W50 (kärnstridsspets)
| W50 kärnstridsspets | |
|---|---|
 Silhuett av W50-stridsspetsen.
| |
| Typ | Kärnvapen |
| Härstamning | Förenta staterna |
| Produktionshistorik | |
| Designer | Los Alamos National Laboratory |
| Designad | 1958-1962 |
| Producerad | Mars 1963 till december 1965 |
| Nej byggd | 280 |
| Varianter | 3 |
| Specifikationer | |
| Massa | 412 lb (187 kg) |
| Längd | 44 tum (110 cm) |
| Diameter | 14 tum (36 cm) (exklusive monteringsfläns) |
| Blast avkastning | 60 eller 200 eller 400 kiloton TNT (250 eller 840 eller 1 670 TJ) |
W50 (även känd som Mark 50 ) var en amerikansk termonukleär stridsspets utplacerad på MGM -31 Pershing teater ballistisk missil . Ursprungligen utvecklad för LIM-49 Nike Zeus anti-ballistisk missil , denna applikation avbröts före utplaceringen. W50 utvecklades av Los Alamos National Laboratory . W50 tillverkades från 1963 till 1965, med totalt 280 som tillverkades. De pensionerades från tjänsten med början 1973 och de sista enheterna pensionerades 1991.
Det tillverkades två stora varianter: Mod 0 för Nike Zeus och Mod 1 för Pershing. Tre avkastningsalternativ fanns tillgängliga: Y1 med 60 kiloton TNT (250 TJ), Y2 med 200 kiloton TNT (840 TJ) och Y3 med 400 kiloton TNT (1 700 TJ). Alla varianter var 15,4 tum (0,39 m) i diameter vid fästflänsen och 44 tum (1,1 m) långa och vägde 410 pund (190 kg).
Historia
W50-stridsspetsen spårar sitt ursprung till ett förslag från 1955 som blev Nike Zeus-missilen. Bell Telephone Laboratories fick i uppdrag att utvärdera framtida luftförsvarsproblem under tidsramen 1960 till 1970, vilket ledde till Nike Zeus förslag. Denna studie visade att en kärnstridsspets var obligatorisk för att besegra hot som interkontinentala ballistiska missiler (ICBM) som rörde sig i 24 000 fot per sekund (7 300 m/s), och det även med en stridsspets på 50 kiloton TNT (210 TJ). , var det maximala möjliga dödsavståndet till ett mål fortfarande ganska lågt.
Den biträdande försvarsministern var angelägen om att etablera en tidig anti-ballistisk missilkapacitet och begärde att Atomic Energy Commission (AEC - numera Department of Energy) skulle samarbeta med armén om en förstudie av lämpliga kärnstridsspetsar för Nike Zeus. Denna grupp träffades första gången i juni 1957. Missilen förväntades kunna bära en stridsspets på cirka 300 pund (140 kg) vikt.
På grund av uppgiftens komplexitet delade studiegruppen upp arbetet i två faser. I den första fasen undersöktes mekanismer som skulle döda fiendens stridsspetsar, liksom de dödliga radierna för dessa mekanismer för olika skördar. Man trodde att dessa värden inte kunde definieras på ett tillfredsställande sätt under ytterligare två år eftersom tester av målsårbarhet och de praktiska gränserna för stridsspetshärdning behövde utföras. Detta inkluderade kravet att utföra många flygtester för att fastställa sårbarhet för reentry vehicle (RV). Det tidigaste operativa tillgänglighetsdatumet förväntades vara 1962.
I den andra fasen skulle en stridsspets utformad för att uppfylla de krav som fastställdes i fas ett utvecklas. Man ansåg att specifika krav på stridsspetsar inte borde begränsas eftersom man borde dra fördel av designförbättringar som gjorts under de följande två åren. Förslaget att fördröja detaljerad design av stridsspetsar till 1959 accepterades i slutet av juni 1957.
Samtidigt hade intresset för den föreslagna Pershing-missilen ökat och i januari 1958 hölls ett möte för att diskutera en kärnstridsspets för systemet. Drifttillgänglighet var planerad till juli 1962 med flygtester som startade i augusti 1960. Både Los Alamos och Lawrence Radiation Laboratory (nu Lawrence Livermore National Laboratory) uppgav att stridsspetsar i vikt- och avkastningskraven var möjliga på de givna tidsskalorna. En genomförbarhetsstudie av Pershing-stridsspetsen släpptes i februari 1958.
Division of Military Application (DMA) uttryckte oro i februari 1958 över antalet vapenprogram som Livermore arbetade med med planerad operativ tillgänglighet under tidsramen 1960 till 1962. De var bekymrade över Livermores arbetsbelastning, specifikt med planerad acceleration och ökad prioritering av W47 -stridsspetsen för Polaris , och ansåg därför att Nike Zeus-stridsspetsen borde tilldelas Los Alamos. Formellt tillstånd att utveckla en stridsspets för Nike Zeus erhölls den 3 mars 1958.
I mars 1958 föreslogs ytterligare en applikation för stridsspetsen på Minuteman -missilen. Stridsspetsar på 300 pund (140 kg) och 550 pund (250 kg) planerades, och förväntad operativ tillgänglighet var mitten av 1962. I maj 1958 slutfördes en Minuteman-stridsspetsstudie med användning av samma stridsspets som Nike Zeus föreslog. Under tiden för Pershing övervägdes två stridsspetsar på 300 pund (140 kg) och 600 pund (270 kg). För 300-pund (140 kg) designen föreslogs en diameter på 15 tum (380 mm) och en längd på 40 tum (1 000 mm) och för den tyngre stridsspetsdesignen, en diameter på 18 tum (460 mm) och en längd på 50 tum (1 300 mm) föreslogs.
I juni 1958 föreslog DMA sedan att en enda stridsspets skulle utvecklas för Nike Zeus, Minuteman, Pershing och Hopi (ett kortlivat luft-till-yta-missilförslag). Detta förslag accepterades. De föreslagna specifikationerna för denna "universella stridsspets" var en diameter på 12 till 14 tum (300 till 360 mm), en längd på 38 till 44 tum (970 till 1 120 mm) och en vikt på 350 pund (160 kg).
Under 1958 testades kandidatkonstruktioner för kärnstridsspetsar av Los Alamos under Operation Hardtack I. Dessa inkluderade shots Tobacco (30 maj 1958, 11,6 kiloton TNT (49 TJ)), Sequoia (1 juli 1958, 5,2 kiloton TNT (22 TJ)) och Pisonia (17 juli 1958, 255 kiloton TNT (1 070 TJ) ). Tester av missilkomponenter mot effekterna av kärnvapenexplosioner utfördes i shot Cactus (5 maj 1958, 18 kiloton TNT (75 TJ)). Eftersom enheter som är direkt applicerbara på Pershing testades i Hardtack, beslutades att frisläppandet av en studie av två stridsspetsar som övervägdes skulle skjutas upp till efter testerna.
De militära egenskaperna för Nike Zeus stridsspets släpptes i juli 1958. Stridsspetsen skulle vara robust, pålitlig och enkel i design; vara lätt att testa, inspektera, lagra och hantera; utformas för att minimera risken för mänskliga fel; och kräver ett minimum av drifttestning och underhåll. Stridsspetsen skulle kunna förbli i alert tillstånd, medan den är laddad i en alert missil, under en period av minst fyra år, samtidigt som den är redo att skjuta på femton sekunder.
I augusti 1958 tillfrågades Sandia om en stridsspets som uppfyller alla fyra systemkraven kunde förses med ett operativt tillgänglighetsdatum i slutet av 1961. Sandia ansvarade för designen av de elektriska systemen i Nike Zeus stridsspets, som nu fick namnet XW- 50 . Denna applikation krävde extrem miniatyrisering av komponenter på grund av utrymmesbegränsningar inuti Nike Zeus och en parallell design med explosivt aktiverade enheter initierades. I september rapporterade Sandia att stridsspetsarnas elektriska system skulle likna det för W47 Polaris stridsspets och W49 stridsspets som används på flera ICBM.
I oktober 1958 skrev Los Alamos och Sandia till Albuquerque Operations Office om att en stridsspets för alla fyra systemen var möjlig. I Pershing-rollen skulle den nu 650-pund (290 kg) tunga stridsspetsen tillhandahållas av en omarbetning av W47-stridsspetsen medan stridsspetsen på 350-pund (160 kg) skulle tillhandahållas av XW-50. I december 1958 ansågs det att Nike Zeus kunde acceptera en stridsspets upp till 400 pund (180 kg) och det föreslogs att stridsspetsens vikt skulle ökas. Därefter beslutade flygvapnet att undersöka andra stridsspetsar för Minuteman som W56 , och Hopi-ansökan lades ner.
I mitten av juni 1959 granskades den nukleära designen av XW-50, och i slutet av juni fick AEC tillstånd att fortsätta med utvecklingen av en kärnstridsspets för Pershing. För Pershing-rollen trodde man att inga ytterligare kärnvapenprov skulle krävas för XW-50 och att stridsspetsen skulle vara tillgänglig januari 1963.
Samtidigt arbetade Sandia med avfyrningsanordningar. Nike Zeus krävde luftsprängning och förmågan att självförstöra, medan Pershing krävde luft- och marksprängning med kontaktförhindrande för luftsprängning, men ingen självförstörelse. För Pershing skulle kontakttändning tillhandahållas av kontaktkristaller och ett dubbelskalsystem. De militära egenskaperna släpptes i september 1959 och inkluderade att enheten var enpunktssäker; ha maximalt skydd mot detonation av olycka, sabotörer eller "psykotika"; och skulle inkludera en miljöskyddsanordning. Stridsspetsen skulle inte heller innehålla någon intern kraftkälla som kan beväpna stridsspetsen eller ladda avfyrningssetet.
I augusti 1960 var en ny stridsspetsdesign på gång: XW-50-X1 , och i september meddelade fältkommandot Sandia att konstruktionerna av XW-50 och XW-50-X1 var acceptabla, trots en liten ökning i diameter och en ökning i längd till 45 tum (1 100 mm).
Tillverkning av stridsspetsen XW-50-X1 godkändes i juni 1961. Den var 14 tum (360 mm) i diameter och 15 + 3 ⁄ 8 tum (390 mm) i diameter vid monteringsflänsen, 44 tum (1 100 mm) lång och vägde 412 pund (187 kg).
I juli 1962 avslutade Sandia en studie om att införliva ett PAL-system ( permissive action link) i stridsspetsen för Pershing-bruk. På grund av det begränsade tillgängliga utrymmet krävde montering av en PAL borttagning av självförstöringssystemet. På grund av detta beslutades att två olika stridsspetsmods skulle tillhandahållas i tjänst: W50 Mod 0 för Nike Zeus och W50 Mod 1 för Pershing. Ingen produktion av W50-0 godkändes dock eftersom Nike Zeus avbröts.
På grund av behovet av att avleda avfyrningsuppsättningar för den annalkande testserien, försenades produktionen av W50-1 till mars 1963. Vapenutvecklingstester av XW-50-X1 i Operation Dominic inkluderade Adobe (25 april 1962, 190 kiloton TNT (790 TJ)) och Aztec (27 april 192, 410 kiloton TNT (1 700 TJ)). Stridsspetsen användes också i flera vapeneffekttester i Operation Fishbowl , inklusive schackmatt (20 oktober 1962, 10 kiloton TNT (42 TJ)), Bluegill Triple Prime (26 oktober 1962, 200 kiloton TNT (840 TJ)) och Kingfish (1 november 1962, 200 kiloton TNT (840 TJ)).
Tidig produktion uppnåddes i mars 1963. Den sista stridsspetsen var något överviktig, men detta ansågs acceptabelt av försvarsdepartementet. Produktionen fortsatte till december 1965, med 280 stridsspetsar producerade. Vid något tillfälle utvecklades en W50 Mod 2 stridsspets. W50-1-stridsspetsarna togs bort från och med april 1973 och de sista W50-1-stridsspetsarna togs ur tjänst 1978. De sista W50-2-stridsspetsarna togs i pension i april 1991.
Design
W50 var en tvåstegs , gasförstärkt, externt initierad design. Stridsspetsen var 14 tum (360 mm) i diameter och 15 + 3 ⁄ 8 tum (390 mm) i diameter vid monteringsflänsen, 44 tum (1 100 mm) lång och vägde 412 pund (187 kg). Monteringsflänsen var av aluminium och krympt över stålstridsspetshuset. Boostgasflaskan monterades utanför trycklocket för att möjliggöra utbyte utan att bryta stridsspetsens tätning. Stridsspetsens elektriska system innehöll två neutrongeneratorer.
Tre skördevarianter producerades, kända som W50Y1 , W50Y2 och W50Y3 , med skördar på 60, 200 och 400 kiloton TNT (250, 840 respektive 1 670 TJ). W50Y1 och W50Y3 anges ibland ha en avkastning på 40 respektive 440 kiloton TNT (170 respektive 1 840 TJ). Den 200 kiloton tunga TNT (840 TJ) versionen av stridsspetsen var för Nike Zeus.
W50 saknade förbättrade detonationssäkerhetssystem och okänsliga explosiva ämnen och hade en kategori A PAL för användningskontroll.
Stridsspetsen XW-50-X1 som testades i Dominic Aztec använde ett sfäriskt sekundärsteg, som i ett dokument från 1962 beskrivs som:
Detta vapen designades ursprungligen med en [redigerad] för att relatera närmare till en testad enhet, men ett beslut togs att gå till en mer effektiv sfärisk sekundär. Effekten av dessa avvikelser bör verifieras experimentellt. Det finns ingen ersättningsstridsspets tillgänglig i denna viktklass.
— Förslag till program för atmosfäriska tester (1962)
Efter lanseringen fick en tröghetständning kraft från Pershing andra steget. Detta initierade en uppsättning batterier före separation av andra steget. Om missilen var på kurs och om det andra stegets separation inträffade inom 300 millisekunder efter motoravstängning, aktiverades tändkretsen på en uppsättning termiska batterier. Det termiska batteriet avfyrades strax före återinträde, och när en retardation på 0,5 g (4,9 m/s 2 ) kändes av, aktiverades tändröret och stridsspetsarmeringsfunktioner ägde rum.
Enligt forskaren Chuck Hansen användes W50:s sekundära steg även i stridsspetsen W78 Minuteman III. W78 beräknas ha en avkastning på 335 till 350 kiloton TNT (1 400 till 1 460 TJ) och finns kvar i det amerikanska kärnkraftslagret.