Авиация и космонавтика 2013 03 - [34]
Схема атомной бомбы Mk.III Fat Man.
1 — передняя крышка; 2 — носовой отсек; 3 — аккумуляторные батареи; 4 — электроразьём; 5 — фланец «А»; 6 — детонирующая трубка от ударного взрывателя; 7 — передний полуэдипсоид баллистического корпуса; 8 — узел подвески бомбы; 9 — задний полуэлипсоид; 10 — фланец «О»; 11 — Ххостовой отсек; 12 — фланец «Е»; 13 — стабилизатор — «Калифорнийский парашют»; 14 — крепление стабилизатора; 15 — воздушный коллектор бародатчика; 16 — фланец «С» с радиовысотомерами, таймерами и бародатчиком; 17 — задний конус; 18 — корпус ядерного заряда (состоит из двух полусферических оснований и пяти центральных сегментов); 19 — крепление половинок корпуса; 20 — разъём корпуса; 21 — антенна радиовысотомера APS-13 Archie (4 шт.); 22 — передний конус; 23 — фланец «В»; 24 — блок автоматики подрыва (блок «X»); 25 — ударный взрыватель AN 219 (4 шт.); 26 — электродетонаторы (32x2=64 шт.); 27 — блок взрывчатки — состав «В» (64 шт.); 28 — линза из Баратоловой взрывчатки (32 шт).; 29 — внутренний слой взрывчатки — состав «В»; 30 — ядро из плутония и полоний- бериллиевый источник нейтронов.
Общая масса химического взрывчатого вещества составляла около 2300 кг, то есть примерно половину полной массы бомбы. Наружный диаметр составного заряда 1320 мм (52 дюйма).
Заряд взрывчатого вещества вместе с центральным металлическим узлом размещался в дюралевом корпусе сферической формы диаметром 1365 мм (54 дюйма), на наружной поверхности которого установлены 64 разъёма для крепления электродетонаторов. Корпус заряда собирался на болтах из двух полусферических оснований и пяти центральных сегментов. К фланцам корпуса крепились передний и задний конусы. На переднем конусе установлен блок автоматики подрыва (блок X), на заднем — радиодальномеры, барометрический и временной предохранители. Эта сборка (без заднего конуса со всем его содержимым) и была, собственно, ядерным зарядом, взорванным в Аламогордо 16 июля 1945 г.
Тротиловый эквивалент заряда составлял 22+2 кт.
Ядерный заряд установлен в баллистическом корпусе эллиптической формы, напоминавшем дыню, отсюда и прозвище — «Толстяк». Чтобы противостоять осколкам зенитных снарядов, он выполнен из броневой стали толщиной 9,5 мм (3/8 дюйма). Масса корпуса составляет почти половину всей массы бомбы. Корпус имеет три поперечных разъёма, по которым разделяется на четыре секции: носовой отсек, передний и задний полуэллипсоиды, образующие отсек ядерного заряда, хвостовой отсек. На фланце носового отсека установлены аккумуляторные батареи. Носовой отсек и отсек ядерного заряда вакуумируются для защиты автоматики от влаги и пыли, а также для повышения точности бародатчика.
Максимальный диаметр бомбы составлял 1520 мм (60 дюймов), длина — 3250 мм (128 дюймов), полная масса — 4680 кг. Диаметр определялся размерами ядерного заряда, длина — протяженностью переднего бомбоотсека бомбардировщика В-29.
Интересно, что за время доводки имплозивного заряда изменялся и корпус бомбы. Первый его вариант (модель 1222) был признан неудачным. Окончательный вариант баллистического корпуса получил обозначение Модель 1561. После войны первый, неосуществлённый вариант плутониевой бомбы получил обозначение Mk.II, а её окончательный вариант, взорванный в Аламогордо, Нагасаки и на атолле Бикини — Mk.III.
Компоновку «Толстяка» и форму его эллиптического корпуса нельзя назвать удачными с точки зрения аэродинамики. Тяжелый ядерный заряд расположен в средней части корпуса, так что центр масс бомбы совпадает с центром давления, поэтому устойчивость бомбы на траектории можно было обеспечить только за счет развитого хвостового оперения.
Его доводка вызвала наибольшие (если не считать ядерных проблем) трудности. Эксперименты по сбрасыванию макетов бомбы проводились на авиабазе Мюрок Драй Лэйк в Калифорнии. Первоначально «Толстяк» имел изящный кольцевой стабилизатор. Испытания были неудачными: при падении с большой высоты бомба разгонялась до околозвуковых скоростей, картина обтекания нарушалась, и бомба начинала кувыркаться. Кольцевой стабилизатор заменили на обычный для американских бомб — коробчатый, большей площади, но и ему не удалось стабилизировать «Толстяка».
Ранее с той же проблемой столкнулся Барнс Уоллис, конструктор английских сверхтяжелых 5- и 10- тонных бомб «Толлбой» и «Грэнд Слэм». Уоллису удалось обеспечить их устойчивость за счёт большого удлинения корпуса (порядка 6) и вращения бомбы вокруг продольной оси.
Удлинение «Толстяка» составляло всего 2,1 и было лимитировано размерами ядерного заряда и бомбоотсека. Было предложено применить парашютную систему, но это было крайне нежелательно, так как увеличило рассеивание бомбы и её уязвимость от огня ПВО противника.
В конце концов инженерам-испытателям авиабазы удалось найти приемлемую конструкцию коробчатого хвостового стабилизатора, известную как Калифорнийский парашют. Калифорнийский парашют представлял собой громоздкую дюралевую конструкцию массой 230 кг, состоящую из 12 плоскостей общей площадью 5,4 м². Стабилизация осуществлялась не столько за счёт смещения центра давления, сколько за счёт эффекта воздушного тормоза.
