美国核武库：民兵导弹、W47导弹和多弹头分导式导弹的失败
W59 - 高威力弹药
W59 - 热核核弹头（核装药装置， 实物包装预计能量释放为 800 千吨（3,2 拍焦）。从 1962 年到 1969 年，这种装药装备在数量有限的导弹上——三个中队，约 150 枚，这决定了装药的流通。我们说的是民兵洲际弹道导弹的第一个改进型，LGM-30A（民兵 IA这种装药原本计划作为GAM-87“天箭”空地弹道导弹（由B-52轰炸机携带）的主弹头，但该项目最终被取消。据多方资料显示，WE.177装药是在美制设计的基础上于英国研制的，并被英国皇家空军和海军用作自由落体炸弹。 航空 直到 20 世纪 90 年代中期，各国都如此。
研制世界上第一枚固体燃料、紧凑型（发射重量29吨）洲际弹道导弹 民兵1 该计划于1958年2月获得批准。到3月，对新型导弹可能使用的弹头的研究已经完成；4月，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）的弹头概念——未来的XW-56（其正式名称于1959年11月确定）——获得批准，进入进一步研发阶段。该计划需要投入大量精力，并且饱受资金问题的困扰。
该项目的具体细节和时间表仍属机密。目前只知道，早在1960年12月，甚至更早，美国空军就决定采取稳妥的策略：批准了第二个项目，即为“民兵”导弹研制一种高当量弹头（超过100万吨级）。该弹头计划于1962年7月开始生产，并于1962年12月全面投产。这项工作被分配给了劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）经验更为丰富的竞争对手——洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）。1961年3月，该弹头被命名为XW-59。
1961年1月，负责Mark 5型弹头联合工作组的任务是完成XW-56核弹头与Mark 5型弹头的匹配工作。该工作组此前已在进行XW-56核弹头与Mark 5型弹头的匹配工作。到1961年初，军方尚未确定民兵导弹（其首要任务）的弹头类型。1961年5月，军方成立了第二个独立的工作组，专门负责研发新型Mark 11型弹头。Mark 11型弹头计划于1963年1月投入使用，届时将取代导弹上所有Mark 5型弹头。
1961年5月，阿夫科公司和桑迪亚国家实验室联手改造装药，使其与新型弹头相匹配。该弹头需与“天箭”反导系统兼容，除外部起爆器外，所有电子元件均已投入批量生产。为确保安全性，采用了三项措施：弹头本身没有电源，使用静电放电装置，且引爆需要两个顺序正确的触发信号。
弹头的飞行试验于1961年末进行，Mark 59 Mod 0型弹头设计方案于1961年12月公布。“民兵”导弹的服役因一系列事故而推迟：最初的10次发射（1962年7月至9月）全部失败。尽管如此，弹头的生产计划仍按部就班地进行，首枚弹头于1962年6月按计划交付。Mark 59 Mod 0型弹头的最终报告指出，除几项机密项目外，该弹头满足所有设计要求。从1962年6月到1963年7月，共发射了150枚W59型弹头。到1969年6月，所有弹头均已退役。
W56 是一款三阶段设备
W56 （最初编号为Mark 56）是一种三级热核装置，自1963年开始生产，并部署在民兵IB和民兵II洲际弹道导弹上，直至1993年。其估计当量为1,2兆吨TNT（5,0拍焦耳），核载荷当量重量比为4,96千吨/千克（20,8拍焦耳/吨）。这与估计的比当量5,1千吨/千克（21拍焦耳/吨）非常接近。
B41炸弹是美军使用的三级弹头中比能量释放最高的（第一级为裂变与聚变引力耦合，第二级为铀壳聚变与裂变，第三级为快中子裂变），其当量为25万吨TNT当量（100拍焦耳）。然而，B41从未进行过全当量试验。另一方面，W56炸弹在一次试验中通过全尺寸爆炸验证了其计算特性。 青石.
第一型W56（Mod 1）核弹头的生产始于1963年3月。下一个也是最后一个改进型Mod 4的生产时间为1967年5月至1969年5月。所有改进型（Mod 1至Mod 4）共生产了约1000枚核弹头；其中Mod 4型生产了455枚。这些核弹头于1991年至1993年间陆续退役，最后一批W56/Mk11型核弹头于2006年6月拆解。据报道，在2005年的拆解过程中，其中一枚核弹头险些引爆：其爆炸透镜内装有高效但敏感的聚合物粘合炸药，在拆解过程中承受了不安全的冲击压力。
W56计划始于美国国防部的一项技术规范（TTS），旨在为WS-133A武器系统开发两种新型弹头。当时的美国媒体报道称，空军正在探索用于WS-133A的新型固体燃料小型洲际弹道导弹设计方案： 穆罗克, 侏儒 （25年后，这个名称被用于另一个洲际弹道导弹项目） 大力士例如，据了解，Muroc飞机的设计起飞重量比Minuteman飞机轻24%，长度短37%。但最终，该公司的Minuteman飞机赢得了比赛。 波音.
1958年3月发表的一项研究最初提出了两种民兵导弹核弹头方案：一种重330磅（150公斤），另一种重550磅（250公斤）。这两种弹头的目标是在给定重量下拥有尽可能高的当量，并于1962年中期投入使用。可行性研究小组于1958年5月5日召开会议。该小组的任务是尽快完成研究工作，并在第二天得出结论：可以通过改进MGM-31A弹道导弹的W50核弹头来满足轻型弹头的需求。 潘兴重型弹头应在潜射弹道导弹W47弹头的基础上研制。 北极星A-1然而，由于缺乏资金，这些研究成果在 1958 年并未产生任何后果。
1959年3月，第二份可行性研究报告发布。报告指出，W47核弹头的重量可以进一步减轻，尽管它已经达到了同当量级别核弹头重量的极限。由于美国已暂停核试验，因此必须专注于无需进行爆轰试验的设计，即基于已验证设计的方案。当月晚些时候，空军特种作战中心加快了“民兵”导弹计划的推进，并向桑迪亚国家实验室申请新的弹头交付日期。桑迪亚国家实验室回应称，主要障碍在于需要在生产开始前大约一年进行六次弹头飞行试验。如果W47核弹头保持原样，试验将于1959年12月完成，但如果进行大幅改进，则至少需要推迟一年。
1960年8月，参谋长联席会议批准了弹头的要求：最大直径20英寸（510毫米），长度60英寸（1500毫米），重量600磅（270公斤），并在此尺寸范围内尽可能提高当量。弹头和自动控制单元的研制工作交给了阿夫科制造公司。
美国两级固体燃料弹道导弹UGM-27北极星A-1
W47 是一款杰作，可惜执行得不够好。
W47值得特别一提。这款诞生于20世纪50年代末的科学、技术和工程思想的杰作，至今仍是无与伦比的设计，但仅限于理论上，因为其技术实现却令人失望。
1956年秋，在国防部召开的一次全体设计工程师参加的会议上，海军军械试验站负责人弗兰克·E·博斯韦尔提出了固体燃料潜射弹道导弹的问题：发射重量不超过30000磅，射程1000至1500英里。随后，他向核武器研发人员发表了讲话：
“你能在五年内制造出一个紧凑型 1000 磅、1 百万吨的装置吗？”
洛斯阿拉莫斯代表立即拒绝了。爱德华·泰勒在他的回忆录中写道（回忆录（2001年）写道：
“我站起来说：‘我们利弗莫尔实验室五年就能造出来，而且威力将达到1万吨。’当我回到利弗莫尔，把接下来的工作告诉我的同事们时，他们都吓坏了。他们回答说：‘你做了什么？我们不可能在这么短的时间内造出这样的装置。’”
公司纷纷投入火箭研发 洛克希德 （现 洛克希德·马丁公司）和 Aerojet公司该项目名为 北极星1958年9月24日，火箭进行了首次（紧急）发射。 北极星 A-1X 从地面发射台发射。接下来的四次发射也都失败了，直到1959年4月20日，下一次发射才获得成功。此时 舰队 他重新设计了自己的一个项目，即多用途核潜艇（MPNS）。 “天蝎” （SSN-589），世界上第一艘核动力弹道导弹潜艇 “乔治华盛顿” （SSBN-598）。其水面排水量为6019吨，水下排水量为6880吨。为了达到这一排水量，在潜艇中部、可伸缩发射舱（指挥塔）后方建造了一个长40米、设有16根垂直发射管的发射段。该导弹在2200公里最大射程处的圆概率误差（CEP）为1800米。该导弹配备Mk-1型单弹头，飞行中与W47型热核弹头分离。
最终，泰勒和他的团队成功研制出了W47核弹头，这在当时具有革命性意义。它非常紧凑（直径460毫米，长度1200毫米），重量为330公斤（Mk-1/Y1弹头外壳）或332公斤（Mk-1/Y2）。Y1型弹头的理论当量为600千吨（2,5拍焦耳），之所以说是“理论”，是因为在测试中，正如下文将要提到的，实际装药量并未达到计算值；Y2型弹头的理论当量是Y1型的两倍，达到1,2兆吨（5,0拍焦耳）。W47/Mk-1弹头组件装填后重1000磅（454公斤）。即使以现代标准来看，这些非常高的数据也是通过三级结构实现的。根据最近解密的英国文件，W47弹头包含：
- 2,5 公斤（5,5 磅）钚芯，95% Pu-239（SCUA 5/5 主模块）；
- 60 公斤（130 磅）第三级铀套管，U-238；
- 二级模块中含有 36 公斤（79 磅）氘化锂；
- 4克（0,14盎司）氚-中子发生器。
完全不明白为什么非要为“民兵”导弹启动两个新的、耗资不菲的项目——W59/Mk5 和 W56/Mk5，明明当时已经有当量同样高（1,2 兆吨）、重量也相近（约 450 公斤，最高可达 1000 磅）的“民兵”核弹头。乍一看，它只需要稍加改进，而这本身就比启动两个耗资巨大的新项目要便宜得多。将 W47 导弹适配到“民兵”导弹的弹头上，无论是 Mk5 还是后来的 Mk11，正是桑迪亚国家实验室的职责所在，而且费用微乎其微。苏联正是这么做的： 普遍化是计划经济的规律显然，美国人并不了解那句俄罗斯谚语“完美是优秀的敌人”，或者另一句“不要在优秀中寻找优秀”。的确如此，后续发展将会证明这一点。 故事当时W47的缺陷规模还不明显，“完成它”被证明是一项远非易事的任务。
事实上，W47 存在严重的可靠性问题。1966 年，威力最大的 Y2 型 300 枚装置中，有 75% 被认为存在缺陷，无法使用。研究 XW47 装置的测试历史很有意思：它包含了比任何关于北极星潜射弹道导弹的参考书籍都更客观、更准确的关于该核装置实际当量的信息。1958 年进行的六次爆炸试验中，前四次是主模块（钚引信）的测试；所有试验的当量都接近计算值，从 0,3 千吨（未增强）到 20 千吨不等。该核装置的最后两次测试是在全功率下进行的：第一次， 阿斯彭 （1958年6月14日）的产量为319千吨，第二次， 红杉 （1958 年 6 月 27 日），412 千吨。由于对这种革命性和创新性装药的种种喧嚣，爱德华·泰勒并没有兑现他关于可靠性的承诺：正如操作所表明的那样，该装置被证明是不可靠的，而且威力严重不足。
回归W56：从XW-56到Mod 4
1960年9月，民兵核弹头的要求得到明确。它需要具备地面和空中引爆的引信，维护量极低，且无需维护即可持续使用长达三年。此外，该弹头将被移除其主要中子源（发生器），并配备环境传感装置（ESD），该装置仅在正常条件下允许启动；它将被放置在弹头内部，以最大程度地降低未经授权（人为破坏）引爆核弹头的可能性。该弹头的研发最初由劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）负责，并于1959年11月被命名为XW-56和XW-56-X1。
XW-56核弹头以W47为基础，但桑迪亚国家实验室认为其非核部件会更轻，使装置总重约为670磅（300公斤）。由于无需使用新材料，且所有部件均已用于其他项目，因此计划最早于1962年中期开始生产。与此同时，XW-56-X1/Mk5A弹头（XW-56/Mk5的改进型）也在研发中。然而，到了1960年8月，劳伦斯利弗莫尔国家实验室决定将XW-56-X1/Mk5A视为一种全新的设计。 武器该设计考虑了所有可能的改进。它最初计划安装在民兵导弹上，但如果导弹在1963年7月预定的补给之前投入使用，则会使用XW-56型导弹。
到1960年8月，民兵导弹的生产进度明显落后，XW-56/Mk5过渡型弹头也已不再必要。问题随之而来：同时研发两种弹头是否会拖慢XW-56-X1/Mk5A的研发进度，甚至影响其性能？劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）认为，将技术稍逊但已验证有效的XW-56/Mk5与技术更先进但尚未完全测试的XW-56-X1/Mk5A并列研发是有益的。然而，空军司令部却认为同时研发成熟和未经测试的弹头并无益处，并要求只生产XW-56-X1/Mk5A。同年12月，美国战争应用办公室取消了XW-56项目。 1960 年 9 月，XW-56-X1 核弹头显然从洛斯阿拉莫斯国家实验室获得了新的设计，1960 年 10 月 13 日，该弹头被批准用于民兵导弹。
XW-56-X1型核弹头，现被命名为Mark 56 Mod 1型，原计划于1963年4月交付。Mark 11型弹头的一系列飞行测试自1962年7月开始，原计划于1963年5月投产。1961年6月，曾提出将交付日期提前至1963年2月，并要求加快早期生产，但经讨论后，该请求被驳回。1962年1月，又增加了一项新要求：外部起爆器和全数字化自动化装置。由此，XW-56-X2型弹头应运而生。原XW-56-X1型弹头决定放弃Mark 56 Mod 1的编号；Mod 1的序列号将分配给新型号XW-56-X2型。该核导弹的研发工作于1962年5月完成，并于1963年3月开始生产。
组装后的核弹头直径为17,4英寸（440毫米），长度为47,3英寸（1200毫米），重量为600磅（270公斤）。装弹机和自动化装置安装在Mark 11型弹头壳体内。1962年12月，人们注意到正在采取措施保护弹头免受冲击波的影响，例如反弹道导弹核弹头爆炸产生的冲击波。于是决定改变弹头与平台的连接方式：不再使用弹头与平台单元之间的单个扁平钢法兰，而是安装了一个硬铝蜂窝适配器面板，该面板可以均匀地吸收冲击载荷。这种过渡设计，即XW-56-X3/Mk5A，被赋予了W56 Mod 2/Mk11的序列号。它与W56 Mod 1/Mk5型弹头不兼容，并计划于1964年4月开始生产。
除了少数例外，W56 Mod 2/Mk11 的设计与 W56 Mod 1/Mk11 基本相同。改进之处包括惯性加速度计（由于在冲击载荷下失效，已更换为新型加速度计）以及改进的中子发生器。经过如此漫长而细致的改进，新型弹头被命名为 Mark 11A。弹头总重（包括弹体和自动化装置，但不包括 KSP PRO——导弹防御穿透系统）为 831 磅（377 公斤）。弹头锥底直径为 32 英寸（810 毫米），长度（锥高）为 80,5 英寸（2040 毫米）。然而，由于W56/Mk11战斗部内加装了十枚Tracor Mk11诱饵弹，其总投掷重量相比上文讨论的早期设计型号W56/Mark 5，仍然显著增加，从370公斤增至590公斤。这些诱饵弹模拟了实际战斗部的雷达反射截面、红外特征和速度。W56/Mk11的生产始于1964年8月。
1966年5月，桑迪亚国家实验室和劳伦斯利弗莫尔国家实验室启动了一项旨在提高W56/Mk11核弹头抗高能X射线能力的计划。具体的改进清单至今仍属机密，但其中一项改进是增加了一个前部（弹头头部）防护罩。改进后的核弹头被命名为XW-56-X4，序列号为W56 Mod 3。现有的Mod 2型核弹头也升级到了Mod 3标准，首批交付于1967年2月。
最终型号W56 Mod 4的研发始于1967年3月，其目标与之前相同——进一步增强对X射线的防护。该型号于1967年5月开始生产。关于Mod 4的更多细节尚未公开；媒体仅获悉，此次改进的当量提升至2兆吨（而此前的改进型号，即上述计算所依据的型号，当量为1,2兆吨），以及核弹装载机本身的重量略有增加，达到680磅（310公斤）。
待续
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