– оснащение самолётов-носителей Ту-4 аппаратурой контроля режимов полёта с изделием, температурного режима в бомбоотсеках, аппаратурой измерений параметров поражающих факторов взрыва при воздействии их на самолёт (давление в ударной волне, интенсивность светового облучения, деформация силовых узлов самолёта), а также фотокиносъёмочной аппаратурой регистрации развития процесса взрыва.
Все проектные работы, макетирование и ход доработки самолётов контролировались лично генеральным конструктором Туполевым А. Н. Переоборудование самолётов Ту-4 в носители осуществлялось на лётно-доводочной базе ОКБ в Подмосковье. Первый самолёт-носитель Ту-4, оборудованный по упрощённому варианту, был принят от ОКБ и перегнан на 71-й Полигон ВВС уже в 1948 году для проведения лётно-баллистических испытаний изделий 501.
Несмотря на почти завершённые испытания самолёта Ту-4, обеспечение схемно-конструктивной согласованности его как носителя с изделием, вопросы безопасности полётов в зоне ядерных взрывов оставались открытыми и нерешёнными. Не было полной уверенности в ожидаемой мощности и воздействии поражающих факторов взрыва на самолёт, в частности по ударной волне (УВ), и реакции самолёта на воздействие взрыва. Рекомендации по ударной волне взрыва относились к случаям распространения ударной волны вдоль земной поверхности. Достоверных сведений о её распространении в свободной атмосфере до высот полёта самолётов не было вообще.
В 1951 году доработка самолёта-носителя Ту-4 с его специальным оборудованием закончилась. Приказом главнокомандующего ВВС от 17 мая 1951 года была назначена Государственная комиссия для проведения наземных и лётных испытаний двух самолётов Ту-4, переоборудованных ОКБ-156 МАП в самолёты-носители.
По результатам испытаний было выдано заключение о готовности самолётов к подвеске, транспортированию и прицельному бомбометанию изделий типа 501-М. При этом оценка безопасности полёта самолёта-носителя в условиях воздействия поражающих факторов ядерного взрыва в задачу комиссии не входила. Этот вопрос подлежал дополнительному рассмотрению.
В задачи авиационного обеспечения ядерных испытаний входил отбор продуктов из облака взрыва для радиохимического анализа с помощью самолётных средств, оборудованных фильтр-гондолами. Отбор следовало проводить из различных мест радиоактивного облака с многократным заходом в него, с соответствующим разнесением полётов как по высоте, так и по времени. Отобранные пробы, необходимые для исследований срабатывания заряда, имели важное значение и для оценки экологических последствий взрывов. С отбором продуктов ядерного взрыва самолётными средствами неразрывно были связаны задачи защиты экипажей и дезактивации самолётов после полётов.
В середине лета 1951 года поступило распоряжение о перебазировании авиационной группы 71-го Полигона ВВС на Семипалатинский полигон (УП-2) для проведения испытаний изделия РДС-3 в режиме воздушного ядерного взрыва. Одним из основных вопросов, вызвавших значительную обеспокоенность, была проблема обеспечения безопасности самолёта-носителя и его экипажа при воздействии на самолёт ударной волны ядерного взрыва. Требовалось изыскать возможность проверки безопасности полёта до сброса атомной бомбы с самолёта-носителя.
В конечном счёте было принято решение совместить наземное ядерное испытание изделия РДС-2 при подрыве его на башне и лётные испытания самолёта-носителя Ту-4 в целях проверки действия нагрузок на самолёт при встрече его с ударной волной, качественной оценки эффекта динамических нагрузок и условий пилотирования на заведомо безопасных расстояниях. Окончательно был принят вариант прямолинейного полёта самолёта Ту-4 над башней на высоте 10 км при соответствующей задержке момента взрыва изделия РДС-2, обеспечивающей уход самолёта на заведомо безопасное удаление от места взрыва – до 20 км.
Изделие РДС-2 установили на высоте 30 м на металлической башне. Для проведения эксперимента подготовили два самолёта Ту-4 с экипажами. Взлёт запасного самолёта Ту-4 с экипажем капитана Усачёва К. И. произошёл 24 сентября 1951 года, в 14 ч 16 мин. В момент нахождения самолёта на расчётном удалении от цели, в 16 ч 19 мин, был произведён ядерный взрыв РДС-2. Мощность взрыва РДС-2 (38 кт) оказалась почти в два раза больше, чем взрыва РДС-1. По докладу экипажа, ударная волна воздействовала на самолёт на удалении 24,2 км от точки взрыва. Особых затруднений в пилотировании самолёта при световом излучении взрыва и воздействии ударной волны не возникло.
Измеренное значение избыточного давления в ударной волне было примерно раза в три меньше расчётного. При проведении послеполётного осмотра самолёта нарушений его конструкций и отказов в работе специального электро- и радиооборудования не было обнаружено. Состояние самолёта, впечатления экипажа по управлению в условиях взрыва, результаты измерений воздушной ударной волны при значительной мощности взрыва вселяли надежду на возможность обеспечения безопасности самолёта-носителя при воздушном испытании изделия РДС-3.
Перед выполнением ответственного испытания, намеченного на 18 октября 1951 года, каждый экипаж самолёта Ту-4 запланировал и успешно выполнил два тренировочных полёта со сбрасыванием на цель авиабомб ФАБ-1500 в инертном снаряжении, а также по одному макету изделий (без автоматики и заряда). Общая продолжительность подготовки авиагруппы к ядерному воздушному испытанию с выполнением тренировочных полётов, проведением наземного ядерного взрыва, отработкой взаимодействия со всеми службами составила три месяца.
3.2. Первое в СССР воздушное испытание атомной бомбы
Ядерные испытания атомной бомбы РДС-3 были назначены на 18 октября 1951 года. Выполнение полёта со сбросом атомной бомбы в первом воздушном испытании было доверено экипажу самолёта-носителя Ту-4 в составе:
командир экипажа – Герой Советского Союза подполковник Уржунцев К. И.;
помощник командира – старший лейтенант Кошкаров И. М.; штурман-навигатор – капитан Суворов В. С.;
штурман-бомбардир – капитан Давыдов Б. Д.; штурман-оператор – старший лейтенант Кирюшкин Н. Д.;
радист – младший лейтенант Яковлев В. В.;
бортинженер – майор Трофимов В. Н.;
командир огневых установок – рядовой Евгодашин А. Ф.;
борттехник – старший техник лейтенант Кузнецов А. Ф.;
инженер-оператор по работе с пультом управления изделием – инженер-испытатель от 71-го Полигона ВВС, старший техник лейтенант Стебельков А. Н.
В строю с самолётом-носителем находился самолёт-дублёр. В экипаж самолёта-дублёра Ту-4 входили:
командир экипажа – капитан Усачёв К. И.;
помощник командира – старший лейтенант Киреев В. И.; штурман-навигатор – капитан Пастунин А. А.;
штурман-бомбардир – старший лейтенант Саблин Г. А.; штурман-оператор – старший лейтенант Свечников Н. И.; радист – старший сержант Золотарёв В. Б.;
бортинженер – старший техник лейтенант Черепанов П. П.; командир огневых установок – старший сержант Борздов Н. Д.; борттехник – старший техник лейтенант Золотухин Ф. И.; техник-испытатель – старший техник лейтенант Благов Л. А.
Изделие РДС-3, накануне проверенное, снаряжённое и окончательно подготовленное к подвеске на самолёт, было доставлено к самолёту, подвешено, в изделие введены уставки[7] временного датчика и барометрических датчиков критической высоты с помощью приборов самолётного пульта управления. Командир экипажа и штурман совместно с представителем КБ-11 включили электрозамки изделия. Окончательная передача изделия экипажу закреплена в журнале подписями командира корабля и штурмана. Командир корабля доложил начальнику 71-го Полигона ВВС генерал-майору Комарову Г. О. и ответственному представителю КБ-11 о приёмке изделия и готовности к выполнению задания. В 7 ч 00 мин по московскому времени с аэродрома Жана-Семей поднялся самолёт-носитель Ту-4 с атомной бомбой на борту. Взлёт выполнен безупречно. Вслед за ним поднялся в воздух самолёт-дублёр Ту-4 с инертной фугасной бомбой ФАБ-1500. В полёте самолёт-носитель с изделием на борту сопровождался и охранялся парами самолётов-истребителей. Управление полётом самолёта-носителя осуществлялось с ЦКП полигона УП-2, на котором находилось руководство испытаниями во главе с Курчатовым И. В.: Харитон Ю. Б., Зельдович Я. Б., Ванников Б. Л., Зернов П. М., Неделин М. И., Болятко В. А., а от ВВС – Комаров Г. О. и Куликов С. М.
Основные этапы полёта отображались на планшете-макете. Радиообмен с носителем выполнялся по двум каналам, КВ и УКВ, с использованием кодированных радиообменных таблиц. Основные команды для надёжного приёма службой опытного поля дублировались. Погода была благоприятной, материальная часть самолётов работала безупречно, и в назначенное время самолёту-носителю был разрешён холостой заход на цель с передачей сигналов для окончательной настройки аппарата автоматики поля. С КП опытного поля доложили о готовности. Боевой заход разрешён. По каналам КВ- и УКВ-связи до сброса передаются предварительные сигналы: за60си15с – и третий сигнал – в момент сброса, в 9 ч 52 мин 38 с. На планшете, отображающем траекторию падения изделия, стали появляться световые отметки, подтверждающие срабатывание контролируемых цепей автоматики: подачу питания на каналы автоматики, снятие ступеней предохранения, взведение блока подрыва и выдачу барометрическими датчиками исполнительного сигнала на срабатывание. Это было первой информацией о нормальной работе изделия.
Приход сейсмической волны, вызвавшей перемещение грунта под ногами, а затем громовой грохот снаружи помещения ЦКП окончательно подтвердили, что первое воздушное испытание атомной бомбы в СССР прошло успешно. Бомба взорвалась на высоте 380 м над целью, мощность составила 42 кт.
Первый воздушный ядерный взрыв на Семипалатинском полигоне в 1951 г.
Посадка самолёта-носителя прошла благополучно. В докладе о выполнении задания Уржунцев К. И. сообщил об ощущениях, испытанных экипажем, при воздействии взрыва на самолёт: затруднений в пилотировании самолёта не ощущалось. Отказов в работе оборудования самолёта взрыв не вызвал. Бо