Тротиловый эквивалент заряда составлял 22+2 кт.

Ядерный заряд установлен в баллистическом корпусе эллиптической формы, напоминавшем дыню, отсюда и прозвище — «Толстяк». Чтобы противостоять осколкам зенитных снарядов, он выполнен из броневой стали толщиной 9,5 мм (3/8 дюйма). Масса корпуса составляет почти половину всей массы бомбы. Корпус имеет три поперечных разъёма, по которым разделяется на четыре секции: носовой отсек, передний и задний полуэллипсоиды, образующие отсек ядерного заряда, хвостовой отсек. На фланце носового отсека установлены аккумуляторные батареи. Носовой отсек и отсек ядерного заряда вакуумируются для защиты автоматики от влаги и пыли, а также для повышения точности бародатчика.

Максимальный диаметр бомбы составлял 1520 мм (60 дюймов), длина — 3250 мм (128 дюймов), полная масса — 4680 кг. Диаметр определялся размерами ядерного заряда, длина — протяженностью переднего бомбоотсека бомбардировщика В-29.

Интересно, что за время доводки имплозивного заряда изменялся и корпус бомбы. Первый его вариант (модель 1222) был признан неудачным. Окончательный вариант баллистического корпуса получил обозначение Модель 1561. После войны первый, неосуществлённый вариант плутониевой бомбы получил обозначение Mk.II, а её окончательный вариант, взорванный в Аламогордо, Нагасаки и на атолле Бикини — Mk.III.

Компоновку «Толстяка» и форму его эллиптического корпуса нельзя назвать удачными с точки зрения аэродинамики. Тяжелый ядерный заряд расположен в средней части корпуса, так что центр масс бомбы совпадает с центром давления, поэтому устойчивость бомбы на траектории можно было обеспечить только за счет развитого хвостового оперения.

Его доводка вызвала наибольшие (если не считать ядерных проблем) трудности. Эксперименты по сбрасыванию макетов бомбы проводились на авиабазе Мюрок Драй Лэйк в Калифорнии. Первоначально «Толстяк» имел изящный кольцевой стабилизатор. Испытания были неудачными: при падении с большой высоты бомба разгонялась до околозвуковых скоростей, картина обтекания нарушалась, и бомба начинала кувыркаться. Кольцевой стабилизатор заменили на обычный для американских бомб — коробчатый, большей площади, но и ему не удалось стабилизировать «Толстяка».

Ранее с той же проблемой столкнулся Барнс Уоллис, конструктор английских сверхтяжелых 5- и 10- тонных бомб «Толлбой» и «Грэнд Слэм». Уоллису удалось обеспечить их устойчивость за счёт большого удлинения корпуса (порядка 6) и вращения бомбы вокруг продольной оси.

Удлинение «Толстяка» составляло всего 2,1 и было лимитировано размерами ядерного заряда и бомбоотсека. Было предложено применить парашютную систему, но это было крайне нежелательно, так как увеличило рассеивание бомбы и её уязвимость от огня ПВО противника.

В конце концов инженерам-испытателям авиабазы удалось найти приемлемую конструкцию коробчатого хвостового стабилизатора, известную как Калифорнийский парашют. Калифорнийский парашют представлял собой громоздкую дюралевую конструкцию массой 230 кг, состоящую из 12 плоскостей общей площадью 5,4 м?. Стабилизация осуществлялась не столько за счёт смещения центра давления, сколько за счёт эффекта воздушного тормоза.

Верхняя площадка полигона в Аламогоро. «Изделие» собрано в процессе подготовки к испытаниям. Сидит — лейтенант-коммандер Норис Бредбери — руководитель группы по сборке неядерных компонентов бомбы

Калифорнийский парашют не дал «Толстяку» кувыркаться, но его устойчивость на траектории оставляла желать лучшего. Колебания бомбы по углам рыскания и тангажа достигали 25°, при этом нагрузки на хвостовое оперение приближались к пределу его прочности. Соответственно, круговое вероятное отклонение бомбы достигало 300 м (для сравнения, у английской 5-тонной бомбы «Толлбой» — порядка 50 м). Непредсказуемость своей траектории Толстяк продемонстрировал на практике: по некоторым данным, в Нагасаки он взорвался в 2000 м от точки прицеливания («Малыш» в Хиросиме — всего в 170 м), на испытаниях в Бикини в 1946 г. он промазал на 650 м.

Состав и логика работы автоматики подрыва аналогичны таковым у «Малыша». Высоковольтные блоки, для повышения надёжности их было два, каждый со своей группой детонаторов, обеспечивали одновременный подрыв всех 32 линзовых блоков. Штыревые антенны радиовысотомеров Арчи устанавливались, как и у «Малыша», на боковой поверхности корпуса, воздухозаборники и коллектор бародатчика — в его хвостовой части.

Вокруг передней крышки корпуса установлены четыре стандартных ударных взрывателя AN 219, связанных с составным зарядом детонирующими трубками. Ударные взрыватели обеспечивали самоликвидацию бомбы при ударе о грунт даже в случае полного отказа всей автоматики. Конечно, ядерный взрыв, для которого требовался одновременный подрыв всех блоков ВВ, при этом исключался. Антенны радиовысотомеров и ударные взрыватели устанавливались непосредственно перед боевым вылетом, поэтому на большинстве фотографий «Толстяка» они отсутствуют.

Для отработки атомной бомбы был спроектирован массогабаритный макет «Толстяка». Такие макеты, получившие прозвище Pumpkinsi («Тыква»), были изготовлены в количестве около 200 штук и использовались для тренировок лётчиков и обслуживающего персонала. Для соблюдения секретности «Тыквы» считались прототипами фугасной бомбы большой мощности и снаряжались 2500 кг ВВ и тремя ударными взрывателями.

В отличие от «Малыша», плутониевая бомба «Толстяк» изготавливалась серийно, хотя в 1945 г. это был только экспериментальный образец, собранный «на коленке» физиками и техниками из Лос-Аламоса. К концу года они собрали ещё две такие бомбы.

После войны началось новое, очень опасное противостояние с бывшим союзником — Советским Союзом. Для гарантии безопасности Запада было принято решение иметь в готовности к боевому применению не менее 50 атомных бомб. «Толстяк» имел много недостатков, но альтернативы ему не было: «Малыш» требовал слишком много высокообогащённого урана, а новая модель имплозивной бомбы — Мк.4 — ещё только разрабатывалась.

«Толстяк», получивший в серийном производстве обозначение Mk.III, был доработан с точки зрения повышения технологичности конструкции и надёжности автоматики. Серийные Mk.III отличались от «Толстяка» 1945 г. новыми электродетонаторами и новым, более надёжным блоком автоматики подрыва.

Производство Mk.III началось в апреле 1947 г. и продолжалось до апреля 1949 г. Всего было выпущено около 120 бомб трёх незначительно отличавшихся модификаций Mod.0, Mod.1 и Mod.2. Часть из них, по некоторым данным, для экономии плутония имела составное ядро из плутония и урана-235.

Серийное производство Mk.III следует считать вынужденным решением. Неустойчивость на траектории была главным, но не единственным её недостатком. Свинцовые аккумуляторы имели срок службы в заряженном состоянии всего девять суток. Через каждые трое суток требовалась подзарядка батарей, а через девять суток — их замена, для чего нужно было разбирать корпус бомбы.

Из-за тепловыделения плутония, вызванного его радиоактивностью, время хранения ядерного заряда в собранном состоянии не превышало десяти суток. Дальнейший нагрев мог повредить линзовые блоки ВВ и электродетонаторы.

Сборка и разборка ядерного заряда были очень трудоёмкими и опасными операциями, в которых были заняты 40–50 человек в течение 56–76 ч. Наземное обслуживание бомбы Mk.III требовало много нестандартного оборудования: специальных транспортировочных тележек, подъёмников, вакуумных насосов, контрольно-измерительных приборов и т. п.

Сказанного достаточно, чтобы убедиться, что Mk.III нельзя считать боевой системой оружия.

Уже весной 1949 г. началась замена Mk. III на новую бомбу Мк.4. В конце 1950 г. была снята с вооружения последняя Mk. III. Такой короткий срок службы лишь недавно выпущенных изделий объясняется крайне ограниченным тогда запасом делящихся материалов. Плутоний из зарядов Mk.III мог быть использован гораздо более эффективно в Мк.4.