В результате всенародных усилий в середине 1947 года в СССР появились первые экземпляры серийного тяжелого бомбардировщика ТУ-4.
Он, как и «летающая крепость», представлял собой цельнометаллический монолит с четырьмя двигателями по 2400 лошадиных сил. Бомбовая нагрузка — 6–8 тонн, практический потолок — 11 км, максимальная скорость — 550 км/час, дальность полета — 5400 км. Однако для атомной бомбардировки требовалась специальная доработка, прежде всего — бомбоотсека. Внутри него понадобилось приспособление, обеспечивающее подъем бомбы с транспортной тележки и надежное закрепление её внутри отсека.
Поскольку АБ и её начинка требуют строгого температурного режима, возникла необходимость в дополнительной герметизации отсека и утеплении его в полете с помощью электрической системы обогрева.
С помощью специального («сверхнадежного»!) разъема обеспечивалась стыковка бортового оборудования и систем автоматики изделия.
В кабине штурмана-оператора устанавливался дополнительный пульт управления бомбой. С него можно было осуществлять контроль за состоянием источников питания внутри бомбы, производить настройку различных датчиков, в частности, устанавливать высоту взрыва после получения задания на цель. В руки штурмана передавалось и управление предохранительными чеками, которые вручную извлекались из своих гнезд непосредственно перед бомбометанием, чем обеспечивалась подача питания на все системы автоматики бомбы.
Доработан был и оптический прицел бомбометания для повышенной точности приземления изделия. Некоторое опасение вызывали прочность корпуса самолета и безопасность его экипажа после сброса бомбы. Не разрушится ли самолет, когда его настигнет взрывная волна?
С этой целью в конце 1947 года, когда на полигон № 71 поступили первые образцы самолетов-носителей, провели несколько экспериментов.
На земле было подорвано 10 тонн мощного взрывчатого вещества. Три новеньких самолета в этот момент летали над точкой взрыва на небольшой высоте с целью опробования на вибрацию и прочность. Машины не развалились в воздухе, хотя этот эксперимент ничего окончательно не гарантировал. Запросили Туполева, предоставив ему данные об избыточном давлении в ударной волне атомного взрыва. Просили дать категоричный ответ на вопрос, выдержит ли самолет? Да или нет?
Туполев выдал такое письменное заключение: «При проведении испытаний с самолетом ТУ-4, по-видимому, ничего не произойдет». С рекомендательной припиской: на всякий случай «уменьшить мощность взрыва в полтора-два раза».
После такого заключения Ванников послал Туполева «к ядреной фене». На этом проверка на прочность самолета ТУ-4 завершилась, и он был допущен к испытаниям на полигоне в качестве самолета-носителя.
Этапность работ по испытанию «изделия 501» была согласована с руководителями полигона в середине 1947 года на совместном совещании в КБ-11, в котором приняли участие все главные конструкторы АБ: Харитон, Щёлкин, Духов.
Решено было начать с баллистических испытаний. Для этой цели в КБ-11 были изготовлены массогабаритные макеты с соблюдением формы, габаритов, веса и центра тяжести реальной бомбы.
Корпус должен был иметь оптимальную с аэродинамической точки зрения форму. От этого зависела точность бомбометания и стабильность поведения АБ на всей траектории полета.
Колебания и произвольные вращения могли отрицательно повлиять на работу датчиков и автоматики, заключенных в корпусе.
Опыты показали недостаточную устойчивость бомбы на траектории полета.
Во всех испытаниях «изделия 501» на полигоне в качестве эксперта от КБ-11 принимал участие специалист по аэродинамике, Исай Аронович Хаймович.
Именно по его советам были приняты разумные предложения по «облагораживанию обводов контура». Затем на смену пришли более сложные макеты с заключенной внутри них самопишущей аппаратурой. Эти модельные комплектации позволяли получить экспериментальные данные по линейным ускорениям и вибрационным нагрузкам, действующим на элементы внутри изделия, а также выбрать оптимальное размещение различных датчиков.
Сложность этих испытаний заключалась в том, что после сброса изделия с самолета его надо было отыскать, вырыть, вскрыть и только потом расшифровать показания, находящиеся внутри многоканальных самописцев.
В дождливый осенний период 1948 года это была нелегкая работа.
До места падения от командно-измерительного пункта нужно было добираться на автомашинах по полнейшему бездорожью. Машины застревали в непролазной грязи; вытаскивать их приходилось на руках. Макеты при падении углублялись в мягкую землю на глубину в 6–8 метров. Их долго и нудно раскапывали с помощью лопат — единственного орудия на полигоне для производства земляных работ.
Результаты каждого эксперимента анализировались на вечернем совещании. Последним предоставлялось слово Хаймовичу, который заканчивал свое выступление одной и той же фразой: «Надо бы ещё раз попробовать, а?» В третьей серии экспериментов испытывались макеты с реальной автоматикой бомбы.
Из воспоминаний С.М.Куликова, научно-технического руководителя испытаний: