Что было изобретено во время второй мировой войны
Наука войны. Гениальные изобретения времён Второй мировой
По блокадному Ленинграду ездили машины на водородном топливе, в США при разработке техники для радаров придумали микроволновую печь, а в оккупированной Франции офицер Жак Ив Кусто создал акваланг.
Коллаж © LIFE. Фото © Wikipedia, Getty Images
Блокадный Ленинград защищали от бомбёжек в том числе с помощью аэростатов. Их назвали аэростатами заграждения. Они висели над городом на высоте двух – четырёх километров и мешали фашистам прицеливаться. Кроме того, вражеские самолёты время от времени налетали на тросы и падали.
Аэростаты заправляли водородом. Раз в месяц или даже в 25 дней каждый из них надо было спускать вниз и перезаправлять, потому что водород постепенно стравливался через резиновую оболочку, аэростат терял высоту. К тому же внутрь попадал воздух, получалась гремучая смесь, которая могла и взорваться. Поэтому «грязный» водород спускали и закачивали чистый.
Опускали аэростаты с помощью лебёдок, работающих от двигателей знаменитых советских грузовиков — полуторок. К счастью, ремонтом этих лебёдок в то время занимался младший лейтенант Борис Щелищ, который очень любил Жюля Верна.
В какой-то момент в городе закончился бензин. Принимать решение нужно было быстро. Щелищ решил взять электрические лебёдки — лифтовые. Тут же не стало и электричества. Оставался вариант газогенераторных грузовиков — топливом в их двигателях был газ, получаемый при сжигании угля, древесины и прочих компонентов. Или вручную. Но это было слишком тяжело, а в распоряжении имелось лишь несколько солдат.
Так вот, в романе «Таинственный остров» есть глава «Топливо будущего», и в ней говорится, что когда-нибудь на Земле сожгут весь уголь (роман 1874 года).
— Что же будут сжигать вместо угля?
— Воду, — ответил Сайрус Смит
Из романа Жюля Верна «Таинственный остров»
В итоге, представьте себе, когда все автомобили в городе стояли, ЭТИ машины ездили. Их было примерно пятьсот. Бориса Щелища наградили орденом Красной Звезды, его идею использовали в противовоздушной обороне. Но, когда бензин снова появился, о гражданском применении водородного двигателя забыли и, в общем-то, не вспоминают до сих пор.
Фото © Universal History Archive / Universal Images Group via Getty Images
Когда вермахт задавили, фон Браун сдался американцам, а его ракета стала началом начал для космонавтики не только в США, но и во всём мире. С завода, где собирали «Фау-2» (Тюрингия, восток Германии), союзники вынесли всё, что смогли. СССР досталось лишь несколько трофейных частей ракеты. И никаких чертежей. Под руководством Сергея Королёва и не без помощи специалистов из Германии всё-таки удалось воссоздать ещё недавно подлое «оружие возмездия» и на его основе обеспечить Советскому Союзу ещё одну победу — честь быть первыми в космосе.
Первый в мире компьютер назывался ABC. Atanasoff-Berry Computer. Atanasoff — американский физик Джон Винсент Атанасов. Болгарин по происхождению. Berry — это работавший с ним аспирант Клиффорд Берри. Они трудились над электронной вычислительной машиной три года, до 1942-го. Потом Атанасов ушёл в армию. А вскоре свой вариант ЭВМ представили учёные из Пенсильванского университета — Джон Уильям Мокли и Джон Преспер Эккерт. Их машина называлась ENIAC — Electronic Numerical Integrator and Computer (электронный числовой интегратор и вычислитель), создавали её по заказу ВВС США. В частности, для расчёта баллистических таблиц (набор данных для максимально точного прицела с разных расстояний). Правда, пока изобретение доводили до ума, война закончилась. Но такая полезная вещь без дела не осталась, её перенаправили для математического моделирования ядерных взрывов. С помощью ENIAC, к примеру, пытались спрогнозировать радиоактивные осадки в СССР в случае атомной войны.
Это изобретение, также появившееся во многом благодаря отсутствию бензина, отчасти напоминает блокадные водородные машины. Дело в том, что в годы оккупации Франции немцы забирали себе всю нефть, поэтому в стране задумались об использовании газа. Активно занималась этим вопросом газовая корпорация Air Liquide. Она имела собственное конструкторское бюро, где работал выдающийся инженер Эмиль Ганьян, который разработал систему подачи газа в двигатель. А у директора этой компании была дочь Симона. Девушка полюбила морского офицера, которого звали Жак Ив Кусто. Вот мы и приближаемся к сердцевине этой истории.
Интересно, что родной брат Жака Ива (Пьер-Антуан) был убеждённым нацистом, активно пропагандировал эту идеологию и, естественно, был на хорошем счету у оккупантов. Жак Ив, однако, выбрал Сопротивление и занимался разведкой в пользу родины. И, конечно, подводным плаванием.
Так вот, высокопоставленный тесть обеспечил талантливого зятя всем, что нужно для полноценных исследований, — деньгами и Эмилем Ганьяном. Вместе они в 1943 году создали тот акваланг, который мы с вами знаем. С баллонами. Это называется открытым циклом дыхания — вдыхаем из баллона, выдыхаем в воду. А до Кусто в основном использовали закрытые, замкнутые системы — когда выдыхаемый воздух проходит специальную обработку, очищается от углекислого газа и снова вдыхается. Этот «акваланг» известен как ребризер. У него тоже есть баллон для пополнения запасов кислорода. Эту модель активно использовали в боевых целях. Но существовала опасность кислородного отравления. Похожий недостаток имелся у прототипов «открытых» дыхательных систем (подача кислорода под нужным давлением). Здесь-то Кусто и помог Ганьян. В их акваланге можно было свободно и легко дышать на любой глубине до 90 метров, кислород подавался автоматически под давлением, равным атмосферному. Для увлечённого дайвера это было волшебное ощущение. Так и началась его «Подводная одиссея».
На американского инженера Перси Лебарона Спенсера огромное впечатление произвела гибель «Титаника», особенно подвиг 25-летнего радиста Джона Джорджа Филлипса, который до последнего не уходил из рубки, передавал сигналы и в конце концов погиб. Молодой Спенсер пошёл служить на флот радистом. Потом перешёл на работу в компанию по производству техники для радаров. Двадцать лет спустя (в 1945-м) проводил опыты с магнетроном и неожиданно заметил, что это устройство способно нагревать, притом греет всё, что содержит воду. Существуют разные мифы и легенды на эту тему — якобы он положил рядом с прибором бутерброд или у него в кармане растаяла плитка шоколада. В любом случае инженер изобрёл микроволновую печь. Кстати, такое чудо техники впервые начали использовать в военных столовых и госпиталях, но не для приготовления пищи, а для разморозки.
В годы войны компания Kodak — Eastman Kodak Company — выпускала дистанционные взрыватели и пыталась создать идеальный оптический прицел. Для этого нужен был прозрачный пластик. Исследованиями в этой области занимался химик, выпускник Корнеллского университета Гарри Кувер. В 1942 году он пытался подобрать нужный материал, в том числе цианоакрилат, который сам же и изобрёл в лаборатории. Но он ему не понравился. Малейшая капля воды — и всё становилось слишком клейким. Спустя десяток лет во время других исследований цианоакрилатом случайно напрочь склеило линзы дорогостоящего прибора. И тогда учёный понял, что этим его назойливым свойством нужно наконец воспользоваться.
И теперь насчёт скотча: первые его прототипы появились ещё в конце XIX века, но именно в годы Второй мировой войны была изобретена та самая классическая широкая липкая лента, которой в кино любят заклеивать рот. Её создание тоже было военной необходимостью — с её помощью скрепляли друг с другом снаряды и даже строили блиндажи, она служила надёжной гидроизоляцией. Конечно же, и чинить с её помощью разные вещи тоже хорошо.
Технологии, которые принесла нам война
Все эти открытия дорого обошлись ученым: к примеру, основатель российской информатики, академик Сергей Лебедев мечтал о создании цифровой ЭВМ, а вместо этого занимался совершенствованием танковых орудий. Конструктор Вернер фон Браун хотел летать в космос, но создавал смертоносные баллистические ракеты.
Компьютер
К созданию электронно-вычислительных машины примерно в одно и то же время приблизились ученые сразу нескольких стран. В 1941 году немецкий инженер Конрад Цузе создал первую программируемую вычислительную машину Z3. Это была схема из 2600 телефонных реле, использовавшая для расчетов двоичную систему счисления.
Z3 могла выполнять основные арифметические операции, а также вычислять квадратный корень — на каждую операцию уходило от 0,8 до 3 секунд. Данные хранились на внешнем носителе — перфорированной ленте, а программировали машину с помощью перфокарт.
Цузе также создал первый высокоуровневый язык программирования — планкалкюль (нем. Plankalk ü l — исчисление планов). Он использовался для программирования Z4, созданной в 1950 году, и похожих на нее машин.
В 1946 году по проекту Тьюринга был создан первый британский компьютер — ACE (англ. Automatic Computing Engine — Автоматическая вычислительная машина) с программой, хранившейся на нем, а не на внешнем носителе.
Американцы построили первый в мире программируемый компьютер на вакуумных лампах в 1945 году. ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer — Электронный числовой интегратор и вычислитель) использовал 10-разрядную систему счисления, поэтому его можно считать « нулевым » поколением: впоследствии прижились именно двоичные машины, но вакуумные лампы долгое время оставались основой для создания ЭВМ.
В Советском Союзе первый цифровой компьютер собрали и испытали в 1950 году. МЭСМ (Модель или Малая Электронная вычислительная машина) стала третьей в мире и первой в континентальной Европе полностью электронной вычислительной машиной. Во главе группы разработчиков стоял академик Сергей Лебедев, ставший основоположником отечественной информатики.
Как впоследствии вспоминал работавший под руководством Лебедева Игорь Лисовский, идея создания цифровой электронной вычислительной машины с использованием двоичной системы счисления пришла Лебедеву еще до войны.
Радиолокация
Другой серьезной проблемой стало обнаружение вражеской авиации. Еще в начале 1930 годов она казалась нерешаемой: скорость и маневренность самолетов росли, а за воздушным пространством по-прежнему наблюдали в бинокль.
При плохой видимости войска становились беззащитными перед внезапными бомбардировками, особенно ночью. Задачу пытались решить через акустические улавливатели. Метод оказался бесперспективным.
В 1932 году Ленинградский электрофизический институт (ЛЭФИ) под руководством А. А. Чернышева начал исследовать радиолокацию. 3 января 1934 года советским специалистам впервые удалось обнаружить цель, летящую на высоте 150 м, на расстоянии 600 м от радарной установки. Два года спустя установка « Буря » с сантиметровым диапазоном волн (СВЧ) уже засекала самолет на расстоянии до 10 км.
Военные разработки привели к значительному прогрессу в гражданской радиотехнике: появились улучшенные фильтры, системы шумоподавления, а главное — теория устойчивого приема и передачи радиоволн стала повсеместно применяться в гражданской сфере:
Впрочем, современная связь и навигация были бы невозможны без освоения космического пространства. А дорогу к звездам проложили зенитные и баллистические ракеты.
От « Катюши » до « Союза »
Вернер фон Браун, создатель первой в мире баллистической ракеты Aggregat, более известной как V-2 ( Фау-2 ), вообще-то всю жизнь мечтал о пилотируемых космических полетах. Ему принадлежит один из первых планов высадки человека на Марс.
Поступив в Берлинский технический университет, в 1930 году он присоединился к Обществу космических путешествий. Три года спустя к власти пришли нацисты, Общество было распущено, гражданские опыты в ракетостроении запрещены. Теперь строить ракеты могли только военные. По их настоянию диссертация фон Брауна, которому уже удалось построить и испытать две ракеты на жидком топливе, была засекречена.
V-2 начала бомбить Англию в сентябре 1944 года — несмотря на спешку конструкторов, война уже была проиграна, поэтому первая в мире баллистическая ракета дальностью 320 км не имела влияния на ход истории.
Перед самой капитуляцией Германии Вернер фон Браун вместе с группой инженеров сдался США и впоследствии стал основателем американской космической программы.
Первые ракеты Королев построил еще до войны — в 30-х годах — как сотрудник Реактивного научно-исследовательского института. Это были экспериментальные крылатые ракеты, так и не пущенные в производство. Карьеру конструктора-инженера прервали репрессии: в 1938 году он был арестован по обвинению во вредительстве.
Руководитель Реактивного научно-исследовательского института и один из создателей « Катюши » Иван Клейменов, под началом которого работал Королев, был расстрелян. Королева пытали и дали 10 лет лагерей. С золотых приисков Колымы его забрали в 1940 году в Москву и отправили в ЦКБ-29 НКВД, известную как «Туполевская шарага». В этом опытно-конструкторском бюро заключенные авиаконструкторы и инженеры, среди которых были Владимир Петляков и Андрей Туполев, создали бомбардировщики Пе-2 и Ту-2.
Мирный атом
В 1938 году немецкие физики Отто Ган и Фриц Штрассман впервые расщепили атом урана под действием нейтронов. Уже в 1939 году на конференции по теоретической физике в Вашингтоне ученые со всего мира обсуждали возможность цепной ядерной реакции. Тогда еще это казалось фантастикой, так как не было известно даже, сколько в результате расщепления урана высвобождается нейтронов и достаточно ли их для продолжения реакции.
Задачу пытались решить несколькими способами. К примеру, немецкие ученые сосредоточились на технологиях обогащения урана и даже разработали пять способов, но не успели реализовать ни один из них до конца войны.
Второй подход — замедлить нейтроны. Эксперименты показали, что медленные или тепловые нейтроны лучше делят ядра урана-235 и меньше поглощаются ядрами другого изотопа.
Первый пробный атомный котел для проведения контролируемой ядерной реакции построил и испытал в декабре 1942 года лауреат Нобелевской премии Энрико Ферми. Он использовал для замедления нейтронов графит. Конструкцию в форме эллипсоида возвели на кортах для игры в сквош Чикагского университета — там сейчас установлена мемориальная табличка.
Если бы что-то пошло не так, физики были готовы засыпать реактор раствором кадмиевой соли, поглощающей нейтроны, и остановить реакцию. Испытания прошли успешно. Физики пили вино.
Пять решений советских конструкторов, которые помогли победить в войне
Мужество и героизм советских солдат — одна из главных причин победы в Великой Отечественной войне. Но помогли им еще и серьезные научно-технические прорывы военных конструкторов. Вспомним их.
Легендарная «тридцатьчетверка»
Фото: worldwarphotos.info
Средний танк Т-34/76 заслуженно стал одним из символов Победы. Он сыграл ключевую роль в Битве под Москвой, которая положила конец мечтам противника о блицкриге. Немцы были вынуждены с досадой признать, что Т-34 на тот момент превосходил по ключевым параметрам все имевшиеся в их распоряжении образцы.
«Я составил доклад по поводу этой новой для нас ситуации и направил его командованию группы армий. Я описал без обиняков явное превосходство Т-34 над нашим танком PzKpfw IV», — признавал в своем дневнике генерал-майор Бундесвера Гейнц Гудериан.
Легкость, скорострельность и маневренность были главным преимуществами новой машины.
Фото: tankfront.ru
«Ранним утром, часов в шесть — еще было прохладно — немцы пошли в контратаку. В первый и последний раз я видел густую цепь немцев, одетых в шинели нараспашку, вооруженных автоматами и карабинами. Я видел их лица — обросшие и, надо полагать, пьяные. Я косил их из пулемета, и мои пули, пробивая их тела насквозь, вырывали клочья шинелей у них на спине. Это было похоже на расстрел.
Я смог. Я продержался. Разгромил пять закопанных легких танков. Они ничего не могли сделать, поскольку я был на «тридцатьчетверке», лобовую броню которой они не пробивали», — с гордостью вспоминал командир взвода Александр Боднарь.
Было у Т-34 и еще одной важнейшее достоинство — технологичность. Удобство и дешевизна производства сделали его самой массовой бронированной машиной Великой Отечественной.
«Зося» и охота на «Тигров»
Фото: broneboy.ru
Конструкция дивизионной противотанковой пушки ЗИС-3 широко известна по десяткам популярных военных фильмов. Она появилась в войсках благодаря таланту и упорству конструктора Василия Грабина. Орудие продемонстрировали маршалу Кулику, который, правда, встретил появление нового образца без энтузиазма.
«Шел к своим друзьям, к нашим забракованным пушкам, которыми законно гордился весь коллектив, и все время твердил про себя: «Это трагедия, трагедия…» Ни о чем другом думать не мог. Раза два даже споткнулся…
В поезде под ритмичный стук колес постепенно стал приходить в себя. Начал думать спокойнее: «Как же теперь поступить?» Перебрал множество вариантов, но ничего хорошего они не сулили. И вдруг понял: надо ставить пушки на производство, и все тут! ЗИС-3 оправдают в боях и себя, и меня», — вспоминал впоследствии Грабин.
Фото: broneboy.ru
Так в итоге и произошло. Пушка, которую в войсках ласково прозвали «Зося», превосходила немецкие аналоги в соотношении дульной энергии к весу в боевом положении и дальности стрельбы. При работе она не зарывалась в землю, что увеличивало мобильность расчетов.
С появлением «Тигров» и «Пантер» жизнь артиллеристов осложнилась. Однако, если стрельба в лоб по ним была неэффективной, то с бортов новые немецкие танки по-прежнему можно было успешно уничтожать. К примеру, один из героев войны — сержант-артиллерист Михаил Борисов — за 17 минут в битве под Прохоровкой сумел в одиночку подбить семь наступавших вражеских «Тигров» из 17, прежде чем был смертельно ранен ответным огнем.
«Мнение, что ЗИС-3 является лучшим 76-милиметровым орудием Второй мировой, абсолютно оправдано. Можно без всякого преувеличения утверждать, что это одна из самых гениальных конструкций в истории ствольной артиллерии», — был вынужден резюмировать бывший консультант Гитлера по артиллерии профессор Вольф.
Живучий ППШ
Фото: waralbum.ru
Фото: warbook.info
Мы старались добыть русский автомат ППШ. Его называли «маленький пулемет». В диске было, кажется, 72 патрона и при хорошем уходе это было очень грозное оружие», — писал в дневнике унтер-офицер 111 пехотной дивизии Вермахта Гельмут Клуссман.
Можно долго сравнивать основные характеристики ППШ-41 и его немецкого соперника МП 40, но ясно, что под цели конкретной войны российский образец подходил лучше. Роль пистолетов-пулеметов постоянно росла, простота и скорость производства вышли на первый план. За время войны на советских заводах успели изготовить пять миллионов ППШ-41. Немцы своих МП 40 наклепали лишь миллион.
«Черная смерть» фашистов
Такое прозвище штурмовикам ИЛ-2 дал сам противник. Машины помогли остановить наступление немецких бронетанковых частей, а после успешно прикрывали советские войска, отвоевывавшие назад участок за участком. Штурмовики были незаменимы на поле боя в качестве средства поддержки, своеобразной воздушной артиллерии. Идея создания низкоскоростного, но бронированного самолета была крайне своевременной.
Фото: worldwarphotos.info
Фото: aviarf.ru
В современных трудах конструкцию самолета нередко критикуют, однако альтернативы ей у советского командования не было. А итоговый вклад летчиков Ил-2 в Победу трудно переоценить.
Та, что не выходила на берег
Легендарная «Катюша», она же БМ-13, хоть и не имеет никакого отношения к песне про Катюшу, что «выходила на берег крутой», но уже давно тесно ассоциируется с этим военным шлягером.
Вторая мировая война заставила основные державы серьезно пересмотреть многие базовые принципы стратегии и тактики. На фронтах постоянно появлялись все новые виды вооружений. Именно тогда произошел и расцвет реактивной артиллерии.
Батарея «Катюш» обеспечивала крайне высокую плотность огня, большую площадь поражения и дальность стрельбы. Также шокировал немецких солдат и ее грохот, особенно первое время, когда появление советских РСЗО стало для них полной неожиданностью.
Фото: istmira.ru
«Все, кто находился на наблюдательном пункте, были потрясены картиной происходящего и силой залпа. Ведь такое нам довелось увидеть впервые. Сначала над огневой позицией поднялось большое облако дыма, смешанного с землей, а затем с непривычным слуху шипением в сторону противника понеслись продолговатые темные стрелы мин с языком пламени на хвосте.
В считанные секунды десятки разрывов покрыли значительную площадь, на которой еще минуту назад беспечно прохлаждались вражеские солдаты. Впоследствии пленные с ужасом рассказывали, что они пережили, неожиданно попав под огонь неизвестного страшного оружия», — так об одном из первых боев с участием «Катюш» вспоминает бывший начальник штаба артиллерии Юго-Западного фронта Георгий Надысев.
Фото: pobeda26.ru
Конечно, успех зависел в первую очередь от силы духа бойцов, которые шли в атаку, примкнув штыки, бросаясь на амбразуры, идя на таран, давя на гашетку… Но эта же сила духа и любовь к Родине двигала вперед и военных конструкторов, которые, не смыкая ночами глаз, приближали Победу.
Инновации Победы
75 лет назад наша страна доказала свою конкурентоспособность в жестоком столкновении не только вооруженных сил, но и технологий, научных потенциалов. Хотя самого понятия «инновация» тогда не существовало, страну охватила настоящая «инновационная мобилизация».
Предприятия, ныне входящие в Госкорпорацию Ростех, были на передовой этого процесса – научно-технические решения активно внедрялись в области разработки артиллерийского вооружения, в практику производства орудий, минометов и реактивных систем залпового огня, приборов наблюдения, при создании авиационной техники и танков.
Эта ответственная миссия была поручена 30-летнему химику Кириллу Салдадзе. На тот момент он уже имел ученую степень кандидата наук и служил начальником химической службы полка. Кирилл Максимович приступил к работе на Московском экспериментальном заводе пластмасс (с 1943 года – это Научно-исследовательский институт пластических масс (НИИПМ), ныне – Институт пластмасс холдинга «РТ-Химкомпозит» Госкорпорации Ростех).
Ученый начал с химических анализов отходов производства. Практически за неделю интенсивной работы, почти не выходя из рабочего кабинета, ему удалось разработать метод получения горючей смеси от переработки отходов.
Испытание огнемета, 1942 год
К ноябрю 1941 года были получены первые положительные результаты официальных испытаний. Они проводились на полигонах Главного военно-химического управления Красной армии (ГВХУ). Состоялись испытания и в боевых условиях – под Малоярославцем были заложены фугасы, которые сорвали наступление немецких танков и моторизованных подразделений врага.
Новая огнесмесь была принята на снабжение Красной армии 5 мая 1942 года. Даже спустя десятилетия не удалось изобрести боевую горючую смесь, сравнимую по качеству и стоимости с «коктейлем» Салдадзе.
Советские бойцы ведут огонь из огнемета, 1942 год. Фото: wikimedia.org
Заслуги Кирилла Максимовича были высоко оценены государством – он был награжден двумя орденами Красной Звезды. Со второй половины 1953 года и до конца своих дней Кирилл Салдадзе работал в НИИПМ: начинал с должности начальника лаборатории, а затем возглавил отдел химических свойств ионообменных материалов.
Сегодня Институт пластмасс занимает ведущие позиции в области разработки и производства новых наукоемких полимерных материалов. Институт является единственным производителем в России ряда компонентов для композиционных материалов для оборонных предприятий, аэрокосмического комплекса и судостроения.
Победа над холерой в Сталинграде: разработка бактериофагов для остановки эпидемий и лечения ран
Своевременное лечение ран бактериофагом предупреждало нагноительные процессы в тканях и приводило к быстрому заживлению. Так тысячи солдат были спасены от гангрены. Практика показала, что применение раневых бактериофагов в первые сутки после ранения снижает число заболеваний газовой гангреной в 2–3 раза, а при ее лечении бактериофагами смертность снижается в два раза.
Всего за годы войны для фронта было произведено более 200 тыс. литров раневых бактериофагов. Ключевую роль в этом огромном деле сыграли предприятия, которые сегодня входят в состав НПО «Микроген» (холдинг «Нацимбио» Госкорпорации Ростех). На этих производствах не только выпускались тонны препаратов – не приостанавливалась и научная работа, несмотря на тяжелейшие условия.
Из воспоминаний Янины Щербаковой, которая в военные годы была сотрудником Института эпидемиологии и микробиологии в Иркутске (сегодня здесь располагается Иркутское предприятие по производству бактерийных препаратов НПО «Микрогена»): «Часто оставалась ночевать прямо на работе вместе со своей мамой – Грабовской Евгенией Евстафьевной, которая работала в оспенном отделе. Было очень страшно: огромные крысы, чувствуя запах крови от препаратов, могли напасть, а также хвостами роняли ампулы или перегрызали стекло. Спали прямо посреди комнаты на столе, прижавшись спинами друг к другу, берегли продукцию».
Этот самоотверженный труд внес свой весомый вклад в общее дело Победы. Например, холерный бактериофаг сыграл одну из главных ролей в решающей Сталинградской битве.
Летом 1942 года холера разыгралась под Сталинградом в лагере немецких войск. Наша армия не была рада такому неожиданному «союзнику» – эпидемия не признает линию фронта. Чтобы срочно разрешить опасную ситуацию, в Сталинград из Москвы была отправлена профессор Зинаида Ермольева – та самая, которая создала первый советский пенициллин. Под ее руководством была проведена большая работа: из Сталинграда на завод в Нижний Новгород (сегодня здесь находится нижегородский филиал «Микрогена» – «ИмБио») был отправлен необходимый материал, на базе которого были выращены патогенные бактерии и их бактериофаги. К сожалению, на обратном пути в Сталинград эшелон с полученным фаговым препаратом был разгромлен немецкой авиацией. Ермольева не сдалась – прямо в осажденном Сталинграде она организовала подземную тайную лабораторию по производству холерного бактериофага. Вскоре его ежедневно стали получать около 50 тыс. человек.
В конце 1942 года Зинаиде Ермольевой позвонил Сталин и задал очень важный вопрос: «Не опасно ли держать под Сталинградом более миллиона людей и не помешает ли планам командования эпидемия холеры?» Бактериолог ответила, что на своем фронте она победу одержала – теперь очередь за Красной армией.
После войны развитие бактериофагов в стране продолжилось. Сегодня НПО «Микроген» является единственным в России производителем лекарственных бактериофагов, в портфеле предприятия 19 видов препаратов против самых распространенных бактериальных инфекций. В наши дни значение бактериофагов снова возрастает в связи с распространением резистентности бактерий к антибиотикам.
«Бумажные» бензобаки: создание нового промышленного материала для повышения живучести самолетов Ил-2
В грозные военные годы коллективы ОКБ Ильюшина, научных организаций, авиационных заводов проводили большую и напряженную работу по усовершенствованию характеристик боевых самолетов, снижению трудоемкости их изготовления, упрощению технологии производства самолетов и наращиванию их выпуска.
Одним из таких направлений стала замена металлических бензиновых баков на фибровые. Проблеме безопасности топливных баков всегда уделялось много внимания. В предвоенные годы при их изготовлении применялись алюминиевые сплавы. Но их эксплуатация доставляла немало проблем: после полетов в местах сварки часто появлялись трещины, и баки начинали протекать, или, как говорили летчики, «потеть». Дефектные места приходилось закрашивать краской, но этот способ ремонта был крайне ненадежным.
Советские Ил-2 вылетают на задание под Сталинградом в январе 1943 года
Боевые действия показали еще одну опасность. Пули, попадавшие в бак, оставляли большие пробоины с заусенцами, которые не позволяли затянуться резиновому протектору, обтягивавшему бак. Бензин выливался потоком в крыло или фюзеляж, и остановить его было невозможно. Самолет мог быстро остаться без горючего, и часто все оканчивалось пожаром.
Решение проблемы в короткие сроки было найдено учеными Всесоюзного института авиационных материалов (ВИАМ), которые предложили заменить металл фиброй. Как вспоминал нарком авиационной промышленности СССР Алексей Иванович Шахурин, были проведены опыты по производству в промышленных условиях листовой фибры − специально обработанной бумаги. «Более 20 сортов ее проходило специальные испытания при различных температурных режимах и различной дозировке насыщения химикалиями. В результате выявили лучший сорт фибры. Ее назвали «флак-фибра листовая, авиационная, конструкционная». Такой материал раньше промышленность не производила», − писал Шахурин в своей книге «Крылья Победы».
Звено Ил-2М над Берлином в 1945 году
Испытания нового бака, сделанного из фибры, показали его живучесть. При попадании пули стенка разрушалась локально, заусенцы не образовывались, и протектор не позволял бензину вытекать. Баки не давали течи даже с 17 пробоинами от пуль нормального калибра. Герметичность сохранялась и при вибрации, которую, трескаясь, часто не выдерживали сварные швы металла.
Еще одним преимуществом фибровых баков стала возможность не только экономии алюминия, который в те годы из-за потери производственной базы импортировался в основном по ленд-лизу, но и снижение веса самолетов Ил-2 на 55–56 кг.
В 1943 году первые самолеты с новыми бензобаками поступили на вооружение. Создание фибровых баков сохранило в строю большое количество самолетов, а главное – спасло жизни многим летчикам. Противник же, как вспоминал Алексей Шахурин, так и не смог заменить металлические баки на более жизнестойкие.
Борьба с «дрожью»: как советские ученые победили явление флаттера в скоростных самолетах
С ростом скорости самолетов их пилоты столкнулись с таким явлением, как флаттер. В переводе с английского слово flutter означает «дрожание», «трепетание». И действительно, главным проявлением флаттера стала вибрация крыльев и органов управления самолета, а позже – несущих винтов вертолетов.
Известный советский летчик-испытатель, Герой Советского Союза Марк Лазаревич Галлай в своей книге «Через невидимые барьеры» писал: «С появлением новых скоростных самолетов в авиации едва ли не всех передовых стран мира прокатилась волна таинственных, необъяснимых катастроф. Случайные свидетели, наблюдавшие эти катастрофы с земли, видели во всех случаях почти одинаковую картину: самолет летел совершенно нормально, ничто в его поведении не внушало ни малейших опасений, как вдруг внезапно какая-то неведомая сила, будто взрывом, разрушала машину – и вот уже падают на землю изуродованные обломки: крылья, оперение, фюзеляж».
В Советском Союзе проблемой флаттера занялись в 1932 году в Экспериментальном аэродинамическом отделе ЦАГИ. Один из участников исследований, физик А.А. Борин так объяснял физическую природу явления: «Флаттер относится к категории автоколебаний, то есть периодическая возмущающая сила возникает в процессе самих колебаний. При флаттере таким возмущающим воздействием являются аэродинамическая сила и момент».
Большой вклад в решение проблемы внесли ученые Е.П. Гроссман и М.В. Келдыш, будущий идеолог советской космической программы. Примененный Келдышем и его соратниками новый теоретический подход к решению проблем аэродинамики в соединении со здравым инженерным анализом сыграли центральную роль в изучении флаттера. Летные испытания, подкрепленные экспериментами в аэродинамических трубах, полностью подтвердили теорию. Для подавления флаттера органов управления самолета Келдыш использовал нелинейный анализ математических моделей и метод гармонического баланса.
Доклад академика М.В. Келдыша в Математическом институте им. В.А. Стеклова в 1946 г. Фото: Российская академия наук
В 1939 году Наркомат авиационной промышленности СССР обязал всех авиаконструкторов «проводить» через отдел Келдыша в ЦАГИ расчет на флаттер всех самолетов новых конструкций. В 1940 году Келдыш в качестве итогового документа исследований по проблеме флаттера выпустил «Руководство для конструкторов», в котором были представлены методы расчета на флаттер и практические рекомендации по предотвращению этого явления. Результаты работ ученых ЦАГИ позволили более эффективно, чем в других странах (например, в той же Германии), обеспечить флаттерную безопасность советских самолетов с самого начала Великой Отечественной войны.
Одной из разработок с высокими противофлаттерными свойствами стал дальний бомбардировщик ДБ-3 (ЦКБ-30), созданный под руководством С.В. Ильюшина. Работая в научно-техническом комитете ВВС страны, Сергей Владимирович Ильюшин как никто другой понимал трудности, стоящие перед авиаконструкторами. Растущие скорости истребительной авиации заставляли улучшать летно-технические данные бомбардировщиков. В своем самолете Сергей Владимирович сумел совместить большую дальность полета с большой скоростью, что казалось невозможным в то время.
Ильюшин предложил для своего самолета крыло с умеренным удлинением. Расчеты показали, что проектируемое воздушное судно будет иметь не только необходимую дальность, но и скорость его будет существенно выше, чем у других подобных самолетов.
Эскадрилья советских бомбардировщиков ДБ-3А готовится к вылету
В результате было спроектировано крыло с большой нагрузкой и с мощной механизацией (выдвижными щитками). К числу новшеств относятся и разгрузка крыла топливными баками, представлявшими собой герметичные отсеки крыла − прообраз кессон-баков. Умеренное удлинение крыла позволило увеличить жесткость его конструкции и, соответственно, противофлаттерные свойства.
Автосварщики академика Патона: внедрение технологии автоматической сварки танков
Электрическая сварка для соединения броневых конструкций привлекла внимание отечественных танкостроителей еще в 1930 году. По сравнению с креплением броневых листов с помощью заклепок новая технология выглядела более чем привлекательной. Однако путь от намерений до серийного производства занял несколько лет: в серийном производстве корпусов и башен танков Т-26 электросварка была внедрена лишь в 1935 году, а для серии танков БТ – к началу 1937 года.
Следующим шагом стала автоматизация процесса электрической сварки. В 1940 году сотрудники Института электросварки АН УССР (ИЭС) под руководством академика Евгения Оскаровича Патона сумели самостоятельно воссоздать метод автоматической сварки под слоем флюса, запатентованный в 1936 году американской фирмой «Линде». Однако и американцы, и сотрудники патоновского института использовали сварку для соединения деталей из рядовой стали. Для сварки брони метод нуждался в серьезном усовершенствовании.
Автоматическая сварочная установка для приварки крыши к корпусу башни, 1944-1945 гг. Фотография из фондов музея УВЗ
В начале войны ИЭС эвакуируется в Нижний Тагил и присоединяется к Уральскому танковому заводу (сегодня – Уралвагонзавод). На заводе первые установки автоматической сварки появились еще весной 1941 года и предназначались для сварки длинных вагонных швов. Сотрудники ИЭС к октябрю 1941 года сумели переналадить установки Р-70 вагонного производства для сварки бортов танков. А в ноябре 1941 года нарком танковой промышленности В.А. Малышев издал приказ, согласно которому директора всех корпусных заводов обязывались применять автосварку для изготовления танковых корпусов.
В январе 1942 года впервые в мире на Уральском танковом заводе начали работать установки автоматической сварки, разработанные ИЭС. При участии института были спроектированы и внедрены в производство технологии автоматической сварки корпусов танков Т-34 не только на УТЗ, но и на других заводах танкопрома.
Впервые в мире были спроектированы и построены поточные линии сварки бронекорпусов и налажен их массовый выпуск. Это позволило увеличить производительность труда в 5 раз, сэкономить 42% электроэнергии, обеспечить экономию электродов. Внедрение автосварки для сваривания танковой брони увеличило надежность броневой защиты танков. Сварные швы были прочней самой брони.
К концу 1942 года на Уральском танковом заводе работало 6 установок автоматической сварки, в 1943-м – 15, в 1944-м – 30 установок. Было высвобождено 250 высококвалифицированных сварщиков. Внедрение этого революционного метода резко сократило расход рабочей силы на производство сварочных работ и снизило требования к уровню подготовки занятого этими работами персонала.
Автоматическая сварка бортов корпуса на заводе №183, 1942 г. Фото: Российский государственный архив экономики
К декабрю 1944 года на всех заводах страны работало в общей сложности 133 автоматических сварочных аппарата, установленных в основном на предприятиях танковой промышленности.
Внедрение комплекса новых сварочных технологий на УТЗ и других заводах Наркомата танковой промышленности обеспечило высокую производительность и качество работ на танковом конвейере, экономию времени и материалов. Примечательно, что в США автоматическая сварка под слоем флюса стала применяться в производстве боевых машин лишь в 1944 году. В Германии сварочные автоматы появились в самом конце войны, а до этого использовалась только ручная сварка.
Научное открытие в поезде: изобретение оптической системы первого менискового телескопа
В начале Великой Отечественной войны, учитывая быстрое продвижение к Ленинграду немецких войск, было принято решение об эвакуации научно-исследовательских институтов Ленинграда, в том числе и Государственного оптического института (ГОИ), ныне входящего в холдинг «Швабе» Госкорпорации Ростех.
Основной состав института был отправлен в Йошкар-Олу, а в Ленинграде осталась небольшая группа сотрудников с оборудованием, необходимым для проведения маскировки городских объектов. Огромный состав из 40 вагонов с людьми и оборудованием выехал из Ленинграда 7 августа и прибыл в Йошкар-Олу ровно через неделю. Надо сказать, что и в дороге ученые не теряли времени даром. Так, самое важное свое изобретение – менисковый телескоп – сотрудник ГОИ Дмитрий Дмитриевич Максутов сделал, как он впоследствии писал, «в первых числах августа 1941 года, во время эвакуации из Ленинграда и где-то на пути между Муромом и Арзамасом».
Дмитрий Дмитриевич Максутов за работой. Фото из архива ведущего конструктора Пулковской обсерватории Юрия Стрелецкого
Менисковый телескоп – это тип зеркально-линзового телескопа, оптика которого состоит из стеклянного мениска (выпуклой линзы со сферическими поверхностями) и вогнутого сферического зеркала. В Йошкар-Оле, где разместился ГОИ, Максутов завершил расчеты оптической системы такого телескопа с зеркалом диаметром 100 мм и 20-кратным увеличением. Через месяц первый менисковый телескоп был изготовлен и успешно прошел испытания.
Несмотря на все сложности эвакуации и нехватку оборудования, Максутов не приостановил активную научную деятельность в Йошкар-Оле. В течение года, используя лишь логарифмические таблицы и линейки, он произвел точные тригонометрические расчеты более двухсот менисковых систем различного назначения: от очков малого увеличения до планетного телескопа метрового диаметра. К 1944 году Максутовым было сделано более полутысячи таких расчетов. В СССР выходит его работа «Новые катадиоптрические менисковые системы», а западный научный мир узнал об изобретении советского ученого Максутова из статьи в JOSA (Journal of the Optical Society of America) – журнале Оптического общества Америки.
На основе изобретенной Максутовым менисковой оптической схемы в годы войны были созданы особо длиннофокусные (1,5 и 3 м) и в то же время компактные объективы для аэросъемки, телеобъективы для наземной фотосъемки далеких объектов. Большую помощь научным лабораториям оказывал экспериментально-производственный отдел института, воплощая «в стекле и металле» новые разработки. В течение 1942‒1944 годов было изготовлено свыше 4,5 тыс. приборов 320 наименований.
Менисковые системы быстро получили широкое признание в самых различных вариантах благодаря своим преимуществам – светосиле, достаточно большому полю зрения, высокому качеству изображения и компактности. Это изобретение, сделанное Дмитрием Максутовым в самый разгар войны, выдвинуло его в ряды ученых мирового масштаба.