Атомный… // пятничный паровозик

По заведённой на сообществах Steemit традиции хотел задать вопрос-молнию: «Что общего между паровозом и женским купальником?», но посчитал, что ответ и так очевиден. Проехали.

Бикини – с этим словом многие незамужние (и многие замужние) связывают свои надежды на будущее.
Бикини – слово-символ ядерных испытаний, а с этой энергией связывали и будущее паровозов.
«Атомик стимтрейн» - коль уж по пятницам за паровозики, то и о них пару слов надо сказать.

Нынешняя молодежь твёрдо знает, что до Фейсбука и Телеграмма не существовало вселенной от слова вообще ))
Вообще ничего.
И это хорошо.
Потому что те фейки, которые существовали до вселенной – были полный отрыв башни.
Одним из таких крутейших мега-фейков вошла в историю сказка про светлое будущее с ядерной энергией во всём. Появилась она в середине прошлого века и целое поколение детишек выросло на ней, как и на "записках пожеланий" Санта Клаусу.

Причина, что бы сочинить эту сказку была одна: бешеные бабки, которые вбухали американцы в Манхэттенский проект. Только вдумайтесь, затраты правительства США на разработку атомной бомбы в 180 раз превышали расходы на помощь СССР по ленд-лизу в годы Второй Мировой Войны. Однако если американские танки (пусть и кривые, поскольку были придуманны явно несведущими в теме инженерами и собранные такими же рукожопыми неграми) и американская тушонка (закусь годный – факт!) реально помогали громить Вермахт, то какой венный толк был с того, что в одно прекрасное утро одной бомбой сожгли заживо сотню тысяч несчастных японцев, сидевших у себя по домам – непонятно до сих пор.

Причём за лендлиз СССР все деньги вернул.

А от Хиросимы – назад ни копейки.

В общем, с окончанием войны американскому налгоплательщику вдруг стало жутко интересно: «Где деньги, Зин?!» (С).
Тем более, что на сдачу военное ведомство отгрохало себе офис – 600 000 квадратных метров.

«Пентагон» до сего дня считающийся крупнейшим офисным зданием в мире в руках одного владельца. Тоже непонятно: нафига?
Срочный ответ пришлось давать наспех, сочиняя сказку про Советскую Военную Угрозу. Но первая же попытка подкрепить это дело показам – и сразу фейл.

Масштабное и широкоразрекламировано демонмтрирование атомной бомбы на атолле Бикини показало сокрушительный результат: из 95 кораблей собранных в кучу под эпицентром взрыва бомбы, равной по мощности "хиросимской", в итоге взрыва утонуло аж …два (Два корабля из 95! Карл!!). Вот этот пышный "Бада-Бум! " - и всего минус два кораблика в кармочку!!!
Чудо-оружие - просто "Пыщ-щ-щ-щ..."
Ещё три кое как удалось потопить к концу суток. А ради остальных – понадобился новый взрыв.
Мероприятие проводили с помпой. Собрали народу со всего света почти 50 000 человек. Рассадили на трибунах

Они сидели на зрительских трибунах, мля...! И наверное , жевали попкорн..

Среди приглашённых был и будущий советский академик Александров, который вероятно тогда, глядя на эту «пукалку» и заразился атомным пофигизмом. Типа - «оно не опасно», «даже баржи не тонут» … и через 20 лет спроектировал знаменитый «тяп-ляп-реактор» РБМК – тот самый, что бабахнул в Чернобыле. Ага.. «не опасный», блин.

Короче, военная бесполезность атомного оружия была понятна военным с самого начала. Корабли не тонут, танки не горят. А выпиливать миллионы беззащитных цивильных юнитов – это дело политиков, а не военных. Поэтому в армии всегда с прохладцей относились к идеям «атомных» самолётов, атомных танков.. К середине 60-х повсеместно были списаны в утиль атомная артиллерия. Затем – торпеды и бомбы. А постепенно и до ракет дело дошло (тактических, конечно – который портив вражеской армии. Те что по городам – стоят, ждут своего часа))
И вот тогда, что бы спасти положение, в массмедиа стал вбрасываться тезис про «мирный атом», как панацею всего: атомные электростанции, атомные корабли,

атомные авиалайнеры,

автомобили..., чайники... бигуди.

Мисс "Атомная Бомба 1956"

Купальники опять же – с повышенным "убойным эффектом"… Ну и конечно же – паровозики. Атомный паровозики – это идея будоражившая воображение с 1946 – по самый Чернобыль.
Как всегда всё первым придумал сумрачный немецкий гений.

Эскиз германского атомного паровоза 1939 года

Но не будем о грустном - перейдём сразу к демократиям.

В марте 1946 года в американском журнале Mechanix Illustrated вышла статья "Atomic Engines for Peace", в которой освещалась возможность использования атомного реактора в поездах. Предлагалось при помощи тепла от реактора нагревать воду, приводящую в движение паровые турбины, которые в свою очередь будут питать электрогенераторы. Так же нагретую воду можно использовать для обогрева вагонов. По предварительным расчётам ядерный двигатель будет на 40% легче, чем обычный двигатель внутреннего сгорания тепловоза такой же мощности. Кроме того, подобный атомный локомотив не надо дозаправлять, а значит, его можно не менять на всём протяжении пути.

Атомный локомотив Х-12

Главной сложностью был размер реактора. Если вес почти не был проблемой, то для установки атомного котла на локомотив требовалось строго соблюсти все габариты – высоту, а главное ширину реактора. Возникали и другие проблемы. Для проектирования активно привлекались инженеры-железнодорожники из таких известных фирм как Commonwealth Edison, Westinghouse и Babcock & Wilcox. Работа выпнялась после получения федерального гранта на исследования осенью 1953 года - сумма хоть и была небольшой, но позволила спокойно проектировать ядерный локомотив, хотя об натурных испытаниях пока речи идти и не могло. Именно в этот период проект получил и название - X-12. Создаваемый локомотив предназначался исключительно для грузовых перевозок, поскольку существующие и перспективные технологии помочь в создании атомного пассажирского поезда пока не могли.

К середине 1954 года проект стал принимать видимые очертания.
Локомотив Х-12 должен был состоять из двух секций. В первой располагался реактор, турбина, конденсаторы и генераторы. Кроме того, в первой секцией располагалась и кабина машинистов, потому реактор был хорошо экранирован. Всё это весило 326 тонн, потому первая секция размещалась на трёх трёхосных тележках. Так же реактор выделял слишком много лишнего тепла, и вся вторая секция была занята радиаторами, утилизирующими это тепло. Она имела две тележки - первую с тремя осями и вторую с двумя. Общая длина двух секций составляла 49 метров – тем самым хоть Х-12 не был самым большим локомотивом на тот момент, он явно входил в первую пятёрку. Реактор генерирует пар, который раскручивает турбины, которые приводят в действия генераторы.

Сердцем Х-12 должен был стать водяной ядерный реактор с гомогенной активной зоной. В этом варианте активная зона реактора представляет собой гомогенную смесь ядерного горючего с замедлителем, тепловыделяющие элементы отсутствовали. Выбор в пользу такой схемы был обусловлен тем, что данный тип реактора на тот момент был наименее секретен и достаточно прост для создания. Кроме того, он был прост и в обслуживании, а в случае перегрева реактора и его закипания благодаря малому паровому коэффициенту реактивности реакция самостоятельно прерывалась. Так же эта схема отличалась небольшим расходом ядерного топлива и возможностью оперативно изменять выходную мощность. Основной же минус подобной конструкции - быстрый износ конструкции реактора предлагалось преодолеть, используя новые материалы, в том числе и ещё находящиеся в разработке.

Конструкция ядерного реактора Х-12

В итоге размер реактора составил 1 метр высоты и 1 метр ширины и 0,4 метра длинны. В реакторе находилось 19,8 килограмм высокообогащённого урана (с 80-типроцентным содержанием урана-235) растворённого в 357 литрах воды. Выбор в пользу оружейного урана был сделан из-за крайне малого объёма реактора. Средняя температура смеси в рабочем режиме - 237 градусов по Цельсию. Постоянную циркуляцию смеси во избежание осаждения урана и для поддержания постоянной температуры обеспечивали два насоса в верхней части реактора. Для контроля реакции имелись отражатели и стержни из бора и стали. В обычном режиме реактор производил 30 МВт тепловой энергии. Для передачи этой энергии через рабочую зону реактора проходило 10000 трубок с водой. Вода в них превращалась в пар, который поступал в турбину, раскручивая её до 6000 оборотов в минуту. После пар попадал в конденсаторную секцию, где снова превращался в воду и отправлялся обратно к реактору.

Для защиты от радиации реактор был окружён водой и экранирован защитой из стали с промежутками парафина и гипса. Кроме того, предполагалось применить подобный материал и в конструкции генераторов, тем самым, использовав их так же в качестве защиты. Управлять реактором должны были два специально обученных инженера, находящиеся в предельной близости к зоне реактора. По расчётам максимальный срок безопасной работы для них составлял год, сменами через три дня. После во избежание накопления вреда от радиации предлагалось переводить этих инженеров на другие должности. Серьёзное внимание было уделено экстренной остановке реактора в случае аварии локомотива. Конструкция локомотива была специально просчитана, что бы погасить удар (подобная конструкция используется в современных автомобилях). Кроме того, защитная оболочка так же была рассчитана на дополнительную амортизацию удара. В конструкцию управляющих стержней был заложен механизм, освобождающий все стержни при резком изменении скорости, тем самым в случае аварии реактор будет остановлен. Так же имелась максимально простая и надёжная система охлаждения реактора, которая могла бы функционировать и после удара и предотвратить расплавление реактора до прибытия аварийных команд.

К 1955 году проект был пердставлен на нескольких конференциях и выставках, но при высоком интересе публики у потенциальных заказчиков было много вопросов. Практически сразу от проекта отказались военные – они признали, что в будущем атомные поезда возможно займут своё место на железных дорогах, но пока все их требования удовлетворяли и обычные локомотивы. У частных фирм интереса была куда больше, наибольшую заинтересованность проявили в Babcock & Wilcox, где в 1955 году была собрана комиссия для анализа проекта. После 2 месяцев исследований выводы были неутешительны – Х-12 был признан хоть и перспективным, но чрезмерно опасным, в случае аварии убытки были бы настолько большими, что перекрыли бы всю возможную выгоду.

Об истории советских атомных паровозов, я расскажу как-нибудь в другой раз.

Берегите себя! И да прибудет с вами Сила!

. . . . . . . . . . . .
Steam Iron Speed

Использованы материалы:
http://fofoi.ru/yadernye-razrabotki-50-x/
https://ru-aviation.livejournal.com/2555895.html
https://shkolazhizni.ru/auto/articles/94753/
https://youroker.livejournal.com/71925.html