В состав автоматики по результатам испытаний был рекомендован постояннодействующий химический источник питания (аккумуляторные батареи — по одному на каждый канал). Аккумуляторные батареи, имеющие ограниченный срок службы, обладали стабильными характеристиками и достаточной энергоемкостью. При этом обеспечивалась возможность контроля их состояния при сборке изделия, после подвески его на самолет-носитель и непосредственно в полете с пульта управления перед бомбометанием. Одновременно с источником питания были испытаны электрозамки и чеки, надежно отключающие питание от основной схемы:
— электрозамки (с криптостойкостью замков автомобильного типа) включались после подвески изделия на самолет перед вылетом на задание; ключи от электрозамков каждого канала передавались командиру экипажа для использования их при вынужденных посадках;
— чеки, как элемент предохранения, действовали до момента физического отделения изделия от самолета. Обеспечивалась возможность аварийного сбрасывания изделия на «не взрыв»: по команде экипажа изделие отделялось от самолета с неизвлеченными чеками и обесточенной схемой автоматики.
Датчики высоты
По схеме автоматики предусматривалось применение датчиков пусковой высоты, вырабатывающих команды на промежуточных высотах падения изделия, и датчиков критической высоты, дающих команду на взрыв изделия при достижении заданной высоты срабатывания над целью.
В качестве датчиков пусковой высоты испытывались два прибора: один барометрического типа, а второй — временного. В датчике барометрического типа использовалась закономерность распределения атмосферного давления по высотам. Учитывая значение пусковой высоты, исчисляемой несколькими километрами, в барометрическом датчике была принята постоянная уставка, соответствующая среднестатистическому значению давления на этой высоте. Естественное отклонение реального давления на заданной высоте от принятого в конструкции барометрического датчика с учетом ошибок приема давления на изделии и инструментальных собственно прибора оказалось вполне допустимым. Для временного датчика пусковой высоты с электромеханическим приводом была принята переменная уставка, значение которой определялось по высоте полета самолета-носителя относительно цели и вводилась в полете с пульта управления изделием. По результатам испытаний оба датчика пусковой высоты нашли применение в разных каналах схемы автоматики.
Датчики критической высоты, к которым предъявлялись повышенные требования по точности отработки заданной высоты, разрабатывались двух типов: радиолокационный и барометрический.
Барометрический датчик критической высоты в конструктивном отношении был более сложным, чем датчик пусковой высоты, из-за необходимости обеспечения введения переменной уставки давления срабатывания. Исследованиями, проводившимися в КБ-11 и специалистами 71-го полигона, было установлено, что при постоянной уставке барометрического давления отклонения в высотах срабатывания могут достигать недопустимо больших величин. Поэтому для барометрического датчика критической высоты потребовались методические разработки по прогнозированию давления над намеченной целью на момент применения изделия, а в конструкции давления в бародатчик — разработка механизмов дистанционного введения установки с пульта управления самолета в полете.
После многократных летных испытаний барометрического датчика критической высоты с переменной уставкой давления были получены вполне удовлетворительные результаты. В отработке барометрических датчиков высоты много умения и старания было проявлено работниками КБ-11 Хаймовичем И.А., Авилкиным М.М., работавшими в творческом содружестве со специалистами полигона Беловым Б.А., Ибрагимовым К.И., Сперанским В.М.
С разработкой радиодатчиков, в принципе суливших высокую точность отработки критической высоты, возникли непреодолимые в то время трудности, хотя к их созданию были привлечены известные фирмы и специалисты: от СКБ-326 Скибарко А.П. и Курячьев В.П., от НИИ-885 МРТП Геништа Е.Н., от НИИ-17 МАП Тихомиров В.В. и от КБ-11 Алексеев В.Г. Было проведено много полетов на самолетах-лабораториях в целях определения характеристик отражения радиосигналов от различных подстилающих поверхностей и промышленных объектов, влияния шумов и вибраций на работу радиодатчиков. Непосредственно для проверки работы радиодатчиков в реальных условиях на траектории падения было проведено более 15 сбросов специально созданных для этого комплектаций изделий. Однако ни по одной из разработок положительных результатов не было получено. Поэтому в составе «изделия 501-М» (и на первом воздушном испытании РДС-3) радиодатчик не применялся. В последующем реальный сдвиг в оснащении ядерных боеприпасов радиодатчиками был достигнут после создания специального конструкторского бюро, где главным конструктором стал Тремасов Н.Э. В отработке и испытаниях радиодатчиков весьма полезными были участие и советы талантливого специалиста полигона Хренова И.М.
Высоковольтная часть системы автоматики
Важнейшая часть автоматики — высоковольтная система подрыва и синхронного инициирования в условиях полигона отрабатывалась с особой тщательностью под руководством известного ученого-физика Комелькова В.С.
Особое внимание уделялось вопросам надежности высоковольтных узлов и точности (одновременности) срабатывания капсюлей-детонаторов (КД) при обеспечении мер безопасности. Летным испытаниям соответствующей комплектации изделия предшествовала лабораторная проверка всех блоков на работоспособность и точность срабатывания системы инициирования. От каждой партии КД, предназначаемых для установки в испытываемое изделие, определенная их часть проверялась на разновременность срабатывания по реальной схеме задействования. Измерения проводились с использованием высокоскоростной фотохронографической установки. В летных условиях система подрыва и синхронного инициирования проверялась по методу «Дотриша» — в изделии вместо заряда монтировалась массивная стальная плита с нанесенной на нее разметкой и монтажом разводки КД в специальной измерительной сборке. После сбрасывания изделия в заданной точке по команде датчиков критической высоты происходило срабатывание системы инициирования. После раскопок и извлечения плиты по образовавшимся на ней меткам определялась разновременность срабатывания КД и соответствие этой разновременности требованиям синхронного инициирования.
Заключительная оценка системы проводилась по результатам испытаний изделия в так называемой контрольной комплектации. Она включала «штатные» (отработанные) корпус изделия, систему автоматики с ее низко — и высоковольтной частями и системой инициирования, заряда с ВВ полностью снаряженного КД. В заряде при этом вместо центральной части с ДМ устанавливался «керн».
Вопросы безопасности
Изделия, имеющие в своем составе ВВ и ДМ, в принципе являются потенциально опасными, в том числе и ядерно-опасными, что обуславливается наличием в их составе автоматики, содержащей все компоненты для инициирования взрыва заряда. Это, как отмечалось выше, диктовало необходимость принятия таких схемных решений, которые гарантированно исключали несанкционированное инициирование заряда. Наряду с решениями, реализуемыми через построение схемы автоматики, рассматривался также комплекс организационных и технических мер безопасности для этапов подготовки и проведения ядерных испытаний. Не рассматривая всех аспектов этой проблемы, остановлюсь на испытаниях, проводимых в подтверждение безопасности полетов самолетов-носителей с выполнением взлетов и посадок с изделием. При этих полетах проверялась прочность бомбардировочной установки самолета-носителя и узлов подвески изделия, отсутствие нарушений в электрических стыковках и надежность выполнения функций предохранения элементами автоматики. Особое внимание уделялось проверкам высокочувствительных капсюлей-детонаторов, находящихся непосредственно в контакте с ВВ заряда.
Полеты проводились в несколько этапов: на первом этапе — в комплектации изделия, соответствующей штатному изделию с установкой КД на инертном заряде; последующие полеты проводились уже с зарядом, содержащим ВВ. Такой вид испытаний проводился на всех последующих разрабатываемых изделиях. Эти накопленные материалы оказались так необходимы для принятия решения на вынужденную посадку самолета-носителя Ту-16 с термоядерной бомбой в 1955 г.
Совершенно неизведанной областью были вопросы безопасности экипажей и самолетов в полете при воздействии поражающих факторов взрыва, что требовало более углубленного изучения, в том числе и на основе постепенного накопления экспериментальных данных. Об этом в следующих разделах.