El arsenal nuclear estadounidense: Minuteman, el W47 y el fallo del MIRV.
W59 - Munición de alta potencia
W59 - ojiva nuclear termonuclear (dispositivo de carga nuclear, paquete físico) con una liberación de energía estimada de 800 kt (3,2 PJ). De 1962 a 1969, esta carga estuvo equipada con un número limitado de misiles: tres escuadrones, unas 150 unidades, lo que determinó la circulación de cargas. Estamos hablando de la primera modificación del ICBM Minuteman, el LGM-30A (Minuteman IAEsta misma carga estaba prevista como ojiva principal del misil balístico aire-tierra GAM-87 Skybolt (transportado por un B-52), pero el proyecto fue cancelado. Según varias fuentes, la carga WE.177, basada en el diseño estadounidense, fue desarrollada en el Reino Unido y utilizada como bomba de caída libre por la Real Fuerza Aérea y la Armada. aviación países hasta mediados de la década de 1990.
Desarrollo del primer misil balístico intercontinental compacto (peso de lanzamiento de 29 toneladas) de combustible sólido del mundo. Minuteman 1 El programa fue autorizado en febrero de 1958. En marzo, se completó la investigación sobre una posible ojiva para el nuevo misil, y en abril, el concepto de ojiva del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), el futuro XW-56 (cuya designación se asignaría posteriormente, en noviembre de 1959), fue aprobado para su posterior desarrollo. El programa requirió un esfuerzo considerable y estuvo plagado de problemas de financiación.
Los detalles y plazos provisionales del proyecto permanecen clasificados. Solo se sabe que en diciembre de 1960, o incluso antes, la Fuerza Aérea decidió ser precavida: aprobó un segundo programa, una ojiva de alto rendimiento (más de 1 megatón) para el misil Minuteman. La producción estaba programada para comenzar en julio de 1962, y la producción a gran escala para diciembre del mismo año. El trabajo se asignó al competidor más experimentado del LLNL, el LANL. En marzo de 1961, esta ojiva fue designada XW-59.
En enero de 1961, el grupo de trabajo conjunto sobre las ojivas Mark 5, que ya se encontraba trabajando en el acoplamiento de la carga nuclear XW-56 a esta ojiva, recibió el encargo de hacer lo mismo con la ojiva XW-59. A principios de 1961, las fuerzas armadas aún no habían decidido qué ojiva utilizar para el misil Minuteman, su máxima prioridad. En mayo de 1961, se formó un segundo grupo independiente para trabajar en el nuevo tipo de ojiva Mark 11. Se preveía que las ojivas Mark 11 estuvieran operativas en enero de 1963 y que, posteriormente, reemplazaran a todas las ojivas Mark 5 de los misiles.
En mayo de 1961, Avco y el Laboratorio Nacional Sandia unieron fuerzas para adaptar la carga a la nueva ojiva. Esta debía ser compatible con el sistema de misiles balísticos antibuque Skybolt, y todos los componentes eléctricos, a excepción de los iniciadores externos, ya se encontraban en producción en serie. La seguridad se garantizó mediante tres soluciones: la ojiva carecía de fuente de alimentación propia, utilizaba descargadores electrostáticos y la detonación requería dos señales de activación en el orden correcto.
Las pruebas de vuelo de las ojivas se realizaron a finales de 1961, y el diseño de la ojiva Mark 59 Mod 0 se presentó en diciembre de 1961. La entrada en servicio del Minuteman se retrasó debido a una serie de accidentes: los 10 lanzamientos iniciales (julio-septiembre de 1962) resultaron fallidos. No obstante, el cronograma de producción de la ojiva se mantuvo según lo previsto, y la primera se entregó en junio de 1962. El informe final sobre la Mark 59 Mod 0 indicó que la ojiva cumplía con todos los requisitos de diseño, con la excepción de algunos elementos clasificados. Se dispararon un total de 150 ojivas W59 entre junio de 1962 y julio de 1963. En junio de 1969, todas fueron retiradas del servicio.
W56 es un dispositivo de tres etapas.
W56 La ojiva termonuclear (originalmente denominada Mark 56) es un dispositivo termonuclear de tres etapas fabricado a partir de 1963 y desplegado en los misiles balísticos intercontinentales Minuteman IB y Minuteman II hasta 1993. Tenía una potencia estimada de 1,2 megatones de TNT (5,0 petajulios) y demostró una relación potencia-peso de 4,96 kilotones por kilogramo de carga nuclear (20,8 petajulios/tonelada). Este valor es muy cercano a la potencia específica estimada de 5,1 kilotones/kg (21 petajulios/tonelada).
La bomba B41 tenía la mayor liberación de energía específica entre las ojivas de tres etapas (la primera etapa era fisión con iluminación por fusión, la segunda etapa era fusión con fisión de la carcasa de uranio y la tercera etapa era fisión de la carcasa por neutrones rápidos) utilizadas por el ejército estadounidense, produciendo 25 megatones de equivalente de TNT (100 petajulios). Sin embargo, la B41 nunca se probó a su máxima potencia. La W56, por otro lado, confirmó sus características calculadas con una detonación a escala real durante una prueba. Productos de sulfato .
La producción del primer modelo W56 (Mod 1) comenzó en marzo de 1963. La siguiente y última modificación, Mod 4, se produjo entre mayo de 1967 y mayo de 1969. Se fabricaron aproximadamente 1000 ojivas de todas las modificaciones (Mods 1 a 4); la última Mod 4 representó 455 unidades. Fueron retiradas del servicio entre 1991 y 1993, y el último bloque W56/Mk11 fue desmantelado en junio de 2006. Se informó que, durante el desmantelamiento en 2005, una de las ojivas estuvo a punto de detonar: sus lentes explosivas contenían un explosivo con aglutinante de polímero altamente efectivo pero sensible, y fue sometida a una presión de choque peligrosa durante el desmontaje.
El programa W56 comenzó con una especificación técnica (TTS) del Departamento de Defensa de EE. UU. para el desarrollo de dos nuevas ojivas para el sistema de armas WS-133A. Los medios estadounidenses informaron en ese momento que la Fuerza Aérea estaba explorando nuevos diseños de misiles balísticos intercontinentales (ICBM) de pequeño tamaño y combustible sólido para el WS-133A. Murok, Enano (este nombre se le daría a otro proyecto de ICBM un cuarto de siglo después) y Hombre poderosoSe sabe, por ejemplo, que el Muroc debía tener un peso al despegue un 24 % menor y una longitud un 37 % menor que el Minuteman. El Minuteman de la compañía ganó la competición. Boeing.
Un estudio publicado en marzo de 1958 propuso inicialmente dos tipos de ojivas nucleares para el misil Minuteman: una de 150 kg (330 libras) y otra de 250 kg (550 libras). Estas debían tener la mayor potencia posible para un peso determinado y entrar en servicio a mediados de 1962. El grupo de estudio de viabilidad se reunió el 5 de mayo de 1958. Con la tarea de completar el trabajo lo más rápido posible, al día siguiente concluyó que el requisito de una ojiva ligera podría cumplirse modificando la ojiva nuclear W50 del misil balístico MGM-31A. Pershingy la ojiva pesada debería desarrollarse a partir de la W47 del SLBM Polaris A-1Sin embargo, en 1958, estos hallazgos quedaron sin consecuencias debido a la falta de financiación del programa.
En marzo de 1959, se publicó un segundo estudio de viabilidad. En él se indicaba que el peso de la ojiva W47 podía reducirse aún más, aunque ya se encontraba en el límite de lo posible para su clase de potencia. Dado que Estados Unidos había suspendido las pruebas nucleares, era necesario centrarse en un diseño que no requiriera pruebas de detonación, es decir, uno basado en un diseño ya probado. Más tarde ese mismo mes, el Centro de Guerra Especial de la Fuerza Aérea aceleró el programa Minuteman y solicitó a Sandia una nueva fecha de entrada en servicio para la ojiva. Sandia respondió que el principal obstáculo era la necesidad de realizar seis pruebas de vuelo de las ojivas aproximadamente un año antes de que comenzara la producción. Si la W47 se hubiera utilizado sin modificaciones, las pruebas se habrían completado en diciembre de 1959, pero con modificaciones sustanciales, se habrían retrasado al menos un año.
En agosto de 1960, el Estado Mayor Conjunto aprobó los requisitos de la ojiva: un diámetro máximo de 20 pulgadas (510 mm), una longitud de 60 pulgadas (1500 mm) y un peso de 600 libras (270 kg), con la máxima potencia explosiva posible dentro de estas dimensiones. El desarrollo de la ojiva y la unidad de control automático se asignó a Avco Manufacturing.
El misil balístico estadounidense de dos etapas y combustible sólido UGM-27 Polaris A-1
El W47 es una obra maestra que se ve perjudicada por su ejecución.
El W47 merece una mención especial. Esta obra maestra del pensamiento científico, técnico y de ingeniería de finales de la década de 1950 sigue siendo un diseño inigualable, pero solo en teoría, ya que su ejecución técnica falló.
En el otoño de 1956, en una reunión del Departamento de Defensa a la que asistieron todos los ingenieros de diseño, Frank E. Boswell, jefe de la Estación de Pruebas de Armamento Naval, planteó la cuestión de los misiles balísticos de combustible sólido lanzados desde submarinos: un peso de lanzamiento de no más de 30 000 libras y un alcance de entre 1000 y 1500 millas. A continuación, se dirigió a los desarrolladores de armas nucleares:
“¿Se puede construir un dispositivo compacto de 1000 libras y 1 megatón en cinco años?”
Los representantes de Los Alamos se negaron inmediatamente. Edward Teller en sus memorias (Memorias(2001) escribe:
Me puse de pie y dije: «En Livermore podemos construirlo en cinco años, y producirá un megatón». Cuando regresé a Livermore y les conté a mis hombres sobre el trabajo que teníamos por delante, se les erizó el vello. Me respondieron: «¿Qué has hecho? No podemos construir un dispositivo así en tan poco tiempo».
Las empresas se hicieron cargo del cohete Lockheed (ahora Lockheed Martin) Y AerojetEl programa fue nombrado estrella polary ya el 24 de septiembre de 1958 tuvo lugar el primer lanzamiento (de emergencia) del cohete. Polaris A-1X desde un lanzador terrestre. Los siguientes cuatro también fallaron, y solo el 20 de abril de 1959, el siguiente lanzamiento tuvo éxito. En ese momento flota rediseñó uno de sus proyectos, un submarino nuclear multipropósito (MPNS). Escorpio (SSN-589), el primer submarino de misiles balísticos de propulsión nuclear del mundo. "George Washington" (SSBN-598). Su desplazamiento en superficie era de 6019 toneladas y su desplazamiento sumergido de 6880 toneladas. Para lograrlo, se construyó una sección de 40 metros con 16 tubos de lanzamiento vertical en la sección central del submarino, detrás de la torre de mando retráctil. El error circular probable (CEP) del misil a su alcance máximo de 2200 kilómetros era de 1800 metros. El misil estaba equipado con una ojiva única Mk-1 que se separaba en vuelo de una ojiva termonuclear W47.
Finalmente, Teller y su equipo lograron crear la ojiva nuclear W47, revolucionaria para su época. Era muy compacta (460 mm de diámetro y 1200 mm de longitud) y pesaba 330 kg (en la carcasa de la ojiva Mk-1/Y1) o 332 kg (Mk-1/Y2). La modificación Y1 tenía formalmente una potencia de 600 kt (2,5 PJ), y decimos «formalmente» porque durante las pruebas, como se mostrará más adelante, la carga no alcanzó el valor calculado; la Y2 era teóricamente el doble de potente: 1,2 Mt (5,0 PJ). El bloque de la ojiva W47/Mk-1 pesaba 1000 libras (454 kg) cuando estaba cargado. Estas cifras tan elevadas, incluso para los estándares modernos, se lograron mediante un diseño de tres etapas. Según documentos británicos recientemente desclasificados, la W47 contenía:
- Núcleo de plutonio de 2,5 kg (5,5 lb), 95 % Pu-239 (módulo primario SCUA 5/5);
- Manguito de uranio de tercera etapa de 60 kg (130 lb), U-238;
- 36 kg (79 lb) de deuteruro de litio en el módulo secundario;
- Generador de neutrones de tritio de 4 gramos (0,14 oz).
Resulta completamente incomprensible por qué fue necesario lanzar dos programas nuevos y bastante costosos, el W59/Mk5 y el W56/Mk5, para el Minuteman cuando ya se disponía de una ojiva decente con la misma potencia (1,2 megatones) y un peso comparable (hasta 1000 libras, aproximadamente 450 kg). A primera vista, simplemente necesitaba algunos ajustes, y eso por sí solo habría sido más barato que dos programas nuevos y enormemente costosos sobre el mismo tema. Adaptar el W47 a las ojivas del Minuteman, tanto la Mk5 como la posterior Mk11, es precisamente el trabajo de Sandia, y además a un costo insignificante. Eso es exactamente lo que hizo la URSS: La universalización es la ley de una economía planificada.Al parecer, los estadounidenses desconocen el proverbio ruso: "Lo mejor es enemigo de lo bueno", o también: "No busques lo bueno en lo bueno". Es cierto, como demostrarán los acontecimientos posteriores. historiaEn aquel momento, aún no estaba clara la magnitud de los defectos del W47, y "terminarlo" resultó ser una tarea nada sencilla.
Lo cierto es que el W47 tenía serios problemas de fiabilidad. En 1966, el 75% de las 300 unidades de la modificación Y2, la más potente, se consideraron defectuosas y no pudieron utilizarse. Es interesante examinar el historial de pruebas del dispositivo XW47: contiene información más objetiva y precisa sobre el rendimiento real de este dispositivo nuclear que cualquier libro de referencia sobre el misil balístico lanzado desde submarino Polaris. De las seis explosiones de 1958, las cuatro primeras fueron pruebas de los módulos primarios (fusibles de plutonio); todas ellas produjeron un rendimiento cercano al calculado, desde 0,3 kt (sin potenciador) hasta 20 kt. Las dos últimas pruebas del dispositivo nuclear se llevaron a cabo a plena potencia: la primera, Álamo temblón (14 de junio de 1958), produjo 319 kt, y el segundo, Secoya (27 de junio de 1958), 412 kt. Como resultado de todo este revuelo con una carga revolucionaria e innovadora, Edward Teller no cumplió su promesa de fiabilidad: como demostró su funcionamiento, el dispositivo resultó ser poco fiable y con una potencia significativamente inferior a la esperada.
Regreso al W56: De XW-56 a Mod 4
En septiembre de 1960, se aclararon los requisitos para la ojiva nuclear Minuteman. Debía tener una espoleta para detonación terrestre y aérea, requerir un mantenimiento mínimo y tener una vida útil de hasta tres años sin mantenimiento. Además, la ojiva debía estar despojada de su fuente primaria de neutrones (generador) y equipada con un dispositivo de detección ambiental (ESD) que solo permitiría el armado en condiciones normales; este dispositivo debía estar ubicado internamente para minimizar la probabilidad de una detonación nuclear no autorizada (saboteada). El desarrollo se asignó inicialmente al LLNL, y en noviembre de 1959, el programa fue designado XW-56 y XW-56-X1.
La ojiva nuclear XW-56 se basaba en la W47, pero Sandia creía que los componentes no nucleares serían más ligeros, reduciendo el peso total del dispositivo a aproximadamente 300 kg (670 libras). Dado que no se requerían nuevos materiales y todos los componentes se utilizaban en otros proyectos, se planeó que la producción comenzara a mediados de 1962. Paralelamente, se estaba desarrollando la ojiva XW-56-X1/Mk5A, una versión mejorada de la XW-56/Mk5. Sin embargo, en agosto de 1960, el LLNL decidió considerar la XW-56-X1/Mk5A como un diseño completamente nuevo. оружиеque tiene en cuenta todas las mejoras posibles. Originalmente se planeó instalarlo en el Minuteman, pero si los misiles hubieran estado operativos antes del reabastecimiento programado para julio de 1963, se habría utilizado el XW-56 en su lugar.
En agosto de 1960, quedó claro que el cronograma de producción del Minuteman se estaba retrasando y que la ojiva provisional XW-56/Mk5 ya no era necesaria. Surgió entonces la pregunta: ¿ralentizaría el desarrollo simultáneo de dos tipos el desarrollo de la XW-56-X1/Mk5A y lo comprometería? El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) creía que sería beneficioso contar con la XW-56/Mk5, menos avanzada pero probada, junto con la XW-56-X1/Mk5A, más avanzada pero aún sin probar completamente. El mando de la Fuerza Aérea, por otro lado, no veía ninguna ventaja en combinar ojivas probadas y sin probar, y exigió que solo se produjera la XW-56-X1/Mk5A. En diciembre, la Oficina de Aplicaciones de Guerra canceló el programa XW-56. En septiembre de 1960, la ojiva nuclear XW-56-X1 aparentemente recibió un nuevo diseño del Laboratorio Nacional de Los Alamos, y el 13 de octubre de 1960, la ojiva fue aprobada para el Minuteman.
La ojiva nuclear XW-56-X1, ahora denominada Mark 56 Mod 1, tenía prevista su entrega en abril de 1963. Desde julio de 1962 se habían estado realizando una serie de pruebas de vuelo de la ojiva Mark 11, con la producción prevista para mayo de 1963. En junio de 1961 se solicitó una nueva fecha, febrero de 1963, junto con una aceleración de la producción inicial, pero tras analizar las dificultades, la solicitud fue rechazada. En enero de 1962 se añadió un nuevo requisito: un iniciador externo y una unidad de automatización totalmente digital. Esto dio origen a la ojiva XW-56-X2. Se decidió que la anterior XW-56-X1 perdería la designación Mark 56 Mod 1; la designación de serie Mod 1 se asignaría a la nueva versión, la XW-56-X2. La investigación y el desarrollo de este misil nuclear se completaron en mayo de 1962, y la producción comenzó en marzo de 1963.
La ojiva nuclear ensamblada tenía un diámetro de 440 mm (17,4 pulgadas), una longitud de 1200 mm (47,3 pulgadas) y pesaba 270 kg (600 libras). El cargador y la unidad de automatización estaban instalados en la carcasa de la ojiva Mark 11. En diciembre de 1962, se observó que se estaban realizando esfuerzos para proteger la ojiva de las ondas de choque, como las causadas por la detonación de ojivas nucleares en misiles antibalísticos. Se decidió cambiar el método de fijación de la carga útil a la plataforma: en lugar de una sola brida plana de acero entre la ojiva y la celda de la plataforma, se instaló un panel adaptador de panal de duraluminio, que absorbía uniformemente la carga de choque. Este diseño provisional, el XW-56-X3/Mk5A, recibió la designación de serie W56 Mod 2/Mk11. No era intercambiable con la ojiva W56 Mod 1/Mk5, y su producción estaba prevista para comenzar en abril de 1964.
El diseño del W56 Mod 2/Mk11, con algunas excepciones, era idéntico al del W56 Mod 1/Mk11. Entre las modificaciones se incluyeron los acelerómetros inerciales, que habían fallado bajo cargas de choque (fueron reemplazados por otros nuevos), y un generador de neutrones mejorado. Como resultado de este largo y meticuloso proceso de perfeccionamiento, la nueva ojiva recibió la designación Mark 11A. El peso total de la ojiva, incluyendo la carcasa y la unidad de automatización (sin contar el KSP PRO, el sistema de penetración de defensa antimisiles), era de 377 kg (831 libras). La ojiva tenía un diámetro de base cónica de 810 mm (32 pulgadas) y una longitud (altura del cono) de 2040 mm (80,5 pulgadas). Sin embargo, el peso total de lanzamiento del W56/Mk11, en comparación con el antiguo W56/Mark 5 (la variante de diseño inicial mencionada anteriormente), aumentó significativamente, de 370 a 590 kg, debido a la inclusión de diez señuelos Tracor Mk11 en la ojiva, que simulaban la sección transversal de radar, la firma infrarroja y la velocidad de la ojiva real. La producción del W56/Mk11 comenzó en agosto de 1964.
En mayo de 1966, Sandia y el LLNL iniciaron un programa para mejorar la resistencia de la ojiva W56/Mk11 a los rayos X de alta energía. La lista exacta de modificaciones permanece clasificada, pero una de ellas fue la adición de un escudo frontal (en la punta). La ojiva nuclear modificada recibió la designación XW-56-X4 y el número de serie W56 Mod 3. Las ojivas Mod 2 existentes se actualizaron al estándar Mod 3, y las primeras entregas se realizaron en febrero de 1967.
El desarrollo del modelo final, el W56 Mod 4, comenzó en marzo de 1967 y perseguía el mismo objetivo: una mayor protección contra los rayos X. La producción comenzó en mayo de 1967. No se han revelado más detalles sobre el Mod 4; solo se ha filtrado a la prensa información sobre el aumento de la potencia de esta modificación en particular a 2 megatones (mientras que las modificaciones anteriores, en las que se basan los cálculos anteriores, tenían una potencia de 1,2 megatones), y sobre el hecho de que el cargador nuclear en sí se volvió ligeramente más pesado, a 680 libras (310 kg).
To be continued
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