Авиация и ядерные испытания - [36]

Принимая во внимание значительность самолетных измерений в ядерных испытаниях, приведу краткие сведения о комплексе самолетных средств, которые решали следующие основные задачи: определение мощности взрыва, измерение поражающих факторов взрыва, воздействующих на самолет в полете, оценку ответной реакции элементов конструкции самолета на воздействие этих факторов. В уточнении закономерностей распространения поражающих факторов в атмосфере большое значение имели приборы самолетных навигационных измерений и материалы метеорологических наблюдений. Роль самолетных измерений наряду с решением задач безопасности полетов также значительно возросла и в связи с тем, что средства опытного поля полигона о-ва Новая Земля в 1961–1962 гг. не могли обеспечить полноту измерений основных параметров взрыва в соответствии с задачами испытаний.

Определение мощности взрыва

Определение мощности взрыва полного тротилового эквивалента (ПТЭ) при испытаниях являлось одной из главных задач. Основным способом экспериментального определения ПТЭ взрыва при атмосферных испытаниях был принят метод, основанный на регистрации развития светящейся области в течение ее первой фазы, — метод «огненного шара» (ОШ). Этот метод, обладавший высокой точностью, имел основное применение в наземных измерительных комплексах полигонов. Наши испытатели совместно с представителями ОКБ-156 МАП и ИХФ АН СССР внедрили метод ОШ в систему самолетных измерений путем установки на самолет-носитель Ту-16 камеры СК-ЗМ, применяемой в комплексе наземных измерений. Однако работу до практического применения довести не удалось из-за их особенностей конструктивного исполнения. Для метода ОШ требовалась разработка, изготовление и внедрение на самолет специальной дальномерной системы, фиксирующей расстояние от камеры до точки взрыва. Вместе с тем наземные измерения мощности взрыва методом ОШ позволили оценить и внедрить в систему самолетных измерений приборы, основанные на использовании других принципов.

Были также проведены работы по использованию доработанных штатных самолетных аэрофотоаппаратов (АФА) для измерений мощности по методу ОШ. Доработанные АФА давали возможность фиксировать на неподвижную фотопленку через вращающийся обтюратор развитие ОШ в первой фазе свечения. Вмонтированный в АФА фотоэлемент обеспечивал регистрацию моментов экспонирования. При этом имелась возможность в одном полете неоднократно проводить измерения с предварительной частичной перемоткой пленки АФА перед очередным взрывом. АФА имели длиннофокусные объективы, что позволяло получать изображения ОШ более четко и больших размеров, чем это было возможно на СК-ЗМ. Идея внедрения этих средств сулила в сочетании с дальномерными системами хорошую перспективу. Однако задержки в разработке специальных дальномерных систем на этом этапе не позволили использовать эти методические проработки с должным эффектом.

Работы по внедрению метода ОШ послужили основой для формирования требований на разработку специальных самолетов-лабораторий.

Другой метод определения мощности взрыва был основан на регистрации длительности первой фазы свечения ОШ — метод «минимума». Этот метод является эмпирическим, основанным на обработке результатов совместных измерений по методу «огненного шара» и измерений длительностей первой фазы свечения взрыва.

В системе самолетных измерений метод «минимума» являлся основным, как обладающий приемлемой точностью определения мощности, а также простотой применения на самолетах — сравнительно легко обеспечивалось размещение на каждом самолете до шести (иногда до десяти) фотоприемников с регистрацией их сигналов на шлейфовых осциллографах. При этом имелась возможность неоднократно измерять в одном из полетов без перезарядки аппаратуры, что было немаловажно для многих этапов испытаний.

Наряду с измерениями мощности ядерного взрыва в системе самолетных комплексов применялась аппаратура измерения параметров ударной волны и светового излучения взрыва как для уточнения закономерностей их распространения в атмосфере, так и для изучения ответной реакции элементов конструкции самолетов на воздействие взрывов по условиям прочности, устойчивости, управляемости и пожаростойкости.

Определение параметров ударной волны

На первых этапах ядерных испытаний на самолетах-носителях Ту-4 и Ил-28 для измерения давления в ударной волне использовались приборы ИДД разработки и изготовления ИХФ АН. Прибор ИДД имел существенные недостатки: характеристики его не были стабильными, фактические погрешности измерений оценить не представлялось возможным. Необходимо было принимать меры по устранению этих недостатков. Перед испытаниями на Новоземельском полигоне наши специалисты Тукай А.Н., Смирнов А.П., Борисов В.Ф. предложили усовершенствованный метод измерения параметров ударной волны. В схему измерений была включена тензометрическая аппаратура, регистрирующая на осциллографической аппаратуре давление во времени по измеряемой деформации мембран датчика. Кроме этого к датчику давления был введен управляемый из кабины самолета электроклапан, перекрывающий канал сообщения внутреннего объема датчика с атмосферой на время прихода ударной волны. Это в определенной мере было реализацией замечаний Я.Б. Зельдовича, высказанных им при ознакомлении с самолетным измерительным комплексом. Введение электроклапана обеспечило проведение дополнительно к наземной более точной тарировки аппаратуры непосредственно в полете после взрыва путем регистрации на той же осциллограмме определенных перепадов атмосферного давления при снижении самолета и возвращении на аэродром вылета.