Лайнер будущего: самолет на ядерной энергии
Сверхзвуковой авиалайнер, летающий со скоростью в три раза выше скорости звука и работающий на энергии ядерного синтеза. BBC Future побеседовало с разработчиком одного из наиболее амбициозных футуристических дизайнов самолетов о возможности использования ядерной энергии на их борту.
Flash Falcon, выглядящий как космический корабль из видеоигры Halo, – это новый проект футуристического сверхзвукового пассажирского самолета (СПС), который вероятно сможет заменить СПС Конкорд, эксплуатацию которого прекратили в 2003.
Пока, однако, прототип машины отсутствует, а технология существует лишь в воображении испанского дизайнера Оскара Винэлса (Oscar Vinals), который до этого уже зарекомендовал себя как проектировщика-футуриста после своего проекта огромного «акулообразного» авиалайнера.
Концепция Винэлса предполагает, что Flash Falcon сможет перевозить 250 пассажиров со сверхзвуковой скоростью в 3 числа Маха (примерно 3690 км/ч). Корпус авиалайнера на 39 метров длиннее, чем был у Конкорда, а размах его крыльев в два раза больше. Его двигатели будут иметь возможность наклона на 20 градусов, чтобы помочь самолету взлетать и садиться подобно вертолету.
В ядре устройства будет находится нечто еще более революционное – самолет Винэлса спроектирован для полетов на ядерной энергии, с термоядерным реактором, работающим на шести электрических двигателях.
«Я думаю, технология управляемого термоядерного синтеза может стать лучшим источником энергии в будущем, – сказал Винэлс изданию BBC Future. – В то же самое время, это «зеленый» метод, не вырабатывающий опасных отходов».
Он уверен, что в следующие пять-семь лет уже будет получен первый стабильный и эффективный термоядерный реактор, учитывая количество проектов, занимающихся его разработкой. Концепция же Винэлса представит долгожданное решение вопросу о том, как уместить ядерный реактор на самолете.
Изобретение ядерных реакторов ознаменовало возможность создания источника дешевой энергии не только для бытовых целей, но и для транспорта – в 50-х первые реакторы по размерам могли использоваться только на судах, но уже за несколько следующих лет они уменьшились настолько, что стали использоваться на подлодках.
50-е годы прошлого столетия можно назвать золотым периодом проектирования самолетов, учитывая одновременный рост на рынке авиаперевозок на пост-военном пространстве и Холодную войну.
Ядерные реактора могут, теоретически, находится в воздухе по несколько месяцев, с условием их нахождения на достаточно большого самолета, команда которого сможет практически жить на его борту.
Однако Саймон Уикс (Simon Weeks) из Аэрокосмического технологического института считает, что с ядерным реактором на воздушном судне может возникнуть немало проблем. Во-первых, вам понадобится проектирование «закрытой системы», то есть реактора, который будет перерабатывать свои отходы для дальнейшей работы, во-вторых, такой двигатель необходимо содержать под крайне серьезной защитой, так как нейтроны, вырабатываемые в большом количестве после реакции деления, могут быть крайне опасны для здоровья людей.
Единственным самолетом на ядерной энергии, который использовался на западе в начале 50-х, был серьезно модифицированный бомбардировщик Convair B-36. И до того огромный самолет был утяжелен 11-тонной защитой от радиации двигателя. Переоборудованный самолет NB-36H летал 47 раз, реактор на его борту запускался лишь в воздухе и никогда фактически не использовался как источник питания самолета. К тому же катастрофические последствия от потенциально возможной аварии подобного двигателя вынудили разработчиков прекратить дальнейшую работу над оборудованием. Если в военный целях экипаж был вынужден по приказу летать с использованием опасного топлива, идея добровольного перелета пассажиров на самолете с ядерным реактором всегда казалась сомнительной. Поэтому авиалайнер на ядерной энергии остался лишь в представлениях дизайнеров о том, как могут выглядеть летательные аппараты будущего.
Однако в концепции Винэлса используется не ядерный реактор.
«Люди часто слышат словосочетание «ядерная энергия» и сразу предполагают, что это опасно, но в случае с управляемым термоядерным синтезом никакой опасности нет», — утверждает Уикс.
В отличие от цепной реакции деления, синтез подразумевает соединение двух или больше атомов, что образует больше энергии, но не создает столько отходов.
Винэлса не смущает, что ядерный синтез пока остается технически невозможным. Концепции, подобные Flash Falcon, не должны вписываться в рамки тех технологий, которыми мы обладаем сейчас, частью их разработки является создание представления о том, какими могут быть проекты с использованием технологий, которые мы еще не освоили.
Уикс говорит, что, несмотря на то, что над подобной технологией работают еще с 50-х, ядерный синтез в ближайшие 50 лет невозможен – разработка реакторов пока находятся на стадии экспериментов.
Однако даже при условии появления стабильно работающего источника дешевой энергии, большой проблемой останется его дизайн – устройство сможет быть использовано только при малом весе и небольшом размере. Создание портативного термоядерного реактора, который сможет генерировать достаточно энергии для питания самолета (в случае дизайна Винэлса – сверхзвукового самолета), является намного более тяжелой задачей, чем строительство самого сверхзвукового самолета, утверждает Уикс.
Климатические изменения являются основной причиной для поиска альтернативного топлива, но для питания самолета необходимо огромного количество энергии. Например, энергия от солнечных батарей может генерировать лишь одну двадцатую часть от такого же объема керосина.
Уикс считает, что намного более вероятно использование «гибридного» двигателя, например, винты, которые будут генерировать энергию, помогающую самолету взлететь.
Комментарии