Geheimes sowjetisches Projekt: Atomauto

1949 gelang es der Sowjetunion als zweitem Land der Welt, ein Modell von Atomwaffen erfolgreich zu bauen und zu testen. Einerseits war dies natürlich ein ernster Erfolg für sowjetische Wissenschaftler und Ingenieure. Auf der anderen Seite ein ebenso schwerer Schlag für den Stolz der sowjetischen Führung. In der Tat ist der zweite Platz im Rennen der beiden Länder der letzte. Zu diesem Zeitpunkt begannen viele Staats- und Regierungschefs, über die Bereiche nachzudenken, in denen die UdSSR voranschreiten könnte. Insbesondere über Projekte zur friedlichen Nutzung der Atomenergie.

Vom Auto zum Atomfahrzeug Ein Ford Nucleon aus dem Jahr 1957 sollte einen kompakten Atomreaktor als Energiequelle nutzen. Die Kabine wurde über die Vorderachse hinaus verfahren und weit hinten ein schwerer Reaktor mit biologischem Schutz installiert. Nach den Berechnungen der Ford-Ingenieure hätte Nucleon mit einer einzigen Treibstoffladung 8.000 km zurücklegen können, wonach das gesamte Kraftwerk komplett ausgetauscht werden musste, während der Eigentümer jedes Kraftwerk wählen konnte - leistungsstärker oder sparsamer.

Friedensatom-Rennen

Im Jahr 1949 beschloss die Regierung der UdSSR unter Berücksichtigung der Argumente von Wissenschaftlern, darunter Akademiemitglied Pjotr ​​Kapiza, Präsident der Akademie der Wissenschaften Sergej Wawilow und "Vater der sowjetischen Atombombe" Igor Kurchatow, das erste rein zivile Atomkraftwerk zu errichten - ein Kernkraftwerk. Im Oktober 1954 wurde das Kernkraftwerk Obninsk offiziell in das Mosenergo-Netz aufgenommen, und die Bürger erhielten die Möglichkeit, eine Glühbirne aus Atomstrom zu entzünden. Die Sowjetunion gewann das Hinspiel der Staffel für ein "friedliches Atom".

Aber die Amerikaner schliefen nicht ein. 1952 wurde das U-Boot Nautilus, das das erste Atom-U-Boot der Welt werden sollte, auf den Werften von Groton verlegt. 1954, als das Kernkraftwerk Obninsk gebaut wurde, wurde der Nautilus in Betrieb genommen, und im Januar 1955 ging er zur See und wurde das erste Transportfahrzeug (wenn auch nicht zivil), das von der Energie des atomaren Verfalls angetrieben wurde.


Atom in einem Geschirr

Während der Entwicklung von Volga-Atom konnte das Design des vorhandenen GAZ-21-Chassis in keiner Weise gestärkt werden. Als Ergebnis wurde die Layout-Idee aus dem Ford Seattle-ite XXI Concept Car von 1962 mit zwei Vorderachsen entlehnt. Alle vier Wolga-Atom-Vorderräder waren lenkbar (zwei davon führend). Trotz der langen Motorhaube war nicht genügend Platz für Biosicherheit und ein Kühlsystem im Motorraum. Ich musste die Vorderseite der Kabine benutzen, und der Fahrersitz war hinten platziert.

Der Rückzug war jedoch in der Union bereits bereit. 1953 beschloss der Ministerrat der UdSSR, einen Atomeisbrecher zu bauen. Das Schiff wurde 1956 auf der Leningrader Werft ihnen gelegt. Ein Jahr später startete Marty, woraufhin die Installation eines Kernkraftwerks begann, das vom Team des Büros für experimentelle Konstruktion des Maschinenbaus (OKBM) in Nischni Nowgorod unter der Leitung von Igor Afrikantov entwickelt wurde. Im Dezember 1959 wurde der Lenin-Atomeisbrecher offiziell dem Marineministerium der UdSSR übergeben, und obwohl der Nautilus zu diesem Zeitpunkt bereits operiert worden war und sogar aus eigener Kraft zum Nordpol gelang, konnte die Punktzahl als mindestens gleich angesehen werden. Es ist wichtig, dass der Eisbrecher "Lenin" ein rein ziviles Schiff war und die "Nautilus" ein Kriegsschiff, da in den Augen der internationalen Gemeinschaft das Gewicht ziviler Nuklearprojekte erheblich höher war. Einige Jahre später fuhren mehrere zivile Atomschiffe in den weiten Ozean ein - die amerikanische Savannah (1964) und die deutsche Otto Gan (1968) (das japanische Schiff Mutsu kam aufgrund technischer Probleme sehr spät und wurde 1990 in Dienst gestellt). Aber im übertragenen Sinne kamen sie an den Start, als das Rennen bereits vorbei war.

Wie ein Kernmotor funktioniert Der Bau der ersten Generation ist ein klassisches "Kanonenschema". Subkritische Uranscheiben am Kolben- und Zylinderende rücken näher zusammen, was die Kritikalität erhöht, und die Spaltreaktion erwärmt das Arbeitsfluid (Helium) in den Zylindern. Helium dehnt sich aus und drückt auf den Kolben, um die Arbeit zu erledigen. Die Nockenwelle schiebt die Cadmium-Absorberstange vor, die Reaktion klingt ab. In der zweiten Generation wird als Brennstoff Uranhexafluorid in der Gasphase verwendet, bei dem es sich auch um ein Arbeitsfluid handelt. Der Graphitmoderator wird porös gemacht, so dass sich das Gas effizienter mischt und eine Spaltreaktion darin stattfindet.

Sauberes Design und Füllung

Dennoch konnte der ideologische Sieg im Atomwettlauf immer noch nicht als völlig rein erkannt werden, und sowjetische Wissenschaftler, Ingenieure und Führer suchten nach einer Möglichkeit, den Erfolg zu festigen. Nicht-Standard-Ideen waren erforderlich, und eine davon kam über diplomatische Kanäle.

Im Jahr 1957 führte Ford eines der ehrgeizigsten Konzepte in seiner Geschichte ein - Ford Nucleon. Designer schilderten ihre Vision vom Auto der Zukunft, und zwar nicht einmal in Originalgröße, sondern auf einem Modell im Maßstab 3: 8. Nucleon sah extrem futuristisch aus, aber das ungewöhnlichste war nicht sein Aussehen, sondern die angebliche Energiequelle - ein sehr kompakter Kernreaktor. Die Dinge gingen nicht weiter als bis zum Großmodell und seiner konzeptuellen Beschreibung, aber es ist allgemein anerkannt, dass Ford Nucleon zu einer Art Symbol der Atomära geworden ist.


Sackgasse

Angesichts der Skalierungsprobleme schlug Kamnev vor, ein Nebenprodukt zu schaffen - eine Atommaschine für den Straßenbau, genauer gesagt - eine atomare Straßenwalze. Slavsky sprach Chruschtschow die Idee aus, und er war erfreut zu erfahren, dass es mit Hilfe einer solchen Eisbahn möglich ist, mit der überschüssigen Wärme, die der Reaktor erzeugt, auch in den dichtesten Wäldern mit minimalen Kosten eine Gerade als Pfeil und sogar als Spiegelstraße zu bauen. Eine solche Eisbahn wurde Ende 1959 gebaut, wie ein Augenzeuge beschreibt: „Selbst in den größten Steinbrüchen habe ich solche Riesen nicht gesehen. Makhina, sieben Meter hoch und 20 Meter breit, asphaltiert eine gerade und ebene Straße im Wald und versintert den Oberboden einfach bei Temperaturen über 500 Grad. “ In Sibirien durchgeführte Tests ließen eine 25 Kilometer lange Strecke auf einer herrlichen Straße mitten durch die Taiga auf halbem Weg zwischen Tomsk und Nowosibirsk zurück. Die Straße wäre bis zum Ende verlegt worden, aber es hätte ein Ärgernis gegeben: Der müde Betreiber der Eisbahn schlief hinter den Hebeln ein, und das einzigartige Baufahrzeug ertrank im Sumpf, auf dessen Grund es noch liegt. Und die ideale Straße beginnt und endet einsam mitten in der Taiga - wie ein Denkmal für die atomare Fantasie vergangener Zeiten.

Ford Nucleon wurde auf verschiedenen Ausstellungen vorgestellt und 1958 auf einer der amerikanischen Automobilausstellungen vom zweiten Sekretär der sowjetischen Botschaft Vladimir Sinyavin gesehen. Er war ein großer Fan des technischen Fortschritts und beschrieb die Idee eines Autos begeistert in seinem Bericht. Da das Atomprojekt dort erwähnt wurde, wurde der Bericht zu Hause sorgfältig studiert. Er interessierte sich nicht für das Militär, da es für sie eine leere Fantasie war, aber für alle Fälle wurde der Bericht an das Ministerium für Medientechnik der UdSSR geschickt, das dann alle Nuklearprojekte überwachte. Er wurde von einem der stellvertretenden Minister, dem legendären Efim Pawlowitsch Slawski, gesehen. So begann die unbekannte Geschichte eines erstaunlichen Autos, das die gesamte globale Automobilindustrie drehen könnte.

Ein Nuklearmotor erzeugte viel Wärme, was ein effizientes Kühlsystem zur Ableitung erforderte. Die Ingenieure hatten keine Erfahrung mit ähnlichen Konstruktionen und untersuchten auf der Suche nach Lösungen amerikanische Konzeptfahrzeuge der 1950er Jahre, wie den 1951er Buick Le-Sabre (Bild) oder den 1958er Ford X 2000. Bei allem Anspruch hatten sie einen wichtigen Vorteil: Sie ermöglichten es, die riesigen Lufteinlässe des Kühlsystems in das gesamte Karosseriedesign einzubauen.

Das Unmögliche erreichen

Slavsky fand die Idee interessant und bat mehrere Atomphysiker privat, die Möglichkeit zu prüfen, ein solches Projekt durchzuführen. Die Antwort war sehr klar: "Leere Fantasien!" Beim nächsten Treffen im Kreml erwähnte Slavsky dies scherzhaft zwischen den Dingen - das ist, was für ein Unsinn Amerikaner tun. Er erwartete, dass Chruschtschow mit ihm lachte, aber die Reaktion war völlig anders. Nikita Sergejewitsch hörte dem Minister zu und sagte plötzlich unerwartet ernst: „Warum bauen wir kein solches Auto? Immerhin ist es mit dem Eisbrecher gut gelaufen! “Versuche, den Generalsekretär zu überzeugen, blieben erfolglos. Chruschtschow wies alle Einwände mit einer Handbewegung zurück:„ Wenn diese Physiker es nicht können, finden Sie andere. “

Und solche Physiker wurden gefunden. Um ein Auto mit Atomantrieb zu entwerfen, wurde das Automobile Design Bureau (AKB) unter der Leitung von Alexander Eduardovich Kamnev gegründet. Die Batterie entwickelte ein Kernkraftwerk.

1958 Ford X 2000

Nach dem Kanonenmuster

Die Physiker der Batterie, die das Atomkraftwerk des Lenin-Eisbrechers zugrunde gelegt hatten, waren schnell überzeugt, dass es nicht verkleinert werden könne. Es war undenkbar, ein Auto für einen vorhandenen Reaktor zu bauen - die Maschine war so riesig. Die Physiker haben an diesem Problem bis 1960 gearbeitet, aber ohne großen Erfolg, bis beim nächsten Treffen jemand in ihrem Herzen ausrief: "Es funktioniert nicht, wenigstens Uran in die Motorzylinder zu stecken!" - und dies führte Kamenev zu einer Idee, die sich als sehr erwies fruchtbar.

Die Idee war wie folgt. Ein herkömmlicher Reaktor benötigt eine ziemlich große Menge radioaktiven Urans. Mit abnehmender Brennstoffmasse sinkt der Neutronenmultiplikationsfaktor und der Reaktor wird nicht mehr kritisch - er "verblasst". Mittlerweile hängt die Kritikalität des Reaktors nicht nur von der Masse des beladenen radioaktiven Materials ab, sondern auch von seiner Konstruktion und Konfiguration. Kamnev schlug die Verwendung des klassischen „Kanonenschemas“ vor, das den Kernphysikern beim Bau der ersten Atombomben aus Uran bekannt war (fortgeschrittenere Plutoniumbomben wurden nach einem anderen Schema hergestellt - implosiv). Das Wesentliche ihrer Arbeit ist, dass, wenn zwei Stücke angereichertes Uran zusammenkommen, eine Kettenreaktion einsetzt, der Neutronenmultiplikationskoeffizient zunimmt und die Reaktion sich selbst aufrechterhält. Bei einer Bombe geht es sogar noch weiter - eine zunehmende Kettenreaktion beginnt und es kommt zu einer Explosion. Aber die Arbeit eines herkömmlichen Verbrennungsmotors besteht aus einer Reihe kleiner Explosionen! Die Reaktion muss nur rechtzeitig gestoppt werden, um den Motorkreislauf zu schließen.

Atomisches Herz

Ende 1961 wurde der Entwurf grundlegend ausgearbeitet. Der A21-Motor war eine ganz traditionelle Vierzylindereinheit, bei der sich an den Enden der Kolben und Zylinder Scheiben aus 235 mit Uran angereichertem Isotop befanden. Eine Scheibe aus Graphit, ein Neutronenmoderator, befand sich ebenfalls am Ende des Zylinders. Helium fungierte als Arbeitsmedium und wurde in Zylinder gepumpt. Während der Kompression näherten sich die Uranmassen, der Neutronenmultiplikationsfaktor begann zu wachsen. Aufgrund der Wärmeerzeugung wurde Helium erwärmt und begann sich auszudehnen, wobei der Kolben nach oben gedrückt wurde - es war ein Arbeitsschritt. Mit Hilfe von Absorberstangen, die sich anstelle der Ventile befanden und durch eine sich unabhängig drehende Nockenwelle mit variablen Nockenphasen verlängert wurden, konnten die Umdrehungen gesteuert und der Betrieb des Motors gestoppt werden. Beim Verbrauch von Kernbrennstoff wurden die Phasen verschoben, um das „Ausbrennen“ des Brennstoffs zu kompensieren. Für den Fall, dass der Reaktor bei überkritischen Unfällen im Notfall „abgeschreckt“ wurde, wurde Borsäurelösung in die Zylinder injiziert. Die gesamte Einheit befand sich in einem vollständig abgedichteten Gehäuse mit Bioprotektion, nur die Rohrleitungen des zweiten Kühlkreislaufs und die das Getriebegetriebe drehende Magnetkupplung wurden herausgebracht.

Das Design des Ford Seattle-ite XXI mit Atomantrieb hat viele Ideen für das Auto der Zukunft geliefert: Navigation, Tempomat, elektrische Lenkung, Panoramafenster mit einstellbarer Verdunkelung. Für ein echtes Atomauto erwies sich das dreiachsige Chassis als das nützlichste.

Nach sechsmonatigen Anpassungen und Versuchen arbeitete der am Stand montierte Motor drei Monate lang ganz normal, während die bedingte Laufleistung etwa 70.000 km betrug. Es war Zeit, es auszuprobieren. Ingenieure einer eigens eingerichteten Arbeitsgruppe des Gorky Automobile Plant (GAZ) waren an der Gestaltung des Fahrgestells beteiligt. Das Aufgabenset überraschte sie sehr. Das Fahrwerk musste deutlich verstärkt werden: Der A23 wog nicht 200 kg wie ein Standard-GAZ-21-Motor, sondern fast 500. Gleichzeitig hatte der Motor für diese Zeit absolut fantastische Eigenschaften: Leistung 320 PS und ein Drehmoment von mehr als 800 Nm bei niedrigen Drehzahlen (60 U / min). Die Anforderungen sahen auch den vollständigen Ausschluss des Zugangs unter die Haube, das Fehlen eines Kraftstoffsystems und angebauter Einheiten und insbesondere das Vorhandensein eines produktiven Kühlsystems vor.

Wolga-Atom

Im April 1965 fuhr das Auto zu einem Testgelände in der Nähe von Sewerski. Nach den Erinnerungen von Valentin Semenov, der an der Entwicklung des Motors beteiligt war und es schaffte, ein Auto (oder ein Atomauto?) Zu fahren, waren die Empfindungen sehr ungewöhnlich: Das Auto war sehr schwer, aber die Motorleistung glich die erhöhte Masse aus. Die Beschleunigung war munter, aber beim Bremsen wurde es schlimmer. Und der Motor war sehr heiß, und im Auto war es trotz der sibirischen kühlen Quelle sehr heiß.

Die Tests haben gezeigt, dass das Design durchaus funktionsfähig ist, während die tatsächliche Laufleistung mehr als 60.000 km betrug. Danach musste jedoch das gesamte Aggregat gewechselt werden, was für zivile Fahrzeuge sehr mühsam und verschwenderisch ist. Daher begannen die Physiker mit der Arbeit an der zweiten Version des Motors - mit Gasphasenkraftstoff in Form von Uranhexafluorid anstelle von festem Uran. Hexafluorid diente gleichzeitig als Arbeitsflüssigkeit anstelle von Helium, was auch in der ersten Version große Probleme verursachte und durch die kleinsten Schlitze der Dichtungen und sogar durch die Wände gelangte (um das Niveau zu halten, war der Motor mit einem Heliumzylinder und einem automatischen Durchflussausgleichssystem ausgestattet). Der Graphitmoderator musste zwar porös gemacht werden, damit das Gas effizienter gemischt wurde und eine Spaltreaktion darin stattfand. Der neue Motor hatte eine geringere Leistung (200 PS, 600 Nm), und die Laufleistung bei einer einzelnen Kraftstoffbelastung verringerte sich auf etwa 40.000 (laut Testergebnissen). Aber für das "Auftanken" war es nicht nötig, den gesamten Motor zu wechseln, es genügte, eine neue Menge Uranhexafluorid in die Zylinder zu pumpen.

Ursprünglich war geplant, mehrere erfahrene Autos herzustellen, um sie auf Ausstellungen zu demonstrieren und geehrte Gäste zu reiten. Während die Designer den Motor und das Auto selbst entwickelten, änderte sich die Situation. Chruschtschow trat als Generalsekretär zurück, und Breschnews Nachfolger hatte keine solchen Ambitionen. So wurde das Projekt leise abgeschlossen. Und zwei Prototypen von Autos (ohne Motoren, die zur Dekontamination und Bestattung entfernt wurden) standen lange Zeit auf der Deponie und wurden dann entsorgt. Die grenzenlose und rücksichtslose Begeisterung jener Zeit, in der die Menschen keine Angst hatten, das Atom am Schwanz zu packen, ging mit ihnen einher.

Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel wurde in der April-Ausgabe der Zeitschrift veröffentlicht und ist eine Verlosung der Aprilscherze.

Der Artikel „Und unter der Haube ist ein Atommotor“ wurde in der Zeitschrift Popular Mechanics veröffentlicht (Nr. 4, April 2015).

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