Войти
HTRE-2, слева, и HTRE-3, справа, на дисплее в Национальная лаборатория Айдахо рядом с Арко, штат Айдахо Программа Ядерная тяга самолета (ANP ) и предыдущая Ядерная энергия для движения В рамках проекта «Самолет » (NEPA ) разрабатывалась ядерная двигательная установка для самолета. ВВС США инициировали проект NEPA 28 мая 1946 года. NEPA действовал до мая 1951 года, когда проект был передан совместной Комиссии по атомной энергии (AEC) / USAF ANP.. ВВС США разработали две разные системы для реактивных двигателей с ядерной установкой: концепцию прямого воздушного цикла, разработанную General Electric, и непрямого воздушного цикла, которая была передана Pratt Whitney. Программа была предназначена для разработки и испытаний Convair X-6, но была отменена в 1961 году до того, как этот самолет был построен. Общая стоимость программы с 1946 по 1961 год составила около 1 миллиарда долларов.
Здание экспериментального реактора в самолете в Национальной лаборатории Ок-Ридж Ядерные двигатели прямого цикла будут напоминать обычный реактивный двигатель, за исключением того, что там не будет камеры сгорания. Воздух, полученный из компрессорной секции, будет направлен в нагнетательную камеру, которая направляет воздух в активную зону ядерного реактора. Обмен происходит, когда реактор охлаждается, но затем он нагревает тот же воздух и отправляет его в другую камеру. Вторая камера нагнетания направляет воздух через турбину (питающую компрессор), затем выходит через выхлоп, обеспечивая тягу. Конечным результатом является то, что вместо использования реактивного топлива самолет может полагаться на тепло ядерных реакций для получения энергии.
Программа General Electric, базирующаяся в Эвендейл, Огайо, осуществлялась из-за ее преимуществ в простоте, надежности, пригодности и возможности быстрого запуска. Используются секции обычного реактивного двигателя компрессора и турбины, при этом сжатый воздух проходит через реактор для его нагрева перед выпуском через турбину.
Косвенный цикл включает теплообмен вне активной зоны, при этом воздух компрессора направляется в теплообменник. Активная зона ядерного реактора нагревает воду под давлением или жидкий металл и также отправляет их в теплообменник. Эта горячая жидкость будет охлаждаться воздухом; воздух нагревается жидкостью, проходит через турбину (питает компрессор), а затем выходит из выхлопа, обеспечивая тягу.
Программа непрямого воздушного цикла была поручена компании Pratt Whitney на предприятии около Мидлтауна, Коннектикут. Эта концепция привела бы к гораздо меньшему радиоактивному загрязнению. Одна или две петли из жидкого металла будут переносить тепло от реактора к двигателю. Эта программа включала большой объем исследований и разработок многих легких систем, подходящих для использования в самолетах, таких как теплообменники, жидкометаллические турбонасосы и радиаторы. Программа непрямого цикла так и не приблизилась к производству готового к полету оборудования.
США Эксперимент с реактором в самолете (ARE) - эксперимент с тепловым спектром ядерным реактором мощностью 2,5 МВт th, предназначенный для достижения высокой удельной мощности и высокой выходной температуры для использования в качестве двигателя в атомный бомбардировщик. Преимущество самолета с ядерным двигателем перед самолетом с обычным двигателем состоит в том, что он может оставаться в воздухе на несколько порядков дольше и обеспечивать эффективное ядерное стратегическое сдерживание для обладающего ядерным оружием советского противника.. ARE был первым реактором расплавленной соли (MSR), который был построен и эксплуатируется. Он использовал расплав фторидной соли NaF - ZrF 4 -UF4 (53-41-6 мол.%) В качестве топлива, был замедлен гексагональной -конфигурация оксид бериллия (BeO) и имела пиковую температуру 860 ° C. Для охлаждения материалов замедлителя и отражателя использовалась резервная система охлаждающей жидкости натрия. Вторичный контур теплоносителя гелия циркулировал вокруг теплоносителя первого контура для передачи тепла водяному радиатору, где тепловая мощность сбрасывалась в атмосферу. Были установлены стержни управления реактивностью , и было обнаружено, что стержни управления не определяют выходную мощность АРЭ; скорее, сказалось потребление мощности, которое повлияло на температуру на выходе и на входе из-за отрицательного температурного коэффициента реактивности. ARE проработал на мощности 221 час до максимальной мощности 2,5 МВт th.
NB-36H в испытательном полете, сопровождаемый Boeing B-50 Superfortress 5 сентября 1951 года ВВС США заключили с Convair контракт на запуск ядерного реактора на борту модифицированного Convair B-36 Peacemaker в рамках проекта MX-1589 программы ANP.. NB-36H Ядерный испытательный самолет (NTA) должен был изучить требования к защите бортового реактора, чтобы определить, возможен ли ядерный самолет. Это был единственный известный эксперимент США с воздушным реактором с работающим ядерным реактором на борту. NTA пролетела в общей сложности 47 раз, проверяя реактор над Западным Техасом и Южным Нью-Мексико. Реактор, названный Aircraft Shield Test Reactor (ASTR), был в рабочем состоянии, но не питал самолет, скорее, основной целью программы полета было испытание защиты. По результатам NTA, X-6 и вся программа ядерных самолетов были прекращены в 1961 году.
HTRE-3. В рамках AEC / USAF Программа ANP, модифицированная в 1956 году General Electric J47s, была впервые использована на ядерной энергии с использованием испытательной установки реактора, известной как Heat Transfer Reactor Experiment 1 (HTRE-1). HTRE-1, который использовал вертикально ориентированные стержни управления, был переконфигурирован со съемным сердечником, чтобы стать HTRE-2 для дополнительных испытаний. HTRE-3 был построен отдельно для проверки горизонтально ориентированных стержней управления, подходящих для использования в планере.
Списанные реакторы HTRE-2 и HTRE-3 и испытательные сборки могут быть просмотрены публикой в Экспериментальный реактор-размножитель I стоянка в Национальной лаборатории Айдахо.
5 февраля 1957 года еще один реактор стал критическим на установке для проведения критических экспериментов Национальная лаборатория Ок-Ридж (ORNL) как часть программы реакторов с циркулирующим топливом компании Pratt and Whitney Aircraft Company (PWAC). Это называлось PWAR-1, реактор Pratt and Whitney Aircraft Reactor-1. Цель эксперимента заключалась в экспериментальной проверке теоретически предсказанных ядерных свойств реактора PWAC. Эксперимент был проведен совсем скоро; К концу февраля 1957 г. все данные были собраны, и разборка началась. Эксперимент проводился практически на нулевой ядерной мощности. Рабочая температура поддерживалась постоянной на уровне примерно 675 ° C (1247 ° F), что близко соответствует расчетной рабочей температуре замедлителя PWAR-1; эта температура поддерживалась внешними нагревателями. Как и ARE 2,5 МВт, в PWAR-1 в качестве основного топлива и теплоносителя использовался NaF-ZrF4-UF4.
Технологическая конкуренция с Советским Союзом (представленная запуском Sputnik 1 ), а продолжающаяся мощная поддержка со стороны ВВС позволила программе продолжиться, несмотря на разделенное руководство между Министерством обороны и AEC. В течение 1950-х и 1960–1961 годов были профинансированы и построены многочисленные испытательные установки для создания годной к полетам ядерной силовой установки, в том числе установка в Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL). Хотя ARE успешно продемонстрировал работу концепции MSR, программа была отменена президентом Кеннеди 26 марта 1961 года, сославшись на возмутительную стоимость, поскольку до этого момента не было произведено ни одного летного реактора - «15 лет и около 1 миллиарда долларов было потрачено на попытку создания самолета с ядерной силовой установкой; но возможность создания в обозримом будущем летательного аппарата, пригодного в военном отношении, все еще очень мала ". Способствовал отмене и тот факт, что первые межконтинентальные баллистические ракеты поступили на действительную службу в сентябре 1959 года, что почти устранило необходимость в самолетах с ядерными двигателями в качестве стратегического средства сдерживания. Тем не менее, результаты программы ARE побудили ученых и инженеров ORNL подать в Комиссию по атомной энергии предварительное проектное предложение для экспериментального MSR мощностью 30 МВт th для изучения MSR как концепции гражданской электростанции. Результатом этого предложения стало указание от Комиссии по атомной энергии для ORNL спроектировать, построить и эксплуатировать экспериментальный реактор на расплавленной соли (MSRE).
