Kernenergie als Antriebsquelle von Flugzeugen

Die Grundlagen für die Nutzung der Atomenergie, zum Antrieb von Flugzeugen wurden sehr früh entwickelt.
Schon 1942 haben Enrico Fermi und seine Mitarbeiter, die am Manhattan-Projekt (Entwicklung der ersten A-Bombe) arbeiteten erste Überlegungen zur Verwendung der Atomenergie als Antrieb von Flugzeugen aus.
Im Jahre 1946 hat das Labor für angewandte Physik der John Hopkins Universität die Potenziale und Probleme der Nutzung der Atomenergie für den Antrieb der Luftfahrt untersucht.

Das größte Problem war der Mangel an Daten über die Auswirkung von Strahlung auf die Materialien und den Menschen. Die anderen Probleme waren die Freisetzung möglicher radioaktiver Isotope und anderer Spaltprodukte während des normalen Betriebs oder als Folge eines Unfalles, der Schutz der Besatzung und der Menschen am Boden vor der Strahlung und die Auswahl eines entsprechenden Testgebietes. Die Voraussetzungen für ein Flugzeug mit einem Nuklearantrieb erschienen als gegeben.

Als wesentlichen Vorteil wurde der minimale Treibstoffverbrauch angesehen. Er würde bei einer Erdumrundung nur wenige Gramm betragen, also wäre die Einsatzdauer eines Flugzeuges nur von den praktischen Einsatzvermögen der Besatzung und dem technischen Zustand des Flugzeuges abhängig.

Entwurf von De Havilland Mitte der 1950-er Jahre

Zu ähnlichen Ergebnissen gelangten sowjetische Forscher. Auf sowjetischer Seite spielte auch das Verhältnis der einsatzbereiten Interkontinental-Bomber zu denen der USA eine nicht unwichtige Rolle. Die Sowjetunion besaß etwa 22 Interkontinental-Bomber. Dem standen 1800 amerikanische gegenüber.

In einer Veröffentlichung aus dem Jahre 1957, schrieben Clarence "Kelly" Johnson und F.A. Cleveland, beide Ingenieure bei Lockheed Aircraft Corporation: "Es scheint, daß wegen der möglichen Vorteile von Hochgeschwindigkeit und Autonomie im Vergleich zu den Flugzeugen mit herkömmlichen Antrieben, wird für strategische Bomber der erste Kandidat eine Maschine mit Kernenergie. "

Konzept von Northrop für einen Bomber als atombetriebenes Flugzeug

Ab 1946 wurden zur Realisierung in den USA verschiedene Forschungsprojekte ins Leben gerufen. Unter anderem das Projekt NEPA (Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft). Das Projekt NEPA, wurde im Mai 1946 von der US Air Force initiert und sah die Entwicklung strategischen Bombers mit großer Reichweite vor.

Der erste war der NEPA mit Fairchild Airframe Engine & Co, und die Arbeit in Oak Ridge. Ende 1948 hat die US Air Force etwa zehn Millionen Dollar in das Programm investiert. Die Studien wurden wie das Projekt NEPA von 1946 bis 1951, wieder gemeinsam von der Atomic Energy Commission (AEC) und der US Air Force unter dem Namen Projekt ANP (Aircraft Nuclear Propulsion).

Schematischer Aufbau einer Kernenergieanlage

Reaktor-Strahlturbinenkombination(nach De Havilland)

Das ANP hatte ehrgeizige Ziel, eine umfassende Entwicklung von Reaktoren und Flugzeugmotor. Einer der Faktoren der zur Gründung von ANP führte war eine Studie am MIT im Jahr 1948 über das Nutzungspotential der atomgetriebenen Luftfahrt. Die Schlussfolgerung war, dass das Flugzeug mit Strahltriebwerk Kernenergie war sehr schwer zu realisieren, dass aber ein nukleare Ramjet, selbst weniger schwierig zu realisieren sei. Die Motoren für nukleare Raketen lief unter dem Namen "Projekt Lexington". Ironischerweise verlief die Entwicklung genau gegenteilig. Denn der Kernwaffen-Ramjet, mit dem Projekt Pluto, Raketen und Kernwaffen, mit dem Projekt NERVI wurden erfolgreich getestet aber dagegen wurde keinen atomar getriebener Motor für ein Flugzeug entwickelt.

1954, BC Briant, den damaligen Direktor des ANP erklärte: "Das Flugzeug mit Kernenergie würde die am schwierigsten zu organisierende Entwicklungs-und Engineeringaufgabe in diesem Jahrhundert." Leider war das ANP-Programm nicht sehr gut organisiert. Ein Teil des Problems war, dass der AEC war verantwortlich für die Entwicklung des Triebwerks während US Air Force war verantwortlich für die Entwicklung der Rest des Systems. Daher wurde das Projekt in zwei Mannschaften, die eigentlich zusammen arbeiten sollten, in zwei Teams zersplittert.

1946 war in den USA das Programm NEPA (Nuclear Energy Propulsion for Aircraft) aufgelegt worden. 1951 erhielt General Electric den Auftrag, eine Kernreaktor zu entwickeln, während Convair das dazu geeignete Flugzeug bauen sollte. Die Firma plante ihren Bomber B-36 als X-6 für den Nuklearantrieb zu modifizieren. 1954 wurde die B-36H mit dem Serial 51-5712 umgerüstet und als NB-36H für die Erprobung der Strahlenschutzeinrichtungen eingesetzt. Den Erstflug führte Testpilot Witchell am 17. September 1955 durch. Der Reaktor war im hinteren Bombenschacht untergebracht, hinter dem Cockpit befand sich ein zwölf Tonnen schwerer Gamma-Strahlen-Schutzschild, im Mittelteil des Rumpfes ein weiterer mit einer Masse von vier Tonnen. Diverse zusätzliche Lufteinläufe dienten der Kühlung des Reaktors, der 1000 kW abgab und knapp 16 Tonnen wog. Die NB-36H führte bis zum 28. März 1957 insgesamt 47 Missionen mit einer Gesamtflugzeit von 215 Stunden durch. 89 Stunden davon war der Reaktor „heiß“ d.h. aktiv, allerdings wurde seine Leistung nicht zum Antrieb genutzt. Bei allen Flügen wurde das Flugzeug von einer C-97 begleitet, die eine Gruppe bewaffneter Marines an Bord hatte. Sie sollten im Falle einer Havarie am Fallschirm abgesetzt werden und die Absturzstelle weiträumig sichern. 1957 wurde die Maschine in Fort Worth abgestellt und nach einigen Monaten „Auskühlzeit“ verschrottet...

1961 entstand in der UdSSR das Experimentalflugzeug Tu-95LAL mit Nuklearantrieb Werknummer: 7800408  die Maschine führte bis August 1961 34 Flüge durch. Anschließend wurde sie bei Semipalatinsk abgestellt.

Die Entwicklung von Staustrahltriebwerken ab Ende der 1950er Jahre brachte in die Entwicklung von Nuklearantrieben einen neuen Aufschwung.

• Fliegerjahrbuch: 1960 S.119
• Fliegerrevue 09/2009