W58 (핵탄두)

W58은 폴라리스 A-3 잠수함 발사 탄도 미사일에 사용된 미국의 열핵탄두이다. 각 폴라리스 A-3 미사일에는 다탄두로서 3개의 W58 탄두가 장착되었다.

W58은 지름 15.6 in (40 cm), 길이 40.3 in (102 cm)였으며, 무게는 257 lb (117 kg)였다. 위력은 200 킬로톤이었다. 이 탄두의 1차 단계는 W55 및 W47 탄두와 공유되었다.

W58 설계는 1964년에 실전 배치되었으며, 마지막 모델은 1982년 마지막 폴라리스 미사일과 함께 퇴역했다.

 역사 
W58 프로그램은 향상된 탐지 능력으로 인해 적의 방어 능력이 증가하고 있다는 우려가 제기된 1959년 중반에 시작되었다. 이 문제에 대한 연구가 수행되어 1959년 8월에 보고서가 발표되었으며, 미사일용 집속 탄두 시스템 개발을 권고했다. 1959년 11월, 폴라리스 미사일용 집속 탄두 타당성에 대한 후속 연구가 시작되어 1960년 1월에 보고서가 제출되었다. 보고서는 탄두를 분산시키는 사출 시스템에 장착된 3개의 탄두를 탑재한 미사일 개발을 권고했다. 탄두는 고도 약 200,000 ft (61,000 m)에서 방출될 예정이었다. 수중 발사 및 미사일 초기 비행 중에는 보호 페어링이 탄두를 보호하도록 했다.

처음에는 두 가지 재진입체가 고려되었다. 둘 다 기본적으로 약간 벌어진 원통형이었지만, 하나는 열분해 흑연으로 만든 반구형 노즈를 가졌고, 다른 하나는 열분해 흑연 또는 베릴륨으로 만든 타원형 노즈를 가졌다. 두 설계 모두 내부 벽 온도는 1,500 °F (820 °C)였으며 단열재를 사용하여 탄두 온도를 300 °F (149 °C)로 제한했다. 결국 반구형 모양이 선택되었다.

1960년 7월, 공중 폭발 및 지상 폭발 신관 모두를 제공하기로 결정했다. 공중 폭발 신관은 감속계에 의해 시작되는 거리 보정 타이머로 구성된 관성 유형이었다. 공중 폭발 신관은 폴라리스의 목표 유형 중 95%에 적합했지만, 나머지 목표는 공중 폭발 신관을 사용하기에는 고도가 너무 높아서 지상 폭발 신관을 사용하여 파괴해야 했다. 모든 목표에 대해 지상 폭발을 선택할 수 있는 기능도 포함되었다.

주 안전 장치는 작동하는 데 5초 동안 10 g (98 m/s²)의 감속이 필요한 감속계였다. 탄두가 미사일에서 분리되지 않을 경우 탄두 무장을 방지하는 인터록 장치도 포함되었다. 무기에 전원을 공급하는 열전지는 재진입 가열에 노출될 때 작동하도록 설계되었다.

1960년 7월에 탄두 개발에 대한 공식 승인이 내려졌고 그해 8월에 군사적 특성이 승인되었다. 로렌스 방사선 연구소(현재의 로렌스 리버모어 국립 연구소)가 탄두를 배정받았으며, 당시 연구소의 업무량이 상당히 많았지만 계획된 4년 개발 프로그램(원래 계획된 3년 프로그램과 대조적으로)은 다른 프로그램의 보상적 축소가 필요하지 않음을 의미한다고 믿어졌다.

이 무기에는 처음에 XW-59라는 명칭이 지정되었으나, 1960년 10월에 XW-58로 재지정되었다. 국방부는 탄두 자체를 제외한 무기의 모든 측면을 담당했다. 록히드 미사일 앤 스페이스 디비전이 재진입체, 미사일 및 테스트 장비 개발을 맡았고, 해군 연구소가 신관 및 발사 시스템을 개발했다. 14회의 테스트로 구성된 비행 테스트 프로그램이 1962년 10월로 예정되었다. 초기 생산은 1964년 1월로 계획되었으며, 작전 가능 날짜는 1964년 6월로 계획되었다.

신관 시스템에는 3가지 폭발 고도 옵션이 있는 기압식 공중 폭발 신관과 지상 폭발 신관이 포함될 예정이었다. 발사 시스템은 폭발-전기 변환기 유형이 될 것이며, 탄두는 밀봉되고, 부스팅 가스 저장소는 탄두 씰을 뜯지 않고 제거 및 교체할 수 있는 웰(well)에 포함될 예정이었다. 1961년 3월, 지지 케이싱으로 티타늄 대신 마그네슘이 선택되었는데, 이는 최소 무게, 가공 용이성 및 적당한 고온 저항성을 제공했기 때문이다. 방사선 케이스를 환경으로부터 충분히 보호할 수 있는 방법이 알려지지 않았기 때문에 방사선 케이스용 보호 캔이 제공되었다. 폭발-전기 변환기는 기술이 아직 충분히 발전하지 않았기 때문에 나중에 강자성 변환기로 대체되었다.

1961년 8월, 제안된 탄두의 군수품 특성이 해군에 만족스러운 것으로 확인되었다. 재진입체를 포함한 탄두는 플레어 부분에서 폭 23.5 in (60 cm), 길이 54 in (140 cm)였으며 무게는 300 lb (140 kg)였다. 무기는 탄두, 통합된 신관 및 발사 시스템, 그리고 무기를 둘러싼 외부 열 차폐물로 구성되었다. 계획된 열분해 흑연은 탄두 구조에 통합된 삭마 열 차폐물로 대체되었다. 재진입체는 마크 2로 알려졌다.

1962년 3월, 탄두 재설계가 이루어져 재설계된 탄두 명칭인 XW-58-X1이 되었다. 이 재설계에는 열 차폐물과 탄두 케이싱의 통합, 신관 및 발사 시스템을 단일 장치로 통합하는 등 탄두 구성 요소의 긴밀한 통합이 포함되었다. 이 재설계로 인해 설계 출시 날짜가 3개월 지연되었다. Mk 58 Mod 0은 재진입체와 1차 단계를 제외하고 1963년 5월에 설계가 완료되었다.

1963년 6월, 중간 검토에 따라 1차 단계가 교체되었다. 새로운 1차 단계는 해군이 취약성에 대한 우려를 표명했던 기계적 안전 시스템을 제거했다. Mk 58 Mod 1 탄두의 초기 생산은 1964년 3월에 시작되었으며 탄두를 장착한 최초의 잠수함은 1964년 10월에 배치되었다.

Mk 58 Mod 2는 1965년 12월 고에너지 X-선에 대한 내성을 제공하기 위해 제안되었지만 프로그램은 승인되지 않았다.

1975년경 일부 W58 탄두에서 부식 문제가 발견되었다. 이 문제는 핵실험 대신 컴퓨터 모델링으로 평가되었다. 모델링 결과 무기 유지보수를 약간 변경하면 문제를 극복할 수 있다고 판단되었다. 그러나 취해진 조치는 무기의 계획된 퇴역 날짜에 영향을 받았을 수 있다.

이 탄두는 1982년 4월에 퇴역했다.

 설계 
최종 탄두는 마그네슘 케이스와 알루미늄 커버로 구성되었다. 나일론-페놀 열 차폐물은 마그네슘 케이스에 접착되었다. 탄두 커버에는 표적 탐지 레이더 안테나용 포트 2개, 압력 정보용 기압 포트, 탄두를 건조한 공기로 채우기 위한 밸브가 포함되어 있었다. 신관은 단일 채널 장치였다. 열전지와 레이더 안테나는 탄두 플레어 부분에 장착되었다. 공중 폭발 신관은 타이머와 기압 스위치로 제어되었으며 3가지 폭발 고도 옵션이 있었고, 지상 폭발 신관은 전자 방사형 장치로 제공되었다.

발사 세트는 듀얼 채널 유형이었으며 무기는 외부 중성자 발생기를 사용했다. 핵 시스템은 발사 시스템 이외의 것에 의한 기폭 시 4 lb (1.8 kg) 이상의 위력을 내지 않도록 설계되었다. 안전 시스템에는 발사 후 약 55초 후 65,000 ft (20,000 m) 고도에서 닫히는 가속 작동 접점이 포함되어 있어 탄두 전기 시스템을 열전지와 프로그래머에 연결했다.

탄두는 킹렛 핵 1차 단계를 사용했다. 무기 위력은 200 킬로톤이었다.

재진입체를 포함한 탄두는 플레어 부분에서 폭 23.5 in (60 cm), 길이 54 in (140 cm)였으며 무게는 300 lb (140 kg)였다. RB 없는 탄두는 지름 15.6 in (40 cm), 길이 40.3 in (102 cm)였으며 무게는 257 lb (117 kg)였다.

 같이 보기 
 핵무기 목록
 W47

 각주 

분류:핵탄두
분류:수소폭탄
분류:미국의 핵무기
분류:1960년대 도입된 군사 장비