Главная
Статьи





17.05.2022


17.05.2022


17.05.2022


17.05.2022


17.05.2022






Малыш (бомба)

14.05.2022

Малыш (англ. Little Boy, дословно «маленький мальчик») — кодовое название атомной бомбы, разработанной в рамках Манхэттенского проекта. Первая удачно взорванная урановая бомба и первая в истории применённая в военных действиях атомная бомба: 6 августа 1945 года она была сброшена американским бомбардировщиком «Enola Gay» на японский город Хиросима.

Конструкция

Устройство боеприпаса L-11 «Little Boy»: 1 — броневая плита, 2 — электрозапалы Марк-15, 3 — казённая часть орудийного ствола с заглушкой, 4 — мешочки с кордитом, 5 — труба усиления ствола, 6 — стальной задник снаряда, 7 — поддон снаряда из карбида вольфрама, 8 — кольца из урана-235, 9 — выравнивающий стержень, 10 — бронированная труба с электропроводкой, 11 — порты барометрических датчиков, 12 — электроразъёмы, 13 — орудийный ствол калибра 6,5 дюймов, 14 — разъёмы предохранителя, 15 — такелажная серьга, 16 — адаптер мишени, 17 — антенны радиовысотомера, 18 — рукав из карбида вольфрама, 19 — мишень из урана-235, 20 — полониево-бериллиевые инициаторы, 21 — заглушка из карбида вольфама, 22 — наковальня, 23 — рукав мишени из стали К-46, 24 — носовая заглушка диаметром 15 дюймов

Бомба длиной 3 метра и диаметром 71 сантиметр весила 4,4 тонны. Уран для её начинки был добыт в Бельгийском Конго (ныне Демократическая Республика Конго), в Канаде (Большое Медвежье озеро) и в США (штат Колорадо).

В отличие от большинства современных бомб, сделанных по имплозивному принципу, «Малыш» был бомбой пушечного типа — простой в расчёте и изготовлении, а главное — отказоустойчивой (по этой причине точные чертежи бомбы до сих пор засекречены). За это пришлось заплатить низким КПД.

Ядерное топливо обладает критической массой: докритическое количество урана просто радиоактивно, сверхкритическое — вызывает цепную ядерную реакцию, сопровождающуюся взрывом. Цепная реакция в топливе критической массы может начаться самопроизвольно, но в «Малыше» использовался поток нейтронов, который и вызывал первоначальное деление ядер. При делении ядра сами испускают нейтроны, вызывающие новый «виток» реакции. При слабом потоке нейтронов и плохой «герметизации» масса быстро падает ниже критической, и цепная реакция прекращается. Необходимо быстро довести топливо до сверхкритического состояния и как можно дольше удержать его в этом состоянии, не дав разлететься раньше времени. В «Малыше» эта задача была решена следующим образом: основной деталью бомбы был обрезанный ствол флотской пушки, на дульном конце которого находились мишень в виде уранового цилиндра и бериллий-полониевый инициатор, а в казённой части ствола — кордитный порох и снаряд из карбида вольфрама, к головной части которого была прикреплена труба из урана. Выстрел из такой «пушки» с большой скоростью «надевал» эту трубу на цилиндр, доводя массу делящегося вещества до сверхкритической. Одновременно инициатор сжимался, поток нейтронов от него многократно увеличивался, вызывая ядерный взрыв; прочность ствола и давление пороховых газов некоторое время сдерживали урановые части от разлёта.

Бомба содержала 64 килограмма чрезвычайно дорогого высокообогащённого урана (около 90 % U235), из них около 700 граммов (или чуть более 1 %) непосредственно участвовало в цепной ядерной реакции. Дефект массы в ходе ядерной реакции составил около 600 миллиграммов, то есть по формуле Эйнштейна E = m c 2 {displaystyle E=mc^{2}} 600 миллиграммов массы превратились в энергию, эквивалентную энергии взрыва от 13 до 18 тысяч (по разным оценкам) тонн тротила.

Был использован укороченный до 1,8 м ствол морского орудия калибра 16,4 см (6,5"), при этом урановая «мишень» представляла собой цилиндр диаметром 100 мм и массой 25,6 кг, на который при «выстреле» надвигался цилиндрический «снаряд» массой 38,5 кг с соответствующим внутренним каналом. Такая неочевидная конструкция служила для снижения нейтронного фона мишени: в нём она находилась не вплотную, а на расстоянии 59 мм от нейтронного отражателя («тампера»). В свою очередь, «снаряд» содержал более одной критической массы урана — но избегал цепной реакции за счёт разнесённых кольцевых стенок и отсутствия вплоть до выстрела отражателей со всех сторон, кроме донышка. В результате риск преждевременного начала цепной реакции деления с неполным энерговыделением снижался до нескольких процентов.

Несмотря на низкий коэффициент полезного действия, радиоактивное загрязнение от взрыва было невелико, так как взрыв был произведён в 600 м над землёй, а сам непрореагировавший уран является слаборадиоактивным по сравнению с продуктами ядерной реакции. Взрыватели в бомбу вставлялись непосредственно в бомбоотсеке самолёта через 15 минут после взлёта, чтобы свести до минимума опасность последствий неудачного взлёта. При этом существовала вероятность, что бомба может сработать нештатно.

Взрыватели

Система подрыва была разработана в расчёте на срабатывание на высоте, при которой разрушения были бы максимальными; по расчётам, она составляла 1900 футов (580 м). Система имела три ступени:

  • Таймер предотвращал взрыв бомбы на протяжении первых 15 секунд после сброса — четверти от расчётного времени падения — с целью недопущения повреждения самолёта-носителя. При сбросе бомбы разъединялись электрические разъёмы, связывающие её с самолётом; бомба переходила на питание от встроенной 24-вольтовой батареи, тем самым запуская таймер. Через 15 секунд свободного падения, когда бомба находилась на расстоянии 3600 футов (1100 м) от самолёта, включались радиовысотомеры; следующей блокировкой становилась барометрическая ступень.
  • Назначение барометрической ступени состояло в блокировке сигнала от радиовысотомеров до достижения бомбой расчётной высоты. Одна из стенок коробки, в которой поддерживался вакуум, выполненная в виде тонкой металлической мембраны, деформировалась атмосферным давлением по мере его увеличения с падением бомбы. Барометрическая ступень не считалась достаточно точной (поскольку атмосферное давление зависит от местных погодных условий), и выполняла задачу «грубого» измерения высоты. На высоте высоте порядка 2000 метров (6600 футов) прогнувшаяся мембрана замыкала цепь прохождения сигнала от радиовысотометров. Эта ступень была включена в конструкцию из опасения, что бомба может взорваться чересчур рано из-за случайного радиосигнала.
  • Для определения точной высоты взрыва использовалось не менее двух радиовысотомеров, которые представляли собой модифицированные радары APS-13, обычно использовавшиеся для предупреждения пилотов бомбардировщиков о нахождении самолётов в их задней полусфере. При их срабатывании цепь замыкалась, подрывая три навески пороха BuOrd Mk15, Mod 1 в казённой части орудийного ствола, которые, в свою очередь, подрывали четыре шёлковых мешочка с порохом, содержавших по 2 фунта (0,9 кг) кордита. Пороховые газы разгоняли урановый снаряд навстречу мишени со скоростью, достигавшей к концу ствола 300 метров в секунду (980 футов/с). Примерно через 10 миллисекунд начиналась цепная реакция, длившаяся менее одной микросекунды.