Наука фронту. Научно–исследовательская деятельность в годы Великой Отечественной войны

Профессор Н. Н. Иванов, канд. техн. наук В. Ф. Бабков и другие разработали  методы расчёта толщины нежёстких (это одежды со слоями, устроенными из разного вида асфальтобетонов (дегтебетонов), из материалов и грунтов, укрепленных битумом, цементом, известью, комплексными и другими вяжущими, а также из слабосвязных зернистых материалов (щебня, шлака, гравия и др.) и жёстких (у которых основной слой обладает значительным стабильным сопротивлением изгибу) дорожных одежд (Приложение 6). Успеху этих работ способствовало широкое привлечение к ним высококвалифицированных физиков (С. Л. Бастамова, Г. И. Покровского, Н. Т. Швейковского и других) и удачное сочетание строгих лабораторных исследований с наблюдениями на многочисленных опытных участках и стационарных наблюдательных постах на дорогах.

В результате изучения работы дорожных конструкций (это устройства, предназначенные для предотвращения съезда транспортного средства с обочины или мостового сооружения, переезда через разделительную полосу) в лаборатории, на опытной кольцевой дорожке, а также на эксплуатируемых дорогах, где закладывали специальную аппаратуру для измерения напряжений и вели испытания одежд передвижным прессом, к 1941 году были сформулированы основные положения отечественной теории прочности нежёстких дорожных одежд. Эти исходные положения были затем проверены и уточнены в процессе массового обследования (1942 г.) дорог, подвергшихся воздействию большой интенсивности войскового движения. При этом были конкретизированы основные расчётные параметры. Разработанную теорию вскоре начали применять при проектировании автомобильных дорог, аэродромов, городских и промышленных дорог.

Созданный коллективом советских  специалистов метод оценки прочности  и назначения толщин нежёстких одежд  являлся крупным достижением  отечественной дорожной техники  и выгодно отличался от ранее  существовавших методов.

В мае 1944 года М. С. Замахаевым была защищена кандидатская диссертация, посвященная исследованию коэффициента поперечного скольжения шины по поверхности  дороги. Для обеспечения безопасности движения дорожные покрытия должны обладать большим коэффициентом трения скольжения, в особенности коэффициентом  поперечного скольжения для избежания  заноса (Приложение 7, 8).

Огромную роль во время  Великой Отечественной войны  сыграла кафедра строительной механики, которую с 1940 по 1943 годы возглавлял А. А. Ильюшин — крупнейший ученый в области пластичности и механики сплошной среды (это механическая система, обладающая бесконечным числом внутренних степеней свободы). Параллельно с одной из лабораторий МГУ под его руководством в 1941‑42 гг. была проведена важная для обороны страны научно–исследовательская работа. Ход военных действий потребовал увеличения мощности бронебойных снарядов и прочности орудийных стволов (толщина танковой брони с начала войны и к ее концу увеличилась с 40 мм до 270 мм). Увеличение давления пороховых газов в орудийном стволе приводило к возникновению пластических деформаций снаряда при залпе. Такие деформации не допускались государственной комиссией из–за вероятности возникновения взрыва в стволе, и огромное количество забракованных снарядов скопилось на складах боеприпасов.

А. А. Ильюшиным была решена задача об осесимметрических пластических деформациях, что позволило ему  выработать новую методику оценки деформационных свойств снарядов и выяснить, до каких пределов пластические деформации являются безопасными (Приложение 9). В результате испытаний металлических образцов при больших скоростях деформаций, проводившихся в МГУ, и испытаниях образцов тех же металлов на усталость, проводившихся в МАДИ, были созданы теории упругопластического расчета на прочность корпусов снарядов при выстреле. Результаты работы позволили использовать в боевых действиях снаряды, скопившиеся в арсеналах. Это сыграло выдающуюся роль в ряде боевых операций, в частности, Корсунь‑Шевченковской, где было уничтожено около 73 тысяч немецких солдат и офицеров.

С 1944 года на кафедре работал  А. Д. Поспелов, отозванный из армии  для завершения образования. Он был  учеником А. А. Ильюшина, впоследствии стал крупнейшим специалистом по механике упруго–пластических тел, членом–корреспондентом Российской академии ракетных и артиллерийских наук и внёс большой вклад в  развитие артиллерийской науки.

На кафедре теоретической  механики в 1943 году А. А. Хачатуровым  была защищена диссертация по устойчивости опор строительных конструкций. Он был  основателем кафедры и её бессменным руководителем в течение 55 лет. А. А. Хачатуров — доктор технических  наук, профессор, заслуженный деятель  науки и техники РСФСР —  был создателем научной школы  по проблемам динамики системы «дорога‑шина‑автомобиль‑водитель».

Научно–исследовательская  работа профессорско–преподавательского  состава МАДИ в годы Великой Отечественной  войны была высоко оценена руководством страны. Она внесла весомый вклад  в наращивание военного потенциала страны, необходимого для разгрома мощной военной машины фашистской Германии, а также в восстановление и  развитие народного хозяйства в  трудный послевоенный период. [5]

 

 

 

2. ОРУЖИЕ ДЛЯ НАШЕЙ ПОБЕДЫ

 

Бытует мнение, что Советский  Союз одержал победу в Великой  Отечественной войне скорее числом, нежели умением. Однако вложить оружие в руки каждого солдата столь  многочисленной армии – это и  есть величайшее умение для конструкторов, рабочих и всех служащих тыла

Сравнивая тактико-технические  характеристики советской и немецкой техники времен Великой Отечественной  войны, историки в большинстве случаев  приходят к выводу об однозначном  техническом превосходстве Третьего рейха (Приложение 10, 11). При этом восхваляются разрушительная мощь, скорострельность, точность, прицельная дальность и защищенность немецкого оружия, а вот такие важные факторы, как объем и стоимость производства, ремонтопригодность и простота в освоении, как правило, выносятся за скобки. Распространено и такое мнение, что победой над фашистскими захватчиками мы обязаны прежде всего численному превосходству советских войск. Его сторонники нередко забывают, что советские воины воевали не голыми руками. Каждому солдату, большинство из которых война застала врасплох, нужно было вложить в руки простое и эффективное оружие.

В сжатые сроки разработать  конкурентоспособное оружие, которое  можно доверить вчерашнему школьнику, произвести и починить «в чистом поле», – это практически невыполнимая задача, которая по силам лишь действительно  талантливому конструктору. С точки  зрения инженерной мысли только самое  массовое оружие можно назвать по-настоящему технологичным. И несмотря на внешнюю  грубость и простоту, именно такие  виды вооружений стали настоящим  оружием нашей победы.

Пожалуй, самый общепризнанный символ победы – это легендарная  «тридцатьчетверка», танк Т-34 самый массовый танк в мире (Приложение 12). Конструктором которого является М.И. Кошкин, произведено за годы войны более 35 000 экземпляров. Огромные масштабы производства стали возможны благодаря высочайшей технологичности конструкции танка, процесс изготовления которого оттачивался в течение всей войны. Именно в производстве Т-34 была впервые применена автоматизированная сварка бронелистов. Как показал опыт войны, при сопоставимой защите и огневой мощи наши танки выигрывали в подвижности и неприхотливости, в то время как немецкие машины имели лучшую оптику и гораздо более высокое качество изготовления.

Все знают, что танк Т-34 признан  лучшим танком Второй мировой войны. Не самый лучший по вооружённости — были в этой категории танки и лучше. Не самый лучший по ходовой. Не самый лучший по обзорности и так далее.

Но самый лучший по сочетанию факторов, которые и делают танк эффективной боевой машиной. И одним из таких факторов стала... дешевизна. Т-34 был дёшев. Потому что наука вложила в него самые передовые свои разработки. Такой вот парадокс — дорогая, затратная по самой природе наука создала дешёвое и эффективное изделие. И тем самым окупила затраты, вложенные ранее в фундаментальные исследования и опытно-конструкторские разработки.

В Т-34 и некоторых других моделях вместо ковки и литья деталей широко использовалась штамповка и термическая обработка токами высокой частоты. Впервые в мире усилиями советских учёных и инженеров такая сложная деталь, как танковая башня, стала изготавливаться посредством штамповки, что резко ускорило сроки сборки этих грозных машин.

Одним из самых остроумных и при этом эффективных видов  оружия стала ручная граната РГ-42 (Приложение 13). Конструктор С.Г. Коршунов. Ее уникальность состоит в том, что конструктивно корпус гранаты представлял собой обыкновенную консервную банку немного измененных размеров. В нее укладывались осколочная рубашка из свернутой толстой стальной ленты с насечкой и заряд взрывчатого вещества. Взрывателем служил стандартный запал УЗРГ, производство которого уже было поставлено на поток.

Самым массовым артиллерийским орудием в годы войны стала  дивизионная пушка ЗИС-3 конструкции  Василия Грабина (Приложение 14). Выпущенная более чем в 103 000 экземплярах, эта пушка стала настоящим шедевром технологичности и надежности. Учитывая невысокий уровень подготовки дивизионных артиллеристов и жесткие условия эксплуатации, это было очень ценным достоинством – даже серьезный ремонт можно было проводить силами расчета.

Академик В. П. Никитин совместно с конструкторами спроектировал и изготовил прицел для 37-мм пушки, что позволило автоматизировать прицеливание и повысило точность стрельбы. В Институте механики член-корреспондент АН СССР Н. Г. Четаев решил сложную математическую задачу по оптимизации крутизны нарезки стволов орудий, что повысило кучность стрельбы (Приложение 15). Академик А. Н. Колмогоров дал математическое определение оптимального рассеивания артиллерийских снарядов. В совершенствовании артиллерийского оружия были использованы проводившиеся в Институте органической химии АН СССР в лаборатории профессора Л. Ф. Верещагина работы по сверхвысоким давлениям. Под его руководством была разработана установка, позволявшая на всех артиллерийских заводах производить автофреттаж (упрочение) минометных и орудийных стволов не только малого и среднего, но и крупного калибра, что до этого не удавалось осуществить ни в нашей, ни в зарубежной практике (Приложение 16). При новом методе упрочения стволов увеличивались срок службы и дальнобойность орудий, на их изготовление можно было употреблять менее качественные стали. В совершенствовании автоматического оружия использовались труды академиков А. А. Благонравова и Е. А. Чудакова. Более 18-ти автоматических устройств и станков-автоматов было создано для патронной промышленности в институте АН СССР под руководством профессора, будущего академика В. А. Трапезникова. Только на одном заводе это позволило высвободить 600 человек. В развитие оптического приборостроения внес большой вклад академик С. И. Вавилов. [6], [7]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Советских ученых отличали высокая общественная активность, непоколебимая  решимость отдать все свои силы и  знания великому делу защиты социалистического  Отечества. Неисчерпаемый запас  духовных, интеллектуальных сил советской  науки позволил ей внести большой  вклад в обеспечение победы советского народа над фашистской Германией.

Высокие достижения в технической  механике позволяют существенно  улучшать качество сборочных единиц узлов и механизмов, материалов, а также конструкций машин. Вследствие технических улучшений сборочных единиц, повышаются в качестве и производственные процессы, что позволяет создавать и внедрять в жизнь, полу и полностью автоматические производственные линии, обеспечивающие полный спектр выпуска высококлассной продукции, от изготовления сырьевой базы, до транспортировки готовой продукции до потребителя.

С моей точки зрения сила нашей  науки в наличии Академии наук, которая широко подходит к научным  проблемам, прежде всего исходя из такого положения, которое высказал академик П.Л. Капица «Чтобы переделывать природу, ее нужно сначала понять. Когда поймешь природу, следствием этого и будет управление природой по воле человека. Оно явится бесплатным приложением к научной работе, которая в данном случае, может быть, и не имеет такого непосредственного, прямого отношения к жизни». [2]

Я считаю, что основная задача ученого  технической механики - это хорошо владеть всеми основными знаниями в этой области и указывать  нашей промышленности, нашим конструкторам  и изобретателям те возможности, которые они могут найти и  использовать в природе для прогресса  своей области.

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Г. Д. Комков, В. В. Левшин, Л. К. Семенов. «Академия наук СССР». Краткий исторический очерк. Издательство «Наука». Москва. 1974.
2. www.ilikebooks.ru  - электронная библиотека
3. А. И. Шахурин «Крылья победы». М.: Политиздат, 1983. 
4. «Отечественный военно-промышленный комплекс и его историческое развитие». Коллективный труд. — М.: ООО Издательство «Ладога — 100», 2005.
5. www.lib.madi.ru  - научно-техническая библиотека МАДИ-ГТУ
6. В. Н. Шунков. Оружие Красной Армии. – Мн.: Харвест, 1999.
7. В. Н. Шунков. Красная Армия. – Мн.: Харвест, 2003.

 

 

 

Приложение 1

 

Приложение 2

 

 
Приложение 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 - Рекомендуемые слои дорожных одежд с основаниями из укрепленных грунтов и материалов

Покрытие: 1-2 - асфальтобетон 1-2 марки; 3 - цементобетон; 4 - асфальтобетон (3-4 марки или черный щебень); 9 - поверхностная обработка.

Основание: 5 - грунты и материалы, укрепленные цементом (1 класс прочности); 6 - грунт или материал, укрепленный  комплексным вяжущим типа: цемент+битумная эмульсия, цемент+полимерные вяжущие, цемент+ гранулированные шлаки или  золы уноса или грунт, укрепленный  полимерным вяжущим, активными золами уноса (1 класс прочности); 7 - цементогрунт и грунты, укрепленные комплексными вяжущими типа: цемент, цемент с добавками  извести, битумной эмульсии, зол, шлаков, шламов и т.п., а также грунт, укрепленный  фосфатными вяжущими, активными золами уноса, полимерными вяжущими (II класс  прочности).