Для отработки аэробаллистики «изделия 501» понадобилось примерно 30 бомбометаний с самолета-носителя Ту-4. После этого инженеры добились возможности прицельного бомбометания «изделия» и получили данные, необходимые для разработки автоматики будущей атомной бомбы.
К автоматическим системам «изделия 501» предъявлялись повышенные требования. Атомная бомба должна была взорваться только во время боевого применения и только в определенной точке. Нужно было исключить возможность любых несанкционированных детонаций: в аварийной ситуации, во время погрузки и других действиях с «изделием». Поэтому разрабатывались и изготавливались датчики и приборы, работающие на различных физических принципах, из них отбирались самые эффективные.
Вся автоматика также проходила испытания на 71-м полигоне ВВС. Поскольку опытных образцов было много и зачастую они отличались высокой сложностью, с самолета-носителя сбрасывали макеты с разной технической комплектацией. На этом этапе возникла еще одна сложность — на тот момент отсутствовали телеметрические системы, которые было бы возможно применить во время бомбометаний «изделий». Кроме того, нельзя было позаимствовать таковые где-либо еще: для испытаний обычного оружия необходимость в телеметрии до тех пор не возникала. Каким же образом можно было получить данные с приборов на летящем к земле макете? Как узнать, что экспериментальные электронные системы включаются вовремя и в необходимой последовательности?
Додумались использовать термические пиротехнические шашки разных цветов горения. Запалы шашек подключались к контролируемым цепям автоматики. Появился над летящим макетом дым одного цвета — значит, включился один прибор. Появился другой дым — значит, начался следующий цикл, и так далее. Операторы на пунктах внешнетраекторных измерений замеряли при помощи секундомеров время появления дыма.
«Дымовая телеметрия» просуществовала недолго. Однажды эксперимент едва не закончился трагедией: термитные шашки загорелись на «изделии», находящемся на борту самолета-носителя, который выруливал на взлетную полосу.
После этого случая специалистами КБ-11 в срочном порядке была разработана аппаратура радиоконтроля.
К 1949 году все основные тесты «изделия 501» на 71-м полигоне были завершены, можно было переходить к испытаниям первой атомной бомбы. Однако из-за того, что поражающие факторы атомного взрыва были мало изучены и даже предполагаемая мощность взрыва оставалась неясной, 29 августа 1949 года бомба РДС-1 была испытана в стационарном режиме на Семипалатинском полигоне.
Хоть РДС-1 не подвергалась воздушным ядерным испытаниям, но, учитывая положительные результаты, полученные при экспериментах с «изделием 501», было решено сделать несколько аналогичных бомб, которые предполагалось хранить у разработчиков без передачи ВВС Одновременно на одном из заводов Министерства авиационной промышленности было запущено серийное производство самолетов-носителей Ту-4. В 1951 году ВВС получили 18 таких бомбардировщиков, и в том же году на 71-м полигоне начали готовить специалистов боевого применения нового вида оружия.
Хотя размеры бомбового отсека и грузоподъемность самолета Ту-4 соответствовали «изделию 501», серийный самолет без доработок и переоборудования все равно не годился. На 71-м полигоне была проведена новая череда испытаний. Пришлось создать практически новую бомбардировочную установку, доработать прицел бомбометания, разместить на самолете аппаратуру контроля режимов полета с «изделием», аппаратуру измерений параметров поражающих факторов взрыва при воздействии их на самолет (давление в ударной волне, интенсивность светового облучения, деформация силовых узлов самолета), а также фото- и киносъемочную аппаратуру, чтобы зафиксировать процесс взрыва.
После проверки воздействия факторов атомного взрыва бомбы РДС-2 на самолет-носитель, которая состоялась 24 сентября 1951 года возле Семипалатинска, 18 октября авиагруппа 71-го полигона была задействована в испытаниях бомбы РДС-3 в режиме воздушного атомного взрыва. Испытания прошли успешно, и это послужило основой принятия решения об оснащении ВВС атомным оружием. Началось серийное производство бомб РДС-3 для самолетов-носителей Ту-4, и уже в 1952 году на 71-м полигоне приступили к очередному этапу испытаний: проверяли новые серийные бомбардировщики и «изделия» РДС-3. Отрабатывались полеты само летов-носителей в комплексе с тактической атомной бомбой, бомбометание РДС-3 (использовались массогабаритные макеты), проверяли новую систему внешнего нейтронного инициирования заряда, отрабатывали методы отбора радиоактивных продуктов из облака взрыва. Этот этап длился до середины 1953 года.
Отбор радиоактивных продуктов из облака взрыва — безусловно, самая опасная работа в испытательной бригаде. На крыльях самолетов крепились фильтры-ловушки. Пилоты облетали чудовищный гриб, растущий после взрыва, а после возвращались на аэродром в Багерово.
Задача техников была не проще: снять фильтры и упаковать их для отправки ученым. Чтобы не превышать предельно допустимой дозы облучения, всю работу разбивали на этапы. На первом один человек только подбегал к севшему самолету, открывал корпус фильтра-ловушки и сразу должен был удалиться. На втором надо было только выдернуть фильтр из креплений, пока сетка ловушки не оказывалась в специальной палатке, где ее разбирали, а фильтровальные материалы укладывали в свинцовый ящик. Работали при сплошном треске счетчиков-дозиметров, надев изолирующие противогазы, обычные хэбэшные комбинезоны, резиновые сапоги и перчатки.
Говорят, что в районе багеровского аэропорта до сих пор сохранились локальные зоны малой площади, где радиационный фон превышает 30 микрорентген в час. Скорее всего, именно там стояли «грязные» самолеты, ожидая, когда с них снимут фильтры-ловушки, а затем вымоют дезактивирующими растворами.
На 71-м полигоне продолжались испытания «изделий» РДС-3, -4 и -6. Были испытаны и приняты на вооружение новые самолеты-носители Ил-28, Ту-16 и Ту-95.
В середине 1950-х настала эпоха сверхмощных ядерных зарядов, и вскоре должно было прийти время для супербомбы — «изделия 202», прозванного «Иваном». В эти годы авиагруппы 71-го полигона обеспечивали не только ядерные испытания в Семипалатинске, но и испытания на Новой Земле.
В Крыму же в 1956 году начали летную обработку уникального комплекса, в состав которого входил самолет-носитель и супербомба. На 71-м полигоне бились над этой задачей 5 лет.
«Изделие 202» было разработано, изготовлено и доставлено на полигон в 1956 году с Уральского ядерного центра — ВНИИТФ. Оно имело невиданные до сих пор характеристики: масса 26 т, длина 8 м, диаметр 2 м. «Суперизделие» не помещалось в бомбовом отсеке самолета-носителя, поэтому для него была разработана новая полунаружная система подвески.
Далее, как и в случае с РДС-1, отрабатывались аэробаллистические характеристики «изделия», испытывались его автоматика и система обогрева, а также бортовая радиотелеметрическая аппаратура.
Много мороки доставила инженерам и испытателям парашютная система «Ивана». Она должна была замедлять снижение «изделия»: самолету-носителю требовалось время, чтобы удалиться на безопасное расстояние, прежде чем бомба опустится на высоту взрыва. Двадцатишеститонная бомба, сброшенная с высоты 10 500 м, должна была оказаться на расстоянии 3500 м от земли приблизительно за 200 секунд. Нужная задержка достигалась при помощи парашютной системы площадью 1600 м2.
Первый опыт с однокупольным парашютом 1600 м2 был неудачным — произошло частичное разрушение купола. Затем перешли к испытаниям системы, включающей 4 купола по 400 м2, и снова неудачно: из-за некоторой разновременности раскрытия парашюты взрывались, как хлопушки, и ветер разносил обрывки по всему Крымскому полуострову. Не обошлось и без происшествий. Один из макетов «изделия» при отказе парашютной системы далеко перелетел цель и упал в Азовское море недалеко от берега. Извлечь макет из воды не получилось, пришлось его уничтожить с помощью накладных зарядов ВВ.
