Программа ядерных боеголовок W25: Разработка и характеристики.

Введение

Малая ядерная боеголовка США

Приложение Genie

Программа W25 началась в марте 1951 года, когда Отдел военного применения предложил изучить возможность использования ядерного оружия для подавления атак вражеских самолетов. Однако немедленных действий предпринято не было, поскольку уровень развития как боеголовок, так и ракет был недостаточен для практической реализации этого предложения. Технологии вскоре улучшились, и к февралю 1952 года Объединенный штаб потребовал от Объединенного авиационного совета изучить этот вопрос. Исследование было завершено в январе 1953 года и показало, что возможно создание боеголовок, запускаемых с самолетов-перехватчиков и бомбардировщиков с использованием ракет, ракетных ускорителей и артиллерийских установок. Совет рекомендовал разработку ядерных боеголовок для зенитных ракет RIM 8 Talos, CIM 10 Bomarc и MIM 3 Nike Ajax. В ходе обсуждения доклада предполагалось, что потребуется десятки тысяч боеголовок для ПВО, поэтому для снижения их стоимости необходимо было обеспечить экономичность использования ядерных материалов в боеголовках. В то же время ВВС США нуждались в высокоскоростной ракете "воздух-воздух" с ядерной боеголовкой. ВВС считали, что, поскольку системы ПВО действуют в мирное время, желательно иметь возможность подтверждения человеком того, что неопознанный самолет является враждебным, прежде чем его поражать. Национальная лаборатория Sandia с 1952 года изучала работу ядерного оружия на больших высотах и в августе 1953 года пришла к выводу, что основной проблемой является пробой высокого напряжения при низком давлении. Это означало, что существующие устройства для запуска оружия были непригодны, поэтому рассматривались варианты решения. Вскоре было решено, что проблему можно решить путем создания герметичной ядерной боеголовки, заполненной воздухом под высоким давлением для предотвращения электрической дуги. В октябре 1953 года программы разработки боеголовок для ПВО пошли по необычному пути, отказавшись от тогдашней тенденции к высокой стандартизации ядерных и неядерных компонентов оружия. Это было обосновано тем, что боеголовки ПВО должны быть легко доступны для использования, обладать высокой устойчивостью к преждевременному взрыву и обеспечивать экономичное использование ядерных материалов. Sandia провела исследования оптимального размера боеголовки ракеты "воздух-воздух", а в мае 1954 года Комиссия по атомной энергии начала разработку ядерной боеголовки "воздух-воздух". В мае 1954 года были определены военные характеристики боеголовки. Она должна была находиться в состоянии готовности в течение 30 дней, обеспечивать 50 часов полета на высотах до 30480 м и выдерживать температурные нагрузки. Боеголовка должна была выдерживать ускорение вдоль продольной оси и вдоль перпендикулярных осей. В июне 1954 года были официально приняты названия боеголовок Mark 25, Mark 30 и Mark 31. ВВС должны были отвечать за ракетные системы, включая систему подрыва и вооружения, а AEC – за поставку боеголовки и сопутствующего оборудования для сборки, испытаний и обработки. Ракета для боеголовки первоначально получила название Ding Dong и была оптимизирована для установки на самолеты F-86 Sabre, F-89 Scorpion и F-100 Super Sabre. Диаметр ракеты должен был составлять , но рассматривались варианты до . В ноябре 1954 года было опубликовано исследование зависимости вероятности поражения от боевой части. Было установлено, что увеличение мощности увеличивает радиус поражения оружия, но требует увеличения дальности запуска для обеспечения безопасного ухода самолета-носителя. Это снижало точность оружия, нивелируя преимущество от увеличения мощности. Также изучалась стоимость ядерного материала на поражение, и было обнаружено, что наибольшая эффективность ядерного материала достигается при наибольшем диаметре оружия. Однако более крупные боеголовки требовали более крупной ракеты и вызывали проблемы совместимости с самолетами. В конечном итоге был выбран диаметр . В январе 1955 года совместная исследовательская группа была расформирована и преобразована в Совместную группу проекта ракет "воздух-воздух". К этому моменту вес боеголовки составлял примерно . В марте 1955 года помощник министра обороны санкционировал полномасштабную разработку ракеты и ее боеголовки. В том же месяце ВВС выразили настоятельную просьбу о вводе оружия в эксплуатацию к 1957 году. В связи с необходимостью большого количества боеголовок они запросили начать серийное производство, но AEC отклонило эту просьбу, поскольку не было получено четких директив по производству. Военно-лигационная комиссия впоследствии запросила начать производство боеголовок к дате готовности ракеты – январю 1957 года. Оружие должно было обладать максимальной взаимозаменяемостью компонентов с другими видами оружия, при условии, что это не повлияет на герметичную конструкцию. Боеголовка должна была быть способна храниться в состоянии готовности к применению не менее 30 дней, а желательно – 90 дней, если это не задержит сроки производства. Боеголовка должна была быть способна функционировать на высотах до 22860 м, а желательно – до 30480 м. Диаметр должен был составлять , при минимальной длине и весе. В то время была выражена обеспокоенность по поводу использования тепловых батарей в оружии, поскольку все компоненты, необходимые для взрыва, находились бы внутри боеголовки. Была проведена оценка, и в апреле 1955 года был опубликован отчет, описывающий несколько вариантов обеспечения безопасности, которые можно было бы использовать. В конечном итоге было выбрано автоматическое устройство безопасного/вооруженного состояния, которое отключало высоковольтные соединения от детонаторов. Разместив его внутри боеголовки, а не в комплекте адаптации боеголовки, стало возможным закоротить конденсатор x-блока и тепловую батарею. К маю 1955 года ракета AIR 2 Genie приобретала форму. Неуправляемая ракета имела дальность полета и скорость, превышающую ее начальную скорость. Длина составляла , диаметр с убранными стабилизаторами – , а с выпущенными стабилизаторами – . Боеголовка была заполнена воздухом под давлением на заводе для предотвращения пробоя высокого напряжения на большой высоте. В июне 1955 года ВВС запросили ускорить программу производства боеголовок, что позволило бы создать промежуточную боеголовку для краткосрочного развертывания, которая будет заменена серийными боеголовками Mark 25 по мере их поступления. Промежуточные боеголовки должны были называться EC 25 (боеголовка экстренной готовности), а серийные – Mark 25 Mod 0 или W25 0. Дата выпуска конструкторской документации была запланирована на июль 1956 года, а первые серийные боеголовки должны были быть произведены в июне 1957 года. Производство боеголовок экстренной готовности началось в декабре 1956 года. Первоначально ракета была сертифицирована для самолета F-86 Sabre, а затем – для F-101 Voodoo и F-106 Delta Dart по мере их поступления. Оружие было признано крупным достижением, поскольку считалось новым поколением оружия, не требующим особого обслуживания или проверки – "деревянной" бомбой, сравнимой с бруском сосны. В январе 1961 года Sandia получила запрос на разработку устройства обеспечения безопасности для оружия в различных условиях окружающей среды. Это было достигнуто с помощью инерционного переключателя, что привело к созданию боеголовки Mark 25 Mod 1. Оружие было принято на вооружение в марте 1962 года. Боеголовка W25 была снята с вооружения в 1984 году.

The W25 program began in March 1951, when the Division of Military Application suggested that the use of nuclear weapons to blunt enemy aircraft attacks be examined. However, little immediate action was taken because the state of the art in both warheads and missiles was not yet advanced enough for the proposal to be practicable. Technology soon improved and, by February 1952, the Joint Chiefs of Staff requested that the Joint Air Board study the matter. The study was completed in January 1953, which suggested that gun , rocket and missile carried warheads were possible, launched from interceptor and bomber aircraft. The board specifically recommended the development of nuclear warheads for the RIM 8 Talos, CIM 10 Bomarc and MIM 3 Nike Ajax surface to air missiles. During discussions about the report, it was believed that tens of thousands of air defense warheads would be needed, and so the warheads would have to be economical in nuclear materials to reduce their cost. At the same time, the US air force wanted a high velocity, nuclear armed, air to air missile. The air force believed that, because air defenses operated under peacetime conditions, it was desirable to have the ability for a human to make confirmation that an unidentified aircraft was indeed hostile before engaging it. Sandia National Laboratory had been investigating the high altitude operation of nuclear weapons since 1952 and, in August 1953, concluded that the only major concern was high voltage breakdown at low pressures. That meant that existing weapon firing sets were unsuitable, so solutions were examined. It was soon decided that the problem could be solved through the use of a sealed nuclear weapon, with the weapon filled with high pressure air to prevent electric arcing. In October 1953, the air defense warhead programs took an unusual turn in that they avoided the then trend to highly standardize nuclear and non nuclear components of weapons. This was justified on the basis that air defense warheads needed to be readily available for use, needed to be highly resistant to premature detonation, and needed to economise the use of nuclear materials. Sandia conducted research into the optimum size of an air to air missile warhead and, in May 1954, the Atomic Energy Commission began development of an air to air nuclear warhead. In May 1954, the military characteristics were specified for a warhead. It would be capable of remaining at the ready condition for 30 days, be capable of 50 hours flight time at altitudes of up to 100000 feet (30480 m), and withstand temperatures of The warhead would be able to withstand acceleration of along the longitudinal axis and along perpendicular axes. In June 1954, the warhead names Mark 25, Mark 30 and Mark 31 were formally adopted. The air force would be responsible for the rocket systems, including the arming and fusing system, while the AEC would supply the warhead and associated assembly, testing and handling equipment. The rocket for the warhead was initially named Ding Dong and was optimized for carriage on the F 86 Sabre, F 89 Scorpion and F 100 Super Sabre. The rocket was to be in diameter, but excursions of up to were to be investigated. A study of yield to kill probability was published in November 1954. While higher yields increased the lethal radius of the weapon, higher yields required the launching range to be increased to allow for a safe escape by the launching aircraft. This reduced the accuracy of the weapon, eventually counteracting the advantage from the increased yield. Cost in nuclear material to kill was also studied, and it was found that the largest weapon diameter of was most efficient in nuclear material. However, larger weapons required a larger rocket and caused aircraft compatibility problems. A diameter of was eventually settled on. In January 1955, the joint study group was dissolved and reformed as the Air to Air Rocket Joint Project Group. By that point, the weapon weighed approximately
In March 1955, the assistant secretary for defense authorized the full development of the rocket and its warhead. In the same month, the air force expressed an urgent desire to have the weapon operational by 1957. Because of the numbers required, they requested that quantity production of the weapon begin but, because no firm production directive had been received, the AEC denied the request. The military liaison committee subsequently requested the warhead be in production by the rocket availability date of January 1957. The weapon was to have maximum interchangeability of components with other weapons, provided that it did not compromise the weapon's sealed design. The weapon would be capable of storage in a ready to operate condition for at least 30 days, with 90 days being desirable, as long as such a requirement did not delay the production date. The warhead would be capable of operation up to 75000 feet (22860 m), with 100000 feet (30480 m) being desirable. Diameter would be with length and weight being held at a minimum. Concern was expressed at this time over the use of thermal batteries in the weapon, because all the components needed to produce detonation would be present inside the warhead. An evaluation was therefore made and a report released in April 1955, describing several safing options that could be used. Eventually an automatic safe/arm device was selected, that disconnected the high voltage connections to the detonators. By placing it inside the warhead and not in the warhead adaption kit, it became possible for the system to also short the x unit capacitor and thermal battery. By May 1955, the rocket, the AIR 2 Genie, was taking shape. Unguided, the rocket would have a range of and a velocity of over its launch speed. Length would be , diameter with fins retracted of and with fins extended The warhead was pressurized to at the factory to prevent high voltage arc over at altitude. In June 1955, the air force requested an acceleration of the warhead production program, which would produce an interim warhead for short term deployment that would be replaced by production Mark 25 warheads as they became available. The interim warheads were to be called the EC 25 (emergency capability warhead), while production warheads were to be called the Mark 25 Mod 0 or W25 0 warhead. Design release was scheduled for July 1956, with the first production warheads being produced in June 1957. Emergency capability warheads were produced beginning in December 1956. Initially, the rocket was certified for the F 86 Sabre, with later capability with the F 101 Voodoo and F 106 Delta Dart as the aircraft became available. The weapon was hailed as a major achievement as it was believed to be of a new generation of weapons that required little maintenance or inspection — a "wooden" bomb, likened to that of needing the maintenance of a block of pine. In January 1961, Sandia was requested to develop an environmental safing device for the weapon. This was achieved with an inertial switch, producing the Mark 25 Mod 1 warhead. The weapon entered the stockpile in March 1962. The W25 was retired in 1984.

Усиленная боеголовка, полностью урановая

В июне 1956 года были высказаны неофициальные замечания об отсутствии усиленной боеголовки W25. Альбукеркский операционный офис ответил, что официального запроса на такое оружие никогда не поступало, после чего военные оперативно предоставили такой запрос. В июле 1956 года было завершено предварительное исследование, установившее, что из-за ограничений по габаритам применения "Genie" потребуется полная переработка конструкции, фактически приводящая к созданию новой боеголовки. За этим исследованием последовали опасения, связанные с плутониевой опасностью боеголовки W25, и вопросы о возможности создания оружия, целиком состоящего из урана. Была сформирована исследовательская группа, которая в ноябре 1956 года доложила, что хотя плутониевую опасность можно в некоторой степени снизить, создание полностью уранового заряда в заданных пространственных ограничениях невозможно без использования пушечной схемы. В мае 1957 года Комиссия по атомной энергии (AEC) получила указание изучить способы минимизации плутониевой опасности без увеличения потребности в делящихся материалах. Результаты этого исследования остаются засекреченными, но проект был отменен в ноябре 1957 года.

Дизайн

W25 имел диаметр и длину, при заявленном весе . Боеголовка была имплозионного типа и имела герметичную конструкцию.