Авиация и космонавтика 2013 03

Конструкция бомбы пушечного типа Little Boy («Малыш») была разработана под руководством Уильяма Парсонса. Принцип её действия был основан на создании критической массы урана-235 путём сближения двух подкритических масс в орудийном стволе. Схема такой бомбы и основные методы разделения изотопов урана были изложены ещё в английском отчете Комитета Томсона, переданном американским специалистам осенью 1941 г., поэтому «Малыша» можно с полным основанием называть бомбой английского типа.

В отчёте Комитета Томсона указывалась основная трудность на пути реализации пушечной схемы — большая требуемая скорость сближения подкритических масс. Она необходима для того, чтобы не допустить преждевременного разлёта урана при начале цепной реакции. По оценкам английских специалистов, эта скорость составляла примерно 1000–1800 м/с, что близко к предельной для артиллерийских систем величине. Дальнейшие исследования показали, что эта оценка завышена, и при условии использования для начала цепной реакции нейтронного инициатора, скорость сближения подкритических масс может быть намного меньшей — порядка 300–500 м/с. Кроме того, задача существенно облегчалась тем, что конструкция была одноразовой, поэтому запас прочности ствола можно было принять близким к единице. Интересно, что по воспоминаниям Гровса, это было осознано разработчиками бомбы не сразу, поэтому первоначально её конструкция получалась сильно перетяжелённой.

Ядерный заряд из урана-235 — 80 % обогащения состоит из двух подкритических масс — цилиндрического снаряда и мишени, помещённых в ствол из легированной стали. Мишень представляет собой три кольца диаметром 152 мм 6 дюймов) и общей длиной 203 мм 8 дюймов), установленных в массивном стальном отражателе нейтронов диаметром 610 мм (24 дюйма). Отражатель выполняет также роль инертной массы, препятствующей быстрому разлёту делящихся материалов при развитии цепной реакции. Масса стального отражателя составляет 2270 кг — больше половины всей массы бомбы.

Масса уранового заряда «Малыша» составляет 60 кг, из которых 42 % (25 кг) приходятся на снаряд, а 58 % (35 кг) — на мишень. Это значение примерно соответствует критической массе урана-235 — 80 % обогащения. Для быстрого развития цепной реакции и, следовательно, высокого коэффициента использования делящихся материалов применён нейтронный инициатор, установленный на дне мишени.

В принципе, заряд пушечного типа может работать и без нейтронного инициатора, но тогда цепная реакция в массе, незначительно превышающей критическую, будет развиваться медленнее, что уменьшит коэффициент использования делящихся материалов.

Калибр пушечного ствола составляет 76,2 мм (3 дюйма — один из стандартных артиллерийских калибров), а его длина — 1830 мм. В хвостовой части бомбы помещается поршневой затвор, урановый снаряд и картузный заряд бездымного пороха, массой несколько фунтов (1 фунт — 0,454 кг). Масса ствола составляет 450 кг, затвора — 35 кг. При выстреле урановый снаряд разгоняется в стволе до скорости около 300 м/с. В популярных фильмах, посвящённых ядерному I оружию, показывают драматическую сцену, как в полёте, в бомбовом отсеке, специалист по ядерному оружию откручивает какие-то гайки и выполняет какие-то манипуляции с бомбой, тщательно пересчитывая гайки. Так он заряжает «Малыша» перед сбросом.

Корпус «Малыша» имел цилиндрическую форму и, по мнению летчиков, больше всего напоминал мусорный бак с хвостом. Для защиты от осколков |зенитных снарядов он выполнен из легированной стали толщиной 51 мм (2 дюйма).

Сборка бомбы «Малыш» (Little boy) на о. Тиниан перед боевым применением

Бомба «Малыш» после частичной контрольной сборки. Антенна радиовысотомера установлено

Требование защиты от зенитной артиллерии после войны было признано надуманным, привёдшим лишь к неоправданному перетяжелению первых атомных бомб. Действительно, попасть в небольшую бомбу, падающую с околозвуковой скоростью, практически невозможно.

Бомба имеет стандартное для американских авиабомб Второй мировой войны довольно громоздкое хвостовое оперение. Длина «Малыша» составляет 3200 мм, диаметр — 710 мм, полный вес — 4090 кг. Бомба имеет один узел подвески. После отделения от самолёта бомба свободно падала по баллистической траектории, достигая у земли околозвуковых скоростей. Никакой парашютной системы, упоминаемой в некоторых популярных книгах, не было. Благодаря передней центровке и большому удлинению, «Малыш» выгодно отличался от «Толстяка» устойчивостью на траектории и, следовательно, хорошей точностью попадания.

Система подрыва бомбы должна была обеспечить её взрыв на высоте 500–600 м над землёй, оптимальной для образования у поверхности мощной ударной волны. Известно, что ядерный взрыв имеет четыре основных поражающих фактора: ударную волну, световое излучение, проникающую радиацию и радиоактивное заражение местности. Последнее максимально при наземном взрыве, когда большинство радиоактивных продуктов деления остается на месте взрыва. Система подрыва должна удовлетворять двум совершенно противоположным требованиям:

1. Бомба должна быть безопасной в обращении, поэтому несанкционированный ядерный взрыв должен быть совершенно исключён.

2. При сбросе над целью должен быть гарантирован взрыв на заданной высоте, в крайнем случае — самоликвидация бомбы при ударе о землю, чтобы она не попала в руки противника.

Основными компонентами системы подрыва являются четыре радиовысотомера, барометрический и временной предохранители, блок автоматики, источник питания (аккумулятор).

Радиовысотомеры APS-13 Арчи обеспечивают взрыв бомбы на заданной высоте. При этом для повышения надёжности блок автоматики подрыва срабатывает при получении сигнала от любых двух из четырех высотомеров. Малогабаритный высотомер Арчи был разработан ранее в лаборатории Альвареса по заказу ВВС как радиодальномер защиты хвоста самолёта, но в этом качестве он не нашёл широкого применения. Дальность действия Арчи составляла 600–800 м; используемый как радиовысотомер, он выдавал команду на подрыв бомбы на высоте 500–600 м. Так как носовая часть бомбы занята массивным стальным отражателем, характерные штыревые антенны Арчи размещаются на боковой поверхности корпуса. Антенны были весьма уязвимы, поэтому при хранении и транспортировке бомбы они снимались. Интересно, что 6 и 9 августа 1945 г., в дни атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, чтобы не помешать работе радиовзрывателей «Малыша» и «Толстяка», всей американской авиации, действовавшей над Японией, было запрещено ставить радиопомехи.