核航弹,又名核炸弹、核航空炸弹,是装有核装置的炸弹,通常用战略轰炸机运载和投放。
美国、苏联在原子弹试验成功之后,首先发展的就是核航弹。美国早期的核航弹为“胖子”和“小男孩原子弹”的改进型,如MK-4(1953年退役)、MK-5(1963年退役)、MK-6(1951~1961年服役)等,当量多为2万~3万吨。20世纪60年代,美国研发了一种核航弹B61,首枚于1968年服役。而苏联解体前,共有核航弹1400枚。2012年初,美国制定了战术核武器升级计划,投入60亿美元对现有战术核武器进行升级。其中包括B61核航弹寿命延长计划,即发展一种B61-12核航弹。2020年6月,B61-12核弹完成投放测试。2025年5月,美国宣布已完成首枚B61-13核航弹的制造。该型号将专门由战略轰炸机投送,并部署于美国本土基地。中国核航弹的研究工作,早在1960年就列入了核武器研究所的科学研究计划中。1964年10月16日,中国第一颗原子弹爆炸成功。1965年5月14日,中国在罗布泊成功进行了核航弹空投爆炸试验,标志着中国有了可用于实战的核武器。
核航弹主要由核爆炸装置、引爆控制系统以及带稳定翼的弹体组成,结构上大致可分为头部、中段、后体和尾部四部分。核航弹可以不同方式投放,在预定的地面、低空和空中爆炸。最常用的投放和引爆方式有4种:空爆/延时引信、地爆/延时引信、空爆/完备引信、地爆/完备引信。1945年8月6日和9日,美国先后向日本的广岛市和长崎市投掷了两枚核航弹,这是人类战争史上迄今仅有的使用核武器的战例。
发展沿革
世界
美国
美国、苏联在原子弹试验成功之后,首先发展的就是核航弹。美国早期的核航弹为“胖子”和“小男孩原子弹”的改进型,如MK-4(1953年退役)、MK-5(1963年退役)、MK-6(1951~1961年服役)、MK-7(1952~1967年服役)、MK-8(1951~1956年服役)等,当量多为2万~3万吨。B61是美国在20世纪60年代研发的一种核航弹,首枚于1968年服役。美国先后研发了8种型号的B61。其中,B61-7和B61-11属于战略核武器:前者是一种当量可调的航空炸弹;后者是一种当量不可调的钻地弹。B61-3和B61-4属于战术核武器。
2010年,美国军工局启动B61-12延寿计划。2012年初,美国制定了战术核武器升级计划,投入60亿美元对现有战术核武器进行升级。其中包括正在实施的B61核弹寿命延长计划,即发展一种B61-12核弹,代替已经服役多年的B61-3、B61-4、B61-7和B61-10核航弹。2015年10月,B61-12延寿计划在托诺帕试验场完成最后一次系统水平飞行测试,2016年1月完成基线设计评审,6月启动生产工程阶段工作,2017年3月完成首次质量鉴定飞行试验,2018年9月完成最终设计评审。
2020年6月,美国国防部公布了F-35战斗机A战斗机投放惰性B61-12核炸弹的测试图片,旨在证明翻新的B61-12核炸弹与F-35A战斗机兼容,公布的最早测试是在2019年6月,最近一次测试是在2020年4月,投掷B61-12核炸弹的能力将作为F-35 Block 4软件升级的一部分于2023年完成,使得F-35A成为具备常规和核打击能力的双功能飞机(DCA)。2022年,美国的战术核武器将主要是装备W80核弹头的巡航导弹以及B61-12核航弹,而在空投这些战术核武器的平台中,大多数美国军队战机都可携带这些战术核武器,其中F-35战斗机可同时携带两枚B61-12核弹。
2023年10月27日,美国国防部宣布,研发部署升级版B61核航弹——B61-13。2025年5月,美国能源部部长赖特宣布,潘德克斯工厂(Pantex Plant)已完成首枚B61-13核航弹的制造。B61-13专为打击加固目标及大面积军事设施而优化,集成了现代化安全管控系统与精确制导技术。该型号将专门由战略轰炸机投送,并部署于美国本土基地。
其他国家
1949年9月23日,苏联首次试验成功原子弹,1953年8月12日首次试验成功氢弹。苏联装备有多种核航弹,战略型有500万吨级和2000万吨级的;战术型有2.5万吨级、25万吨级和35万吨级的,由“野牛”(米亚-4)、“熊”(图-20)、Tu-22轰炸机(图-22)等轰炸机携载。据外电报道,苏联解体前,共有远程轰炸机181架,核航弹1400枚。苏联的核航弹,仅知有重1吨以上,爆炸力约为100万吨以上的氢弹(战略用)及重750千克左右,爆炸力为千吨级的战术性原子弹。1956年10月11日,英国在马拉林加岛首次用“勇士”飞机空投了核航弹,当量小于2万吨。1957年5月15日,在圣诞岛用四引擎洲际轰炸机在5000米高空投下一枚两相氢弹,被认为是“干净弹”,爆炸后放射性沉降几乎可忽略,当量为百万吨级。法国在20世纪60年代初期经过几年的试验和改进,发展成了供“幻影”-4式飞机携带的AN-22型钚原子弹,威力为6万吨。
中国
研发背景
1964年10月16日,中国第一颗原子弹爆炸成功,但技术发达的美国人说中国在5年内解决不了运载的问题,西方记者也认为中国“有弹无枪”。早在第一颗核装置爆炸前夕,周恩来就开始思考下一步核技术的发展方向。他在中央专委第七次会议上提出了新的设想,那就是要尽快实现核装置的武器化。中国不仅要研制核航弹,还要研制导弹核弹头和氢弹,能够使人民解放军装备新中国自己研制的核武器,以打破帝国主义的核垄断和核讹诈。根据中央专委会和周恩来的要求,二机部经过反复研究,于1965年2月3日向中央专委会呈报了《关于加快发展核武器问题的报告》。报告提出:一方面要加速原子弹武器化,装备部队,形成战斗力;另一方面要尽快突破氢弹技术,向战略核武器的高级阶段发展。
周恩来主持专委会审议了这个报告,原则同意二机部的规划安排,要求通过1965年至1967年的核试验,完成原子弹武器化工作,并力争于1968年进行氢弹装置试验。国防科委和国防工办根据第七次中央专委会议的精神,在组织实施原子弹塔爆试验的同时,会同空军作战部、工程部、三机部四局、二机部九局等单位,共同对原子弹空爆试验进行了总体研究和设计,并对任务分工等问题进行了研究。
研发过程
核航弹的研究工作,早在1960年就列入了核武器研究所的科学研究计划中。同年4月,朱亚光等科研人员开始了核航弹的外形和引爆控制系统的研究和设计,经过一系列风动试验,于1961年底进行了缩小比例的空投模型试验,一年后,又在空军试验基地进行了全尺寸空投模型试验;引爆控制系统是在三机部和四机部的所属工厂、研究所与核武器研究所的共同努力下,于1962年研制成功。同年,朱光亚参与起草的“两年规划”中也对核航弹做出了安排。核武器研究所随即对引爆控制系统在地面和空中进行了一系列的测试和模拟试验,在各方面积极配合下,研制工作进行得较为顺利,取得了预期的结果。
1964年9月,三机部西安飞机厂完成了第一架轰-6飞机改装。之后,在第一颗原子弹爆炸试验的基础上,为适应航空炸弹的要求,对核装置结构做了必要的改进,采用了具有独特构思的结构支撑,满足了航弹的物理和工程要求。1964年12月,总参谋部、国防科委拟定了空中核爆炸试验方案,确定空爆核试验的目的是验证原子弹在动态情况下的技术性能,测定其威力,为改进设计提供依据,同时进行比较全面的效应试验,并要求在1965年5月1日前完成一切准备工作。各参试单位在完成了各项基本技术准备后,从1965年2月中旬开始,陆续进入核试验基地进行现场准备工作。3月中旬,张爱萍、张震寰等到飞行训练场和核试验专区,检查了机组投弹训练及试验现场各项准备工作的进展情况。
1965年4月11日,试验基地和中国人民解放军铁道兵、石油部等单位的施工队伍,共同完成了设置靶标和雷达反射器、测试和效应试验等351项工程。设备安装人员经过20天的紧张工作,完成了727台(套)控制与测试仪器设备的安装,并先后进行了48次联试,完成了综合预演的准备。总参气象局、空军司令部和兰州空军气象部、西北综合导弹试验基地、核试验基地气象部门组成的联合气象保障组,基本掌握了短时好天气出现、持续和消失的规律。通信部门制定了保障计划,检查了通信线路和设备,反复演练了程序动作。总参军训部组织有关军兵种的战术分队,做好了利用这次核试验进行核爆炸条件下的战术演习准备工作。4月中旬,正式试验用的两枚核航空炸弹在西北核武器研制基地总装完毕,经振动强度测试检验,航弹结构可靠,性能正常,可以满足飞机空投试验的需要。
1965年5月14日,中国在罗布泊成功进行了核航弹空投爆炸试验。标志着中国有了可用于实战的核武器。中国用两年时间,将第一颗原子弹、核航弹以及导弹核武器研制成功,这种“三级跳”计划顺利地完成,快速试验了原子弹的武器化。5月30日,周恩来与党和国家其他领导人林彪、邓小平、陈毅、贺龙、李先念、薄一波、聂荣臻、罗瑞卿等,在人民大会堂新疆厅接见并宴请参加第一颗原子弹爆炸试验和这次空投原子弹爆炸试验的核武器研制和试验部门的负责人、科学家、技术专家、投弹机组人员及先进模范单位的代表和个人。
基本设计
弹体结构
航空核炸弹结构上大致可分为头部、中段、后体和尾部四部分。头部和后体为电子装置,主要有解除保险开关、闭锁器、引信装置、传感器、点火装置、电源、电接插件等;中段为核爆炸装置;尾段一般为圆锥状或后体部分的延伸,配装不同形状、尺寸和横截面的尾翼及各种类型的减速机构或降落伞。根据战略战术要求和载机特性,通过上述结构上的不同设计、组合和连接,即可产生多种规格尺寸、威力和各种爆炸特性的核航弹。
投放系统
核航弹主要由核爆炸装置、引爆控制系统以及带稳定翼的弹体组成。其投射系统是战术攻击飞机,可以在目标上空以多种投射方式投放:其命中精度主要依靠弹壳外形的空气动力学性能、弹上的空气动力学减速系统以及飞机投弹点的控制。最后通过不同的引信实施空中爆炸、地面爆炸或地表下爆炸,从而达到打击各种不同目标的目的。由于核爆威力大,必须使投弹飞机有足够时间飞离危险区域,因此通常在核航弹投掷时使用降落伞,或采用延时引信。
性能介绍
根据战略战术要求和载机的特性,核航弹可以做成不同规格、不同威力及各种特性。通常情况下,由战略轰炸机携带的战略核航弹的威力要大一些,一般在几十万吨至几百万吨TNT当量之间,个别型号可高达几千万吨TNT当量。由战术战斗机携带的战术核航弹的威力要小一些,一般在几千吨至几十万吨三硝基甲苯当量之间。
主要型号
MK-28
MK-28是一种战略和战术热核航弹,有多种改型,可由多种飞机携带,1955年交付洛斯·阿拉莫斯国家研究所研制。其中,MK28-0型于1958年开始部署;MK28-1型于1960年开始部署;MK28-2型于1961年开始部署;MK28的0-3型已停止使用;此外,MK28的改型还有b-284RE/EX型和B28-5FI型。该炸弹大约于1958年1月至1966年5月生产,生产了4500多台。1968年,它被重新命名为B28。1983年部署数量大约1200枚,该炸弹一直服役到1991年。
MK-28主要挂载于弹仓中,包括F-105的弹仓,而MK-28EX则设计用于所有的轰炸机以及歼击轰炸机,这两者都是用于进行战略打击。而MK-28RE则是在MK-28EX基础上增加了减速伞(4英尺的引导伞,28英尺直径的主伞)。在这些类型之后,还出现了Full Fuzing Internal型,用于60年代出现的新的低空轰炸方式,可以空爆、地爆或者延迟引爆。Retarded Internal型(RI,减速内挂型),是第五种也是最后一种变形,它采用一种不同的、更大的减速伞装置,以适应低空投掷。MK-28每个核航弹只有一种当量,共有5种不同的当量,已知的4种为:7万吨、35万吨、110万吨、145万吨。重量为1152公斤,其中B28RE为984公斤,B28EX为919-925公斤,B28FI为1061公斤。其核装置部分长约0.91米,其中b-28EX长431.8厘米,B28RE长421.6厘米。此外,该炸弹直径为50.8厘米。
MK41
MK41(1968年后称为B41),是美国有史以来部署的当量最高的核武器,也是美国唯一研制的三级氢弹,其威力达到了2500万吨。MK41长12英尺4英寸(3.76m),重4850kg,由B-52轰炸机“同温层堡垒”或B-47轰炸机“同温层喷气”式轰炸机携带。它可以采用自由落体式或减速伞式两种结构,通过设置可以选择空爆、地爆或者延迟引爆三种不同的引爆方式。该弹于1960年9月至1962年6月期间生产,共生产500枚,并于1961年开始服役,但是从1963年11月就开始退出现役,1976年7月最终退役由MK-53/B-53核弹所取代。
1955年,美国美国空军发出了一种Class B级(重量超过10000磅/4545kg)大威核武器的需求,由此导致了MK-41的诞生。1956年5月27日,在“红翼-祖尼”(Redwing – Zuni)核试验中,MK-41的威力的得到验证。在计划中,还要发展一种用于ICBM的核弹头型号,但是计划于1957年被取消了。
MK-41是美国的一种三段原理的氢弹,有一个氘-氚爆炸核心,据推测可能使用固体富锂-6核燃料用于聚变反应。它有两种型号,Y1型是“脏”型,使用铀-238第三级,而Y2型则比较“干净”。MK-41重4850kg,它拥有其它核武器所没有拥有的高威力-重量比。美国政府曾经于1963年宣布要发展威力3500万吨级的热核核弹头用于武装“大力神”Ⅱ弹道导弹(有效载荷为3700kg),如果发展成功,其威力-重量比将几乎到达MK-41的两倍。
MK-41核航弹采用长圆柱体外形,重4850kg,采用“泰勒-乌拉姆”(Teller-Ulam)型设计,使用一个4~10万吨级的高浓缩铀裂变前级来引爆固体的富锂-6(含量达到了95%)热核燃料,其有500~1000kg的固体锂-6在一个天然铀的长圆形容器中。该弹是一种典型的裂变-聚变-裂变型氢弹,常被称作“三倍高热核反应恐吓”(thermonuclear triple threat),也常称为“脏”氢弹,这是因为它们在爆炸后会产生大量的放射性尘埃,人一旦接触会导致癌症等放射性病。
MK-41是有UCRL设计,作为一种里程碑般的武器,其经过了两次理论核试验。第一次就是“红翼-祖尼”(Redwing-Zuni)试验,采用了“Bassoon”装置,直径39英寸,长135.5英寸,重12158磅,预计威力2~300万吨级,实际威力达到了350万吨。该次试验85%的能量来自于聚变反应,只有15%来自裂变反应。1956年7月20日,进行了第二次试验,代号“红翼-特瓦”(Redwing-Tewa),使用代号“Bassoon Prime”的装置,尺寸与前一次的相同,但是重量增加到了15735磅。预计的威力6~800万吨,但是实际只有500万吨,这表明在那个年代核武器的设计还是很不稳定的。这次试验只有13%的威力来自聚变反应,而87%的能量来自于裂变反应。这次试验的装置聚变威力只有65万吨,而祖尼试验达到了300万吨。这两次试验都是只是概念性设计的试验,在根据这两次试验的结果进行了武器化再设计以后的实际产品在投入服役前又进行了附加的试验。
1957年8月31日,在“铅垂-烟雾”(Plumbbob Smoky)试验中测试了第一与第二级,预计威力4.8万吨,实际威力为4.4万吨,这次试验中只有少量的聚变成分。原型的TX-41炸弹的“洁净”型在1958年5月31日到7月27日间进行了3次试验,分别是Hardtack 行动阶段1中的Sycamore、Poplar与Pine试验。在Sycamore试验中,使用了2级洁净型的TX-41,直径50英寸,长112.6英寸,重9723磅,预计威力500万吨级,有200万吨来自于裂变,实际威力只有可怜的9.2万吨,第二级只探测到了低层次的引爆。可以说是一次失败的试验。
在7月12日进行的Poplar试验中,是第一次试验的重复,但是试验用的炸弹进行了修改,尺寸有所缩小,直径48.2英寸,长112.1英寸,重9316磅。预计威力为500~1000万吨级,只有45万吨来自于聚变反应。这次试验获得了成功,实际威力达到了930万吨(是Hardtack I行动中威力最大的一次试验,也是美国历史上威力第5大的核试验)。7月27日进行了最后一次的Pine试验,这次是一枚三级爆炸的型号,炸弹直径50英寸,长112.6英寸,重量减少到了8752磅。这次试验的预计威力4~600万吨,其中只有20万吨来自于聚变反应。实际威力只有200万吨,而这枚炸弹还被认为采用了两个初级。最终的设计在1960年10月完成并投入了生产。
其他型号
作战过程
与核导弹相比,核航弹的投放系统较为简单,而且与先进的载机相配合,可以使其具有较强的灵活性和机动性。投放核航弹时,飞机的飞行高度、速度有多种选择,既可高空投放,也可低空投放,还可以在超声速飞行时投放。核航弹脱离飞机后,降落方式可以是自由落体,也可以用降落伞、减速机构等减速。爆炸方式有空爆、地面爆炸和地面延时爆炸等。所有这一切都根据实战需要来确定。
服役情况
截至2012年,美国战术核武器的主力为B61-3、B61-4、B61-10核航弹。其中B61-3航弹可选当量范围为300吨到17万吨,B61-4为300吨到4万吨,数量大约为200枚。上述级别的核航弹部署在欧洲5个国家,分布在6个空军基地的87个飞机掩体的弹药库中。其中意大利和土耳其分别拥有大约60到70枚核弹头;比利时、德国、荷兰则分别拥有10~20枚。部署在欧洲的核弹分两类。一类是部署在美军驻欧洲的军事基地,由美国飞机投放,包括部署在意大利阿维亚诺空军基地和土耳其印吉尔利克基地的大约100枚核弹头。另一类则部署在欧洲国家的军事基地,由比利时、德国、意大利、荷兰和土耳其的飞机投放。这一类被称为“东道国核弹”。
不过,和平时期,东道国核弹仍需美国空军部队负责监管。这些核武器平时储存在飞机掩体内距离飞机几米的地下室内。战时,如果美国总统授权部署这些武器,那么相关装备将交给非核国家。但即便是在和平时期,美国空军也给盟国飞机装备必要的电子和机械接口,并培训盟国飞行员安装和使用这些武器。这些战术核弹的投放机种主要包括美国的F-15E战斗轰炸机、美国及盟国的F-16A/B、F一16C/D战斗机、欧洲国家的狂风战斗机等。另外有300枚核航弹储存在美国本土,必要时进行海外部署。截至2023年,美国有3种型号B61处于部署状态,即B61-3、B61-4和B61-7。2025年5月,美国能源部部长赖特宣布,潘德克斯工厂(Pantex Plant)已完成首枚B61-13核航弹的制造。该型号将专门由战略轰炸机投送,并部署于美国本土基地。
实战案例
1945年8月6日和9日,美国于先后向日本的广岛市和长崎市投掷了两枚核航弹。第一枚是以铀235为裂变材料的原子弹,命名为“小男孩原子弹”,弹长3.04米,弹径0.71米,重约4.09吨,当量为2万吨三硝基甲苯。这枚核航弹造成广岛7.1万人死亡,6.8万人受伤,城市40%面积成为焦土,92%的面积无法辨认原貌。第二枚是以钚239为裂变材料的原子弹,命名为“胖子”,弹长3.25米,弹径1.52米,重约4.55吨,当量也是2万吨TNT,造成长崎3.6万人死亡,4.2万人受伤,毁坏房屋2万余幢,市区1/3成为废墟。这是人类战争史上迄今仅有的使用核武器的战例。
参考资料 >
Tag Archives: Mark 28.thisdayinaviation.2025-08-10
The B-41 (Mk-41) Bomb.nuclearweaponarchive.2025-08-10
美国防部公布F35空投B61-12核弹照片.网易军事.2025-08-09