Überschall-Tiefflugkörper

Die Überschallrakete für niedrige Flughöhen ( SLAM) war ein Atomwaffenprojekt der US-Luftwaffe, das um 1955 konzipiert und 1964 eingestellt wurde. SLAMs waren als unbemannte, nuklearbetriebene Staustrahltriebwerke geplant, die thermonukleare Sprengköpfe tief in feindliches Gebiet befördern konnten . ^{[ 1 ]} Die Entwicklung von Interkontinentalraketen (ICBMs) in den 1950er Jahren machte das SLAM-Konzept überflüssig. ^{[ 1 ]} Fortschritte bei der bodengestützten Radarabwehr machten die Strategie des Ausweichens in niedriger Flughöhe ebenfalls wirkungslos. Obwohl das Projekt nie über die anfängliche Entwurfs- und Testphase hinauskam, bevor es als veraltet erklärt wurde, enthielt der Entwurf als nukleares Trägersystem mehrere radikale Innovationen .

Die SLAM wurde als Ergänzung der Doktrin der gegenseitigen Abschreckung und als möglicher Ersatz oder eine Erweiterung des Systems des Strategic Air Command entwickelt . Im Falle eines Atomkriegs sollte sie unterhalb der Radarabdeckung des Gegners mit Überschallgeschwindigkeit fliegen und thermonukleare Sprengköpfe auf etwa 16 Ziele abfeuern .

Der Einsatz eines Nuklearantriebs im Flugkörper versprach der Rakete eine enorme und beispiellose Reichweite im niedrigen Flughöhenbereich von schätzungsweise 182.000 km (mehr als das 4,5-fache des Erdumfangs am Äquator ). Entgegen der weit verbreiteten Fehlinformation ist die Annahme, der Antrieb könne als Sekundärwaffe der Rakete dienen, unrealistisch. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Dr. Theodore C. Merkle, Leiter des Projekts Pluto , versicherte dies sowohl in seiner Aussage vor dem Kongress als auch in einer Veröffentlichung zum nuklearen Staustrahltriebwerk. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Konkret erklärte er: „Die Strahlung des Reaktors ist zwar intensiv, stellt aber selbst bei sehr niedrigen Flughöhen keine Gefahr für Personal dar, das sich in der Nähe eines solchen Kraftwerks aufhält, selbst wenn dieses mit Fluggeschwindigkeit überfliegt.“ In beiden Dokumenten beschreibt er Berechnungen, die die Sicherheit des Reaktors und die im Vergleich zur Hintergrundstrahlung vernachlässigbare Freisetzung von Spaltprodukten belegen. Im Einklang mit diesen Berechnungen würde sich die Rakete zu schnell bewegen, um Lebewesen der für eine Strahlenkrankheit notwendigen, längeren Strahlung auszusetzen. Dies liegt an der relativ geringen Anzahl von Neutronen, die pro Kilometer den Boden erreichen würden, bei einem Flugkörper, der mehrere hundert Meter pro Sekunde fliegt. Etwaige radioaktive Brennelemente im Reaktor selbst würden eingeschlossen und nicht durch die Luft abgetragen und auf den Boden gelangen.

Ein weiterer revolutionärer Aspekt des SLAM war seine Abhängigkeit von der Automatisierung. Es sollte die Mission eines Langstreckenbombers erfüllen, aber völlig unbemannt sein : Bis zu seinem Ausfallsicherheitspunkt sollte es per Funk Befehle entgegennehmen , danach sollte es sich auf ein TERCOM-Radarsystem ( Terrain Contour Matching ) verlassen, um zu vorprogrammierten Zielen zu navigieren.

Die wichtigste Neuerung war das Triebwerk des Flugzeugs, das im Rahmen eines separaten Projekts mit dem Codenamen „ Projekt Pluto“ (nach dem römischen Gott der Unterwelt) entwickelt wurde . Es handelte sich um ein Staustrahltriebwerk , das anstelle von chemischem Treibstoff Kernspaltung zur Überhitzung der einströmenden Luft nutzte . Im Rahmen des Projekts Pluto wurden zwei funktionsfähige Prototypen dieses Triebwerks, der Tory-IIA und der Tory-IIC , entwickelt und erfolgreich in der Wüste Nevadas getestet . Für den Reaktor des SLAM mussten spezielle Keramiken entwickelt werden, die den strengen Anforderungen an Gewicht und extreme Hitzebeständigkeit gerecht wurden. Diese wurden von der Coors Porcelain Company entwickelt. Der Reaktor selbst wurde im Lawrence Radiation Laboratory konstruiert .

Obwohl nie ein Prototyp der Flugzeugzelle gebaut wurde, sollte die SLAM ein flügelloses, flossengelenktes Flugzeug sein; ihr Aussehen brachte ihr den Spitznamen „Fliegende Brechstange“ ein. Abgesehen vom ventralen Staulufteinlass entsprach sie weitgehend dem traditionellen Raketendesign . Ihre geschätzte Fluggeschwindigkeit in 9.100 m Höhe (30.000 Fuß) betrug Mach 4,2.

Das SLAM-Programm wurde am 1. Juli 1964 eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt waren bereits ernsthafte Zweifel an seiner Durchführbarkeit aufgekommen, etwa wie man ein Gerät testen sollte, das im Flug große Mengen radioaktiver Abgase aus seinem ungeschützten Reaktorkern abgeben würde , sowie seine Effektivität und Kosten. Interkontinentalraketen (ICBMs) versprachen einen schnelleren Zieleinsatz und galten aufgrund ihrer Geschwindigkeit (die Thor- Mittelstreckenrakete erreichte ihr Ziel in 18 Minuten, die SLAM hingegen benötigte deutlich länger) und ihrer Flugbahn als nahezu unaufhaltsam. Zudem wurde die SLAM von Fortschritten bei bodengestützten Abwehrradargeräten überholt, die ihre Strategie des Ausweichens in niedriger Höhe zu untergraben drohten.

Der Reaktor hatte einen Außendurchmesser von 1,454 m (57,25 Zoll) und eine Länge von 1,632 m (64,24 Zoll); die Abmessungen des Reaktorkerns betrugen 1,200 m (47,24 Zoll) Durchmesser und 1,288 m (50,70 Zoll) Länge. Die kritische Masse des Urans lag bei 59,90 kg, und die durchschnittliche Leistungsdichte des Reaktors betrug 350 MW/ ^m³ (10 Megawatt pro Kubikfuß ) bei einer Gesamtleistung von 600 Megawatt.

Die Brennelemente bestanden aus feuerfester Keramik auf Berylliumoxidbasis mit angereichertem Urandioxid als Brennstoff und geringen Mengen Zirkoniumdioxid zur Stabilisierung. Die Brennelemente waren hohle, sechseckige Rohre mit einer Länge von ca. 10 cm (4 Zoll), einem Abstand von 7,6 mm (0,3 Zoll) zwischen den äußeren parallelen Flächen und einem Innendurchmesser von 5,8 mm (0,227 Zoll). Sie wurden durch Hochdruckextrusion des Grünlings und anschließendes Sintern bis nahezu zur theoretischen Dichte hergestellt . Der Reaktorkern bestand aus 465.000 einzelnen Elementen, die zu 27.000 Luftkanälen gestapelt waren. Die Konstruktion mit kleinen, nicht miteinander verbundenen Elementen reduzierte Probleme im Zusammenhang mit thermischen Spannungen . Die Elemente waren für eine mittlere Betriebstemperatur von 1277 °C (2330 °F) ausgelegt; die Selbstentzündungstemperatur der Reaktorbodenplatten lag nur 150 °C darüber. Der Neutronenfluss wurde im Heck mit 9 × ^10¹⁷ Neutronen/(cm² ^· s) und im Bug mit 7 × ^10¹⁴ Neutronen/(cm² ^· s) berechnet. Aufgrund fehlender Abschirmung war die Gammastrahlung relativ hoch; die Leitelektronik musste daher strahlungsresistent ausgelegt werden.

Die Reaktoren wurden erfolgreich auf dem Testgelände Jackass Flats in Nevada getestet . Der Tory II-A-Reaktor, eine verkleinerte Variante, wurde Mitte 1961 getestet und lief am 14. Mai 1961 mehrere Sekunden lang erfolgreich. Eine Variante in Originalgröße, der Tory II-C, wurde fast 5 Minuten lang mit voller Leistung betrieben. Dieser Test, der durch die Kapazität des Druckluftspeichers begrenzt war, dauerte 292 Sekunden. Die dem Reaktor zugeführte Luft wurde auf 506 °C (943 °F) vorgeheizt und auf 2,18 MPa (316 psi) komprimiert, um die Bedingungen eines Staustrahltriebwerks zu simulieren. ^{[ 6 ]}

• Die verlorene Rakete – ein Film aus dem Jahr 1958, der sich mit einer ähnlichen Waffe befasst.
• 9M730 Burewestnik – ein russischer atomgetriebener Marschflugkörper
• Liste der atomgetriebenen Flugzeuge

• „Die fliegende Brechstange“, archiviert am 29.03.2020 in der Wayback Machine aus dem Magazin Air & Space , April/Mai 1990, Band 5, Nr. 1, Seite 28
• Eintrag zu Vought SLAM im Verzeichnis der US-amerikanischen Militärraketen und -flugkörper