Текст книги "ПЕРВАЯ АТОМНАЯ"

Автор книги: Виктор Жучихин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 13 страниц)

56

Таким образом, фактически закончилась отработка шарового заряда, обеспечивающего идеально сферический фронт ударной волны в металлическом керне.

Эти результаты были проведены на натурных зарядах с помощью фотохронографической методики. Выводы подтвердились.

Сейчас, много лет спустя после описываемых событий, исследования симметрии детонационных или ударных волн с помощью фотохронографической методики являются делом обыденным, постановка эксперимента не вызывает ни у кого каких-либо затруднений. Проблемы прежних лет нам кажутся такими простыми и решения их столь очевидными, будто они давались легко, шли гладко, без сбоев, по намеченному плану. На самом же деле, не было простых проблем. О газодинамических процессах, протекающих в исследуемых конструкциях, знали мало. Методы исследования еще только создавались, не было известно никаких аналогов для них, при их отработке встречалось много непонятного. И пока во всем не разобрались, нас преследовали неудачи. Времени же на решение всех вопросов нам было отведено не так уж много.

Часто в результате опыта получалось не то, что ожидалось и задумывалось. Но даже неудачные эксперименты давали свои положительные результаты. Важно было в них грамотно разобраться и сделать правильные выводы. Поэтому итоги каждого опыта с натурным зарядом, какими бы они ни оказались, обсуждались на самом высоком уровне и незамедлительно. Бывало, что результаты опыта становились известными далеко за полночь, но ни разу их обсуждение не откладывалось назавтра. Приезжали из дому, если заканчивалась к тому времени их работа, Ю.Б.Харитон, К.И.Щёлкин, П.М.Зернов. Начинались обсуждения результатов, споры о том, в каком направлении вести дальше опыты, что нужно для этого сделать.

Меня каждый раз поражал необычайный оптимизм К.И.Щёлкина. Казалось, его больше радовал отрицательный результат, нежели ожидаемый. Тогда он с какой-то веселостью утверждал, что все идет хорошо: в науке не бывает так, чтобы все новое давалось в руки само собой. Нужно попотеть, чтобы получить нужный результат. Раз задуманное началось с неудачи, значит мы на правильном пути. Если ты сразу получил хороший результат – ищи ошибку в своей работе. Казалось, вроде странная логика, но она всегда подтверждалась жизнью. Очень часто к внешне простым решениям путь был весьма долог.

Итак, удалось придти к тому, что после взрыва ШЗ алюминиевый керн, размещавшийся в центре заряда и подвергавшийся воздействию взрыва неимоверной силы, лежал целехонький, правильной сферической формы, светясь в темноте нагретой поверхностью. Но к этому пришли хоть и не за очень большое время, но через мучения, через множество неудач, поисков, проверок различных предположений, через бесконечные изменения в чертежах ШЗ. Большой бравадой было прикурить папироску от горячего шарика.

57

Требовалось не только большое напряжение сил, терпения, но и твердая убежденность в положительном исходе задуманного дела. И такую зарядку нам, молодым исследователям, давал Кирилл Иванович Щёлкин.

Юлий Борисович Харитон был более сдержанным, внешне невозмутимым и не подвержен эмоциям, но своей уверенностью в правильности выбранного пути, одержимостью в достижении цели он удивлял всех.

Интересно было работать с такими руководителями. От них мы, молодые, набирались не только знаний, но и настойчивости, целеустремленности, оптимизма, мужества во время мучительных поисков истины.

Несколько слов о нашем городе и житье-бытье его жителей – сотрудников объекта.

К середине 1948 года в поселке ИТР насчитывалось уже более двух десятков двухэтажных брусчатых домов, несколько коттеджей. Заработали гостиница, общежитие, школа. Разросся и «финский» поселок. Грязные дороги, соединяющие завод и административный корпус с жилыми районами, покрывались асфальтом. В бывших гостиных домах Саввы Морозова открылись гастроном и кинотеатр «Москва». Здание бывшей гостиницы в административном корпусе освободилось, его отдали физикам-теоретикам. В него перешли Я.Б.Зельдович, Д.А.Франк-Каменецкий, Ю.Л.Романов, Н.А.Дмитриев, затем вновь прибывшие физики И.Е.Тамм, А.Д.Сахаров, Л.П.Феоктистов и другие.

Впервые на территории нашего города появились два огромных автобуса, дизель-электроходы марки ЗИС. Не только старожилам этих мест, но и приехавшим из цивилизованных городов такое явление казалось диковинным. Отныне у нас люди не будут отмерять пешком километры, а начнут ездить на работу автобусами!

Вот как нам рассказывал об этом событии директор Павел Михайлович Зернов: "Когда пригнали из Москвы два автобуса и поставили на монастырской площади возле пятиглавого собора (который был превращен в гараж, но огромные автобусы внутри него не помещались) – то я пошел на них посмотреть, надев цивильный костюм и натянув на голову немыслимую кепку. Сел в кабину и прикидываю, насколько удобно управлять такой махиной. Вдруг подходит старушка и обращается ко мне с вопросом:

– Милый, а что это за громадина такая?

– Автобус, бабушка.

– Что же им делать собираешься?

– Людей возить.

– И ты один им управляешь?

– Один.

– Ведь это же надо! Один такую громадину, да еще с людьми, возить будешь. Ну, молодец. Только вот что я тебе скажу, а ты передай своим начальникам: зря они испоганили храм божий…"

С тем и пошла бабушка дальше по своим делам. Храм же этот не только испоганили автомашинами, но и разрушили впоследствии до основания, а на его месте соорудили сквер и памятник Максиму Горькому. Такова была жизнь.

С этих двух автобусов началась перевозка людей на работу с финского и ИТР-овского поселков (микрорайонов, как теперь называют) в нашем прихорашивающемся и разрастающемся городе.

Два автобуса проблемы полностью не решали. Трудовой народ от кульмана и от станка продолжал, в основном, пешком отмерять расстояние от дома до работы, хотя теперь уже по чистым асфальтированным дорожкам.

15 декабря 1947 года была отменена карточная система. С этого дня обеспечение продуктами и промтоварами производилось без каких-либо ограничений и, надо сказать, {58} без снижения качества и количества. Надо отдать должное московскому и нашему руководству – обеспечению нормальной жизни уделялось самое пристальное внимание. У людей не возникало никаких проблем, обычных в то время для людей страны: как бы достать что-нибудь сытное и вкусное, красивое и добротное. Трудящиеся были освобождены от этих забот, все в полной мере давал ОРС.

В 1947 году всем желающим были выделены в районе аэродрома земельные участки – сажай и выращивай, что угодно. По в первый же сезон эта хлопотная для людей затея оказалась никому не нужной. Огородный азарт в первый год был у многих скорее по инерции, по причине воспоминаний о голодных военных и послевоенных годах на "большой земле". Вскоре пыл выращивания "самодельного корма", как тогда в шутку говорили, у большинства пропал. Проще было поехать в деревню и там купить запасы любых продуктов: мяса, масла, овощей, фруктов – на целый год. Деревни Мордовской АССР в те времена были еще не разорены, и продукты на тамошних рынках можно было купить дешевле, чем в государственных магазинах, и к тому же прекрасного качества. Многие этим пользовались.

Хотя мы все были в те времена молодыми и здоровыми, все же не могли не уставать от изнурительной нерегламентированной работы. Поэтому, несмотря на то, что работа по воскресеньям могла бы ускорить продвижение к цели, воскресные дни, как правило, посвящали активному отдыху, причем большими коллективами. Летом и осенью организовывались коллективные выходы в лес, на речку – за грибами, ягодами, просто так погулять. Как правило, на бивуаках соревновались в рассказах сногсшибательных историй, смешных анекдотов на темы нашей внешне обыденной жизни, а то и в спорах на научную тему.

Зимой обычно "всем объектом" собирались на лыжах за городом в местечке, именуемом Маслихой. Так его прозвали во времена действия монастыря, когда здесь содержалось коровье стадо, дававшее мясо и молоко монастырским обитателям. В наше время на месте коровников была обустроена больница, причем весьма неплохо. Располагались больничные корпуса на высоком берегу небольшой, но когда-то очень богатой рыбой, речки. Склоны возвышенности в зимний период нами использовались для катания на лыжах.

После лыжных потех большими группами собирались у кого-нибудь дома – обедать. И опять продолжение рассказов немыслимых историй и случаев,

Так снималось нервное напряжение, нараставшее и течение недели. Позже, читая воспоминания Лауры Ферми "Атомы у нас дома", я невольно приходил к мысли, что мир одинаков: американские ученые проводили свой досуг так же, как и мы.

К началу 1948 года дороги на испытательные площадки № 2 и 3, где проводились взрывные опыты, покрылись гравием, и поездка по ним перестала быть сущим наказанием. Все же на дорогах без конца образовывались ухабы, так что о быстрой езде нечего было и думать, хорошо хоть застрять в них после дождя больше не грозило. Иногда ухабы заделывались дорожниками, чтобы вскоре вновь появиться. Долгое время дороги на площадки являлись полигоном для испытаний человеческой прочности на вибрационно-ударные нагрузки и неимоверное запыление. Вот в таких условиях проходила экспериментально-исследовательская работа по созданию первой атомной бомбы.

Но народ не унывал, все понимали – в стране идет послевоенное восстановление, затраты на наши дела где-то должны отзываться нехваткой ресурсов. В то время такие условия воспринимались как должное.

Итак, к концу 1948 года элементы заряда ВВ были доведены до кондиции, работоспособность их не вызывала сомнений. К этому времени были определены константы уравнений состояния (скорости звука, предельные сжатия и пр.) конструкционных материалов. Теоретиками были произведены расчеты эффективности сжатия плутония сферически сходящейся ударной волной. Результаты расчета нужно было проверить экспериментально на натурном заряде.

Проведенные до этого проверки на модельных зарядах давали чисто качественные показатели, однако вряд ли их можно было полностью и безошибочно перенести на натуру.

А ведь условия для протекания цепной реакции деления ядер плутониевого ядра определяются его плотностью, которую оно приобретает при ударном сжатии. Ее требовалось экспериментально найти.

Все эти работы, начиная с проектирования экспериментальных блоков заряда, отработки электрических схем и методики и кончая измерениями на окончательно отработанном заряде, были выполнены автором этих строк в содружестве поначалу с радиоинженером И.К.Саккеусом, техником А.Н.Репьевым.

На освоение осциллографической техники, на разработку электрических схем измерений, на отработку методики измерений этой малочисленной группой было потрачено около года. Как это делалось, рассказано выше. Здесь еще раз стоит отметить большую помощь в освоении всех премудростей этих работ, оказанную со стороны Л.В.Альтшулера и его сотрудников, которую мы получали постоянно в виде консультаций, критических замечаний и при совместных работах.

Контактно-осциллографическая методика очень чувствительна к симметрии фронта ударной волны. Всякий перекос фронта вносит немалые погрешности, а учесть их зачастую не представляется возможным. Поэтому для получения корректных измерений нужна хорошая отработка элементов сферического заряда, обеспечивающего идеально сферический фронт сходящейся ударной волны. Этим и занималась группа, руководимая А.Д.Захаренковым.

Первый эксперимент с натурным зарядом был произведен не столько с целью получения каких-либо экспериментальных газодинамических величин и сравнения их с расчетными значениями, сколько с целью отработки методики: проверки работоспособности электрической схемы и самих осциллографов, отработки технологии подготовки и проведения самого эксперимента и, наконец, с целью приобретения навыков исполнителями.

Получилось так, что первый методический эксперимент был произведен с зарядом, элементы которого были еще далеки от идеалов, симметрия детонационного фронта заряда не могла быть удовлетворительной, поэтому хороших результатов не ждали. Тем не менее, этот эксперимент решили провести, чтобы научиться работать с натурным зарядом.

Конструкция экспериментального блока заряда разрабатывалась собственными силами в конструкторском отделе при постоянной помощи и консультациях со стороны В.Ф.Гречишникова.

Как и следовало ожидать, мы получили большой разброс в результатах измерений, однако записи осциллограмм были произведены очень качественно.

60

На первом эксперименте от начала до конца в качестве наблюдателя присутствовал наш директор Павел Михайлович Зернов. Он зорко присматривался ко всем процедурам, начиная с установки заряда на испытательное поле, настройки измерительной аппаратуры, подключения измерительных кабельных линий и кончая проведением самого взрыва. Внимательно вглядывался во все, задавал вопросы, когда ему было что-то непонятно, но в ход работ не вмешивался. После проведения взрыва он приказал мне зайти вечерком к нему и доложить результаты.

Проведя обработку пленок и обсчет результатов измерений, я отправился на доклад к П.М.Зернову – было около 10 часов вечера. Расспросив о результатах эксперимента и получив обстоятельный доклад о положительном исходе первой нашей такой работы (если иметь в виду только получение качественных записей), он произнес:

– Удивительно. Я ожидал, что у вас ничего не выйдет.

– Почему? – полюбопытствовал я.

– Потому, – отвечал он, – что весь опыт у вас проведен "на соплях", без продуманной организационной технологии.

И тут же спросил:

– Знаешь, сколько стоит твой опыт?

– Нет.

– То-то и оно, что нет. Поэтому и поставили вы его по принципу "тяп-ляп".

Меня, признаться, удивила такая оценка, казалось бы, вполне удачного первого опыта – вместо ожидаемой похвалы получил разнос. Но затем у нас пошел разговор уже в более спокойной обстановке, и я понял, что же вызвало разочарование директора. Вот его слова.

Подключение кабельной линии к клеммной панели при помощи скруток, без пайки, с подвязочками и подпорочками, – разве такие электрические цепи могут быть надежды? В полевых условиях подобная система подключения может отказать из-за пустяка, никакой информации не будет получено, и опыт пройдет впустую.

Отсутствие расписанной и отлаженной технологии по подготовке и производству опыта может в любой момент привести к невыполнению людьми одной из требуемых операций: один в спешке или из-за невнимательности забыл ее произвести, другой на него понадеялся, а у руководителя опыта не хватило внимания проследить за всем.

Для проведения натурных испытаний, во-первых, нужна четкая инструкция, в которой должны быть расписаны порядок выполнения всех операций, их непосредственные исполнители, а также порядок регистрации выполненных операций. Во-вторых, такие ручные операции, как открытие затворов фотоаппаратов, включение питания контактных устройств и др., должны быть автоматизированы и заблокированы таким образом, чтобы в случае невыполнения хотя бы одной из них подрыв заряда был бы невозможен. Подключение кабельных линий и измерительному устройству заряда должно осуществляться только с помощью штыревых разъемов, пайка которых производится в заводских или лабораторных условиях, а для надежного крепления большого количества кабельных линий необходимо предусмотреть специальное устройство – всякие подвязочки и подпорочки должны быть исключены.

Столь резкие замечания и категоричные указания по производству опытов сначала вызвали у меня недоумение: зачем все капитально готовить, коль система работает один раз – взрыв – и нет ничего. Все высказанные Павлом Михайловичем требования были приняты и в дальнейшем нами осуществлялись, но только как строгое приказание. Однако впоследствии пришлось убедиться, что за приказанием стоит мудрость опытного инженера и руководителя. Только благодаря тщательному выполнению каждого взрывного эксперимента, удалось во всех случаях избежать потери информации.

Впоследствии я не раз благодарил судьбу за то, что она свела меня с таким умудренным жизнью человеком, как Павел Михайлович Зернов.

Содержание этого разговора дошло каким-то образом до К.И.Щёлкина. Тот в свою очередь, тоже пожурил нас за несерьезное отношение к порученным ответственным делам и призвал к более строгому отношению и обдуманности в постановке экспериментов, к совершенствованию системы измерений и подрыва заряда. Он призвал, как тогда выражались, создать систему организации опыта на «дурака», то есть чтобы даже при желании не было возможности выполнить опыт некачественно.

Все последующие эксперименты проводились только после тщательной конструкторской проработки, которую осуществлял теперь отдел, возглавляемый А.П.Герасимовым, после тщательной подготовки всей измерительной системы в лабораторных условиях, после разработки технологических процессов и «проигрывания» их с полным составом участников эксперимента.

Поскольку заряд предстояло в дальнейшем перевозить и автомобильным, и железнодорожным, и авиационным транспортом, необходимо было экспериментально проверить стойкость его элементов и сборки в целом к ударно-транспортным перегрузкам. Предполагалось воздействовать на заряд с превышением ожидаемой максимальной ударной перегрузки в 2–3 раза.

Для этих целей предложено было спускать с горки тележку, на которой жестко прикреплялся заряд, с последующим ударом тележки о преграду.

Величина ударной перегрузки зависела от высоты поднятия тележки с зарядом на горку и от регулирования демпфирующего эффекта буферных устройств.

Измерение величины ударной перегрузки осуществлялось с помощью динамометра, установленного на тележке.

62

Сначала спуск тележки с зарядом производился с 1/3 высоты горки, а удар ее по буферам на стенке осуществлялся с включенными амортизаторами, что исключало слишком жесткое столкновение. Динамометр при этом фиксировал перегрузку, равную 0,2–0,3 g;. С каждым новым спуском высота подъема тележки увеличивалась, и после достижения самой верхней отметки горки перегрузка при соударении достигла 0,8 g.

Далее было решено отключить амортизационное устройство на буферах стенки, что обеспечивало жесткий удар, и все операции повторить сначала. Максимальное значение перегрузки, которое зафиксировал динамометр при спуске тележки с зарядом с максимальной отметки в момент удара о жесткие буфера, не превышало 1,2 g. Однако тележка после удара подпрыгивала на высоту до 0,5 м, чему, согласно расчетам, соответствовали перегрузки свыше 10 g. В чем дело?

Комиссия, рассмотревшая постановку экспериментов, установила, что в данных испытаниях показания динамометра были неверными, поскольку он был закреплен обратной стороной к направлению действия нагрузки.

Когда же динамометр поставили так, как положено, его показания стали совсем иными. При спуске тележки с зарядом с максимальной высоты стрелка динамометра в момент удара зашкалила, указывая на превышение перегрузкой величины 10 g, на которую был рассчитан динамометр.

Таким образом, из-за ошибки испытателей заряд подвергался воздействиям с перегрузкой свыше 10 g, что не было запланировано. Таких перегрузок не ожидалось при транспортировке его любым видом транспорта.

Испытания были прекращены, заряд направлен на дефектацию. Визуальный осмотр показал, что элементы фокусирующего пояса нарушений не имели. Не заметно было и сдвига элементов относительно корпуса. Таким образом, заряд прекрасно выдержал ударные перегрузки с амплитудой более 10 g.

После осмотра заряд был снова собран, вывезен на площадку и взорван. По оставшемуся после взрыва алюминиевому керну можно было сделать окончательный вывод о том, что ударные перегрузки, которым подвергся заряд во время испытаний, не нарушили целостности его элементов и работоспособности – детонационная волна была сферичной.

Работы по испытанию заряда на ударную стойкость были проведены старшим инженером Н.И.Нецветовым с лаборантами, под руководством заместителя начальника отдела С.Н.Матвеева.

В это время велись исследования критической массы плутония в физической лаборатории Г.Н.Флеровым, Д.П.Ширшовым, Ю.А.Зысиным, Ю.С.Замятиным, И.А.Куриловым и другими. Определялись физические константы делящихся материалов, разрабатывались методы физических исследований и нейтронных измерений.

Конструкторами Н.Л.Духовым, В.Ф.Гречишниковым, Д.А.Фишманом, Н.А.Терлецким, П.А.Есиным разрабатывалась конструкция основного плутониевого заряда (ОЗ) и нейтронного запала (НЗ).

Следует отметить, что одновременно с научно-исследовательскими и конструкторскими работами проводились разработики технологических процессов и приспособлений для механической обработки деталей уникальных форм.

Хотя решением правительства для ускоренного создания первой атомной бомбы к разработке технологических процессов, приспособлений и приборов, изготовлению узлов и деталей был подключен ряд заводов и КБ различных ведомств, ни один заказ для наших нужд толком не был выполнен. Лишь усилиями наших конструкторов, технологов и производственников все задачи, в большинстве своем не имевшие аналогов, были успешно выполнены в кратчайшие сроки.

Например, изготовление тонкостенных корпусов ШЗ, обработка на металлорежущих станках урана, изготовление тонкостенных сферических оболочек из различных материалов – ни один из этих заказов смежниками выполнен не был.

Лишь такие умельцы, как В.В.Касютых, Ф.К.Якубов, П.Д.Панасюк, А.И.Новицкий, М.В.Белкин, В.О.Можайченко, с честью справились с уникальными заданиями. Ими были разработаны весьма оригинальные, пионерные технологии, позволившие снять множество вопросов, возникших при создании атомной бомбы.