Техника и оружие времен Великой Отечественной Войны

                Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №12»

муниципального образования городской округ Симферополь Республики Крым

Научно-исследовательский проект по физике

Техника и оружие времен Великой Отечественной Войны

Подготовил ученик 11класса

МБОУ «СОШ №12»

Бойко Андрей

Руководитель Костенко Ю.Э.

г. Симферополь, 2015 г.

Техника и оружие времен Великой Отечественной Войны

Мне писать всегда об этом страшно:

Жизнь прожив средь звонкой тишины,

Посвящать слова свои прекрасным

Людям, не вернувшимся с войны.

Г. Шеховцов  

Введение

В период грозных событий 1941-1945 года полегло много солдат. Реки крови пронизывали землю нашей родины от Москвы до Волгограда. Но русский солдат смог одержать победу над фашизмом. И поэтому вечная ему память, хвала и слава. Герои, доблестно сражавшиеся на фронтах, навсегда останутся в сердцах каждого человека.

Но только ли герои-солдаты помогали одержать победу в Великой Отечественной войне? Только ли они бились во благо родине? Я хочу рассказать о не менее значимой стороне победы. О том, как наука, в частности наука о природе послужила родине и сыграла роль краеугольного камня в великой войне 1941-1945 года.

Значительную роль в создании оружия играет техника, которая в свою очередь упирается в законы физики. Огнестрельное оружие учитывает движение тел, сопротивление ветра, деформацию материала, из которого изготовлено оружие, а так же расширение газов. Для подводных орудий играл роль закон Архимеда, плотность жидкости, движение тел в жидкой среде.

После объявления войны весь ученый состав страны был эвакуирован в прифронтовую зону, так как именно ученые имели огромное значение для страны особенно в период войны. «Всё для фронта, всё для победы!» – именно такой патриотический лозунг вел весь ученый свет нашей страны вперед. И сопутствовал всем экспериментам и открытиям, сделанным в период войны.

Для решений научно-технических проблем, возникших в связи с войной и требовавших комплексного подхода, Академией наук СССР были созданы различные научно-комплексные комиссии, в состав которых вошли ряд ведущих физиков – Петр Леонидович Капица, Анатолий Петрович Александров, Абрам Федорович Иоффе. Вся их деятельность была направлена на реализацию трёх целей:

1. Проектированию новых средств обороны и наступления; научной помощи промышленности, производящей оружие и боеприпасы;

2. Поиску новых энергетических ресурсов;

3. Замена быстро истощимых материалов более простыми, доступными.

Артиллерия

Советская артиллерия вместе с пехотой, мощной авиацией и танками вносила весомый вклад в общее дело – победу над врагом. Особенно много усилий они прилагали в трудный период оборонительных сражений и в период наступлений, когда стремительные немецкие механизированные клинья и танковые ряды не давали пробиться.

45-мм пушка образца 1942 года, 57-мм пушка образца 1943 года и 100-мм пушка образца 1944 года, 76-мм полковая пушка образца 1943 года, 76-мм дивизионная пушка образца 1942 года, 152-мм гаубица образца 1943 года и 85-мм зенитная пушка образца 1939 года – все это результат непрерывного совершенствования артиллерии в годы войны. Так же совершенствовалось и минометное вооружение. В армию поступили 50-мм, 82-мм и 120-мм минометы образца 1941 года, 82-мм и 120-мм минометы образца 1943 года. Но ключевым образцом в развитии вооружения является 160-мм миномет образца 1943 года – ни  в одной зарубежной армии не было такого мощного орудия.

Кроме развития технической стороны артиллерии росло так же и тактическое. 10 января 1942 года вышла директива Ставки Верховного Главнокомандования. Она гласила, что артиллерия должна была применяться массированно и поддерживать наступающую пехоту и танки по всей глубине обороны противника. Мощнейшие соединения – артиллерийские корпуса прорыва были созданы в 1943 году. И опять же ни в одной армии Запада не наблюдалось подобного.  

Баллистика – наука, составляющая основу полета снаряда любого артиллерийского орудия. Наука о движении тел, брошенных в пространстве, основанная на математике и физике. Она занимается, главным образом, исследованием движения пуль и снарядов, выпущенных из огнестрельного оружия, ракетных снарядов и баллистических ракет.

Эта наука стоит на плечах великого физика Исаака Ньютона. Формулируя законы движения, и рассчитывая траекторию материальной точки в пространстве, он опирался на математическую теорию динамики твердого тела.

Задача баллистики состоит в расчете начальной скорости снаряда, максимального давления в стволе и зависимости давления от времени. Прогресс в конструировании оружия привел к тому, что в наши дни артиллерийские орудия стреляют много килограммовыми снарядами на расстояния более сорока километров, противотанковые снаряды способны пробивать стальную броню, а управляемые ракеты могут доставить исчисляемую в тоннах боевую нагрузку в любую точку земного шара.

На протяжении многих лет использовались разные способы ускорения метательных снарядов. Лук ускорял стрелу за счет энергии, запасенной в согнутом куске дерева; пружинами баллисты служили скручиваемые сухожилия животных. Были опробованы электромагнитная сила, сила пара, сжатого воздуха. Однако ни один из способов не был столь успешен, как сжигание горючих веществ.

Владимир Павлович Бармин – талантливейший ученый в области машиностроения. Улучшил реактивные артиллерийские миномёты, обеспечивающие маневренный огонь. Реактивные снаряды имели ряд преимуществ перед обычными снарядами: заряд, сообщающий движение, находился внутри них, отсутствовала отдача при выстреле, поэтому не требовались дорогие орудийные стволы из высококачественной стали. По сравнению с тяжёлыми оружиями эти установки были гораздо подвижнее, менее габаритными, поэтому и могли монтироваться на грузовых автомобилях.

В честь больших заслуг артиллерии в Великой Отечественной войне Президиум Верховного Совета СССР принял 21 октября 1944 года указ «Об установлении ежегодного праздника Дня артиллерии Красной Армии». Было установлено, что День артиллерии должен праздноваться 19 ноября. И когда в 1960 году были созданы ракетные войска стратегического назначения, которые родились и развивались в составе артиллерии, Верховный Совет СССР постановил день 19 ноября праздновать как День ракетных войск и артиллерии.

Военный флот.

Советский флот располагал кораблями с мощным артиллерийским, торпедным и другим вооружением. Корабли были оснащены совершенными по тому времени радиотехническими средствами. В целом, флот был подготовлен к обеспечению действий в сложных условиях войны.

Фашисты рассчитывали уничтожить основную часть нашего флота неожиданным мощным ударом, а другую – «запереть» на морских базах с помощью различного типа мин и уничтожать постепенно.

Уже с 18 июня гитлеровцы приступили к установке минных заграждений у выходов из наших военно-морских баз и на основных морских путях, тем самым, создали реальную угрозу уничтожения нашего флота. Эсминец «Гневный» и крейсер «Максим Горький» подорвались 24 июня 1941 года в устье Финского залива.

Перед физиками появилась серьезная задача – создать эффективный метод защиты кораблей от этих мин. Решением занялись в Ленинградском физико-техническом институте, руководил процессом работы А.П. Александров. Помнят крымчане и о том большом вкладе, который внес И.В. Курчатов в разработку противоминной защиты кораблей Черноморского флота в осажденном Севастополе в начале Великой Отечественной войны...

Удалось обнаружить, что мины – магнитные, то есть, такие, которые срабатывают под действием магнитного поля. Корабли с намагниченным корпусом притягивают плавающие металлические предметы, и ими могут стать и морские мины.

Первые неконтактные магнитные мины появились ещё в 1919 году. В таких минах железная стрелка поворачивалась под влиянием магнитного поля плывущего неподалёку корабля и замыкала контакты взрывателя. Для таких мин даже не нужно было касания корпуса корабля. Первые удачные опыты по размагничиванию судов были проведены нашими учёными в 1937 году в Кронштадте, а в 1939 году было осуществлено успешное плавание размагниченного корабля «Выборного» над магнитными минами в Онежском озере.

В начале войны англичане несли огромные потери от усовершенствования магнитных мин. Курчатов вместе с Александровым старался не допустить таких потерь в Черноморском флоте. Он предложил обмоточные и безобмоточные способы размагничивания.

Намагничивание появляется у корпуса корабля и всех ферромагнитных материалов во время его постройки или длительной стоянки. Корабль становится постоянным магнитом. Но у корабля есть собственное магнитное поле, полученное под действием магнитного поля Земли. Оно непрерывно изменяется с изменением магнитного поля Земли и может исчезнуть, если магнитное поле Земли в точке нахождения корабля равно нулю. Постоянное магнитное поле снимается на специальных береговых стендах, а намагничивание, полученное в результате действия магнитного поля Земли, компенсируется с помощью размагничивающего устройства, установленного на самом корабле.

На палубе прокладывали или подвешивали с наружной стороны бортов большую петлю из специального кабеля, по которой пропускали электрический ток. Этот ток создавал вокруг корабля магнитное поле противоположного направления по отношению к собственному магнитному полю корабля. В результате этого общее магнитное поле судна становилось незначительным и не вызывало срабатывания магнитной мины.

Линкор «Марат» был выбран для экспериментов по размагничиванию кораблей. Именно этот корабль позволил физикам уменьшить в десятки раз магнитное поле в близости от киля, наиболее уязвимой части корабля, при помощи размагничивающей обмотки тока.

После чего командование издало приказ о создании «размагничивающих» бригад, которые занимались установкой размагничивающих устройств на всех кораблях флота.

Таким образом, к 1941 году основное боевое ядро было защищено от магнитных мин противника.

Фашисты тоже не стояли на месте и постоянно совершенствовали устройство орудий, в частности, мин. И для продуктивной борьбы было необходимо изучать их устройство.

Чем и занималась группа ученых пор руководством И.В. Курчатова. Такая работа была сопряжена огромнейшей ответственностью и еще большей опасностью. Игорь Васильевич зачастую сам проводил разборку новых мин – суровая действительность жестокого времени заставляла рисковать жизнью даже крупнейшего ученого нашей родины.

В 1942 году Игорю Васильевичу Курчатову была присуждена Государственная премия за то, что он, вместе со своей группой ученых занимался разработкой методов защиты кораблей Черноморского флота от магнитных мин противника в годы Великой Отечественной войны.

Сотни кораблей и еще больше людей было спасено благодаря труду ученых-физиков и военных моряков.

Крылатая опора.

Военная авиация так же поставила перед учеными нелегкую задачу. Явление Флаттера – внезапного разрушения самолета из-за появления интенсивных вибраций. С этим столкнулись летчики скоростных машин в ходе испытаний. Но группа Метислава Всеволодовича Келдыша смогла справиться с этой проблемой. В результате такой работы наша авиация не знала потерь, связанных с этим явлением и, вследствие чего, мы значительно улучшили скорость и маневренность воздушных машин.

И.Н. Кожедуб, сбивший в годы войны 62 вражеский самолета, являющийся знаменитым асом и трижды Героем СССР писал о качестве самолетов Лавчкина: «В экстремальных ситуациях мне удавалось превысить  расчетную скорость на несколько десятков километров в час». Этот факт свидетельствует о большой ответственности наших авиаконструкторов, создающих новую технику.

Чтобы подняться в воздух, самолетам требуется развить колоссальную мощность. Двигатели самолетов создают тягу, толкающую их вперед, в то время как особая форма корпуса и крыльев помогает им подниматься кверху. Сила тяжести тянет самолеты вниз, как и любые другие тела. Однако самолетам удается удерживаться в воздухе именно благодаря воздействию самого воздуха. Обычно воздух давит на тело со всех сторон, но если он движется, то давит сильнее, чем воздух, который движется быстро.

Крылья самолета имеют особую форму, заставляющую воздух двигаться под ними медленнее, чем над ними. Когда самолет достигает определенной скорости, «медленный» воздух под его крыльями начинает давить на них сильнее, чем тот, что над ним – и самолет поднимается к небу. Возникающая при этом сила называется подъемной.

При выстреле из ружья стрелок ощущает отдачу – толчок приклада в плечо. Эта сила действует на приклад ружья очень короткое время. Но на станок пулемета эта сила действует почти постоянно, пока пули вылетают из ствола. Также и летательный аппарат может получать постоянную подъемную силу, если он беспрерывно отбрасывает воздух вниз. Именно для этого и нужны самолету крылья. Если крыло двигается горизонтально и при этом поставлено под углом к направлению движения (этот угол называется углом атаки), оно отбрасывает встречный воздух вниз и тем самым создает подъемную силу, направленную вверх.

Герой Социалистического Труда – такой регалией наградили в 1943 году С.А. Лавочкина за творческий вклад в победу в величайшей битве за Волгу.

«Я не вижу моего врага – немца-конструктора, который сидит над своими чертежами в глубоком убежище. Но, не видя его, я воюю с ним. Я знаю, что бы там ни придумал немец, я обязан придумать лучше. Я собираю всю мою волю и фантазию, все мои знания и опыт, чтобы в день, когда два новых самолёта – наш и вражеский – столкнутся в военном небе, наш оказался победителем», – писал сам знаменитый авиаконструктор Семен Алексеевич Лавочкин [1]. Его истребитель высокого класса Ла-5 обладал скороподъёмностью, маневренностью, огневой мощью и большим потолком полёта – более 11 км.

Заключение

Физика – сложнейшая дисциплина. Наука, которая помогает человеку не просто познавать мир, но справляться с любыми задачами. Так, например, эта наука оказала бесценную помощь в преодолении войны развитием техники и вооружения. Как и великим героям-солдатам, мы должны воздавать ей дань уважения и, конечно же, продолжать  изучать ее.

Академик С.И. Вавилов, когда-то говаривал: «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, а 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» [2]. Именно эти слова позволяют подытожить и суммировать вклад отечественной физики и техники в дело победы над фашистской Германией

Список использованных источников информации

1. Арлазаров М.М. Фронт идет через КБ. – М.: Знание, 1969.

2. Левшин Л.В. Сергей Иванович Вавилов. – М.: Просвещение, 1970.

3. http://dic.academic.ru

4. http://fiz.1september.ru

5. http://festival.1september.ru

6. https://ru.wikipedia.org