Ydinmoottori on lentokoneen voimantuottoon käytettävistä laitteista eksoottisin sekä myös vaarallisin että kiehtovin

NB-36

Kun puhutaan lentämisen kiehtovimmista puolista eli hypersoonisesta lentämisestä, niin toki asia on niin, että emme voisi lentää tuollaisilla mach. 10-12 nopeuksilla, jos käytössämme olisi vain tavallisia lentokoneen turbiineja, vaan jotta pääsisimme noihin hypersoonisiin nopeuksiin, niin silloin meidän pitää käyttää joko rakettimoottoria tai jotain muuta eksoottista moottoria. Joista kaikkein erikoisin tietenkin olisi ydinkäyttöinen lentokone, jollainen oli USA:ssa testattavana 1950-luvulla, jolloin Convair B-36 “Peacemaker” muunnettiin käyttämään ydinvoimaa.

Tuon koneen sisään asennettiin ydinreaktori, jolla sitten tuotettiin voimaa koneen kuuteen turbiiniin, mutta se kuinka houkutteleva vaihtoehto ydinvoima olisi ollut esimerkiksi strategisissa pommikoneissa on jäänyt selvittämättä. Ydinkäyttöisen lentokoneen edut ovat saaneet ihmiset epäilemään, että USAF tai Venäjän ilmavoimat ovat kokeilleet ydinkäyttöisiä lentokoneita 1950-luvun jälkeen, ja että ehkä esimerkiksi B-1 “Lancer”-pommikoneesta olisi olemassa ydinkäyttöinen malli.

Tuo projekti näet lopetettiin siksi, että turvallisuusnäkökohdat estivät ydinkäyttöisen lentokoneen tuotantoon ottamisen. Kun keskustellaan siitä, millaista hyötyä ydinvoima olisi noille yhdysvaltain strategisille pommikoneille antanut, niin tietenkin kyseessä olisi voimanlaite, joka mahdollistaisi vuosien operaatiot sekä valtavan kokoisten lentokoneiden rakentamisen, ja noita ydinkäyttöisiä lentokoneita olisi voitu käyttää esimerkiksi myös planeettojen väliseen lentoon sekä on muistettava sellainen asia, että nuo lentokoneen eivät olisi olleet riippuvaisia ilmakehästä, eli niillä olisi sitten voitu lentää myös avaruudessa, eivätkä ne olisi tarvinneet mitään sen kummempaa polttoainetta, vaan pelkkä vesi olisi riittänyt viemään ydinkäyttöistä lentokonetta eteenpäin.

Ydinkäyttöinen moottori tietenkin toimii aivan kuten muutkin moottorit, eli siinä lämpö laajentaa kaasuja, jotka kulkevat moottorin läpi, jolloin moottori antaa työntövoimaa. Ja normaalissa hiilivety- tai vetykäyttöisessä moottorissa palaminen tuottaa tuon vaadittavan paineen, jotta lentokone lentää eteenpäin. Mutta kun puhutaan ydinmoottorista, niin siinä moottorin kuoren sisään on asennettu ydinreaktori, joka tuottaa tarvittavan lämpötilan, jotta moottori antaisi sitten työntövoimaa.

B-1 "Lancer"

Normaalisti ydinkäyttöinen suihkumoottori voisi muistuttaa rakenteeltaan normaalia suihkumoottoria, mutta siinä olisi polttokammiossa ainoastaan ydinreaktori, ja sen ilmanotto tapahtuisi erillisestä paikasta kuten koneen siipien etuosassa olevien reikien kautta. Tuo laite tarvitsee ilmaa nimittäin lämmönvaihtimiin, ja vaikka kone ei ilmaa palamiseen tarvitse, voidaan suurella nopeudella kulkevaa ilmaa johtaa reaktorin vierestä, jotta sen lämpötila ei nousisi liian suureksi. Syy miksi tuota syöksyilmaa tarvitaan kyseisen moottorin lauhduttamiseen johtuu siitä, että koneen pitää ilmassa lentäessään siirtää tuo moottorin valtava hukkalämpö pois sen kuorelta, ja siihen on kätevintä käyttää sisään johdettua ilmaa.

Polttoaineeksi sopii vesi aivan hyvin, mutta ongelmana sitten on radioaktiivinen jättövana, joka on tasoltaan Chernobylin luokkaa, ellei sitten ajoaineena käytetä vetyä. Vedystä ei helposti tule radioaktiivista, kun se syöksyy reaktorin sydämen läpi, joten ongelma tai pikemminkin unelma ydinkäyttöisestä lentokoneesta voidaan ratkaista niin, että tuo ajoaineena käytettävä vety pumpataan reaktoriin putken läpi, ja reaktorin ohi virtaava ilma pidetään erossa sen polttoaine-elementeistä, jolloin siitä ei tule radioaktiivista. Ilmakehässä lentävä ydinkäyttöinen raketti tai suihkukone voisi perustua NERVA:n mikä tarkoittaa Nuclear Energy Rocket Vehicle Application:ia  eli mars- lentoja varten kehitetyn ydinraketin toimintaan. Tuolloin koneen reaktorin ohi johdetaan ilmaa, jotta se jäähdyttäisi sitä tehokkaammin. Ja polttokammiot voidaan asentaa koneen jokaiseen kulmaan.

Ajoaineena voidaan käyttää vetyä, joka sitten johdetaan reaktorin kautta moottoreihin, ja tuo kone voisi tietenkin olla kolmion muotoinen.Syy miksi tuo lentokone ei jättäisi jälkeensä radioaktiivista vanaa, on se että tuossa koneessa ainoastaan vety on kosketuksissa tuon reaktorin sydämessä olevan korkeasti rikastetun  plutoniumin kanssa, ja tuo reaktori ei silloin painaisi kuin ydinpommin verran. Vetyä tuo kone voisi saada hajottamalla vettä elektrolyysin avulla hapeksi ja vedyksi. Tarpeellinen sähkövoima voitaisiin tuottaa moottorin yhteyteen asennetun turbogeneraattorin avulla.

NERVA-moottori

Eli moottorin johonkin osaan missä on nopeasti liikkuvaa kaasua asennetaan tuollainen turbiini, ja se sitten liitetään generaattoriin, jolla tuon koneen järjestelmiä käytetään. Siihen en ota kantaa, että onko “musta kolmio” oikeasti tällainen kone vai käyttääkö se voiman tuottamiseen normaalia suihkumoottoriin liitettyä generaattoria, jolla luodaan noihin moottoreihin valokaari, mikä toki ajaa saman asian kuin varsinainen ydinkäyttöinen moottori. Kyseessä on tuolloin kaarisuihkumoottoriksi kutsuttu laite, missä palotapahtuma korvataan valokaarella, mikä palaa moottorin polttokammiossa, ja tuo sitten antaa tarvittavan työntövoiman kyseiselle moottorille. 

Olen joskus miettinyt sitä, että mitä jos avaruusalukseen rakennetaan suihkuturbiini, jonka pakokaasut ohjataan aktiivihiilipuhdistimen kautta, ja tuo turbiini pyörittäisi sitten generaattoria, niin voitaisiinko tuolla tavoin rakentaa kaarisuihkumoottoria käyttävä avaruusalus, jonka voiman tuotto perustuu suljetun syklin turbiiniin. Käytettävä tekniikka olisi melkein sama, kuin mitä on kokeiltu sukellusveneissä. Tuo turbiini on sikäli ongelmallinen, että se tarvitsee valtavasti ilmaa toimiakseen, ja olisiko suljetun syklin tekniikka vastaus tuohon ilman riittävyyttä koskevaan ongelmaan..

Syy miksi nuo moottorit ovat kiehtoneet suunnittelijoita kautta aikojen, on se, että niiden kapasiteetti sekä lentoaika on paljon pidempi kuin rakettimoottorilla. Mutta kuten tiedämme, niin ihmiset vastustavat ydinvoimaa, niin uskon siksi että monet noista ydinkäyttöisistä lentokoneista ovat jääneet piirrustuspöydälle juuri turvallisuusnäkökohtien takia, ja se ehkä koskee myös tarunhohtoista B-1 pommikoneen ydinkäyttöistä versiota, jonka käyttöä USAF pohti ehkä joskus 1980-luvun alussa.

Kuten ehkä tapahtui monille muillekin vastaaville projekteille, kuten TU-95 tai TU-26 “Backfire” pommittajan ydinkäyttöiselle mallille

Convair NB-36H https://en.wikipedia.org/wiki/Convair_NB-36H 

B-1 Lancer https://fi.wikipedia.org/wiki/Rockwell_B-1_Lancer 

NERVA https://fi.wikipedia.org/wiki/NERVA 

espoonmetsa.blogspot.fi