преобразующих 32 расходящиеся детонационные волны в одну сферически сходящуюся. Сферический заряд состоял также из 32 элементов. Внутрь сферического заряда ВВ вставлялся алюминиевый шар с плутониевым зарядом в центре.
Работа фокусирующего элемента основана на разнице скоростей детонации его составных частей. Устройство элемента обеспечивает одинаковое время прохождения детонации от точки инициирования до любой точки его внутренней поверхности, несмотря на разные пути. Чем больше разница скоростей детонации частей элемента, тем он получается компактнее.
В качестве ВВ одной из частей фокусирующего элемента выбрали сплав тротила с гексогеном в соотношении 1:1, называемый ТГ 50/50, скорость детонации которого составляет примерно 7650 м/с.
В качестве ВВ другой части выбрали смесь бариевой селитры, тротила и нафталина. Следует подробнее объяснить такой выбор.
Из известных ВВ самой малой скоростью детонации обладает бариевая селитра, однако при том ее количестве, которое идет на линзу, детонация затухает. Для придания устойчивости детонации к селитре подмешивают тротил, но чтобы из-за этого скорость детонации не возросла, в смесь добавляют также нафталин. Скорость детонации такой смеси составляет примерно 5200 м/с.
Первая задача в создании фокусирующих элементов заключалась в том, чтобы подобрать оптимальное соотношение в смеси тротила, бариевой селитры и нафталина, обеспечивая при этом и устойчивость детонации, и минимальную ее скорость.
27
Вторая задача — выбрать технологию изготовления деталей из этой смеси для проведения опытов, затем, в зависимости от стабильности плотности получаемых деталей и стабильности скорости детонации, рекомендовать технологию производства.
Третья задача — рассчитать и по экспериментальным данным скорректировать устройство фокусирующего элемента, обеспечивающее одновременность выхода детонационной волны на всю поверхность дна элемента.
Четвертая задача — обеспечить синхронную работу всех элементов в совокупности для получения сферически симметричной детонационной волны по всей поверхности заряда ВВ.
В задачу исследования баротоловой смеси, входящей в состав фокусирующих элементов, при различных соотношениях ее компонентов, входило определение оптимальной технологии изготовления деталей и оптимального соотношения компонентов, обеспечивающее устойчивую детонацию. Для определения величины скорости детонации изготавливались цилиндры диаметром 30–40 мм и высотой 100– 120 мм. Часть из них изготавливалась непосредственно в лаборатории, часть в НИИ-6 (Москва), куда баротоловая смесь доставлялась самолетом.
Отстрел цилиндрических зарядов производился на площадке № 2, возле каземата, сданного в эксплуатацию строителями в июне 1947 года после соответствующего испытания на прочность взрывом заряда повышенной мощности.
Площадка № 2 находилась в лесу на расстоянии 5 км от территории завода, на которой располагался наш лабораторный корпус.
Рядом с первым казематом на этой площадке находился второй, точно такой же, повернутый по отношению к первому на 90 градусов: в будущем предполагалось наблюдать взрывные процессы в двух взаимоперпендикулярных направлениях.
Вскоре во втором каземате была смонтирована рентгеновская установка лаборатории В.А.Цукермана, а задуманные наблюдения с двух направлений так и не осуществились. Соседство двух казематов лишь создавало помехи и опасные ситуации для работающих в них.
Для регистрации распространения детонационной волны в заряде и изменения скорости ее распространения впервые в лаборатории М.Я.Васильева был применен дисковый фотохронограф, разработанный собственным конструкторским бюро, автор разработки — Н.П.Швилкин. Фотохронограф представлял из себя цилиндрическую камеру с четырьмя объективами. Внутри камеры на диске, вращаемом электродвигателем, укреплялась фотопленка. В качестве электродвигателя использовался стартер с самолета «Дуглас», питающийся от генератора постоянного тока на 24 В — динамомашины, работающей от сети переменного тока напряжением 380 В. Ток, потребляемый электромотором, был огромным — 25 — 40 А.
28
Эти две мощные вращающиеся машины — электродвигатель фотохронографа и преобразователь переменного тока — создавали невообразимый шум. Перед взрывом в такой, в общем-то неприятной, обстановке необходимо было измерять механическим тахометром число оборотов двигателя, на валу которого вращался диск с пленкой.
Скорости развертки изображения на пленке при этом достигались небольшие — доли мм/мкс, а измерение скорости примитивным тахометром осуществлялось с большой погрешностью. Результаты измерений с помощью такого фотохронографа не удовлетворяли требованиям, необходимым для решения поставленной задачи.
Поэтому дисковый фотохронограф поначалу применялся не для количественных измерений, а лишь с целью качественной отработки самой методики.
Большие надежды в это время возлагались на зеркальный фотохронограф с двойным объективом, который позволил бы получать развертку изображения на неподвижной пленке со скоростью несколько мм/мкс, и исследуемый объект располагать на значительно более безопасном расстоянии с изображением его во всю ширину кинопленки. Кроме того, на валу зеркала устанавливался генератор электрических импульсов, частоту которых можно сравнивать с частотой генератора стандартных сигналов (ГСС-6); далее, по кривой Лиссажу, получаемой на экране контрольного осциллографа, с высокой точностью определяется скорость вращения зеркала, и по ней скорость перемещения отраженного изображения на пленке.
Синхронность момента подрыва КД заряда и положения зеркала осуществлялось специальным устройством, работающим по принципу устройства опережения зажигания в двигателях внутреннего сгорания. Опережение подрыва, если так можно сказать, регулировалось поворотом этого устройства и зависело от скорости вращения зеркала, а также времени появления изображения с момента подачи высоковольтного импульса на подрыв КД.
Разработка и изготовление зеркального фотохронографа уже подходили к концу в ИХФ АН СССР. Авторами его схемы и технического задания являлись А.Д.Захаренко и А.С.Дубовик.
Первоначальная проработка оптической схемы и конструктивных элементов фотохронографа, а также выбор объективов проводились в конструкторской группе института Георгием Дмитриевичем Соколовым. Затем, из-за отсутствия у нас необходимых конструкторских сил все разработки для окончательного оформления конструкции были переданы в ИХФ АН СССР.
В своих мемуарах 'Люди и взрывы' В.А.Цукерман утверждает, что двухобъективный фотохронограф был предложен именно в его лаборатории вопреки возражениям К.И.Щёлкина. Это не так.
Во-первых, споров по этому поводу вообще не было.
29
Во-вторых, всю оптическую схему фотохронографа разработал Г.Д.Соколов совместно с А.Д.Захаренковым с помощью оптической скамьи в лаборатории М.Я.Васильева.
