张副总长、成副司令和试验基地张司令员共同研究决定核试验16日下午2时进行。16日上午场区周围天气还是不太好，人们担心下午是否能进行核试验。中午12时场区周围天气转好，一片蓝天，12000米高度以下的对流层风向适合进行核试验。人们紧张地等待原子弹起爆。核试验场区指挥部指挥中心，下午14时59分40秒倒计时，15时准时起爆。在原子弹爆炸的瞬间光辐射、冲击波过后，人们看到原子弹蘑菇云直上蓝天，人们热烈欢呼原子弹爆炸试验成功了……由于气象预报室14日准确地预报了16日下午的天气，使核试验能按时进行，核试验委员会迅即给两个气象预报室荣记集体一等功。
空中取样时机
经过总预演，各项准备工作都达到了预期要求。只有空军飞机穿烟云取样的一个关键问题没有解决，即取样飞机应在“零时”后多长时间进入烟云?第一次进入烟云飞机应保持多少高度?飞机第一次穿烟云是穿顶、穿腰、穿尾?这本来是靠科学试验才能解决的问题，无法通过模拟预演来回答。当时无国外资料可供参考，科学家和空军部队指挥人员经过多次讨论，因无可靠依据，无法达成共识。飞机穿烟云取样时机、高度和部位，既决定着取样的好坏和质量的高低，也关系着机上人员和飞机的安全。最后成钧与张副总长商定取样飞机在“零时”后30分钟在高度8000米穿烟云，第一次穿烟云后，由机上科技人员根据安装在飞机上的计量探测仪器指示的伦琴数据和爆心的温度，决定飞机再次进入的高度和穿烟云的部位。后来实践证明这个决策是正确的。
空运原子弹
成钧选调了责任心强、飞行技术好、落地平稳无震动的伊尔—14和米—4直升机组，担任空运原子弹的任务。
成钧命伊尔—14机组会同科研人员根据原子弹分散装箱，保持机舱内一定的温度、湿度、防震、防碰撞技术要求和每个箱子的体积、重量，用石头装在箱子里在机场进行模拟试飞，试飞结果认为完全符合技术要求，然后按箱子的编号次序，谨慎小心地往飞机上搬运，按预先设计好的箱子位置摆放，并进行固定捆绑处理。箱子装机后检查各项指标系数符合要求，成钧才命伊尔—14飞机从预定机场起飞，安全飞到目的地。
原子弹运到后，按编号次序卸载，经科技人员检查后，采取保密措施，待命空运到试验场区。4月5日核试验委员会命令装箱的原子弹空运到某机场后，由机场的直升机再分批空运到核试验场区铁塔下，空军到此圆满完成了原子弹空运任务。
10月16日下午15时30分，成钧命伊尔—12空中取样飞机，准时到达试验场区，在指挥所领航员引导下，3次穿过蘑菇烟云。每一次穿过烟云，成钧通过领航员询问空中情况。空中取样飞机完成取样任务降落后，经过洗消，即将取样成果运送北京，成钧这时才松了一口气，肩上好象卸下了千斤重担。
接着是准备组织飞机空投原子弹试验。1964年11月成钧在兰州参加一次核试验会议，在这个会议上成钧建议扩建马兰机场，以便明年执行核试验任务时，能进驻歼击机、运输机等部队，执行空中取样、接送来往人员、防空战备等任务，并作为轰炸机在试验场区进行投弹训练的备降场和正式空投原子弹时，万一试验场区天气不好返航，将马兰机场作为带弹降落的备降场。核试验委员会当即决定由核试验基地负责扩建马兰机场，进行突击施工，保证明年4月完工能使用。会后，成钧将空军某团副团长李源一、大队领航主任于福海等人找来，跟随他和张爱萍副总长乘飞机到核试验基地指挥部去，尔后又派恽前程领着李源一、于福海等飞行人员坐着飞机在罗布泊试验场区上空飞了几圈，从空中看投弹靶标，接着又坐汽车到实地勘察两三遍，最后选定第一次塔爆中心南侧5000米处、一个较为平坦的点，为空投原子弹靶标位置。当他们向成钧副司令汇报时，成钧拿起标好的地图，审视了好几遍，还提出了一连串的问题，当得到肯定的回答后才笑着说：“这地方是你们自己选的，既然你们满意，我当然也就只好划圈了。”其实这是成钧率领的空军工作组和飞行人员的不谋而合，共同选定的轰炸靶标的位置。
1965年2月，成钧和空军政委吴法宪率空军核试验工作组一行人，乘飞机到空军预定参加核试验部队的驻地，下达空投原子弹试验任务。他们宣布了党中央、中央军委关于用飞机投掷原子弹试验的决定。并宣布这次空投原子弹的任务交给李源一(领航员于福海)、徐文宏(领航员赵承业)两个图—16机组，李为正式机组，徐为预备机组。会后，这两个机组驾机到综合试验基地，进行空投原子弹训练。
4月28日，根据核试验总指挥部决定，为检验各参试单位的工作情况，进行一次模拟空投原子弹的总预演。李源一机组驾驶图—16型轰炸机，在靶标上空投了一枚与原子弹重量、外形相同的“冷爆弹”，爆点距靶心96米(要求在100米以内)，预演成功大大增强了参试人员的信心。当时成立了第二次核试验委员会。张爱萍为主任委员，成钧等9人为副主任委员。
5月14日，空投核试验正式开始，李源一机组驾驶挂载着原子弹的飞机飞向靶标，上午9时59分10秒，领航员于福海将原子弹投下，爆炸高度500米，当时在现场指挥所坐镇指挥的成钧副司令员，通过无线电对空台兴奋地对空中飞行人员说：“周总理刚刚和指挥部通过话，总理让立刻转告你们，他说：你们工作很好，祝你们安全返航，回去很好总结经验”。
成钧在组织指挥空军部队参加核试验进程中，从选靶场、设置效应区到投弹训练、气象保障、防化洗消、现场指挥等等，每一个步骤，他都兢兢业业，日夜操劳，为新中国的核试验作出了重大贡献。
