Первоначальные идеи об использовании ядерной энергии для движения самолетов появились примерно в 1944 году. Они привели к небольшой исследовательской программе «Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft» (NEPA - Ядерная энергия для движения самолетов), начавшейся в середине 1946 года. В ходе этого исследования, проведенного Fairchild, были изучены реакторные технологии и системы передачи двигателей. Эти исследования оказались обнадеживающими, и поэтому в 1951 году, с углублением холодной войны, ВВС США предложили начать активную разработку ядерных двигателей для пилотируемых самолетов. Контракты были заключены на три основных элемента: два прототипа испытательного самолета X-6, ядерную двигательную установку (реактор и турбореактивные двигатели) и летно-испытательный самолет с реактором NB-36H.

Исследования по этой программе проводились до мая 1951 года, когда NEPA была заменена программой Aircraft Nuclear Propulsion (ANP). Программа ANP включала положения для изучения двух различных типов ядерных реактивных двигателей: General Electric's Direct Air Cycle и Pratt & Whitney's Indirect Air Cycle. Также по этой программе компанией Convair планировалась модификация двух стратегических бомбардировщика Convair B-36 по проекту MX-1589. Один Convair B-36 использовался для изучения требований к защите бортового реактора, а другой стал прототипом X-6.

Компания Convair получила контракт на разработку прототипа X-6. Предполагалось, что самолет будет сопоставим по размеру с бомбардировщиком компании Convair B-36 Peacemaker: длина 50 м, размах крыла 70 м и масса пустого около 100 тонн. Планировалось, что на Convair X-6 будет 12 ТРД; восемь на обычном топливе использовались для взлета и посадки, а четыре на ядерных двигателях - использовались во время летных испытаний. Это была амбициозная, но дорогая программа испытаний, которая была отменена новой администрацией Эйзенхауэра в 1953 году по бюджетным соображениям. Однако два других элемента сохранились.

Компания General Electric получила контракт на поставку силовой установки, в рамках которой в 1955–1961 годах последовательно разрабатывались три атомные электростанции с прямым циклом в рамках программы испытаний наземного реактора с теплопередачей (HTRE). Окончательная силовая установка HTRE-3 включала твердый замедлитель, в котором вместо воды использовался легкий гибридный (sic) цирконий, горизонтальный реактор для соответствия требованиям авиалайнера и производила достаточно тепла для одновременного питания двух турбореактивных двигателей X-39-5 (модифицированный J-47). У HTRE-3 было несколько новшеств, включая демонстрацию запуска полностью ядерного турбореактивного двигателя, наличие основного экрана, способного выдерживать высокие уровни излучения, ожидаемые в полете, и его конструкция для полетных нагрузок, давления воздуха, температур и перегрузок.

Третьим элементом было летное испытание реактора. В середине 1952 года Convair получила контракт на модификацию двух самолетов Convair B-36: один для наземных испытаний, другой для летных испытаний. Первый модифицированный Convair B-36 назывался Nuclear Test Aircraft (NTA), B-36H-20-CF (серийный номер 51-5712), который был поврежден во время торнадо на авиабазе Карсуэлл 1 сентября 1952 года. Этот самолет был переименован в XB-36H, затем в NB-36H и был модифицирован, чтобы нести 3-мегаваттный ядерный реактор с воздушным охлаждением в бомбоотсеке. Реактор, получивший название Aircraft Shield Test Reactor (ASTR), был в рабочем состоянии, но не приводил в действие самолет. Вода, действующая как замедлитель и теплоноситель, прокачивалась через активную зону реактора, а затем в теплообменники "вода-воздух" для отвода тепла в атмосферу. Его единственная цель состояла в том, чтобы исследовать влияние радиации на системы самолета. Для защиты летного экипажа носовая часть самолета была модифицирована и включала 12-тонный свинцово-резиновый щит и девять заполненных водой защитных баков в фюзеляже для поглощения любого выходящего излучения. Стандартное лобовое стекло было заменено на акриловое стекло толщиной 15 см. Количество свинца и водяной защиты было переменным. Затем измерения полученных уровней излучения сравнивались с расчетными уровнями, чтобы улучшить возможность разработки оптимальной защиты с минимальным весом для бомбардировщиков с ядерными двигателями.

Тем временем ВВС США ужесточали свои требования. В марте 1955 года было выпущено Общее эксплуатационное требование (GOR) №81, касающееся разработке ядерного бомбардировщика WS-125A. Ожидания включали дальность полета около 10 000 морских миль, рабочую высоту 60 000–75 000 футов и продолжительность полета самолета более недели. WS-125A должен был иметь крейсерскую скорость не менее 0,9 Маха, и поступить на вооружение оперативных частей в 1963 году. Реализация таких высоких амбиций оказалась проблематичной. В июле 1955 года Convair NB-36H начал летные испытания. Для каждого полета Convair NB-36 реактор мощностью в один мегаватт лебедкой поднимался в бомбоотсек в специальной яме на заводе Convair в Форт-Уэрте, а затем снова удалялся после приземления. В полете самолет сопровождали самолет радиационного контроля B-50 (слегка обновленный B-29) и транспортный самолет C-119 с десантниками, которые могли быть сброшены для обеспечения безопасности возможного места крушения NB-36H. С 17 сентября 1955 г. по март 1957 г. над Нью-Мексико и Техасом Convair NB-36H совершил 47 испытательных полетов и 215 часов полетного времени (89 из которых работал реактор). Это был единственный известный эксперимент США с бортовым реактором с работающим ядерным реактором на борту. Convair NB-36H был списан в Форт-Уэрте в 1958 году, когда программа ядерных самолетов была прекращена. После того, как ASTR был снят с Convair NB-36H, он был перемещен в Национальный центр авиационных исследований.

Результаты испытаний ядерной силовой установки и Convair NB-36H были неоднозначными. HTRE-3 доказал возможность использования ядерного турбореактивного двигателя и возможность создания летающей силовой установки, хотя технические проблемы оставались. Основная проблема заключалась в том, что было трудно построить ядерный реактор, достаточно маленький, чтобы поместиться в самолет, но который производил бы требуемую для эксплуатации значительную выходную мощность. Казалось, что использование современных технологий означает, что самолеты с ядерными двигателями будут относительно медленными. Какое-то время исследовались концепции «ядерного полета, химического рывка»; дополнительные двигатели на авиационном топливе позволили бы совершить сверхзвуковой рывок в районе цели.

Более того, программа полета Convair NB-36H высветила опасности, связанные с эксплуатацией самолетов с ядерными двигателями. Хотя хорошо защищенный самолет обычно не представляет радиационной опасности для экипажа или наземного персонала, были опасения, что аварии могут привести к выбросу продуктов деления из реакторов, а также по поводу дозировки от длительного воздействия на человека радиоактивности от утечки. При этом испытательные полеты в основном служили для привлечения внимания к реальным трудностям, которые возникнут при работе с ядерным топливом в условиях эксплуатации.

Если бы программа развивалась, последующие самолеты были бы основаны на преемнике Convair B-36, прототипT бомбардировщика Convair YB-60 со стреловидным крылом. Convair X-6 должен был оснащаться двигателями General Electric X-39 (двигатели J47, модифицированные для использования ядерной энергии в качестве топлива) с реактором P-1. В ядерном реактивном двигателе активная зона реактора использовалась в качестве источника тепла для воздушного потока турбины вместо сжигания реактивного топлива. Одним из недостатков конструкции было то, что, поскольку поток воздуха через двигатель использовался для охлаждения реактора, этот поток воздуха необходимо было поддерживать даже после того, как самолет приземлился и припарковался. General Electric построила два прототипа двигателей, которые можно увидеть в экспериментальном центре в Арко, штат Айдахо. По результатам испытаний в 1961 г. была прекращена разработка Convair X-6 и работы по всей программе.

Технические характеристики Convair X-6 (NB-36H)
Экипаж: пять человек
Длина: 49,38 м
Размах крыла: 70,1 м
Высота: 14,26 м
Площадь крыла: 443,3 м2
Максимальный взлетный вес: 163 000 кг
Силовая установка: 4 атомных турбореактивных двигателя General Electric J53 с тягой 5200 фунтов силы (23 кН) каждый
Силовая установка: 6 х Pratt & Whitney R-4360-53 по 3800 л.с. (2830 кВт) каждая
Максимальная скорость: 628 км/ч
Практический потолок: 12200 м