Атомная электростанция Обнинск РБМК-1000 ВВЭР - 440 Реактор БН 600 Российские атомные ледоколы Атомная бомбардировка Хиросимы и Нагасаки Ядерный арсенал США Манхэттенский проект Невадский испытательный полигон Нейтронная боеголовка


Ядерная реакция, энергия которой используется в ядерных взрывных устройствах, заключается в делении ядра в результате захвата этим ядром нейтрона. Поглощение нейтрона способно привести к делению практически любого ядра, однако для подавляющего большинства элементов реакция деления возможна только в случае если нейтрон до поглощения его ядром обладал энергией, превышающей некоторое пороговое значение.

БР подводных лодок Trident I C-4.

  

Масса:

33 000 кг

Длина:

10.2 м

Диаметр:

1.85 м

Радиус действия:

7 200 км

Число боеголовок:

8

Заряд каждой:

100 кт

Точность стрельбы (КВО), м

300

Номинальная тяга РДТТ второй ступени, тc

54.4

Масса топлива РДТТ второй ступени,т

7.26

Номинальная тяга РДТТ третьей ступени, тc

18.1

Масса топлива РДТТ третьей ступени, т

1.81

  

    Trident I (C-4) баллистическая ракета подводных лодок (БРПЛ) была разработана для замены в боевом строю ракет Poseidon на существовавших подводных лодках (ПЛ) и вооружения ПЛ класса Ohio. В настоящее время их несут 8 ПЛ класса Ohio, действующие в Тихом океане. Ракеты C-4 были впервые развернуты в 1979 году.
    Trident C-4 ракета дальнего радиуса действия, несущая блок разделяющихся боеголовок запускается из подводного положения. В зависимости от числа боеголовок, она имеет почти в два раза большую дальность полета, чем предыдущее поколение - ракеты Poseidon. C-4 - трехступенчатая ракета с твердотопливными ракетными двигателями, работающими только во время начальной фазы полета (разгона). Когда третья ступень отрабатывает, ракета продолжает движение по баллистической траектории. С запуском двигателя первой ступени из носовой части выдвигается "аэроигла" - специальный шип, снижающий воздушное сопротивление последующей части ракеты, и, таким образом, способствующий увеличению дальности ее полета. Третья ступень несет на себе разделяющуюся головную часть, производящую разведение и прицеливание боеголовок на отдельные цели.
    Производитель ракет, "Lockheed Missiles and Space company", достигнул увеличения дальности полета без соответствующих увеличений в размерах по сравнению с Poseidon'нами, за счет использования нескольких технологический усовершенствований. Эти достижения были сделаны в нескольких областях: двигателестроении, микроэлектронике и массосберегающих технологиях. Дальность полета ракеты управляется изменением формы траектории при помощи системы управления вектором тяги. Дополнительно, аэроигла в Trident I уменьшает общее лобовое сопротивление. Она прикрепляется к переднему концу ракеты и выдвигается после старта.
    Первый раз ракета Trident взлетела со стартовой площадки в Cape Canaveral, Флорида, 18 января 1977 года. Впервые ракета поступила на борт ПЛ USS Francis Scott Key (SSBN 657) в октябре 1979. На одной субмарине базируются 24 ракеты Trident.


    После старта, после неуправляемого движения в толще воды, ракета выходит на поверхность. Двигатель первой ступени БРПЛ включается на высоте 10-30 м над уровнем моря по сигналу датчика ускорений.
    Затем ракета поднимается вертикально и по достижении определенной скорости начинает отрабатывать заданную программу полета. По окончании работы двигателя первой ступени на высоте примерно 20 км происходит ее отделение и включение двигателя второй ступени, а корпус первой ступени отстреливается. Аналогично происходит включение двигателя третьей ступени БРПЛ "Trident I". При движении ракеты на активном участке траектории управление ее полетом осуществляется за счет отклонения сопел двигателей ступеней. После отделения третьей ступени начинается этап разведения боеголовок. Головная часть с приборным отсеком продолжает полет по баллистической траектории. Производятся коррекция траектории полета двигателем головной части, нацеливание и отстрел боеголовок.
    В головной части типа МИРВ используется так называемый "принцип автобуса": ГЧ, проведя коррекцию своего местоположения, нацеливается на первую цель и выстреливает боеголовку, которая по баллистической траектории летит к цели, после этого ГЧ ("автобус"), проведя коррекцию своего местоположения двигательной установкой системы разведения боеголовок, нацеливается на вторую цель и выстреливает следующую боеголовку. Подобная процедура повторяется для каждой боеголовки. Если необходимо поразить одну цель, то в ГЧ зaкладывается программа, которая позволяет нанести удар с разносом во времени (в ГЧ типа МРВ после проведения нацеливания двигателем второй ступени производится одновременный отстрел всех боеголовок).
    Через 15-40 мин после пуска ракеты боеголовки достигают объектов поражения. Подлетное время зависит от удаления района огневой позиции ПЛАРБ от цели и траектории полета ракеты.

    Для достижения дальности полета в 4000 миль (против 2500 у Poseidon C-3) Trident I - трехступенчатая твердотопливная ракета с примерно теми же общими размерами как и C3, ограниченными свободным местом в пусковых шахтах Poseidon. Масса увеличилась до 33 000 кг. В C-4 увеличилась и оболочка носового обтекателя, по сравнению с C-3, чтобы разместить в нем твердотопливную третью ступень и боеголовки. Каждая из трех ступеней имеет разгонный ракетный двигатель с улучшенным горючим (нитролан), усовершенствованными материалами оболочки и одним облегченным отклоняемым соплом (кевлар) с поворотной системой легкой газо-гидравлической конструкции.
    Разгон ракеты осуществляется до полного сгорания топлива во всех маршевых двигателях, формирование траектории происходит используя всю их энергию, без отключения тяги. Этот метод получил название (GEMS - generalized energy management steering). Миниатюризация и изменение ракетной электроники способствовала снижению потребного для нее места и веса, таким образом, оставляя больше объема для двигателя. Показатель интеграции электронного оборудования на ракетах "Polaris-АЗ" составил 0,25 условных элементов в 1 см3, на "Poseidon-СЗ" - 1, на "Trident I" - 30 (благодаря использованию тонкопленочных гибридных схем).
    В электронике ракеты улучшилась общая точность из-за применения идеи астро-инерциальной ориентации, повышения качества навигационной системы и системы управления соплом, и более точным управлением отделением боеголовок. Инертная масса была снижена с выполнением конструкций из композитных графитоэпоксидных материалов, которые обеспечили 40-процентное снижение веса по сравнению с алюминием.
    Наибольший вклад в достижении увеличения радиуса действия внесен установкой третьей ступени. Для помещения внутри такого же по размерам цилиндра, как и Poseidon, двигатель третьей ступени был размещен в центре блока разделяющихся боеголовок и боеголовки устанавливались вокруг третьей ступени.
    С введением третьей ступени и с максимальным использованием доступного пространства в пусковой шахте, носовой обтекатель ракеты стал такой угловатой формы, что аэродинамическое сопротивление при разгоне может значительно уменьшать прибавку в дальности. Поэтому становится важным уменьшить сопротивление воздуху в этой фазе. Выдвигаемая аэроигла, развертываемая вскоре после запуска, устанавливается для уменьшения лобового сопротивления носового обтекателя C-4 приблизительно на 50% (с 18 тыс. до 9 тыс. кгс). Аэроигла полностью самодостаточна и не требует каких-либо соединений с другими подсистемами ракеты. Небольшой твердотопливный газогенератор дает энергию для ее выдвижения и фиксации в установленном положении.

Он поджигается при рывке ракеты во время выстрела из шахты подводной лодки. Аэроигла, первое время использовавшаяся только на баллистических ракетах, была адаптирована для компенсации аэродинамического сопротивления и улучшения летных качеств нетипично угловатых носовых обтекателей.
    Так же были осуществлены тщательные усилия для снижения массы несущего боеголовки шасси Mk 4.
    Остальные основные технические задачи для достижения цели увеличения радиуса действия были поставлены в разработке твердотопливных ракетных двигателей, включая совершенствование технологий топлива и инертных деталей. Из-за особой важности сопла, оно имеет углерод-углеродный входные и выходные сегменты и карбон-фенольное в остальных местах. Отклоняющееся в любую сторону гибкое соединение позволяет управлять вектором тяги двигателя.
    Цели проектирования спускаемой системы доставки боеголовок включали более чем удвоение максимального диапазона, при котором спускаемый аппарат с высоким баллистическим коэффициентом (отношение массы к сопротивлению) может надежно противостоять нагреву без значительного увеличения веса. Основные технические проблемы в достижении этого были в технологии материалов. В ходе ранних стадий разработки, тестировались альтернативные идеи для носового обтекателя, теплового экрана и несущих матириалов. Крайне успешная программа дополнительных летных испытаний производилась в 1974 году, а в 1975 году избыток Atlas'ов и Minuteman'ов помог раннему выбору материалов и проектных решений.
     ГЧ ракет "Trident-1" состоит из боeвого отсека, системы (ступени) разведения боеголовок, подсистемы наведения и головного обтекагеля с носовой аэродинамической иглой. Боевой отсек несет восемь боеголовок W-76, расположенных по кругу. Мощность каждой около 100 кт. Система разведения боеголовок обеспечивает компенсацию ошибок выведения ГЧ на цель и производит корректирующий маневр при нацеливании боеголовок. Она включает двигательную установку, состоящую из двух твердотопливных газогенераторов, и подсистему небольших сопел с управляющими клапанами, с помощью которых при разведении боеголовок осуществляется регулирование скорости головной части, а также ее ориентация и стабилизация. Роль газогенератора выполняет пороховой аккумулятор давления (рабочая температура 1650°С, удельный импульс 236 кг-с/кг, высокое давление 33 кг-с/см2, низкое давление 12 кг-с/см2). Ранее в системе разведения боеголовок БРПЛ "Poseidon-СЗ" рабочая температура газа была на 450°С ниже, а удельный импульс - на 15% меньше.
     Газ подается через входной трубопровод на четыре блока управляющих сопел, питающих в общей сложности 16 сопел (четыpе передних, четыре задних и восемь стабилизации по крену). Масса системы рдзведения боеголовок 295 кг, масса топлива 193 кг, максимальное время работы после отделения третьей ступени 7 мин.
     Головной обтекатель БРПЛ "Trident I" изготовлен из специального елового шпона, а его носовая часть - из фенольного стеклопластика. В зарубежной печати отмечается, что применение специального елового шпона обеспечило значительно лучшие характеристики головной части при выходе из атмосферы, чем другие испытывавшиеся материалы. При этом с выходом из плотных слоев атмосферы происходит обугливание только наружного слоя обтекателя, а остальные слои обеспечивают хорошую защиту приборного отсека и элементов ГЧ. Сброс (и увод с траектории полета ракеты) обтекателя производится на участке работы двигателя второй ступени с помощью твердотопливных двигателей.
    Корпус боеголовки имеет слоистый карбон-фенольный тепловой экран, наклеенный на тонкостенную алюминиевую подложку обшивки и графитовый носовой наконечник. Материал теплового экрана аналогичен ранее использовавшемуся ВВС в спускаемых аппаратах, но с устранением карбоновых частиц. Он сделан из искусственного углеродного волокна, намотанного на болванку и выклеенного в матрице вакуумным формированием. Испарение этого материала при входе в плотные слои атмосферы, оставляет по крайней мере некоторое количество сохранившегося не нагретого материала. Графит представляет собой мелкослойный графит, спициально разработанный для сохранения неизменными прочностных качеств. Качество графита столь критично, и так трудно контролировать конечный продукт, что была построена отдельная фабрика с компьютерным управлением специально для его производства, где процесс может быть полностью контролируем.

Ядерная программа США Ядерный арсенал США Первые атомные бомбы Индийская ядерная программа Испытания ядерного оружия
Ядерное оружие обладает колоссальной мощностью. При делении урана массой порядка килограмма освобождается такое же количество энергии, как при взрыве тротила массой около 20 тысяч тонн. Термоядерные реакции синтеза являются еще более энергоемкими. Мощность взрыва ядерных боеприпасов принято измерять в единицах тротилового эквивалента.