Окончательная сборка, проверка и подготовка к подвеске изделия на самолет осуществлялась в сооружении типа «ДАФ» на аэродроме «Оленья». Изделие к стоянке самолета подвозилось тягачом ЯАЗ-210Д на 40-тонном прицепе, специально подготовленном для этого на Минском автомобильном заводе. Массогабаритные размеры «изделия 202» не позволяли подвозить его непосредственно под самолет-носитель. Потребовалось строительство бетонированного котлована глубиной 1,4 м, шириной 4,5 м и длиной с учетом наклонного участка 37 м. Для опускания прицепа с изделием в котлован использовалась мощная лебедка. Самолет Ту-95–202 накатывался на котлован после опускания в него изделия и снятия верхнего пера стабилизатора. После накатки самолета выполнялись операции, связанные с подъемом, закреплением изделия и окончательной подготовкой к полету. На подвеску и окончательную подготовку изделия потребовалось не многим более 2 ч. По установившемуся порядку командир экипажа самолета-носителя и штурман-бомбардир принимают изделие с соответствующей росписью в журнале. При этом они убедились в состоянии подвески изделия, закрепления его, сочленении разъемов, проверили показания приборов пультов управления изделием. Все было выполнено безупречно, замечаний у экипажа не было. Еще раз подтвердили руководству о готовности выполнить задание на этот испытательный полет.
Взлет самолета-носителя Ту-95–202 был произведен в 9 ч 27 мин. Через некоторое время за ним взлетел самолет-дублер Ту-16. Два самолета в одном строю полетели к цели по маршруту: Оленья — мыс Канин Нос — Рогачево — Парькова земля — район цели. В полете на самолете-носителе все оборудование работало исправно. Самолет набрал заданную высоту; прицельные средства работали безотказно, цель была обнаружена. При таком благополучном состоянии дел на самолете-носителе не было необходимости проводить бомбометание по команде само лета-дублера. В таком случае самолет-дублер, как это и было предусмотрено заданием на полет, во избежание дополнительного риска к моменту сбрасывания бомбы с самолета-носителя вышел вперед от него на 12–15 км. Наступил ответственный момент — с высоты полета 10500 м в 11 ч 30 мин бомба была сброшена по цели Д-2 в р-оне пролива Маточкин Шар. Напряжение экипажа достигало кульминации — что произойдет дальше? Отделение от самолета груза массой 26 т для экипажа было весьма заметным: на самолете проявился эффект кабрирования, что по определению летчиков самолет «сел на хвост». Вмешательством пилота эффект был парирован. Все внимание экипажа сосредоточилось на отделившемся изделии. Отделение от самолета прошло нормально, затем началось последовательное срабатывание каскада вытяжных парашютов: первым раскрылся парашют площадью 0,5 м2
, вторым -5,5 м2, а затем одновременно три по 42 м2, которые извлекли основной парашют площадью 1600 м2. Изделие начало плавно снижаться. Особенно отчетливо это наблюдалось из кормовой кабины. С самолета-носителя последовало закодированное сообщение на командный пункт о нормальном отделении изделия и раскрытии парашютов. Для всех нас на КП это было некоторым облегчением. Затем для экипажа носителя и участников испытания на земле наступило томительное ожидание взрыва — ведь по расчету изделие до момента взрыва должно снижаться в течение трех — трех с половиной минут. Кабины самолета были закрыты защитными светонепроницаемыми шторками от прямого излучения взрыва, члены экипажа надели светозащитные очки. Наконец свершилось — на 188 с после отделения супербомбы от самолета о-в Новая Земля был озарен длительным свечением небывалой яркости. По донесениям экипажей Ту-95 и Ту-16, а также записям регистрирующей аппаратуры вспышка наблюдалась в течение 65–70 с, а очень яркая ее часть в течение 25–30 с. Взрыв изделия произошел по команде от барометрических датчиков, как и планировалось, на высоте 4000 м относительно цели. В момент вспышки самолет-носитель находился от взрыва в 40 км, а самолет-дублер (лаборатория) — 55 км. После окончания светового воздействия на самолетах были отключены автопилоты — в ожидании прихода ударной волны перешли на ручное управление. Ударная волна на самолеты воздействовала многократно, начиная с удаления от взрыва на 115 км для носителя и 250 км — для самолета-дублера. Воздействие от ударной волны для экипажей было достаточно ощутимым, однако затруднений в пилотировании не вызывало.Обоими экипажами был выполнен весь предусмотренный заданиями объем измерений, получены совершенно уникальные результаты, относящиеся к взрыву, параметрам поражающих факторов и воздействии их на самолеты. Произведенная на самолете запись радиотелеметрических сигналов, передаваемых с изделия, подтвердила нормальное функционирование автоматики.