Главный калибр боевой авиации


Ещё до испытания первых атомных бомб специалисты Лос-Аламоса видели пути их дальнейшего совершенствования. К примеру, у плутониевой бомбы типа Мк.Ш «Толстяк», сброшенной на Нагасаки, можно было увеличить степень сжатия ядра и, следовательно, коэффициент использования делящихся материалов за счёт улучшения сферичности имплозии при переходе от 32-линзовой фокусирующей системы взрыва к 60-линзовой (имплозия  направленный внутрь бомбы взрыв вещества, окружающего плутониевое ядро, приводящий к сильнейшему его сжиманию и вызывающий цепную реакцию).



Другое направление совершенствования бомбы Mk.lll было очевидным как для её создателей, так и для военных: «Толстяк» имел очень неудачную компоновку и форму баллистического корпуса с точки зрения аэродинамики. Для придания бомбе устойчивости на траектории необходимо было сдвинуть её центр масс максимально вперед. Для этого тяжелый ядерный заряд нужно разместить в носовой части бомбы, а более легкие блоки автоматики подрыва  позади него.Формально разработка новой бомбы Мк.4 началась 2 августа 1946 г., когда в Лос-Аламосской лаборатории был образован специальный Отдел Z. Уже летом 1946 г. новые атомные заряды с левитирующим ядром и с составным ядром могли быть испытаны на атолле Бикини, но было принято решение использовать для испытаний заряды Mk.lll. К тому времени уже стало очевидным, что довести в ближайшее время 60-линзовый заряд не удастся  эта работа требовала большого объёма экспериментальных исследований и трехмерных численных расчётов, для которых в Лос-Аламосе просто не хватало людей. Кроме того, 60-линзовый заряд затруднял компоновку бомбы: блок автоматики подрыва становился вдвое тяжелее, чем у 32-линзового заряда, что сводило на нет эффект от смещения заряда вперёд, а автоматики  назад.

В 1947 г. Комиссии по атомной энергии  новому хозяину Лос-Аламосской лаборатории  удалось возобновить работу в полном объёме. Лаборатории была передана авиабаза Сандия в районе Альбукерка, где на основе Отдела Z был образован её филиал. В апреле 1947 г. начались испытания нового баллистического корпуса Мк.4. В июле был готов макет ядерного заряда новой бомбы, а в конце года т- совершенно новый, лёгкий и компактный блок автоматики подрыва.В декабре в Лос-Аламосе состоялось совещание, на котором ВВС США предъявили свои требования к новой бомбе. В основном они сводились к улучшению её эксплуатационных характеристик. Кроме того, военные настаивали на возможности установки ядра из делящихся материалов в ядерный заряд в полёте, что должно было существенно повысить безопасность взлёта и посадки самолёта-носителя.Директор Лос-Аламосской лаборатории Норрис Бредбери согласился, что компоновка Мк.4 с передним положением ядерного заряда допускает такую операцию, но прежде чем принять окончательное решение, необходимо проверить это экспериментально, хотя бы на стоящем самолёте. Такой эксперимент с использованием одного из доработанных макетов бомбы Mk.lll был успешно проведён 29 марта 1948 г. на авиабазе Кирт-ленд-филд. Монтаж ядра заряда в бомбоотсеке В-29 занял 31 мин. С тех пор все американские атомные бомбы, начиная с Мк.4, были приспособлены для ручного или автоматизированного монтажа ядерного заряда в полёте.

Важнейшее событие на пути создания бомбы Мк.4 состоялось весной 1948 г. С 14 апреля по 14 мая на атолле Эниветок Комиссия по атомной энергии провела три экспериментальных атомных взрыва  X, Y и Z. На башне были взорваны три атомных заряда Mk.lll с новыми типами центрального ядра из делящихся материалов: X  левитирующее составное ядро (-30% плутония и -70% урана-235), Y  левитирующее плутониевое ядро, Z  левитирующее ядро из ура-на-235. Тротиловый эквивалент взрывов составил соответственно 37, 49 и 18 кт. Испытания были признаны настолько успешными, что было принято решение не только немедленно начать производство новых зарядов, но и все выпущенные ядра старого образца переделать в новые. Это позволило бы с тем же запасом делящихся материалов увеличить число бомб в ядерном арсенале на 63%, а их общую мощность  на 75%.

Для окончательной доводки аэродинамической компоновки бомбы руководство Лос-Аламосской лаборатории решило летом 1948 г. проконсультироваться с крупнейшими авиационными специалистами во главе с известным авиаконструктором Джоном Нортропом. Нортроп одобрил компоновку бомбы и её каплевидную форму, но высказал недоумение по поводу ее толстостенного стального корпуса. Для него было очевидно, что если выполнить корпус из легких сплавов с использованием авиационной технологии полумоноко-ковых конструкций, экономия веса составит около тонны. Специалисты Лос-Аламоса согласились с доводами Нортропа, но вносить радикальные изменения в конструкцию Мк.4 было уже поздно. А вот все последующие американские атомные бомбы, начиная с Мк.5 и Мк.6, имели наборный корпус из лёгких сплавов.

В аэродинамических трубах было выполнено много продувок моделей бомб Mk.lll и Мк.4. Продувки показали, что бомба Mk.lll теряет устойчивость на скорости, соответствующей М=0,93. Бомба Мк.4 получилась аэродинамически значительно более ус-
тойчивой — амплитуда угловых колебаний на наиболее опасных скоростях от М=0,8 до М=1,2 не превышала 5° (у Mk. Ill  до 25°). В трубных и лётных экспериментах была окончательно отработана форма корпуса бомбы  обтекаемая капля с плоскими оконечностями и четырьмя клиновидными в сечении стабилизаторами.Разработка Мк.4 завершилась в начале 1949 г. 2 февррля первые две бомбы с инертным снаряжением были сброшены на полигоне с новейших реактивных бомбардировщиков Боинг В-47 «Стратоджет».Все бомбы Мк.4 имели одинаковый составной заряд ВВ типа С, в центре которого могли устанавливаться три типа ядра из делящихся материалов:

а)    49LTC-C — левитирующее ядро из урана-235;

б)    49LCC-C — левитирующее составное ядро из плутония и урана-235;

в)    50LCC-C — левитирующее плутониевое ядро.

Соответственно, тротиловый эквивалент ядерного заряда мог варьироваться от 20 до 40 кт. Переменная мощность была характерной особенностью многих американских ядер-ных зарядов первого поколения.Новая бомба имела те же габаритные размеры, что и «Толстяк» Mk.lll: длина  3250 мм, диаметр  1520 мм, и несколько большую массу  900±110 кг в зависимости от типа ядерного заряда. Передняя и задняя оконечности были образованы плоскими крышками диаметром, соответственно, 735 и 840 мм. Размах стабилизаторов составлял 1500 мм. Корпус бомбы был выполнен из стали толщиной 9,5 мм.Благодаря хорошей устойчивости на траектории, Мк.4 обеспечивала довольно высокую точность бомбометания: круговое вероятное отклонение при сбрасывании с высоты 10000 м составляло 160 м. Этот результат был получен за счёт удачной компоновки и аэродинамически чистого корпуса:все его разъёмы, люки и узел подвески были выполнены заподлицо с внешней поверхностью; антенны высотомеров Арчи были установлены под ра-диопрозрачными крышками в носовой части бомбы.

Автоматика подрыва работала по тому же алгоритму, что и у бомб Mk.l и Mk.lll. Основное отличие заключалось в новом, более компактном, блоке автоматики, смонтированном в одном легкосъёмном контейнере. Для герметизации корпуса все его разъёмы имели резиновые уплотнения.Бомба Мк.4 имела значительно лучшие, чем Mk.lll, эксплуатационные качества. Сборка основных элементов бомбы могла быть выполнена меньше, чем за час, правда, потом около двух часов требовалось на контрольные операции. Установка ядра из делящихся материалов занимала менее получаса и могла производиться в бомбоотсеке после взлёта (у Mk.lll эта операция выполнялась за 8 ч и только на земле).Первая Мк.4 поступила на вооружений 19 марта 1949 г., на десять месяцев раньше намеченной в 1949 г. даты. Всего до мая 1951 г. было выпущено около 550 атомных бомб Мк.4 трех модификаций. Поздние модификации отличались несъёмными детонаторами и упрощенным блоком автоматики. В качестве носителей бомбы Мк.4 использовались бомбардировщики В-29, В-36, В-47, В-50 и тяжелый палубный штурмовик AJ.

С 1950 по 1953 гг. бомбы Мк.4 составляли основу ядерного арсенала США. Между июлем 1952 г. и маем 1953 г. все они были сняты с вооружения и заменены более эффективными бомбами того же класса Мк.6 и малогабаритными Мк.5.
Под ядерный заряд бомбы Мк.4 проектировались также первые американские крылатые ракеты межконтинентальной дальности, по терминологии тех лет  самолёты-снаряды: сверхзвуковой «Навахо» фирмы «Норт Америкен» и более простой дозвуковой «Снарк» фирмы «Нортроп».Ядерный заряд W-4 (W  warhead  головная часть) имел диаметр 1520 мм, длину 2290 мм и массу 2950 кг. Эти параметры были заложены в проекты ракет «Навахо» и «Снарк». Применение ядерного заряда на беспилотном самолёте-снаряде предъявляло к нему ряд дополнительных требований  сохранение работоспособности при низких температурах и давлениях, соответствующих длительному полёту на высотах свыше 20000 м, автоматическая установка ядра из делящихся материалов над территорией противника.