Ссылка на полный текст: РФЯЦ – ВНИИТФ | Кирюшкин Виктор Дмитриевич
Навигация:
Создание артиллерийского ядерного заряда
Отдел 066
Первые ЯЗ и СБЧ для снаряда 203 мм и артиллерийской мины 240 мм
Трудности создании ядерных боеприпасов для артиллерийских систем
152-мм советский артиллерийский снаряд 3БВ3 мощностью 2,5 килотонн
Отработка спецбоеприпаса, создание систем «спасения головной части» (СГ) и «спасения зарядного отсека» (СК)
Сплав-имитатор для подтверждения прочности деталей из плутония в условиях артвыстрела
Комплекс дистанционной разборки специзделий, прошедших стрельбовые испытания
Физико-химический способ резки корпуса после отстрела изделия
Сплав для получения заготовки особо нагруженных деталей ядерного заряда
Отработка технологии изготовления тонкостенных сферических деталей из плутония
Обуздание коррозии делящихся материалов
Создание промышленных ядерных зарядов, оставляющих после взрыва минимум остаточной активности
ФО-3
ФО-24
Экспериментальный образец промышленного термоядерного заряда повышенной чистоты
Применение промышленных термоядерных зарядов для ликвидации аварийных газовых фонтанов
Утилизация ядерного вооружения артиллерийско-минометных систем
Сейчас уже не является секретом, что ядерный взрыв образуется в результате сжатия делящегося материала (ДМ) сходящейся сферической детонационной волной взрывчатого вещества (ВВ), окружающего делящийся материал, и доведения его массы до критической. Критическая масса вещества находится в обратной зависимости от квадрата средней плотности этого вещества: чем выше средняя плотность - тем меньше критмасса. При взрыве сферического заряда ВВ на шаровую поверхность делящегося материала ударная волна приходит с давлением во фронте ударной волны в несколько миллионов атмосфер. Это обеспечивает высокую степень сжатия ДМ, т. е. средняя плотность вещества возрастает от исходной в несколько раз, масса делящихся материалов в этих условиях достигает критической и даже переходит в надкритическое состояние. При попадании в такую систему хотя бы одного нейтрона происходит ядерный взрыв.
Для получения идеально-симметричного сжатия ДМ разрабатывается специальная так называемая фокусирующая система. Таким образом, в сферических ядерных зарядах, содержащих большое количество ВВ, обеспечивается высокая степеньсжатия ДМ, поэтому исходное количество ДМ в них мало. Такие заряды обладают большим запасом подкритичности и не представляют собой никакой ядерной опасности. Напротив, в артиллерийском снаряде, ограниченном малыми габаритами, при малом количестве ВВ, делящиеся материалы испытывают малые сжатия. Поэтому исходная масса ДМ в снарядном заряде должна быть большой, близкой к критической. Вообще, всякое обращение с ДМ представляет собой высокую опасность и связано с большим риском. Поскольку делящийся материал, находясь в подкрити- ческом состоянии, при определенных условиях может перейти в критическое и даже надкритическое состояние.
Кроме вышеуказанных схем доведения массы ДМ до критической (сближением масс, обжатие взрывом — «имплозия») существуют другие, которые могут возникнуть в результате создания аварийной ситуации. Возможна реализация следующей особенности ДМ — реакции делящегося материала на окружение его другим материалом, отражающим нейтроны, так называемым отражателем.
О сложности решения этой проблемы можно судить хотя бы по тому, что ранее разработанный во ВНИИЭФ заряд для снаряда в два раза (!) большего калибра — 406 мм (а это значит, что он содержал больше взрывчатого вещества и, следовательно, меньше делящегося материала) — не обеспечивал ядерной взрывобезопасности.
Задача создания артиллерийского ядерного заряда малого калибра усложнялась еще и тем, что необходимо было разработать конструкции нового класса зарядов высокой прочности, обеспечить стойкость взрывчатого снаряжения в условиях артиллерийского выстрела и сохранение работоспособности заряда после воздействия линейных перегрузок, развивающихся при выстреле.
Проблема, связанная с обеспечением прочности и сохранения работоспособности заряда в условиях выстрела, заключается в том, что при выстреле каждый 1кг массы заряда становится эквивалентным до 18 тонн инерционной силы, действующей на нижележащие слои заряда, а это — почти масса железнодорожного вагона. Если масса заряда 20 кг, то это целый железнодорожный состав в 20 вагонов! И вся эта инерционная сила давит на ядерные материалы, обладающие анизотропией и низким уровнем механических свойств. Кроме того, при выстреле снаряд получает закрутку моментом до 15 тонн-метров и вращается с дьявольской скоростью: до 18 000 оборотов в минуту, и в этих условиях надо удержать ядерный заряд от проворачивания внутри корпуса снаряда!
Перед отделом была поставлена задача — провести научно-исследовательские работы по поиску конструкторских решений и выяснению возможности создания ядерных зарядов для 203- и 152-миллиметровых артиллерийских снарядов для артиллерийских систем, которые были на вооружении Сухопутных войск СА, а также для легкого орудия типа «Базука» калибром 180 мм.
В то время в открытых публикациях появлялась информация, что в армии США уже находятся на вооружении 280-миллиметровые активно-реактивные снаряды и 203-миллиметровый артиллерийский атомный снаряд, а также переносное (или передвижное — на «джипе») легкое орудие «Базука» и разрабатываются ядерные снаряды для 155-миллиметровых артиллерийских систем. СССР опять оказался в роли догоняющего!
Потребовалось решение комплекса производственно-технологических и организационных вопросов, например строительство и оборудование технической позиции для проведения стрел ьбовых испытаний спецбоеприпасов, создание телеметрической аппаратуры и парашютных систем спасения, работающих в условиях артиллерийского выстрела, определение объема контролируемых параметров, предельных уровней и методик контроля. Ключевым элементом снаряда является спецзаряд, и от разработчиков заряда требовалось активное участие во всех работах, связанных с созданием ЯБП ствольной артиллерии: выработка требований к технической позиции полигона, составление и согласование ТТЗ на ядерный заряд и ядерный боеприпас, компоновка ядерного боеприпаса, методики и объем экспериментальной отработки, обеспечение безопасности и многое другое.
В течение 1961—1965 гг. был выполнен определенный расчетно-конструкторский задел по созданию ядерных зарядов для артиллерийско-минометных систем, который в дальнейшем послужил основой для форсированного проведения опытно-конструкторских работ, дабы соблюсти директивные сроки постановлений ЦК КПСС и СМ СССР.
Перед экспедицией на полигон в отделе 066 готовилась вся необходимая документация: программа испытаний блоков (макетов), инструкции на снаряжение снаряда блоком (макетом), на разборку блоков (макетов) после испытаний, комплекты чертежей макетов, приспособлений и оснастки для разборки, а также инструкции по технике безопасности и другие документы, необходимые для проведения работ на полигоне.
Для этих работ, по необходимости, привлекались сотрудники других конструкторских групп отдела. Кроме того, готовили заказные документы производству института на изготовление матчасти и указующие — на отправку в адрес полигона. Конкретную же программу проведения стрельбовых испытаний на полигоне в. ч. 33157 с указанием боевого расчета, позиции, орудия, процедуры подготовки метательного заряда и выстрела в целом, режимов стрельбы и других подготовительно-заключительных операций, включая организацию системы наблюдения и поиска, готовил начальник отдела полигона...
На первых порах организационного становления артиллерийской тематики формировались производственные отношения между основными ее участниками: КБ-1 (отдел 066), КБ-2 (ВНИИТФ, тогда ВНИИП) и НИИ-24. Не просто и не сразу удалось достигнуть нужной расстановки сил в решении технических проблем. В процессе создания ядерного заряда в калибре 203,2 мм необходима была разработка специального устройства. Назовем его ПДУ; для заряда в калибре 152,4 мм также требовалось специальное устройство — УП. Каждое из них должно было размещаться в заряде и, по определению, содержать в своем составе инициирующие средства и ступени предохранения.
Практически эти устройства являлись элементами автоматики по профилю работы КБ-2 (ВНИИП). Однако руководство КБ-2, мотивируя отсутствием специалистов в области артиллерийского вооружения, от этих разработок отказывалось. При этом руководство НИИ-24, не зная всей специфики ядерного зарядостроения и ядерных боеприпасов, но желая приобщиться к важному делу, взяло на себя разработку УП и, совместно с НИИ-22, ПДУ. Не завершив в необходимом объеме автономную отработку ПДУ, НИИ-24 вышел на первые летные (стрельбовые) испытания изделия уже с экспериментальным образцом ядерного заряда.
На траектории произошел отказ. Поскольку эти испытания были первыми с «участием» образца ядерного заряда, их результатами интересовались на высшем уровне и в МОМ, и в ГРАУ МО. Неудачу испытания квалифицировали как отказ ядерного заряда, и это событие получило широкий резонанс. Пошли звонки А. Д. Захаренкову (к тому времени в МСМ он занимал пост заместителя министра) из ЦК КПСС, из Комитета Госбезопасности, из ГРАУ МО СССР.
Первым ядерным боеприпасом, разработанным ВНИИТФ, был снаряд калибра 203 мм для оснащения буксируемой гаубицы Б-4М.
В отличие от неуверенных шагов при поиске технических решений в начале шестидесятых годов теперь работа была поставлена «на поток»: разработка проекта, физопыты, наземная отработка в НИИКе, натурные испытания, стрельбовые — заводского и государственного этапов, а также от установочной партии серийного производства. Чтобы обеспечить этот комплекс работ, сотрудники отдела 066 наряду с выпуском документации еще принимали участие и в решении технических вопросов при изготовлении матчасти на заводах и в процессе подготовки к испытаниям.
Были годы, когда одна конструкторская группа отдела за другой, поочередно, каждая с конкретным типом ядерного заряда, работали по две смены: день на рабочем месте, у кульмана, вечером — на заводе. Выезжали и работали в НИИКе и в командировках, на заводах-изготовителях составных частей ядерного заряда, на Донгузском артиллерийском (в. ч. 33157) и Семипалатинском испытательном полигонах.
В числе прочих стояла очень сложная задача: после выстрела из орудия уловить снаряд для осмотра состояния ядерного заряда после воздействия...
Мне пришлось выполнить много работы по подготовке и проведению натурных экспериментов с извлечением ПЭ из состаренной ЦЧ. Работа от начала и до конца была проведена с моим участием. Прекрасно помню неприятную ситуацию, когда в домике СВД на 21-й площадке пробка устройства отказалась ввинчиваться в разгерметизированное устройство. И как нашли выход, загерметизировать фонящее устройство. И как мы с И. М. Каменских заглядывали в открытое устройство с целью найти причины невворачивания пробки. Потом Иван Михайлович спрашивал меня о последствиях, у обоих были одни и те же симптомы, песочная резь в глазах.
Натурные испытания этого ядерного заряда показали прекрасные результаты, превзошедшие теоретические расчеты и ожидания разработчиков. Физическая схема этого заряда была положена в основу технических проектов ядерных зарядов для инженерной мины и ядерного заряда для 152-миллиметрового снаряда.
В период 1961—1965 гг. был выявлен круг вопросов, подлежавших более глубокой и тщательной проработке. Выдано ТЗ на разработку сплава с повышенным уровнем механических свойств на основе спецматериала, и заключен договор с заводом № 544, где и проводились эти работы.
При создании ядерных боеприпасов других классов разработчикам СБЧ с нагрузками, характерными для артвыстрела, сталкиваться не приходилось. Традиционные методы подхода к компоновке СБЧ других классов носителей для снарядов не подходили. Электрические связи между приборами осуществлялись с помощью специально разработанных жестко закрепленных колодок с «плавающими» контактами, т. к. ни один тип соединителей не выдерживал нагрузки выстрелов. Приборы системы автоматики необходимо было фиксировать относительно друг друга и корпуса с помощью пары «паз-выступ». Это приводило к увеличению массы конструкции, но обеспечивало сохранность электрических связей при выстреле.
Перегрузки выстрела, которые так усложняли разработку ядерных снарядов, были использованы разработчиками ядерных боеприпасов как физический фактор управления ступенями предохранения, обеспечивающими безопасную эксплуатацию. Ступени предохранения во всех приборах автоматики проектировались с учетом одновременного воздействия осевых и центробежных перегрузок. Это делало ступени предохранения абсолютно стойкими к любым воздействиям, которые могли возникнуть при эксплуатации и аварийных ситуациях. В случае аномального полета снаряда (прорыв газов в запоясковую полость, срез ведущего пояска) ступени предохранения также не взводились.
В процессе разработки конструкции снаряда должны были учитываться интересы и возможности соразработчиков ядерного заряда, датчика исполнительной команды (ДИК) и узлов автоматики СБЧ. Объемы и массы, приходившиеся на долю ядерного заряда и каждого из узлов автоматики, были настолько малыми, что вначале воспринимались неприемлемыми для разработки реальной конструкции. Использовался каждый кубический сантиметр объема под элементы ЯЗ и автоматики. В процессе разработки конструкции необходимо было проводить многократное последовательное расчетно-проектное сближение физической схемы и реальной конструкции ядерного заряда (ни лишнего миллиметра габарита, ни лишнего грамма веса!). В плотной компоновке снаряда заряд сверхмалого габарита потребовалось совместить с узлами автоматики.
Снаряд выходил с комплектующего завода и передавался в войска окончательно снаряженным и полностью готовым к боевому применению. Для обеспечения безопасности такого мобильного снаряда потребовался огромный объем испытаний ядерного заряда и СБЧ. В объем экспериментальной отработки входило проведение критмассовых измерений. Для этого на установке ФКБН физико-экспериментального отделения НИО-5 собиралась «физическая система — заряд» и определялась степень критичности этой системы. Эти работы, связанные с изучением физической системы, являются особо опасными и требуют хороших знаний конструкции, высокой самодисциплины и четких действий.
Оснастка, необходимая для этих работ, разрабатывалась в отделе 066, измерения проводились в НИО-5, в лаборатории Л. Б. Порецкого. Сборки систем первых моделей ядерного заряда на установке ФКБН проводили мы с Л. Б. Порецким, ЯЗ последующих поколений — В. Д. Пережогин, В. А. Терёхин, В. А. Гуд. Сборка артиллерийских ядерных зарядов проводилась в цехах первого и второго государственных заводов ВНИИТФ и только в соответствии с приказами директора института.
Вскоре после передачи на вооружение первого ядерного заряда в составе артиллерийского снаряда в калибре 203,2 мм была завершена отработка конструкции ядерного заряда для 240-миллиметровой артиллерийской мины, и в 1973 году состоялась передача его на вооружение в составе выстрелов для тяжелого миномета М-240 и самоходного миномета 2С4 «Тюльпан». В отделе 066 после передачи на вооружение первых артиллерийских ядерных зарядов наряду с проектно-конструкторскими работами появилось новое направление: авторский надзор за серийным производством этих ЯЗ, их эксплуатацией в воинских частях.
При разработке конструкции ядерного заряда для 152-миллиметрового снаряда в вопросе обеспечения безопасности особое место занимало решение проблемы стойкости взрывчатого снаряжения в условиях артвыстрела. Для принятия технических решений по организации силового замыкания в конструкции разрабатываемого ЯЗ необходимо было проверить в условиях артиллерийского выстрела прочность силовых элементов конструкции и стойкость взрывчатого снаряжения. К тому времени штатные спасаемые комплектации с парашютными системами находились на начальной стадии разработки. Поэтому для испытаний использовали 152-миллиметровый осветительный снаряд. В нем имеется парашют, на котором при нормальном функционировании этого снаряда по назначению спускается контейнер с осветительным составом, освещающим местность.
В нашем случае были разработаны специальные конструкции испытательных блоков с деталями ядерного заряда из взрывчатого состава. Блоки устанавливались в осветительный снаряд вместо контейнера с осветительным составом. Затем этот блок в составе снаряда отстреливали из пушки-гаубицы Д20, подбирали на местности после спуска его на парашюте, отвозили на техническую позицию. В целях обеспечения безопасности работ с деталями из взрывчатого состава, прошедшими «жесткий» режим нагружения, разборка блока и извлечение деталей ВВ проводились дистанционно. (Подробнее об этих испытаниях рассказывается в главе 9 «Проблемы экспериментальной отработки артиллерийских ядерных зарядов».)
Результаты этих испытаний позволили осуществить правильный выбор силового замыкания в ядерном заряде и способствовали ускорению разработки его конструкции. Были форсированы работы по подготовке и проведению проверки физической схемы заряда натурными испытаниями на ядерном полигоне. В 1980 году в составе 152-миллиметрового артиллерийского выстрела заряд был принят на вооружение Сухопутных войск СА.
Большой разрыв по времени между проверкой физической схемы ЯЗ, натурными испытаниями (1970 г.) и датой передачи выстрела на вооружение Советской армии (1980 г.) объясняется трудностями, которые преодолевали соразработчики выстрела, особенно ВНИИА и «Дельта» (п. я. В-2640).
При выстреле в деталях заряда возникает сложнонапряженное состояние от комплексного воздействия массовых сил инерции при одновременно действующих линейных (осевых), угловых и центробежных ускорениях. Воспроизвести в наземных условиях динамику нагружения и комплексное действие нагрузок, возникающих при выстреле, не представлялось возможным. Обычные артбоеприпасы проверяются на прочность стрельбой «со сборкой на местности», то есть стреляют опытным снарядом по местности «на рикошет», чтобы он не заглуби лея в грунт. А затем находят его и разбирают. А для заключения о стойкости взрывчатого снаряжения ограничиваются только статистическим отстрелом большого количества снарядов по факту отсутствия разрыва снаряда в условиях артвыстрела. По требованиям техники безопасности к боеприпасу, снаряженному взрывчатым составом и сохранившемуся после выстрела, даже подходить запрещается.
Для отработки ядерного заряда такой метод был неприемлем. Методика отработки должна была предусматривать минимальное количество сложных и дорогостоящих образцов ядерных зарядов, нодостаточноедля суждения о соответствии конструкции ядерного заряда требованиям тактико-технического задания МО СССР
Из всех рассматривавшихся предложений остановились на варианте спасения с помощью парашютной системы, размещаемой в корпусе снаряда вместо взрывателя и автоматики подрыва заряда. В НИМИ были разработаны по исходным данным ВНИИТФдва варианта спасаемых комплектаций снаряда: система спасения зарядного отсека, получившая название «система спасения корпуса», с размещением парашютной системы в головной части снаряда...
... система спасения элементов автоматики, получившая название «система спасения головной части», с размещением парашютной системы в зарядном отсеке корпуса снаряда. Главными разработчиками конструкций спасаемых комплектаций снаряда были В. С. Кренёв, В. П. Жигалов, Э. И. Онипко, В. С. Глушков. Парашютные системы разрабатывались и изготавливались в НИИ ПС. Порядок был установлен такой. Сначала НИИ-24 отрабатывал конструкцию системы спасения зарядного отсека (СК). После чего обеспечивал поставку СК на полигон для проведения испытаний ядерного заряда. Конечно, не все проходило гладко.
Парашютные системы спасения СГ работали надежнее, чем СК. Это объясняется тем, что в процессе работы системы спасения СГ вывод парашюта обеспечивался через донную часть снаряда и парашют, раскрываясь позади снаряда, обеспечивал естественное торможение головной части и приземление испытуемого снаряжения в расчетном режиме. Парашютная система спасения СК не обладала достаточной надежностью. Дело в том, что при работе системы спасения СК парашют спасения выбрасывается в направлении движения снаряда, летящего со скоростью 1000 м/сек и вращающегося со скоростью 12 000 об/мин., передним.
Парашют, раскрываясь, резко тормозит и пытается «сдернуть» снаряд с траектории. Именно в это время и происходит перетирание строп кромкой корпуса снаряда. Были случаи их обрыва или наматывания вокруг корпуса снаряда.При этом все заканчивалось либо отрывом парашюта, либо его «схлопыванием» и, главное, ненормальными условиями падения спасаемого снаряда и встречи его с грунтом при больших скоростях. В таких случаях снаряд падал почти с вершины траектории, с высоты до 5 км, и заглублялся в грунт на несколько метров. Как говорится, нет худа без добра. Не было для разработчиков ядерного заряда лучшим доказательством прочности конструкции и стойкости взрывчатого снаряжения, когда после выстрела, да еще такого «спасения», заряд и все элементы его оказывались целыми и невредимыми. Неудовлетворенность недостаточной надежностью парашютной системы спасения не покидала не только нас, разработчиков ядерного заряда, но и специалистов НИИ-24. Они постоянно работали над ее совершенствованием.
Одним из проблемных вопросов в разработке артиллерийских ядерных зарядов являлся вопрос подтверждения прочности деталей из плутония в условиях артвыстрела. Проводить стрельбовые испытания с натурными деталями из плутония — большой риск загрязнить полигон радиоактивными аэрозолями плутония в случае неудовлетворительной работы системы спасения и разрушения корпуса с испытуемыми деталями при приземлении. Следует отметить, что интересы ВНИИТФ в проведении ЛКО с обеспечением экологической чистоты совпали с интересами специалистов ВНИИЭФ и по исходным данным ВНИИ ЭФ, с учетом наших требований, ВНИИНМ и ПО ЧМЗ был разработан сплав-имитатор плутония, а также технология получения из него заготовок деталей требуемой формы.
Применение этого сплава позволяет проводить прямые экологически чистые испытания артиллерийским выстрелом с комплексным нагружением полномасштабных образцов ядерных зарядов, получать достоверную информацию, упрощает и удешевляет лабораторно-конструкторскую отработку новых конструкций ядерных зарядов, в том числе и для других классов носителей.
Для проверки функционирования кинематической схемы исполнительных цепей заряда на траектории разрабатывались специальные комплектации с подрывом заряда ВВ в заданной точке траектории. Для этого на последнем звене исполнительной цепи функциональной схемы ядерного заряда выдается исполнительная команда на подрыв. Такие испытания проводили по ночам, в ясную погоду в предутренние часы. Очень эффектно выглядело появление огненного шара на еще темном фоне неба перед восходом солнца.
Коллективом НИО-12 (конструкторами, схемотехниками и рабочими) был создан комплекс дистанционной разборки изделий, прошедших стрельбовые испытания. Он состоял из передвижных приборных сооружений, смонтированных на базе автомобилей «Урал», где размещались модули для дистанционной резки на токарном станке корпусов снарядов с макетами ядерных зарядов, содержавших ВВ; дистанционной выпрессовки сборочных единиц с ВВ; управления и телеконтроля за технологическим процессом. В комплекс входили передвижные электростанции для обеспечения автономного питания энергопотребителей.
Вот как об этих работах вспоминает полковник Лев Владимирович Борисов. «Артиллерийская тематика, которой пришлось заниматься нашему предприятию, имеет свою специфику. Дело в том, что это единственный тип ядерного боеприпаса, при отработке которого было невозможно в наземных (лабораторных) условиях создать такие нагрузки (десятки тысяч единиц!), которые испытывает артиллерийский снаряд в момент выстрела. Поэтому основная часть этих испытаний проводилась на полигонах МО СССР с применением боевых артиллерийских систем, для которых и разрабатывались данные ядерные боеприпасы. Для проведения таких испытаний в 1969 году на предприятии был создан специальный отдел. Вот в этот отдел два молодых лейтенанта, я и мой товарищ А. К. Кулабухов, по прибытии на предприятие в сентябре 1970 года и были направлены для работы. Твердые знания по устройству артиллерийских систем и боеприпасов, полученные нами в военном училище, способствовали нашему быстрому вхождению в курс дела. И уже в декабре 1970 года мы были направлены на артиллерийский полигон МО СССР, который располагался недалеко от города Оренбурга. Конечно, это была первая, в основном ознакомительная поездка, и мы тогда не предполагали, что с этим полигоном будет связано около 20 лет нашей работы и жизни.
Первым изделием, которое пришлось мне испытывать, была мина калибра 240 мм с образцом ядерного заряда. Затем я принимал участие в прочностных испытаниях образцов ядерного заряда для изделий пяти наименований. Был ведущим специалистом отдела по отработке ядерных зарядов для изделий двух наименований.
Работа испытателя состояла в основном из двух этапов.
Первый — подготовительный, который заключался в разработке технологических инструкций по разборке испытываемых макетов зарядов, изготовлению необходимой оснастки и инструмента.
Второй этап предусматривал летные испытания изделия на полигоне МО СССР.
Затем следовала аналитическая работа, связанная с обобщением результатов испытаний и выпуском технического отчета. Для получения объективной информации о поведении узлов и деталей ядерного заряда во время выстрела необходимо было вернуть макет ядерного заряда с траектории полета до момента встречи его с землей. В специальном конструкторском бюро для этой цели были разработаны парашютные системы, которые открывались в верхней точке траектории полета снаряда, и макет ядерного заряда на парашюте опускался на землю.
Но как найти изделие в степи после его приземления? Для этого была разработана целая система сопровождения и поиска, которая включала специальные радиолокационные станции, посты визуального наблюдения, вертолеты, артиллерийские тягачи и автомобили повышенной проходимости, но иногда приходилось и пешком ходить. Случались и казусы, когда, например материал парашютной системы был зеленого цвета (при испытаниях в корпусах 152 мм осветительных снарядов), а испытания проводились в мае, когда вся оренбургская степь ярко цветет. Поиск такого изделия можно было сравнить с поиском иголки в стоге сена. Но так как изделия изготавливались практически в единичных экземплярах и имели, как правило, самый высокий гриф секретности, а информация о результатах испытаний являлась ценнейшей и необходимой для совершенствования конструкции ядерных боеприпасов, то приходилось осуществлять поиск изделия в любых погодных условиях, прочесывая степь площадью в несколько сотен гектаров.
Поиск в зимних условиях проходил еще сложнее, даже при хорошей видимости. Дело в том, что в степи зимой практически постоянно дует ветер и если в короткий срок не обнаружить изделие, то оно быстро заносится снегом. Зимы в тех краях снежные и суровые.
Был случай, когда большой артиллерийский тягач пробивал в пургу дорогу и, не заметив УАЗик, переехал его, к счастью обошлось без жертв. Иногда случался отказ парашютной системы, и тогда приходилось доставать (откапывать) изделие с глубины трех, а иногда и более метров.
После поиска изделие доставлялось на техническую позицию, где мы его разбирали, осматривали детали ядерного заряда и проводили необходимые замеры. По результатам прочностных испытаний, в случае необходимости, в конструкцию изделия вносились коррективы. Это была интересная, а в некоторых случаях и опасная работа. Ведь приходилось работать и с деталями из взрывчатых составов, которые иногда не выдерживали таких больших перегрузок и трескались. А об этом можно было узнать только после извлечения этих деталей из макета ЯЗ. Позднее специалистами нашего отдела были разработаны уникальные комплексы дистанционной разборки, позволяющие проводить разборку таких изделий на безопасном расстоянии, но часть заключительных операций все же приходилось выполнять вручную. В целом испытательная работа, которой пришлось заниматься большую часть своей жизни, мне пришлась по душе, и я с удовольствием отправлялся в очередную командировку на артиллерийский полигон, осознавая, что мой скромный труд — это вклад в укрепление обороноспособности нашей страны».
При ненормальной работе системы спасения корпус снаряда при встрече с грунтом получал повреждения, затрудняющие разборку и извлечение из него заряда. В таком случае при разборке снаряда использовали физико-химический способ резки корпуса. В конце 70-х — начале 80-х годов прошлого столетия по инициативе главного конструктора Б. В. Литвинова химиками, специалистами нашего института под руководством Е. Т. Антошина, были разработаны методы безопасной разборки с применением физико-химического способа резки металлических конструкций (гидравлическая резка металлов, химическая резка металлов). В первой разборке таким методом образца ядерного заряда после неудачного спасения непосредственно участвовал инженер конструктор отдела 066 С. С. Ярцев. Вот что он рассказывает про этот случай.
«Осенью, в октябре месяце, на артиллерийском полигоне, в поселке Донгуз проходили стрельбовые испытания одного из ядерных зарядов разработки нашего отдела 066. Я как представитель отдела разработчика был включен в состав бригады испытателей, руководимой Б. А. Андрусенко. Как правило, «по закону подлости», испытания наших изделий в Донгузе проводились либо зимой, либо ранней весной, когда лежит снег, а в оренбургских степях гуляют пронизывающие ветры, либо осенью, когда слякотно и стоит промозглая погода. Но в этот раз с погодой повезло — было тепло и солнечно, хотя случались и дожди. В Донгуз мы приехали вместе с Е. Т. Антошиным, главным идеологом и основным разработчиком метода разборки изделий путем физико-химической резки корпусов. Отстрелы изделий были в основном завершены, и наступил этап разборки и дефектации. Не всегда система спасения работала удовлетворительно, поэтому были сложности с разборкой. Я не зря в начале повествования обратил внимание на погоду. Метод Антошина основан на использовании концентрированных кислот, поэтому работать в невентилируемом помещении не разрешалось. Хорошая погода была нам кстати. На открытом воздухе недалеко от здания технической позиции кусками брезента была огорожена небольшая площадка размером примерно 3x3 метра. Разместили там установку, которая чем-то напоминала умывальник из «Мойдодыра», и стали ждать окна в пролете спутников-шпионов. Наконец дали «добро». Мы облачились в костюмы химзащиты, надели противогазы и приступили к работе. Процесс разрезки одного изделия занял примерно три часа. Все это время мы, закованные в резину, находились в непродуваемом брезентовом закутке, а сверху пригревало осеннее солнце. Изредка мы по одному выходили подышать свежим воздухом, нарушая наказ руководства «не высовываться из своего укрытия без особой надобности, чтобы не пугать персонал полигона».
В разрезке первого изделия принимали участие четверо: Е. Т. Антошин — руководитель работ, я как конструктор, представитель отдела разработчика ядерного заряда и два лаборанта от НИО-12, фамилии которых, к сожалению, стерлись из памяти.
Первое ТЗ на создание сплава для получения заготовки особо нагруженных деталей ядерного заряда было выдано в 1960 году. Согласно заключенному ВНИИТФ договору с заводом 544 (ПО ЧМЗ, г. Глазов) он был разработан и использован в конструкции первого ядерного заряда для 203-миллиметрового снаряда. Этот сплав был введен в отраслевой стандарт и в дальнейшем нашел широкое применение при изготовлении особо нагруженных деталей не только артиллерийских ядерных зарядов, но и ядерных зарядов для других классов носителей.
Комплекс лабораторно-конструкторской отработки деталей из этого сплава в составе штатных образцов артиллерийских ядерных зарядов позволил также ввести сплав этой марки в отраслевой стандарт. Этот сплав нашел широкое применение для изготовления особо нагруженных деталей, открыл возможности разработки конструкций ядерных зарядов других калибров для более высокодинамичных носителей нового поколения.
Особое место в конструировании ядерных зарядов для артбоеприпасов занимает создание деталей из ДМ. По техническому заданию отдела 066 на химкомбинате «Маяк» под научным руководством тогда еще старшего научного сотрудника ВНИИНМ В. К. Орлова (теперь доктор технических наук, заместитель директора этого же института) в 60-е годы прошлого столетия был разработан специальный сплав с удивительно малым количеством легирующих добавок, обладающий гарантированным высоким уровнем механических свойств. Этот сплав позволил создать конструкцию и сдать на вооружение самый первый ядерный заряд для снаряда калибра 203 мм. Сплав нашел широкое применение для изготовления особо нагруженных деталей из ДМ как для артиллерийских зарядов, так и для ядерных зарядов других классов носителей. Сплав введен в отраслевой стандарт.
На самом деле не все обстояло гладко и безоблачно на стадии создания и отработки новых технологий получения новых спецсплавов. Достаточно рассказать об одном случае, который произошел на предприятии М-5057 (ПО ЧМЗ) в первые годы наших совместных работ по поиску и разработке рецептуры нового сплава и технологии изготовления из него заготовок для особо нагруженных деталей ядерного заряда. Моя первая командировка на это предприятие была связана с обсуждением результатов и выработкой предложений по дальнейшему ходу работ. На состоявшемся совещании было отмечено, что состав сплава, обеспечивающий заданный показатель прочности, получен, но для достижения заданного уровня пластичности материала (без снижения показателя прочности) есть трудности с выбором режимов термообработки (главным образом, выбор охлаждающей среды и градиента температуры охлаждения в закалочной ванне). В качестве критерия пластичности был принят показатель относительного удлинения при испытаниях образцов на растяжение.
При испытании образцов, вырезанных из характерных зон полученной заготовки, был достигнут заданный уровень прочности. Однако показатель относительного удлинения был крайне низок (менее 2%), что говорило о хрупкости материала и указывало на наличие внутренних напряжений, которые могут приводить даже к самопроизвольному образованию трещин. И все-таки специалисты ПО ЧМЗ, ссылаясь на то, что сам сплав дорогой, процесс получения заготовок с выбором режимов термообработки длительный, а сроки исполнения договора о поставках заготовок нашему институту жесткие, для первых наших испытаний (ЛКО) предлагали принять полученную заготовку с таким низким показателем уровня пластичности. Я был категорически не согласен, мотивируя тем, что в наших испытаниях деталь подвергается большим нагрузкам, высокому уровню сложно-напряженного состояния. Деталь же, выполненная из такой напряженной заготовки, может разрушиться при малейшем нагружении. Дорогостоящий образец изделия и опыт в целом будут загублены. Работники ЦЗЛ, главный технолог и начальник цеха, защищая интересы производства и «честь предприятия» в части своевременности исполнения сроков поставки, продолжали настаивать на своем, приводя различные доводы, для меня совершенно не убедительные. Мою сторону поддержал только один из их специалистов — металловед Н. М. Лагутина.
Был конец рабочего дня, совещание завершилось, так и не исчерпав тему. По возвращении в гостиницу я весь вечер, переживая ситуацию, готовился к совещанию, обдумывал формулировку аргументированного отказа для протокола. На следующий день, когда мы собрались обсуждать дальнейший план работ и текст протокола, почему-то никто не вспомнил про заготовку. Я все время ждал момента, когда возобновится разговор о пересылке к нам в институт этой злосчастной заготовки. Наступило время обеденного перерыва. По дороге на обед я спросил металловеда Н. М. Лагутину, почему никто не продолжил вчерашнего разговора об использовании изготовленной заготовки. На что она ответила: «Так эта заготовка ночью в кладовке цеха разорвалась на части».
Наибольшую сложность представляли конструкторско-технологические исследования при отработке технологии изготовления тонкостенных сферических деталей из плутония. Металлурги отрасли, работая с этим материалом, хорошо «прочувствовали», насколько он капризен. В исходном состоянии, при нормальных условиях и комнатной температуре, плутоний хрупок и склонен к трещинообразованию. С изменением температуры он способен к фазовым переходам — превращениям, сопровождающимся рекристаллизацией структуры и изменением размеров и, соответственно, объема. Причем первое фазовое превращение может реализоваться уже при температуре около 100 °С, при этом увеличение объема может достигать 20%. А поскольку плутоний, разогреваясь за счет радиоактивного распада, сам является источником тепла, то при неправильном техническом решении в конструкции даже при обычных обстоятельствах могут возникнуть условия для фазового перехода.
В результате совместных работ, проведенных ВНИИНМ (М. И. Фадеев и др.) совместно с СХК (Л. В. Шевченко и др. при поддержке директора завода Г. И. Хандорина) была разработана промышленная технология изготовления тонкостенных сферических оболочек из альфа-плутония методом штамповки с применением дополнительных технологических мероприятий. Впервые в отрасли, на СХК была изготовлена для артиллерийского ядерного заряда опытная партия деталей сложной формы с идеально стабильными параметрами. В процессе длительных исследований (более 20 лет), которые проводились в соответствии с выше упомянутой программой, изменения параметров находились в пределах погрешности измерений и полностью удовлетворяли требованиям конструкторской документации.
Промышленная технология изготовления деталей сложной формы из альфа-плутония нашла широкое применение и для ядерных зарядов других классов носителей. По мере разработки конструкций и сдачи их на вооружение, в условиях постоянно возраставших требований заказчика, ужесточались требования к исходным материалам и технологиям изготовления. Проведенные конструкторско-технологические работы, направленные на улучшение механических свойств существовавших в отрасли спецматериалов и на создание и внедрение в промышленность на их основе новых сплавов, позволили расширить возможности конструирования. Проблема создания надежных высокопрочных конструкций ядерного заряда для высокодинамичных артиллерийских боеприпасов, выдерживающих линейные перегрузки до 20 000 была решена.
Делящиеся материалы отличаются высокой коррозионной активностью. Они легко окисляются на воздухе, подвергаются гидридной коррозии при пребывании деталей в среде водорода и паров воды. Детали в малых замкнутых объемах (или при малых зазорах) при ограниченном доступе кислорода склонны к очаговой гидридной коррозии, особенно с повышением температуры. В таких случаях коррозия протекает с образованием осыпающегося налета в виде порошка-гидрида основного материала, способного к самовоспламенению на открытом воздухе.
Очаговая коррозия может приводить к изменению (ослаблению) поперечного сечения, образованию концентраторов напряжений и, как следствие, к ослаблению силовых деталей заряда. А образование пирофорного порошка и склонность ДМ к искрению может создавать аварийные ситуации — взрывоопасную обстановку при сборке зарядов, содержащих в своей конструкции взрывчатые вещества. В конструкциях артиллерийских ядерных зарядов детали из спецметалла являются особо нагруженными. Они имеют сложную конфигурацию, содержат отверстия, пазы, бурты; сопряжение с ответными деталями выполняется по точным посадкам. Поэтому, с учетом вышесказанного, для обеспечения в течение долгих лет гарантии безопасности при работах с изделием и сохранения прочности деталей в условиях артвыстрела защита от коррозии приобретает особо важное значение.
Наиболее предпочтительным способом защиты от коррозии силовых деталей из специальных материалов является нанесение на их поверхность тонкого (в несколько микрон) слоя металла, стойкого к механическим воздействиям, возникающим в процессе сборки-разборки с сопрягаемыми деталями. Требования к металлическому покрытию были сформулированы в технических заданиях отдела. Причем последовательно: вначале на один вид и технологию нанесения покрытия, за исследование которой принялась ЦЗЛ ПО ЧМЗ; затем на другой вид и технологию для ХФТИ. Соисполнителями в обоих случаях был ВНИИНМ. Технические задания были согласованы соспециалистами-разработчиками покрытий. От РФЯЦ — ВНИИТФ были подписаны Б. В. Литвиновым, Н. Н. Криулькиным, В. Д. Кирюшкиным. Все необходимые работы выполнялись по договорам в соответствии с взаимосогласованными программами.
Ресурс работы защитного покрытия в целом определяется условиями эксплуатации изделия, в состав которого входят детали с покрытием. В связи с этим особая важность придавалась испытаниям натурных деталей в условиях максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации. С этой целью испытания проводились с полномасштабными деталями автономно и в составе образцов заряда и изделия в той же газовой среде, что и для штатного изделия. В целом проверку на стойкость покрытий в полном объеме прошли детали в составе штатных конструкций нескольких типов артиллерийских ядерных зарядов.
В отделе 066 вопросы коррозии было поручено курировать Нине Григорьевне Захаровой — женщине редкой добросовестности и пунктуальности. На нее была возложена переписка с головным институтом по вопросам коррозии и защиты от нее урановых деталей — ВНИИНМ в Москве, с ХФТИ в Харькове, с серийными предприятиями по вопросам внедрения защитных покрытий на уране и, конечно, с НИИКом по вопросам испытаний разрабатываемых способов защиты. Нина Григорьевна охотно принимала участие в экспериментах коррозионной группы, особенно на климатической станции г. Поти (Грузия). Благодаря совместным усилиям всех специалистов и пониманию важности защиты урана от коррозии удалось создать и внедрить в серийное производство металлическое покрытие, впервые обеспечившее надежную защиту урановых деталей.
Проведенные исследования показали, что покрытия хорошо профилируют поверхности деталей сложной конфигурации и обеспечивают возможность получения покрытых деталей с высокой степенью точности. Покрытия обеспечивают защиту от атмосферной коррозии деталей, как находящихся автономно, так и в составе изделия. Металлические, прочно сцепленные с основой покрытия впервые в отрасли были применены для деталей артиллерийских ядерных зарядов и освоены серийным производством на ПСЗ (г. Трёхгорный).
Последующее развитие методов защиты от коррозии идет по пути оптимизации выбора металлов, пригодных в качестве защитного покрытия, и повышения коэффициента использования материала покрытия.
В бывшем СССР в период с 1968 г. по 1988 г. в интересах народнохозяйственных задач было проведено более 70 мирных ядерных взрывов, в которых применялись ЯВУ разработки РФЯЦ — ВНИИТФ. Они использовались для дробления руды, создания подземных емкостей для хранения вредных отходов, жидких или газообразных химических продуктов, интенсификации разработки нефтяных и газовых месторождений, сейсмозондирования и геофизического исследования земной коры. Совершенно необычное, но крайне важное для экономики государства назначение такие взрывы приобрели при ликвидации аварийных нефтяных и газовых фонтанов пережатием скважин.
Начало разработки ядерных зарядов нового качества (промышленного применения) было положено в отделе 066, и это дело обстояло так. Евгений Иванович Забабахин давно вынашивал идею мирного использования ядерного взрыва. Но для реализации этой заманчивой, но весьма проблематичной идеи необходимо было создать «чистый» ядерный заряд, оставляющий после взрыва минимум остаточной активности, загрязняющей местность.
В начале 60-х годов в РФЯЦ—ВНИИТФ ведущие физики-теоретики Л. П. Феоктистов, Е. Н. Аврорин, Л. И. Шибаршов и А. К. Хлебников во главе с научным руководителем института и энтузиастом нового направления работ Е. И. Забабахиным проводили расчетные исследования по реализации идеи термоядерной детонации. В конце 1963 года ими было предложено проведение физического опыта, который получил название ФО-24. Разработка проекта этого физопыта была поручена нашему отделу.
Ранее, в 1957 году, конструкторской группой под моим руководством был разработан проект (с выпуском полного комплекта рабочей конструкторской документации) уникальной физической установки физопыта ФО-3, который был успешно проведен в сентябре 1957 года на северном Новоземельском полигоне (на берегу бухты Черная). Конструкторско-технологическими работами по физопыту ФО-24 руководил главный конструктор Б. В. Литвинов. С ноября 1963 года в отделе начались расчетно-компоновочные работы по созданию физустановки, конструирование емкостей, поиск способов их заполнения, выработка подхода и программы экспериментальной отработки. Поскольку конечная цель опыта состояла в зажигании большой массы газообразного дейтерия, необходимо было сконструировать емкости, удерживающие газообразный дейтерий под высоким давлением. Для того чтобы создать корпус емкости прочным, герметичным, выдерживающим сотни атмосфер давления изотопов водорода, необходимо было познать коварное поведение водорода и взаимодействие его при высоком давлении с различными конструкционными материалами.
Перед творческим коллективом конструкторов и технологов стояла сложная задача выбора материала и технологичных способов изготовления конструктивных элементов. Разрабатывали конструкции макетов и моделей для проверки новых технических решений, надежные методики проверки герметичности, прочности и несущей способности по водороду. Главная особенность водорода и его изотопов заключается в его удивительной проникающей способности. Молекулы газообразного водорода способны проникать в малейшие микродефекты, как-то: раковины, неслитины, микротрещины, непровары и т. п. Последовательно насыщая их и создавая расклинивающий эффект (эффект Ребиндера), они способствуют развитию размеров этих микродефектов, раскрытию трещин вплоть до разрушения конструкции.
Для этого опыта в отделе, наряду с разработкой конструкции физической установки, была разработана специальная транспортная тележка с гидроподъемником для транспортировки физустановки по штольне и монтажа ее в концевом боксе. Для удобства юстировки приставных элементов установки на трубы КВИ был спроектирован гидравлический подъемник, позволивший оператору в одиночку производить перемещение установки весом в несколько тонн в вертикальной плоскости (подъем — спуск) с разворотом в горизонтальной плоскости на 360°
После преодоления трудностей на этапе лабораторно-конструкторской отработки 4 февраля 1965 года на Семипалатинском полигоне были проведены натурные испытания ФО-24 и получены замечательные результаты. Глава 3. Первенец повышенной чистоты Практическим результатом физического опыта явилось подтверждение правильности теоретических представлений о работе таких конструкций, в которых создается рекордно высокое сжатие газа (более 500 крат), что послужило основой для разработки экспериментального заряда, а затем «чистых» мирных изделий. Результаты испытаний позволили развернуть работы по двум основным направлениям: создание зарядов промышленного назначения с минимальным загрязнением местности продуктами радиоактивного распада; создание зарядов с повышенной проникающей радиацией. Для любого пользователя какого-либо устройства, самым лучшим является такое, которое исправно выполняет свои функции и в процессе эксплуатации не требует от потребителя особых умственных или физических затрат. Вот и ядерный заряд для мирного использования тоже, в идеале, к применению должен быть полностью подготовленным на заводе-изготовителе. А для использования по прямому назначению, его достаточно было бы доставить к месту испытания.
Если исходить из этой концепции, газообразный дейтерий необходимо закачивать в заряд на заводе. А дальше, в течение какого-либо неопределенного времени, заряд должен храниться и транспортироваться к месту использования. Такие условия эксплуатации заряда предъявляли к его конструкции соответственно и требования по обеспечению ее длительной прочности. Вопросы, связанные с продолжительностью хранения конструкции, находящейся под высоким давлением изотопов водорода, контролем давления и безопасностью эксплуатации, потребовали проведения длительных исследовательских работ. Особое место было отведено изучению несущей способности и поведения сварных швов под воздействием водорода при высоком давлении.
Успешные результаты испытаний ФО-24 позволили воплотить идею Е. Н. Аврорина в новой физической схеме, по которой был разработан экспериментальный образец промышленного термоядерного заряда. Работы по его созданию начались в отделе 066 с января 1965 года. К моменту отправки ЯВУ на полигон не была изучена до конца длительная прочность конструкции заряда, полностью заполненного изотопами водорода. Поэтому в интересах безопасности закачку дейтерия в заряд производили непосредственно в штольне из-за первой забивки, имевшей толщину 50 м. Для этого после проведения забивки в штольню был доставлен компрессор, и по специальному трубопроводу произведена закачка газа в заряд до требуемого (очень высокого) давления, которое поддерживалось до момента взрыва. Решение о заполнении изделия непосредственно перед его взрывом, оказалось настолько удачным, что позже, когда была исследованиями подтверждена длительная прочность узлов с дейтерием, закачка дейтерия в следующих экземплярах изделий производилась по-прежнему дистанционно на последней стадии работ. Это повышало безопасность транспортировки заряда и проведения подготовительных работ.
Испытания заряда, проведенные 13 февраля 1966 года на Семипалатинском полигоне, были успешными и полностью подтвердили результат физических расчетов. Обеспечивалась «чистота» окружающей среды на заданном уровне после взрыва. Сбылась мечта Е. И. Забабахина об использовании энергии ядерного взрыва для нужд народного хозяйства! С помощью ядерных взрывов предполагалось решать большие народнохозяйственные задачи: сооружение водоемов, плотин путем экскавации грунтов взрывом, производство вскрышных работ на месторождениях полезных ископаемых и многое другое. Компоновка и конструкция экспериментального заряда стала базовой при создании термоядерных зарядов промышленного применения повышенной чистоты (остаточная активность менее 1%).
При разработке этого изделия закладывалась возможность пристыковывать последовательно отсеки и создавать целый каскад, который мог быть использован при создании водных каналов и рудных разработок открытым способом и т. п. Такая конструкция позволяет гибкое использование ядерного заряда, в зависимости от задач проекта.
Отдельным направлением мирного использования взрывной энергии ядерных зарядов является ликвидация аварийных газовых фонтанов. Кроме сбережения ресурсов природного газа, народное хозяйство получало экономию, связанную с защитой окружающей среды. И в этих работах не последнюю роль сыграл отдел 066. Так, в декабре 1963 года в Узбекистане на газовом месторождении Урта- Булак при бурении скважины произошел аварийный выброс газа. Наличие в нем сероводорода спровоцировало возникновение пожара. Мощным факелом вырвалось на поверхность земли пламя, подпитываемое газом, пласт которого находился под землей на глубине 2,5 км при давлении 300 атм. Обычными средствами газовики в течение трех лет не смогли укротить выброс газа и потушить пожар. Пожарным не удавалось приблизиться к очагу горения на сотню метров — такова была сила огня.
В декабре 1965 года СМ СССР поручил Минсредмашу и Мингео изучить возможность ликвидации указанного пожара, а 30 сентября 1966 года с помощью ядерного взрыва ствол фонтанирующей скважины был пережат и выход газа прекратился. Для достижения цели в направлении к аварийной была пробурена наклонная скважина диаметром более 440 мм, в которую и был спущен на глубину 1530 м ядерный заряд, разработанный специалистами ВНИИЭФ. Скважину забетонировали, потом произвели подрыв ядерного заряда. В месте его размещения температура окружающей среды достигала 73 °С при допускаемой для заряда +40 °С. В связи с этим были спроектированы специальный кожух для заряда и система охлаждения скважины с подводом охлаждающей жидкости.
В том же году, когда был ликвидирован газовый фонтан на месторождении Урта-Булак (1966 г.), было принято решение ликвидировать аварийный газовый фонтан на месторождении Памук в Кашкадарьинской области. При этом заряд необходимо было заложить на большей глубине, нежели это было на Урта-Булаке, а именно на глубине 2440 м. Температура среды там, в зоне заложения заряда, достигала 115 °С. При этом доставлять заряд на проектную отметку необходимо было по стволу скважины, обсаженной трубой с внутренним диаметром 274 мм.
Ядерного взрывного устройства (ЯВУ) с таким малым миделем не было. И министр среднего машиностроения Е. П. Славский поручил разработку конструкции ЯВУ малого калибра РФЯЦ — ВНИИТФ, где разрабатывались ядерные заряды для артснарядов. Разработка ЯВУ малого калибра проводилась в отделе П. А. Есина, специально организованном для разработки конструкций ядерного заряда мирного использования. Однако схемно-конструктивные решения первичного ядерного заряда для этого ЯВУ были использованы те же, что и для артиллерийского ядерного заряда, разработанного в отделе 066. Кроме того, был использован и нейтронный запал, разработанный в отделе 066 совместно с газодинамиками С. В. Самыловым, Е. А. Скворцовым, Ю. А. Тимофеевым и защищенный авторским свидетельством. Расчетнотеоретические работы проводил В. А. Бехтерев, газодинамическую отработку — М. М. Русаков, В. П. Ратников, И. И. Евгеньев, ведущие специалисты института, которые вели эти же работы по артиллерийскому заряду. Созданный по этой схеме заряд обеспечил ЯВУ важнейшее преимущество: устройства с таким зарядом имеют такой малый калибр, что размещаются в скважине, пробуренной для добычи газа, и не требуют дополнительных дорогостоящих бурений скважин большего диаметра.
Заряд, разработанный в отделе П.А. Есина, предназначенный для ЯВУ малого калибра, успешно был испытан на Семипалатинском полигоне 15 июля 1967 года. А после полного завершения отработки конструкции ЯВУ в целом, 21 мая 1968 года был произведен ядерный взрыв, обеспечивший пережатие аварийной газовой скважины на месторождении Памук. Глубина заложения ЯВУ составляла 2200 м, температура окружающей его среды 110 °С. Взрывное устройство, использованное на Памукском газовом месторождении, после введения элементов, повысивших безопасность его использования и незначительных доработок, было принято в качестве основного для применения в скважинах с обсадной трубой диаметром 299 мм при температуре в месте его заложения свыше 80 °С.
Для проведения камуфлетных ядерных взрывов на большой глубине была разработана серия специализированных зарядов, для которых характерны малые габариты и высокая температурная стойкость. Это позволило использовать такие заряды, в частности, в рабочих и технологических нефтяных и газовых скважинах.
9 марта 1992 года за № 6-3/119 вышло решение 12-го ГУ МО и Минатома РФ, согласно которому все ядерное вооружение артиллерийско-минометных систем подлежало изъятию из эксплуатации и уничтожению. И с этого времени работы по артиллерийской тематике в институте проводились только в части гарантийного надзора и решения технических вопросов по ядерным боеприпасам, находившимся в эксплуатации у заказчика. Кроме того, оказывалась техническая помощь серийным предприятиям-изготовителям ядерных зарядов и их составных частей в подготовке и реализации технических решений при разборке и утилизации зарядов, снимаемых с эксплуатации.
Как правило, разборка (демонтаж) артиллерийских ядерных боеприпасов проводилась по мере истечения их гарантийного срока и снятия с эксплуатации. После выхода вышеуказанного решения из бывших союзных республик, объявивших себя безъядерными, в Россию пошел поток ядерных артиллерийских боеприпасов. Потребовалась разработка нормативной документации, регламентирующей порядок подготовки предприятий к массовой разборке и безопасного ведения работ. Проводились также мероприятия, направленные на подтверждение безопасности хранения ядерных зарядов в составе ядерных боеприпасов сверх установленного ГСС. Были проведены дополнительные исследования в целях повышения безопасности транспортирования изделий к месту разборки ядерных зарядов и их составных частей.
Главная задача при демонтаже — безопасное извлечение заряда из корпуса боеприпаса и перевод его в пониженную степень готовности. Разборка заряда артиллерийского боеприпаса является наиболее сложной и особо опасной операцией. В разборках ядерных снарядов и зарядов в разное время участвовали Б. В. Литвинов, И. М. Каменских, В. Д. Кирюшкин, В. А. Гуд, Б. Н. Семёнов, В. А. Павлов, Б. Н. Сирота, В. В. Акинин, В. А. Войтов. Разборка ядерных зарядов постоянно находилась в поле зрения главного конструктора Б. В. Литвинова. Однажды на комплектующем заводе была проведена «нестандартная» разборка штатного снаряда и ядерного заряда, прибывшего на комплектующий завод для разборки, после нарушений условий эксплуатации. Предстояла особо опасная операция — разборка ядерного заряда, содержавшего в своем составе плутоний и взрывчатые вещества, которую по штатной технологии (механическим способом) провести не удалось. Заряд не разбирался (!), поэтому вынуждены были прибегнуть к специальным методам разборки.