Ядерный арсенал США: W67, «Посейдон» и советский ответ

Сегодня, 03:58 60 0

Американская баллистическая ракета подводных лодок UGM-27 Polaris A-1

ЯЗУ W67: амбиция, которая не взлетела

W67 — термоядерное трёхступенчатое устройство по схеме «деление + синтез — синтез + деление — деление». Его разработка началась в июне 1966 года в Лос-Аламосской национальной лаборатории, но была свёрнута примерно через полтора года, в январе 1968-го. Заряд мощностью 2 Мт должен был стать самым совершенным по удельной мощности и превзойти не только W56, но и любое другое ЯЗУ в американском арсенале, да и в мире. Его размещали в боевом блоке Mark 17, и главной целью считалось выжать максимальное энерговыделение. До закрытия программы успели провести лишь одно частичное испытание первичного модуля. Эксперт Чак Хансен отождествляет это испытание с опытом Crosstie Zara.

Задача оказалась чрезмерно амбициозной и упёрлась в череду технических проблем. По плану блок вместе с зарядом должен был весить 900 фунтов (410 кг), но уже к ноябрю 1966 года проект упёрся в нижний порог 938 фунтов (425 кг). Причиной стала более серьёзная, чем закладывали, защита от поражающих факторов ядерного оружия противника. Сам заряд весил 675 фунтов (306 кг).

Ненадолго W67 воскресили в 1970 году в рамках программы CAFE (C-3 Alternative Front End) для «Посейдона». Это был запасной вариант: если боеголовки с РГЧ ИН провалят испытания, программу MIRV (РГЧ ИН) закроют, а «Посейдону» придётся вернуться к моноблочной схеме. Рассматривали два варианта заряда в корпусе блока Mark 1 Prime от ракеты Polaris A-1. ЯЗУ без корпуса блока и блока автоматики вышло на проектные 680 фунтов (310 кг).

В итоге проект универсального моноблока для новейших МБР Minuteman III и БРПЛ Poseidon закрыли, а все силы бросили на перспективное боевое оснащение MIRV (РГЧ ИН): боеголовку W68/Mk.3 для «Посейдона» и W62/Mk.12 для «Минитмена-3».

Подводный испытательный пуск американской баллистической ракеты UGM-27A Polaris A-1

Как делили «автобус»: Mailman, Blue Angels и Carousel

В ноябре 1964 года планировалось разработать совместно с ВВС единый боевой блок на базе уже существующего W62/Mk.12 для РГЧ ИН — и для БРПЛ Polaris B-3, и для МБР «Минитмен-3». На раннем этапе морскую ракету хотели снарядить шестью блоками. Метод разведения с «Полариса A-3» не годился, и на стол легли три варианта.

Mailman — на базе наработок ВВС для «Минитмена». Предполагал «автобус»: платформу с системой наведения и двигателем, от которой в расчётных точках траектории последовательно отделяются боевые блоки.
Blue Angels — с системой управления, как на «Поларисе». Каждый блок получал собственное наведение и собственную двигательную установку.
Carousel — ракета в конце активного участка раскручивалась, и блоки разлетались центробежной силой. Индивидуального наведения этот вариант не давал и быстро отпал.

Первые два варианта обеспечивали индивидуальное наведение каждого блока. Самым интересным сочли Mailman: в отличие от Blue Angels он не требовал переделки блока W62/Mk.12 и допускал установку другого блока. И хотя OSD (Office of the Secretary of Defense, центральный аппарат министерства обороны США) настаивал на W62/Mk.12 мощностью 170 кт, SPO (Special Projects Office, управление спецпрограмм ВМС) начало прорабатывать альтернативу. Это был W68/Mk.3 с зарядом поменьше: он был слабее, зато таких блоков на ракету помещалось больше. Так первоначальный замысел с шестью блоками уступил место более плотной компоновке.

В ноябре 1964 года Роберт Макнамара направил президенту меморандум, рекомендуя выделить на старт работ по Polaris B-3 35 млн долларов в бюджете 1966 года. Техзадание рассчитывали утвердить в течение 1965 финансового года. Хотели ракету с улучшенной точностью и забрасываемым весом, способную одной ракетой уничтожить защищённую одиночную цель или несколько незащищённых, разнесённых до 75 морских миль. 18 января 1965 года президент Джонсон объявил о начале разработки БРПЛ нового поколения. Администрацию ругали за отсутствие новых стратегических систем, и из политических соображений ракета получила звучное имя UGM-73 Poseidon C-3.

Роковая ошибка: почему отказались от моноблока

По ходу проработки всплывал и вариант моноблочной боеголовки мегатонного класса Mk.17, которая дала бы высокую вероятность поражения сильно защищённых целей. Но к концу 1965 года остановились на W68/Mk.3. По мощности он сильно уступал W62/Mk.12, зато таких блоков на ракету влезало больше. Первоначальные расчёты показывали: при заданном КВО (круговом вероятном отклонении — мере точности попадания) несколько блоков, накрывающих цель с разных точек, статистически надёжнее поражают её, чем один мощный заряд с тем же отклонением. На этом и похоронили моноблок W67/Mk.17.

Более поздние расчёты SPO эту логику опровергли, но было уже поздно: концепцию реализовали, деньги потратили. Сыграли свою роль и опасения SPO, что блоки, которые ВВС разрабатывают для своих МБР без оглядки на флот, окажутся неоптимальны для морских задач.

К январю 1966 года базовые характеристики ракеты утвердили. Главной задачей назначили прорыв советской ПРО, поражение высокозащищённых целей ушло на второй план. Дальность оставили на уровне «Полариса A-3», то есть 4 600 км. Полезной нагрузкой выбрали Mk.3. По настоянию OSD добавили пожелание поднять точность (КВО) на 50 %, но без статуса обязательного требования.

Боеголовки W78, установленные внутри боевых блоков (re-entry vehicles) Mark 12A

БРПЛ «Посейдон» в экспозиции Музея подводных лодок USS Bowfin

ЯЗУ W68: маленькое чудо миниатюризации

W68 создали в конце 1960-х в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса. Устройство весило всего 150 фунтов (68 кг) при официальной расчётной мощности 40 кт в тротиловом эквиваленте. Конструкция была революционной для своего времени и повлияла на многие последующие системы благодаря прорыву в миниатюризации боеголовок.

У W68 предусмотрели четыре варианта взрывателей:

радиовзрыватель для малых высот с резервным контактным;
радиовзрыватель для больших высот с резервным по таймеру;
таймер для больших высот с резервным контактным;
обычный контактный взрыватель.

Снаряжённый блок W68/Mk.3 весил 91,4 кг.

РГЧ состояла из боевого, приборного отсеков и отсека двигательной установки. В приборном размещались трёхосная гиростабилизированная платформа и электронный вычислитель, которые вели ракету на активном участке траектории (АУТ) и разводили блоки по индивидуальным целям. Система наведения давала КВО около половины морской мили, то есть 926 м. Дальше точность поднимали серией модернизаций: в 1974-м обновили приёмники радионавигационной системы Loran-C; к началу 1980-х модернизировали навигационную систему Transit, точнее определявшую координаты ракетоносцев, а заодно ИНС и вычислитель на новой элементной базе и гироскопах с электростатическим подвесом. Всё это довело КВО до 600 ярдов (≈550 м).

Боевой отсек вмещал до 14 блоков W68/Mk.3 по 40 кт каждый при максимальном забрасываемом весе 4 800 фунтов (≈2 177 кг). Именно переход на лёгкий W68/Mk.3 вместо более мощного, но тяжёлого W62/Mk.12 и позволил довести число блоков с первоначальных шести до десяти-четырнадцати. ДУ блока разведения включала твердотопливный газогенератор постоянного горения и восемь пар сопел, менявших направление истечения газа; так задавались ориентация головной части и вектор тяги. Дальность и площадь зоны разведения зависели от числа блоков: чем легче полезная нагрузка, тем выше конечная скорость и дальность.

14 блоков: скорость в конце АУТ — 5 650 м/с, дальность — 2 500 морских миль (4 600 км); блоки лишь рассеивались над целью, без индивидуального наведения.
10 блоков (базовый вариант): забрасываемый вес — 4 000 фунтов (1 814 кг), скорость по последней боеголовке — 6 250 м/с, дальность — 3 200 миль (5 900 км), зона разведения по дальности — 150 миль (278 км).
6 блоков: забрасываемый вес — 3 000 фунтов (1 361 кг), скорость по последней боеголовке — 6 700 м/с, дальность — 3 780 морских миль (7 000 км), зона разведения 300 миль (556 км) по дальности и до 100 миль по азимуту.

А теперь главная мысль. Прими американцы на вооружение моноблочную W67/Mk.17 для UGM-73 Poseidon C-3, они, по авторской оценке, могли бы получить БРПЛ межконтинентальной дальности, порядка 9 500 км, уже к началу 1970-х. Логика проста: чем легче полезная нагрузка, тем выше конечная скорость и дальность. Если шесть блоков весом около 1 360 кг давали 7 000 км, то единственный лёгкий моноблок в 410–425 кг разогнал бы ракету в конце АУТ до 7 200 м/с, и дальность выросла бы до межконтинентальной. В СССР ракета с похожими данными появилась лишь в 1976 году — Р-29Д с дальностью 9 100 км на тогда новейших ПЛАРБ проекта 667Б.

Вместо этого до по-настоящему дальнобойной БРПЛ дело дошло лишь к концу 1970-х, с UGM-96A «Trident I (C-4)», а полноценная межконтинентальная UGM-133A «Trident II (D5)» появилась только в 1989 году. Прими американцы верное решение в 1970-м, и промежуточный, по сути временный, UGM-96A «Trident I (C-4)» мог бы вовсе не понадобиться.

А как шли дела в СССР?

В 1955–1956 годах НИИ-1011 (ныне ВНИИТФ, Снежинск, Челябинск-70) получил правительственное задание: создать новые мощные термоядерные заряды для головных частей баллистических и крылатых ракет подводных лодок. Это были не просто очередные, а принципиально новые заряды, по конструкции они существенно отличались от прототипа РДС-37. Первый такой заряд предназначался морской ракете Р-13, которую поручили СКБ-385 во главе с академиком Виктором Петровичем Макеевым.

Конструкторам предстояло воплотить теоретическое задание физиков в чертежах и вписать заряд в ракету. Но требования казались невыполнимыми: предложенный заряд не давал головной части устойчивости в полёте. Выход нашли К. И. Щёлкин и его заместитель В. Ф. Гречишников. Они предложили поставить первым по ходу полёта более лёгкий первичный модуль и снизить общий вес ГЧ, совместив её корпус с внешним корпусом заряда. Решение стало общим для СКБ-385 и НИИ-1011 и сплотило две организации, нынешние РФЯЦ-ВНИИТФ им. академика Е. И. Забабахина и ГРЦ им. академика В. П. Макеева, на долгие годы, вплоть до наших дней.

27 февраля 1958 года с отличным результатом испытали термоядерный заряд РА-48, спроектированный специально под Р-13. Тротиловый эквивалент составил 1450 кт. В 1960 году заряд в составе ракеты Р-13 комплекса Д-2 пошёл в серию и встал на вооружение, а осенью 1961-го боевой пуск по Новой Земле подтвердил мощность. Приём с совмещением корпуса ГЧ и кожуха заряда задачу решил блестяще, но он не универсален: жёстко связывает заряд и корпус, а это годится не всегда.

Развитие пошло и другим путём. Почти одновременно с НИИ-1011 свою физическую схему предложили теоретики КБ-11 (ВНИИЭФ, Саров, Арзамас-16) — член-корреспондент АН СССР Юрий Николаевич Бабаев и академик Юрий Алексеевич Трутнев. Реализовали её в основном конструкторы КБ-11, это заряд АА-49. Главное достоинство в том, что он проектировался независимо от формы ГЧ, был автономен и годился под любой носитель. Путь начался с испытания 23 февраля 1958 года, давшего почти 900 кт. АА-49 поставили в ГЧ ракеты Р-21 комплекса Д-4, где он стал штатным; забрасываемый вес блока 4Г55 составил 1179 кг. Мощность в полтора раза ниже, чем у РА-48, но и вес меньше на 400 кг.

И тут началась погоня за дальностью: наши БРПЛ первого поколения, Р-13 (650 км) и Р-21 (≈1400 км), сильно отставали от американских Polaris A-1 (2200 км) и A-2 (2800 км).

Заряды второго поколения: догнать и не уступить

Новая схема АА-49 легко вписалась в разработки морских ракет и позволила взяться за полномасштабное развёртывание ракет средней и межконтинентальной дальности второго поколения. Вот лишь главные задачи, которые удалось решить:

рост числа ракет на лодке с трёх до 16 — паритет с американской ПЛАРБ «Джордж Вашингтон»;
повышение точности за счёт более совершенной отечественной аппаратуры;
уменьшение массы и габаритов боевых блоков примерно вдвое без потери эффективности заряда.

В 1967 году комплекс Д-5 с полноценной БРПЛ Р-27 (до 2500 км) встал на вооружение ПЛАРБ проекта 667А. В 1973 году приняли комплекс Д-9 с двухступенчатой Р-29, первой в мире межконтинентальной БРПЛ с астрокоррекцией, заметно поднявшей точность.

Советская баллистическая ракета подводных лодок Р-27У (индекс ГРАУ 4К10)

А в 1966 году ВНИИТФ создал революционную РА-82, и судьба её в точности повторила историю столь же революционной американской W47: как и W47, РА-82 при выдающейся компактности страдала недобором мощности и низкой надёжностью. Заряд получился малогабаритным, и его сразу заказали под четыре носителя: две макеевские БРПЛ (Р-27 и Р-29) и две МБР — челомеевскую жидкостную УР-100 и королёвскую твердотопливную РТ-2. В корпусе морской боеголовки 4Г10 вес составил 650 кг, в моноблоке для МБР чуть больше — 730 кг. Расчётная мощность — 1 Мт.

Вот только надёжность подвела. На испытаниях 27 октября 1966 года на Новой Земле оба взрыва дали 30 % недобора расчётной мощности, и это по советским данным. Американские оценки тех же двух взрывов сильно расходятся с нашими: норвежские сейсмографы выдали 422 и 415 кт. К этим цифрам, впрочем, стоит относиться осторожно: часть данных в открытой американской прессе восходит к оценкам разведсообщества и может расходиться с реальностью.

Пример. В справочнике Nuclear Notebook: U.S. and Soviet/Russian intercontinental ballistic missiles, 1959–2008 эксперта Кристенсена (Bulletin of the Atomic Scientists, 2008) для советской SS-11 Sego M2/3 (УР-100К УТТХ, 15А20У), одной из первых наших МБР с РГЧ рассеивающего типа (MRV — multiple re-entry vehicle, несколько боевых блоков без индивидуального наведения), мощность одной боеголовки указана как 220 кт. А годом раньше, в такой же ежегодной статье, для той же боеголовки фигурировали 350 кт. Речь, к слову, о боеголовке 15Ф204 с «физпакетом» РА-65.

Считать шахтные или мобильные пусковые установки по спутниковым снимкам аналитики ЦРУ умеют. А вот что скрыто под крышками шахт и в пусковых пеналах, тут оценки уже плывут, и картина выходит изрядно искажённой.

Модернизация Д-5: лишний вес долой, дальность вверх

10 июня 1971 года вышло постановление Совмина о модернизации комплекса Д-5 ради роста дальности Р-27. Ставили два варианта:

головная часть рассеивающего типа (MRV) с тремя блоками без индивидуального наведения — при сохранении максимальной дальности;
облегчённая моноблочная ГЧ — ради роста дальности и точности.

Комплекс назвали Д-5У, ракету — Р-27У. Замена ЯЗУ в том же корпусе ГЧ 4Г10 уронила забрасываемый вес моноблока с 650 до 405 кг и подняла дальность сразу на 40 %, с 2500 до 3000 км.

Дорога к РГЧ: РА-83 и тяжёлый старт

С 1967 года во ВНИИ приборостроения вели работы по малогабаритным термоядерным зарядам, пока без привязки к конкретному боеприпасу. В сентябре 1967 года группа теоретиков (Е. И. Забабахин, Л. П. Феоктистов, Б. М. Мурашкин, Н. В. Птицина) выпустила отчёт о подготовке к испытанию заряда массой 85 кг. Этот заряд малого класса мощности РА-83 испытали 21 октября 1967 года на Новой Земле; тротиловый эквивалент составил около 100 кт.

Можно было браться за боевой блок разделяющейся ГЧ. Правительственным решением КБ машиностроения и ВНИИ приборостроения поручили создать РГЧ для Р-27У с тремя малогабаритными блоками по 170 кг. Поскольку это была РГЧ рассеивающего типа (MRV), головная часть обходилась без блока разведения и собственной ДУ, а забрасываемый вес вышел чуть больше полутонны.

К маю 1974 года испытали несколько зарядов двух типов. Результат разочаровал: боеголовка оказалась на 30 кг тяжелее зарубежного аналога W58/Mk.2 от Polaris A-3 и вдвое слабее. Требовалось подобрать материалы корпуса и отработать новые приборы спецавтоматики. ВНИИ приборостроения подключил НИИ связи Минсредмаша, и вместе они создали предельно лёгкую спецавтоматику, не больше 10 % веса боеголовки. К 1975 году энерговыделение подняли почти вдвое. В новые комплексы планировали ставить РГЧ с семью–десятью блоками; в 1975-м к работе подключился ВНИИЭФ.

Советская баллистическая ракета подводных лодок (БРПЛ) Р-29

А-88: рабочая лошадка советского арсенала

В 1973 году ВНИИЭФ выдал своё лучшее детище, серию зарядов среднего класса 500–550 кт под индексом А-88. Пожалуй, это самый массовый термоядерный заряд в Вооружённых силах СССР 1970-х. Его ставили почти на всё: от тактических, оперативно-тактических и противокорабельных крылатых ракет до стратегических МБР и БРПЛ. С 1974 по 1985 год выпустили, по разным оценкам, от 8000 до 10 000 зарядных устройств.

В РВСН во второй половине 1970-х и первой половине 1980-х все ракеты 4-го поколения с РГЧ ИН несли А-88 в корпусе боеголовки 15Ф174: по 10 блоков на Р-36М УТТХ (SS-18 Mod 4), по 6 на УР-100Н УТТХ (SS-19 Mod 2) и по 4 на МР УР-100 (SS-17). А-88 достался и моноблочным ракетам, как старой РТ-2П 3-го поколения (SS-13 Mod 2), так и новейшей на середину 1980-х РТ-2ПМ «Тополь» 5-го поколения (SS-25). Всего РВСН получили около 7000 устройств А-88. В конце 1980-х все они прошли модернизацию: ЯЗУ получило новую третью ступень и индекс А-134, мощность подняли до 750 кт, заодно продлили сроки службы блоков и зарядов.

С 1973 по 1977 год советский ВМФ активно менял ненадёжные и тяжёлые РА-82 на лёгкие А-88 на ракетах Р-27 и Р-29. На Р-29 замена дала тот же эффект, что и на Р-27: дальность выросла с 7800 до 9100 км. Ракета получила имя Р-29Д (снаряжённый вес блока — 370 кг).

Продолжение следует