Ядерная боеголовка W50: Разработка и применение.

Введение

W50 (также известный как Mark 50) — американская термоядерная боеголовка, предназначенная для баллистической ракеты MGM-31 Pershing. Первоначально разрабатывалась для противоракетной системы LIM-49 Nike Zeus, но это применение было отменено до развертывания. Разработчиком W50 являлась Лос-Аламосская национальная лаборатория. Производство W50 велось с 1963 по 1965 год, всего было изготовлено 280 боеголовок. Снятие с вооружения началось в 1973 году, а последние экземпляры были выведены из эксплуатации в 1991 году. Существовали два основных модификации: Mod 0 для Nike Zeus и Mod 1 для Pershing. Были предусмотрены три варианта мощности: Y1 с , Y2 с и Y3 с . Все модификации имели диаметр на фланце крепления и длину, а их вес составлял .

История

Боеголовка W50 берет свое начало в предложении 1955 года, которое впоследствии стало ракетой Nike Zeus. Лабораториям Bell Telephone Laboratories было поручено оценить будущие проблемы противовоздушной обороны в период с 1960 по 1970 год, что привело к разработке предложения по созданию Nike Zeus. Это исследование показало, что для поражения таких угроз, как межконтинентальные баллистические ракеты (МБР), движущиеся с высокой скоростью, необходима ядерная боеголовка, и даже с ней максимальная дальность поражения цели оставалась относительно небольшой. Помощник министра обороны стремился к созданию ранних возможностей противоракетной обороны и попросил Комиссию по атомной энергии (AEC, ныне Министерство энергетики) совместно с армией провести исследование осуществимости создания подходящих ядерных боеголовок для Nike Zeus. Эта группа впервые собралась в июне 1957 года. Предполагалось, что ракета сможет нести боеголовку весом около . Ввиду сложности задачи, исследовательская группа разделила работу на два этапа. На первом этапе изучались механизмы уничтожения вражеских боеголовок, а также радиусы поражения этих механизмов при различных мощностях взрыва. Считалось, что эти значения не могут быть адекватно определены в течение следующих двух лет, поскольку требовалось провести испытания уязвимости целей и практических пределов защиты боеголовок. Это включало необходимость проведения многочисленных летных испытаний для определения уязвимости головной части ракеты при возвращении в атмосферу. Ожидалось, что самая ранняя дата начала эксплуатации составит 1962 год. На втором этапе должна была быть разработана боеголовка, отвечающая требованиям, определенным на первом этапе. Считалось, что конкретные требования к боеголовке не следует фиксировать, поскольку необходимо использовать преимущества улучшений конструкции, которые будут достигнуты в течение следующих двух лет. Предложение отложить детальное проектирование боеголовки до 1959 года было принято в конце июня 1957 года. Параллельно возрос интерес к предлагаемой ракете Pershing, и в январе 1958 года состоялась встреча, на которой обсуждалась ядерная боеголовка для этой системы. Начало эксплуатации планировалось на июль 1962 года, а летные испытания – на август 1960 года. И Лос-Аламос, и Лоуренсовская лаборатория радиационных исследований (ныне Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора) заявили, что боеголовки с заданными требованиями по весу и мощности могут быть созданы в установленные сроки. Исследование осуществимости создания боеголовки для Pershing было опубликовано в феврале 1958 года. В феврале 1958 года Управление военного применения (DMA) выразило обеспокоенность по поводу количества программ вооружений, над которыми работала Ливерморская лаборатория, с запланированным началом эксплуатации в период с 1960 по 1962 год. Их беспокоила рабочая нагрузка Ливерморской лаборатории, в частности, планируемое ускорение и повышение приоритета боеголовки W47 для ракеты Polaris, и поэтому они считали, что разработку боеголовки Nike Zeus следует поручить Лос-Аламосской лаборатории. Официальное разрешение на разработку боеголовки для Nike Zeus было получено 3 марта 1958 года. В марте 1958 года было предложено другое применение боеголовки – для ракеты Minuteman. Планировались боеголовки весом и , а ожидаемое начало эксплуатации – середина 1962 года. В мае 1958 года было завершено исследование боеголовки для Minuteman, в котором предлагалось использовать ту же боеголовку, что и для Nike Zeus. Тем временем для Pershing рассматривались две боеголовки. Для конструкции весом был предложен диаметр и длина, а для более тяжелой конструкции – диаметр и длина. В июне 1958 года DMA предложило разработать единую боеголовку для Nike Zeus, Minuteman, Pershing и Hopi (недолговечное предложение ракеты "воздух-поверхность"). Это предложение было принято. Предложенные характеристики для этой "универсальной боеголовки" были: диаметр , длина и вес . В течение 1958 года Лос-Аламосская лаборатория испытывала перспективные конструкции ядерных боеголовок в ходе операции "Hardtack I". Среди них были взрывы "Tobacco" (30 мая 1958 года), "Sequoia" (1 июля 1958 года) и "Pisonia" (17 июля 1958 года). Испытания компонентов ракет на устойчивость к воздействию ядерных взрывов были проведены во время взрыва "Cactus" (5 мая 1958 года). Поскольку устройства, непосредственно применимые к Pershing, испытывались в рамках операции "Hardtack", было решено отложить публикацию исследования двух рассматриваемых боеголовок до окончания испытаний. Военные характеристики боеголовки Nike Zeus были опубликованы в июле 1958 года. Боеголовка должна была быть прочной, надежной и простой в конструкции, легко поддаваться испытаниям, проверке, хранению и обращению, быть спроектированной таким образом, чтобы минимизировать возможность человеческой ошибки, и требовать минимального количества операционных испытаний и технического обслуживания. Боеголовка должна была быть способна находиться в состоянии боевой готовности, находясь в ракете, в течение как минимум четырех лет, и быть готовой к запуску в течение пятнадцати секунд. В августе 1958 года Sandia National Laboratories (Sandia) было поручено выяснить, возможно ли создать боеголовку, отвечающую всем четырем системным требованиям, с датой начала эксплуатации в конце 1961 года. Sandia отвечала за проектирование электрических систем боеголовки Nike Zeus, которая теперь получила название XW 50. Эта задача требовала экстремальной миниатюризации компонентов из-за ограниченного пространства внутри Nike Zeus, и параллельно была начата разработка с использованием устройств, приводимых в действие взрывом. В сентябре Sandia сообщила, что электрическая система боеголовки будет аналогична электрической системе боеголовки W47 для ракеты Polaris и боеголовки W49, используемой на нескольких МБР. В октябре 1958 года Лос-Аламосская и Sandia National Laboratories направили письмо в Управление в Альбукерке, в котором заявили, что создание боеголовки для всех четырех систем возможно. В роли Pershing более тяжелая боеголовка будет создана путем переработки боеголовки W47, а более легкая боеголовка – за счет XW 50. В декабре 1958 года было принято решение, что Nike Zeus может принять боеголовку весом до , и было предложено увеличить вес боеголовки. Впоследствии ВВС решили рассмотреть другие боеголовки для Minuteman, такие как W56, а проект Hopi был отменен. В середине июня 1959 года была рассмотрена ядерная конструкция XW 50, а в конце июня AEC получила разрешение приступить к разработке ядерной боеголовки для Pershing. Для Pershing считалось, что для XW 50 не потребуется дополнительных ядерных испытаний и что боеголовка будет доступна в январе 1963 года. Тем временем Sandia работала над устройствами подрыва. Для Nike Zeus требовалось воздушный подрыв и возможность самоуничтожения, а для Pershing – воздушный и наземный подрыв с предотвращением контакта при воздушном подрыве, но без самоуничтожения. Для Pershing контактный подрыв будет обеспечиваться контактными кристаллами и системой двойной оболочки. Военные характеристики были опубликованы в сентябре 1959 года и включали требование, чтобы устройство было безопасно в одном положении, обладало максимальной защитой от случайного взрыва, диверсий или "психопатов", и включало устройство экологической защиты. Боеголовка также не должна содержать внутренних источников питания, способных активировать боеголовку или заряжать устройство подрыва. В августе 1960 года велась разработка новой конструкции боеголовки: XW 50 X1, и в сентябре командование полевыми войсками уведомило Sandia, что конструкции XW 50 и XW 50 X1 приемлемы, несмотря на небольшое увеличение диаметра и увеличение длины до . Производство боеголовки XW 50 X1 было санкционировано в июне 1961 года. Ее диаметр составлял , а диаметр на монтажном фланце – , длина составляла , а вес – . В июле 1962 года Sandia завершила исследование по интеграции системы блокировки действия (PAL) в боеголовку для использования в Pershing. Из-за ограниченного пространства установка PAL потребовала удаления системы самоуничтожения. В связи с этим было решено, что в эксплуатации будут предоставлены два различных варианта боеголовки: W50 Mod 0 для Nike Zeus и W50 Mod 1 для Pershing. Однако производство W50 Mod 0 не было санкционировано, поскольку проект Nike Zeus был отменен. Из-за необходимости перенаправить устройства подрыва для предстоящей серии испытаний производство W50 Mod 1 было отложено до марта 1963 года. Оружие разрабатывалось в рамках операции "Dominic", включая взрывы Adobe (25 апреля 1962 года) и Aztec (27 апреля 1962 года). Боеголовка также использовалась в нескольких испытаниях воздействия оружия в рамках операции...

The W50 warhead traces its origins to a 1955 proposal that became the Nike Zeus missile. Bell Telephone Laboratories were tasked with evaluating future air defense problems in the 1960 to 1970 time frame, which led to the Nike Zeus proposal. This study showed that a nuclear warhead was mandatory to defeat threats such as Intercontinental ballistic missiles (ICBMs) moving at , and that even with a warhead, the maximum possible kill distance to a target was still quite low. The assistant secretary of defense was anxious to establish an early anti ballistic missile capability and requested that the Atomic Energy Commission (AEC now the Department of Energy) work with the army on a feasibility study of suitable nuclear warheads for Nike Zeus. This group first met in June 1957. The missile was expected to be able to carry a warhead of about weight. Due to the complexity of the task, the study group split the work into two phases. In the first phase, mechanisms which would kill enemy warheads were examined, as would the lethal radii for those mechanisms for various yields. It was believed that these values could not be adequately defined for another two years as tests of target vulnerability and the practical limits of warhead hardening needed to be performed. This included the requirement to perform many flight tests to establish reentry vehicle (RV) vulnerability. The earliest operational availability date was expected to be 1962. In the second phase, a warhead designed to meet the requirements determined in phase one would be developed. It was believed that specific warhead requirements should not be tied down as advantage should be taken of design improvements made over the following two years. The proposal to delay detailed warhead design until 1959 was accepted in late June 1957. Concurrently, interest in the proposed Pershing missile had increased and in January 1958, a meeting was held to discuss a nuclear warhead for the system. Operational availability was planned for July 1962 with flight tests starting in August 1960. Both Los Alamos and Lawrence Radiation Laboratory (now Lawrence Livermore National Laboratory) stated that warheads in the weight and yield requirements were possible on the given timescales. A feasibility study of the Pershing warhead was released in February 1958. The division of military application (DMA) expressed concern in February 1958 about the number of weapons programs that Livermore were working on with planned operational availabilities in the 1960 to 1962 time frame. They were concerned about Livermore's workload, specifically with planned acceleration and increased prioritization of the W47 warhead for Polaris, and therefore believed that the Nike Zeus warhead should be assigned to Los Alamos. Formal authorization to develop a warhead for Nike Zeus was received on 3 March 1958. In March 1958, another application for the warhead was proposed on the Minuteman missile. Warheads of and were planned, and expected operational availability was mid 1962. In May 1958 a Minuteman warhead study was completed with use of the same warhead as Nike Zeus suggested. Meanwhile for Pershing, two warheads of and were considered. For the design, a diameter of and a length of was proposed and for the heavier warhead design, a diameter of and a length of was proposed. In June 1958, the DMA then suggested that a single warhead be developed for Nike Zeus, Minuteman, Pershing and Hopi (a short lived air to surface missile proposal). This suggestion was accepted. The proposed specifications for this "universal warhead" were a diameter of , a length of and a weight of
During 1958, candidate nuclear warhead designs were tested by Los Alamos during Operation Hardtack I. These included the shots Tobacco (30 May 1958, ), Sequoia (1 July 1958, ) and Pisonia (17 July 1958, ). Tests of missile components against the effects of nuclear explosions were conducted in the shot Cactus (5 May 1958, ). As devices directly applicable to Pershing were being tested in Hardtack, it was decided that release of a study of two warheads being considered would be deferred until after the tests. The military characteristics for the Nike Zeus warhead were released in July 1958. The warhead was to be rugged, reliable and simple in design; be easy to test, inspect, store and handle; be designed to minimize the possibility of human error; and require a minimum of operational testing and maintenance. The warhead would be capable of remaining in alert condition, while loaded into an alert missile, for a period of a least four years, while being ready to fire in fifteen seconds. In August 1958, Sandia were asked if a warhead meeting all four system requirements could be furnished with an operational availability date of late 1961. Sandia were responsible for design of the electrical systems in the Nike Zeus warhead, which was now assigned the name XW 50. This application required extreme miniaturization of components due to space limitations inside Nike Zeus and a parallel design using explosively actuated devices was initiated. In September, Sandia reported that the warheads electrical system would be similar to that of the W47 Polaris warhead and W49 warhead used on several ICBMs. In October 1958, Los Alamos and Sandia wrote to the Albuquerque Operations Office stating that a warhead for all four systems was possible. In the Pershing role, the now heavy warhead would be provided by a rework of the W47 warhead while the warhead would be provided by the XW 50. In December 1958, it was felt that Nike Zeus could accept a warhead up to and it was suggested that the warhead weight be increased. Subsequently, the air force decided to examine other warheads for Minuteman such as the W56, and the Hopi application was dropped. In mid June 1959, the nuclear design of the XW 50 was reviewed, and in late June, the AEC was authorized to proceed with development of a nuclear warhead for Pershing. For the Pershing role, it was believed that no further nuclear tests would be required for the XW 50 and that the warhead would be available January 1963. Meanwhile, Sandia were working on firing devices. Nike Zeus required air burst fuzing and the capability to self destruct, while Pershing required air and ground burst fuzing with contact preclusion for air burst, but no self destruct. For Pershing, contact fuzing would be provided by contact crystals and a double shell system. The military characteristics were released in September 1959 and included that the device be one point safe; possess maximum protection against detonation by accident, saboteurs or "psychotics"; and would include an environmental safing device. The warhead would also contain no internal power source capable of arming the warhead or charging the firing set. In August 1960 a new warhead design was underway: the XW 50 X1, and in September field command notified Sandia that the designs of the XW 50 and XW 50 X1 were acceptable, despite a slight increase in diameter and an increase in length to
Production of the XW 50 X1 warhead was authorized in June 1961. It was in diameter and in diameter at the mounting flange, long and weighed
In July 1962, Sandia concluded a study on incorporating a permissive action link (PAL) system into the warhead for Pershing use. Because of the limited space available, fitting a PAL required removal of the self destruct system. Because of this it was decided that two different warhead mods would be provided in service: the W50 Mod 0 for Nike Zeus and the W50 Mod 1 for Pershing. However, no production of the W50 0 was authorized as the Nike Zeus was cancelled. Due to the need to divert firing sets for the approaching test series, production of the W50 1 was delayed until March 1963. Weapons development tests of the XW 50 X1 in Operation Dominic included Adobe (25 April 1962, ) and Aztec (27 April 192, ). The warhead was also used in several weapons effects test in Operation Fishbowl, including Checkmate (20 October 1962, ), Bluegill Triple Prime (26 October 1962, ) and Kingfish (1 November 1962, ). Early production was achieved in March 1963. The final warhead was slightly overweight, but this was considered acceptable by the department of defense. Production continued until December 1965, with 280 warheads produced. At some point a W50 Mod 2 warhead was developed. W50 1 warheads were retired starting in April 1973 with the last W50 1 warheads removed from service in 1978. The last W50 2 warheads were retired in April 1991.