Nesplněné sny o jádrem poháněném letadle

Nad nově objevenou jadernou energií nastalo v polovině minulého století veliké nadšení. Jádro se zdálo být konečně objeveným klíčem k dostatku energetických zdrojů a k nekonečně velké zásobě energie pro pohony dopravních strojů, včetně dopravních a vojenských letadel. Vítězství ve druhé světové válce znamenalo pro USA impuls, aby upevnily svou vedoucí světovou pozici zkonstruováním nového typu bombardéru, který by dokázal dlouhodobě ovládat vzduch bez nutných mezipřistání a doplňování paliva.

Spojené státy a jeho letectvo věnovaly na takový výzkum v letech 1948 až 1951 mnoho miliónů dolarů. Chtěly vyvinout reaktor, který by do leteckých motorů dodával dostatek energie. Většinou šlo o kombinaci různých chemických motorů pro start a přistání stroje a jaderné energie pro dlouhodobý pobyt letadla ve vzduchu. Vzniklo několik variant jaderného pohonu, s přímým i nepřímým ohřevem vzduchu. Posádku letadla měl chránit před radiací robustní štít mezi reaktorem a pilotní kabinou.

První vlaštovka – Convair B‑36 Peacekeeper Bomber

Z mnoha variant nakonec prošel ke zkouškám typ, který se zdál dostatečně robustní, aby unesl masivní reaktor. Stroj s označením Convair B‑36 Peacekeeper Bomber byl i v dnešním měřítku rozměrný a velmi těžký – rozpětí křídel 230 stop (70 m), délka 162 stop (50 m), plocha křídel 4772 čtvrtečních stop (443 m²). Startoval jen na velmi dlouhé dráze. Unikátní byla kabina pro posádku chráněná olověnými pláty, která sama o sobě vážila 11 tun. V zadní části letadla umístili konstruktéři nádrž pro vodu, která měla řešit jakýkoliv únik radiace. Pro systémy pohonu a ochrany bylo třeba obětovat i mnoho místa původně sloužícího vojenským účelům B‑36.

Srdce stroje tvořil jednomegawattový jaderný reaktor chlazený tekutým sodíkem. Do letadla se montoval před každým startem a po přistání znovu putoval do výrobního závodu, kde byl podroben dalším výzkumným testům. Letadlo dostalo čtyři nové motory GE J47 o výkonu 3800 koňských sil. Při startu a přistání se k jejich pohonu využívalo chemické palivo, aby se tak minimalizoval možný únik radioaktivních látek při eventuálních kolizích nebo nezdařených přistáních. Ve vzduchu bylo možné pohon přepínat na jaderný s přímou konverzí tepla z reaktoru, v žádném ze 47 zaznamenaných letů bombardéru k tomu však nedošlo. Jaderný pohon byl za letu sice spouštěn z důvodu měření a výzkumných prací včetně sběru dat, letadlo však nepoháněl.

Po vynaložení téměř půl miliardy dolarů na zkoušky bylo kolem roku 1960 rozhodnuto výzkum zastavit. Jaderný pohon letadla totiž neměl ve srovnání s konvenčními typy pohonu bombardérů téměř žádné výhody. Kromě toho proti zkouškám protestovala veřejnost – jak proti jejich pokračování, tak proti přeletům těžkého stroje nad obydleným územím USA.

Do pokusů se pustili i Sověti

Pokusy s jaderným pohonem letadel se v období studené války uskutečnily také na opačné straně politicky rozděleného světa. Výzkum začal jako součást úsilí vyvinout jaderný pohon nové třídy ponorek. Později, v roce 1955, byly rozhodnutím rady ministrů SSSR zřízeny týmy, které měly přivést na svět tento druhu pohonu i v oblasti leteckého průmyslu. Návrhem nového letadla byla pověřena konstrukční kancelář Andreje Tupoleva a Vladimíra Mjasičeva, vývoj motorů dostala za úkol konstrukční kancelář N. D. Kuzněcova a A. M. Ljulka.

V bývalém Sovětském svazu se také zpočátku rozhodli pro přímou konverzi tepla z reaktoru do motorů letadla. Největší překážkou ale byla, stejně jako u Američanů, potřeba dostatečně odstínit posádku od jaderného zdroje a současně co nejvíce odlehčit značně zatížené letadlo.

Nová orientace na ponorky a balistické střely

Po některých odkladech byl dosavadní typ bombardéru Tu‑95M přestavěn na létající laboratoř s označením Tu‑95LAL. V roce 1961 uskutečnil 34 výzkumných letů, při většině z nich ale reaktor nebyl vůbec spuštěn. Po vyřešení odstínění posádky se výzkum soustředil na testování nových motorů NK 14a s tepelnými výměníky v letadle s označením Tu‑119. To ale nikdy nevzlétlo. Projekt měl vážné rozpočtové problémy a konkurence nových konvenčních pohonů letadel byla příliš silná.

Zastavení projektu Tu‑119 v roce 1966 ale neznamenalo, že by se Sovětský svaz snů o využití jaderného pohonu v letectví zcela vzdal. Pokusy ve vývoji takto poháněných strojů, včetně nadzvukových, pokračovaly po mnoho dalších let. To už ale dal Sovětský svaz ve výzbroji své armády přednost jaderným ponorkám a mezikontinentálním balistickým raketám.

Šance dálkově řízených bezpilotních strojů

Oživení výzkumných a vývojových prací na jaderném pohonu letadel přinesl až úspěch dálkově řízených strojů bez posádky, které v posledních letech zasahují například v protiteroristických akcích amerických vzdušných sil v Afganistánu a v sousedním Pákistánu. Novou generaci bezpilotních letounů s jaderným pohonem začali vyvíjet odborníci z výzkumné vládní agentury Sandia National Laboratories a firmy Northrop Grumman. Tento typ letounů by umožňoval operovat měsíce bez potřeby přistání a navíc by dodával víc energie „operačním zařízením“ včetně zbraňových systémů.

Podle oznámení laboratoří Sandia však projekt stihl stejný osud jako řadu předchozích – byl ukončen. Žádné podobné zařízení nebylo vyrobeno a ani otestováno. Pro americkou vládu jde o velmi citlivou záležitost i proto, že letadlům poháněným jadernou energií není nakloněna veřejnost. Také úspěšnost bezpilotních letedel se v poslední době hodnotí odlišně. Zásahy těchto dálkově ovládaných letadel totiž vedly k velkým ztrátám na životech civilních obyvatel neklidných oblastí a ke sporům s vládami zemí, ve kterých operují.

Rizika jsou stále velká

Kritici nákladných projektů jaderných pohonů bezpilotních letadel namítají, že v případě zřícení letounu hrozí na postiženém území neúměrně velká katastrofa a stroj by mohl být zneužit jako tzv. špinavá bomba. Panují rovněž obavy z toho, že by systém dlouhodobě operující jako „Damoklův meč“ nad nepřátelským územím padl do rukou nepříteli. Počítačem ovládaný stroj se totiž může stát terčem úsilí hackerů s cílem převzít jeho dálkové řízení.

Na druhou stranu bezpilotní vojenská letadla podle vývojářů nepotřebují tolik podpůrných systémů, jako jsou například předsunuté základny a stanice k doplnění paliva ve vzdálených končinách a v často nepřátelských oblastech. Vývojáři předpokládají, že stroje s jaderným pohonem budou efektivnější a nashromáždí během mise více informací.

Z informací laboratoří Sandia nevyplývá, o jakém typu jaderného pohonu se při vývoji nových typů bezpilotních letadel uvažuje. I když rozměry a hmotnost jaderných reaktorů se v posledních letech podařilo významně zmenšit, stále se velké hodnoty těchto parametrů považují za jednu z hlavních překážek úspěchu jaderných pohonů letadel.

---

Teplo z kapslí

Variantou pro jaderný pohon letadel je, podobně jako u některých již dlouho používaných kosmických energetických systémů, teplo z „kapslí“ naplněných radioaktivním materiálem. Jde o využití energie, která vzniká při radioaktivní přeměně jader. Při rozpadu alfa se produkuje částice alfa, během přeměny beta pak pozitron nebo elektron. Lehké částice odnášejí největší část uvolněné energie v podobě kinetické energie svého pohybu. Zatím není zpracována přímá přeměna této kinetické energie na makroskopickou mechanickou energii. Mohou ale svou kinetickou energii předat neorganizovaně materiálu a tím přeměnit na teplo. Toto teplo lze pak přeměnit například na elektřinu pro pohon a spotřebu dalších elektrických a elektronických zařízení. Otázkou je, zda by takový typ jaderného zdroje měl dostatečný výkon požadovaný pro dlouhé operační lety bezpilotního letadla.

Zdroje

Informace o historii letectví uveřejněné na různých webových stránkách, The Guardian, novinky.cz

http://www.aviation-history.com/articles/nuke-american.htm

www.century-of-flight.net/Aviation history evolution technology/nuke.htm

Novinky.cz – fotobanka Profimedia