✖


Jump to content

Проект Плутон

Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.

Эта статья о проекте американского прямоточного воздушно-реактивного двигателя с ядерной установкой. Информацию о проекте «Трубопровод под океаном» времен Второй мировой войны см. в разделе «Операция Плутон» . Чтобы узнать о других проектах под названием Плутон, см. Плутон (значения) .

Тори II-C
Ядерный прямоточный воздушно-реактивный двигатель Tory-IIC
Концепция реактора однородный
Расположение Чудаки Квартиры
Координаты 36 ° 48'59 "с.ш. 116 ° 9'52" з.д.  /  36,81639 ° с.ш. 116,16444 ° з.д.  / 36,81639; -116,16444
Основные параметры активной зоны реактора
Топливо ( делящийся материал ) высокообогащенный оксид урана
Состояние топлива твердый
Энергетический спектр нейтронов медленный
Основной метод контроля Борные контрольные барабаны
Основной модератор Оксид бериллия
Первичная охлаждающая жидкость воздух
Использование реактора
Основное использование движение
Мощность (тепловая) 600 МВт
Критичность (дата) 20 мая 1964 г.
Оператор/владелец Радиационная лаборатория Лоуренса

Проект «Плутон» — программа правительства США по разработке двигателей с ядерной установкой прямоточных воздушно-реактивных для использования в крылатых ракетах . Два экспериментальных двигателя прошли испытания на Невадском полигоне (НТС) в 1961 и 1964 годах соответственно.

1 января 1957 года ВВС США и Комиссия по атомной энергии США выбрали Радиационную лабораторию Лоуренса для изучения возможности применения тепла ядерного реактора для питания прямоточного воздушно-реактивного двигателя сверхзвуковой маловысотной ракеты . Это будет иметь много преимуществ перед другими системами доставки ядерного оружия: работая со скоростью 3 Маха , или около 3700 километров в час (2300 миль в час), и летая на высоте всего 150 метров (500 футов), он будет неуязвим для перехвата современными средствами ПВО. и нести больше и более крупные ядерные боеголовки (до шестнадцати с мощностью ядерного оружия до 10 мегатонн в тротиловом эквиваленте (42 ПДж )) и доставлять их с большей точностью, чем это было возможно с межконтинентальными баллистическими ракетами (МБР) в то время и, в отличие от них, , можно было бы вспомнить.

Это исследование стало известно как Проект Плутон, и его руководил Теодор Чарльз (Тед) Меркл, руководитель отдела R лаборатории. Первоначально проводившиеся в Ливерморе, штат Калифорния , испытания были перенесены на новые объекты, построенные за 1,2 миллиона долларов на площади 21 квадратный километр (8 квадратных миль) в Зоне 401 NTS, также известной как Jackass Flats. Испытательные реакторы перевозили на железнодорожном вагоне, которым можно было управлять дистанционно. Необходимость поддерживать сверхзвуковую скорость на малой высоте и в любую погоду означала, что реактор должен был выдерживать высокие температуры и интенсивную радиацию. керамические ядерные топливные Использовались элементы, содержащие высокообогащенное оксидно-урановое топливо и оксидно-бериллиевый замедлитель нейтронов .

После серии предварительных испытаний для проверки целостности компонентов в условиях деформации и вибрации 14 мая 1961 года Tory II-A, первый в мире ядерный прямоточный воздушно-реактивный двигатель, был запущен на полную мощность (46 МВт). Затем был разработан прямоточный воздушно-реактивный двигатель под названием Tory II-C. Он был запущен на полную мощность (461 МВт) 20 мая 1964 года, продемонстрировав тем самым возможность создания прямоточного воздушно-реактивного двигателя с ядерной установкой. Несмотря на эти и другие успешные испытания, технология МБР развивалась быстрее, чем ожидалось, и это снизило потребность в крылатых ракетах. К началу 1960-х годов опасность радиоактивных выбросов в атмосферу стала более серьезной, и разработка соответствующего плана испытаний для необходимых летных испытаний стала затруднительной. 1 июля 1964 года, через семь лет и шесть месяцев после запуска, проект «Плутон» был закрыт.

Происхождение

[ редактировать ]

В 1950-е годы ВВС США (ВВС США) рассматривали возможность использования самолетов и ракет с ядерными двигателями в рамках своего проекта по созданию ядерных силовых установок для самолетов , который координировался Управлением по ядерным силовым установкам для самолетов. Исследования ракет координировал Отдел ракетных проектов. [1] Идея использования ядерного реактора в качестве источника тепла для ПВРД исследовалась Фрэнком Э. Ромом и Элдоном В. Сэмсом в Национального консультативного комитета по аэронавтике Исследовательском центре Льюиса в 1954 и 1955 годах. [2] [3]

Принцип ядерного прямоточного воздушно-реактивного двигателя был относительно простым: движение транспортного средства проталкивало воздух через переднюю часть транспортного средства (эффект тарана). Если ядерный реактор нагревал воздух, горячий воздух расширялся с высокой скоростью через сопло сзади, обеспечивая тягу. [4] Эта концепция казалась осуществимой, поэтому в октябре 1956 года ВВС США опубликовали системное требование SR 149 для разработки крылатой сверхзвуковой ракеты. [1]

В то время Комиссия по атомной энергии США (AEC) проводила исследования по использованию ядерной ракеты в качестве верхней ступени межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) по поручению ВВС США (USAF). AEC передала эту работу двум своим конкурирующим лабораториям по атомному оружию: Лос-Аламосской научной лаборатории (LASL) в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико , и радиационной лаборатории Лоуренса в Ливерморе, штат Калифорния . К концу 1956 года усовершенствования в конструкции ядерного оружия уменьшили потребность в ядерной разгонной ступени, и усилия по разработке были сосредоточены в LASL, где он стал известен как Project Rover . [5]

1 января 1957 года ВВС США и AEC выбрали Ливерморскую лабораторию для изучения конструкции ядерного реактора для прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Продолжая тему имен, связанных с собаками, это исследование стало известно как «Проект Плутон». [4] Режиссером проекта выступил Теодор К. (Тед) Меркл, руководитель отдела R лаборатории. [6]

Разработка

[ редактировать ]
Виды Плутона xyz

Предлагаемое использование прямоточных воздушно-реактивных двигателей с ядерной установкой будет способствовать созданию крылатой ракеты под названием SLAM для сверхзвуковой маловысотной ракеты . У него будет много преимуществ перед другими системами доставки ядерного оружия. Было подсчитано, что реактор будет весить от 23 000 до 91 000 кг (от 50 000 до 200 000 фунтов), что позволит использовать полезную нагрузку более 23 000 кг (50 000 фунтов). Работая со скоростью 3 Маха , или около 3700 километров в час (2300 миль в час), и летая на высоте всего 150 метров (500 футов), он будет неуязвим для перехвата современными средствами ПВО. Он мог нести шестнадцать ядерных боеголовок мощностью до 10 мегатонн в тротиловом эквиваленте (42 ПДж ) и доставлять их с большей точностью, чем это было возможно с межконтинентальными баллистическими ракетами того времени, и, в отличие от них, его можно было отозвать. [7]

Было подсчитано, что стоимость единицы каждой ракеты составит менее 5 миллионов долларов (что эквивалентно 38 миллионам долларов в 2023 году), что сделает их намного дешевле, чем бомбардировщик Boeing B-52 Stratofortress . Эксплуатационные расходы также будут низкими, поскольку содержание их в готовности обойдется дешевле, чем подводная лодка или бомбардировщик, и сопоставимо с межконтинентальной баллистической ракетной шахтой. [7] Дальность полета не будет неограниченной, а будет определяться запасом топлива. Меркл подсчитал, что за МВт-день будет сожжено около одного грамма высокообогащенного урана . Таким образом, реактор мощностью 490 МВт с 50 килограммами урана будет сжигать 1 процент своего топлива каждый день. Если предположить, что накопления нейтронных поглотителей удастся избежать, ракета сможет летать несколько дней. [8] Успех проекта зависел от ряда технологических достижений в металлургии и материаловедении . Пневматические двигатели, необходимые для управления реактором в полете, должны были работать пока раскалены и в присутствии интенсивного ионизирующего излучения . Необходимость поддерживать сверхзвуковую скорость на малой высоте и в любую погоду означала, что реактор под кодовым названием «Тори» должен был выдерживать высокие температуры и условия, которые расплавляли бы металлы, используемые в большинстве реактивных и ракетных двигателей . [4]

Схематическое сечение реактора Тори

Было принято решение использовать керамические топливные элементы. Активная зона реактора будет изготовлена ​​из оксида бериллия ( BeO ), [9] единственный доступный материал замедлителя нейтронов , который может выдерживать требуемые высокие температуры. [10] Более 80 процентов заправленных топливом трубок имели длину 9,97 сантиметра (3,925 дюйма); остальные менялись по длине, чтобы добиться правильной длины и расположения столбцов. [11] Трубки состояли из матрицы BeO с размером зерен от 5 до 20 микрометров (0,00020 и 0,00079 дюйма) в диаметре, содержащей твердый раствор урана ( UO
2 ), цирконий ( ZrO
2 ) и иттрий ( Y
22О
3 ). [9] В реакторе Тори II-А использовалась смесь урана и бериллия, но к тому времени, когда Тори II-С был построен, в него были добавлены цирконий и иттрий в соотношении уран: цирконий: иттрий 1,06: 1: 1. [12] Цирконий и иттрий стабилизировали уран против фазового перехода в окись триурана ( U
33О
8 ) при температуре около 1200 °C (2190 °F). Топливные частицы смеси уран-цирконий-иттрий (известные как «хрен») имели в основном размеры от 0,5 до 1 микрометра (2,0 × 10 −5 до 3,9 × 10 −5 в) по размеру, хотя некоторые были меньше или больше. [13] Уран имел форму орсплава: уран, обогащенный до 93,2% (уран-235 ). [14]

Трубки имели шестиугольное поперечное сечение размером 7,5 миллиметров (0,297 дюйма) от одной плоской стороны до противоположной, с отверстием диаметром 7,5 миллиметров в центре. [15] Они были плотно упакованы, образуя сотовый узор. [16] Металлические рулевые тяги были изготовлены из René 41 и Hastelloy R235 и охлаждались так, чтобы их температура не превышала 760 ° C (1400 ° F). [17] Керамические трубки, окружающие тяги (известные как защитные трубки), не заправлялись топливом и имели отверстия диаметром 3,3 миллиметра (0,130 дюйма) меньшего размера. [11] Активная зона была окружена отражателями нейтронов со всех сторон. Передний отражатель имел толщину 250 миллиметров (9,7 дюйма), а задний отражатель - 61 миллиметр (2,4 дюйма). Оба состояли из трубок BeO. Боковой отражатель состоял из трубок BeO диаметром 51 миллиметр (2 дюйма), вокруг которых было 25 миллиметров (1 дюйм) никелевых прокладок . [18] Реактор управлялся посредством движения гафниевых регулирующих стержней , которые перемещались в осевом направлении внутри тяг. Двенадцать стержней, известных как регулировочные стержни, были расположены примерно в 230 миллиметрах (9 дюймов) от центральной оси активной зоны, а два были расположены ближе к отражателю; один был стержнем с нониусом , а другой - предохранительным стержнем. Обычно движение стержней ограничивалось 7,6 сантиметрами в секунду (3 дюйма в секунду), но в случае сбоя их можно было переместить за 1,5 секунды. Прокладочные стержни перемещались с помощью четырех приводов , каждый из которых управлял тремя регулировочными стержнями. [11] Стержни прокладок имели длину 1607 миллиметров (63,25 дюйма), диаметр 25 миллиметров (1,0 дюйма) и ход 100 сантиметров (40 дюймов). [19]

Контракт на производство топливных элементов был заключен с компанией Coors Porcelain . [4] Процесс изготовления хрена включал смешивание спекаемого порошка BeO с нитратом уранила , нитратом иттрия и нитратом циркония с образованием суспензии , которая соосаждалась путем добавления нитрата аммония . [20] Поскольку в процессе использовался сплав из сплавов, безопасность критичности требовала длинной и узкой геометрии смесительных резервуаров. Смесь фильтровали, сушили и прокаливали при 538°C (1000°F). Затем его смешали со связующей смесью, содержащей поливиниловый спирт , метилцеллюлозу и воду, и экструдировали через фильеру при давлении от 55 000 до 69 000 кПа (от 8 000 до 10 000 фунтов на квадратный дюйм), чтобы сформировать трубки. Трубки сушили, связующее выжигали путем нагревания до 820 °C (1500 °F), а затем обжигали в водороде при температуре 1700 °C (3090 °F) для их уплотнения. [20] [21] Максимально допустимое влияние на реактивность за счет примесей в трубках составляло 2–3 процента. На практике это было всего 0,5 процента. [22]

Испытательные мощности

[ редактировать ]
Здание 2201 сверху

Испытания проводились на новых объектах, построенных за 1,2 миллиона долларов, на территории площадью 21 квадратный километр (8 квадратных миль) Jackass Flats AEC на испытательном полигоне в Неваде (NTS), известном как Зона 401. [6] Здешние объекты предназначались для использования в рамках проекта «Ровер», но пока реактор «Ровера» все еще находился в стадии разработки, они использовались для проекта «Плутон». [23] Комплекс включал в себя 10 километров (6 миль) дорог, здание критической сборки, здание управления, здания сборки и цеха, а также инженерные коммуникации. [4]

Была приобретена шахта по производству заполнителя для подачи бетона для стен здания разборки здания 2201 толщиной от 1,8 до 2,4 метра (от 6 до 8 футов). [6] Здание 2201 было спроектировано так, чтобы радиоактивные компоненты можно было регулировать, разбирать или заменять удаленно. За операциями в главном отсеке разборки можно было наблюдать через смотровые окна из свинцового стекла диаметром 1,2 метра (4 фута) . «Горячие» камеры, прилегающие к отсеку разборки, использовались для контроля исполнительных механизмов СУЗ . Хранилища внутри каждой камеры были оборудованы дистанционными манипуляторами. [24]

Все органы управления располагались в центральной диспетчерской, которая была кондиционирована с положительным давлением, поэтому воздух всегда поступал в сторону демонтажного отсека и горячих камер, а используемый воздух из них пропускался через фильтры. Доступ к основному отсеку разборки и горячим камерам осуществлялся через отверстия, которые обычно были закрыты свинцовыми пластинами. Для рабочих были душевые и комната радиационной безопасности. В здании 2201 также находились ремонтная мастерская, темная комната, офисы и складские помещения для оборудования. [24] Ученые наблюдали за испытаниями удаленно через телевизионную связь из жестяного сарая, расположенного на безопасном расстоянии, в котором было убежище от радиоактивных осадков, снабженное двухнедельным запасом еды и воды на случай крупной катастрофы. [6]

Около 40 километров (25 миль) 25-сантиметровой (10 дюймов) обсадной колонны нефтяной скважины потребовалось для хранения примерно 540 000 килограммов (1 200 000 фунтов) сжатого воздуха давлением 25 000 килопаскалей (3600 фунтов на квадратный дюйм), используемого для моделирования условий полета ПВРД для Плутона. Три гигантских компрессора были позаимствованы у военно-морской базы подводных лодок Нью-Лондон в Гротоне, штат Коннектикут, и могли пополнить ферму за пять дней. Пятиминутное испытание на полной мощности включало подачу воздуха со скоростью 910 килограммов в секунду (2000 фунтов/с) на 14 миллионов стальных шариков диаметром 2,5 сантиметра (1 дюйм), которые содержались в четырех стальных резервуарах, нагретых до 730°. С (1350 ° F). [6] [25]

Поскольку испытательные реакторы после запуска были очень радиоактивными, их перевозили на испытательный полигон и обратно на железнодорожных вагонах. [4] «Чудаки и Западная железная дорога», как ее беззаботно описывали, считалась самой короткой и самой медленной железной дорогой в мире. [26] Было два локомотива: электрический Л-1 с дистанционным управлением и дизель-электрический Л-2, который управлялся вручную, но имел радиационную защиту вокруг кабины . [27] Обычно использовался первый; последний был резервным. [28] Отсек холодной сборки (помещение 101) в корпусе 2201 использовался для хранения и сборки компонентов испытательной машины реактора. Здесь также располагалась яма для технического обслуживания и зарядное устройство для локомотива. [24]

Тори II-А

[ редактировать ]

В 1957 году Ливерморская лаборатория начала работу над прототипом реактора под названием Tory II-A для проверки предложенной конструкции. [29] Первоначально планировалось построить два испытательных реактора Tory II-A, получившие обозначения IIA-1 и IIA-2, но в итоге был построен только один, получивший обозначение II-A. Цель состояла в том, чтобы протестировать конструкцию в условиях, аналогичных условиям прямоточного воздушно-реактивного двигателя, но для экономии времени и денег, а также снижения сложности Тори II-А должен был иметь гораздо меньший диаметр, чем окончательная конструкция, примерно треть от диаметра, необходимого для двигатель. Чтобы позволить ему достичь критичности с уменьшенным количеством топлива, активная зона была окружена толстым из ядерного графита отражателем нейтронов . [30]

Процесс проектирования Tory II-A был завершен к началу 1960 года. Летом и в начале осени того же года [30] Активная зона была собрана в Ливерморе внутри специального приспособления в экранированном здании содержания. Он достиг критичности 7 октября 1960 года, когда лопатки управления были повернуты на 90 ° от положения полного останова. Затем были проведены испытания с заполнением водой охлаждающих каналов активной зоны и отражателя нейтронов. Вместо прогнозируемого повышения реактивности произошло ее падение, и реактор вообще не смог перейти в критический режим. Воду заменили на тяжелую , но она едва смогла достичь критичности. Поэтому был сделан вывод, что потребуется дополнительное топливо для достижения требуемого запаса на погрешность при установке большего количества компонентов. [31]

Прототип Тори-IIA

Реактор был отправлен на испытательный полигон в Неваде для серии пробных прогонов и испытаний на нулевой или малой мощности. Был добавлен еще один слой 10-сантиметровых (4 дюйма) твэлов. [31] Реактор был установлен на испытательном автомобиле и с тяжелой водой в качестве теплоносителя достиг критичности во время испытательного запуска 9 декабря 1960 года с регулирующими лопатками под углом 65 °. Было подсчитано, что без тяжелой воды потребовалось бы 71°. Затем в шесть центральных соединительных трубок были вставлены борные стержни. Это снизило реактивность активной зоны, и для достижения критичности пришлось повернуть лопатки на 132°. Фольги из урана-235 были помещены в трубки активной зоны, и реактор работал при мощности 150 Вт в течение десяти минут. [31]

Следующая серия испытаний включала продувку воздухом реактора, пока он находился в подкритическом состоянии, с целью проверки целостности компонентов в условиях напряжения и вибрации. 17 и 18 декабря скорости воздушного потока составят 27, 34, 45 и 150 килограммов в секунду (60, 75, 100 и 330 фунтов/с) в течение 30 секунд. [32] Во время финальных квалификационных испытаний 11 января 1961 года при скорости воздушного потока 330 килограммов в секунду (720 фунтов/с) и внутренней температуре 571 °C (1060 °F) зажим, удерживающий выход сопло к воздуховоду на испытательном автомобиле сломалось, и сопло пролетело по воздуху 150 метров (480 футов). После этого происшествия было решено провести испытание радиоуправляемого отключения и снятия реактора с испытательной машины. Во время этого испытания электрически управляемая сцепка между локомотивом и испытательным транспортным средством внезапно открылась, и испытательное транспортное средство покатилось по рельсам и в конце сильно ударилось о бетонную поверхность бункера испытательной площадки. Испытательный автомобиль был сильно поврежден, его пришлось разобрать и восстановить. Все компоненты реактора пришлось проверить на наличие трещин. [32]

После завершения ремонта Tory II-A вернули на испытательный полигон для очередной серии испытаний. Установлено, что без охлаждающей воды реактор достиг критичности при положении лопаток управления 75°; с тяжелой водой в качестве теплоносителя она достигалась у них при 67°. При прохождении через реактор горячего воздуха температура активной зоны повышалась до 220 °F (104 °C), затем до 440 °F (227 °C) и, наконец, до 635 °F (335 °C). Затем он работал на мощности 10 кВт в течение 60 секунд при температуре 643 °F (339 °C). [32] Последнее испытание было проведено 3 мая 1961 года при скорости потока воздуха 54 килограмма в секунду (120 фунтов / с), внутренней температуре 204 ° C (400 ° F) и без происшествий. [33]

Tory II-A работал на проектную мощность 14 мая 1961 года, когда он достиг выходной мощности 46 МВт с внутренней температурой 1420 ° C (2580 ° F). Три испытательных запуска на большой мощности были проведены 28 сентября, 5 и 6 октября. Они достигли уровня мощности 144, 166 и 162 МВт с температурой ядра 1280, 1260 и 1450 °C (2330, 2300 и 2640 °F) соответственно. [34] После успешного проведения испытаний реактор был демонтирован в период с декабря 1961 по сентябрь 1962 года. [30]

Тори II-C

[ редактировать ]

Тори II-А проверил конструкцию реактора и целостность твэлов при моделировании эксплуатационных условий. Ливермор теперь произвел второй реактор, Tory II-C, который должен был стать полноценным двигателем для прямоточной ракеты. Проблемы, которые игнорировались в Тори II-A, пришлось решать в Тори II-C. Проектирование было завершено к августу 1962 года. [14] Реактор Tory II-C имел цилиндрическую форму, длину 2,6 метра (8,5 футов) и диаметр 1,45 метра (4,75 фута). Он содержал около 293 000 заправленных и 16 000 незаправленных трубок из оксида бериллия, которые занимали 55 процентов его объема. Загрузка топлива в реакторе варьировалась для достижения правильного профиля мощности. В процессе работы ядро ​​вырабатывало 350 мегаватт на кубический метр (10 МВт/куб футов). [35]

Проверка испытательного оборудования для испытаний Tory II-C началась 17 ноября 1962 года. На момент начала испытаний оборудование было неполным, поэтому многие испытания проводились в поддержку программы строительства. Эти испытания подразделялись на четыре категории: испытания системы подачи воздуха; тестирование остальных компонентов объекта; квалификация испытуемого автомобиля; и обучение операторов. Проверка объектов завершилась 5 марта 1964 года, к этому времени было проведено 82 испытания. [36]

Прежде чем приступить к испытанию реактора большой мощности, было проведено пять основных испытаний. Первое испытание, проведенное 23 марта 1964 года, представляло собой подкритическое испытание двенадцати вставляемых вручную и шести вспомогательных стержней отключения с электрическим приводом. Целью испытания была проверка возможности безопасного снятия рабочих стержней при условии, что вспомогательные стержни находятся на месте. Это будет означать, что персонал не придется удалять из зоны тестового бункера во время проверки. Испытание проводилось так, как если бы оно было критическим: весь персонал был эвакуирован из испытательной зоны, а испытание проводилось дистанционно из диспетчерской. Тест подтвердил предсказания, сделанные в Ливерморе; рабочие стержни можно было безопасно извлечь. На следующий день было проведено холодное критическое испытание, чтобы убедиться, что приборы работают правильно. [37]

Прототип Тори-IIC

Горячие испытания на нулевой мощности были проведены 9 и 23 апреля 1964 года. Они включали испытания активной зоны в условиях потока воздуха, приближающихся к условиям работы на полной мощности. План испытаний для первого испытания предусматривал подачу воздуха при температуре 427 ° C (800 ° F) со скоростью 270 кг в секунду (600 фунтов / с) в течение 60 секунд. Испытание было прервано, и регулировочные стержни сдвинулись, когда вибрация превысила заданный уровень. Оказалось, что проблема не в вибрации ядра: проблема заключалась в датчиках, используемых для измерения вибрации, которые работали неправильно. Ослабленные соединения были отремонтированы и назначено второе испытание. На этот раз планировалось работать последовательно со скоростями 91, 181, 272, 363, 544 и 816 килограммов в секунду (200, 400, 600, 800, 1200 и 1800 фунтов/с). Это было сделано, и вибрации не было. В ходе испытания также были проверены термопары, используемые для контроля температуры ядра. [37]

Следующим шагом было проведение испытания на малой мощности с воздухом при температуре 454 °C (850 °F) и скорости 820 килограммов в секунду (1800 фунтов / с) 7 мая 1964 года. Когда поток воздуха достиг своего максимума, регулировочный привод B2 стал шумным. и был поставлен на удержание. Затем, вскоре после достижения максимума, привод A1 обнаружил потерю давления воздуха и отключился. Исполнительные механизмы А2 и В1 начали двигаться, чтобы компенсировать потерю реактивности. Затем было приказано выполнить аварийную остановку вручную, хотя, оглядываясь назад, в этом не было необходимости. Проблема с В2 была связана с неисправным проводом, а проблема с А1 — с неисправным реле давления. Поскольку нерешенных проблем не было, было принято решение приступить к промежуточным испытаниям мощности 12 мая. Целью этого испытания была имитация условий полета со скоростью 2,8 Маха на высоте 3000 метров (10 000 футов). Реактор вывели в критический режим и мощность увеличили до 750 кВт. Затем поток воздуха был увеличен до 570 килограммов в секунду (1260 фунтов/с) при средней температуре 1091 °C (1995 °F). Ядро достигло температуры 1242 ° C (2268 ° F). Испытание завершилось через час и 45 минут. [38]

Теперь все было готово для испытаний на полной мощности 20 мая 1964 года. Это должно было имитировать полет со скоростью 2,8 Маха в жаркий день с температурой 38 ° C (100 ° F) на уровне моря. Реактор запустили и мощность подняли до 700 кВт. Воздух вводился со скоростью 91 килограмм в секунду (200 фунтов/с), а затем повышался до 190 килограммов в секунду (410 фунтов/с). Затем мощность реактора была увеличена примерно до 76 МВт, после чего температура активной зоны составила 940 ° C (1730 ° F). Все системы работали нормально, поэтому воздушный поток был увеличен до 754 килограммов в секунду (1663 фунта/с), а мощность увеличивалась до тех пор, пока температура ядра не достигла 1242 °C (2268 °F), после чего выходная мощность составила около 461 МВт. Реактор проработал пять минут, после чего был инициирован ручной аварийный останов, и поток воздуха снизился до 91 килограмма в секунду (200 фунтов/с) на две минуты. Весь тест занял около часа. Последующий осмотр реактора проводился без его разборки. Никаких засоров или аномалий обнаружено не было. Все тяги управления были на месте, следов повреждений или коррозии не было. [39]

Прекращение действия

[ редактировать ]

Несмотря на успешные испытания, Министерство обороны , спонсор проекта Плутон, передумал. Оружие сочли «слишком провокационным». [40] и считалось, что это заставит Советы создать подобное устройство. [41] Технология межконтинентальных баллистических ракет оказалась более простой в разработке, чем считалось ранее, что снизило потребность в таких высокоэффективных крылатых ракетах. МБР имеет ряд преимуществ перед SLAM. Межконтинентальная баллистическая ракета требовала меньше наземной поддержки и обслуживания, могла быть запущена за считанные минуты, а не за несколько часов, и поэтому была менее уязвима для первого ядерного удара . Межконтинентальная баллистическая ракета также быстрее добиралась до цели и была менее уязвима для перехвата советской ПВО. Основным преимуществом SLAM была его способность нести большую полезную нагрузку, но ценность этого была уменьшена улучшениями в конструкции ядерного оружия, которые сделали его меньше и легче, а также последующим развитием возможности разделяющейся боеголовки в межконтинентальных баллистических ракетах. [42]

Дом 2201 в 2007 году.

Другой серьезной проблемой концепции SLAM был ущерб окружающей среде, вызванный радиоактивными выбросами во время полета и утилизацией реактора в конце миссии. [42] Меркл подсчитал, что будет произведено около 100 граммов продуктов деления , которые будут рассеяны на большой территории. [8] Хотя он и был небольшим по сравнению с ядерным взрывом, он представлял собой проблему для испытаний. Ожидалось, что потребуются многочисленные испытательные полеты. [42]

В начале 1960-х годов ядерные испытания в атмосфере все еще продолжались, поэтому радиоактивные выбросы по сравнению с ними не считались серьезной проблемой. [43] Уровень шума оценивался в оглушительные 150 децибел . Также существовала вероятность выхода ракеты из-под контроля. Идея протестировать его над Невадой была быстро отвергнута. Предлагалось провести испытательные полеты в районе острова Уэйк по восьмерочному курсу. Затем реактор будет сброшен в Тихий океан, где его глубина составит 6000 метров (20 000 футов). [6] К началу 1960-х годов общественная осведомленность о нежелательных последствиях радиоактивного загрязнения атмосферы и океана для окружающей среды росла, а радиоактивные выбросы ракеты считались неприемлемыми, где бы ни проводились испытания. [42]

AEC запросила 8 миллионов долларов (что эквивалентно 60 миллионам долларов в 2023 году) в 1965 финансовом году для продолжения испытаний Tory II-C и разработки Tory III. В апреле 1964 года Объединенный комитет по атомной энергии рекомендовал сократить эту просьбу на 1,5 миллиона долларов. Это обеспечило дальнейшее финансирование Тори II-C, но не развитие Тори III. Министерства обороны Директор по исследованиям и разработкам Гарольд Браун высказался за продолжение проекта «Плутон» на низком уровне финансирования в целях развития технологии. [7] Этого было недостаточно для Комитета по ассигнованиям Палаты представителей ; технология была продемонстрирована в ходе успешных испытаний Tory II-C, и если в ней больше не было военной потребности, не было причин продолжать финансирование. Поэтому он сократил запрос на финансирование еще на 5,5 миллиона долларов, оставив только 1 миллион долларов на «консервацию» проекта. [7] Это привело к решению Министерства обороны и Государственного департамента о прекращении проекта. [42]

1 июля 1964 года, через семь лет и шесть месяцев после запуска, проект «Плутон» был закрыт. [4] Меркл устроил в соседнем загородном клубе праздничный ужин для участников проекта, на котором в качестве сувениров были розданы галстуки SLAM и бутылки минеральной воды «Плутон». На пике своего развития в проекте «Плутон» работало около 350 человек в Ливерморе и 100 человек в Зоне 401, а общая потраченная сумма составила около 260 миллионов долларов (что эквивалентно 1953 миллионам долларов в 2023 году). [6]

Очистка

[ редактировать ]

Реактор Tory II-C не разбирался после испытаний на высокой мощности и оставался там до 1976 года, когда его разобрали в здании обслуживания, сборки и разборки двигателей (E-MAD). [44] В 1971 и 1972 годах здание 2201 использовалось для проекта по переупаковке топлива. Топливные элементы реакторов Тори II были извлечены из горячих камер в здании 2201 и доставлены в Зону 6, откуда они были отправлены в Национальную лабораторию Айдахо . Здание 2201 использовалось в 1970-х и 1980-х годах для размещения лаборатории по определению содержания водорода. Начиная с 1986 года Сандийская национальная лаборатория использовала его для серии секретных проектов, связанных с ядерным оружием, а в 1998 году неустановленная организация использовала его для секретного проекта. [45] Здание 2201 было очищено и продезинфицировано в период с 2007 по 2009 год, чтобы сделать его безопасным для сноса в будущем. [46] В сентябре 2013 года сообщалось, что его снесли. [47]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б Харкинс 2019 , с. 14.
  2. ^ Ром, Фрэнк Э. (октябрь 1954 г.). Анализ прямоточно-реактивной ракеты с ядерной установкой (PDF) (Отчет). Национальный консультативный комитет по аэронавтике. NACA-RM-E54E07 . Проверено 7 апреля 2022 г.
  3. ^ Сэмс, Элдон В.; Ром, Фрэнк Э. (ноябрь 1955 г.). Анализ низкотемпературной прямоточной ракеты с ядерным двигателем для больших высот (PDF) (Отчет). Национальный консультативный комитет по аэронавтике. NACA-RM-E55G21 . Проверено 7 апреля 2022 г.
  4. ^ Jump up to: а б с д и ж г «История объекта национальной безопасности Невады: информационный бюллетень о проекте Плутон» (PDF) . Сайт национальной безопасности штата Невада . Проверено 6 апреля 2022 г.
  5. ^ Хакер 1995 , стр. 85–86.
  6. ^ Jump up to: а б с д и ж г Признайте 1990 , с. 28–34.
  7. ^ Jump up to: а б с д Бутц 1964 , стр. 30–33.
  8. ^ Jump up to: а б Меркл 1959 , стр. 10–11.
  9. ^ Jump up to: а б Ротман 1962 , стр. 1–3.
  10. ^ Уолтер 1964 , с. 13.
  11. ^ Jump up to: а б с Уолтер 1962 , с. 6.
  12. ^ Сандхольц 1965 , стр. 3.
  13. ^ Ротман 1962 , с. 1.
  14. ^ Jump up to: а б Гольдберг 1962 , стр. 2–3.
  15. ^ Уолтер 1962 , стр. 7–8.
  16. ^ Уолтер 1962 , с. 1.
  17. ^ Гольдберг 1962 , с. 3.
  18. ^ Уолтер 1962 , с. 5.
  19. ^ Уолтер 1962 , с. 17.
  20. ^ Jump up to: а б Ротман 1962 , стр. 3–5.
  21. ^ Сандхольц 1965 , стр. 4–9.
  22. ^ Уолтер 1964 , стр. 15–16.
  23. ^ Харкинс 2019 , с. 16.
  24. ^ Jump up to: а б с Бурмейстер 2009 , стр. 6–9.
  25. ^ Барнетт 1965 , стр. 1–2.
  26. ^ Корлисс и Швенк 1971 , с. 41.
  27. ^ Дьюар 2007 , стр. 17–21.
  28. ^ Дьюар 2007 , с. 112.
  29. ^ Хэдли 1959 , стр. 18–19.
  30. ^ Jump up to: а б с Хэдли 1963 , стр. 1–2.
  31. ^ Jump up to: а б с Хэдли 1963 , стр. 17–22.
  32. ^ Jump up to: а б с Хэдли 1963 , стр. 26–32.
  33. ^ Хэдли 1963 , с. 35.
  34. ^ Хэдли 1963 , стр. 44–45.
  35. ^ Уолтер 1962 , стр. 1–4.
  36. ^ Барнетт 1965 , стр. 2–6.
  37. ^ Jump up to: а б Барнетт 1965 , стр. 6–9.
  38. ^ Барнетт 1965 , стр. 9–14.
  39. ^ Барнетт 1965 , стр. 14–19.
  40. ^ «Мышцы в нафталине» . Воутское наследие . Проверено 21 июля 2014 г.
  41. ^ Тракимавичюс, Лукас. «Будущая роль ядерных силовых установок в вооруженных силах» (PDF) . Центр передового опыта НАТО в области энергетической безопасности. Архивировано из оригинала (PDF) 18 октября 2021 года . Проверено 15 октября 2021 г.
  42. ^ Jump up to: а б с д и Харкинс, 2019 г. , стр. 25–26.
  43. ^ Кржизаняк, Джон (20 августа 2019 г.). «Проект Плутон и проблемы с российской крылатой ракетой с ядерной установкой» . Бюллетень ученых-атомщиков . Проверено 25 мая 2022 г.
  44. ^ Бурмейстер 2009 , стр. 4–6.
  45. ^ Бурмейстер 2009 , стр. 8–9.
  46. ^ Бурмейстер 2009 , стр. 16–28.
  47. ^ Подарис, Рид Дж.; Кинг, Ребекка А. (сентябрь 2013 г.). План наблюдения и технического обслуживания программы дезактивации и вывода из эксплуатации объекта, Объект национальной безопасности Невады, Невада (PDF) (Отчет). Технологии национальной безопасности, Программа восстановления окружающей среды. п. ix. DOE/NV/25946--1859 . Проверено 5 августа 2023 г.

Ссылки

[ редактировать ]
  • Барнетт, Чарльз (12 марта 1965 г.). Тестовые операции Тори II-C (Отчет). Ливермор, Калифорния: Ливерморская лаборатория Лоуренса. дои : 10.2172/4356209 . ОСТИ   4356209 . UCRL-12263.
  • Бурмейстер, Марк (1 июня 2009 г.). Отчет о закрытии блока корректирующих действий 117: Установка по разборке Плутона в Зоне 26, испытательный полигон в Неваде, Невада (Отчет). Лас-Вегас, Невада: совместное предприятие Столлера-Наварро. дои : 10.2172/963423 . ОСТИ   963423 . МЭ/NV-1324.
  • Бутц, Дж. С. младший (июль 1964 г.). «Плутон: новая стратегическая система или просто еще одна программа испытаний» (PDF) . Журнал ВВС . Том. 47, нет. 7. С. 30–35. ISSN   0730-6784 . Проверено 24 мая 2022 г.
  • Корлисс, Уильям Р.; Швенк, Фрэнсис К. (1971). Ядерная тяга в космосе . Понимание атома. Ок-Ридж, Теннесси: Комиссия по атомной энергии США, Отдел технической информации. OCLC   293250 . Проверено 7 июля 2019 г.
  • Дьюар, Джеймс (2007). На край Солнечной системы: история ядерной ракеты (2-е изд.). Берлингтон, Онтарио: Апогей. ISBN  978-1-894959-68-1 . OCLC   1061809723 .
  • Гольдберг, Э. (21 августа 1962 г.). Программа Тори II-C: Введение и общее описание (Отчет). Ливермор, Калифорния: Ливерморская лаборатория Лоуренса. дои : 10.2172/4332363 . ОСТИ   4332363 . UCRL-7036.
  • Хакер, Бартон К. (1995). «Кто-нибудь слышал о ядерных прямоточных воздушно-реактивных двигателях? Проект Плутон, 1957–1964». Журнал Международного комитета истории технологий . 1 : 85–98. ISSN   1361-8113 . JSTOR   23786203 .
  • Хэдли, Джеймс В. (4 ноября 1959 г.). Хэдли, JW (ред.). Тори II-A: Испытательный ядерный прямоточный реактивный реактор (Отчет). Ливермор, Калифорния: Ливерморская лаборатория Лоуренса. дои : 10.2172/4333232 . ОСТИ   4333232 . UCRL-5484.
  • Хэдли, Джеймс В. (3 мая 1963 г.). Испытания реактора Тори II-А. Итоговый отчет (Отчет). Ливермор, Калифорния: Ливерморская лаборатория Лоуренса. дои : 10.2172/4333186 . ОСТИ   4333186 . UCRL-7249.
  • Харкинс, Хью (2019). SLAM, проект «Плутон» и необитаемый атомный бомбардировщик . Лондон: Издательство Centurion. ISBN  978-1-903630-50-1 . OCLC   1286799595 .
  • Херкен, Грегг (апрель – май 1990 г.). «Летающий лом» . Журнал «Авиация и космос» . Том. 5, нет. 1. С. 28–34, 54. ISSN   0886-2257 . Архивировано из оригинала 29 марта 2020 года . Проверено 5 апреля 2022 г.
  • Меркл, TC (30 июня 1959 г.). Ядерная прямоточная двигательная установка (Отчет). Ливермор, Калифорния: Ливерморская лаборатория Лоуренса. дои : 10.2172/4217328 . ОСТИ   4217328 . UCRL-5625.
  • Ротман, AJ (28 августа 1962 г.). Технология керамических компонентов: Часть 3 программы Tory II-C (Доклад). Ливермор, Калифорния: Ливерморская лаборатория Лоуренса. дои : 10.2172/4318480 . ОСТИ   4318480 . UCRL-7036(Часть 3).
  • Сандхольц, Вашингтон (1 февраля 1965 г.). Изготовление топливных элементов Плутона в радиационной лаборатории Лоуренса (Отчет). Ливермор, Калифорния: Ливерморская лаборатория Лоуренса. дои : 10.2172/4330402 . ОСТИ   4330402 . UCRL-12391.
  • Уолтер, CE (27 сентября 1962 г.). Структура реактора: Часть 2 программы Тори II-C (Отчет). Ливермор, Калифорния: Ливерморская лаборатория Лоуренса. дои : 10.2172/4352707 . ОСТИ   4352707 . UCRL-7036(Часть 2).
  • Уолтер, CE (1 ноября 1964 г.). Уолтер, CE (ред.). Инженерный проект ядерного прямоточного реактивного реактора Tory II-C (Отчет). Ливермор, Калифорния: Ливерморская лаборатория Лоуренса. дои : 10.2172/4356214 . ОСТИ   4356214 . UCRL-7679.

Общественное достояние В этой статье использованы общедоступные материалы из История объекта национальной безопасности Невады: информационный бюллетень о проекте Плутон (PDF) . Министерство энергетики США .


[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, связанные с проектом Плутон .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Project_Pluto&oldid=1216980299"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 53624721aad5c03b29130b6c72c81f8c__1712101140
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/53/8c/53624721aad5c03b29130b6c72c81f8c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Project Pluto - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)