El AVIÓN NUCLEAR
Entre 1946 y 1961, Estados Unidos destinó más de mil millones de dólares y el trabajo de centenares de ingenieros y técnicos de grandes empresas para desarrollar la propulsión aérea nuclear.
En un HILO explico la historia.
Entre 1946 y 1961, Estados Unidos destinó más de mil millones de dólares y el trabajo de centenares de ingenieros y técnicos de grandes empresas para desarrollar la propulsión aérea nuclear.
En un HILO explico la historia.
Desde 1943, científicos de EEUU pensaron en propulsar grandes aviones con energía nuclear. Los funcionarios del Gobierno aconsejaron que se aplazaran esas aplicaciones futuristas porque todos los esfuerzos durante la guerra debían dirigirse al desarrollo de una bomba atómica.
Tras Hiroshima y Nagasaki en agosto de 1945, Gordon Simmons, un ingeniero que participó en Oak Ridge, escribió una carta a la Fairchild Aircraft Company proponiendo diseñar un avión nuclear. Su presidente, Carlton Ward, se entusiasmó con la idea y la presentó al ejército de EEUU.
En 1946, la USAF fundó el programa NEPA (Nuclear Energy for the Propulsion Aircraft) junto con Fairchild, Allison, United Aircraft, Wright, GE, Westinghouse, Continental, Lycomming, Northrop, Flander y Menasco. Se firmaron contratos por valor de 5,25 millones de dólares.
El Departamento de Defensa se involucró y recomendó dar prioridad al proyecto. Un informe del MIT predijo que un avión nuclear era viable en 15-20 años a un coste de unos 1000 millones de dólares. El personal de NEPA creció hasta los 444 empleados.
En febrero de 1949 el programa NEPA se convirtió en un esfuerzo conjunto de la US Air Force, US Navy, AEC (Atomic Energy Commission) y NACA (National Advisory Commite for Aeronautics). Se llevaron a cabo múltiples estudios sobre el blindaje para la tripulación y los diseños.
En 1951 la USAF decidió finalizar el programa NEPA (que había costado 24 millones de dólares) y pasar a una nueva fase de diseño. General Electric se encargó del reactor, creando Aircraft Nuclear Propulsion (ANP). Convair se encargaría del diseño del avión.
Cuando se hizo evidente que eran necesarias pruebas de vuelo para obtener un blindaje adecuado, se eligió un Convair B-36 debido a su enorme fuselaje y gran capacidad de carga. El morro fue reemplazado por un otro que acomodaba el compartimento blindado de la tripulación.
El Convair B-36H realizó 47 vuelos entre septiembre de 1955 hasta marzo de 1957 desde Carswell (Texas), realizando el arranque del reactores cuando el avión volaba sobre el desierto de Nuevo México. La propulsión siempre fue convencional (no nuclear).
El reactor de prueba de 20 toneladas y 1 MW de potencia estaba situado en la bahía de bombas. Cuando funcionaba, todo el personal estaba en la sala de control blindada en el morro del avión para protegerse de la radiactividad.
General Elecric empezo a trabajar en un reactor de ciclo directo: el aire entra en un motor a reacción y se comprime con un compresor, se canaliza hacia el núcleo del reactor, que lo calienta y se lleva de nuevo al motor a reacción para impulsar la turbina y producir empuje.
General Electric propuso un reactor con el sistema de ciclo directo, aprobado la Fuerza Aérea en octubre de 1951, con el combustible nuclear funcionando a 982ºC. El reactor R-1 y los 4 turbojets se convirtieron en el planta de energía P-1.
El diseño del reactor permitiría entregar 150 MW de potencia. El reactor estaría dentro del fuselaje, con los motores de propulsión colgados debajo. El peso total del sistema sería de 75 toneladas (44 de blindaje). Finalmente, el programa P-1 fue cancelado por Eisenhower en 1953.
La serie HTRE (Reactor de Transferencia de Calor Experimental) de reactores diseñados por General Electric tuvo tres diseños, cada uno más avanzado que el anterior. GE empezó a trabajar en el HTRE-1 en septiembre de 1953.
El HTRE-1 tenía un reactor nuclear, un escudo de radiación, dos motores a reacción montados sobre vías de ferrocarril gemelas, conductos, componentes de control, combustible químico, sistema de combustión, accesorios, un sistema de refrigeración y la instrumentación necesaria.
La construcción se completó en agosto de 1955. En noviembre de 1955, el primer HTRE-1 consiguió la primera criticidad (reactor en funcionamiento). El 31 de enero de 1956, el HTRE-1 alimentó a los los motores a reacción gemelos X39.
Los motores siempre se pusieron en marcha con combustible químico y conforme aumentaba el calor del reactor, el combustible químico se reducía para mantener una temperatura constante en del motor a reacción. El reactor operó durante 5004 h, produciendo hasta 20,2 MW de potencia.
El reactor estaba cargado con 37 elementos combustibles de U-235 (enriquecido al 3%), tenía barras de control y estaba moderado con agua y berilio. La temperatura de funcionamiento del reactor era de 926ºC.
Las pruebas del HTRE-2 comenzaron en 1956 y duraron hasta la cancelación del programa en 1961. También estaba moderado con agua y tenía 30 elementos de U-235. El reactor tenía 0,76 m de diámetro. El HTRE-2 operó durante más de 300 horas a temperaturas cercanas a los 1090 ºC.
El siguente fue el HTRE-3, que hizo funcionar 2 motores a reacción X39. El reactor tenía 1,3 metros diámetro. La prueba de esta serie HTRE final se inició en Abril de 1958. En noviembre de 1958 se produjo un sobrecalentamiento que se fundió algunos de los elementos combustibles.
En diciembre de 1959, tras varios meses de reparación y nuevas pruebas, el HTRE-3 funcionó durante 166 horas dando una potencia de 30 MW. La prueba se consideró una demostración de que un motor nuclear era tecnológicamente viable.
El motor a reacción de General Electric desarrollado para el prototipo del bombardero Convair NX-2 era el X211 (designación militar J87). Bruno Bruckmann fue director del programa de motores. La puesta en marcha de la fase de diseño fue en junio de 1955.
El reactor XMA-IA fue instalado entre los dos motores a reacción gemelos GE X211. El núcleo del prototipo tenía 0,81 m de largo y un diámetro 1,57 m, pesaba unos 5400 kg y su potencia de salida era de 192 MW.
La potencia de este prototipo producía casi 55.000 libras de empuje. Dos motores XMA-IA servirían para impulsar un bombardero Convair NX-2 de 204 toneladas. La idea era que volaría en 1963, y con energía nuclear en 1965.
En enero de 1961 Kennedy llegó a la presidencia. Robert McNamara, Secretario de Defensa, decidió que el avión nuclear no era una prioridad para la defensa nacional y en mayo de 1961 canceló el programa, tras 15 años y más de 1000 millones de dólares en investigación y desarrollo.
REFERENCIA
📖 Carpenter, David M (2003). NX-2 Convair nuclear propulsion jet.
📖 Carpenter, David M (2003). NX-2 Convair nuclear propulsion jet.
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