Открытия в науке в период Великой Отечественной Войны

Министерство образования, науки и молодежи

Республики Крым

г. Симферополь 2015г

Введение 3

Открытия в авиации 4

Катюша 6

Миномёт 7

Противоминная защита кораблей 7

Вклад А.Ф . Иоффе 8

Заключение 10

Список использованных источников информации 11

Цель: изучить достижения советских учёных-физиков в период Великой Отечественной Войны; вспомнить и перечислить открытия, которые нашли практическое применение во время войны, стали решающими факторами на пути к Победе.

В этом году исполняется 70 лет со дня великой победы Советского Союза над фашистскими захватчиками. Граждане нашей страны в эти годы проявили невиданный героизм и мужество, вся страна превратилась в единый боевой лагерь.

Ученые физики внесли значительный вклад в решение таких оборонных проблем, как создание новых взрывчатых веществ и бронебойных снарядов, высокопрочной брони для танков, более совершенных оптических приборов для авиации, артиллерии, танков и подводных лодок, увеличение скорости и дальности полета самолетов, усовершенствование радиоаппаратуры и радиолокационных устройств, новые способы получения горючего и пластмасс.

Во время войны роль науки в развёртывании военного производства была огромна, что позволило не только выстоять в войне, но и победить.

Как писал выдающийся физик и организатор науки Сергей Иванович Вавилов, "... научная громада - от академика до лаборанта и механика - направила без промедления все свои усилия, знания и умения на прямую или косвенную помощь фронту. Физики-теоретики от вопросов о внутриядерных силах и квантовой электродинамики перешли к вопросам баллистики, военной акустики, радио. Экспериментаторы, отложив на время острейшие вопросы космической радиации, спектроскопии, занялись дефектоскопией, заводским спектральным анализом, радиолокацией... Во многих случаях физики работали непосредственно на фронте, испытывая свои предложения на деле, немало физиков пало на поле брани, защищая Родину" 

Важную задачу перед учеными поставила военная авиация. В ходе испытания скоростных машин летчики столкнулись с явлением флаттера – внезапного разрушения самолета из-за появления интенсивных вибраций. С этим явлением столкнулось авиастроение всех передовых стран, но раньше других и в наиболее полном наборе всех его разновидностей флаттер был преодолен у нас в стране, благодаря работам Мстислава Всеволодовича Келдыша и его коллег.  Группа Келдыша, на основании сложных математических исследований, разработала надежные меры по предупреждению флаттера. В результате такой работы наша авиация не знала потерь, связанных с этим явлением, и появилась возможность значительно увеличить скорость и маневренность самолетов. Это были работы, за которые М.В.Келдышу (совместно с Е.П.Гроссманом) была присуждена первая Сталинская премия II степени (1942 г.), и спустя год он получил свой первый орден Трудового Красного Знамени.

К началу сороковых годов в соответствии с постановлением Совета Народных Комиссаров «О реконструкции существующих и строительстве новых самолетных заводов» было введено в эксплуатацию несколько авиационных заводов, которые предназначались для выпуска новейших самолетов. В этот же период был объявлен конкурс на лучшую конструкцию самолета-истребителя. Над его созданием работали талантливые инженеры-конструкторы С. А. Лавочкин, В. П. Горбунов, М. И. Гудков, А. И. Микоян, М. И. Гуревич, М. М. Пашинин, В. М. Петляков, Н. Н. Поликарпов, П. О. Сухой, В. К. Таиров, И. Ф. Флоров, В. В. Шевченко, А. С. Яковлев, В. П. Яценко. В итоге конкурса в 1941 г. на вооружение стали поступать самолеты ЛаГГ, МиГ и Як — широкоизвестные истребители периода Великой Отечественной войны.

Большую роль сыграли испытания, проведенные в 1939—1940 гг., когда был создан жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) с регулируемой силой тяги, установленный на планере, разработанном С. П. Королевым, впоследствии академиком, дважды Героем Социалистического Труда. 28 февраля 1940 г. летчик В. П. Федоров на высоте 2000 м отделился на ракетоплане от самолета-буксировщика, включил ЖРД, совершил полет с работающим двигателем и после выработки топлива произвел посадку на аэродроме. Обеспечение максимальной скорости самолета было мечтой каждого конструктора. Поэтому на самолетах с поршневыми двигателями начали устанавливать реактивные ускорительные установки. В качестве примера можно привести самолет Як-7 ВРД, под крыло которого подвешивались два прямоточных воздушно-реактивных двигателя. При их включении скорость возрастала на 60—90 км/ч. На само- лете Ла-7Р в качестве ускорителя использовался жидкостный ракетный двигатель. Увеличение скорости за счет тяги ЖРД составляло 85 км/ч. Применялись и пороховые ускорители для увеличения скорости полета и уменьшения взлетной дистанции при разбеге самолета.

Коллектив конструкторского бюро, возглавляемого С.А. Лавочкиным, в декабре 1941 года завершил модификацию строившегося серийно истребителя ЛаГГ-З под звездообразный двигатель АШ-82. Переделки были сравнительно небольшие, размеры и конструкция самолета сохранились, но из-за большего миделя нового двигателя на борта фюзеляжа надставили вторую, неработающую обшивку. Сделано это было для того, чтобы не приостанавливать массового выпуска самолетов. В дальнейшем фюзеляж был переделан. Усилено было и вооружение самолета. Вместо одной пушки на ЛаГГ-З, на его новом варианте, установили две 20-мм пушки ШВАК. Модифицированный самолет, получивший марку Ла-5, приняли для массового производства. Уже в сентябре 1942 года истребительные полки, оснащенные машинами Ла-5, участвовали в сражении под Сталинградом и добились крупных успехов.

Бои показали, что новый советский истребитель обладает серьезными преимуществами перед фашистскими самолетами такого же класса. Знаменитый воздушный ас трижды Герой Советского Союза И.Н. Кожедуб, сбивший в годы войны 62 вражеских самолета, в своих воспоминаниях, делясь впечатлениями о качестве самолетов конструктора С.А. Лавочкина, писал о том, что в экстремальных ситуациях ему удавалось достигать скоростей, превышающих расчетную на несколько десятков километров в час. Этот факт свидетельствует о большой ответственности наших авиаконструкторов, создающих новую технику.

В 1943 году С.А. Лавочкин за свой творческий вклад в победу в величайшей битве за Волгу получил высокое звание Героя Социалистического Труда.

Второе поколение отечественных реактивных самолетов представляло собой более совершенные, более скоростные, 18 более надежные машины, в их числе Як-23, Ла-15 и особенно МиГ-15. Как известно, последний имел мощный двигатель, три пушки и стреловидное крыло, под которым в случае необходимости подвешивались дополнительные топливные баки. Самолет полностью оправдал возложенные на него надежды. Как показал опыт боевых действий в Корее, он превосходил американский истребитель «Сейбр». Добрую службу сослужил и учебно-тренировочный вариант этой машины, который в течение ряда лет был основным учебно- тренировочным истребителем нашей авиации.

В итоге постоянных модификаций авиационных технологий, наше авиастроение получило самолет, способный около 30 мин лететь со скоростью примерно 3000 км/ч. Полеты на этих самолетах свидетельствовали также о том, что благодаря применению жаропрочных материалов и мощных систем охлаждения проблема «теплового барьера» для этих скоростей полета в основном была решена.

В период Великой Отечественной Войны артиллерийские войска по праву назывались «богом войны» и являлся главной огневой ударной силой наших сухопутных войск. Благодаря ее участию в операциях значительно возросли темпы и глубина продвижения войск, повысились потери противника.

Грозным оружием военного периода явился созданный советскими учеными и конструкторами гвардейский миномет БМ-13, широко известный под названием «Катюша».

БМ-13- реактивная артиллерийская установка, выпускающая реактивные снаряды. Созданию оружия предшествовала работа группы ученых и конструкторов: Н.И.Тихомирова, В.А.Артемьева, Б.С.Петропавловского, Г. Э. Лангемака, И.Т.Клейменова и других. Для совершенствования оружия было создано конструкторское бюро во главе с В. П. Барминым.

Пуск снаряда за счет реактивного двигателя практически исключал действия силы отдачи, вследствие чего появлялась возможность значительно упростить и облегчить конструкцию лафета. Применение реактивного двигателя исключало также необходимость изготовления специальных стволов из высококачественной стали, экономия которой в условиях массового производства вооружения приобретала весьма важное значение. Сравнительно небольшой вес и простота устройства направляющих полозьев для пуска реактивных снарядов обеспечивали их монтаж на автомобильных шасси повышенной проходимости, тракторах, танках, а также кораблях и даже на самолетах. Это обеспечивало высокую мобильность реактивной артиллерии. Но, пожалуй, главным было то, что простота устройства и сравнительно небольшой вес нового оружия открывали широкие возможности создания многозарядных боевых реактивных систем, способных вести стрельбу массированно, залпами, создавая высокую плотность огня.

Первая батарея полевой реактивной артиллерии, отправленная на фронт в ночь с 1 на 2 июля 1941 года под командованием капитана И.А.Флерова, была вооружена семью установками, изготовленными Реактивным НИИ. Своим первым залпом 14 июля 1941 года батарея стерла с лица земли железнодорожный узел Орша вместе с находившимся на нем немецкими эшелонами с войсками и боевой техникой.

Исключительная эффективность действий батареи капитана И. А. Флерова и сформированных вслед за ней еще семи таких батарей способствовали быстрому наращиванию темпов производства реактивного вооружения. Уже с осени 1941 года на фронтах действовало 45 дивизионов трехбатарейного состава по четыре пусковых установки в батарее. Для их вооружения в 1941 году было изготовлено 593 установки БМ-13. По мере поступления боевой техники от промышленности началось формирование полков реактивной артиллерии, состоявших из трех дивизионов, вооруженных пусковыми установками БМ-13 и зенитного дивизиона. 

В начале Великой Отечественной войны в Красной Армии минометы использовались только как средство непосредственной поддержки пехоты (в звене рота — батальон — полк). Огонь минометов прикрывал отход наших стрелковых частей и подразделений. Нередко минометчики покидали свои рубежи последними.

В ходе войны минометы трансформировались в артиллерийское наступательное оружие. В ходе наступательных боев в 1943 — 1945 годах минометчики постоянно сопровождали и поддерживали стрелковые подразделения, а также поражали цели за укрытиями, когда настильный огонь из стрелкового оружия оказывался недействительным.

Были приняты на вооружение 50-мм, 82-мм и 120-мм минометы образца 1941 года, а также 82-мм и 120-мм минометы образца 1943 года. За разработку конструкции последнего из этих минометов главный конструктор одного из московских заводов А. Котов, известный советский шахматист, в 1944 году награжден орденом Ленина. Значительный вклад в развитие минометного вооружения в годы войны внес главный конструктор другого московского предприятия А. Дмитриевский, ныне профессор, доктор технических наук.

Продолжавшиеся в Советском Союзе работы по повышению могущества минометов привели к созданию 160-мм миномета образца 1943 года конструкции лауреата Государственной премии И. Теверовского. Во второй мировой войне ни в одной иностранной армии не было такого мощного и маневренного оружия. Немцы пытались разработать экспериментальные образцы 150-мм, 210-мм, 305-мм и даже 420-мм минометов. Однако ни один из них к концу войны так и не вышел из стадии проектировании. Неудачные попытки создать 155-мм и 250-мм минометы предпринимались и в США.

В первую же ночь Великой Отечественной войны в севастопольском небе появились вражеские самолеты. От них отделились неизвестные предметы, которые спускались на парашютах и при падении на землю взрывались, несколько этих предметов их упали в море. Военными специалистами было высказано предположение, что противник сбрасывает обычные якорные мины. Вечером 22 июня в результате подводного взрыва погиб буксир СП-12, через два дня - 25-тонный плавучий кран, затем - эсминец «Быстрый». Оказалось, что германские войска применили новый вид оружия - неконтактные донные магнитные мины, которые взрывались под воздействием массы проходивших над ними судов. Ставя электромагнитные мины на фарватерах, германское командование рассчитывало закупорить главную базу Черноморского флота, а затем уничтожить корабли ударами бомбардировочной авиации.

Для быстрейшего решения сложной проблемы штаб Черноморского флота создал в начале июля группу военных инженеров. Им оказали большую помощь научные сотрудники Ленинградского физико-технического института Е.Е.Лысенко, Ю.С.Лазуркин, А.Р.Регель, П.Г.Степанов и лаборант К.К.Щербо. Вскоре был создан первый электромагнитный трал.

9 августа 1941 года в Севастополь прибыли ученые-физики, впоследствии академики, А.П.Александров и И.В.Курчатов. Наступили дни напряженной работы (после отъезда А.П.Александрова руководство осуществлял Игорь Васильевич Курчатов). В маленьком домике на берегу бухты Голландия И.В.Курчатову и его группе удалось в уникально короткие сроки разработать систему размагничивания. Ученые вместе со специалистами Черноморского флота, тщательно и всесторонне изучив принципиальные основы нового оружия, теоретически обосновали метод противоминной защиты кораблей путем их размагничивания. Основанная на их исследованиях специальная противоминная обработка боевых судов перед выходом их в море дала положительные результаты. Обработанным таким методом надводным и подводным кораблям флота не страшны были магнитные мины врага

Постановлением Совнаркома СССР от 10 апреля 1942 года за создание эффективных методов размагничивания кораблей и практическое их осуществление А.П.Александрову, И.В.Курчатову и еще шести участникам работ была присуждена Сталинская премия первой степени. 4 октября 1944 года И.В.Курчатов был награжден орденом Трудового Красного Знамени за решение этой же проблемы. Командование Черноморского флота представило Курчатова к награждению медалью «За оборону Севастополя».

Когда началась Великая Отечественная война, физики Лениградского физико-технического института разработали специально для партизан и диверсионных групп, забрасываемых в тыл противника, термоэлектрогенератор ТГ-1, известный под названием «партизанский котелок». Работами по его созданию руководил один из коллег Иоффе – Юрий Маслаковец, заинтересовавшийся термоэлектрическими явлениями в полупроводниках еще до войны. ТГ-1 действительно был похож на котелок, наполнялся водой и устанавливался на костер. В качестве полупроводниковых материалов использовались соединение сурьмы с цинком и константан – сплав на основе меди с добавлением никеля и марганца. Разница температур пламени костра и воды доходила до 300° и оказывалась достаточной для возникновения в термоэлектрогенераторе тока. В результате партизаны заряжали батареи своей радиостанции. Мощность ТГ-1 достигала 10 ватт. Выпуск генератора был налажен в марте 1943 года на «НИИ 627 с опытным заводом № 1». Подобный термогенератор был прост по конструкторскому оформлению, удобен в эксплуатации, а главное - готовым к действию в любое время.

Практические рекомендации А.Ф. Иоффе, подкрепленные теоретическими разработками академиков Л.И. Мандельштамма, Н.Д. Папалекси и В.А. Фока, нашли свое воплощение в реализации идеи по радиообнаружению самолетов. Практические потребности обороны страны поставили перед физиками важную научную проблему - создать такую технику, которая бы позволяла осуществлять точное обнаружение воздушных целей на дальних подступах от военных и гражданских объектов независимо от состояния погоды. Эта проблема оказалась успешно разрешенной при участии А.Ф. Иоффе. Первая отечественная радиолокационная установка была создана в лаборатории академика Ю.Б. Кобзарева, которая позволяла обнаруживать и пеленговать вражеские самолеты на расстояниях от 100 до 145 км. Это давало возможность основательно подготовиться к отражению воздушных атак противника, давая мощный отпор попыткам прицельного бомбометания по запланированным врагом объектам. Благодаря надежной работе радиолокаторов, только над столицей враг потерял 1300 самолетов.

За исследования в области полупроводников в 1942 году А.Ф.Иоффе был удостоен Сталинской премии.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 28 октября 1955 года Иоффе Абраму Фёдоровичу присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали «Серп и Молот».

Великая Отечественная война была грозным испытанием силы и духа советского народа, прочности и стойкости первого в истории человечества социалистического государства.

Защита Родины была выполнением великой исторической миссии спасения человечества от фашистской угрозы. Наука и высшая школа, ее профессора, преподаватели, сотрудники и студенческая молодежь стояли перед лицом новых и сложных задач, серьезных трудностей и суровых испытаний. История войны – это не только история боевых действий, это и экономическая, и политическая, и научная история.

Состояние научного тыла и уровень его развития создают необходимые условия и непосредственно  влияют  на  степень  реализации боевых возможностей войск в операциях и в войне в целом. 

К началу Великой Отечественной войны промышленная база фашистской Германии вместе с базой её союзников и порабощенных стран превышала Советскую в 1,5- 2 раза, а в 1942 г. в связи с захватом богатейших районов СССР- в 3- 4 раза.

За годы войны Советский Союз превзошел Германию в производстве военной техники: по орудиям более чем в 2 раза, по самолетам в 1,7 раза, по автоматам и минометам в 5 раз.

В январе 1945 года мы имели в 2,8 раза больше танков и самоходных артиллерийских установок, чем фашисты, в 3,2 раза больше артиллерии и минометов, в 7,4 раза больше авиации.

За научные исследования, способствующие укреплению военной и хозяйственной мощи нашей Родины, выполненные в период Великой Отечественной войны, свыше 500 ученых награждены Государственными премиями.

Суммировать вклад отечественной физики и техники в дело Победы над фашистской Германией помогает высказывание академика С.И. Вавилова: «Советская техническая физика ... с честью выдержала суровые испытания войны. Следы этой физики всюду: на самолете, танке, на подводной лодке и линкоре, в артиллерии, в руках нашего радиста, дальномерщика, в ухищрениях маскировки. Дальновидное объединение теоретических высот с конкретными техническими заданиями, неуклонно проводившееся в советских физических институтах, в полной мере оправдало себя в пережитые грозные годы»

1. Кикоин И. К. «Физики - фронту» №3

2. Статья «Мужество» № 04/2005 журнала «Физика» издательского дома «Первое сентября».

3. Пономарев A. Н. Советские авиационные конструкторы.

4. http://www.otvoyna.ru

5. http://www.keldysh.ru

6. http://topwar.ru/37453-semen-alekseevich-lavochkin-aviakonstruktor.html

7. http://www.1941-1945.ru