1. атомний танк
2. Глава 2. Ford Seattle-ite XXI (1962)
3. гусенична АЕС
4. Глава 3. Ariel Atom (2010)
5. Глава 4. Cadillac World Thorium Fuel (2011)
6. * * *

... І з рівною швидкістю атомні машини найрізноманітніших типів вторглися в промисловість. Залізниці виплачували величезні суми за право
першими ввести у себе атомну тягу, атомна плавка металів впроваджувалася з таким поспіхом, що через невміле поводження з новою енергією вибухнуло кілька заводів ...
Герберт Уеллс «Звільнений світ»

Проблема створення компактних ядерних реакторів давно хвилює людство. Неймовірно економічний, практично вічний, досить екологічний (якщо не враховувати ймовірність аварії) двигун міг би врятувати Землю від виснаження ресурсів, посприяти очищенню атмосфери, полегшити життя звичайної людини. Але поки на атомній тязі пересуваються хіба що великі кораблі і підводні човни; коли справа дійде до автомобілів і потягів - невідомо. Хоча історії відомо кілька спроб поставити реактор на колеса.

Розміри - ось основна проблема, що не дозволяє забезпечити автомобіль ядерним двигуном. Одна тільки система охолодження, що вимагає постійного припливу свіжого теплоносія, займає стільки місця, що корисний простір атомного автомобіля зводиться до нуля. Стаціонарні АЕС використовують для охолодження воду, що надходить із зовнішніх резервуарів, у атомних кораблів і підводних човнів теж не бракує в тепловідвідними матеріалі, а ось наземного транспорту весь запас охолоджувача доведеться возити з собою. Чисто теоретично проблему може вирішити створення реактора, що працює за принципом керованого термоядерного синтезу. Він буде помітно безпечніше і компактніше існуючих систем. Але, на жаль, подібне джерело енергії залишається лише фантастикою.

Серйозним недоліком застосування атомної енергії є надмірна громіздкість реактора. На знімку - АЕС Enrico Fermi II (штат Мічиган, США)

Тим не менше, кілька концептів атомних автомобілів в XX столітті вийшли друком. Деякі - у вигляді макетів, деякі - у вигляді мальованих скетчів. Можна виділити два спалахи інтересу до наземного атомному транспорту - в 1950-1960-х і в 2010-2011 роках. Перша була пов'язана з гонкою озброєнь і прагненням двох супердержав, СРСР і США, перегнати один одного в технологічному відношенні. Крім того, в ті часи вчені щиро вірили в те, що ось-ось атом буде підпорядкований остаточно і безповоротно (а віз, чесно кажучи, і нині там). Другий період зацікавленості має інше обґрунтування. Сьогодні відкриття керованого термоядерного синтезу і справді маячить на горизонті, і компанії намагаються заздалегідь розробити концепт, де цей принцип буде застосований, тим самим обігнавши конкурентів. Що ж, подивимося, наскільки осмислені ці розробки.

атомний танк

Цікавим напрямком розробок в області наземних транспортних засобів на ядерній тязі стала тема атомного танка. Коли атом передбачалося використовувати виключно для військових потреб, на початку 1950-х років командування армії США виділило серйозний грант на розробку танка, здатного використовувати силу ядерної реакції.

Танк TV-1 був представлений на третій конференції з питань танкобудування у вигляді макету.

На третій конференції з питань танкобудування (Question Mark III), проведеної армійським командуванням в 1954 році, вперше було піднято питання про можливість створення ядерного двигуна для танка. На відміну від автомобільних концептів, тут не виникало серйозних проблем з масою і об'ємом: на танк цілком можна було поставити трохи модифікований реактор від підводного човна. Перший концепт важкого атомного танка отримав найменування TV-1. Передбачалося, що машина буде важити близько 70 тонн (з них половина - двигун), товщина броні досягала 350 мм. Але одну проблему в ті роки вирішити ніяк не могли - екранування екіпажу. Якщо автомобільні дизайнери могли дозволити собі пофантазувати, то армійці бурхливою уявою не відрізнялися і дивилися на світ з експлуатаційної точки зору. І щось підказувало інженерам, що атомний танк побудувати поки що неможливо.

У 1955 році на наступній подібної конференції був представлений другий проект R32 з більш легким реактором. Теоретична маса танка - 50 тонн, 120-мм броня, 90-мм гладко ствольна зброя: цей концепт вже був схожий на правду. Але відсутність рішення щодо екранування екіпажу відправило на звалище історії і R32. Остання спроба побудувати атомний танк сталася в 1959-му, коли важкий танк M103 збиралися перебудувати для випробувань на його шасі ядерного реактора. Але міністерство оборони в результаті зрізало фінансування складного і не дуже перспективного проекту. Перед армійцями стояли інші завдання.

Концепт-кар Ford Nucleon став найзнаменитішим атомним автомобілем. Для цього є цілий ряд причин. Він став першою подібною розробкою, а також однією з двох таких машин, створених хоча б у вигляді макету і продемонстрованих на автошоу.

Питання «чи потрібно розробляти атомний концепт» в ті часи не стояв. «Нуклеон» став не приватної спробою дизайнера-одинака, а продуктом серйозної роботи інженерів і техніків. Автомобіль продумали від першого до останнього гвинтика, врахували необхідність обслуговування на дорогах загального користування і фактор небезпеки опромінення пасажирів. Справа залишалася за малим: створити необхідний движок.

Ford Nucleon вражав сучасників футуристичним дизайном

Технічне завдання було отримано групою фордовских інженерів в 1956 році, а роком пізніше концепт був готовий. Звичайно, функціональність Ford Nucleon викликала сумніви. Всього два пасажиромісць і крихітний багажник спереду: автомобіль міг служити хіба що розважальним транспортним засобом. В якості сімейної машини він явно не годився. Але така мета і не ставилася. Ядерна установка, яка займала 2/3 обсягу і маси автомобіля, була зменшеною копією стандартного реактора S2W з підводного човна USS Nautilus. Правда, зменшити 35-тонну махину висотою 6 метрів до «автомобільних» розмірів не представлялося можливим: конструктори прекрасно це розуміли. В обмеженому обсязі потрібно було розмістити сам реактор, парогенератор і дві турбіни: одна мала створювати крутний момент (інакше кажучи, обертати колеса), інша - крутити електрогенератор. Проблему охолодження планувалося вирішити за допомогою конденсації відпрацьованої пари назад у воду.

Вільям Форд поруч з моделлю концепт-кара, 1957 рік

В принципі, ідея виглядала реалізованої і навіть працездатною. Основним плюсом було повну відсутність викидів в атмосферу і жахлива довговічність силового агрегату. Звичайно, заправити нові уранові стрижні в старий реактор було проблематично, тому «заправлялася» машина шляхом зміни реактора. Але однієї заправки повинно було вистачити як мінімум на 8 000 км (розглядалися варіанти до 30 000), так що проблемою це не вважалося. Збагачувати ж використані реактори планувалося в заводських умовах - так сьогодні працюють, наприклад, станції по зарядці і обміну газових балонів. Нарешті, найважливішим плюсом була безшумність «Нуклеона». За відсутністю процесу внутрішнього згоряння нічого, крім трохи чутного гудіння турбін, не порушувало б спокій навколишнього світу.

Дизайнерське рішення з задніми крилами, друга версія «Нуклеона»

І все-таки автомобіль залишався досить громіздким. Футуристичний дизайн, звичайно, згладжував це враження, але інженери розуміли важливість ізоляції салону від реактора, і тому маса і розміри захисних пластин були порівнянними з масою і розмірами самого двигуна. Саме з метою безпеки, а не через примху художника кабіна була винесена вперед, щоб максимально віддалити пасажирів від небезпечного «серця» автомобіля. Капсулу з пальним розмістили в найвіддаленішій від кабіни частини - внизу, під двигуном, з потрійним шаром ізоляції. Але що таке 1-2 метра для радіоактивного випромінювання? Нічого, пшик.

Ford Nucleon був виготовлений у вигляді макету в масштабі 3/8, показаний на ряді виставок і салонів. Але час минав, а компактні реактори все не з'являлися і не з'являлися. Повнорозмірну копію машини будувати не мало сенсу, тим більше що сама компанія Ford не мала достатніх потужностей для розробки власного атомного движка. Провідний американський виробник реакторів для підводних човнів Westinghouse Electric теж не поспішав зі зміною форм-фактора своїх конструкцій. І амбітний проект згорнули, так толком і не давши йому старту. Але через п'ять років він отримав продовження.

Глава 2. Ford Seattle-ite XXI (1962)

У 1961 році ООН прийняла знамениту декларацію про заборону застосування ядерної і термоядерної зброї. Відповідно, величезній кількості лабораторій, які працювали в цій області, довелося призупинити дослідження. Зусилля терміново потрібно направити в мирне русло. Маркетологи компанії Ford помітили в цьому певний сигнал і тут же відправили завдання інженерам: продовжити тему «Нуклеона». І з'явився Ford Seattle-ite XXI.

На цей раз розробники постаралися не повторити помилки, зроблені при конструюванні попередньої моделі. Зокрема, вони зберегли традиційну автомобільну компоновку: двигун спереду, потім салон, потім - багажник нормальних розмірів. Звичайно, автомобіль вийшов величезним, але це було в дусі американців 1960-х і не порушувало поняття обивателя про прекрасне. Відразу ж з'явилася проблема. У «Нуклеоне» важкий реактор «лежав» на некерованою задньої осі. В Seattle-ite всю масу движка потрібно було якимось чином розмістити на передньому мосту, при цьому забезпечивши нормальний радіус розвороту автомобіля і адекватну керованість. Вихід із ситуації був знайдений досить оригінальний: передніх осей було зроблено дві. Всі чотири колеса поверталися, при цьому спокійно витримуючи масу реактора.

На відміну від свого попередника, Seattle-ite був виготовлений в масштабі 1: 1

Ще більш дивною була можливість «відстебнути» всю передню частину автомобіля і замінити її на іншу. Сьогодні багато автомобілів пропонуються з кількома варіантами двигунів. В Seattle-ite можна було міняти силові агрегати; передбачався економічний варіант потужністю 60 л.с. і швидкісний потужністю 400 к.с.

Так як компактного атомного движка на 1962 рік за раніше не існувало, інженери не дуже хвилювалися з приводу його конструкції і систем. Зате вони постаралися вмістити в концепт якомога більше фантастичних ідей, які на той час частенько були технологічно неможливі. Чого розмінюватися на дрібниці, якщо машину все одно побудувати не можна (поки що).

Промо-картинка Seattle-ite: компанія сподівалася, що найближчим часом людина підкорить собі атом і автомобіль можна буде пустити в серію

Так, в конструкції Ford Seattle-ite XXI знайшов місце ряд рішень, що випередили свій час на півстоліття. Наприклад, у концепт-кара не було керма як такого. Керувати «Фордом» передбачалося за допомогою дотику пальцями спеціальної панелі - прообразу сучасного тачскрін. Також в салоні був передбачений бортовий комп'ютер (теж з тачскріном, якого на той момент не існувало), придуманий художниками інтерфейс якого чимось нагадував Windows (нагадаю: Біллу Гейтсу було тоді 7 років). Основним призначенням комп'ютера було прокладання маршруту - це стало прообразом GPS-навігатора. Датчики, встановлені по всьому корпусу, враховували дорожню обстановку, близькість інших машин, погодні умови. По суті, інженери «Форда» передбачили появу і парктроника, і датчиків дощу з автоматичним включенням щіток. Скло Ford Seattle-ite XXI мали змінну ступінь затемнення в залежності від світлового потоку зовні.

Ще однією родзинкою була можливість установки силового агрегату на паливних елементах замість атомного двигуна. Знову ж таки, варто нагадати, що перші працездатні і компактні паливні елементи з'явилися в 1980-х роках, а повсюдно їх стали використовувати тільки в XXI столітті.

Схема кріплення силового агрегату до автомобіля: його можна було замінити на більш потужний

Ford Seattle-ite XXI на відміну від попередника був виготовлений у вигляді повнорозмірного макета. Автомобіль вийшов дуже низьким і витонченим, на ряді автосалонів він справив фурор (особливо в сукупності з промо-дівчатами), але технологічні бар'єри не дозволили створити навіть досвідчений зразок концепт-кара. Сьогодні майже всі фантастичні ідеї, запропоновані в Seattle-ite, легко реалізовані. Крім найголовнішою - компактного атомного двигуна. Тому цей дивовижний автомобіль продовжує вражати уяву конструкторів всього світу.

гусенична АЕС

У Радянському Союзі атомних танків і автомобілів не розробляли, усвідомлюючи, що це спочатку фантастичні проекти. А ось пересувну атомну електростанцію, умещающуюся в кілька всюдиходів, не тільки спроектували, але навіть побудували і ввели в експлуатацію. Дивовижний проект носив назву ТЕС-3.

У радянських газетах з'явилися численні фотографії першого енергосамохода (того, в якому розміщувався пульт управління)

Перші розмови про пересувний АЕС зайшли в середині 1950-х років. Ініціював розробку подібної системи Юхим Павлович Славський, на той момент перший заступник міністра середнього машинобудування СРСР, а згодом керівник всієї радянської атомної промисловості. Розробкою займався ряд заводів і інститутів. Найбільш перспективним був визнаний проект Обнінського Фізікоенергетіческого інституту.

Сама енергоустановки представляла собою малогабаритний двоконтурний водо-водяний реактор. Як робоче тіло також виступала вода; турбіна генератора приводилася в рух парою. Устаткування розміщувалося на подовженому до 10 ковзанок шасі від важкого танка Т-10. Шасі отримало загальне найменування «енергосамоход».

Ціла електростанція була чотири енергосамохода. На першому - сам реактор з біозахисту і повітряним радіатором, на другому - парогенератори та циркуляційні насоси, на третьому - турбогенератор, а на четвертому - пульт управління і резервне обладнання. Розгортання станції займало кілька годин, на ходу вона функціонувати не могла, тому що все енергосамоходи повинні були з'єднуватися проводами і трубопроводами. Біозахисту на ТЕС-3 забезпечити було не настільки і складно. Так як вимагає ізоляції реактор розташовувався на окремому енергосамоходе, його просто помістили в замкнуту свинцеву ємність, а під час роботи оператори до цього самохід не наближалися.

У 1960 році пересувна АЕС була готова до експлуатації. 13 жовтня 1961 року відбувся перший дослідний пуск станції. Вона непогано себе показала, випробування тривали до 1965 року. Але виникла одна проблема. Ні промисловці, ні вчені не зуміли знайти ніякого розумного застосування чудовою установці. Спочатку її проектували для роботи в умовах Крайньої Півночі, але традиційні енергоустановки на рідкому паливі виявилися простіше і економічніше. Економічна недоцільність змусила закрити проект, і в 1969 році так ніде і не використану ТЕС-3 законсервували.

Одночасно йшла розробка і другий мобільного АЕС - «Памір-630Д». Як шасі використовувалася важка техніка МАЗ. Ця станція за багатьма параметрами була вдаліше ТЕС-3, але перший дослідний її пуск відбувся, на жаль, в 1985 році, незадовго до чорнобильської трагедії. Після аварії більшість робіт з ядерного напрямку були закриті з тих чи інших причин, винятком не став і перспективний «Памір».

Глава 3. Ariel Atom (2010)

Минула ціла вічність, перш ніж людська фантазія знову звернулася до атомних автомобілів. Але на цей раз за справу взялися не інженери, а дизайнери. Благо що сьогодні будь-який поважаючий себе 3D-художник вважає за необхідне намалювати пару-трійку автомобілів оригінальної конструкції.

Сінгапурський дизайнер Мухаммад Імран надихався двома автомобілями. Перший - це Ford Seattle-ite XXI, а другий - легкорамний англійський спорткар Ariel Atom, що проводиться невеликою компанією з Сомерсета. Спорткар має досить дивну компоновку: у нього немає дверей, даху, багажного відсіку; він зроблений на базі жорсткого трубчастого екзоскелета і оснащений потужним 245-сильним двигуном Honda. За рахунок низької маси Ariel Atom здатний розганятися до 100 км / год за фантастичні 2,8 секунди.

Ariel Atom сінгапурського дизайнера Мухаммада Імрана футуристичен, але неможливий

Ariel Atom Мухаммада Імрана відрізняється від обох «прообразів». Дизайнер прагнув зробити свій концепт якомога компактніше. У зв'язку з цим він розмістив двох пасажирів автомобіля не поруч, а одного за іншим, причому ноги водія доходять практично до переднього бампера (природно, зсередини). Ізольований реактор по ідеї Мухаммада повинен розташовуватися в задній частині машини. Правда, технічна підготовка Імрана трохи бентежить. Наприклад, красиві вихлопні труби у вигляді знака радіаційної небезпеки виглядають ефектно, але навіщо атомному автомобілю система вихлопу як така? У будь-якому випадку концепт сінгапурці так і залишиться красивим концептом, частиною його портфоліо.

Серійний Ariel Atom випускається в Сомерсеті і ніякого відношення до атомної енергії не має

Але не все так сумно. Тому що через півроку після скетчів Імрана в новинах замигтів атомний автомобіль, розроблений справжньою групою вчених і цілком можливий в умовах сучасного технологічного розвитку.

Глава 4. Cadillac World Thorium Fuel (2011)

Фахівці невеликої компанії Laser Power Systems вирішили піти по правильному шляху: відштовхуючись немає від футуристичного дизайну, а від технологічних можливостей і практичних завдань. В першу чергу вони вирішили відмовитися від уранового реактора, як складного і надмірно небезпечного для пасажирів автомобіля. В якості альтернативи був обраний торій.

В принципі, торій неодноразово намагалися застосувати в атомній промисловості. Будучи менш радіоактивним, він цілком здатний замінити уран і плутоній, що використовуються сьогодні. Крім того, торій набагато більш поширений і тому відносно дешевий. Правда, схема роботи торію в ядерному реактору досить хитромудра. Спочатку ізотоп торій-232 повинен захопити тепловий нейтрон і за допомогою реакції перетворитися в ізотоп уран-233; останній вже безпосередньо бере участь в реакції.

Компонування Thorium повторює придуману інженерами Ford для концепту Nucleon

Ідея торієвого реактора для автомобіля прийшла до інженерів в процесі розробки лазера на основі торію (лазери - основний напрямок компанії). Як не дивно, торієвий лазер видає на виході не пучок світла, а теплову хвилю, причому вузькоспрямовану. А тепло - це та ж сама енергія. Фахівці стверджують, що на 1 грамі торію можна два рази об'їхати навколо екватора, і, швидше за все, не помиляються.

Концепт-кар Thorium був розроблений на базі Cadillac. За компонуванні він в точності повторює Ford Nucleon: винесена вперед кабіна і реактор, який займає 70% корисного простору автомобіля. Дизайнер і керівник амбітного проекту - інженер Лорен Кулесус.

Краса машини наводить на думку, що суперкар в цьому дизайні буде випущений в будь-якому випадку - нехай і на звичайній, бензинової тязі

Ряд вузлів і деталей автомобіля вже існує «в металі». Розробка кожного вузла ведеться з розрахунком на термін безперебійної служби в 100 років (приблизно на стільки повинно вистачити однієї заправки торием). Тільки ось покришки доведеться міняти раз в декілька років. Це пов'язано з оригінальним технічним рішенням, використаним при розробці коліс. Кожне «колесо» складається з 6 окремих тонких дисків, що сидять на одній осі. Кожен диск оснащений власним індукційним двигуном; таким чином, Thorium приводиться в рух 24 мотор-колесами.

Складно сказати, чи побудують інженери Laser Power Systems свій автомобіль в полноразмерном варіанті. Але якщо побудують, у них буде шанс стати першими в світі творцями атомного автомобіля.

* * *

З кожним роком людство все ближче і ближче підбирається до підпорядкування атомної енергії. Запаси нафти на Землі обмежені, запаси вугілля - теж, а ось радіоактивного палива вистачить на десятки тисяч років, причому навіть при неекономному витрачання. Головне - навчитися грамотно використовувати цю небезпечну енергію.

Історія атомної енергетики почалася не так і давно. 100 років тому ми не знали, що це таке, а 60 років тому вміли тільки руйнувати з її допомогою. Сьогодні за атомною промисловістю - майбутнє. І хто його знає, може, і справді побіжать по дорогах XXII століття автомобілі з компактними атомними двигунами. А творцям перших концептів Ford будуть на кожному розі стояти пам'ятники.