Вооружение во второй мировой войне

Сегодня нельзя читать без восхищения и удивления гением Архимеда строки Плутарха: «При двойной атаке римлян (с суши и с моря) сиракузцы онемели, пораженные ужасом. Что они могли противопоставить таким силам, такой могущественной рати? Архимед пустил в ход свои машины. Сухопутная армия была поражена градом метательных снарядов и камней, бросаемых с великой стремительностью. Ничего не могло противостоять их удару, они все низвергали перед собой и вносили смятение в ряды. Что касается флота – то вдруг с высоты стен бревна опускались на суда и топили их. То железные когти и клювы захватывали суда, поднимали их в воздух носом вверх, кормою вниз и потом погружали в воду. А то суда приводились во вращение и, кружась, падали на подводные камни и утесы у подножия стен. Всякую минуту видели какое-нибудь судно поднятым в воздухе. Страшное зрелище!..»

«Что же, придется нам прекратить войну против геометра», - невесело шутил Марцелл, отводя флот и сухопутное войско от стен Сиракуз и перейдя к их длительной осаде.

Продолжают ли наука и техника играть такую же решающую роль в наше время? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим самый критический момент ХХ столетия – Вторую мировую войну и вклад ученых – физиков в победу над фашизмом.

Наука в годы войны

Любая победа готовится заранее. Победа в Великой Отечественной войне зародилась в далекие двадцатые годы, когда были правильно определены направления экономического развития нашей страны через индустриализацию и электрификацию промышленности. Индустриализация, осуществленная на основе первоочередного развития тяжелой промышленности и на базе внутренних ресурсов страны, обеспечила экономическую независимость страны. За 11 предвоенных лет было создано массовое производство военной техники, стратегически важного в военном отношении сырья и материалов. Это во многом предопределило победу в Великой Отечественной войне.

В годы войны все силы науки были направлены на обеспечение победы над врагом. Несмотря на то, что война нанесла значительный урон научному потенциалу (было разрушено свыше 600 научных учреждений), создавались новые центры научно-исследовательской деятельности в восточных районах. За годы войны были созданы АН в Грузии, Армении, Узбекистане, Азербайджане, в Сибири работали 19 высших учебных заведений и 19 НИИ. Росла сеть научно-исследовательских институтов и лабораторий. И здесь развернулись важные исследования по совершенствованию оборонной техники, разработке сырьевых ресурсов и перспективные теоретические исследования. Необходимость оперативного решения многих проблем обусловила специфические формы организации науки: создание исследовательских и консультационных групп ученых, работавших непосредственно на местах по заданиям ГКО и Генштаба.

Да, в условиях войны роль науки значительно возросла, так как исход военного противостояния в большой мере зависел от научно-технического потенциала страны. Большую роль в выработке научно-технической политики играл Совет научно-технической экспертизы при Госплане под председательством академика А. А. Байкова. Государственный Комитет обороны (ГКО) назначил уполномоченным по науке председателя Комитета по делам высшей школы Кафтанова С. В., в мае 1942 г был создан Отдел науки ЦК ВКП (б) во главе с Суворовым С. В. Многие ученые были введены в руководство госкомитетов и главков, назначены государственными советниками. По важным направлениям научной деятельности создавались специальные комиссии.

Научно-технические и военно-морские вопросы курировал акад. А. Ф. Иоффе.

Оборонная промышленность.

Промышленность страны в кратчайший срок была перестроена на военный лад.

Тысячи промышленных предприятий в первые месяцы войны были перебазированы в восточные районы и начинали давать продукцию в сжатые сроки. Уже в декабре 1941 падение производства было приостановлено, а в 1943 году потребности фронта в военной технике обеспечивались полностью.

Фронт требовал увеличение производства оружия и военной техники. Умы ученых и инженеров были нацелены на изобретение новых технологий для обеспечения роста производительности труда на оборонных предприятиях.

• На Урале освоили новый метод литья крупных деталей;
• на Кировском заводе внедрили технологию закалки деталей токами высокой частоты, предложенную профессором В. П. Вологдиным, получившим Государственную премию;
• широко внедрялась автоматическая сварка методом академика Е. О. Патона. Еще в 30-х годах в НИИ и на заводах начались работы, в результате которых был создан способ автоматической сварки открытой дугой, а затем в начале 40-х предложен способ автоматической сварки под флюсом с использованием оригинальной отечественной аппаратуры. Эти методы позволили ликвидировать тяжелый ручной труд, перевести сварку на индустриальную основу. В период Великой Отечественной войны сварочная техника использовалась в производстве танков, снарядов к ракетным установкам БМ-13 «Катюша» и другого вооружения. В 1942 по дну Ладожского озера был проложен сварной трубопровод для доставки топлива в осажденный Ленинград.

Хреновым К. К. были разработаны методы подводной сварки и резки, используемые при ремонте поврежденных кораблей. В исследовательских работах участвовали на только ученые (И. М. Беспрозванный, В. А. Кривоухов, Е. П. Надеинская, А. В. Панкин), но и заводские инженеры, мастера и рабочие. Было проведено свыше 120000 экспериментов по исследованию процесса резания, установлены силовые и стойкостные зависимости для всех видов металлорежущего инструмента по всем основным металлам. В разработке физических основ процесса резания важную роль сыграли работы ученых в области смежных наук В. Д. Кузнецова, П. А. Ребиндера.

Перед Великой Отечественной войной станкостроение выпускало станки многих типов с высокой степенью автоматизации. Первые проекты автоматических линий из агрегатных станков были разработаны еще в 1936. В годы войны станки-автоматы, автоматические и полуавтоматические линии сыграли важную роль в массовом производстве вооружения при нехватке рабочей силы. Только одна полуавтоматическая линия для расточки и сверления отверстий в корпусных деталях танка Т-34 заменила 19 станков и высвободила 36 квалифицированных рабочих. В это же время значительно увеличился типаж станков, лишь одно КБ под руководством Г. И. Неклюдова разработало около 190 типов оригинальных станков для производства минометного вооружения.

Институтом физических проблем под руководством акад. П. Л. Капицы создана установка по производству кислорода для госпиталей и военной промышленности.

Советская наука и техника одержала научно-техническую победу над фашистской Германией

Электроэнергетика

К 1928 г было создано 5 энергосистем, а к 1937 их количество возросло до 28. К 1935 г Московская электроэнергетическая система стала крупнейшей в Европе, объединив тепловые электростанции, работавшие на подмосковном угле и торфе. С 1937 к этой системе подсоединены 2 ГЭС. С ростом мощности электроэнергетических систем возрастали напряжения ЛЭП. В 30-х годах были освоены напряжения 110, 150, 220кВ.

Страшно подумать, что было, если Россия выбрала бы американский путь электрификации страны на основе постоянного тока. Оборонная промышленность не смогла бы обеспечить нужды фронта в технике, производство которой очень энергоемко. Кстати, США, анализируя итоги войны, в послевоенные годы перешли на выработку переменного тока.

Мощная индустриализация и электрификация страны заложили основы победы в войне.

Радиосвязь и радиолокация

Из крупных разработок, подготовленных до войны и потребовавших нескольких лет, также следует назвать радиолокацию. Сама идея радиолокации очень проста. Она заключается в том, что электромагнитные волны, достигая металлических объектов, отражаются от них, и по отраженным волнам можно определить положение объекта в любой момент времени. Это явление обнаружил основоположник радиотехники А. С. Попов, заметивший, что проходящие корабли мешали передаче радиосигналов. От идеи до технического ее воплощения лежал огромный путь, который еще предстояло пройти. Дело в том, что радиоволны, достигшие поверхности металлического объекта, отражаются назад в ничтожной степени, потому что часть из них поглощается, остальные же рассеиваются объектом во все стороны. В приемник отраженных радиоволн попадает лишь малая часть энергии, первоначально направленной на изучаемый объект, скажем, самолет. И вот эту ничтожную часть надо было зарегистрировать.

Первая попытка технического решения этой задачи относится к началу тридцатых годов.

По инициативе М. М. Лобанова и П. К. Ощепкова в 1933-35 развернулись исследования по использованию для радиолокации методов непрерывного излучения, в 1937 – импульсного метода. А уже в 1939 начался промышленный выпуск радиолокационных станций (РЛС) непрерывного излучения, в 1940 – импульсных РЛС, у которых излучение и прием осуществлялись с помощью одной антенны.

Нынешние РЛС сильно отличаются от тех, что применялись в начале войны, по той простой причине, что тогда еще не была разработана полупроводниковая техника, все делалось на лампах – и генераторы, и приемники. На полупроводниковые системы перешли уже во время войны, тогда было налажено производство малогабаритных и весьма надежных РЛС «Пегматит». Такие радиолокаторы можно было уже тогда устанавливать и на самолетах, а не только на земле. Это позволило вести ночной бой, то есть «видеть» вражеский самолет в темноте.

Большую роль в развитии советской радиолокации и тесно связанной с ней радионавигации сыграли работы А. Ф. Иоффе, С. И. Вавилова, Л. И. Мандельштама, Н. Д. Папалекси, В. И. Баженова. Эти ученые способствовали нашей победе.

Метод защиты военных кораблей от вражеских военных мин

До войны магнитные мины разрабатывались во многих странах, и, вероятно, находились в распоряжении военно-морских сил фашистской Германии.

Задача по борьбе с магнитными минами была поставлена за несколько лет до начала войны в Ленинградском физико-техническом институте. Известно, что земной шар создает вокруг себя магнитное поле. Оно небольшое по величине, но его достаточно, чтобы ориентировать стрелку компаса по своим силовым линиям. Если в этом поле находится массивный предмет, например корабль, и стали в нем несколько тысяч тонн, то магнитное поле концентрируется и может увеличиться в несколько десятков раз. Это усиленное поле способно привести в действие какой-нибудь механизм, поворачивающийся под действием магнитной силы и замыкающий электрическую цепь. В эту цепь можно включить детонатор, погруженный во взрывчатое вещество мины. Такие магнитные мины отличаются от обычных (на которые корабль непосредственно натыкается и этим вызывает взрыв) тем, что лежат на дне моря и взрываются на расстоянии – под действием лишь магнитного поля корабля. Требовалось «размагнитить» корабли, чтобы ликвидировать усиленное ими магнитное поле. Каким путем?

На корабле специальным образом располагали большие катушки из проводов, по которым пропускался электрический ток. Он порождал магнитное поле, компенсирующее поле корабля. К началу войны проблема была научно разрешена, и ее надо было перевести на технические рельсы, то есть создать такие устройства на действующих кораблях советского флота.

Это было очень быстро организовано. Все боевые корабли подвергались в портах «антимагнитной обработке» и выходили в море размагниченными. Тем самым были спасены многие тысячи жизней наших моряков.

Понятно, что для такой работы потребовались знания физиков, хорошие физические лаборатории, что и предопределило ее успех.

Танкостроение

Советская научно-техническая мысль решила важнейшую задачу создания военной техники, превосходящей по своим боевым качествам немецкую, и повышения производительности труда, обеспечившей выпуск техники в численном превосходстве над немецкой промышленностью. Легендарный танк Т-34 с 85-миллиметровой пушкой, которая поражала немецкие «тигры». Германская промышленность не смогла противопоставить им аналогичный тип танка. Тяжелые танки КВ-1 и ИС-2 стали высшим достижением мирового танкостроения во Второй мировой войне. В короткие сроки разработаны и пущены в серийное производство самоходные артиллерийские установки СУ-122 и СУ-152, превосходящие немецкие «фердинанды».

Самолетостроение

В 1939 году ЦК ВКП (б) и правительство приняли постановление «О реконструкции существующих и строительстве новых самолетных заводов», конструирование самолетов поручили КБ А. А. Архангельского, С.В. Ильюшина, С. А. Лавочкина, П. О. Сухого.

В ходе теоретических и экспериментальных исследований (в аэродинамических трубах) были определены более совершенные формы многих элементов самолетов, обеспечивающих малое лобовое сопротивление, хорошие пилотажные и взлетно-посадочные качества. При крупных моторных заводах были созданы КБ, которые возглавили А. А, Микулин, В. Я. Климов, С. К. Туманский, А. Д. Швецов, В. А. Добрынин. Эти коллективы сосредоточили усилия на разработке и доводке новых конструкций авиационных моторов. К началу Великой Отечественной войны скорость истребителей достигла 600-650 км/ч, потолок 11-12 км, скорость бомбардировщиков 550 км/ч, дальность полета 3-4 тыс км, бомбовая нагрузка 4 тонны.

В годы войны, несмотря на трудности, возникшие вследствие эвакуации, авиационная промышленность успешно снабжала фронт самолетами. За четыре военных года были созданы 23 типа мощных авиадвигателей, в серийное производство были запущены 25 типов самолетов. Появились легкие, маневренные, хорошо вооруженные истребители, штурмовики, бомбардировщики (Як-3, Ла-5, Ил-6, Ил-8, Пе-3, Ту-2 и др.). При разработке конструкций новых самолетов учитывалась потребность их серийного производства и возможность последующих модификаций, исходя из требований военной обстановки и условий эксплуатации.

Скорость советских истребителей возросла на 25%, дальность полета – на 300 %, скороподъемность – более, чем на 200 %, а калибр стрелково-пушечного оружия увеличился с 20 до 37 и 45 мм.

Конструкторское бюро А. С. Яковлева разработало истребитель Як-3, который был признан самым легким и маневренным истребителем Второй мировой войны (взлетная масса 2650 кг, потолок 12 км, для подъема на 5 км требовалось всего 4,1 мин). Всего выпущено 4848 экземпляров. На таких самолетах воевали летчики полка «Нормандия-Неман». А с мая 1943 года промышленность пустила в серийное производство истребитель ЯК-9 с пушкой 37 мм.

Лавочкин Семен Алексеевич (1900-1960).Авиаконструктор, генерал-майор инженерно-авиационной службы, член-корреспондент АН СССР.

Истребитель Ла-5 ФН превосходил новейшие немецкие истребители «Фоке-Вульф-190». Эти наши самолеты сыграли основную роль в завоевании господства в воздухе в 1943 году.

Успехи нашего самолетостроения были бы не возможны без достижений специалистов разных профилей. В результате исследований С. Т. Кишкина и Н. М. Склярова была создана высокопробная броневая сталь АБ-2 со значительно меньшим содержанием дефицитных компонентов (никеля – в 2 раза, молибдена – в 3).

Советская промышленность по числу и качеству танков и самолетов выиграла экономическое сражение у фашистской Германии в 1943 году.

Артиллерия

Огневое превосходство на полях сражений обеспечила советская артиллерия, особенно тяжелые артиллерийские системы и неповторимые в мировой практике реактивные минометы, любовно названные в народе «катюшами».

Еще в 1933 году был создан Реактивный научно-исследовательский институт, в котором к 1939 году была завершена под руководством Георгия Эриховича Лангемака (1898-1940) многолетняя разработка твердотопливных реактивных снарядов. Были созданы многозарядные, самоходные пусковые установки с этими снарядами – «Катюши» (И. И. Гвай, В. Н. Галковский, А. П. Павленко) и изготовлены их опытные образцы.

Установка образца 1941 года – БМ-13 – представляла собой ферму из 16 направляющих (8 балок), на которой располагались 132-миллиметровые реактивные снаряды массой 42,5 кг. Ферма монтировалась на трехосном грузовом автомобиле ЗИС-6. За несколько секунд установка выпускала 16 мощных снарядов. Новое оружие впервые было применено в бою 14 июля 1941г., батарея капитана И. А. Флерова произвела залп из семи пусковых установок по железнодорожной станции Орше. Тогда установки еще назывались «раисами».

Враг не знал ее устройства и любой ценой хотел раскрыть тайну. Были назначены большие награды тем, кто захватит хотя бы одну установку, «метающую ракетообразные снаряды». Для улучшения этого оружия, еще очень несовершенного из-за своей новизны, было создано КБ во главе с В. А. Барминым – крупным ученым в области механики и машиностроения. Осенью 1941 года специально для обороны столицы были сконструированы 16-, 48-, 72-зарядные установки на железнодорожных платформах.

Для увеличения дальности полета реактивного снаряда ученые предложили удлинить заряд, использовать более калорийное топливо или две одновременно работающие камеры сгорания. Ждала своего решения и проблема «кучности». В 1943 году сотрудники ЦАГИ создали снаряды, вращающиеся в результате турбореактивного эффекта: в утолщенной части снаряда было сделано небольшое отверстие, через которое тонкой струйкой вытекали пороховые газы; возникающая при этом реактивная сила и поворачивала снаряд. «Кучность» огня сразу возросла в 3 раза, а площадь рассеивания уменьшилась в 7 раз! Во всех военных операциях, начиная с лета 1944 года, реактивная артиллерия уже выступала как мощное средство подавления врага. И в этом – творческий подвиг создателей такого оружия.

Ядерные исследования

Приход фашистов к власти привел к бегству из Германии и других европейских государств многих знаменитых ученых. Среди них были известные физики Альберт Эйнштейн, Бор, Ферми, Сциллард, они обосновались в Англии и в США.