Missili da crociera a propulsione nucleare? Gli Stati Uniti li hanno sviluppati negli anni '50.
Nel suo messaggio al Consiglio della Federazione del 1 marzo 2018, il presidente russo Vladimir Putin ha parlato dello sviluppo di armi strategiche in grado di neutralizzare la difesa missilistica statunitense. Due tipi di armi sopra menzionate promettono di essere nucleari: il siluro intercontinentale precedentemente svelato e il missile da crociera.
Come ha detto Putin: “Abbiamo iniziato lo sviluppo di questi nuovi tipi di armi strategiche che non utilizzano affatto traiettorie di volo balistico quando ci spostiamo verso un bersaglio, e quindi i sistemi di difesa missilistica sono inutili e semplicemente privi di significato nella lotta contro di loro. Uno di questi è la creazione di una centrale nucleare super potente di piccole dimensioni, che si trova nel corpo di un missile da crociera come il nostro nuovissimo missile X-101 o l'American Tomahawk, ma allo stesso tempo fornisce una portata di volo decine di volte maggiore, che è praticamente illimitata Questo missile da crociera furtivo a bassa quota che trasporta una testata nucleare con una portata praticamente illimitata, una traiettoria di volo imprevedibile e la capacità di aggirare le linee di intercettazione è invulnerabile a tutti i sistemi di difesa missilistica e di difesa aerea esistenti e futuri.
Le autorità militari e gli esperti di disarmo non potevano credere alle loro orecchie. "Sono ancora sopraffatto", ha detto Edward Geist, ricercatore presso la Rand Corporation specializzato in Russia, in un'intervista con National Public Radio (NPR). "Non credo che stiano bluffando la cosa ha già superato i test. Ma è comunque sorprendente ".
Questa non è la prima volta che il governo ha intrapreso lo sviluppo di armi strategiche a propulsione nucleare (NSP). Diversi decenni fa, gli Stati Uniti stavano già cercando di creare un motore nucleare, prima per un prototipo di bombardiere e poi per un missile da crociera ipersonico. Gli Stati Uniti hanno persino considerato i razzi spaziali a propulsione nucleare, ma la prossima volta parleremo di questa folle storia con il Progetto Orion. Alla fine tutti questi programmi furono abbandonati, ritenendoli impraticabili.
Sì, e un altro piccolo problema: scarico radioattivo dall'ugello.
Quindi, quando Putin ha annunciato i test di successo, abbiamo pensato ai passati esperimenti di propulsione nucleare. È davvero possibile creare un piccolo reattore nucleare abbastanza potente da spingere un missile da crociera? Calcolando la potenza, abbiamo rotto tutte le nostre teste e calcolatrici e abbiamo deciso di consultarci con esperti di fisica nucleare.
Francamente, non tutti sono sicuri che la Russia sia davvero molto avanzata nella creazione di missili da crociera con sistemi nucleari. Tuttavia, ci sono prove più che sufficienti che stanno effettivamente provando. Una fonte del Dipartimento della Difesa che desiderava rimanere anonima ha recentemente dichiarato a Fox News che la Russia aveva già condotto test missilistici nell'Artico. Altre fonti dicono che i motori sono ancora in fase di sviluppo e che la centrale nucleare non è ancora arrivata a buon fine.
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La spinta atomica volante è teoricamente possibile, ma questa idea è negativa per diversi motivi. Per vedere quanto sia reale (e orribile!), Camminiamo nella storia di questa idea fattibile ma totalmente folle.
Colpa di tutto Enrico Fermi
La storia dei reattori nucleari volanti iniziò nel 1942.
"L'uso dell'energia atomica per aerei e missili è stato discusso da Enrico Fermi e dai suoi collaboratori del Progetto Manhattan sin dalla costruzione del primo reattore nucleare nel 1942", hanno scritto i fisici Robert Bussard) e R. D. Delauer (RD DeLauer) nel libro "Nuclear Engines for Aircraft and Rocket". Dopo essersi trasferito al laboratorio di Los Alamos, Fermi ei suoi compagni hanno contemplato altri usi dell'energia nucleare oltre alle bombe, con il risultato della nascita della nave da carico a propulsione nucleare unica nel suo genere, la NS Savannah.
Fino a quando non sono stati scoperti gli effetti negativi delle radiazioni, le centrali nucleari degli aerei erano considerate un'idea promettente, perché niente batte la potenza di una reazione nucleare. Nella maggior parte dei casi, l'energia nucleare ha semplicemente sostituito la fonte di calore precedentemente utilizzata. Così, ad esempio, era nel caso delle centrali elettriche e dei reattori navali, dove in precedenza veniva bruciato carbone o altro combustibile - in quegli anni la marina aveva ancora l'adagio "una pietra calda muove una nave". In teoria, lo stesso principio si applica agli aeroplani, ma il rapporto peso-spinta richiesto per il volo richiede che il reattore sia più leggero e compatto.
Nel 1946, l'idea di Fermi di un aeroplano a propulsione nucleare si sviluppò in un vero e proprio programma di aerei a propulsione nucleare (progetto NEPA), finanziato dai militari. Uno studio di fattibilità commissionato da Fairchild dall'Esercito e dall'Aeronautica Militare valeva 10 milioni di dollari - ed è stato un acquisto estremamente redditizio anche dopo l'adeguamento all'inflazione.
Un gruppo di scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT), invitati dalla Atomic Energy Commission (AEC, il precursore del ministero competente), ha concluso che un motore aeronautico atomico può essere costruito, ma ci vorranno "almeno 15 anni", e costerà anche un miliardo di dollari … È vero, hanno aggiunto gli scienziati, se il governo ritiene che i costi siano giustificati, dovrebbe investire immediatamente per avviare lo sviluppo il prima possibile.
Nel 1951, il programma di volo atomico della NEPA fu fuso con uno simile sotto gli auspici della Commissione per l'energia atomica per concentrarsi su quella che gli scienziati del MIT consideravano la prospettiva più realistica: un motore a turbogetto atomico per un aereo con equipaggio.
Così, il progetto Fermi fu solo un preludio alla colossale spesa del bilancio militare, che seguì per oltre tre decenni. In totale, più di un miliardo di dollari è stato speso per varie iniziative dell'aeronautica americana e della Commissione per l'energia atomica. Ma non è stato costruito un solo aereo atomico.
Nei motori a reazione convenzionali, il carburante viene bruciato per riscaldare l'aria compressa calda, che viene successivamente espulsa attraverso un ugello per creare spinta. Man mano che fuoriesce, il gas caldo di combustione fa girare turbine che generano energia meccanica per comprimere l'aria in ingresso, aumentando la spinta.
Il motore turbofan gigante GE90, costruito da General Electric per il Boeing 777, ha una potenza massima di 117 MW e una spinta di 127.900 libbre (circa 568 kN). La maggior parte dei motori a reazione in uso oggi sono molto meno potenti. Sviluppato da Pratt & Whitney, il motore JT3D per i bombardieri B-52 (B-52) ha 17.000 libbre (76 kN) di spinta, quindi è necessario un totale di otto. Nel 1951, l'ultimo squittio fu il motore J47-GE del bombardiere B-47, con una capacità di 7,2 MW e una spinta di 5.200 libbre (23 kN). E allo stesso tempo ha mangiato molto carburante.
In un motore a reazione nucleare, i cilindri di combustione utilizzati per bruciare il carburante per aviogetti vengono sostituiti dal calore di un reattore nucleare: ce ne possono essere diversi accoppiati a ciascun motore a turbina, oppure può essercene uno grande centralizzato che alimenta più turbine contemporaneamente. Piccoli reattori possono essere utilizzati per creare motori con maggiore spinta ed eliminare la necessità di carburante.
La passione del comando dell'aviazione strategica per i motori nucleari nel 1950 è fuori dubbio: la temperatura in un reattore nucleare è molto più alta di quando si brucia il carburante per aerei, quindi, sulla base di essi, è potenzialmente possibile creare velivoli super potenti in grado di eseguire voli supersonici o addirittura ipersonici. Con tali velocità, l'URSS semplicemente non ha avuto la minima opportunità di intercettarli.
Due gruppi hanno preso parte al programma per la creazione dell'aereo atomico: 1) General Electric e Convair, 2) Pratt e Whitney e Lockheed. General Electric e Pratt & Whitney erano impegnate nei motori attuali, mentre Convair e Lockheed stavano sviluppando scafi di aerei per motori futuri. Inoltre, l'Oak Ridge National Laboratory e un gruppo sotto il National Aeronautical Advisory Council (NACA, il predecessore della NASA) hanno partecipato allo sviluppo. Quest'ultimo svilupperà in seguito il Lewis Flight Propulsion Laboratory, ora noto come Glenn Research Center.
Naturalmente, il compito principale era dimostrare che i reattori nucleari a bordo sono in linea di principio sicuri. A tal fine, nel 1951, l'Air Force iniziò i voli su una modifica appositamente creata del B-36 Peacemaker, equipaggiato con un reattore di prova sviluppato a Oak Ridge. Negli anni a venire, l'aereo, chiamato NB-36 "The Crusader" (NB-36H "The Crusader") ha effettuato 47 voli, convincendo gli sviluppatori della sicurezza dei voli con un reattore nucleare a bordo.
A quel tempo, i sovietici erano leggermente indietro rispetto agli Stati Uniti nella corsa al motore atomico. Sebbene il padre della bomba atomica sovietica, Igor Kurchatov, suggerì di studiare le possibilità della spinta atomica alla fine degli anni '40, un progetto a tutti gli effetti fu lanciato solo nell'agosto 1955. L'analogo sovietico dell'aereo atomico americano, il Tu-95 con un reattore a bordo, fece il suo primo volo nel 1961. Di conseguenza, il Flying Atomic Laboratory ha effettuato 34 sortite, principalmente con un reattore smorzato.
Modo dritto
Con il successo del "reattore volante", il programma atomico fu lanciato a piena potenza nel 1952. Anche se l'Air Force stava scommettendo sulla General Electric, Pratt & Whitney riceveva anche i finanziamenti di "ogni vigile del fuoco" se il primo tentativo falliva. Di conseguenza, le società hanno preso strade fondamentalmente diverse.
General Electric ha scelto il più diretto. È un sistema aperto in cui il calore del reattore viene rilasciato direttamente nell'aria che lo attraversa. Tecnicamente, questo design è più semplice e gli ingegneri GE (insieme all'Air Force) hanno ritenuto che fosse la via più veloce per la vittoria. Tuttavia, con un sistema aperto, l'aria che è passata attraverso il motore viene semplicemente espulsa dall'altra estremità, piena di particelle radioattive. (Successivamente, i sovietici seguiranno lo stesso percorso).
Il progetto General Electric, che mirava a creare un jet nucleare ibrido, ricevette rapidamente il via libera, ma fu sospeso dall'Air Force nel 1954. Ora l'obiettivo principale era la creazione di un bombardiere puramente atomico, chiamato WS-125A. Alla fine, la General Electric ha spostato i suoi sforzi dal progetto fallito P-1 a una serie di modelli dimostrativi a terra creati sotto l'ala della Commissione per l'energia atomica presso l'Idaho National Laboratory.
I primi due esperimenti, soprannominati HTRE-1 e HTRE-2, sono stati ritenuti riusciti dal gruppo. Il primo dei prototipi fu lanciato nel gennaio 1956. Ha utilizzato un motore a reazione GE J47 convertito con un reattore da 20,2 MW. In realtà la potenza termica del reattore non ha superato i 15 MW. A piena potenza, l'aria in uscita dal reattore è stata riscaldata a 723 gradi Celsius. Inizialmente, è stato utilizzato il raffreddamento ad acqua.
Eppure la velocità del flusso d'aria dell'HTRE-1 era solo la metà di quella di un J47 convenzionale e non nucleare. Inoltre, il carburante per aerei era ancora necessario per far funzionare le turbine prima del passaggio all'energia nucleare.
La versione migliorata è stata denominata HTRE-2. Molti nuovi componenti sono stati testati nel tentativo di aumentare il flusso d'aria. Secondo un rapporto della NASA, i test HTRE-2 "hanno confermato che la velocità di rilascio dei frammenti di fissione in un motore atomico è entro limiti accettabili".
Le prospettive per l'HTRE-3, che si adatta alle dimensioni di un motore aeronautico convenzionale, erano buone. L'HTRE-3 era raffreddato ad aria al 100% e il reattore aveva un moderatore di neutroni solido fatto di zirconio idrogenato per migliorare il rapporto peso / potenza. Il reattore era orizzontale e alimentava due motori a turbogetto.
Tuttavia, nell'ottobre 1956, l'HTRE-3 subì un drammatico aumento di potenza che sciolse parzialmente e danneggiò tutte le barre di combustibile. L'incidente è avvenuto durante il funzionamento a bassa potenza per controllare gli elementi di raffreddamento. Al momento dell'incidente, solo un paio di ventilatori elettrici fornivano il raffreddamento. Il motivo è stato considerato un funzionamento errato dei sensori e non errori di progettazione. Ad esempio, i sensori hanno fornito una lettura di potenza errata, a seguito della quale le barre di controllo sono state rimosse troppo tardi. In ogni caso, questo incidente ha smorzato l'ardore dell'Aeronautica militare: poche persone vogliono affrontare lo scioglimento del reattore durante il volo.
Tuttavia, dopo alcune modifiche, il test dell'HTRE-3 è continuato. Nel 1959, il motore fu utilizzato per la prima volta con un unico combustibile nucleare. Tuttavia, il potere su cui l'Air Force contava non fu mai raggiunto, come segue da un rapporto del 1965 di RAND al Ministero della Difesa. La temperatura massima raggiunta da HTRE-3 era di soli 93 gradi superiore a quella di HTRE-1.
Nel frattempo, l'Air Force ha cambiato idea sul bombardiere e ha spostato i suoi sforzi sulla "piattaforma volante per il lancio di missili", soprannominata CAMAL. I progressi tecnici ottenuti durante i lavori sull'HTRE-3 potrebbero probabilmente essere utilizzati per il bombardiere X-6 successivamente cancellato (basato sul B-36 anch'esso cancellato). Tuttavia, il turnover antiaereo dei sovietici è cresciuto più forte e l'Air Force ha deciso di nuovo di passare alla creazione di un bombardiere atomico.
Il progetto dell'aereo atomico ha dato vita a una nuova competizione, che è stata vinta da "Convair" con il suo NX 2, progettato specificamente per le centrali nucleari. Per ottenere le prestazioni richieste, l'Air Force ha incoraggiato General Electric a utilizzare componenti in ceramica per mantenere temperature del motore più elevate. Nel 1960, la General Electric era passata alla fase successiva: l'XNJ140E-1.
Secondo i documenti della General Electric, il motore XNJ140E-1 è stato progettato per mantenere una velocità di crociera Mach 0,8 ad un'altitudine di oltre novemila chilometri, con una durata del motore di mille ore. Si presumeva che la potenza operativa fosse di 50 MW, ma potrebbe essere aumentata a 112 MW in caso di emergenza, sebbene ciò ridurrebbe significativamente la durata del reattore. Con la potenza massima richiesta per il decollo, la spinta sarebbe stata di 50.900 libbre - rispetto ai motori Boeing 777, questo non è certo nulla, ma per gli anni '60 è stata una svolta.
Tuttavia, la General Electric non doveva vantare i frutti di uno sviluppo decennale. Nel 1961, quando tutto era quasi pronto per lo spettacolo, il presidente John F. Kennedy chiuse il programma atomico. L'amministrazione uscente di Dwight Eisenhower intendeva congelare il programma, ma i consiglieri di Kennedy pensavano che ci sarebbe stato ancora poco senso pratico dal piano atomico. Si decise che sarebbe stato meglio assegnare questi compiti a missili intercontinentali e missili balistici lanciati da sottomarini. C'erano ancora bombardieri strategici, ma non avevano più un ruolo così importante nel sistema di contenimento americano come negli anni '50.
Percorso indiretto
Mentre la General Electric stava sviluppando l'aereo che non era mai stato destinato a volare, gli ingegneri di Pratt & Whitney a Oak Ridge stavano cercando una rotta alternativa a un'installazione di velivoli nucleari (e con molto meno finanziamenti). Il lavoro è stato svolto sia a Oak Ridge che presso il Connecticut Atomic Laboratory di Middletown (CANEL). Mentre General Electric costruiva motori a ciclo diretto, sono andati in modo indiretto. Piuttosto che consentire all'aria di passare direttamente attraverso il reattore, il loro approccio prevedeva un reattore raffreddato ad alta pressione, la cui energia termica veniva fatta passare attraverso un refrigerante e scaricata nell'aria.
Il ciclo indiretto sembrava interessante perché eliminava l'emissione di particelle radioattive potenzialmente pericolose. Tuttavia, c'erano notevoli difficoltà tecniche lungo il percorso, ovvero come aumentare il livello di efficienza e il rapporto tra potenza e peso per ottenere almeno alcune caratteristiche di volo.
Il reattore PWAR-1 è stato azionato con sali fusi. I sali di fluoruro di sodio, tetrafluoruro di zirconio e tetrafluoruro di uranio sono stati miscelati e fatti passare attraverso la camera di reazione, agendo sia come combustibile che come refrigerante; il sodio è stato utilizzato come refrigerante secondario. Il Connecticut Laboratory ha anche sperimentato sistemi che utilizzano altri refrigeranti, compresa l'acqua supercritica (dove il vapore viene mantenuto a una temperatura estremamente elevata, permettendogli di rimanere liquido), sodio e litio.
Il reattore ad acqua supercritica PWAC-109 è stato costruito con il supporto del Battelle Memorial Institute e ha iniziato i test nel 1954. Come notato dagli ingegneri dell'Argonne National Laboratory, non era un motore a turbogetto a tutti gli effetti, ma aveva compressori canalizzati. Il progetto del PWAC-109 utilizzava un reattore nucleare da 410 megawatt raffreddato con acqua a pressioni fino a cinquemila psi e mantenendo il liquido acquoso a temperature nell'intervallo di circa 815 gradi. In condizioni di sovrapressione, il fluido è passato attraverso una turbina che alimentava i compressori d'aria per i ventilatori canalizzati e quindi ha riscaldato l'aria mentre passava attraverso le serpentine del condensatore. Questo ha ridotto la temperatura dell'acqua prima di tornare al reattore a soli 230 gradi. L'aria compressa riscaldata usciva dall'ugello.
Queste temperature sono solo una piccola frazione di quelle raggiunte oggi in un tipico motore civile. La camera di combustione di un motore a turbogetto convenzionale può raggiungere temperature di duemila gradi. Tuttavia, il design del PWAC-109 ha compensato questo svantaggio con una maggiore alimentazione della turbina al compressore.
Sempre nel 1954, ARE fu lanciato a Oak Ridge, il primo reattore a sali fusi. Questo successo ha spinto Pratt & Whitney a sviluppare il PWAR-1, che è stato assemblato a Oak Ridge e testato a potenza zero all'inizio del 1957.
Tuttavia, con un motore a reazione P&W J58 con un reattore raffreddato al litio, la spinta è stata raggiunta molto meno di quanto richiesto dall'Air Force. Secondo un rapporto del gennaio 1960 dell'Oak Ridge Laboratory, la spinta massima creata con il PWAR-1 sarebbe stata di 11.500 libbre ea basse altitudini. A 6.000 metri, la spinta sarebbe scesa a 7.500 libbre complessivamente.
L'Air Force ha optato per la rotta General Electric, mentre Pratt & Whitney è stata riassegnata ad altre missioni, tra cui lo sviluppo di centrali nucleari ausiliarie SNAP-50 per l'uso nello spazio. Nessuna prova è sopravvissuta sul fatto che questo progetto sia stato completato. Tutti gli altri tentativi di costruire un reattore nucleare per aerei furono sventati con un colpo del presidente Kennedy poco dopo l'insediamento.
Percorso apocalittico
E sebbene il progetto dell'aereo atomico sia stato cancellato, è stato aperto un nuovo, non meno bizzarro capitolo sull'uso della spinta atomica: il Progetto Plutone.
Nel 1957, mentre la General Electric e la Pratt & Whitney stavano ancora facendo decollare i loro bombardieri nucleari, il Lawrence Radiation Laboratory (precursore del Lawrence Livermore National Laboratory) lanciò un progetto ramjet (ramjet) separato. … Il progetto è stato chiamato "Pluto" e aveva l'obiettivo finale di creare un motore ipersonico per un missile da crociera strategico a propulsione nucleare (SLAM).
Lo SLAM avrebbe dovuto utilizzare una prima versione del radar di contorno per la navigazione e avere fino a otto testate nucleari con una precisione a livello di bombardiere. Volando a velocità da Mach 3.5 a Mach 5 e attaccando a bassa quota (per evitare i radar di difesa aerea sovietici), il razzo stesso creerebbe un'onda d'urto in grado di danneggiare gli edifici a terra anche senza tener conto dello scarico radioattivo dei motori. Lo SLAM avrebbe dovuto essere lanciato utilizzando un lanciatore, dopodiché il razzo avrebbe potuto volare per diversi mesi in alta quota, come una spada di Damocle, pronta in ogni momento a cadere sul blocco orientale.
I motori Ramjet non hanno un compressore, ma semplicemente "bucano" l'aria con la propria velocità e tutta l'energia dei gas riscaldati viene spostata attraverso gli ugelli. Per lanciare, tuttavia, i motori ramjet richiedono un veicolo di lancio.
In un motore atomico ramjet, tutto il calore proviene dal reattore nucleare stesso: anche le pale della turbina non interferiscono con il rilascio di particelle nucleari. Il design è spaventosamente semplice e c'è davvero qualcosa di cui aver paura, perché i ramjet sono più efficaci a basse altitudini, dove l'aria è più compressa e richiede la minima compressione aggiuntiva, il che porta a emissioni estese di particelle radioattive solide che successivamente raggiungono il suolo. In altre parole, non puoi lanciare un missile del genere attraverso il territorio alleato.
Mentre Kennedy interrompeva il programma atomico, gli sviluppatori di Livermore stavano finendo la costruzione della struttura di prova Jackass Flats presso il sito di test nucleari del Nevada (noto anche come Sito 25). In precedenza, Jackass Flats ha effettuato tutti i tipi di test su missili nucleari e balistici, nonché sistemi d'arma con uranio impoverito. Ora quest'area doveva diventare un laboratorio per un altro professore stravagante: il progetto del veicolo spaziale a propulsione nucleare di Orion.
In collaborazione con Vought, la compagnia aerea che ha aperto la strada allo sviluppo di missili da crociera, i ricercatori di Livermore hanno determinato i requisiti per il motore esplosivo: 162 centimetri di lunghezza, 144 centimetri di diametro, poco meno di 60 chilogrammi di uranio e 600 MW di potenza a la temperatura media del reattore è di 1.277 gradi Celsius.
Con una densità di potenza di 10 MW per piede cubo, il reattore, nome in codice Tory, sarebbe davvero un mostro con una schermatura estremamente bassa ed emetterebbe enormi quantità di radiazioni gamma. Per resistere al caldo, Coors, una divisione dell'omonimo gigante della birra del Colorado, ha sviluppato una speciale cassaforma per barre di combustibile in ceramica.
Il 14 maggio 1961 fu lanciato il primo prototipo di "esplosione" atomica, il Tory-IIA. Nel caso in cui qualcosa andasse storto, scienziati e ingegneri osservavano il lancio da miglia di distanza con un bunker nucleare a portata di mano con una fornitura di acqua e cibo per due settimane.
Gli scienziati di Livermore hanno utilizzato l'aria compressa immagazzinata nei tubi del pozzo petrolifero per simulare l'aria che il motore prenderebbe durante il volo alla massima velocità. Preriscaldata a una temperatura di 506 gradi Celsius, l'aria è stata immessa in un reattore diretto a una velocità di 316 psi per simulare le condizioni di aspirazione dell'aria durante il volo a Mach 4+. Poiché nel reattore non erano previsti nemmeno dettagli elementari come la schermatura, il motore fu installato su un vagone controllato a distanza, che successivamente avrebbe dovuto essere smontato anche a distanza in una stanza speciale.
Dopo aver testato con successo il Tory-IIA, i ricercatori di Livermore hanno ricevuto un contratto dall'Air Force per testare il modello finito. Tuttavia, la versione originale, IIB, è stata rifiutata prima del test e il lavoro è stato accelerato su un nuovo prototipo il cui design sarebbe stato più in linea con i desideri del cliente. Nel maggio 1964, il Tory-IIC fu lanciato e rimase in volo per 292 secondi, fino a quando 1,2 milioni di libbre di tubo d'aria erano sufficienti.
Sebbene i test abbiano avuto successo, il Dipartimento della Difesa ha annullato il programma nel giugno 1964 quando il progetto SLAM è stato ritenuto "troppo provocatorio" - se avesse avuto successo, avrebbe spinto i sovietici a fare qualcosa di simile.
Modo sovietico
Come gli Stati Uniti, l'Unione Sovietica ha lavorato sulla macchina atomica attraverso diversi uffici di progettazione concorrenti. I sovietici, come gli Stati Uniti, hanno tentato due strade, ma nessuna è riuscita.
Il primo tentativo fu fatto dal Myasishchev Design Bureau nel 1955. Il progetto, che ha ricevuto la designazione M-60, era basato sul bombardiere supersonico M-50 (secondo la classificazione NATO Bounder). Si supponeva che usasse motori a turbogetto ramjet, ma il progetto aveva una serie di difetti fondamentali e la spinta sufficiente per il volo supersonico non fu mai ottenuta. Il progetto è stato chiuso nel 1959.
L'unica volta che l'M-60 decollò fu sulle pagine della rivista Aviation Week, che nel 1958 pubblicò i disegni dell'aereo in un articolo sui test di volo di un bombardiere atomico supersonico nell'URSS. Ma è stata una rimessa in gioco, un "tiglio" sapientemente truccato.
Dopo che l'idea di Myasishchev si bloccò, il Tupolev Design Bureau propose un'opzione più modesta: una modifica del Tu-85 con una maggiore autonomia di volo. Ha ricevuto il nome Tu-119 e, in effetti, era un ibrido, con due motori turboelica NK-12 alimentati a cherosene e due motori atomici NK-14A. Strutturalmente, i motori NK-14A erano simili al design Pratt & Whitney con scambiatori di calore. Il reattore centralizzato avrebbe dovuto generare potenza per far ruotare le pale dell'elica / compressore e per riscaldare l'aria scaricata dal turboelica.
Tuttavia, come nel caso degli Stati Uniti, il progetto Tu-119 è stato chiuso, poiché l'efficienza degli aerei convenzionali è aumentata, i missili balistici intercontinentali hanno ridotto a zero la domanda di bombardieri a lungo raggio e le restrizioni di bilancio (anche nelle condizioni del sistema sovietico) non consentivano giocattoli così costosi e inutili. … I sovietici non iniziarono nemmeno a costruire missili da crociera a propulsione nucleare.
Mondo post-nucleare?
Naturalmente, l'idea del volo atomico non si è fermata qui. La NASA ha continuato a finanziare lo sviluppo di razzi a propulsione nucleare termica negli anni '60 e anche negli anni '70. La discussione sulla fattibilità di tali tecnologie continua ancora oggi, ma già in relazione ai voli interplanetari. Eppure la maggioranza concorda sul fatto che il rischio di utilizzare installazioni nucleari per i voli all'interno dell'atmosfera terrestre è troppo grande anche per essere considerato puramente teorico. Almeno così è stato fino a quando la leadership della Federazione Russa ha deciso che gli Stati Uniti stavano cercando di violare la parità nucleare.
Non è ancora chiaro se il missile nucleare menzionato da Putin abbia superato i test. Una fonte vicina al complesso militare-industriale russo ha detto al quotidiano Vedomosti che durante i test l'impianto nucleare era rappresentato da un modello. Eppure la Russia non sembra lavorare a stretto contatto su reattori nucleari in miniatura.
La tecnologia dei mini reattori ha fatto passi da gigante negli ultimi dieci anni. L'esercito americano ha preso in considerazione l'utilizzo di mini-reattori modulari per alimentare armi e basi ad alta energia all'estero. Altri paesi, inclusa la Russia, stanno continuando a ricercare reattori raffreddati a metallo fuso. Si dice che il siluro atomico Status-6, menzionato da Putin, abbia un refrigerante al piombo-bismuto.
Putin ha affermato che i test dell '"impianto nucleare innovativo" Status-6 sono stati completati nel dicembre 2017, riassumendo il "ciclo pluriennale". Inoltre, la Russia sta sviluppando nuovi refrigeranti al piombo-bismuto per le esigenze della flotta. I sottomarini dei progetti "Lira" (classificazione NATO "Alfa") avevano un refrigerante di metallo liquido. Sono difficili da usare ma forniscono un elevato rapporto peso / potenza. Il primo reattore di prova di questo tipo (KM-1 a Sosnovy Bor) è stato smantellato un anno fa e sostituito con un nuovo tipo di reattore.
Il rapporto potenza / peso di un reattore al piombo-bismuto può essere l'ideale per un piccolo sottomarino, ma tutt'altro che ideale per un motore a razzo. Tuttavia, la spinta richiesta per mantenere un missile da crociera in volo non era vicina a quella richiesta per un missile ipersonico o anche per un bombardiere subsonico.
Il motore turbofan Williams F107, che spinge il missile da crociera Tomahawk, eroga una spinta di 3,1 kilonewton (700 libbre). Affinché il Tomahawk raggiunga una velocità di crociera di 890 km / h, sono necessari circa 766 kW di energia. Secondo Jeff Terry, professore di fisica presso l'Illinois Institute of Technology e specialista in energia, questo si adatta bene alla gamma di potenza potenziale dell'attuale generazione di reattori nucleari compatti. "Un megawatt è sicuramente realizzabile", ha detto Terry, riferendosi al nucleo di un reattore isotopico ad alto flusso da 85 megawatt presso l'Oakbridge National Laboratory "delle dimensioni di un barilotto di birra".
Se gli sviluppatori russi del motore per il missile da crociera nucleare ancora senza nome si occupassero della protezione dalle radiazioni esclusivamente per il pieno funzionamento dell'attrezzatura, potrebbe benissimo includere un piccolo reattore nucleare nel suo progetto. Il razzo può essere lanciato utilizzando un acceleratore e attendere che la velocità aumenti per trasferire il reattore in modalità critica, come previsto nel caso di SLAM.
Dal punto di vista della deterrenza, un missile nucleare da crociera è un'arma destabilizzante. Non è affatto certo che il suo lancio sarà rilevato dai sistemi di allarme rapido degli Stati Uniti e la sua traiettoria di volo è lunga e imprevedibile. Inoltre, può essere lanciato diversi giorni o addirittura settimane prima dell'attacco previsto, evitando deliberatamente le aree in cui potrebbe essere trovato. Infine, il missile può provenire dalla direzione da cui gli Stati Uniti meno si aspettano un attacco nucleare. Ma se il progetto di questo missile risulta essere "lineare", come previsto per SLAM, si lascerà dietro un pennacchio nucleare, indipendentemente dal fatto che svolga o meno il suo compito. In altre parole, come scoprirono i pianificatori militari americani negli anni '60, un missile nucleare da crociera è un'arma provocatoria e quindi più adatta per un primo attacco che per la deterrenza nucleare.
Sean Gallagher è Information Technology and National Security Editor di Ars Tech. Ex militare, amministratore di sistema e integratore di rete. Ha vent'anni di esperienza giornalistica. Vive e lavora a Baltimora, nel Maryland.
