Ученые фронту
материал (8 класс) на тему

   Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Пажгинская средняя общеобразовательная школа»

Устный журнал

УЧЕНЫЕ - ФРОНТУ

Подготовили:    Пономарева Е.А. – учитель физики

                                              Георгиева Н.А. – учитель математики

             Вступительное слово: Чем  дальше  в прошлое  уходят годы, тем ярче и полнее проявляется величие подвига советского  народа, который в невиданно  жестокой борьбе отстоял свою  Родину. (В сопровождении Седьмой симфонии Д. Шостаковича звучат стихи.)

     1 чтец.   1941 год,  22 июня.

                    Тот самый длинный  день  в году

                    С его безоблачной погодой

                    Нам  выдал общую беду

                    На все четыре года.

                    Она такой вдавила след

                    И стольких  наземь положила,

                    Что двадцать лет

                    И тридцать лет

                    Живым не верилось, что живы…               (К. Симонов)

     2 чтец.     У каждого была своя война,

                      Свой путь вперед,

                      Свои участки боя,

                      И каждый был

                      Во всем самим собою,

                      И только цель

                      У всех была одна.        (М. Алигер)

         В годы  Великой Отечественной  войны  ярко  проявился  патриотизм  ученых  нашей  страны.  23 июня 1941 года состоялось  внеочередное  расширенное  заседание  Президиума  Академии  наук  СССР,  который  принял  решении – направить  все  силы  и  средства  на  быстрейшее  завершение  работ,  важных  для  обороны  и  народного  хозяйства страны.   28 июня 1941 года  Академия  наук  СССР обратилась к ученым  всех  стран  с  призывом  для  защиты  человеческой  культуры  от  фашизма.                                                        

             Советские ученые,  конструкторы,  инженеры с первых же дней войны были полны решимости отдать все свои силы, знания, весь свой труд и опыт великому делу разгрома фашизма.

     Патриотический лозунг «Все для фронта, все для победы!» определил главный смысл работы каждого советского человека, каждого советского ученого, конструктора, инженера.

       Как писал выдающийся физик и организатор науки С.И.Вавилов, «научная громада – от академика до лаборанта и механика – направила без промедления все свои усилия, свои 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 и т.д.  Экспериментаторы, отложив на время острейшие вопросы космической радиации, спектроскопии занялись дефектоскопией, заводским спектральным анализом, магнитными и акустическими минами, радиолокацией…    

            Во многих случаях физики работали непосредственно на фронте, испытывая свои предложения на деле. Немало физиков пало на поле брани, защищая Родину».    Рассказать о всех героических делах, совершенных советскими учеными в годы великой битвы с фашизмом, почти невозможно: так их много! Остановимся на некоторых из них.

                                               На голубых морских дорогах

       Готовясь к войне с СССР, фашисты рассчитывали  уничтожить основную часть нашего военного флота неожиданным  мощным ударом, а другую – «запереть» на морских базах с помощью различного типа мин и ликвидировать постепенно. Мины были секретным и грозным оружием. Мины – магнитные, т.е. такие, которые срабатывали под действием магнитного поля проходящего корабля.

       Еще до войны в ленинградском  физико – техническом институте под руководством профессора  А.П.Александрова группой ученых, в которую входили  Б.А.Гаев,  П.Г.Степанов,  В.Р. и А.Р.Регели,   Ю.С.Лазуркин,  были начаты работы, направленные на уменьшение возможности поражения кораблей магнитными минами. В процессе их был создан обмоточный метод размагничивания судов.  Заключается он в следующем (рис. 1). С помощью положенной на палубу или подвешенной с наружной стороны бортов большой петли 1 из специального кабеля, по которой пропускался электрический ток, вокруг корабля создавалось искусственное магнитное поле  2 противоположного направления  по отношению к собственному магнитному полю 3 корабля; в итоге результирующее магнитное поле судна становилось незначительным и не вызывало срабатывания магнитной мины.

        Для создания надежной системы  защиты всех судов нужно было получить (измерить) картины собственных магнитных полей корабля разного типа (линкоров, крейсеров, тральщиков и др.).  Работа была очень трудоемкой и требовала большой точности.

        27 июня 1941г. был издан приказ  об организации бригад  по  срочной  установке  размагничивающих  устройств  на  всех  кораблях  флота.  Выяснилось,  что  размагничивающие  устройства  имеют  и  ряд  существенных  недостатков:  они  не  учитывают  различия  магнитных  полей  однотипных  кораблей,  изменения  этих  полей  в  связи  со  сменой  курса  судна; кабели  обмоток,  проложенные  с  наружной  стороны  корабля,  быстро  выходят  из  строя. В  результате  обмотки  стали  делать  гибко  секционированными,  ввели  «курсовые» обмотки, силу тока в которых легко можно было регулировать ручным или автоматическим способом; основываясь на И.Е.Тамма, кабели начали размещать внутри корабля, распределяя их  по высоте борта.

        Был  создан  и  безобмоточный  метод  размагничивания. Заключается  он  в  следующем. К станции размагничивания  1  (рис.2)  подходил  корабль  2  и  принимал  переданный  с  нее  кабель  виток  3,  через  который  пропускался  затем  постоянный  ток  большой  силы  от  аккумуляторной  батареи  4  станции. Борта  корабля  «натирались»  этим  витком  и  намагничивались,  но  против  собственного  магнитного  поля  корабля.  Последний  в  результате  становился  магнитно-нейтральным,  причем  стабильно.  Так  защищались от  магнитных  мин  подводные  лодки. Это  была  еще  одна  победа  ученых!

                                            В осажденном Ленинграде.  «Дорога жизни»

      В истории обороны Ленинграда и деятельности ленинградских ученых есть один героических эпизод, который связан с «Дорогой жизни» и занимает одно из самых выдающихся мест в ее летописи.

 По льду замерзшего  Ладожского  озера  была  проложена  автотрасса,  связавшая  окруженный  врагом  город  с  Большой  землей.

      Вскоре  выяснилось  обстоятельство,  на  первый  взгляд  совершенно  необъяснимое:  когда  грузовики  шли  в  Ленинград,  максимально  нагруженные,  лед  выдержал,  а  на  обратном  пути  с  больными  и  голодными  людьми, т.е.  со  значительно  меньшим  грузом,  часто  машины  проваливались  под  лед.

     Павел  Павлович  Кобеко,  научный  сотрудник  ленинградского  Физико-технического  института,  попросил  поручить  ему  изучение  этого  вопроса.  Исследования  помогли  установить  ряд  важных  закономерностей.  Степень  деформации  льда  зависит  от  скорости  движения  транспорта  -  это  был  самый  главный  вывод. Критической  оказалась  скорость,  близкая  к  35  км/ч.  Большое  значение  имела  интерфоренция  волн  сотрясения,  которые  возникали  при  встрече  двух  мащин  или  при  обгоне:  сложение  амплитуд  колебаний  вызывало  разрушение  льда.  Особенно  становилась  опасной  ситуация,  когда  транспорт  шел  со  скоростью,  близкой  к  скорости  распространения  ледовой  волны:  в  этом  случае  даже  одна  машина  могла  вызвать  гибельный  резонанс.

      На  основе  полученных  результатов  ученые  выработали  правила  безопасного  движения  по  ладожской  трассе;  составили  специальные  таблицы  и  формулы  для  расчета  допустимой  скорости  передвижения  с  любыми  грузами.  Эти  таблицы,  правила  и  инструкции  были  размножены  и  использовались  неукоснительно  на  всем  фронте.  Ледовые  аварии  прекратились.  Академик А.Ф.Иоффе впоследствии писал, что этот цикл работ сыграл свою положительную роль и при прорыве блокады.

                                           В  лесах  партизанских.

       Как много значили научно – технические знания и творческая смекалка в суровых партизанских буднях на временно захваченной врагом земле!  С думой о воинах невидимого фронта создавал свой «партизанский котелок» в разгар войны академик  А.Ф.Иоффе. В этом котелке особой конструкции (рис.5) был смонтирован простейший термогенератор, собранный из нескольких десятков термопар. В котелок наливали  воду и помещали  над  костром. Спаи  термопар, находящиеся с внешней  стороны в его дне, нагревались пламенем костра, а другие – внутренние – оставались по отношению к ним холодными (они имели температуру воды). И хотя разность температур спаев была невелика  (всего 250 – 3000С), она оказывалась достаточной для выработки электроэнергии, необходимой для питания радиопередатчиков и радиоприемников.  Тем самым  «котелки» помогали обеспечить партизанам радиосвязь.

       История  военных лет  показала, что физика  сыграли  большую  роль в  укреплении  оборонной  мощи  нашей  страны  во  время  Великой Отечественной войны и после нее.

Но роль  математики в военном деле  также велика.

                                       Математики  для  фронта.

          C первых же дней Великой Отечественной Войны огромное число математиков были мобилизованы или ушли на фронт добровольцами. Они храбро воевали и честно исполняли свой гражданский долг. При этом страна потеряла огромное число талантливой молодежи, которая могла бы стать гордостью отечественной науки.

    Одновременно с развертыванием фронтов действующей армии  математики в научно – исследовательских институтах, лабораториях, конструкторских бюро открыли свой фронт борьбы против фашизма.  В период Великой Отечественной войны техника была разнообразной и сложной. Она требовала широкого использования математических расчетов  для ее изготовления и эксплуатации.

                                      Совершенствование военной техники.

       1.   Война  потребовала  от  авиации  больших  скоростей  полетов  самолетов.

 Увеличение скорости полета самолетов требовало не только повышения мощности двигателей, но выбора оптимального профиля фюзеляжа и крыльев, а также решения многих других вопросов. Достижение блестящих результатов в совершенствовании боевых самолетов позволило А. С. Яковлеву и С.А.Лавочкину создать грозные истребители, С. В. Илюшину – неуязвимые штурмовики, А.Н. Туполеву, Н. Н. Поликарпову и В. М. Петлякову – мощные бомбардировщики.

 Но, овладевая большими скоростями, авиаконструкторы столкнулись с неизвестным ранее явлениями в поведении самолета. В определенных режимах работы моторов в конструкциях самопроизвольно возникало возбуждение, причем с большой амплитудой, и это явление (флаттер) вело к разрушению самолета в воздухе. Опасности подстерегали скоростные машины и на земле. При взлете и посадке самолета колеса вдруг начинали вилять из стороны в сторону. Это явление, названное шимми, нередко вызывало катастрофы самолетов на аэродромах. Выдающийся советский математик М. В. Келдыш и возглавляемый им коллектив ученых исследовали причины флаттера и шимми. Созданная учеными математическая теория этих опасных явлений позволила советской авиационной науке своевременно защитить конструкции скоростных самолетов от появления таких вибраций. Ученые дали рекомендации, которые требовалось учитывать при конструировании самолетов. В результате наша авиация во время войны не знала случаев разрушения самолетов по причине неточного расчета конструкций, тем самым были спасены жизни многих летчиков и боевые машин.

                                                  Теория стрельбы.

       2.  Шла  жестокая  война. Фронт  требовал  увеличения  эффективности  огня  артиллерии,  повышения  меткости  стрельбы. Эту  проблему  решил  академик  Андрей  Николаевич  Колмогоров.

      Используя  свои  работы  в  области  теории  вероятностей,  он  дал  определение  наивыгоднейшего  рассеяния  артиллерийских   снарядов. Полученные  им  результаты  помогли  повысить   меткость  стрельбы  и  тем  самым  увеличить  эффективность  действия  артиллерии,  которую  заслуженно  называли  богом  войны. Теория  вероятностей  использовалась  и  для  определения  наилучших  методов  местонахождения  самолетов  и  подводных  лодок  противника,  а  также  для  указания  путей,   позволяющих  избежать  встречи  с  подводными  лодками  врага. Его  методами  определялись  и  размеры  каравана  судов,   частота  их  отправления,  при  которых  потери  были  наименьшими.

      3.    Во  время  Великой  Отечественной  войны  появилась  и  такая  важная  проблема,  как  обеспечение  кучности  стрельбы  и  устойчивости  снарядов  при  полете. Эту  сложную  математическую  задачу  решил  член-корреспондент  академии  наук  СССР   Николай  Гурьевич  Четаев.  Это  обеспечивало  оптимальную  кучность  боя,  непереварачиваемость  снаряда  при  полете  и  другие  положительные  характеристики  артиллерийских  систем.

   4.  Видная  роль  в  деле  обороны  нашей  родины  принадлежит  выдающемуся  математику – академику  Алексею  Николаевичу  Крылову. Он   создал  таблицу  непотопляемости,  по  которой можно  было  рассчитать,  как  повлияет  на  корабль  затопление  тех  или  других  отсеков,  какие  номера  отсеков  нужно  затопить, чтобы  ликвидировать крен  и  насколько  это  затопление  может  улучшить  устойчивость  корабля. Использование  этих  таблиц  спасло  жизнь  многих  людей,  помогло  сберечь  огромные  материальные  ценности.

    5. В  апреле  1942  г.  коллектив  математиков  под  руководством  академика Сергея  Натановича  Вернштейна  разработал  и  вычислил  таблицы   для  определения  местонахождения  судна  по  радиопеленгам.  Таблицы  ускоряли  штурманские  расчеты  примерно  в  десять  раз.  В 1943г.  были  подготовлены  штурманские,  которые  нашли  широкое  применение  в  боевых  действиях  дальней  авиации,  значительно  повысили  точность  самолетовождения.  Штаб авиации дальнего действия, дал высокую оценку работе математиков, отметив, что ни в одной стране мира не были известны таблицы, равные этим по простоте и оригинальности.

     Трудной  и  важной  проблемой  авиации  была  бомбардировка  вражеских  войск  с  малых  высот  при  малых  скоростях  самолетов.  Академик  Николай   Евграфович  Кочин  дал  практическое решение  задачи  по  теории   полетов  самолетов  на  низкой  высоте.

Химики фронту.

 Академик Александр Евгеньевич Ферсман на антифашистском митинге учёных в 1941 году говорил: «Мы должны помочь своими знаниями создать лучшие танки, самолёты, чтобы скорее освободить все народы от нашествия гитлеровской банды».

Легенда Великой Отечественной

          Легендой Великой Отечественной войны стал танк Т-34. Сейчас он стоит перед входом в Нижнетагильский краеведческий музей. Осенью, когда враг наступал на Москву, Нижний Тагил стал одной из главных кузниц оружия. Нашим конструкторам во главе с Михаилом Ивановичем Кошкиным удалось создать лучший танк того времени. Три главных качества сочетались в этой машине: мощность огня, скорость и прочность брони. Ему не страшны были бездорожье и колючая проволока. Благодаря небольшому весу и размеру танк был очень маневренный. Броня с повышенным содержанием никеля была неуязвимой.

          Тепло отозвался о танке Т-34 прославленный маршал Иван Степанович Конев: «Не было лучшей боевой машины ни в одной армии. До самого конца войны Т-34 оставался непревзойденным. Как мы были благодарны за него нашим уральским рабочим и инженерам».

Бутылка КС

 В 1941 году, когда немецкие танки рвались к Москве, бойцы Красной Армии буквально грудью сдерживали врага. Не хватало обмундирования, продовольствия и боеприпасов, катастрофически не хватало противотанковых средств. В этот критический период на помощь воинам пришли учёные-энтузиасты: за два дня на одном из военных заводов наладили выпуск бутылок КС (Качурина-Солодовникова) или просто бутылок с горючей смесью. Что представляли собой бутылки КС? К обыкновенной бутылке резинкой прикрепляли ампулы, содержащие химические вещества. Как только такая бутылка разбивалась о броню танка, вещества реагировали, происходила вспышка и горючее загоралось. Это незамысловатое химическое устройство уничтожало немецкую технику не только в начале войны, но и весной 1945 года в Берлине.

Дымовые завесы

 В годы Великой Отечественной войны широко применялись искусственно созданные дымовые завесы. С их помощью обеспечивали прикрытие переправ через Волгу у Сталинграда и при форсировании Днепра, задымление Кронштадта и Севастополя, они сыграли важную роль и в Берлинской операции. Дымовые завесы помогли сохранить жизни тысяч советских бойцов. Одним из первых для создания дымовых завес стали использовать белый фосфор. В этом случае дым состоял из частичек оксидов фосфора и фосфорной кислоты.

1 чтец.   Без малого четыре года

            Гремела грозная война.

            И снова русская природа,

           Живого трепета  полна.

           И вот дорогою обратной,

           Непокоряемый  вовек,

          Идет свершивший подвиг ратный

          Великий русский человек.

         Он сделал все. Он тих и скромен.

         Он мир от черной смерти спас.

         И мир, прекрасен и огромен,

         Его приветствуют сейчас.   ( Песня «Офицеры»)

   Литература

1)Гнеденко Б.В. Математика и оборона страны, - М.: 1978.

 2)Левшин Б.В. Советская наука в годы Великой Отечественной Войны - М.: Наука, 1983.

 3)Оружие Победы.-2-е изд., перераб. И доп. - М: Машиностроение, 1986.

 4) Белоногова Г. У. Устный журнал «Все для фронта, все для победы!» Химия в школе. 2005. №3.

  5) Махова Л. В. Легендарный танк Великой Отечественной войны. Химия в школе. 2005. №3.