Авиация и ядерные испытания - Серафим Куликов

В испытаниях 1951 г. при наземном и воздушном взрывах отбор радиоактивных продуктов из облака пришлось выполнять экипажами самолетов Ли-2, оснащенных специальными фильтр-установками. При этом, безусловно, они подвергались облучению, уровень которого оценить было затруднительно из-за отсутствия в то время каких-либо средств защиты экипажа и совершенных средств дозиметрического контроля.

Проблема обеспечения безопасности самолета-носителя

Игорь Васильевич Курчатов, как это всесторонне освещено, с величайшей ответственностью относился к работам по атомному проекту. Много внимания он уделял организации ядерных испытаний. Им лично проверялась готовность различных служб и средств, их взаимная слаженность в интересах гарантированного успешного проведения испытаний.

Первое совещание, проводимое И.В. Курчатовым, на котором рассматривались вопросы авиационного обеспечения испытания атомной бомбы РДС-3, проходило в гостинице гарнизона в пункте «М». Состав участников был достаточно многочисленным: присутствовали ученые, разработчики изделия, представители различных ведомств. Всех участников перечислить трудно, да многих я еще не знал. Запомнилось, что среди них были Завенягин А.П., Харитон Ю.Б., Зельдович Я.Б., Садовский М.А., Макаревский А.И., Болятко В.А.

Генерал Комаров Г.О., коротко доложив, что подготовка авиационной группы к испытаниям идет по плану, предложил заслушать мое сообщение. К тому времени я был уже в звании инженер-майора. Я доложил о состоянии самолетов-носителей Ту-4 и результатах их испытаний, о схемно-конструктивной согласованности специального оборудования самолета с изделием, возможности прицельного бомбометания и подготовленности экипажей. В заключение было сообщено о готовности самолета-носителя, самолетов обеспечения к испытаниям, а ЦКП — к управлению самолетами в полете и взаимодействию с другими службами полигона. При этом был предложен возможный режим бомбометания, учитывая летно-технические характеристики само лета Ту-4.

Одним из основных вопросов, вызвавших значительную озабоченность, была проблема обеспечения безопасности самолета-носителя и его экипажа при воздействии на самолет ударной волны ядерного взрыва. К нему на последующих совещаниях возвращались неоднократно, что в значительной степени обусловливалось отсутствием к этому времени сколь-нибудь достоверных сведений о закономерностях распространения ударной волны в атмосфере. Что касается светового излучения, то этот фактор тогда сомнений не вызывал. Роль его, как поражающего фактора, и необходимость принятия соответствующих мер защиты стали проявляться позже в связи с реализацией более мощных взрывов, при которых значение светового воздействия становилось определяющим в обеспечении безопасности полетов.

Вопросы выбора и назначения режима полета и бомбометания для самолета-носителя при первом воздушном ядерном испытании оказался не простым. Генеральному конструктору самолета Ту-4 Туполеву А.Н. были выданы приближенные значения ожидаемого избыточного давления в ударной волне, сведения о характере временного обжатия самолета ударной волной и действии восходящего потока воздуха. Туполев А.Н. проявил чрезвычайную осторожность в выдаче рекомендаций. На основе полученных предварительных исходных данных им было выдано заключение, что «при проведении испытаний с самолетом Ту-4, по-видимому, ничего не произойдет», но для первого опыта рекомендовал уменьшить нагрузки от взрыва в полтора-два раза за счет изменения баллистики изделия или каким-либо другим способом. Необходимо было изыскать возможность проверки безопасности полета до сбрасывания атомной бомбы с самолета-носителя.

В конечном итоге было принято решение совместить наземное ядерное испытание изделия РДС-2 при подрыве его на башне с летными испытаниями самолета-носителя Ту-4 в целях проверки действия нагрузок на самолет при встрече его с ударной волной, качественной оценки эффекта динамических нагрузок и условий пилотирования на заведомо безопасных расстояниях. Ожидалось, что проведенные измерения параметров ударной волны при воздействии ее на самолет дадут возможность с большей достоверностью уточнить расчетные зависимости распространения ударной волны в свободной атмосфере до высот полета самолета. Были рассмотрены различные варианты полета самолета Ту-4 в условиях ядерного взрыва изделия РДС-2:

— полет по окружности относительно места расположения башни и выходом с момента взрыва на направление касательной к этой окружности в одном случае без изменения режима полета, а в другом со снижением и соответствующим увеличением скорости;

— полет до момента взрыва аналогичен предыдущему варианту, но с разворотом после взрыва на направление от центра взрыва как без изменения режима полета, так и со снижением и увеличением скорости;

— прямолинейный пролет над башней с выбором времени момента взрыва.

Окончательно был принят вариант прямолинейного полета самолета Ту-4 над башней на высоте 10 км при соответствующей задержке момента взрыва изделия РДС-2, обеспечивающей уход самолета на заведомо безопасное удаление от места взрыва — до 20 км.

Проверка самолета Ту-4 на воздействие ядерного взрыва

Изделие РДС-2 было установлено на высоте 30 м на металлической башне, расположенной в центре опытного поля. Его подрыв осуществлялся по команде, выдаваемой автоматом пуска, как и в первом испытании РДС-1. Но в отличие от испытания в 1949 г. запуск автомата должен был производиться не вручную оператором, а по радиосигналам, передаваемым с самолета Ту-4, при пролете башни с задержкой команды на взрыв для ухода самолета на безопасное удаление к моменту воздействия на него ударной волны взрыва. Местоположение башни было условной «целью» для выполнения «холостых» и «боевого захода».

Для проведения этого эксперимента было подготовлено два самолета Ту-4 с экипажами: один как основной, второй — в качестве запасного. Испытание было назначено на 24 сентября. С учетом обеспечения взрыва изделия РДС-2 в назначенное руководством время вылет основного самолета с экипажем подполковника Уржунцева К.И. был намечен на 7 ч 11 мин местного времени. Из-за плохих метеоусловий взлет самолета Ту-4 переносился трижды и был произведен в 10 ч 11 мин. После взлета погода в районе опытного поля опять ухудшилась, и после неоднократных заходов на «цель» и выработки горючего самолет произвел посадку на взлетно-посадочную полосу (ВПП) аэродрома вылета. Взлет запасного самолета Ту-4 с экипажем капитана Усачева К.И. с улучшением погоды был произведен только в 14 ч 16 мин. В районе цели погода опять стала ухудшаться. Вынуждены были сократить программу выполнения заходов на цель. «Боевой полет» был произведен на высоте 10000 м без предварительного «холостого» захода. В момент нахождения самолета на расчетном удалении от цели была передана серия тонально-модулированных сигналов для включения автомата пуска аппаратуры опытного поля. После передачи исполнительного сигнала с задержкой в полторы минуты в 16 ч 19 мин 24 сентября произведен ядерный взрыв РДС-2. Мощность взрыва РДС-2 оказалась почти в два раза больше, чем мощность взрыва РДС-1. По докладу экипажа ударная волна на самолет воздействовала на удалении 24,2 км от точки взрыва. К моменту прихода ударной волны, как это было рекомендовано Туполевым А.Н., самолет без изменения режима полета при ручном управлении (с отключенным автопилотом) удерживался в горизонтальном положении. К моменту прихода ударной волны была произведена полная разгерметизация кабин самолета, экипаж перешел на кислородное питание. (Разгерметизация кабин самолета произведена для исключения последствий от возможной разгерметизации ее при воздействии ударной волны; мгновенное изменение давления в кабине может вызвать потерю работоспособности членов экипажа.) Особых затруднений в пилотировании самолета при световом излучении взрыва и воздействии ударной волны не возникло. Измеренное значение избыточного давления в ударной волне было примерно раза в три меньше ожидаемого расчетного.

При проведении послеполетного осмотра самолета нарушение его конструкций и отказов в работе специального электро — и радиооборудования обнаружено не было. Состояние самолета, впечатления экипажа по управлению самолетом в условиях взрыва, результаты измерений воздушной ударной волны при значительной мощности взрыва вселяли надежду на возможность обеспечения безопасности самолета-носителя при ядерно-воздушном испытании изделия РДС-3 — сбрасывании его с самолета. Тем не менее, Игорь Васильевич еще настойчивее призывал специалистов к более тщательному анализу всех аспектов этого вопроса. Особенно его беспокоила возможность существенного прироста мощности взрыва по сравнению с РДС-2, или как он выражался: «…а посмотрите, что будет, если мы поддадим еще?». По его поручению Садовским М.А., Зельдовичем Я.Б. и Забабахиным Е.И. были проведены уточненные расчеты ожидаемого воздействия взрыва на самолет на основе данных, полученных при испытаниях изделия РДС-2. Такой расчет был выполнен для условий бомбометания с высоты 10000 м при взрыве изделия РДС-3 на высоте 400 м с уходом самолета-носителя от цели по прямой без изменения высоты и скорости полета. Заместитель генерального конструктора ОКБ-156 Архангельский А.А. и начальник ЦАГИ Макаревский А.И., рассмотрев уточненные расчеты, выдали положительное заключение на такой полет самолета-носителя Ту-4. Однако они считали величину восходящего потока значительной с точки зрения пилотирования самолета и требующей от летчика особого внимания и удержания самолета в горизонтальном положении и выполнения в полете ряда рекомендаций. Перед выполнением ответственного испытания, намеченного на 18 октября, каждым экипажем самолета Ту-4 были запланированы и успешно выполнены два тренировочных полета со сбрасыванием на цель авиабомб ФАБ-1500 в инертном снаряжении, а также по одному макету изделий (без автоматики и заряда).