Ученые (математики и физики) в годы Великой Отечественной войны
классный час (7, 8, 9 класс) по теме

Три десятых.

Это кто из портфеля швыряет в досаде                                                    Ненавистный задачник, пенал и тетради                                                                               И сует свой дневник, не краснея при этом                                                                      Под дубовый буфет,                                                                                                                Чтоб лежал под буфетом?

Познакомьтесь, пожалуйста: Костя Жигалин-                                                                          Жертва вечных придирок, - он снова провален                                                                                   И шипит, на растрепанный глядя задачник:                                                                          Просто мне не везет, просто я неудачник!

В чем причина обиды его и досады?                                                                                      Что ответ не сошелся лишь на три десятых!                                                                               И к нему , безусловно,                                                                                                    Придирается строгая Марья Петровна.

Три десятых...                                                                                                                Скажи про такую ошибку                                                                                                          И пожалуй, на лицах увидишь улыбку                                                                             Три десятых...                                                                                                                              И все же об этой ошибке                                                                                                              Я прошу вас послушать меня без улыбки...

Если б, строя наш дом, тот в котором живешь ты,                                                                            Архитектор немножко ошибся в расчете, -                                                                               Что б случилось, ты знаешь ли Костя Жигалин?                                                                  Этот дом превратился бы в груду развалин!

Ты вступаешь на мост.                                                                                                                  Он надежен и прочен                                                                                                                                  А не будь инженер в чертежах своих точен,                                                                       Ты бы, Костя, свалившись в холодную реку,                                                                          Не сказал бы спасибо тому человеку!

Вот турбина, в ней вал токарями расточен                                                                          Если б токарь в работе не очень был точен,                                                          Совершилось бы, Костя, большое несчастье:                                                                      Разнесло бы турбину на мелкие части.

Три десятых - и стены возводятся косо,                                                                                                Три десятых - и рухнут вагоны с откоса.                                                                Ошибись только на три десятых аптека, -                                                                            Станет ядом лекарство, убьет человека.

Мы громили и гнали фашистскую банду                                                                                      И твой дед подавал батарее команду                                                                              Ошибись он при этом хоть на три десятых -                                                                                  Не настигли б снаряды фашистов проклятых.

Ты подумай об этом, мой друг, хладнокровно,

И скажи - не права ль была Марья Петровна?                                                                                    Если честно подумаешь, Костя об этом,

То не долго лежать дневнику под буфетом.

Баллада о математике.

Как воздух математика нужна,

Одной отваги мало. Расчеты! Залп!

И цель поражена

Могучими ударами металла.

И воину припомнилось на миг

Как школьником мечтал в часы ученья

О подвиге, о шквалах огневых,

О яростном порыве наступленъя.

Но строг учитель был, и каждый раз

 Он обрывал мальчишку резковато:

 "Мечтать довольно! Повтори рассказ

О свойствах круга и углах квадрата!"

И воином любовь сбережена

К учителю далекому, седому.

Как воздух математика нужна

Сегодня офицеру молодому.

 На защиту Родины.

56 лет прошло со дня победы в Великой Отечественной войне . Неисчислимые ' жертвы понесла страна во имя независимости ,свободы и общественных идеалов: миллионы погибших и раненых , страдания от голода, тысячи разрушенных городов и деревень, сотни тысяч угнанных на фашистскую каторгу. Несмотря ни на что народ выстоял и победил .

С первых дней войны математики и физики принимали участие в защите страны : призывались в армию , записывались в народное ополчение, шли на фронт добровольцами. В самые тяжелые для страны дни они показали себя верными сыновьями Родины, способными на самопожертвование и готовыми отдать жизнь во имя свободы Отчизны. И действительно , многие из тех, кто ушел на фронт , не возвратились и не приступили к своей любимой работе. Среди погибших было много талантливых ученых, подававших большие надежды, способных внести большой вклад в науку. Большое число физиков и математиков ушли на фронт добровольцами, они храбро воевали, другие же защищали страну не с оружием в руках, а участвовали в создании и разработке нового оружия , а также методов его рационального использования.

2. Преступления фашистов против народов.

Фашисты полстью или частично разрушили 1710 городов и рабочих поселков в СССР , более 70 000 сел и деревень, лишив жилья более 25 млн. человек. На фашистскую каторгу было угнано около 5 млн. людей от 10 до 55 лет. За время войны были превращены в руины 31 850 промышленных предприятий, на которых до войны работало 4 млн. человек. Фашисты разгромили 427 музеев (из 992 , имевшихся тогда). В том числе музей Пушкина в Михайловском, планировали взорвать место могилы поэта. Разорили Ясную Поляну Л.Н. Толстого и осквернили его могилу; в Доме-музее Чайковского устроили гараж и отапливали его нотами композитора.

Начало уничтожения культуры было положено фашистами в самой Германии. Они сжигали на кострах величайшие произведения мировой литературы. Тысячи немецких ученых, писателей, художников, артистов были убиты. Таким же образом действовали гитлеровцы и в оккупированных странах Европы. В Варшаве во время войны было уничтожено 90% промышленных предприятий, 72% жилого фонда, 90% объектов службы здоровья, культурных учреждений и исторических памятников. Гиммлер планировал: " Варшаву сравнять с землей ". А вот сведения о борьбе партизан: на железных дорогах оккупированной территории нашей страны ими было повреждено 19 200 паровозов, простой которых из-за ремонта составил более 24 800 месяцев. За три недели января 1945 года на территории Чехословакии партизаны пустили под откос 30 воинских эшелонов, вывели из строя 25 мостов, уничтожили более 40 автомашин с грузами. Недостаток паровозов и вагонов сократил вражеские перевозки в 1941-43 годах , по меньшей мере на 20-25 %.Для борьбы с партизанами на территории нашей страны постоянно использовалось 10% всех сухопутных сил фашистской Германии, для охраны путей сообщения - от 5 до 10 дивизий, для охраны железных дорог и автомобильных колонн фашисты постоянно привлекали от 300 до 600 тысяч солдат.

а) Медсестры, лётчицы и артиллеристы.

Многие студентки после прохождения курсов медсестер были направлены в госпитали, медсанбаты и непосредственно на передовую. Кроме того студентки университета откликнулись на призыв известной лётчицы Героя Советского Союза Марины Расковой истали штурманами и лётчицами, в частности, 46-го гвардейского полка ночных бомбардировщиков. Летали эти лётчицы на тихоходном и незащищённом от огня самолёте «У-2», но наносили противнику весьма значительный ущерб. Пяти лётчицам выпускницам механике- математического факультета было присвоено звание Героя Советского Союза. Добровольцем пошёл в армию профессор А.А. Ляпунов и, как многие , стал артиллерийским офицером .Он не только храбро воевал , но и вносил много ценного в правила стрельбы. Здесь он использовал свой опыт математика, которому свойственно искать самые лучшие решения . Его предложения позволили увеличить эффективность стрельбы. За работы в области кибернетики , теории множеств и программирования А.А. Ляпунов уже после войны был избран член- корреспондентом Академии Наук СССР. Математики нашей страны в период тягчайших испытаний проявили себя как подлинные патриоты, проявили величайшее мужество, были храбрыми и расчётливыми воинами.

б) Математические задачи - для фронта.

Мы должны преклонятся перед выдержкой , самоотверженностью и верностью Отчизне, которую проявляли учёные - воины. Однако нельзя забыть и о другом вкладе математиков в победу нашего народа над сильным и коварным врагом . Этот вклад состоит в использовании тех специфических знаний и умений , которыми обладают математики. Значение этого фактора особенно важно в наши дни, когда война стала, в первую очередь, соревнованием разума, изобретательности и точного расчёта. Дело в том , что для военных действий привлекаются все достижения естествознания, а вместе с ними и математика во всех её проявлениях. Создание атомного и ракетного оружия потребовало не только использования физических законов, но и общих математических расчётов, создания новых математических моделей и даже новых ветвей математики. Без таких предварительных математических исследований не создаётся ни одна техническая система и , чем она сложнее , тем разнообразнее и шире её математический аппарат. Для примера, крейсер представляет собой такую сложную техническую систему. Прежде чем начать её постройку, необходимо выяснить геометрические обводы корпуса судна, чтобы при движении не создавались дополнительные сопротивления и чтобы одновременно он был прослушан управляющим воздействием руля. Предварительно необходимо обеспечить живучесть корабля , надёжность его управления , рассчитать влияние на устойчивость расположения различного рода масс - машин , орудий , торпедных аппаратов. Но и этого мало - требуется обеспечить связь со всеми боевыми единицами корабля, т.е. создать эффективную систему управления кораблем и его оружием. Мы перечислили лишь ничтожную долю тех задач , которые должен решить математик, прежде чем корабль можно начать строить. Но серьезные задачи необходимо решать и в период его эксплуатации - штурманские расчеты, расчеты стрельб и т.д.

в) Совершенствование военной техники.

В период Великой Отечественной войны техника была разнообразной и сложной. Она также требовала широкого использования математических расчетов для его изготовления и эксплуатации. Увеличение скорости полёта самолётов требовало не только повышения мощности двигателей, но и выбора оптимального профиля фюзеляжа и крыльев, а также решения многих других вопросов. В России над этими вопросами ещё с прошлого века работали ряд учёных и в первую очередь Н. Е . Жуковский, названный отцом русской авиации. Жуковский заложил основы Военно- воздушной аккадемии, получившей впоследствии его имя, а также Центральный аэрогидродинамический институт. Это научное учреждение долгие годы работало под руководством одного из ближайших учеников и сотрудников Жуковского -Чаплыгина и объединила многих выдающихся исследователей - Келдыша, Голубева, Лаврентьева и др. Технический отдел разрабатывал многие важные проблемы . в том числе и для военной авиации. Многие из этих разработок пригодились и были использованы для создания новых систем истребителей, штурмовиков и бомбардировщиков, обладающих повышенной маневренностью, скоростью и надёжностью.

Большое значение получили теории двух явлений- штопора и флаттера , представлявших в ту пору основную опасность для авиаторов. Как правило, самолёты, попавшие в состояние штопора или флаттера, уже не могли из него выйти. Флаттер- это слово наводило ужас на лётчиков- испытателей и конструкторов самолётов в предвоенные годы. Это особые вибрации самолёта, приводившие к его разрушению. Но вот в борьбу с этим явлением вступили математики. После того как профессором М.В. Келдышем была разработана математическая теория флаттера, таинственность явления исчезла, а за время войны не было случаев разрушения самолётов из за флаттера. Переоценить результаты этих исследований невозможно, поскольку они помогли не только сохранить жизнь лётчиков и самолёты, но и позволили летать на больших скоростях. С первых дней войны ученые включились в научные исследования по оборонной тематике. Коллектив кафедры теории вероятностей под руководством академика А.Н. Колмогорова проводили большие исследования по разработке теории артиллерийской стрельбы и созданию таблиц стрельбы. В сжатые сроки была решена задача о рассеивании снарядов при стрельбе по площадям.

б) Теория   стрельбы.

Традиционная область деятельности ученых нашей страны - исследование артиллерийских систем. Этим занимались М.В.Остроградский (1801-1862) и П.Л.Чебышев (1821-1894), и последующие поколения ученых. Проблемы пристрелки, разработанные еще в XIX веке в связи с появлением новых типов артиллерии, потребовали в период Великой Отечественной войны дополнительных исследований и составления таблиц. Стрельба с самолета по самолету и по наземным целям также привела к математическим задачам, которые нужно было срочно решить. Ими занимались упорно как специалисты в области артиллерии, так и математики. Проблемы бомбометания привели к необходимости составления таблиц, позволяющих находить оптимальное время для сброса бомб на цель, область, которую накроет бомбовой удар. Такие таблицы были составлены еще до начала войны, но для самолетов, обладающих большими скоростями. Во время войны выявилась полезная возможность использования тихоходных учебных самолетов для ночных бомбежек. Были созданы специальные полки ночных бомбардировщиков, но для них не было своевременно создано таблиц бомбометания. Возникла срочная задача производства соответствующих расчетов. Таблицы были созданы и они оказали несомненную помощь нашим летчикам и летчицам.

Интересная задача возникла у моряков в связи с желанием увеличить вероятность попадания в цель при торпедном залпе. Возникла идея за счет искусственного рассеивания увеличить эту вероятность. Этой задачей занялся один из крупнейших наших математиков академик А.Н. Колмогоров. Ему удалось найти полное решение задачи и довести его до практического использования. Несомненно, что какую-то долю успехов наших успехов наших моряков следует отнести и на счет этой решенной Колмогоровым задачи. Позднее его выводы были перенесены и на проблемы, связанные со стрельбой зенитной артиллерии по самолетам. Трудный и актуальной проблемой для нашей авиации была бомбардировка вражеских войск с малых высот при малых скоростях самолетов. В решении этой проблемы приняли участие многие крупные ученые. Ими были даны : практическое решение задач по теории полетов самолетов на низкой высоте под руководством Кочина и таблицы бомбометания с малых высот, разработаны теория парашютов и аэродинамика проницаемых тел, важное для ПВО задача об устойчивости формы аэростата воздушного заграждения были решены профессором Рахматулиным.

в) Размагничивание кораблей.

24 июня 1941 года в 2 часа 41 минуту в устье Финского залива подорвался на мине эсминец Гневный .В 4 часа 21 минуту в этом же районе подорвался на мине крейсер Максим Горький , но своим ходом пришел в Таллин. Предполагалось, что мины были неконтактными (магнитными). Противник уже в первые дни войны создал минную угрозу у выхода из советских военно-морских баз и на основных морских путях сообщения, использовав в общей сложности 1060 якорных ударных мин и до 160 донных неконтактных мин. Положение создалось угрожающее. А что же наш флот? Был ли он подготовлен к возможности минной блокады или это случилось совершенно неожиданно?

Среди многих задач оборонного значения важное место заняло размагничивание кораблей. Для взрыва магнитной мины не требуется непосредственного соприкосновения ее с корпусом корабля. Взрыватель срабатывает непосредственного соприкосновения её с Корпусом корабля . Взрыватель срабатывает от воздействия на него магнитного поля судна. Идея изготовления такого взрывателя столь проста , что могла возникнуть сразу после изобретения компаса и появления стальных кораблей. Каждому известно, что стрелка компаса отклоняется, если к нему поднести железный предмет . Отклонение подобной стрелки, помещённой внутри мины , можно использовать для замыкания контакта взрывателя. При соответствующем подборе чувствительности взрыв мины будет происходить в тот момент . когда корабль окажется над ней, а значит , будет поражена самая незащищённая его часть - днище. Даже большие корабли , как правило, гибнут при взрыве под ними таких мин. Кроме того, магнитные мины , лежащие на дне, не поддающиеся обычным методам траления , рассчитанном на подсекание и подрыв якорных мин. Установка магнитных мин может производиться не только с кораблей, но и с самолётов- в открытом море, в бухтах , гаванях, на фарватерах рек . Эти преимущества магнитных мин перед обычными якорными контактными минами дали основание военно - морским специалистам заранее предугадать их применение в предстоящей войне , тем более, что нашим военным морякам пришлось познакомиться впервые с магнитными минами английских интервентов ещё в сентябре 1919 года на Северной Двине . Уже тогда на выставленном англичанами заграждении из магнитных мин подорвалось несколько наших кораблей. Однако военные моряки быстро очистили фарватер от этих ,ещё сравнительно примитивных ,мин.

Естественно было ожидать , что в новой войне будут использоваться усовершенствованные магнитные мины : более чувствительные , с приспособлениями, затрудняющими их траление и уничтожение. Всё это заставило командование Военно- Морского Флота поставить перед специалистами задачу - разработать методы защиты кораблей от неконтактного магнитного минного и торпедного оружия.

Эта важная работа была поручена Ленинградскому физико - техническому институту Академии наук СССР ещё в 1936 году . За её выполнение взялись А. П. Александров и Б.А. Гаев . А. П . Александров организовал в своей лаборатории специальную группу , возглавляемую Б. А. Гаевым , которая занималась проблемой размагничивания кораблей. Идея, положенная в основу работ по защите кораблей от неконтактных магнитных мин , состояла в размагничивании кораблей. Предполагалось, что это можно сделать путём компенсации магнитного поля корабля с помощью закреплённых на нём специальных обмоток, через которые пропускался постоянный ток. При этом магнитное поле корабля может быть скомпенсировано магнитным полем тока в такой степени, что прохождение корабля над миной не будет вызывать срабатывания взрывателя, имеющего ограниченную чувствительность .

Простая идея , предложенная А.П. Александровым , Б.А. Гаевым и инженером ленинградского балтийского завода А. А. Картиковским , не сразу получила поддержку со стороны специалистов .Многие из минёров считали, что если уж размагничивать корабль , то нужно полностью скомпенсировать его магнитное поле до нуля. А так как это невозможно из- за сложной конфигурации поля , размагничивание становиться бессмысленным, и нужно сосредоточить все силы на создание и совершенствование методов траления. Некоторые специалисты считали даже, что корабль надо не размагничивать , а намагничивать ещё сильнее , с тем чтобы увеличенное магнитное поле вызывало взрыв магнитной мины на большом расстоянии от корабля . Кстати, как стало известно после войны , англичане начавшие работать по противоминной защите кораблей также в 1936 году, пошли именно поэтому неправильному пути ( ведь противник может выставлять как чувствительные , так и загрублённые мины) в результате к началу войны их корабли не были защищены от немецких магнитных мин и торпед, и английский флот понёс весьма ощутимые потери. Уже в ходе войны англичанам пришлось разрабатывать размагничивающие устройства и срочно оснащать ими свои корабли . Группе А. П. Александрова надо было прежде всего самой убедиться в осуществимости идеи размагничивания. Сначала исследования проводились на лабораторной модели корабля, сделанной из дерева и обитой листовым железом . В результате этих опытов были найдены наиболее оптимальные виды размагничивающих обмоток. Решено било переходить к опытам на плавающих кораблях. В октябре 1938 года был выделен для экспериментов линкор " Марат " . И на этом крупнейшем корабле при помощи временной Размагничивающей обмотки удалось в 10 раз уменьшить магнитное поле в непосредственной близости от киля. Таким образом, к началу Великой Отечественной войны были созданы надёжные методы защиты наших кораблей от магнитных мин противника . Первое военное утро застало группу Александрова на борту линкора « Марат» . Уже в 4 часа утра на нём была объявлена боевая тревога : с финского берега появились вражеские самолёты. Проверив соответствие расчётных ампер- витков в секциях обмоток и убедившись в правильности направления токов в них, комиссия передала в эксплуатацию защитные устройства линкора, сошла на берег в Кронштадте и тут же получила задание командования в срочном порядке оборудовать противоминными системами защиты несколько тральщиков. Не ограничиваясь   этим, труппа Александрова из имеющегося в наличии кабеля смонтировала 2 электромагнитных трала, и уже 27 июня 1941 года эти тральщики вышли на выполнение боевого задания. Прогнозы специалистов флота оправдались : первым мероприятием немецко-фашистского командования на морских театрах военных действий после вероломного нападения на нашу страну была попытка заблокировать наши корабли в их базах и связать их боевые действия магнитными минами. Фашисты возлагали большие надежды на эффективность этого нового морского оружия. Именно в этих тяжелых условиях начала войны и стал сказываться тот огромный труд, который был проделан в предвоенные годы учеными, военными моряками и специалистами судостроения. В первые же дни на ряде кораблей Балтийского флота были проложены и закреплены на палубе вдоль бортов временные размагничивающие обмотки. Назывались они "времянки '.' Военные моряки быстро освоили их изготовление. Так, 28 июня 1941 года подобная времянка "была за одну ночь наложена на крейсер "Киров " и он был благополучно выведен из Рижского залива через минное поле, где только что перед этим подорвался еще не размагниченный крейсер "Максим Горький " Моряки, поняв эффективность таких действий стали радушно принимать у себя ученых. 27 июня 1941 года был издан приказ об организации бригад по установке размагничивающих устройств на всех кораблях флота. В работу включились ученые из разных лабораторий. , Игорь Васильевич Курчатов, оторвавшись на время от важнейших работ по ядерной физики, предложил Александрову включить себя и сотрудников своей лаборатории в работы по размагничиванию. С 27 июня 1941 года в Кронштадте начала работать Балтийская группа размагничивания, с первого июля в Севастополе - Черноморское, с 9 июля в Архангельске - Северная, с 14 августа во Владивостоке - Тихоокеанская. Работа по монтажу размагничивающих устройств на кораблях велась круглосуточно, зачастую под обстрелами. Тем не менее , научные работники, военные моряки, монтажники начали один за другим передавать корабли со смонтированными размагничивающими устройствами.