Виктор ЖУЧИХИН - ПЕРВАЯ АТОМНАЯ

С контактно-осциллографической методикой и методами ее применения в нашей работе мне удалось подробно ознакомиться в лабораториях В.А.Цукермана и Л.В.Альтшулера. Правда, они пользовались схемами измерений, казавшимися мне непригодными для измерений на дорогих опытах с натурными зарядами. Они получали статистически достоверные результаты путем проведения большого количества экспериментов, однако с натурными зарядами много опытов не проведешь, и статистически полную информацию можно было получать только с помощью большого количества измерительной техники и высокой ее надежности. Поэтому копировать схему измерений с моделей на натуру не представлялось возможным. Требовалась другая схема, и она нуждалась в тщательной отработке.

В этих лабораториях использовались также самодельные осциллографы, разработанные и изготовленные инженерами Е.А.Этингофом, М.С.Тарасовым и Н.Н.Лебедевым, и, как выяснилось, они оказались ничуть не хуже осциллографов ОК-4 по техническим показателям, надежности и точности фиксирования исследуемых процессов. Их разработка была начата этими сотрудниками задолго до перебазирования на объект, еще в московских институтах.

В процессе эксплуатации эти осциллографы постоянно совершенствовались, улучшалась их разрешающая способность. Короче говоря, их конструкция была основана на последних достижениях электронной техники и полностью соответствовала требованиям, вытекающим из поставленных задач.

Если в задачу лаборатории Л.В.Альтшулера выходило исследование ударной сжимаемости различных материалов при давлении нескольких миллионов атмосфер и определение констант уравнения состояния, то конечной задачей нашей лаборатории являлось измерение величины сжатия конкретных материалов конструкции в заряде натурных размеров.

Поскольку натурный заряд фактически представляет собой уникальное устройство для получения сходящихся сферических ударных волн, то с его помощью представилось возможным проводить также исследования ударной сжимаемости различных материалов при давлениях масштаба 10 млн. атмосфер.

После доведения до совершенства методики измерения скорости полета пистолетной пули, следующим этапом было ее применение для измерения скорости плоской ударной волны в металлах, создаваемой взрывом заряда ВВ.

Среди основных направлений научно-исследовательских работ было также изучение новых взрывчатых составов, их газодинамических, химико-физических и эксплуатационных характеристик, разработка технологии изготовления деталей заряда из этих составов. С этой целью была создана лаборатория под руководством Александра Федоровича Беляева.

Сферический заряд ВВ — один из основных элементов атомной бомбы. Для получения наибольшей ядерной мощности следовало было бы применить в заряде самое мощное из всех известных в то время ВВ (например, гексоген). Но, к великому сожалению, осуществить это не представлялось возможным из-за повышенной чувствительности этих ВВ к механическим воздействиям, делающей невозможной изготовление из них крупных деталей.

В конце концов, выбор пал на тротил (тринитротолуол), как самый технологичный и наиболее стойкий ко всякого рода воздействиям на него, материал. Но для усиления энергетических характеристик решено было применять его в смеси с гексогеном в соотношении 1:1 — ТГ 50/50 при незначительном повышении чувствительности.

Хотя взрывчатые вещества тротил и гексоген имеют давнюю историю и характеристики их давно изучены, свойства их смесей не были известны, не было также никаких сведений о технологии изготовления крупногабаритных деталей из этих смесей с однородной плотностью по всей массе.

Предстояло изучить, кроме химико-физических и эксплуатационных свойств, также зависимости скорости детонации от плотности и размера детали, соотношения компонентов в смеси, температуры.

Газодинамические свойства любого ВВ характеризуются скоростью детонации и скоростью движения продуктов взрыва за фронтом детонационной волны. Скорость детонации с давних времен измеряли методом Дотриша, очень простым в постановке, но весьма неудовлетворительном по точности.

Хотя самыми точными современными способами измерения скорости детонации стали фотохронографический и контактно-осциллографический, в лаборатории А.Ф.Беляева основным был метод Дотриша, но для повышения точности значительно модернизированный В.М.Некруткиным, В.К.Боболевым и П.И.Роем. Смысл модернизации заключался в сравнении скоростей детонации исследуемого образца ВВ не с детонирующим шнуром, а с хорошо изученным ВВ, принятым за эталон, по величинам отклонений от середины отметок встречи детонационных волн на плите-отметчике.

Благодаря простоте такой метод позволил оперативно вести большое количество экспериментов с вполне удовлетворительной точностью и не требовал дефицитного на то время приборного оснащения. Однако он подходил только для плоских детонационных волн; произвести же измерения скорости сходящейся детонационной волны в сферическом заряде этот метод не позволял. Для последней цели были пригодны лишь более трудоемкие фотохронографический и контактно-осциллографический методы.

Таким образом, к началу широких исследований смеси ТГ 50/50 скорость детонации научились измерять с достаточной точностью. Но значение массовой скорости продуктов взрыва (ПВ) еще не удалось измерить никому да и не было предложено ни одного метода. Поэтому не было известно уравнение состояния ПВ, необходимое для расчетов газодинамических характеристик заряда, предназначенного для обжатия плутония.

Первой попыткой измерения массовой скорости явились эксперименты, проведенные Е.К.Завойским и К.И.Паневкиным, суть которых заключалась в измерении скорости движения проводника с током вмонтированного в ВВ, в магнитном поле. Считалось, что легкий и тонкий проводник — ленточка из медной фольги определенных размеров — должен двигаться вслед за фронтом детонационной волны вместе с продуктами взрыва с той же скоростью. Если его движение происходит в магнитном поле известной напряженности, то на концах проводника возникает электродвижущая сила, величина которой измеряется с помощью осциллографа. Зная ее и напряженность магнитного поля, можно расчетом определить u — скорость движения проводника, т. е. продуктов взрыва.

Некоторое время этот метод оставался единственным и был доведен до совершенной повторяемости результатов.

Однако изучение в лаборатории Л.В.Альтшулера ударной сжимаемости материалов плоской детонационной волной выявило несоответствие давлений на фронте ударной волны в изучаемом материале и на фронте вызывающей ее детонационной волны заряда.