Великие исследователи России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Естествоиспытания XVIII - XIX вв.

МИХАИЛ ВАСИЛЬЕВИЧ ЛОМОНОСОВ (1711--1765)

Первый русский ученый-естествоиспытатель мирового значения, поэт, заложивший основы русского литературного языка, художник, историк, поборник разви- тия просвещения, науки и экономики.

Михаил Васильевич Ломоносов прожил на свете всего 54 года, но своими делами оставил ярчайший след не только в истории России, но и в мировой истории. Родившийся в семье рыбака на окраине Архангельской губернии, он стал членом Российской и Шведской академий наук, ученым, признанным во всем мире.

«Учиться хочу!», говорил он своим сверстникам, а те непонимающим взглядом смотрели на него, белокурого великана, который вместо того, чтобы резвиться и озорничать целыми днями штудировал «Арифметику» Леонтия Филипповича Магницкого, «Славянскую грамматику» и др. В декабре 1730 года Михаил Ломоносов отправился с торговым обозом в Москву поступать в Славяно-греко-латинскую академию -- «Спасские школы». Скрыв от приемной комиссии свое невысокое происхождение, он успешно сдал экзамены и был зачислен на первый курс. Особенно он преуспел в изучении латинского языка, политики, риторики, прекрасно ориентировался в вопросах философии. Преподаватели полюбили Ломоносова настолько, что даже когда его обман раскрылся, они, вопреки правилам, дали ему возможность закончить обучение.

В сентябре 1736 года в числе самых способных и талантливых студентов Михаил Васильевич был направлен в Германию, в Марбургский университет.

Сравнивая немецкую и русскую грамматики и поэзию, Михаил Ломоносов пришел к выводу, что последняя нуждается в реформе. Его новации в области филологии базировались на идее разделения словарного состава русского языка на три группы -- штили, каждому из которых соответствовали бы определенные жанры. Он также предложил заменить силлабическое стихосложение на тоническое, и продемонстрировал его преимущества в своих собственных сочинениях -- «Оде Фенелона» и «Оде на взятие Хотина».

В 1741 году Михаил Васильевич вернулся в Россию, и в стенах Академии наук приступил к более детальному изучению всего комплекса естественных наук. Но Музы -- богини поэзии и искусств -- не отпустили его из своего храма; он продолжал верно, служить им. Это во многом объясняет причину тематического разнообразия книг, вышедших из-под пера Ломоносова в 1740-е годы: «Элементы математической химии», «Краткое руководство по риторике», «Вольфианская экспериментальная физика», «Размышления о причине теплоты и холода»...

Все глубже проникая в тайны естественных наук, Михаил Ломоносов продемонстрировал экспериментальное доказательство закона сохранения массы вещества при химических реакциях, вплотную подошел к идее молекулярного строения химического соединения, считая, что все тела состоят из «корпускул» (в современной терминологии -- молекул), содержащих некоторое количество «элементов» (атомов).

Михаил Васильевич разработал около сотни различных физических и метеорологических приборов, в частности, вискозиметр для измерения вязкости, рефрактометр для определения показателя преломления, прибор для определения твердости образцов, пирометр, анемометр, газовый барометр.

Значительное место в научной деятельности Михаила Ломоносова занимали исследования в области электричества, изучение оптических явлений, геологии, минералогии, астрономии и геофизики. 6 мая 1761 года, во время прохождения планеты Венеры по диску Солнца, Михаил Васильевич открыл существование атмосферы у этой планеты. Одним из первых он выдвинул предположение, что поверхность самой крупной звезды нашей галактики представляет собой бушующий огненный океан.

Ломоносов был одним из первых ученых, осознавших роль закона сохранения материи и движения в природе. Этот принцип ученый положил в основу молекулярно-кинетической теории: «...Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что, сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому... Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своей силою другое, столько же он у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает».

ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ МЕНДЕЛЕЕВ (1834--1907)

Русский ученый-энциклопедист, талантливый химик, открывший Периодический закон и разработавший Периодическую систему химических элементов.

Без преувеличения можно утверждать, что имя этого человека известно каждому хоть немного образованному жителю нашей планеты. Огромную славу доктору Санкт-Петербургского, Эдинбургского, Геттингенского, Оксфордского и Кембриджского университетов, почетному члену многих академий, ученых обществ и Совета торговли и мануфактур, заслуженному профессору, управляющему Главной палатой мер и весов, тайному советнику Дмитрию Ивановичу Менделееву принесли его научные открытия.

Трудно назвать область человеческой деятельности, которая бы не интересовала ученого. Он проводил анализ различных составов нефти и, пожалуй, первым сделал вывод, что нефть ценна не только как топливо, но и как источник многих важнейших веществ. Дмитрий Иванович исследовал земную атмосферу, в одиночку совершил полет на воздушном шаре, за что получил медаль Французской академии аэростатической метеорологии. Он пристально следил за освоением Арктики, проектировал ледоколы, занимался сельским хозяйством, изучал торговое дело. На досуге Дмитрий Иванович любил мастерить что-нибудь из картона и кожи, переплетал книги, клеил рамки для портретов, изготавливал чемоданы. Однажды, выбирая в Гостином дворе исходные материалы для своих изделий, ученый услышал за своей спиной вопрос: «Кто этот почтенный господин?» -- «Таких людей знать надо, -- последовал поучительный ответ. -- Это мастер чемоданных дел Менделеев».

Менделеев. Мелодичное слово, красивая фамилия, от мажорной тональности которой веет такой силой, таким благодушием, добросердечием, нравственной чистотой и искренностью, что кажется, уже одна она свидетельствует о гениальности ее носителя. Интересно, что выдающийся химик мог именоваться совсем по-другому.

Поначалу судьба Дмитрия Ивановича особенно ничем не отличалась от судьбы рядового человека науки. Он окончил физико-математический факультет Петербургского педагогического института, преподавал в гимназиях Симферополя и Одессы, в 1855 году защитил магистерскую диссертацию по теме «Об удельных объемах». С 1859 по 1861 год Менделеев провел в Германии, стажировался в Гейдельбергском университете, участвовал в работе первого Международного химического конгресса в Карлсруэ. По возвращении в Россию он защитил докторскую диссертацию по теме «О соединении спирта с водой». Зимой 1867--68 годов Дмитрий Иванович начал работу по созданию учебника «Основы химии». Попытка систематизировать фактический материал привела его к выводу, что свойства и атомные массы химических элементов связывает некоторая закономерность. 17 февраля 1869 года секрет был разгадан.

Отпечатанные листки с таблицей элементов были разосланы многим отечественным и зарубежным химикам. Поначалу лучшие умы планеты не оценили значение сделанного Дмитрием Менделеевым открытия -- слишком многое оно меняло в мире естественных наук. Немецкий коллега Вильгельм Оствальд, будущий лауреат Нобелевской премии, утверждал, что открыт не закон, а «принцип классификации чего-то неопределенного». Его соотечественник Роберт Бунзен, открывший в 1861 году два новых щелочных элемента -- рубидий (Rb) и цезий (Cs) -- писал, что «Менделеев увлекает химиков в надуманный мир чистых абстракций». То, что, составляя таблицу, русский ученый предсказал существование еще не открытых химических элементов, вообще не принималось во внимание. А между тем, под алюминием (Al) Дмитрий Иванович оставил место для его аналога «экаалюминия», под бором (B) -- для «экабора», а под кремнием (Si) -- для «экасилиция». Так назвал Менделеев еще не открытые химические элементы.

Наконец, пришло время триумфа. В 1875 году французский химик Поль-Эмиль Лекок де Буабодран нашел предсказанный Дмитрием Менделеевым «экаалюминий» и назвал его галлием (Ga). В 1879 году шведский ученый Ларс Нильсон открыл скандий, ранее именуемый «экабором». В 1886 году немец Клеменс Винклер обнаружил еще один элемент, который занял свободное место в таблице Менделеева. Он получил название германий (Ge). С обнаружением английскими учеными Уильямом Рамзаем и Джоном Уильямом Рэлеем в 1894 году аргона (Ar) в системе элементов появилась новая группа -- благородные газы.

Открытие Периодического закона ознаменовало наступление новой эры в науке, ускорило развитие химии, способствовало процессу поиска новых химических элементов. В 1905 году Дмитрий Менделеев написал: «По-видимому, Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает».

Ранним утром Менделеев закрылся в своем кабинете, достал из конторки пачку визитных карточек и, ставя на обратной стороне символы элементов и их главные химические свойства, начал выкладывать их в горизонтальные ряды. Ученый работал в течение всего дня, отрываясь ненадолго на обед и ужин. Вечером он набело переписал составленную им таблицу и под названием «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве» послал ее в типографию.

Символ русского изобретательства

ИВАН ПЕТРОВИЧ КУЛИБИН (1735--1818)

Выдающийся русский механик, инженер и изобретатель, основоположник отечественной технологии производства оптического стекла, создатель новых мостовых конструкций.

«Кулибин» -- так до сих пор называют талантливых мастеров-самоучек. И это не случайно. Вклад Ивана Петровича Кулибина в российскую и мировую науку столь значителен, что он по праву считается символом русского изобретательства. Он намного опередил свое время: создал механические устройства и предложил проекты, многие из которых были оценены лишь спустя столетие.

Иван Петрович Кулибин родился 10 апреля 1735 года по старому стилю в Нижнем Новгороде, в семье мелкого торговца мукой. Его отец был старообрядцем и воспитывал сына в строгости, с ранних лет приучая к труду. Иван освоил грамоту и счет у дьячка, а затем встал за прилавок, чтобы помогать отцу. Однако больше всего юношу увлекало чтение книг и создание разных игрушек -- «флюгеров, толчей, меленок». Убедившись в исключительных способностях сына, Кулибин-старший позволил ему заниматься слесарным и токарным делом.

После смерти отца 23-летний Иван Кулибин открывает в Нижнем Новгороде часовую мастерскую. И с тех пор, как он починил «замысловатый снаряд, показывающий делянки суток» губернатору Аршеневскому, пошла народная молва о необыкновенном умельце. Нижегородская знать, дворяне, помещики, купцы стали постоянными клиентами Кулибина.

В 1767 году, во время поездки Екатерины II по волжским городам, представленный губернатором Иван Кулибин продемонстрировал государыне свои изобретения, а также рассказал о часах, которые замыслил смастерить в ее честь.

Через два года он привез царице телескоп, микроскоп, электрическую машину и уникальные часы размером с гусиное яйцо, которые в полдень исполняли музыку, сочиненную Кулибиным в честь приезда императрицы Екатерины II в Нижний Новгород. Государыню поразил встроенный механизм театра-автомата: «В нем ежечасно растворялись маленькие царские двери, за которыми виднелся Гроб Господень, по сторонам двери стояли два воина с копьями. Отворялись двери златого чертога, и появлялся ангел. Камень, приваленный к двери, отваливался, дверь, ведущая в гроб, открывалась, стража падала ниц. Через полминуты появлялись жены-мироносицы, куранты играли три раза молитву «Христос Воскресе», и двери затворялись».

Поднесенный императрице дар произвел на нее столь сильное впечатление, что она предложила талантливому мастеру возглавить механические мастерские Академии наук. Кулибин принял предложение. Так начался новый, самый яркий, этап в жизни и творчестве «нижегородского посадского, вельми прилежного до всякого сотворения премудростей диковинных».

Однако часы оставались самой большой страстью «главного механикуса отечества», он создавал проекты разнообразных часовых механизмов от «часов в перстне» до башенных гигантов. Карманные «планетные» часы Кулибина, кроме указания на время, показывали месяцы, дни недели, времена года, фазы Луны.

Одним из первых он обратил внимание на необходимость мостостроительства. В 70-х годах XVIII века Кулибин спроектировал первый однопролетный деревянный мост через реку Неву, а в конце 1776 года успешно прошли испытания 14-саженной модели этого моста.

В 1779 году он сконструировал знаменитый фонарь-прожектор, который давал сильное освещение при слабом источнике, создал карманные электрофоры. С тех пор, как при помощи обыкновенных зеркал Кулибин осветил темные переходы Царскосельского дворца.

В 1791 году Кулибин изобрел прототип современного велосипеда и легкового автомобиля: механическую повозку-самокатку, которая приводилась в действие при помощи махового колеса. Первый ножной протез, который сконструировал мастер, был изготовлен для офицера Непейцина, героя Очаковской битвы. Подъемное кресло -- первый в мире лифт -- стало одним из любимейших развлечений высших сановников и дворцовой челяди. Оптический телеграф, «водоход», машины для добычи соли, мельницы, водяное колесо, даже фортепиано и многое другое -- вот многообразное наследие Ивана Петровича, который был награжден Екатериной II специальной именной золотой медалью на Андреевской ленте с надписью «Достойному. Академия наук -- механику Ивану Кулибину».

Гениальный изобретатель, конструктор и ученый не только вызывал восхищение современников, но и оставил потомкам удивительные приборы и оригинальные научные догадки, не вполне еще оцененные. Как сказал великий математик Эйлер Ивану Кулибину: «Теперь Вам остается построить нам лестницу на небо».

Геодезические, гидродинамические и акустические приборы, готовальни, астролябии, электрические банки, телескопы, подзорные трубы, микроскопы, солнечные и иные часы, барометры, термометры, ватерпасы, точные весы -- таков далеко не полный перечень сделанного в мастерских под руководством Кулибина.

Исследования в области генетики

НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ ВАВИЛОВ (1887--1943)

Биолог, основатель генетики в Советском Союзе.

Научная жизнь будущего светила генетики Николая Вавилова началась рано -- еще в студенчестве он поразил научную общественность, выступив на торжественном заседании кружка любителей естествознания с докладом «Дарвинизм и экспериментальная морфология». На старших курсах Московского сельскохозяйственного института Николай Иванович исследовал проблему невосприимчивости растений к разным заболеваниям, впоследствии обосновав свое учение об иммунитете растений в отдельной статье, получившей широкий резонанс в научном мире. Когда в 1911 году Николай Вавилов заканчивал институт, его дипломная работа была опубликована и удостоена премии Московского политехнического музея.

Следующие несколько лет молодой ученый ведет полноценную научную и преподавательскую жизнь, работает в Бюро по прикладной ботанике в Санкт-Петербурге, много путешествует: Франция, Англия, Германия -- крупнейшие биологи Европы приглашают к себе новую звезду из России, охотно завязывают с ним профессиональные и человеческие отношения.

В 1916 году по заданию военного ведомства, поручившего ему расследовать причины массового отравления русских солдат хлебом, Николай Вавилов побывал в Иране, откуда привез уникальную коллекцию растений для своих экспериментов.

Революция застала Николая Ивановича в Саратове, где он много и плодотворно работал над проблемами наследственной изменчивости организмов и иммунитета растений. В 1921 году он с группой своих сотрудников перебрался в Петроград, и тогда же совершил по приглашению американских биологов интереснейшую поездку по зерновым районам США и Канады. Особенно сильно увлекли Николая Ивановича работы генетика Т.Х. Моргана и его коллег.

В 1922 году член-корреспондент Академии наук Николай Вавилов стал во главе Государственного института опытной агрономии, а спустя два года занял пост директора вновь открытого Всесоюзного института прикладной ботаники и новых культур. Посетив в 1924-м с дипломатической группой земледельческие районы Афганистана, Николай Иванович привез домой рукопись в пятьсот страниц, огромное число фотографий и рисунков, более семи тысяч образцов семян и колосьев культурных растений, около тысячи листов гербария. В конце 1920-х -- начале 30-х годов Николай Иванович по-прежнему много ездит по миру: Алжир и Тунис, Марокко и Ливан, Сирия и Греция, Италия и Португалия, Китай и Корея, Япония и Тайвань... И отовсюду привозит он новые экземпляры для уникальной коллекции своего института и обширный материал для своих исследований.

На закрытом заседании Военной коллегии Верховного суда СССР, проходившем в июле 1941 года, Николаю Вавилову был вынесен смертный приговор на основании смехотворного обвинения, состоявшего из абсурдных фраз, вроде «портил посадочные площадки Ленинградского военного округа» или «засевал аэродромы семенами, зараженными карантинным сорняком». Даже отсрочка исполнения приговора не спасла ученого -- весной 1942 года он заболел цингой, потом дизентерией... Умершего в тюремной больнице великого генетика похоронили в братской могиле для заключенных на Воскресенском кладбище Саратова.

Современные молекулярно-генетические исследования выявили значительное сходство генетических карт в пределах больших систематических групп (например, в пределах класса млекопитающих) и широкую гомологию отдельных генов на всем протяжении эволюции организмов. Эти данные полностью подтвердили те смелые гипотезы, которые много лет назад впервые выдвинул замечательный русский биолог Николай Иванович Вавилов.

На основе своей коллекции Вавилов показал, что на Земле существует несколько центров многообразия культурных растений, на составленных им картах стало видно «расползание» по Земле групп растений, окультуренных в определенных местах. В результате этой работы Николай Вавилов создал знаменитую теорию происхождения культурных растений в различные эпохи древнего мира.

Исследования в области ядерной физики

ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ КУРЧАТОВ (1903--1960)

Основоположник ядерной физики родился 12 января 1903 года в Башкирии. Через некоторое время родители перевезли его в Симферополь. Там мальчик поступил в первый класс гимназии. Семья Курчатовых жила скромно, денег с трудом хватало на еду и одежду. Поэтому уже в старших классах Игорь начал подрабатывать -- то репетиторством, то изготовлением деревянных мундштуков.

В 1920 году Игорь Васильевич был зачислен на физико-математический факультет Таврического (Крымского) университета. Всего за три года он блестяще освоил университетский курс, а потом, стремясь воплотить свою детскую мечту о море, поступил сразу на третий курс кораблестроительного факультета Петроградского политехнического института. Но проучился в этом вузе Курчатов всего один год -- открывшийся перед ним увлекательный мир физики захватил начинающего ученого и уже никогда не отпускал. Игорь Васильевич вернулся в Крым, устроился работать в метеослужбу: вел наблюдения за погодой и исследовал приливно-отливные явления на побережье Черного моря. Осенью 1924 года он переехал в Баку, где на кафедре физики Азербайджанского политехнического института занялся изучением свойств диэлектриков. Далее его путь лежал в Петербург. Здесь в 1925 году Игорь Курчатов был принят ассистентом в лабораторию знаменитого ученого Абрама Иоффе, получил звание научного сотрудника первого разряда.

В ходе дальнейших исследований диэлектрических свойств сегнетовой соли физик обнаружил, что некоторые из них аналогичны магнитным свойствам ферромагнетиков. Это открытие дало ему основания назвать такие диэлектрики сегнетоэлектриками.

В 1932-м в круг научных интересов Игоря Васильевича входит ядерная физика. Его успехам в этой области, считавшейся в то время далекой от практического применения, во многом способствовала поддержка со стороны Абрама Фёдоровича Иоффе, который добился разрешения организовать в своем институте отдел ядерной физики и поставил Курчатова во главе его.

Наблюдая за ядерными реакциями, происходящими после нейтронного облучения веществ, исследуя искусственную радиоактивность брома, ученый открыл новое явление -- ядерную изомерию -- распад одинаковых атомов с разными скоростями. Дальнейший анализ показал, что и атомные ядра других веществ также способны принимать различные изомерные состояния.

В начале 1940 года Игорь Васильевич был вынужден прервать работу в области ядерной физики и заняться созданием систем размагничивания боевых кораблей. Реализация его проектов позволила в годы Великой Отечественной войны защищать российский флот от немецких магнитных мин.

В 1943 году Игорю Курчатову было поручено руководство мероприятиями по преодолению монополии США в военной области. Работы по созданию атомного оружия проводились в так называемой Лаборатории № 2 АН СССР (ЛИПАН), ставшей впоследствии Институтом атомной энергии, и в научном центре под условным названием КБ-11, известном ныне как Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (Арзамас-16). За рекордно короткий срок цель была достигнута и в 1949 году состоялись испытания советской атомной бомбы, а в 1953 году -- водородной.

В 1950-е годы Игорь Васильевич полностью посвятил себя работе над проектом первой в мире атомной электростанции, которая была успешно введена в строй 27 июля 1954 года.

Научные достижения Игоря Васильевича Курчатова отмечены присуждением Ленинской и Государственной премий, присвоением звания Героя Социалистического Труда, вручением Золотой медали Мира имени Фредерика Жолио-Кюри. В знак высочайшего признания заслуг ученого президиумом АН СССР учреждена Золотая медаль и премия имени Игоря Курчатова. Курчатовием назван 104-й элемент периодической системы Дмитрия Менделеева.

АНДРЕЙ ДМИТРИЕВИЧ САХАРОВ (1921--1989)

Физик, «отец» советской водородной бомбы.

Родился в Москве 21 мая 1921 г.

С отличием окончил школу в 1938 году и тогда же поступил на физический факультет Московского университета. Окончил его тоже с отличием уже во время войны, в 1942 году, в эвакуации в Ашхабаде.

В сентябре 1942 года направлен на большой военный завод в городе Ульяновске, где работал инженером-изобретателем до 1945 года. На заводе стал автором ряда изобретений в области контроля продукции.

В 1945 году Андрей Дмитриевич был приглашен И. Е. Таммом в Москву, где поступил в аспирантуру Физического института Академии наук. В 1947 году Сахаров Андрей Дмитриевич защитил кандидатскую диссертацию.

В 1948 году Андрей Дмитриевич вошел в группу по созданию водородной бомбы. 12 августа 1953 года была испытана первая советская водородная бомба. После проведенного испытания А. Д. Сахаров по праву стали называть «отцом советской водородной бомбы». Вскоре он был избран академиком АН СССР, ему было присвоено звания Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и присуждена Сталинская премия.

Начиная с 1950 г. Сахаров вместе с Таммом занимался проблемами управляемого термоядерного синтеза. Ими был предложен принцип магнитной термоизоляции плазмы. В 1952 г. по инициативе Сахарова были начаты экспериментальные работы по созданию взрывомагнитных генераторов - устройств, в которых энергия взрыва химической или ядерной реакции преобразуется в энергию магнитного поля. В 1964 г. в ходе этих работ удалось получить рекордно большое магнитное поле - 25 млн. Гс. Сахарову принадлежат несколько ключевых работ в космологии ("Барионная асимметрия Вселенной", "Многолистные модели Вселенной", "Космологические модели Вселенной с поворотом стрелы времени"), работы по теории поля и элементарным частицам.

Продолжая, работать над совершенствованием водородного оружия Андрей Дмитриевич выдвинул идею конструкции водородной бомбы на совершено новом принципе. За что А. Д. Сахаров был удостоен второй звезды Героя Социалистического Труда. В 1962 году на Новоземельском полигоне была испытана 50-мегатонная водородная бомба. За создание сверхмощной бомбы Андрей Дмитриевич был удостоен третьей звезды Героя Социалистического Труда.

В середине 60-х годов у него сформировался новый взгляд на общественно-политические проблемы. Результатом этого явился его труд «размышления о прогрессе, мирном существовании и интеллектуальной свободе». В 1968 году он был отстранен от секретных работ в связи с отъездом в Москву. С этого времени его основная деятельность была направлена на правозащитное движение, за что он в 1975 году получил Нобелевскую премию мира.

Изобретение радио

АЛЕКСАНДР СТЕПАНОВИЧ ПОПОВ (1859 - 1906)

естествоиспытание изобретательство паровоз физика генетика

Русский физик, изобретатель радио.

Книги по истории открытия радио пестрят громкими именами исследователей разных стран -- Джеймс Клерк Максвелл, Майкл Фарадей, Генрих Герц, Эдуард Бранли, Оливер Лодж. Но самое почетное место в этом ряду выдающихся ученых и изобретателей занимает Александр Степанович Попов. Именно он в 1895 году сумел обобщить и найти разумное техническое воплощение научных идей о возможностях использования электромагнитных волн для беспроволочной связи, создав первый радиоприемник и поставив его на службу человечеству.

Александр Степанович Попов родился 16 марта 1859 года на Урале в семье священника. Рос тихим и спокойным мальчиком. Достигнув подросткового возраста, он поступил в Пермскую духовную семинарию, которую окончил в 1877 году. К тому времени уже окончательно сформировался характер Александра Степановича, определился круг интересов и увлечений, в который вошли естественные науки и техника. В связи с этим Попов решил не продолжать духовное образование и поступил на физико-математический факультет Петербургского университета. Александр Степанович посещал заседания электротехнического отдела Русского технического общества, работал там «объяснителем» на выставках, общался с такими корифеями этой области науки, как Павел Яблочков, Александр Лодыгин, Владимир Чиколев и Дмитрий Лачинов. В тот же период он вступил в товарищество «Электротехник» и получил должность регулировщика напряжения динамо-машины, служившей для освещения одного из увеселительных садов Петербурга.

После блестящей защиты кандидатской диссертации «О принципах магнито- и динамоэлектрических машин постоянного тока», Александра Степановича в знак поощрения оставили в университете «для подготовки к профессорскому званию». В 1883 году он начал преподавать в Техническом училище Морского ведомства и Минном офицерском классе, в физической лаборатории которого, воспроизведя все опыты Герца, изобрел прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний. Дальнейшая работа по усовершенствованию этого прибора привела к решению задачи телеграфирования с помощью электромагнитных волн без проводников. 7 мая 1895 года Александр Попов на заседании физического отделения Русского физико-химического общества продемонстрировал сконструированный им радиоприемник. Этот день в нашей стране ежегодно отмечается как день рождения радио.

Последнее вскоре было научно доказано, и Александр Степанович занялся разработкой системы радиотелеграфной связи для флота. Плодами его неустанных трудов явились новые изобретения, которые нашли широкое применение в морском деле, в частности при спасении броненосца «Генерал-адмирал Апраксин», потерпевшего аварию у острова Гогланд зимой 1899--1900 годов.

Детектором электрических колебаний в приемнике Попова был изобретенный в 1890 году Эдуардом Бранли прибор, названный английским ученым Оливером Лоджем «когерером». Это был своеобразный полупроводник: стеклянная трубка, заполненная металлическими опилками, электропроводность которой под воздействием электрических колебаний резко возрастала. Использование звонка, и как регистратора поступившего сигнала, и как автомата для приведения когерера в рабочее состояние, и антенны для улавливания электромагнитных волн позволило ученому обнаружить и зарегистрировать электрические колебания.

Проводя дальнейшие опыты и эксперименты со своим прибором, Александр Степанович заметил, что на его работу влияют грозовые разряды. Заинтересовавшись этим явлением, он изобрел новое устройство, предназначенное для записи атмосферных и электрических разрядов на бумажную ленту. Оно получило название «грозоотметчика» и взято на вооружение метеорологами. Помимо этого, Попов стал автором приемника нового типа, способного принимать телеграфные сигналы на наушник с расстояния 45 километров.

13 января 1906 года Александр Попов скоропостижно скончался. Незадолго до этого он стал директором Петербургского электротехнического института и, по свидетельству современников, строил большие творческие планы. Они были воплощены уже его учениками.

«В соединении с вертикальной проволокой длиною два с половиной метра прибор отвечал на открытом воздухе колебаниям, произведенным большим герцевым вибратором на расстоянии 30 сажен. При дальнейшем усовершенствовании он может быть применен к передаче сигналов на расстоянии, при помощи быстрых электрических колебаний... Можно ожидать существенной пользы от применения этих явлений в морском деле».

История изобретения паровоза

Изобретение, изменившее мир

Долгое время железнодорожные пути сооружались только на рудниках, но потом получили распространение пассажирские дороги с конной тягой. Первая такая рельсовая дорога была устроена в 1801 году в Англии между Уондсвортом и Кройдоном.

Первый паровоз был построен в 1804 году Ричардом Тревитиком, в молодости знакомым с Джеймсом Уаттом, изобретателем паровой машины. Однако железо в те годы было слишком дорого, а чугунные рельсы не могли выдерживать тяжелую машину.

Паровоз Тревитика, 1804

В последующие годы многие инженеры пытались создавать паровозы, но самым удачливым из них оказался Георг Стефенсон, который в 1812--1829 гг. не только предложил несколько удачных конструкций паровозов, но и сумел убедить шахтовладельцев построить первую железную дорогу из Дарлингтона к Стоктону, способную выдержать паровоз. Позднее, паровоз Стефенсона «Ракета» выиграл специально устроенное соревнование и стал основным локомотивом первой общественной дороги Манчестер--Ливерпуль.



Паровоз «Ракета» Стефенсона

Создание железнодорожной сети привело к взрывному росту промышленности с середины XIX век а, особенно металлургической. Во многом, именно изобретение паровоза дало толчок к созданию того мира, в котором мы сейчас живем.

Усложнение конструкции

В основном, конструкция паровоза сформировалась к 1900 г. и сохранилась до последних лет его постройки.

Рост грузооборота железных дорог, прокладка трасс в горных условиях потребовали создания паровозов со все большим количеством тяговых осей, число которых доходило до 7. Опасаясь сильного бокового разрушения пути многоосным жёстким экипажем, паровозная техника пошла по пути создания мощных паровозов с сочленённым экипажем. Наибольшее распространение получил паровоз типа «Маллет», впервые построенный в 1894 г.

Паровоз с приводом системы Шея

Известны также другие типы сочленённых паровозов, не получившие, однако, широкого распространения из-за своей сложности и дороговизны: паровозы Ферли, Гарратта, Гольве, Дю-Буске и др. Паровоз типа «Маллет» имел, как правило, две рамы: заднюю, жёстко прикрепленную к котлу, и подвижную переднюю, соединенную с задней при помощи шарнира. Каждая рама располагалась на отдельной группе движущих осей (от двух до пяти), имевших свою паровую машину. Наиболее широко эти паровозы использовались на железных дорогах США и Канады.

Сочленённый паровоз системы Маллета

В 1915--1916 гг. в Соединенных Штатах Америки был создан тройной сочлененный грузовой паровоз (триплекс) «Маллет» с 12 сцепными осями типа 1-4-0+0-4-0+0-4-1. Третья группа ведущих осей этого паровоза с машиной располагалась под тендером. Для увеличения мощности американских грузовых паровозов применяли вспомогательный паровой двигатель -- «бустер» (паровозы Лайма), который располагался на задней (поддерживающей) тележке паровоза и включался в действие при трогании и разгоне.

Паровозы России и СССР

В России первая железная дорога протяжённостью 27 километров была открыта 12 ноября 1837 года между Петербургом и Царским Селом. Паровоз, который вёл поезд, был куплен у Георга Стефенсона в Англии.
В конце XIX века Россия по густоте железных дорог резко отставала от Европы. А потребность в интенсивных пассажирских перевозках, усугубляемая огромными расстояниями, была очень высокой и все увеличивалась. Наблюдался устойчивый рост пассажирского движения, которое только с 1893 по 1913 год возросло в 4 раза.

Раньше, чем в других странах, на российских железных дорогах появились спальные вагоны, в которых пассажиру случалось жить с неделю и больше. Раньше, чем в Европе, возникла и потребность в увеличении веса пассажирских поездов до 500 т и выше.

Первый паровоз в России был построен механиками отцом и сыном Е. А. и М. Е. Черепановыми на Нижне-Тагильском заводе в 1833--1834. Паровоз Черепановых возил поезда с рудой весом более 200 пудов (3,2 т) со скоростью 12--13 вёрст в час (13--14 км/час).

Паровоз Е. А. и М. Е. Черепановых

В первой половине XIX века паровозы в Россию, в основном, ввозились из-за рубежа. Cерийное производство было налажено только в 1870-е годы. До этого, с 1845 года в России производилось небольшое количество паровозов иностранной разработки. И если в 1869 году было выпущено всего около 20 машин, то уже к 1880 году производство паровозов выросло почти до трех сотен и продолжало увеличиваться. Считается даже, что Россия была первой страной, разрушившей монополию Англии на их производство. Но, несмотря на это, в конце 1870-х годов отечественные паровозы составляли чуть более 1/3 общего парка, во многом благодаря чиновникам, полагавшим, что импортное заведомо лучше своего.

Во время Гражданской войны и в начале 1920-х годов собственные паровозы в России практически не производились, нужное количество заказывалось в Германии и Швеции (часть серии Э). С 1925 года выпуск паровозов был восстановлен и продолжался до 1956 г.

С 20-х годов на паровозы стали устанавливать электрическое освещение. Сначала фонари питали от генераторов вагонов (при этом ацетиленовые фонари не снимали и использовали при движении без состава), а потом стали устанавливать паровые турбогенераторы и на сам паровоз.

Сотый паровоз акционерного общества «Сормово» (1899)

С 1914 по 1931 годы техническое состояние паровозов резко ухудшилось, что было связано с введением т. н. «обезличенной» езды. Если ранее каждый паровоз закреплялся за своей бригадой машинистов, которая следила за техническим состоянием «своего» паровоза, но его работа была привязана к рабочим сменам бригады, то при обезличенной езде локомотив мог работать круглые сутки. Однако такой подход имел существенный недостаток -- машинистам стало невыгодно бережно относиться к паровозу и следить за его состоянием. Поэтому, из-за катастрофического технического состояния локомотивов, в 1931 году была восстановлена «прикреплённая» езда. Следует отметить, что в связи с повсеместным переходом на тепловозы и электровозы, обезличенная езда была восстановлена в 1960-е годы, что опять негативно сказалось на состоянии подвижного состава, но преимущества этого способа в современных условиях превысили его недостатки.

В СССР наиболее распространёнными типами паровозов были: Ов («овечка»), СУ, Э, ЭУ, ЭМ, ЭР, СО, ФД, ИС (ФДП), Л, ЛВ, П36. Производство паровозов в СССР было полностью прекращено в 1956 г.

Закат паровозной эры

Эра паровозов продолжалась до 1950-х годов, когда их производство было полностью свернуто. В большинстве стран оставшиеся паровозы эксплуатировались до середины 1970-х, за это время они, в основном, были уничтожены, небольшая часть -- оставлена в резерве на случай энергетического кризиса, а единицы переданы в музеи или на туристические маршруты.

Изобретения в авиации

Александр Федорович Можайский (1825--1890 гг.)

Талантливый русский изобретатель Александр Федорович Можайский (1825--1890 гг.) первый в мире создал самолет в натуральную величину, способный поднять в воздух человека. Над решением этой сложной технической задачи до А. Ф. Можайского, как известно, работали люди многих поколений как в России, так и в других странах, шли они разными путями, но никому из них не удавалось довести дело до практического опыта с натурным самолетом. А. Ф. Можайский нашел верный путь к решению этой задачи. Он изучил труды своих предшественников, развил и дополнил их, используя свои теоретические познания и практический опыт.

Ранние работы А. Ф. Можайского. Проект самолета

Возникновение своей идеи создания летательного аппарата тяжелее воздуха А. Ф. Можайский относил к 1856 г. В последующие 20 лет изобретатель много занимался изучением полета птиц, исследовал их крылья и определял удельные нагрузки на них. В 60-- 70-х годах он производил многочисленные аэродинамические исследования и опыты с пластинками и моделями крыльев птиц, определяя их лобовое сопротивление, качество и подъемную силу в зависимости от угла атаки. Исследования проводились на сконструированной им тележке, где испытуемая поверхность крепилась на рычажной подвеске, а возникшая на ней сила уравновешивалась грузом на различных скоростях движения тележки. А. Ф. Можайский производил также опыты с моделями винтов и с воздушными змеями. Летом 1876 г. он несколько раз поднимался в воздух на построенном им большом воздушном змее, буксируемом тройкой лошадей. Несомненно, что такой змей явился прототипом самолета-моноплана с крылом малого удлинения.

По этой схеме А. Ф. Можайский стал строить летающие модели с воздушными винтами, вращаемыми часовой пружиной или же резиновым шнуром. В 1876 г. была построена его модель "Летунья", о которой упоминалось выше. В конце 1876 г. -- начале 1877 г. А. Ф. Можайский удачно демонстрировал ее полеты в манеже военным морякам и инженерам. Была достигнута скорость до 15 км/ч, причем смогла поднять в воздух нагрузку (кортик). Об этом, как и о прочих ранних работах А. Ф. Можайского, включая его полеты на змее, свидетельствуют в своих статьях полковник Богословский 1, инженер Зарубин 2, профессор Алымов 3 и воздухоплаватель Печковский.

Конец 1876 г. и начало 1877 г. -- это период наибольшего успеха, почти триумфа, А. Ф. Можайского. Удачные полеты модели (или моделей) вселили уверенность в возможность создания подобного аппарата в натуральную величину, породили надежды на успешное практическое применение этого изобретения.

В конце 1876 г. А. Ф. Можайский обратился в Военное министерство с ходатайством о предоставлении ему средств для производства дальнейших опытов над моделями более крупных размеров, главным образом для изучения работы воздушных винтов. Предложение рассматривалось и было одобрено особой комиссией с участием проф. Д. И. Менделеева. Просимые деньги в сумме 3 тыс. руб. были отпущены. А. Ф. Можайский представил программу опытов и начал работы. По свидетельству Зарубина, в июне 1877 г. Можайский снова демонстрировал очень удачные полеты своей модели.

В результате годовой работы Можайский пришел к заключению, что опыты с моделями не дают ему полной возможности сделать окончательные выводы о полете аппарата в натуральную величину. 23 марта 1878 г. он подал военному министру докладную записку, в которой просил дать ему возможность построить "большой аппарат", способный поднять человека. К записке была приложена смета расходов на его постройку. Вслед за этим А. Ф. Можайский представил описание аппарата с его чертежом и пояснительной запиской с расчетами. Это предложение рассматривалось уже другой комиссией генерала Паукера и 15 июня 1878 г. было отклонено. Дело в том, что члены комиссии в то время еще не понимали идеи самолета с неподвижным крылом как основного и перспективного вида летательной машины тяжелее воздуха.

Проект самолёта Можайского

Конструкция самолета

Чертежей построенного самолета А. Ф. Можайского пока не обнаружено, поэтому составить полное представление о том, каким был этот самолет в окончательном его виде, можно лишь на основе изучения и сопоставления различных других материалов. При этом необходимо иметь в виду, что самолет А. Ф. Можайского по первоначальному проекту был далеко не таким, каким он стал впоследствии. С учетом этого обстоятельства следует рассматривать и сведения о нем. Конечно, ценность их различна, но пренебрегать даже менее важными из них нет оснований.

Все они, вместе взятые, помогают восстановить схему, размеры, конструкцию самолета и дать наиболее правильное представление о нем как инженерном сооружении.В 1950 г. акад. Б. Н. Юрьевым при участии В. Б. Шаврова был сделан аэродинамический расчет самолета Можайского с учетом всех особенностей его схемы и конструкции (подлинник--в Научно-мемориальном музее Н. Е. Жуковского). Качество самолета получилось около 5.5.

Основываясь на приведенных выше и других материалах, содержащих сведения о конструкции самолета, можно заметить значительные различия между данными первоначального проекта и построенным самолетом. В основном эти различия сводятся к следующему.

Чертежи «воздухоплавательного снаряда» (самолета), разработанные А. Ф. Можайским в 1877 г.

Предусматривалось проектом	Имелось в построенном самолете
Боковые винты -- в вырезах задней кромки крыльев	Боковые винты -- в прорезах крыльев на 35--40 % их хорды
Двигатель 20 л. с. вращает передний винт, двигатель 10 л. с. -- два боковых винта	Двигатель 20 л. с. вращает два боковых винта, двигатель 10 л. с. -- передний винт
Передний винт очень больших размеров, значительно больше боковых	Винты умеренных размеров, все три одинаковые
Лопасти винтов очень широкие, в виде стальных ободов с обтяжкой холстом	Лопасти винтов умеренной ширины, сделаны из дерева в виде ободов, зашитых тонкими дощечками посредством проволоки
Каркас самолета -- из угловой стали	Каркас самолета -- из дерева

Сопоставляя данные из приведенных источников, можно сделать следующие выводы.

Самолет имел общую схему, изображенную на рис., а размеры крыла; крылья были выгнуты вверх, как показано на рис.; хвостовое оперение имело общие контуры, соответствовавшие изображенным на рис., но были, по-видимому, рули, отделенные от стабилизатора и киля. Обтяжка крыльев и оперения была односторонней из прорезиненной (возможно, покрытой лаком) шелковой материи и пришнуровывалась к каркасу бечевкой через медные кольца-люверсы. Мидель лодки был около 1,37 м2, ее ширина --около 1,5 м. Двигатели и котел соответствовали их описанию. От большего двигателя к боковым винтам шли приводные ремни, надетые на шкивы двигателя и винтов. Баки и трубопроводы -- медные. Площадь горизонтального оперения составляла около 15 % площади крыльев, которая до выявления более точных данных может быть принята равной 600 кв. аршинам, т. е. 303 м2, а габаритная с учетом площади лодки и без вырезов под винты -- 342 м2. В этом случае площадь крыльев с горизонтальным оперением получается равной 372 м2, т. е. равной как раз тем 4000 кв. футов, которые указаны в протоколе Русского технического общества от 22 февраля 1883 г. Указанные в акте 1890 г. 3400 кв. футов "отакелаженного полотна" не противоречат этому. Если вычесть площадь в 230 кв. футов, занимаемую лодкой, и площадь в 110 кв. футов, занимаемую вырезами под винты, и учесть, что в протоколе комиссии 1878 г. указана общая площадь.

АНДРЕЙ НИКОЛАЕВИЧ ТУПОЛЕВ (1888--1972)

Авиаконструктор, ученый, один из основателей отечественного самолетостроения.

С именем Андрея Николаевича Туполева связаны лучшие страницы в истории отечественного самолета- строения. Под руководством этого прославленного ученого было создано более 100 типов самолетов, выдвинуты и реализованы идеи, которые определили развитие авиационной отрасли на многие десятилетия вперед. Высокий профессионализм гармонично сочетался в Андрее Николаевиче с талантом организатора и руководителя. Именно он выступил инициатором создания первого в стране опытного завода по строительству цельнометаллических самолетов, участвовал в формировании Центрального аэрогидродинамического института, работал над проектами аэродинамических труб, строил гидроканалы.

Туполеву были чужды честолюбивые мечты о богатстве и власти, он считал, что каждый человек должен заниматься своим делом, потому что в этом -- высшее благо. Однажды его спросили: «Почему вы не пишете воспоминаний?» -- «Я не пишу, я делаю», -- ответил он. Для Андрея Николаевича было важно видеть результат своей работы, осознавать, что своими неустанными трудами он вносит огромный вклад в обороноспособность нашей страны. Будучи человеком решительным и знающим себе цену, он, тем не менее, предпочитал демократический стиль руководства, постоянно привлекал к работе специалистов из разных областей, имел полтора десятка помощников и советников. Примечательно то, что этот выдающийся деятель с государственным мышлением, наделенный необычайными творческими способностями и интеллектом, происходил из обыкновенной крестьянской семьи.

Андрей Туполев родился в 1888 году в селе Пустомазово Тверской губернии. Учился в Московском высшем техническом училище. Свои первые изобретательские идеи он воплотил на занятиях студенческого воздухоплавательного кружка, участвовал в постройке планера, на котором самостоятельно совершил полет. В 1916--1918 годах Туполев работал в первом в России авиационном расчетном бюро, конструировал аэродинамические трубы. В 1918 году вместе с Н.Е. Жуковским он выступил инициатором создания Центрального аэрогидродинамического института. Позднее возглавил конструкторское бюро по проектированию металлических самолетов. Результатами его работы явилось строительство в 1923 году первого легкого самолета смешанной конструкции (АНТ-1), в 1924 году -- первого цельнометаллического самолета (АНТ-2), в 1925 году -- первого боевого цельнометаллического самолета (АНТ-З). Все они великолепно прошли необходимые испытания и получили положительную оценку ведущих авиаторов страны.

На спроектированных им самолетах установлено 78 мировых рекордов, выполнено около 30 знаменитых рейсов. Среди них: спасение экипажа затертого льдами в Чукотском море парохода «Челюскин» в 1934 году, беспосадочные перелеты Чкалова и Громова в США через Северный полюс в 1937 году. Самолеты-бомбардировщики, торпедоносцы, разведчики конструкции Андрея Николаевича Туполева успешно сражались на фронтах Второй мировой войны.

В 1950--1960-е годы конструктор продолжил работу по строительству военных и гражданских самолетов. Созданные им реактивный бомбардировщик Ту-12, первый реактивный пассажирский самолет Ту-104, первый турбовинтовой межконтинентальный пассажирский лайнер Ту-114, Ту-124, Ту-134, Ту-154, сверхзвуковые самолеты стали гордостью нашей станы.

В настоящее время конструкторское бюро «Туполев» -- старейшее российское самолетостроительное предприятие -- флагман создания военной стратегической авиации и строительства гражданских авиалайнеров. Более 18 000 самолетов, несущих на своих фюзеляжах эмблему «Ту», бороздят воздушные пространства планеты. Сотни самолетов, изготовленных на предприятии, экспортируются за рубеж, привлекая западных покупателей прекрасными эксплуатационными качествами.

Андрей Николаевич Туполев мечтал оставить след в истории, мечтал сделать что-то очень важное для своей страны. Его мечта стала реальностью, а сам он превратился в легенду, прекрасный миф о современном Икаре.

1920-е годы открыли в процессе развития авиационной отрасли новую эру -- эру строительства уникальных по своим техническим характеристикам бомбардировщиков, истребителей, пассажирских, транспортных, морских самолетов, а также аэросаней, торпедных катеров, гондол, мотоустановок -- эру, наступление которой неразрывно связано с яркой, плодотворной деятельностью Андрея Николаевича Туполева.

Вывод

Данный реферат имеет тему «Изобретатели России». Содержание реферата помогает больше узнать о русских изобретателях и их изобретениях, увеличивает кругозор в данной области. При подборке материала я узнал, какие изобретения были произведены в России и кем, узнал многое из жизни изобретателей. Я думаю, полученные знания обязательно пригодятся мне в жизни. Исследования показали, что полна талантами земля русская. Российские изобретатели смогли достичь исследовательских высот в самых различных областях, это Естествоиспытания в лице Михаила Васильевича Ломоносова. Значительное место в научной деятельности Михаила Ломоносова занимали исследования в области электричества, изучение оптических явлений, геологии, минералогии, астрономии и геофизики. Так же исследования в области ядерной физики Игорем Васильевичем Курчатовым и Андреем Дмитриевичем Сахаровым и многое другое. Исследователей много, но их объединяет то, что они все внесли большой вклад в формирование современной России, и многими предметами обихода, без которых не представляем своей жизни, мы обязаны великим исследователям России.

Размещено на Allbest.ru