El Avión “Nucelar”
Todo el mundo sabe que los años 50 fueron una época interesante en el desarrollo de la tecnología y aplicaciones nucleares. Tras el “éxito” de las primeras bombas nucleares las potencias mundiales iniciaron una carrera para el desarrollo de una tecnología basada en la energía nuclear. De esta época datan avances muy importantes que fundamentan el actual estado de desarrollo de estas técnicas. Blindajes más efectivos contra las radiaciones, estudio de materiales, optimización de ciclos de potencia, …., son innumerables los éxitos alcanzados en esta época.
Pero como en cualquier desarrollo de nueva tecnología se dieron una serie de proyectos que si bien prometedores entonces desde el prisma actual se ven abocados al fracaso. Uno de los más curiosos es sin duda el diseño de un avión propulsado por energía nuclear.
En efecto entre 1946 y 1961 las fuerzas aéreas y la comisión de energía atómica estadounidense gastaron alrededor de $7 billones de dólares en el desarrollo de un avión propulsado por energía nuclear. A pesar de que nunca llegó a volar un aeroplano propulsado por energía atómica un bombardero B-36 fue acondicionado para albergar un reactor de 3 MW refrigerado por aire a fin de evaluar posibles inconvenientes de poner un sistema nuclear en el aire. Este aparato, propulsado por métodos convencionales) llevó a cabo 47 vuelos sobre Texas y Nuevo Méjico entre 1955 y 1957. El NB-36H llevaba el reactor en su bodega e incorporaba un nuevo diseño del morro con un escudo de 12 toneladas de plomo y 25 cm de espesor. Depósitos de agua en el fuselaje y tras la tripulación también absorbían parte de la radiación pero debido al alto peso de estos aislantes ningún sistema se instalo para detener las emisiones en el resto de direcciones del avión.
Muchos fueron los bocetos y diseños para un prototipo de un avión nuclear, los más imaginativos incluían dos secciones de un aeroplano que pudieran ser separables en vuelo en caso de emergencia, una albergando los elementos nucleares y otra con la tripulación. Las ventajas de un avión de estas características son claras, un radio de acción y autonomía prácticamente ilimitados permitirían disponer de una flota siempre en vuelo cerca del hipotético gran enemigo ruso. Se debe recordar que en aquella época los misiles nucleares no existían y un bombardeo era la manera más eficaz de utilizar el poder nuclear americano.
El funcionamiento de un propulsor atómico se basa en un concepto muy parecido al utilizado hoy día por los reactores ordinarios. La idea de un motor a reacción es la de tomar aire, calentarlo y expulsarlo a gran velocidad parar generar un empuje de acuerdo a la tercera ley de Newton. En los reactores actuales el proceso de calentamiento se realiza gracias a la compresión del aire provocada por un juego turbina-compresor, posteriormente se inyecta carburante en la cámara de combustión y dada la alta temperatura del aire comprimido este se quema generando una gran cantidad de gases que se expulsa por la tobera proporcionando un empuje considerable. En un motor atómico el calentamiento del aire en la cámara de combustión se consigue al convertir esta en un intercambiador con el calor generado por el reactor. De esta manera al tiempo que se refrigera el reactor una gran cantidad de aire es calentado y expulsado provocando el empuje buscado. Operativamente esta es una forma muy arriesgada de manejar un reactor nuclear, cualquier fallo en la refrigeración puede provocar fallos catastróficos y es por tanto necesario disponer de sistemas de refrigeración auxiliares, por otro lado las condiciones de régimen óptimo de funcionamiento no se consiguen de manera inmediata y es necesario contar con elementos auxiliares para dotar del caudal mínimo necesario de aire para la cámara de combustión así como se debe contar con la lenta cinética de funcionamiento del reactor en comparación con métodos más convencionales de propulsión.
Dos alternativas fueron estudiadas para el desarrollo de este tipo de motores, GE abogó por un sistema de refrigeración directo, motor más simple y ligero, Pratt & Whitney proponía un ciclo indirecto, más pesado pero sin duda más seguro. En un sistema de refrigeración directo como el de GE el aire se pone en contacto (a traves de un intercambiador) con el fluido de refrigeración del reactor, este fluido de refrigeración estará en contacto a su vez con los elementos radioactivos y por tanto conducirá gran cantidad de radiación que fácilmente transmite al aire. En un ciclo indirecto se coloca por medio otro líquido que hace de puente entre el calor del líquido de refrigeración del reactor y el aire. Debido al alto peso y complejidad del segundo motor se decidió el desarrollo de la primera opción, siendo GE pues la encargada del proyecto. Se construyeron modernísimas instalaciones para la investigación en este campo, existiendo varios prototipos de motor operativos al menos en las pruebas en tierra. Dichas instalaciones, aún en funcionamiento, estaban dotadas de impresionantes adelantos técnicos para su época, las actividades estaban monitorizadas por circuitos cerrados de televisión y elementos robotizados permitían a los investigadores trabajar sobre elementos radioactivos sin miedo a posibles percances.
El enorme peso del sistema proyectado hubiera obligado a construir pistas de aterrizaje de varias millas que permitieran el impulso suficiente para el vuelo de los pesados bombarderos. El HTRE-1 fue el primer prototipo desarrollado, montado sobre raíles era un reactor de uranio refrigerado por agua con escudos de berilio y que incluía grandes cantidades de mercurio. Las dos turbinas inferiores necesitaban de equipos externos convencionales para alcanzar un régimen adecuado de funcionamiento. Una vez en ese punto se comenzaría a encender el reactor nuclear y se transmitiría el calor de este a las turbinas que utilizarían este como aporte de energía. Este motor alcanzó niveles de hasta 20.2 MW. El HTRE-3 fue un desarrollo hacia un motor que permitiera su montaje en un avión, se redujo el tamaño y se adecuó el sistema a las condiciones de servicio propias de un vuelo. Este motor alcanzó los 35 MW de energía.
Siendo prometedora la evolución del proyecto los grandes riesgos que suponía y el desarrollo de otro tipo de armamento nuclear más seguro y efectivo (ICBM) hizo que el presidente Kennedy cancelara el proyecto y con ello el sueño de un avión propulsado por energía atómica. A pesar de su cancelación el proyecto arrojo importantísimos avances en cuanto al control y mantenimiento de plantas atómicas, materiales y comportamiento de estos en situaciones extremas, protecciones radiológicas, …, y muchos otros aspectos técnicos de capital importancia.
De todas maneras no se debe olvidar el demencial carácter de este proyecto, volar con un reactor nuclear a cuestas es una locura, no sólo en caso de accidente cuyas consecuencias serían terribles sino por el chorro de radiación lanzada a través de miles de kilómetros en la estela de gases calientes del motor, gracias a Dios éste y otros proyectos similares no tienen cabida en el mundo actual. Ahora bien, se ha de tener en cuenta otro factor, en esta época de guerra fría la nación rusa se encontraba de manera paralela desarrollando este tipo de tecnología sobre un Tupolev, conociendo su tradicional eficacia y falta de escrúpulos, ¿habrán ellos cumplido el sueño de volar en un avión nuclear?.
Todo el mundo sabe que los años 50 fueron una época interesante en el desarrollo de la tecnología y aplicaciones nucleares. Tras el “éxito” de las primeras bombas nucleares las potencias mundiales iniciaron una carrera para el desarrollo de una tecnología basada en la energía nuclear. De esta época datan avances muy importantes que fundamentan el actual estado de desarrollo de estas técnicas. Blindajes más efectivos contra las radiaciones, estudio de materiales, optimización de ciclos de potencia, …., son innumerables los éxitos alcanzados en esta época.
Pero como en cualquier desarrollo de nueva tecnología se dieron una serie de proyectos que si bien prometedores entonces desde el prisma actual se ven abocados al fracaso. Uno de los más curiosos es sin duda el diseño de un avión propulsado por energía nuclear.
En efecto entre 1946 y 1961 las fuerzas aéreas y la comisión de energía atómica estadounidense gastaron alrededor de $7 billones de dólares en el desarrollo de un avión propulsado por energía nuclear. A pesar de que nunca llegó a volar un aeroplano propulsado por energía atómica un bombardero B-36 fue acondicionado para albergar un reactor de 3 MW refrigerado por aire a fin de evaluar posibles inconvenientes de poner un sistema nuclear en el aire. Este aparato, propulsado por métodos convencionales) llevó a cabo 47 vuelos sobre Texas y Nuevo Méjico entre 1955 y 1957. El NB-36H llevaba el reactor en su bodega e incorporaba un nuevo diseño del morro con un escudo de 12 toneladas de plomo y 25 cm de espesor. Depósitos de agua en el fuselaje y tras la tripulación también absorbían parte de la radiación pero debido al alto peso de estos aislantes ningún sistema se instalo para detener las emisiones en el resto de direcciones del avión.
Muchos fueron los bocetos y diseños para un prototipo de un avión nuclear, los más imaginativos incluían dos secciones de un aeroplano que pudieran ser separables en vuelo en caso de emergencia, una albergando los elementos nucleares y otra con la tripulación. Las ventajas de un avión de estas características son claras, un radio de acción y autonomía prácticamente ilimitados permitirían disponer de una flota siempre en vuelo cerca del hipotético gran enemigo ruso. Se debe recordar que en aquella época los misiles nucleares no existían y un bombardeo era la manera más eficaz de utilizar el poder nuclear americano.
El funcionamiento de un propulsor atómico se basa en un concepto muy parecido al utilizado hoy día por los reactores ordinarios. La idea de un motor a reacción es la de tomar aire, calentarlo y expulsarlo a gran velocidad parar generar un empuje de acuerdo a la tercera ley de Newton. En los reactores actuales el proceso de calentamiento se realiza gracias a la compresión del aire provocada por un juego turbina-compresor, posteriormente se inyecta carburante en la cámara de combustión y dada la alta temperatura del aire comprimido este se quema generando una gran cantidad de gases que se expulsa por la tobera proporcionando un empuje considerable. En un motor atómico el calentamiento del aire en la cámara de combustión se consigue al convertir esta en un intercambiador con el calor generado por el reactor. De esta manera al tiempo que se refrigera el reactor una gran cantidad de aire es calentado y expulsado provocando el empuje buscado. Operativamente esta es una forma muy arriesgada de manejar un reactor nuclear, cualquier fallo en la refrigeración puede provocar fallos catastróficos y es por tanto necesario disponer de sistemas de refrigeración auxiliares, por otro lado las condiciones de régimen óptimo de funcionamiento no se consiguen de manera inmediata y es necesario contar con elementos auxiliares para dotar del caudal mínimo necesario de aire para la cámara de combustión así como se debe contar con la lenta cinética de funcionamiento del reactor en comparación con métodos más convencionales de propulsión.
Dos alternativas fueron estudiadas para el desarrollo de este tipo de motores, GE abogó por un sistema de refrigeración directo, motor más simple y ligero, Pratt & Whitney proponía un ciclo indirecto, más pesado pero sin duda más seguro. En un sistema de refrigeración directo como el de GE el aire se pone en contacto (a traves de un intercambiador) con el fluido de refrigeración del reactor, este fluido de refrigeración estará en contacto a su vez con los elementos radioactivos y por tanto conducirá gran cantidad de radiación que fácilmente transmite al aire. En un ciclo indirecto se coloca por medio otro líquido que hace de puente entre el calor del líquido de refrigeración del reactor y el aire. Debido al alto peso y complejidad del segundo motor se decidió el desarrollo de la primera opción, siendo GE pues la encargada del proyecto. Se construyeron modernísimas instalaciones para la investigación en este campo, existiendo varios prototipos de motor operativos al menos en las pruebas en tierra. Dichas instalaciones, aún en funcionamiento, estaban dotadas de impresionantes adelantos técnicos para su época, las actividades estaban monitorizadas por circuitos cerrados de televisión y elementos robotizados permitían a los investigadores trabajar sobre elementos radioactivos sin miedo a posibles percances.
El enorme peso del sistema proyectado hubiera obligado a construir pistas de aterrizaje de varias millas que permitieran el impulso suficiente para el vuelo de los pesados bombarderos. El HTRE-1 fue el primer prototipo desarrollado, montado sobre raíles era un reactor de uranio refrigerado por agua con escudos de berilio y que incluía grandes cantidades de mercurio. Las dos turbinas inferiores necesitaban de equipos externos convencionales para alcanzar un régimen adecuado de funcionamiento. Una vez en ese punto se comenzaría a encender el reactor nuclear y se transmitiría el calor de este a las turbinas que utilizarían este como aporte de energía. Este motor alcanzó niveles de hasta 20.2 MW. El HTRE-3 fue un desarrollo hacia un motor que permitiera su montaje en un avión, se redujo el tamaño y se adecuó el sistema a las condiciones de servicio propias de un vuelo. Este motor alcanzó los 35 MW de energía.
Siendo prometedora la evolución del proyecto los grandes riesgos que suponía y el desarrollo de otro tipo de armamento nuclear más seguro y efectivo (ICBM) hizo que el presidente Kennedy cancelara el proyecto y con ello el sueño de un avión propulsado por energía atómica. A pesar de su cancelación el proyecto arrojo importantísimos avances en cuanto al control y mantenimiento de plantas atómicas, materiales y comportamiento de estos en situaciones extremas, protecciones radiológicas, …, y muchos otros aspectos técnicos de capital importancia.
De todas maneras no se debe olvidar el demencial carácter de este proyecto, volar con un reactor nuclear a cuestas es una locura, no sólo en caso de accidente cuyas consecuencias serían terribles sino por el chorro de radiación lanzada a través de miles de kilómetros en la estela de gases calientes del motor, gracias a Dios éste y otros proyectos similares no tienen cabida en el mundo actual. Ahora bien, se ha de tener en cuenta otro factor, en esta época de guerra fría la nación rusa se encontraba de manera paralela desarrollando este tipo de tecnología sobre un Tupolev, conociendo su tradicional eficacia y falta de escrúpulos, ¿habrán ellos cumplido el sueño de volar en un avión nuclear?.