La propulsion nucléaire aéronautique
II. Un concept audacieux
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La propulsion nucléaire aéronautique
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II. Un concept audacieux
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| Création/Mise à jour : 03/06/2003 | |||
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Merci à JC Carbonel (ModelStories) pour l'image ci-dessous provenant de son article sur les avions atomiques |
Dans le cadre du programme ANP, General Electric Cie., à Evendale, Cincinnati a reçu un contrat pour développer un turboréacteur à cycle direct, et la Division Pratt & Whitney de United Aircraft Corp. a été autorisée à étudier un cycle indirect et le travail a commencé au Connecticut Aircraft Nuclear Engine Laboratory (CANEL). Dans un article dans le journal SAE, L.W. Credit écrit, "des trois alternatives possibles pour réaliser la fiabilité du vol d'un avion nucléaire par les composants ou la redondance de système, le réacteur simple, semble être la solution optimale". Les deux autres solutions de rechange étaient un système de réacteur dual et un système combiné nucléaire/chimique (combustion). Initialement le programme ANP devait développer un système de propulsion avec un réacteur à cycle indirect. Cependant, une demande de General Electric au gouvernement leur a permis de développer le système à cycle direct. GE a fait valoir que le cycle direct était plus simple et donc aurait un délai d'élaboration plus court. Pour le système à cycle indirect, Pratt & Whitney a développé un réacteur supercritique à eau pressurisée, dans lequel le fluide de fonctionnement est de l'eau à 1500 degrés Fahrenheit, mais maintenu à l'état liquide par la pressurisation à 5000 psi. Ceci a évité les problèmes d'utilisation d'un fluide en métal liquide. Les Etats-Unis n'ont jamais favorisé l'utilisation opérationnelle des réacteurs avec métal liquides. Jusqu'ici, tous les réacteurs militaires en service actif, excepté un réacteur au sodium liquide sur le sous-marin d'attaque USS Seawolf, ont été du type à eau pressurisé (PWR). L'USS Seawolf a eu tant de problèmes que le réacteur à sodium liquide a été remplacé par un PWR après quelques années de service.
Le concept de " shadow shielding ", ou " bouclier divisé " est de disposer les boucliers entre le réacteur et l'équipage, l'équipage étant dans " l'ombre " crée par les boucliers. S'il était possible de mettre autant de protection anti-radiation sur le réacteur que sur les réacteurs terrestres, il serait possible de ramener le rayonnement à une quantité négligeable. Mais la masse des boucliers anti-radiation serait prohibitive. En fait, il faut utiliser le concept de bouclier divisé afin de ramener la masse totale de protection à une quantité acceptable. Le bouclier anti-radiation "divisé" est, naturellement, simplement une division de la protection anti-radiation entre le réacteur et le poste d'équipage et permet de diminuer la masse de bouclier, mais signifie également que la majorité de l'avion aurait été exposée à des niveaux élevés de rayonnement. |
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Ces problèmes devaient être surmontés avec de nouveaux matériaux et en concevant le matériel d'entretien de l'avion en fonction de niveaux plus élevés de rayonnement. Diviser les matériaux de protection avait également quelques autres avantages : la nature directionnelle du rayonnement mène également au fait que la structure de l’avion est utile en tant que bouclier anti-radiation, et l'utilisation judicieuse des structures comme le cadre d’emplanture des ailes, le train d'atterrissage, et le carburant peuvent réduire l'épaisseur du bouclier anti-radiation exigée en arrière du poste d'équipage. Le problème de la masse des boucliers était un des deux problèmes principaux qui ont surgis pendant le programme. L'autre était d’augmenter l’efficacité du réacteur nucléaire. Le programme ANP a demandé de grand effort pour développer le concept de bouclier divisé avec en point de mire la diminution de masse des protections anti-radiation. Pour cela il fallait diminuer la taille du réacteur par l'intermédiaire de l’augmentation de la densité de puissance du réacteur, en augmentant la température de fonctionnement. Le travail sur un fuselage réel n’a pas été conduit très loin mais beaucoup de travail a été accompli sur les réacteurs. |
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Sources : X-planes de Jay Miller |
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