сериозна работа на инженери и техници. Автомобилът е обмислен от първия до последния винт, като се вземат предвид необходимостта от поддръжка на обществени пътища и факторът на опасност от излагане на пътниците. Въпросът остана малък: да се създаде необходимия двигател.

Най-сериозният недостатък на използването на атомната енергия е прекомерната обемност на реактора. На снимката - АЕЦ Енрико Ферми II (Мичиган, САЩ)

Въпреки това няколко концепции за ядрени превозни средства виждат бял свят през 20 век. Някои са под формата на оформления, други са под формата на ръчно нарисувани скици. Могат да се разграничат два изблика на интерес към наземния ядрен транспорт - през 1950-1960-те години и през 2010-2011 г. Първият беше свързан с надпреварата във въоръжаването и желанието на двете суперсили СССР и САЩ да се изпреварят технологично. Освен това в онези дни учените искрено вярваха, че атомът е на път да бъде покорен напълно и безвъзвратно (а нещата, честно казано, все още са там). Вторият интересен период има различна обосновка. Днес откриването на контролиран термоядрен синтез наистина е на хоризонта и компаниите се опитват да разработят предварително концепция, където този принцип ще бъде приложим, като по този начин изпреварват конкурентите. Е, нека да видим колко смислени са тези разработки.

ядрен резервоар

Интересна област на развитие в областта на наземните превозни средства с ядрено задвижване се превърна в темата за атомен танк. Когато атомът трябваше да се използва изключително за военни цели, в началото на 50-те години на миналия век командването на американската армия отпусна сериозна субсидия за разработване на танк, способен да използва силата на ядрена реакция.

Танк ТВ-1 беше представен на третата конференция по танкостроене под формата на макет.

На третата конференция по танкостроене (Въпрос III), проведена от командването на армията през 1954 г., въпросът за възможността за създаване ядрен двигателза резервоара. За разлика от автомобилни концепции, не се появи тук сериозни проблемис маса и обем: беше напълно възможно да се постави леко модифициран реактор от подводница на резервоара. Първата концепция на тежък ядрен танк е наречена TV-1. Предполагаше се, че машината ще тежи около 70 тона (половината от тях - двигателят), дебелината на бронята достига 350 мм. Но един проблем в онези години не можеше да бъде решен по никакъв начин - екранирането на екипажа. Ако автомобилните дизайнери можеха да си позволят да мечтаят, тогава армейският екип не се отличаваше с буйно въображение и гледаше на света от оперативна гледна точка. И нещо каза на инженерите, че все още е невъзможно да се построи атомен танк.

През 1955 г. на следващата такава конференция е представен вторият проект R32 с по-лек реактор. Теоретичната маса на танка е 50 тона, 120 mm броня, 90 mm гладкоцевно оръдие: тази концепция вече беше подобна на истината. Но липсата на решение за екраниране на екипажа изпрати R32 на бунището на историята. Последният опит за изграждане на атомен танк се случи през 1959 г., когато тежкият танк M103

Техническото задание е получено от група инженери на Ford през 1956 г., а година по-късно концепцията е готова. Разбира се, функционалността на Ford Nucleon беше под съмнение. Само две пътнически седалки и малък багажник отпред: колата можеше да служи само за забавление. превозно средство. Като семейна колаявно не му пасна. Но такава цел не беше поставена. Ядрената инсталация, която заемаше 2/3 от обема и масата на автомобила, беше умалено копие на стандартния реактор S2W от подводницата USS Nautilus. Вярно е, че не беше възможно да се намали 35-тонен колос с височина 6 метра до „автомобилни“ размери: дизайнерите разбраха това много добре. В ограничен обем беше необходимо да се постави самият реактор, парогенераторът и две турбини: едната трябваше да създаде въртящ момент (с други думи, да завърти колелата), другата - да завърти генератора. Проблемът с охлаждането беше планиран да бъде решен чрез кондензиране на отработената пара обратно във вода.

Уилям Форд до модел на концептуален автомобил, 1957 г

Принципно идеята изглеждаше осъществима и дори работеща. Основното предимство беше пълната липса на емисии в атмосферата и чудовищната издръжливост на силовия агрегат. Разбира се, беше проблематично да се напълнят нови уранови пръти в стария реактор, така че машината беше „заредена с гориво“ чрез смяна на реактора. Но една бензиностанция трябваше да е достатъчна за поне 8000 километра (обмисляха се опции до 30 000), така че това не се смяташе за проблем. Беше планирано да се обогатят използваните реактори във фабриката - така например работят станциите за зареждане и обмен днес. газови бутилки. И накрая, най-важното предимство беше безшумността на Nucleon. При липсата на процес на вътрешно горене нищо освен едва доловимото бръмчене на турбините не би нарушило спокойствието на околния свят. Все пак колата си остана много обемиста. Футуристичният дизайн, разбира се, изглади това впечатление, но инженерите разбраха важността на изолирането на кабината от реактора и следователно масата и размерите на защитните плочи бяха съизмерими с масата и размерите на самия двигател. От съображения за безопасност, а не по прищявка на художника, кабината е преместена напред, за да премести пътниците възможно най-далеч от опасното „сърце“ на колата. Горивната капсула е била поставена в най-отдалечената от пилотската кабина част - отдолу, под двигателя, с троен слой изолация. Но какво са 1-2 метра за радиоактивно излъчване? Нищо, пуф.

Ford Nucleon е направен под формата на модел в мащаб 3/8, показан на редица изложения и салони. Но времето мина, а компактните реактори не се появиха и не се появиха. копие в пълен размернямаше смисъл да се правят коли, особено след като тя самата Фирма Фордне е имал достатъчно капацитет за разработване на собствен атомен двигател. Водещ американски производителреактори за подводници, Westinghouse Electric също не бързаше да промени форм-фактора на своите проекти. И амбициозният проект беше затворен, така просто и без да му се даде старт. Но пет години по-късно той получи продължение.

Глава 2. Ford Seattle-ite XXI (1962)

През 1961 г. ООН прие известната декларация за забрана на използването на ядрени и термоядрени оръжия. Съответно огромен брой лаборатории, работещи в тази област, трябваше да прекратят изследванията. Усилията трябваше спешно да бъдат насочени в мирна посока. Търговците на Ford забелязаха определен сигнал в това и незабавно изпратиха задача на инженерите: да продължат темата Nucleon. И имаше Ford Seattle-ite XXI.

Този път разработчиците се опитаха да не повтарят грешките, направени в дизайна на предишния модел. По-специално, те запазват традиционното автомобилно оформление: двигателят отпред, след това купето, след това багажникът с нормален размер. Разбира се, колата се оказа огромна, но беше в духа на американците от 60-те години на миналия век и не нарушаваше концепцията за красота на миряните. Веднага възникна проблем. В Nucleon тежкият реактор "легна" на неуправляема задна ос. В Сиатъл-ите цялата маса на двигателя трябваше да бъде поставена по някакъв начин предна ос, като същевременно осигурява нормален радиус на завой на автомобила и адекватно управление. Намерен е доста оригинален изход от ситуацията: направени са два предни моста. И четирите колела се завъртяха, докато спокойно поддържаха масата на реактора.

За разлика от своя предшественик, Seattle-ite е построен в мащаб 1:1.

Още по-изненадваща беше възможността да се "разкопчае" цялата предна част на колата и да се замени с друга. Днес много автомобили се предлагат с няколко опции за двигател. В Seattle-ite задвижването може да се променя; се предполагаше икономична версия с мощност 60 к.с. и високоскоростна мощност от 400 к.с.

Тъй като компактният атомен двигател все още не съществува през 1962 г., инженерите не са много притеснени от неговия дизайн и системи. Но те се опитаха да вместят в концепцията възможно най-много фантастични идеи, които по това време често бяха технологично невъзможни. Защо да губите време за дреболии, ако така или иначе (все още) не можете да построите кола.

Промоционална снимка на Seattle-ite: компанията се надяваше, че в скорочовекът ще покори атома и колата може да бъде пусната в серия

И така, в дизайна на Ford Seattle-ite XXI, редица решения намериха място пред времето си с половин век. Например концептуалната кола нямаше волан като такъв. Управлението на "Форд" трябваше да се докосне с пръсти специален панел- прототипът на съвременния сензорен екран. Също така в кабината беше осигурено бордови компютър(също с несъществуващ по това време сензорен екран), чийто интерфейс, измислен от художниците, донякъде напомняше на Windows (напомням ви: Бил Гейтс тогава беше на 7 години). Основната цел на компютъра беше да начертае маршрут - това стана прототипът на GPS навигатор. Сензорите, инсталирани в цялото тяло, взеха предвид пътна обстановка, близостта на други автомобили, метеорологичните условия. Всъщност инженерите на Ford прогнозираха появата както на сензори за паркиране, така и на сензори за дъжд автоматично включванечетки. Стъклото Ford Seattle-ite XXI имаше различна степен на затъмняване в зависимост от светлинния поток отвън.

Друг акцент беше възможността за инсталиране на захранващ блок с горивни клетки вместо ядрен двигател. Отново си струва да припомним, че първите работещи и компактни горивни клетки се появиха през 80-те години на миналия век и започнаха да се използват навсякъде едва през 21 век.

Схемата за закрепване на силовия агрегат към автомобила: може да бъде заменен с по-мощен

Ford Seattle-ite XXI, за разлика от своя предшественик, е направен под формата на оформление в пълен размер. Колата се оказа много ниска и елегантна, направи фурор в редица автокъщи (особено във връзка с промо момичета), но технологичните бариери не позволиха дори да се създаде прототип на концептуална кола. Днес почти всички фантастични идеи, предложени в Seattle-ite, се изпълняват лесно. В допълнение към най-важното - компактен ядрен двигател. Ето защо тази невероятна кола продължава да учудва въображението на дизайнерите по целия свят.

Атомна електроцентрала Caterpillar

В Съветския съюз атомните танкове и превозни средства не са разработени, осъзнавайки, че това е било първоначално фантастични проекти. Но мобилна атомна електроцентрала, която се побира в няколко превозни средства за всички терени, не само беше проектирана, но дори построена и пусната в експлоатация. Удивителният проект беше наречен ТЕС-3.

В съветските вестници се появиха множество снимки на първото енергийно самоходно превозно средство (това, което помещаваше контролния панел).

Първите разговори за мобилна атомна електроцентрала идват в средата на 50-те години на миналия век. Инициира развитието подобна системаЕфим Павлович Славски, по това време първи заместник-министър на средното машиностроене на СССР, а по-късно ръководител на цялата съветска ядрена индустрия. Разработката е извършена от редица заводи и институти. Проектът на Обнинския физико-енергетичен институт беше признат за най-обещаващ.

Самата електроцентрала беше малък двуконтурен реактор с вода под налягане. Водата също е действала като работна течност; турбината на генератора се задвижваше от пара. Оборудването беше поставено на шаси, разширено до 10 ролки от тежък танк Т-10. Шасито получи общото наименование "енергийно самоходно".

Цялата електроцентрала се състоеше от четири самоходни превозни средства. На първия - самият реактор с биозащита и въздушен радиатор, на втория - парогенератори и циркулационни помпи, на третия - турбогенератор, а на четвъртия - контролен панел и резервно оборудване. Разгръщането на станцията отне няколко часа, тя не можеше да функционира в движение, тъй като всички самоходни превозни средства трябваше да бъдат свързани с жици и тръбопроводи. Не беше толкова трудно да се осигури биосигурност в ТЕЦ-3. Тъй като реакторът, изискващ изолация, беше разположен на отделно енергийно самоходно превозно средство, той просто беше поставен в затворен оловен контейнер и по време на работа операторите не се доближаваха до това самоходно превозно средство.

През 1960 г. мобилната атомна електроцентрала е готова за работа. На 13 октомври 1961 г. е извършено първото експериментално изстрелване на станцията. Тя се показа добре, тестовете продължиха до 1965 г. Но имаше един проблем. Нито индустриалци, нито учени са успели да намерят разумно приложение на забележителната инсталация. Първоначално той е проектиран да работи в Далечния север, но традиционните електроцентрали на течно гориво се оказаха по-прости и по-икономични. Икономическата нецелесъобразност принуди проектът да бъде закрит, а през 1969 г. ТЕЦ-3, който никога не беше използван никъде, беше консервиран.

В същото време тече разработката на втората мобилна атомна електроцентрала Памир-630D. Като шаси е използвано тежко оборудване MAZ. Тази станция в много отношения беше по-успешна от TES-3, но първото й експериментално изстрелване се състоя, за съжаление, през 1985 г., малко преди трагедията в Чернобил. След аварията по-голямата част от работата в ядреното направление беше затворена по една или друга причина и обещаващият Памир не беше изключение.

Глава 3. Ариел Атом (2010)

Измина цяла вечност, преди човешкото въображение отново да се обърне към атомните коли. Но този път не инженерите, а дизайнерите поеха. За щастие днес всеки уважаващ себе си 3D художник смята за необходимо да нарисува няколко коли с оригиналния дизайн.

Сингапурският дизайнер Мухамад Имран е вдъхновен от две коли. Първият е Ford Seattle-ite XXI, а вторият е леката английска спортна кола Ariel Atom, произведена от малка компания в Съмърсет. Спортната кола има доста странно оформление: няма врати, няма покрив, багажно отделение; той е направен на базата на твърд тръбен екзоскелет и е оборудван с мощен 245 конски сили двигател Хонда. Благодарение на ниската маса Ariel Atom е в състояние да ускори до 100 км/ч за фантастичните 2,8 секунди.

Ariel Atom от сингапурския дизайнер Muhammad Imran е футуристичен, но невъзможен

Ariel Atom Muhammad Imran се различава и от двата "прототипа". Дизайнерът се опита да направи концепцията си възможно най-компактна. В тази връзка той постави двамата пътници в колата не един до друг, а един след друг, като краката на водача стигат почти до предна броня(естествено отвътре). Изолираният реактор, според идеята на Мохамед, трябва да бъде разположен в задната част на машината. Вярно ли е, техническо обучениеИмран е малко смутен. Например, красива изпускателни тръбипод формата на знак за опасност от радиация, те изглеждат грандиозно, но защо ядрената кола се нуждае от изпускателна система като такава? Във всеки случай концепцията на сингапуреца ще остане красива концепция, част от портфолиото му.

Серийният Ariel Atom се произвежда в Съмърсет и няма нищо общо с атомната енергия

Но не всичко е толкова тъжно. Защото шест месеца след скиците на Имран в новините блесна атомна кола, разработена от реална група учени и напълно възможна в условията на съвременното технологично развитие.

Глава 4. Cadillac World Thorium Fuel (2011)

Специалистите на малка компания Laser Power Systems решиха да тръгнат по правилния път: като се започне не от футуристичен дизайн, а от технологични възможности и практически задачи. На първо място, те решиха да изоставят урановия реактор като сложен и изключително опасен автомобил за пътниците. Като алтернатива беше избран торий.

По принцип торият многократно се е опитвал да използва в ядрената индустрия. Тъй като е по-малко радиоактивен, той е напълно способен да замени използваните днес уран и плутоний. В допълнение, торият е много по-разпространен и следователно относително евтин. Вярно е, че схемата на работа на торий в ядрен реактор е доста гениална. Първо, изотопът торий-232 трябва да улови термичен неутрон и чрез реакцията да се превърне в изотопа на уран-233; последният участва пряко в реакцията.

Оформлението на Thorium повтаря това, измислено от инженерите на Ford за концепцията Nucleon.

Волга-Атом - първият цивилен автомобил, захранван не от изгарянето на изкопаеми горива, а от енергията на атома!

През 1949г съветски съюзстана втората страна в света, която успешно изгради и тества образец на атомно оръжие. От една страна, това, разбира се, беше сериозен успех за съветските учени и инженери. От друга страна, не по-малко сериозен удар по гордостта на съветското ръководство. Наистина в надпреварата на двете страни второто място е последно. Тогава много лидери на страната започнаха да мислят за онези области, в които СССР може да пробие напред. По-специално по проекти за мирно използване на атомната енергия.

От кола на кола

Ford Nucleon от 1957 г. трябваше да използва компактен ядрен реактор като източник на енергия. Кабината беше преместена отвъд предната ос, а тежкият реактор, заедно с биологичната защита, беше монтиран далеч отзад. Според инженерите на Ford Nucleon може да измине 5000 мили (8000 км) с едно зареждане с гориво, след което цялата електроцентрала трябва да бъде сменена изцяло, докато собственикът може да избере всякаква електроцентрала - по-мощна или по-икономична.

Надпреварата за мирен атом

През 1949 г. правителството на СССР, вслушвайки се в аргументите на учените, сред които академик Пьотр Капица, президентът на Академията на науките Сергей Вавилов и „бащата на съветската атомна бомба“ Игор Курчатов, решава да построи първата чисто гражданско ядрено съоръжение - атомна електроцентрала. През октомври 1954 г. Обнинската атомна електроцентрала беше официално включена в мрежата на Мосенерго и обикновените хора получиха възможност да запалят крушка от ядрено електричество. Съветският съюз спечели първия сегмент от щафетата за "мирния атом".
Но и американците не бездействаха. През 1952 г. в корабостроителниците Groton е положена подводницата Nautilus, която е трябвало да бъде първата атомна подводница в света. До 1954 г., когато е построена атомната електроцентрала в Обнинск, Nautilus е пуснат на вода и през януари 1955 г. излиза в морето, превръщайки се в първото транспортно (макар и не гражданско) превозно средство, задвижвано от енергията на атомния разпад.

Атом в сбруя

При разработването на Volga-Atom дизайнът на съществуващото шаси на GAZ-21 не може да бъде подсилен по никакъв начин. В резултат на това идеята за оформлението е заимствана от концептуалния автомобил от 1962 г. година Форд Seattle-ite XXI с две предни оси. И четирите предни колела на Волга-Атом бяха управлявани (две от тях се движеха). Въпреки дългия капак, има място за биозащита и системи за охлаждане двигателен отсекне беше достатъчно. Трябваше да използвам предната част на кабината и шофьорска седалкапоставени отзад.

Съюзът обаче вече беше готов да отговори. През 1953 г. Министерският съвет на СССР решава да построи ядрен ледоразбивач. Корабът е заложен през 1956 г. в Ленинградския корабостроителен завод на името на V.I. Marty беше пуснат година по-късно, след което започна инсталирането на атомна електроцентрала, разработена от екипа на Нижнегородското експериментално конструкторско бюро по машиностроене (OKBM) под ръководството на Игор Африкантов. През декември 1959 г. атомният ледоразбивач "Ленин" беше официално предаден на военноморското министерство на СССР и въпреки че по това време Nautilus вече беше в експлоатация и дори успя да достигне Северния полюс със собствен ход, резултатът може да се счита за най-малко равни. Важно е, че ледоразбивачът "Ленин" беше чисто цивилен кораб, а "Наутилус" - военен, тъй като в очите на международната общност тежестта на гражданските ядрени проекти беше значително по-голяма. Няколко години по-късно в океана навлязоха още няколко цивилни кораба с ядрени двигатели - американският Savannah (1964 г.) и немският Otto Gan (1968 г.) (японският кораб Mutsu много закъсня поради технически проблемии е доставен през 1990 г.). Но, образно казано, те излязоха на старта, когато състезанието вече приключи.

Как работи ядрен двигател

Дизайнът на първото поколение е класическа "оръдна схема". Подкритичните уранови шайби на буталото и края на цилиндъра се приближават един към друг, увеличавайки критичността и реакцията на делене се нагрява работен орган(хелий) в цилиндри. Хелият се разширява и избутва буталото, извършвайки работа. Разпределителният вал придвижва кадмиевия абсорбиращ прът, реакцията се заглушава. Във второто поколение като гориво се използва газообразен уранов хексафлуорид, който е и работен флуид. Графитният модератор е направен порест, така че газът да се смесва по-ефективно и в него да протича реакцията на делене.

Изчистен дизайн и пълнеж

Независимо от това, идеологическата победа в атомната надпревара все още не можеше да се счита за напълно чиста и съветските учени, инженери и лидери търсеха възможност да консолидират своя успех. Искаха се нестандартни идеи и една от тях дойде по дипломатически път.
През 1957 г. Ford представя на обществеността една от най-амбициозните концепции в своята история – Ford Nucleon. Дизайнерите изобразиха своята визия за автомобила на бъдещето и дори не на макет в пълен размер, а на модел в мащаб 3:8. Nucleon изглеждаше изключително футуристично, но най-необичайното изобщо не беше външен вид, а предложеният източник на енергия е много компактен ядрен реактор. По-нататък умален модели концептуалното му описание не вървеше добре, но е общоприето, че Ford Nucleon стана един вид символатомна ера.
задънен клон
Изправен пред проблеми с мащабирането, Камнев предложи да се създаде страничен продукт- атомна машина за пътно строителство, по-точно атомна пътен валяк. Славски изрази идеята на Хрушчов и той беше възхитен, когато научи, че с помощта на такава пързалка е възможно, използвайки излишната топлина, генерирана от реактора, да се построи път, прав като стрела и гладък като огледало дори в най-гъстите гори на минимални разходи. Една такава пързалка е построена в края на 1959 г., очевидец я описва така: „Дори в най- големи кариериТакива великани не съм виждал. Махина, висока колкото седеметажна къща и широка 20 метра, минава по права линия в гората и равен пътчрез просто синтероване на горния слой на почвата при над 500 градуса. Тестовете, проведени в Сибир, оставиха 25-километров участък от най-величествения път през тайгата на около половината път между Томск и Новосибирск. Пътят щеше да бъде асфалтиран до края, но се случи неприятност: умореният оператор на пързалката заспа зад лостовете и единствената по рода си строителна машина се удави в блатото, на дъното на което все още лъжи. А перфектен пътсамотен започва и завършва насред тайгата - като паметник на атомната фантазия на една отминала епоха.
Ford Nucleon беше представен на различни изложби, а през 1958 г. в един от американските автокъщи той беше видян от втория секретар на съветското посолство Владимир Синявин. Той беше голям ентусиаст на технологичния прогрес и ентусиазирано описа идеята за автомобил в своя доклад. Тъй като там беше споменат атомният проект, докладът беше внимателно проучен у дома. Той не се интересуваше от военните, тъй като смятаха описаното за празна фантазия, но за всеки случай докладът беше изпратен до Министерството на средното машиностроене на СССР, което тогава ръководеше всички ядрени проекти. Той беше видян от един от заместник-министрите, легендарният Ефим Павлович Славски. Ето как започна непозната история невероятна кола, което може да преобърне цялата световна автомобилна индустрия.

Ядреният двигател произвежда много топлина, която изисква ефективна охладителна система, за да се разсее. Инженерите нямаха опит с подобни проекти, така че те погледнаха към американските концептуални коли от 1950 г. като Buick Le-Sabre от 1951 г. (на снимката) или Ford X 2000 от 1958 г., за да намерят решения. Въпреки цялата си претенциозност, те имаха важно предимство: те позволиха да се поберат огромните въздухозаборници на охладителната система в цялостния дизайн на тялото.

Постигнете невъзможното

Славски изглеждаше заинтересован от идеята и поверително помоли няколко атомни физици да проучат възможността за реализиране на такъв проект. Отговорът беше съвсем недвусмислен: "Празни фантазии!". На следващата среща в Кремъл Славски небрежно на шега спомена това – това правят американците. Очакваше Хрушчов да се смее с него, но реакцията беше съвсем различна. Никита Сергеевич изслуша министъра и изведнъж каза сериозно: „Защо не направим такава кола? Все пак се получи добре с ледоразбивача! Опитите да убеди генералния секретар бяха неуспешни, Хрушчов отхвърли всички възражения с махване на ръка: "Ако тези физици не могат, намерете други."
И такива физици се намериха. За да се проектира автомобил, задвижван от атомна енергия, е създадено Автомобилно конструкторско бюро (АКБ) под ръководството на Александър Едуардович Камнев. AKB се занимаваше с разработването на атомна електроцентрала.

По схемата на оръдието

Физиците на батериите, базирани на атомната електроцентралаледоразбивач "Ленин", бързо се убеди, че не може да бъде намален. Беше немислимо да се построи кола за съществуващ реактор - колата се оказа толкова огромна. Физиците работят върху този проблем до 1960 г., но без особен успех, докато на следващата среща някой не възкликна в сърцата си: „Не работи, дори сложете уран в цилиндрите на двигателя!“ - и това доведе Камнев до идея, която се оказа много плодотворна.
Идеята беше следната. Един конвенционален реактор изисква доста значително количество радиоактивен уран. С намаляване на масата на горивото коефициентът на размножаване на неутрони пада и реакторът престава да бъде критичен - той „избледнява“. Междувременно критичността на един реактор зависи не само от масата на радиоактивния материал, зареден в него, но и от неговия дизайн и конфигурация. Камнев предложи да се използва класическата „оръдна схема“, която е добре известна на ядрените физици за проектирането на първите атомни бомби от уран (по-модерните плутониеви бомби бяха направени по различна схема - имплозия). Същността на нейната работа е, че когато две парчета обогатен уран се доближат едно до друго, започва верижна реакция, коефициентът на размножаване на неутрони се увеличава и реакцията става самоподдържаща се. При бомба се стига още по-далеч - започва нарастваща верижна реакция и възниква експлозия. Но работата на обикновен двигател с вътрешно горене е серия от малки експлозии! Необходимо е само да спрете реакцията навреме, за да затворите цикъла на двигателя.

атомно сърце

До края на 1961 г. дизайнът е основно разработен. Двигателят A21 беше напълно традиционен четирицилиндров агрегат, в който в краищата на буталата и цилиндрите бяха разположени шайби, изработени от уран, обогатен с изотопа 235. В края на цилиндъра беше разположена и шайба от графит - забавител на неутрони. Работната течност беше хелий, изпомпван в цилиндрите. С напредването на компресията масите на урана се приближиха една към друга и коефициентът на умножение на неутроните започна да се увеличава. Поради отделянето на топлина, хелият се нагрява и започва да се разширява, избутвайки буталото нагоре - това е работният ход. Възможно е да се контролира скоростта и да се спре двигателят с помощта на абсорбиращи пръти, които се намират на мястото на клапаните и се задвижват от независимо въртящ се разпределителен вал с променливи фази на гърбицата. Тъй като ядреното гориво се изразходва, фазите се изместват, за да компенсират "изгарянето" на горивото. Като аварийно "гасене" на реактора по време на свръхкритични аварии беше предвидено инжектирането на разтвор на борна киселина в цилиндрите. Целият блок беше поставен в напълно запечатана биозащитна обвивка, само тръбопроводите на вторичната охладителна верига и магнитният съединител, който въртеше скоростната кутия, бяха извадени.
След шест месеца настройки и експерименти двигателят, монтиран на тестовия стенд, работи напълно нормално в продължение на три месеца, като условният пробег беше около 70 000 км. Беше време да го подложа на изпитание. В проектирането на шасито са участвали инженери от специално създадена работна група. Автомобилен завод в Горки(ГАЗ). Предложената задача ги изненада. Окачването трябваше да бъде значително подсилено: A23 тежеше не 200 кг, като стандартния двигател GAZ-21, но почти 500. В същото време двигателят имаше абсолютно фантастични характеристики за онези времена: мощност 320 к.с. и въртящ момент над 800 Nm при ниски скорости (60 об/мин). Изискванията също така предвиждат пълното изключване на достъпа под капака, липсата горивна системаИ монтирани единици, и особено - наличието на продуктивна охладителна система.

Волга-Атом

През април 1965 г. колата се качи на тестовата площадка близо до Северск. Според мемоарите на Валентин Семенов, участвал в разработването на двигателя, който успя да управлява кола (или кола?), Усещанията бяха много необичайни: колата беше много тежка, но мощността на двигателя компенсира увеличена маса. Ускорението беше бързо, но спирането беше по-лошо. И двигателят стана много горещ, а в колата, въпреки хладната сибирска пролет, беше много горещо.
Проведените тестове показаха, че дизайнът е доста работещ, докато реален ресурспробегът е над 60 000 км. Въпреки това, след това всичко захранващ агрегатбеше необходимо да се промени, а това е много обезпокоително и разточително за цивилното оборудване. Затова физиците започват работа по втората версия на двигателя – с газофазово гориво под формата на уранов хексафлуорид вместо твърд уран. Хексафлуоридът едновременно служи като работна течност вместо хелий, което също създава много проблеми в първата версия, излизайки през най-малките пролуки в уплътненията и дори през стените (за да поддържа нивото си, двигателят е оборудван с хелиев цилиндър и автоматична системакомпенсация на разходите). Вярно е, че графитният модератор трябваше да бъде направен порест, така че газът да се смесва по-ефективно и в него да протича реакция на делене. Нов двигателбеше по-малко мощен (200 к.с., 600 N·m), а пробегът при едно зареждане с гориво намаля до около 40 000 (според резултатите от теста). Но за „зареждане с гориво“ сега не беше необходимо да се сменя целият двигател, достатъчно беше да се изпомпва нова доставка на уранов хексафлуорид в цилиндрите.
Първоначално беше планирано да се направят няколко експериментални машинида ги демонстрират на изложби и да возят почетни гости. Въпреки това, докато дизайнерите разработваха двигателя и самата кола, ситуацията се промени. Хрушчов подаде оставка като генерален секретар, а Брежнев, който го замести, нямаше подобни амбиции. Така проектът беше затворен без много шум. И два прототипа на автомобила (без двигатели, които бяха извадени за обеззаразяване и погребение) за дълго времестояха на сметището и след това бяха изхвърлени. С тях си отиде безграничният и безразсъден ентусиазъм от онази епоха, в която хората не се страхуваха да хванат атома за опашката.

... И с еднаква скорост, атомни машини от най-разнообразни видове нахлуха в индустрията. Железниците платиха огромни суми за правото
бяха първите, които въведоха атомна тяга, атомното топене на метали беше въведено с такава бързина, че поради неумелото боравене с нова енергия, няколко фабрики избухнаха ...
Х. Г. Уелс "Освободеният свят"

Размери - това е основният проблем, който не позволява на автомобила да бъде оборудван с ядрен двигател. Самата охладителна система, която изисква постоянно снабдяване със свежа охлаждаща течност, заема толкова много място, че полезното пространство на атомна кола е намалено до нула. Стационарните атомни електроцентрали използват вода от външни резервоари за охлаждане, атомните кораби и подводниците също нямат недостиг на материал за отстраняване на топлина, но сухопътният транспорт ще трябва да носи цялата доставка на охлаждаща течност със себе си. Чисто теоретично проблемът може да се реши чрез създаването на реактор, работещ на принципа на контролирания термоядрен синтез. Тя ще бъде значително по-безопасна и по-компактна от съществуващите системи. Но, за съжаление, такъв източник на енергия остава само фантазия.

Въпреки това няколко концепции за ядрени превозни средства виждат бял свят през 20 век. Някои - под формата на оформления, някои - под формата на ръчно рисувани скици. Могат да се разграничат два изблика на интерес към наземния ядрен транспорт - през 1950-1960-те години и през 2010-2011 г. Първият беше свързан с надпреварата във въоръжаването и желанието на двете суперсили СССР и САЩ да се изпреварят технологично. Освен това в онези дни учените искрено вярваха, че атомът е на път да бъде покорен напълно и безвъзвратно (а нещата, честно казано, все още са там). Вторият интересен период има различна обосновка. Днес откриването на контролиран термоядрен синтез наистина е на хоризонта и компаниите се опитват да разработят предварително концепция, където този принцип ще бъде приложим, като по този начин изпреварват конкурентите. Е, нека да видим колко смислени са тези разработки.

ядрен резервоар

Танк ТВ-1 беше представен на третата конференция по танкостроене под формата на макет.

На третата конференция по танкостроене (Въпрос III), проведена от командването на армията през 1954 г., за първи път беше повдигнат въпросът за възможността за създаване на ядрен двигател за танк. За разлика от автомобилните концепции, нямаше сериозни проблеми с масата и обема: беше напълно възможно да се постави леко модифициран реактор от подводница на резервоара. Първата концепция на тежък ядрен танк е наречена TV-1. Предполагаше се, че машината ще тежи около 70 тона (от които половината е двигателят), дебелината на бронята достига 350 мм. Но един проблем в онези години не можеше да бъде решен по никакъв начин - екранирането на екипажа. Ако автомобилните дизайнери можеха да си позволят да мечтаят, тогава армейският екип не се отличаваше с буйно въображение и гледаше на света от оперативна гледна точка. И нещо каза на инженерите, че все още е невъзможно да се построи атомен танк.

През 1955 г. на следващата такава конференция е представен вторият проект R32 с по-лек реактор. Теоретичната маса на танка е 50 тона, 120 мм броня, 90 мм гладкоцевно оръдие: тази концепция вече беше близо до истината. Но липсата на решение за екраниране на екипажа изпрати R32 на бунището на историята. Последният опит за изграждане на атомен танк се случи през 1959 г., когато тежкият танк M103 беше на път да бъде преустроен за тестване върху шасито на ядрения си реактор. Но в крайна сметка Министерството на отбраната прекрати финансирането на един сложен и не много обещаващ проект. Войниците имаха други задачи пред себе си.

Глава 1. Ford Nucleon (1957)

Ford Nucleon впечатли съвременниците с футуристичен дизайн

Техническото задание е получено от група инженери на Ford през 1956 г., а година по-късно концепцията е готова. Разбира се, функционалността на Ford Nucleon беше под съмнение. Само с две пътнически седалки и малък багажник отпред, колата може да служи само като превозно средство за отдих. Като семейна кола той очевидно не се вписваше. Но такава цел не беше поставена. Ядрената инсталация, която заемаше 2/3 от обема и масата на автомобила, беше умалено копие на стандартния реактор S2W от подводницата USS Nautilus. Вярно е, че не беше възможно да се намали 35-тонен колос с височина 6 метра до „автомобилни“ размери: дизайнерите разбраха това много добре. В ограничен обем беше необходимо да се постави самият реактор, парогенераторът и две турбини: едната трябваше да създаде въртящ момент (с други думи, да завърти колелата), другата - да завърти електрическия генератор. Проблемът с охлаждането беше планиран да бъде решен чрез кондензиране на отработената пара обратно във вода.

Уилям Форд до модел на концептуален автомобил, 1957 г

Дизайнерско решение със задни калници, втората версия на "Nucleon"

И все пак колата си остана много обемиста. Футуристичният дизайн, разбира се, изглади това впечатление, но инженерите разбраха важността на изолирането на кабината от реактора и следователно масата и размерите на защитните плочи бяха съизмерими с масата и размерите на самия двигател. От съображения за безопасност, а не по прищявка на художника, кабината е преместена напред, за да премести пътниците възможно най-далеч от опасното „сърце“ на колата. Горивната капсула е била поставена в най-отдалечената от пилотската кабина част - отдолу, под двигателя, с троен слой изолация. Но какво са 1-2 метра за радиоактивно излъчване? Нищо, пуф.

Ford Nucleon е направен под формата на модел в мащаб 3/8, показан на редица изложения и салони. Но времето мина, а компактните реактори не се появиха и не се появиха. Нямаше смисъл да се създава пълноразмерно копие на колата, особено след като самият Ford нямаше достатъчно капацитет да разработи свой собствен ядрен двигател. Водещият американски производител на реактори за подводници, Westinghouse Electric, също се забави с промяната на формата на дизайна си. И амбициозният проект беше затворен, така просто и без да му се даде старт. Но пет години по-късно той получи продължение.

Глава 2. Ford Seattle-ite XXI (1962)

Този път разработчиците се опитаха да не повтарят грешките, направени в дизайна на предишния модел. По-специално, те запазват традиционното автомобилно оформление: двигателят отпред, след това купето, след това багажникът с нормален размер. Разбира се, колата се оказа огромна, но беше в духа на американците от 60-те години на миналия век и не нарушаваше концепцията за красота на миряните. Веднага възникна проблем. В Nucleon тежкият реактор "легна" на неуправляема задна ос. В Seattle-ite цялата маса на двигателя трябваше по някакъв начин да бъде поставена на предната ос, като същевременно осигурява нормален радиус на завиване на автомобила и адекватно управление. Намерен е доста оригинален изход от ситуацията: направени са два предни моста. И четирите колела се завъртяха, докато спокойно поддържаха масата на реактора.

За разлика от своя предшественик, Seattle-ite е построен в мащаб 1:1.

Промоционална снимка на Seattle-ite: компанията се надяваше, че в близко бъдеще човек ще покори атома и колата може да бъде пусната в серия

И така, в дизайна на Ford Seattle-ite XXI, редица решения намериха място пред времето си с половин век. Например концептуалната кола нямаше волан като такъв. Той трябваше да управлява Ford чрез докосване на специален панел с пръсти - прототипа на съвременния сензорен екран. Освен това в кабината беше осигурен бордови компютър (също със сензорен екран, който не съществуваше по това време), интерфейсът, изобретен от художниците, донякъде напомняше на Windows (напомням ви: Бил Гейтс тогава беше на 7 години ). Основната цел на компютъра беше да начертае маршрут - това стана прототипът на GPS навигатор. Сензорите, монтирани в цялото тяло, отчитат пътната обстановка, близостта на други автомобили и метеорологичните условия. Всъщност инженерите на Ford прогнозираха появата както на сензори за паркиране, така и на сензори за дъжд с автоматично включване на четките. Стъклото Ford Seattle-ite XXI имаше различна степен на затъмняване в зависимост от светлинния поток отвън.

Схемата за закрепване на силовия агрегат към автомобила: може да бъде заменен с по-мощен

Атомна електроцентрала Caterpillar

В Съветския съюз атомните танкове и автомобили не са разработени, осъзнавайки, че първоначално това са били фантастични проекти. Но мобилна атомна електроцентрала, която се побира в няколко превозни средства за всички терени, не само беше проектирана, но дори построена и пусната в експлоатация. Удивителният проект беше наречен ТЕС-3.

Първите разговори за мобилна атомна електроцентрала идват в средата на 50-те години на миналия век. Разработването на такава система е инициирано от Ефим Павлович Славски, по това време първи заместник-министър на средното машиностроене на СССР, а по-късно ръководител на цялата съветска ядрена индустрия. Разработката е извършена от редица заводи и институти. Проектът на Обнинския физико-енергетичен институт беше признат за най-обещаващ.

Глава 3. Ариел Атом (2010)

Сингапурският дизайнер Мухамад Имран е вдъхновен от две коли. Първият е Ford Seattle-ite XXI, а вторият е леката английска спортна кола Ariel Atom, произведена от малка компания в Съмърсет. Спортната кола има доста странно оформление: няма врати, няма покрив, няма багажно отделение; той е направен на базата на твърд тръбен екзоскелет и е оборудван с мощен двигател Honda с мощност 245 конски сили. Благодарение на ниската маса Ariel Atom е в състояние да ускори до 100 км/ч за фантастичните 2,8 секунди.

Ariel Atom от сингапурския дизайнер Muhammad Imran е футуристичен, но невъзможен

Ariel Atom Muhammad Imran се различава и от двата "прототипа". Дизайнерът се опита да направи концепцията си възможно най-компактна. В тази връзка той постави двамата пътници на колата не един до друг, а един след друг, а краката на шофьора почти стигат до предната броня (естествено отвътре). Изолираният реактор, според идеята на Мохамед, трябва да бъде разположен в задната част на машината. Вярно, техническото обучение на Имран е донякъде смущаващо. Например красивите изпускателни тръби под формата на знак за радиационна опасност изглеждат грандиозно, но защо ядрената кола се нуждае от изпускателна система като такава? Във всеки случай концепцията на сингапуреца ще остане красива концепция, част от портфолиото му.

Серийният Ariel Atom се произвежда в Съмърсет и няма нищо общо с атомната енергия

Глава 4. Cadillac World Thorium Fuel (2011)

Оформлението на Thorium повтаря това, измислено от инженерите на Ford за концепцията Nucleon

Идеята за ториев реактор за автомобил дойде на инженерите в процеса на разработване на лазер на базата на торий (лазерите са основната посока на компанията). Колкото и да е странно, ториевият лазер произвежда на изхода си не лъч светлина, а топлинна вълна, при това тясно насочена. И топлината е същата енергия. Експертите казват, че с 1 грам торий можете да обиколите екватора два пъти и най-вероятно те не грешат.

Концептуалният автомобил Thorium е разработен от Cadillac. По отношение на оформлението, той точно повтаря Ford Nucleon: обърната напред кабина и реактор, който заема 70% от използваемото пространство на автомобила. Дизайнер и ръководител на амбициозния проект е инженер Лорен Кулесус.

Красотата на колата предполага, че суперавтомобил в този дизайн ще бъде пуснат във всеки случай - макар и на конвенционална, бензинова тяга.

Редица компоненти и части на автомобила вече съществуват "в метал". Разработването на всеки възел се извършва с очакване на непрекъснат експлоатационен живот от 100 години (приблизително това трябва да е достатъчно за едно пълнене с торий). Само тук гумите ще трябва да се сменят на всеки няколко години. Свързано е с оригинала техническо решениеизползвани при разработването на колелата. Всяко "колело" се състои от 6 отделни тънки диска, разположени на една и съща ос. Всеки диск е оборудван със собствен индукционен двигател; по този начин Торий се задвижва от 24 моторни колела.

Трудно е да се каже дали инженерите на Laser Power Systems ще построят колата си в пълноразмерна версия. Но ако бъдат построени, те ще имат шанс да станат първите в света създатели на ядрен автомобил.

* * *

Всяка година човечеството се приближава все повече и повече до подчинение на атомната енергия. Запасите от петрол на Земята са ограничени, запасите от въглища също са ограничени, но радиоактивното гориво ще издържи десетки хиляди години и дори при разточителни разходи. Основното нещо е да се научите как правилно да използвате тази опасна енергия.

Историята на ядрената енергетика започва не толкова отдавна. Преди 100 години не знаехме какво е това, а преди 60 години знаехме само как да унищожаваме с негова помощ. Днес ядрената индустрия е бъдещето. И кой знае, може би автомобили с компактни ядрени двигатели наистина ще се движат по пътищата на 22-ри век. А създателите на първите концепти на Ford ще имат паметници на всеки ъгъл.

Първата ядрена кола 23 януари 2013 г

Във всеки случай науката върви напред! Колкото и смешно, нереалистично или нелепо да ни изглежда нещо, не е факт, че точно това няма да стане нещо обичайно. Например се появи първият концептуален автомобил, работещ с практически безотпадно и екологично ядрено гориво. Както е замислено от създателите, използваните материали и техническото пълнене на автомобила ще позволят на собственика да не се тревожи за ремонта на своя „любим“ в продължение на 100 години и това е при ежедневна употреба!

Като гориво екипът за разработка използва слабо радиоактивния метал торий (Thorium (Th)). За първи път идеята за използване на този елемент беше изразена от американски изобретателЛорънс Кулесус през 2009 г. на автомобилното изложение в Чикаго. Е, инженерите от Laser Power Systems, ръководени от изобретателя Чарлз Стивънсън, успяха не само да разработят концепцията за ядрен двигател, но и успешно да я вдъхнат живот. Нова концепцияе наречен Cadillac World Thorium Fuel (Cadillac WTF).

Торият е използван за първи път по време на Втората световна война, тъй като се смята за най-безопасното вещество сред другите радиоактивни елементи. Според учени и разработчици един грам торий ще замени успешно около 30 000 литра конвенционално гориво. Е, 8 грама са достатъчни за собственика на колата за цял живот. В допълнение, излишната енергия, освободена по време на реакцията, е достатъчна за презареждане на батерията и други устройства.

Cadillac WTF е в състояние да преобърне днешната представа за автомобили с главата надолу. задача нестандартни решениякоито са намерили място в разработката на концептуалния автомобил е борбата с екологичните щети. Модерни колине само имат кратък експлоатационен живот, но и имат отрицателно въздействие върху околната среда по време на производство, експлоатация и изхвърляне. Докато новостта от Cadillac е проектирана да работи без зареждане и ремонт цял век.

Всички концептуални системи също се различават от традиционните аналози. Енергията на тория най-ефективно активира всички вътрешни програми, действащи подобно на нервната система на човека. Основните компоненти на автомобила имат застрахователна функция в случай на непредвидена повреда, така че Cadillac WTF да продължи да функционира без ремонт.

Концептуалната кола има 24 колела, по 6 от всяка страна. Всеки от тях е доста тесен и е оборудван с вграден асинхронен електродвигател. Такива колела ще трябва да се регулират на всеки 5 години, без да е необходима подмяна.

Самият дизайн на Cadillac WTF е много гъвкав, колата може да се трансформира като мускули, което прави управлението интуитивно. Например, ъгълът на колелата се променя в зависимост от пътната настилка. Реакторът на автомобила е поставен в задната част на концептуалния автомобил от съображения за безопасност.

Ако торият се окаже положителен източник на енергия и концептуалната кола стане реалност, тогава Австралия и Индия могат да станат световни лидери в областта на енергетиката. Около 30% от находищата на този метал от всички находища на планетата се намират на територията на тези страни.

Да, между другото, по някаква причина си помислих и си спомних: WTF може да се преведе на руски "какво, по дяволите?" , буквално означава "Какво по дяволите?" . Така е в интернет! :-)

Този месец се навършват 50 години, откакто Volga-Atom, първото гражданско превозно средство, задвижвано не от изгаряне на изкопаеми горива, а от енергията на атома, излезе от портите на монтажния цех.

През 1949 г. Съветският съюз става втората страна в света, която успешно създава и тества атомно оръжие. От една страна, това, разбира се, беше сериозен успех за съветските учени и инженери. От друга страна, не по-малко сериозен удар по гордостта на съветското ръководство. Наистина в надпреварата на двете страни второто място е последно. Тогава много лидери на страната започнаха да мислят за онези области, в които СССР може да пробие напред. По-специално по проекти за мирно използване на атомната енергия.

От кола на кола
Ford Nucleon от 1957 г. трябваше да използва компактен ядрен реактор като източник на енергия. Кабината беше преместена отвъд предната ос, а тежкият реактор, заедно с биологичната защита, беше монтиран далеч отзад. Според инженерите на Ford Nucleon може да измине 5000 мили (8000 км) с едно зареждане с гориво, след което цялата електроцентрала трябва да бъде сменена изцяло, докато собственикът може да избере всякаква електроцентрала - по-мощна или по-икономична.

Надпреварата за мирен атом

Но и американците не бездействаха. През 1952 г. в корабостроителниците Groton е положена подводницата Nautilus, която е трябвало да бъде първата атомна подводница в света. До 1954 г., когато е построена атомната електроцентрала в Обнинск, Nautilus е пуснат на вода и през януари 1955 г. излиза в морето, превръщайки се в първото транспортно (макар и не гражданско) превозно средство, задвижвано от енергията на атомния разпад.
Атом в сбруя

При разработването на Volga-Atom дизайнът на съществуващото шаси на GAZ-21 не може да бъде подсилен по никакъв начин. В резултат на това идеята за оформлението е заимствана от концептуалния автомобил Ford Seattle-ite XXI от 1962 г. с два предни моста. И четирите предни колела на Волга-Атом бяха управлявани (две от тях се движеха). Въпреки дългия капак, в двигателното отделение нямаше достатъчно място за биозащита и охладителна система. Трябваше да използвам предната част на купето, а седалката на водача беше поставена отзад.

Съюзът обаче вече беше готов да отговори. През 1953 г. Министерският съвет на СССР решава да построи ядрен ледоразбивач. Корабът е заложен през 1956 г. в Ленинградския корабостроителен завод на името на V.I. Marty беше пуснат година по-късно, след което започна инсталирането на атомна електроцентрала, разработена от екипа на Нижнегородското експериментално конструкторско бюро по машиностроене (OKBM) под ръководството на Игор Африкантов. През декември 1959 г. атомният ледоразбивач "Ленин" беше официално предаден на военноморското министерство на СССР и въпреки че по това време Nautilus вече беше в експлоатация и дори успя да достигне Северния полюс със собствен ход, резултатът може да се счита за най-малко равни. Важно е, че ледоразбивачът "Ленин" беше чисто цивилен кораб, а "Наутилус" - военен, тъй като в очите на международната общност тежестта на гражданските ядрени проекти беше значително по-голяма. Няколко години по-късно в океана навлизат още няколко цивилни кораба с ядрени двигатели - американският Savannah (1964 г.) и немският Otto Gan (1968 г.) (японският кораб Mutsu много закъснява поради технически проблеми и е въведен в експлоатация през 1990 г.). Но, образно казано, те излязоха на старта, когато състезанието вече приключи.

Как работи ядрен двигател
Дизайнът на първото поколение е класическа "оръдна схема". Подкритичните уранови шайби на буталото и края на цилиндъра се приближават един към друг, увеличавайки критичността и реакцията на делене нагрява работната течност (хелий) в цилиндрите. Хелият се разширява и избутва буталото, извършвайки работа. Разпределителният вал придвижва кадмиевия абсорбиращ прът, реакцията се заглушава. Във второто поколение като гориво се използва газообразен уранов хексафлуорид, който е и работен флуид. Графитният модератор е направен порест, така че газът да се смесва по-ефективно и в него да протича реакцията на делене.

Изчистен дизайн и пълнеж

През 1957 г. Ford представя на обществеността една от най-амбициозните концепции в своята история – Ford Nucleon. Дизайнерите изобразиха своята визия за автомобила на бъдещето и дори не на макет в пълен размер, а на модел в мащаб 3:8. Nucleon изглеждаше изключително футуристично, но най-необичайният не беше външният му вид, а предполагаемият източник на енергия - много компактен ядрен реактор. Нещата не стигнаха по-далеч от умален модел и неговото концептуално описание, но общоприето е, че Ford Nucleon се е превърнал в своеобразен символ на атомната ера.

задънен клон

Изправен пред проблеми с мащаба, Камнев предложи да се създаде спин-оф, атомна пътностроителна машина, по-точно атомен пътен валяк. Славски изрази идеята на Хрушчов и той беше възхитен, когато научи, че с помощта на такава пързалка е възможно, използвайки излишната топлина, генерирана от реактора, да се построи път, прав като стрела и гладък като огледало дори в най-гъстите гори на минимални разходи. Една такава пързалка е построена в края на 1959 г., очевидец я описва така: „Дори в най-големите кариери не съм виждал такива гиганти. Makhina, висока колкото седеметажна къща и широка 20 метра, полага прав и равен път в гората, като просто изпича горния слой на почвата при температура над 500 градуса. Тестовете, проведени в Сибир, оставиха 25-километров участък от най-величествения път през тайгата на около половината път между Томск и Новосибирск. Пътят щеше да бъде асфалтиран до края, но се случи неприятност: умореният оператор на пързалката заспа зад лостовете и единствената по рода си строителна машина се удави в блатото, на дъното на което все още лъжи. А идеалният път започва и свършва самотен насред тайгата – като паметник на атомната фантазия на една отминала епоха.

Ford Nucleon беше представен на различни изложби, а през 1958 г. в един от американските автокъщи той беше видян от втория секретар на съветското посолство Владимир Синявин. Той беше голям ентусиаст на технологичния прогрес и ентусиазирано описа идеята за автомобил в своя доклад. Тъй като там беше споменат атомният проект, докладът беше внимателно проучен у дома. Той не се интересуваше от военните, тъй като смятаха описаното за празна фантазия, но за всеки случай докладът беше изпратен до Министерството на средното машиностроене на СССР, което тогава ръководеше всички ядрени проекти. Той беше видян от един от заместник-министрите, легендарният Ефим Павлович Славски. Така започва неизвестната история за една удивителна машина, която може да преобърне цялата световна автомобилна индустрия с главата надолу.

Постигнете невъзможното

И такива физици се намериха. За да се проектира автомобил, задвижван от атомна енергия, е създадено Автомобилно конструкторско бюро (АКБ) под ръководството на Александър Едуардович Камнев. AKB се занимаваше с разработването на атомна електроцентрала.

По схемата на оръдието

Физиците на батерията, като взеха за основа атомната електроцентрала на ледоразбивача Ленин, бързо се убедиха, че тя не може да бъде намалена. Беше немислимо да се построи кола за съществуващ реактор - колата се оказа толкова огромна. Физиците работят върху този проблем до 1960 г., но без особен успех, докато на следващата среща някой не възкликна в сърцата си: „Не работи, дори сложете уран в цилиндрите на двигателя!“ - и това доведе Камнев до идея, която се оказа много плодотворна.

Идеята беше следната. Един конвенционален реактор изисква доста значително количество радиоактивен уран. С намаляване на масата на горивото коефициентът на размножаване на неутрони пада и реакторът престава да бъде критичен - той „избледнява“. Междувременно критичността на един реактор зависи не само от масата на радиоактивния материал, зареден в него, но и от неговия дизайн и конфигурация. Камнев предложи да се използва класическата „оръдна схема“, която е добре известна на ядрените физици за проектирането на първите атомни бомби от уран (по-модерните плутониеви бомби бяха направени по различна схема - имплозия). Същността на нейната работа е, че когато две парчета обогатен уран се доближат едно до друго, започва верижна реакция, коефициентът на размножаване на неутрони се увеличава и реакцията става самоподдържаща се. При бомба се стига още по-далеч - започва нарастваща верижна реакция и възниква експлозия. Но работата на обикновен двигател с вътрешно горене е серия от малки експлозии! Необходимо е само да спрете реакцията навреме, за да затворите цикъла на двигателя.

атомно сърце

След шест месеца настройки и експерименти двигателят, монтиран на тестовия стенд, работи напълно нормално в продължение на три месеца, като условният пробег беше около 70 000 км. Беше време да го подложа на изпитание. За проектирането на шасито са включени инженери от специално създадена работна група на автомобилния завод в Горки (GAZ). Предложената задача ги изненада. Окачването трябваше да бъде значително подсилено: A23 тежеше не 200 кг, като стандартния двигател GAZ-21, но почти 500. В същото време двигателят имаше абсолютно фантастични характеристики за онези времена: мощност 320 к.с. и въртящ момент над 800 Nm при ниски скорости (60 об/мин). Изискванията също така предвиждаха пълното изключване на достъпа под капака, липсата на горивна система и приставки и особено наличието на продуктивна охладителна система.

Волга-Атом

Проведените тестове показаха, че дизайнът е доста работещ, докато реалният пробег е повече от 60 000 км. След това обаче трябваше да се смени целият силов агрегат, а това е много обезпокоително и разточително за цивилното оборудване. Затова физиците започват работа по втората версия на двигателя – с газофазово гориво под формата на уранов хексафлуорид вместо твърд уран. Хексафлуоридът едновременно служи като работна течност вместо хелий, което също създава много проблеми в първата версия, излизайки през най-малките пролуки в уплътненията и дори през стените (за да поддържа нивото си, двигателят е оборудван с хелиев цилиндър и автоматична система за компенсиране на потока). Вярно е, че графитният модератор трябваше да бъде направен порест, така че газът да се смесва по-ефективно и в него да протича реакция на делене. Новият двигател беше по-малко мощен (200 к.с., 600 Nm), а пробегът с едно зареждане с гориво беше намален до около 40 000 (според резултатите от теста). Но за „зареждане с гориво“ сега не беше необходимо да се сменя целият двигател, достатъчно беше да се изпомпва нова доставка на уранов хексафлуорид в цилиндрите.

Първоначално беше планирано да се направят няколко експериментални коли, за да се демонстрират на изложения и да се возят на почетни гости. Въпреки това, докато дизайнерите разработваха двигателя и самата кола, ситуацията се промени. Хрушчов подаде оставка като генерален секретар, а Брежнев, който го замести, нямаше подобни амбиции. Така проектът беше затворен без много шум. И два прототипа на автомобили (без двигатели, които бяха извадени за обеззаразяване и погребение) стояха на депото за дълго време и след това бяха изхвърлени. С тях си отиде безграничният и безразсъден ентусиазъм от онази епоха, в която хората не се страхуваха да хванат атома за опашката.