La propulsion nucléaire aéronautique
VI. Le développement du X-6
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La propulsion nucléaire aéronautique
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VI. Le développement du X-6
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| Création/Mise à jour : 03/06/2003 | |||
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Dans le R-1, refroidi par air et modéré à l'eau, l'eau servait également de liquide réfrigérant quand les turboréacteurs étaient à l’arrêt et n’insufflait pas d’air dans le noyau. Le cœur nucléaire était cylindrique et avait 1,60 mètres de diamètre, 91 centimètres de longueur et un réflecteur radial de 15 centimètres. Une charge d’uranium de 64,8 kg composait le noyau, qui faisait environ 1,8 tonnes de masse totale avec l’isolation et la structure en aluminium et acier inoxydable.
Le X-6 devait décoller en utilisant huit turboréacteurs conventionnels montés en nacelles sous les ailes, avec les turboréacteurs atomiques ventraux tournant au ralenti sur le kérosène et le réacteur nucléaire stoppé. A l'altitude d'essai, la poussée des turboréacteurs ventraux serait augmentée (toujours avec le kérosène) et celle des moteurs conventionnels diminuée. Une fois que les turboréacteurs ventraux propulserait le X-6, et qu’un flux d’air adéquat traverserait le cœur du réacteur, le réacteur serait porté à la criticité et sa puissance augmentée graduellement. Simultanément, l’alimentation en kérosène des moteurs ventraux serait diminué jusqu'à ce que l'avion vole sur la seule énergie nucléaire. Les moteurs d'aile, au ralenti, pourraient être utilisés pour augmenter la poussée en cas de besoin. Pour l’atterrissage, le processus serait inversé. Après celui-ci, les moteurs ventraux continueraient de tourner jusqu'à ce qu'une source extérieure de refroidissement pour le réacteur soit fournie. Le 20 novembre 1951, lors d’une réunion entre l'US Air Force et les dirigeant de l’AEC, le programme X-6 est passé en revue et des décisions sont prises au sujet de la façon de conduire le programme de la façon la plus efficace possible. En conclusion les responsables recommandent, entre autres, que le X-6 soit un bombardier Convair YB-60 modifié au lieu d'un B-36 conventionnel. Cet appareil était un octoréacteur dérivé du B-36, qui offrait exactement le même volume interne que le B-36, et deux prototypes étaient disponibles après l’abandon de ce programme par Convair. De plus, il était suggéré à General Electric que des Pratt & Whitney J-57 soient utilisés à la place des J-47. Ces propositions seront rejetées plus tard pour des raisons techniques et économiques. |
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Le même mois, l'US Air Force signe un contrat avec une société d'ingénierie, la Parson-Macco-Kiewit Company, pour définir un site pour les essais au sol du système de General Electric. Si possible, le site devait également convenir aux essais en vol à une date ultérieure. Vers la fin de l'année, Parson-Macco-Kiewit avait choisi Arco en Idaho et avait commencé le travail sur le programme d’aménagement du site. En se basant sur les progrès accomplis, l'US Air Force pouvait lancer la sélection des sous-traitants pour les divers équipements associés à l'avion nucléaires en 1952. L'installation du système de General Electric à Arco, l’assemblage du réacteur du banc d'essai, la modification des turboréacteurs, la modification d’un appareil en X-6 et les essais en vol de certains équipements étaient programmés pour 1953. L'US Air Force espérait commencer les essais en vol d'un réacteur factice en 1955 et les essais en vol du système complet en 1956 ou début 1957. Pendant le premier semestre 1952, General Electric termine les études du moteur X-39 et reçoit douze moteurs J-47 pour les modifier en X-39. Parallèlement, les études continuaient sur des sujets comme les transferts thermiques, l'adéquation des éléments combustibles, la longévité de l'isolation thermique du cœur nucléaire, l'efficacité du réflecteur de contrôle dans un réacteur critique à Oak Ridge ainsi que des travaux de développement sur des appareils de manutention du réacteur nucléaire. En juillet 1952, l'US Air Force prend la décision de sélectionner le Convair B-36 comme base pour le X-6. En conséquence, le prototype XB-36 est rendu à Convair pour des essais au sol sur les effets du rayonnement. Plus tard, un B-36H qui avait été endommagé dans une tempête à Carswell AFB est choisi comme banc d'essai volant pour les boucliers anti-radiations. Cependant le programme subissait quelques dérapages en raison des retards de certains équipements et d’une réduction générale de la semaine de travail aux USA de 48 à 40 heures. Début septembre 1952, Convair signe un contrat avec l'US Air Force pour modifier deux B-36 en appareil d’essai au sol et en vol. Le 29 Septembre, l’ARDC approuve une division administrative du programme en trois projets. Le projet R-446-8-1, sous la responsabilité de General Electric et de Convair, concernait le développement d'un système de propulsion nucléaire à cycle direct et d'un banc d'essai en vol. Le projet R-446-48-2 concernait le travail de Pratt & Whitney, General Electric, Lockheed, et Boeing sur des appareils opérationnels pour l’US Air Force. Le projet R-446-48-3 concernait le développement par Convair d'un bouclier de protection de l'équipage du X-6. Vers la fin septembre 1952, General Electric avait terminé l'assemblage du premier moteur X39 et étudiait la possibilité d'utiliser le J-57 comme moteur de vol X40. Les caractéristiques du système P-1 étaient presque inchangées quant aux températures de fonctionnement, aux dimensions, aux masses, et à la composition du noyau atomique. D’autre part, une liste de 17 conditions qui provoqueraient l'arrêt du réacteur atomique avait été établie pendant les études de système de contrôle. La sélection finale d'un turboréacteur pour propulser le X-6 était un problème difficile. Des cinq principaux compétiteurs, le J53-GE-1 avait un taux de compression trop faible et a été éliminé, le GE-X-5-0 a existé seulement sous forme de projet, le J57-P-5 produisait une poussée insuffisante dans une configuration quatre moteurs et devrait probablement être utilisé par nacelle de trois moteurs, le J57-P-1 ne serait pas disponible en production avant octobre 1956 et le YJ67-W-1 devrait nécessairement être utilisé par groupe de cinq moteurs. La version de vol du module de propulsion, désigné P-3 par General Electric, devait conserver la plupart des dispositifs initialement prévus. Elle incorporait un réacteur R-1 avec les mêmes caractéristiques de fonctionnement que le système d'essai au sol. Quatre moteurs X40, développant un total de 11 793 kgp propulseraient le X-6 à 480 km/h à 4500 mètres d’altitude. La distance du bouclier d'équipage au réacteur avait été réduite de 19,8 à 18,6 mètres. La masse totale du système de propulsion (à l'exclusion du bouclier d'équipage mais avec le bouclier de réacteur) avait été calculé à environ 64 tonnes. |
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Sources : X-planes de Jay Miller |
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