ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 194
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Оказалось» что при моделировании этого явления можно воспользоваться аналогией с идеальной жидкостью. Выяснилось, что стальной конус при ударе о воду с огромной скоростью превращается в тонкую направленную струю и, как иголка, пронзает броню. При соответствующих подборах угла конуса можно получить скорость струи до 90 км/ч. С этой теорией М. А. Лаврентьева можно познакомиться по его статье «Кумулятивный заряд и принципы его работы». Большое усилие Лаврентьев потратил на использование кумулятивного эффекта для разработки теории направленных взрывов при устройстве плотин и пр. С помощью такого взрыва была построена плотина, защитившая Алма-Ату и каток Медео от селя. Теория Лаврентьева позволила не только использовать подмеченное опытным путем явление, а рассчитывать заранее его действие и при заданном усилии добиваться максимально возможного результата.
В период Великой Отечественной войны было широко использовано реактивное оружие. В качестве занимательного средства ракеты появились еще в X в. Первые боевые ракеты в России были изготовлены в 1815 г. по проекту генерала А. Д. Засядько. Они с успехом применялись в период русско-турецкой войны 1828-1829 гг., а позднее в Крымской войне 1853 - 1856 гг. В настоящее время ракетное оружие является наиболее опасным. Его действие распространяется на тысячи километров.
Известно, что еще К. Э. Циолковский много занимался ракетной техникой. Им были предложены методы расчета движения ракет. Его результаты были использованы при создании знаменитых советских «катюш». Таким образом, появлению на фронтах ракетного оружия предшествовала огромная работа не только конструкторской мысли, но и мысли математиков.
Глава 1.3 Совершенствование военной техники
Богатый опыт математиков в годы войны весьма поучителен. Он еще ярче высвечивает феноменальные достижения творцов новой техники, положивших на алтарь защиты Отечества весь свой талант, силу энергии, ум и вдохновение. В период Великой Отечественной войны техника была разнообразной и сложной. Она требовала широкого использования математических расчетов для ее изготовления и эксплуатации. Только с июля по декабрь 1941 года штаб Ленинградского фронта принял 422 изобретения и рацпредложения.
В годы войны поединок шел не только на полях сражений, но и в лабораториях ученых, в конструкторских бюро, в заводских цехах. Так, в специальном конструкторском бюро (СКБ) при заводе «Компрессор» было разработано 78, а сдано на вооружение 36 типов пусковых реактивных установок (гвардейских минометов). Уже к началу ноября 1942 года в Красной Армии их насчитывалось 1724. Всего во время войны было изготовлено свыше 7 тыс. «катюш», выпущено около 500 тыс. артиллерийских орудий всех систем и калибров. Первый залп по немецким войскам из опытного оружия был произведен 14 июля 1941 года. Он привёл врага в ужас.
Не менее важными явились достижения изобретателей и в других областях военной техники, благодаря чему фронт получал новое, передовое вооружение. 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. Например, за время войны в серийное производство были запущены 25 новых типов самолетов и 23 типа авиационных моторов. В каждом из них было заложено немало принципиально новых технических решений, что являлось результатом творческого труда не только авиаторов, но и специалистов других областей.
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 (1911-1978) и возглавляемый им коллектив ученых исследовали причины флаттера и шимми. Созданная учеными математическая теория этих опасных явлений позволила авиационной науке 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.
Видная роль в деле обороны нашей страны принадлежит выдающемуся математику – академику А. Н. Крылову, чьи труды по теории непотопляемости и качки корабля были использованы нашими Военно-Морскими силами. 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.
Изобретательский талант, непрерывный поиск более совершенных решений и неистовый труд конструктора М.И. Кошкина, его соавторов А.А. Морозова, Н.А. Кучеренко, М.П. Таршинова, А.А. Малоштанова, Я.И. Барана, В.Г. Матюхина и др. были заложены в прославленный танк Второй мировой войны Т-34.
Сконструированный Ю.Б. Кобзаревым, П.А. Погорелко, Н.Я. Черенцовым на базе изобретения П.К. Ощепкова прибор позволял обнаруживать вражеские самолеты. Трал П.М. Мугалева дал возможность проходить минные поля противника. С помощью простого и эффективного оружия, предложенного В. Кошкиным (бутылка с горючей жидкостью), поджигались фашистские танки на подступах к Москве. Бронебойный подкалиберный снаряд Н. Рахманова мог пробивать броню любой крепости и толщины.
Большую роль в развитии авиации сыграли работы академика Н.Е. Кочина, отдавшего последние годы своей научной деятельности МГУ. Значительным вкладом Н.Е. Кочина в победу явились разработка и решение комплекса задач «теории круглого крыла», в которых впервые было дано строгое решение для крыла конечного размаха, что давало возможность точно рассчитывать силы, действующие на крыло самолета во время полета. Н.Е. Кочин академик мехмата МГУ дал практическое решение задачи по теории полетов самолетов на малой высоте.
Важная для ПВО задача об устойчивости формы аэростата воздушного заграждения, а также прочности тросов заграждения была решена профессором Х.А. Рахматулиным.
В начале войны молодые ученые мехмата А.А. Космодемьянский и Л.П. Смирнов выполнили исследования, имеющие непосредственное отношение образцам пороховых ракет, получивших название «катюш».
В осажденном Ленинграде великий математик Яков Исидорович Перельман прочитал десятки лекций воинам-разведчикам Ленинградского фронта, Балтийского флота и партизанам о способах ориентирования на местности без приборов.
2.1. Задачи математиков в годы войны.
Шла жестокая война. Фронт требовал увеличения эффективности огня артиллерии, повышения меткости стрельбы. Эту проблему решил академик А.Н.Колмогоров.
Используя свои работы в области теории вероятностей, он дал определение наивыгоднейшего рассеяния артиллерийских снарядов, для определения наилучших методов местонахождения самолётов и подводных лодок противника, для указания путей, позволяющих избежать встречи с подводными лодками врага. Например, встал такой вопрос: как лучше провести караван торговых судов при наличии вражеских подводных лодок? Если составить караван из большого количества судов, то вероятность встречи с подводными лодками противника будет меньшей. Это с одной стороны. Но нельзя забывать другое: увеличатся потери, если встреча большого каравана осуществиться с подводными лодками противника.
Тут математика пришла на помощь. Ее методами были определены размеры судов и частота их отправления, при которых потери были бы наименьшими. Учёные-математики помогли рассчитать, сколько нужно сделать одновременных выстрелов по самолётам противника для того, чтобы иметь наибольшую вероятность попадания. Во всём этом большая заслуга академика А.Н.Колмогорова.
Видная роль в деле обороны нашей родины принадлежит выдающемуся математику- академику А.Н.Крылову. Он создал таблицу непотопляемости, по которой можно было рассчитать, 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.
Во время Великой Отечественной войны появилась и такая важная проблема, как обеспечение кучности стрельбы и устойчивости снарядов при полете. Эту сложную задачу решил член корреспондент АН СССР Н.Г.Четаев. Он рассчитал наивыгоднейшую крутизну нарезки стволов орудий, что позволило обеспечить кучность стрельбы и устойчивость снарядов при полёте.
Научная работа не прекращалась и в тяжелых условиях жизни фронтовых и прифронтовых городов. Оборона Ленинграда – одна из самых героических и трагических страниц отечественной истории.
В изнурительные дни блокады ученые Ленинграда успешно решили задачу огромной сложности и создали капитальный труд – Большой астрономический ежегодник на 1943- 1945 гг. Это исключительно важное пособие для авиации, флота и артиллерии ученые выполнили образцово.
Эвакуированный из Ленинграда в Казахстан С.Н. Берштейн, обратился с официальным ходатайством к президенту Академии наук СССР В.М.Комарову о возвращении его в Ленинград «для научной работы при ленинградском филиале Математического института АН СССР» и «участии в той форме, в какой Наркомат обороны считает это полезным в математической работе, связанной с непосредственным обслуживанием фронта и прифронтовой полосы». Ученый просил поддержать его просьбу и тем помочь ему «исполнить свой долг перед Родиной».
В годы войны впервые в истории, заявили о себе «Катюши» - наше чудо-оружие.
Из текста донесения в немецкий генеральный штаб: «Русские применили батарею с небывалым числом орудий. Снаряды фугасно-зажигательные, но необычайного действия. Войска, обстрелянные русскими, свидетельствуют – огневой налет подобен урагану. Снаряды разрываются одновременно. Потери в людях огромные». Непосредственно над ракетами работал Юрий Победоносцев, которому ныне и принадлежит честь называться их автором. Реактивная установка монтировалась на грузовике «ЗИС-5». Расчеты по ее монтажу выполнил научный коллектив под руководством Ивана Гвая. Реактивная установка стала официально именоваться «БМ-13», а в народе ее нежно называли «Катюшей».
2.2.Математики, внесшие вклад в победу над фашистами.
-
Николай Гурьевич Четаев:
Родился 23 ноября (6 декабря) 1902 года в с. Карадули (ныне Татарстан). Окончил Казанский университет (1924), в 1929, после окончания аспирантуры, был послан на стажировку в Геттинген - аэродинамический институт Геттингенского университета. Ученик Д. Н. Зейлигера.
Установил (1932—1936) постулат устойчивости. Показал (1945), что если невозмущенное движение консервативной системы устойчиво, то решения уравнения в вариациях имеют все характеристические числа, равные нулю.
-
Андрей Николаевич Колмогоров:
Родился 12 апреля 1903года в г.Тамбов. Выдающийся отечественный математик, доктор физико-математических наук, профессор Московского Государственного Университета (1931), академик Академии Наук СССР (1939).
Колмогоров, используя свои исследования по теории вероятностей, даёт определение наивыгоднейшего рассеивания снарядов при стрельбе.
-
Мстислав Всеволодович Келдыш:
Родился 29 января 1911года в Риге. советский учёный-инженер в области математики и механики, организатор советской науки. Академик АН СССР (1946; член-корреспондент 1943).
В годы войны наряду с научно-экспериментальными исследованиями в ЦАГИ занимался внедрением разработанных рекомендаций в самолетные КБ и на авиационные заводы.
1.3 Математика в артиллерии
Математические знания были нужны и непосредственно в бою. Известно, что такой род войск – артиллерия без расчетов не мог бы существовать. На фронте были и специальные расчетные части. Еще в древности математические знания использовались в военном деле.
В знаменитом диалоге Платона “Государство” говорится о том, что арифметика и геометрия необходимы каждому воину: “При устройстве лагерей, занятия местностей, стягивания и развертывания войск и разных других воинских построениях, как во время сражения, так и в походах, конечно, скажется разница между знатоками геометрии и тем, кто ее не знает”.