«Буревестник»: грозит ли нам масштабная катастрофа?

Журналисты «Нью-Йорк Таймс», опираясь на снимки с орбиты, предположили намерение Москвы провести испытания ракеты «Буревестник» с ядерным приводом. Западное издание акцентировало внимание на том, что это «мини-Чернобыль» — объект с опасным «атомным выхлопом». На самом деле технические характеристики этого оружия совершенно другие. А стратегические цели, вероятно, не так ясны, как кажется.

Один из возможных внешних видов ракеты «Буреве́стник», опубликованных в СМИ. В действительности крылья у ракеты имеют большую длину.

Несколько лет назад, при первой же публикации о «Буревестнике», большая часть западных, а вслед за ними и российских (всех кроме одного) СМИ восприняли его как обычное повторение старой американской концепции. обозначилМайкл Кофман из Центра Вильсона считает, что США предпринимали попытки построить ракету «Плутон» в период с 1964 по 1967 год, но проект оказался безрезультатным. По этой причине, по его мнению, Россия решила повторить его в 2019 году. Аналитик использует сарказм, ведь никто не будет пытаться реализовывать бессмысленный проект другого государства.

Проект «Плутон», старая американская идея, предполагал прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Воздух поступал в носовую часть ракеты, проходил через стержни с ядерным топливом в реакторе, нагревался и затем выбрасывался назад.

Благодаря этой схеме «Плутон» сможет развивать высокую сверхзвуковую скорость, а маленькая масса топлива для реактора обеспечит ему неограниченную дальность.

Прототип ядерного воздушно-реактивного двигателя Tory-IIC, разработанный для проекта «Плутон».

Проект был бессмысленным. Достаточно взглянуть на получившийся гигант, чтобы понять причину. Его размеры велики, поэтому его легко заметить с воздуха и из космоса в любых диапазонах. Тепловая мощь реактора в 600 мегаватт делала оружие не только громоздким и неуклюжим, но и не позволяла ему быстро запускаться. Для работы прямотока необходимы прогретые трубки с топливом, а привести их к нужному режиму быстро оказалось непросто.

Межконтинентальные баллистические ракеты превосходили «Плутон» по стоимости, но имели возможность запуска через минуты после команды, в отличие от часов — это делало их маловосприимчивыми к превентивному удару противника. Кроме того, скорость этих ракет была выше, затрудняя их перехват.

«Плутон» – проект сверхзвукового беспилотника неограниченной дальности. Длина планировалась около двадцати метров, диаметр — примерно полтора метра. В бомбоотсеках предполагалось разместить до шестнадцати термоядерных бомб (разрабатывался и вариант на двадцать четыре).

Это был летающий «мини-Чернобыль». Воздух, проходя через активную зону реактора, захватывал нейтроны, из-за чего появлялись радиоактивные изотопы углерода и другие подобные элементы. Из-за этого проект так и не дошел до испытаний в воздухе.

С учетом всего этого понятно отношение Кофмана. «Буревестник», если судить по имеющимся сведениям, едва ли связан с прошлым американским проектом.

Как выглядит настоящий «Буревестник» с технической точки зрения?

Снимки и видео демонстрируют почти прямые крылья значительной длины у самолёта «Буревестник». У «Плутона» крылья треугольные и сильно скошенные, что соответствует изначальному проектному показателю скорости в три тысячи километров в час.

Прямые крылья не позволяют российской ракете развивать сверхзвуковую скорость, о чём сообщают государственные средства массовой информации. называютЕе «дозвуковое» прозвище оправдано. Она именно такой. С первого взгляда это проблематично: получается, скорость ее в три-четыре раза ниже, чем у «Плутона».

Схематично изображен прямоточный воздушно-реактивный двигатель, предназначенный для использования на «Плутоне». С отличием: вместо Fuel injection располагалась бы активная зона атомного реактора с охлаждением входящим потоком воздуха. Нагретый активной зоной реактора воздух расширялся бы и толкал носитель вперед.

При отсутствии необходимости в сверхзвуковой скорости вместо энергоемкого прямоточного воздушно-реактивного двигателя можно применить газотурбинный дозвуковой с небольшой температурой нагрева атмосферного воздуха, забираемого ракетой снаружи, подогретого реактором и выбрасываемого назад. Для дозвука воздух в турбине достаточно нагреть до +850 градусов – вполне допустимая температура для металлических теплообменников.

Поскольку ситуация такова, необходимость пропускать воздух через активную зону реактора отпадает. Её можно оставить закрытой и охлаждать расплавленным металлом.

Почему именно жидкие металлы, а не другие варианты? Крылатая ракета должна быть максимально компактной. Охлаждение водой или газами при этом не обеспечит желаемой компакности: теплоотвод от единицы объема будет ограниченным. Следовательно, активная зона реактора вынуждена была бы стать больше, а передача тепла во второй контур — медленнее. Жидкие металлы позволяют сделать активную зону размером с крупный продолговатый арбуз. СССР еще в 1960-х годах начал запускать подобные атомные реакторы — на быстрых нейтронах, с охлаждением натрий-калиевой жидкой смесью — в космос.

Двигатель «Буревестника» принципиально отличается от обычного. Вентилятор в нем практически не нужен, а там, где на схеме турбина высокого давления, находится теплообменник реактора, также играющий роль части второго контура охлаждения реактора.

Впрочем, сомнительно, что в первом контуре реактора «Буревестника» содержится смесь натрия-калия. Обычно в таких смесях 22 процента натрия, остальное — калий. Причин этому две. Во-первых, натрий-калий при контакте с воздухом крайне быстро и энергично горит. Любая утечка приведет к бурному пожару или взрыву (достаточно вспомнить…). большой взрыв на Y-12 в США в 1999 году).

Второе событие произошло в 2019 году в Неноксе и касалось испытаний радиоизотопного генератора энергии (РИТЭГ). Согласно сведениям Росгидромета, после инцидента в воздухе обнаружили следы стронция-91, изотопов бария и цезия. Такие изотопы образуются при распаде благородных газов, которые «выходят» наружу при определённых режимах работы реактора. Радиоактивное заражение от них (при таком режиме) невелико и не представляет угрозы для здоровья людей. Поэтому на Западе инцидент в Неноксе посчитали частью испытаний компонентов «Буревестника», в том числе его реактора.

Российская крылатая ракета, оснащенная ядерным реактором, имеет аэродинамику, несовместимую с атомным двигателем открытого цикла. Прямые крылья не позволяют ей развивать сверхзвуковую скорость. В таком случае речь идет о дозвуковой ракете, и двигатель у нее не может быть прямоточным из-за малого КПД на дозвуковых скоростях.

Пять учёных погибли во время химической аварии (без применения атомной бомбы). ВНИИЭФВ данном месте не работают с реакторами, но работают с РИТЭГАми (и ещё с ядерными боеприпасами). Зачем реактору «Буревестника» РИТЭГ?

Во-вторых, смысл РИТЭГа заключается прежде всего в обеспечении крылатых ракет постоянной боевой готовностью.

У натрий-калия есть аналог: чистый металлический натрий. Его преимущества в том, что он гораздо безопаснее при контакте с воздухом. Да, он также горит, но не так интенсивно, и главное — не взрывается (в отличие от калий-натрия).

Отказ от сверхзвука существенно уменьшил потребность в мощности реактора: по оценкам западных специалистов, его мощность как минимум в десятки раз ниже, чем в проекте «Плутон». Поэтому, если на фоне двигателя первого человека можно принять за маленького, то на фоне российской ракеты человек таким же малым не кажется.

У натрия один недостаток: для жидкого состояния требуется нагрев почти до 100 градусов. Смесь натрия и калия становится жидкой при температурах ниже нуля по Цельсию, поэтому её легко подогреть электрическим ТЭНом. Греть натрий до сотни градусов таким же образом сложно: потребуется много электричества. Как его получить в удаленных местах, где часто размещают ядерное оружие? Что произойдет, если дизель-генератор там выйдет из строя — как выполнить внезапную команду на пуск?

РИТЭГ здесь вполне оправдан: он долгие годы сможет поддерживать натрий в жидком состоянии, исключая возможность поломки (в РИТЭГе нечему ломаться) и устраняя логистические трудности с обслуживанием. Прекрасное дополнение для контейнерного хранения «Буревестника».

Не «мини-Чернобыль»

Согласно данным, атомный реактор на борту «Буревестника» представляет собой «натриевый». Другие теплоносители менее эффективны, так как теплопередача уступает характеристикам натрия или натрий-калия.

Следствие из этого состоит в том, что если испытания «Буревестника» в полете действительно на носу, то мини-Чернобыль там не случится.

Натриевые реакторы на быстрых нейтронах обладают сильной отрицательной обратной связью. Если перегреть активную зону такого реактора, то плотность топлива снижается, вследствие чего ядерная реакция сама по себе затормозится.

В апреле 1986 года для проверки возможности самозатухания при критической ситуации на американском натриевом реакторе EBR-II отключили насосы системы охлаждения. Из-за роста температур топливо расширилось, цепная реакция замедлилась, что продемонстрировало высокую пассивную безопасность натриевых реакторов. Тесты того же месяца на графитовом реакторе завершились трагедией из-за менее совершенной конструкции.

В подобных системах аварийные остановки возможны, но разрушения корпуса реактора при них маловероятны. Во время нормальной работы летающего реактора не произойдет активации воздуха: нейтронный поток вне активной зоны реактора значительно ниже, чем в ней. Следовательно, в отличие от «Плутона», у «Буревестника» минимальная активация углерода и прочих веществ в воздухе.

Если версии западной прессы о происшествии в Неноксе верны, это подтверждает высокую безопасность такого типа реактора. В пробах воздуха, включая те, что взяты в Норвегии, есть следы только газообразного «выброса» из реактора, но нет никаких следов утечки жидких или твердых материалов. Следовательно, корпус реактора при возможной аварии остался цел. Это и неудивительно: по описанным выше причинам санитарная зона натриевых реакторов на АЭС не случайно меньше километра (в то время как у АЭС с реакторами ВВЭР она 25 километров).

Но что это тогда и зачем оно нужно?

Разработка больше всего вызывает вопросов не из-за радиационной опасности, которую, как уже было отмечено, можно считать небольшой. Главный вопрос — в мотивах создания такой разработки.

На первый взгляд сбить крылатую ракету проще, чем баллистическую. Существующие вне России системы ПРО пока не могут стабильно уничтожать даже МБР прошлых модификаций. Баллистическая ракета достигает цели за 20-30 минут, а не за несколько часов, как «Буревестник».

Если Россия уже располагает крылатыми ракетами с дальностью действия 6500 километров, установленных на Ту-160, то зачем требуются новые, ядерные? По предположению, последние обойдутся значительно дороже.

В Владивостоке Ким Чен Ыну демонстрируют новые крылатые ракеты Х-Бд с дальностью действия 6500 километров. Самолеты Ту-160 поднимают их в количестве двенадцати штук. С такой дальностью ракеты, выпущенные над Кольским полуостровом, могут достигнуть Нью-Йорка (но не Вашингтона).

Первый вопрос важен. Баллистические ракеты летают быстрее и сбиваются труднее. Но у них есть недостатки: количество их «носителей» — шахты, подводные лодки или мобильные грунтовые комплексы типа «Ярс» — ограничено, а маскировка затруднена. Если противник наносит внезапный первый удар, поражение части баллистических ракет невозможно исключить. Как тогда наносить ответный удар?

По виду «Буревестник» диаметров меньше метра и длиной не более десяти метров. Для него пусковой комплекс будет компактным и небольшим. Стационарный пусковой контейнер с ним проще замаскировать и рассредоточить по малонаселенной местности, чем огромную межконтинентальную баллистическую ракету.

Классические крылатые ракеты в данном случае уступают. При дистанциях от восьми тысяч километров масса и размеры таких ракет с химическим топливом стремительно увеличиваются. Из-за этого их можно делать двухступенчатыми, так как они становятся очень большими. Двухступенчатая крылатая ракета по габаритам будет напоминать «Буревестник», а может быть даже больше.

Выправляя баланс

«Буревестник» может исправить дисбаланс вооружений. США лишены крылатых ракет дальностью даже наполовину от российских. Однако, НАТО предоставило возможности размещения таких ракет в Европе. ДСНВ не препятствует установке там ядерных боеголовок. После первой волны обмена ударами Вашингтон может наносить удары и с помощью крылатых ракет с находящихся в воздухе бомбардировщиков-носителей.

В ответ Россия может нанести удар по Европе крылатыми ракетами с термоядерными боеголовками. Ту-160 способен достичь Нью-Йорка и Лос-Анджелеса, не покидая российскую территорию. Ударить более удалённые города США и базы — даже Вашингтон или Даллас — без серьёзных рисков не получится.

Помимо дальности ракет Ту-160, существенным фактором является и цена. «Плутон» США оценивался в 34 миллиона долларов за единицу. Западные специалисты полагают, что дозвуковой «Буревестник», имеющий реактор в сотни раз менее мощный, при меньших размерах, будет стоить несколько миллионов долларов в серии. Дюжина таких ракет обойдется значительно дешевле одного Ту-160 по закупочной цене. В эксплуатации «Буревестник» будет еще более экономичным, так как не требует керосина и экипажа.

При весе боевой части «Буревестника» 400 килограммов и мощности около 500 килотонн взрыв крылатой ракеты на высоте до 50 метров окажется смертельным для 40 квадратных километров Лос-Анджелеса. Облучение, исключающее выживание незащищенного человека, охватит площадь в 430 квадратных километров. Тысяча таких ракет создадут зону облучения площадью около 400 тысяч квадратных километров, что больше чем в полтора раза площади городской застройки США.

Серийная межконтинентальная баллистическая ракета, способная нести десять боеголовок, в России стоит около сотни миллионов долларов. С шахтой, колесным или плавучим комплексом стоимость может увеличиться в несколько раз. Даже тысяча «Буревестников», запускаемых с обычной наземной пусковой установки, обойдутся дешевле, чем десяток МБР. По сравнению с общим размером ядерных арсеналов это незначительная сумма.

За эти деньги «Буревестник» предлагает две возможности, недоступные России без него. Прежде всего, позволяет отвечать на удар американскими крылатыми ракетами с ядерными боеголовками непосредственно. Теперь можно поразить не только европейских союзников США, но и сами Штаты, ранее доступные лишь межконтинентальными баллистическими ракетами.

В случае ядерной войны «Буревестник» может стать последним шансом на деэскалацию после обмена ударами между сторонами.

Обе стороны лишаются баллистических ракет с ядерными боеголовками. Москва за это время успевает запустить тысячу крылатых ракет с ядерными боеголовками неограниченной дальности.

Из кинофильма «Доктор Стрейнджлав, или Как я перестал бояться и полюбил бомбу» / © Columbia Pictures.

Это эффективный инструмент воздействия на противника для снижения напряжённости. Гораздо проще попросить «Скажи „мир”, и я отопру тысячу ракет, парящих в воздухе», чем просто «Скажи „мир»». Особенно если учесть, что по радиоактивному заражению в районе взрыва каждая ракета опаснее обычной ядерной боеголовки, доставляемой баллистической ракетой (см. картинку выше).

Может ли «Буревестник», названный Западом «оружием второго удара» из-за своей природы, стать разумной ставкой? Будут ли лидеры НАТО отказываться от предложенного мира даже с такой аргументацией? Ответ возможно получить только в случае ядерной войны. Надеемся, что запланированное к 2027-2028 годам развертывание такого оружия предоставит нам возможность избежать этого сценария, отвратив мысли обитателей высоких кабинетов от подобного конфликта.