Основные направления деятельности учёных – химиков в годы Великой Отечественной войны.

Специальный выпуск

ВЕЛИКИЕ ХИМИКИ

«Вклад ученых – химиков в победу над фашизмом в

Великой Отечественной войне»

СУББОТА, 9 мая, 2020

Основные направления деятельности учёных – химиков в годы Великой Отечественной войны.

Лозунг «Все для фронта, все для победы!» с первых дней войны стал ведущим в работе каждого советского ученого. Обстановка не допускала ни малейших элементов застоя, она учила подвижности, маневренности, умению преодолевать трудности. Война потребовала грандиозного количества разнообразных видов стратегического сырья. Потребовался целый ряд новых металлов для авиации, для бронебойной стали, потребовались магний и стронций для осветительных ракет и факелов, потребовалось больше йода, текстильные изделия и многочисленные химикалии: каустическая сода, минеральные соли, лаки и краски; в большом количестве требовался каучук, карбид кальция и т.п.

В исключительно сложных условиях военного времени ученые находили новые источники сырья, новые виды химических продуктов, разрабатывали новые технологические методы.

Необходимы были новые сырьевые ресурсы. Основной военно-промышленной базой страны стал Урал. Быстрыми темпами развернулось строительство химических заводов. При активном участии ученых-химиков научных центров Урала, Сибири, Казахстана и Средней Азии в 1943 г. было выпущено химических продуктов для военных нужд больше, чем в довоенное время. Так, вдвое увеличилась выработка наркозного эфира, в 1,5 раза – новокаина, в 7 раз – хлорэтана, в 5 раз – препаратов висмута.

Значение химии определялось её участием в развитии следующих основных направлений, по которым проводились научно-исследовательские разработки для нужд фронта:

1. Содействие развитию металлургической, машиностроительной и оборонной промышленности в создании металлов и сплавов специального назначения, продуктов органического синтеза спецназначения (прочная броня, пластмассы и др.);

2. Создание боеприпасов и других составов специального назначения (зажигательные смеси, топливо для ракетных установок и т.п.);

3. Создание специальных пищевых, медицинских и технических препаратов, обеспечивающих решение специфических задач, постоянно выдвигаемых в условиях войны;

4. Поиск новых видов сырья и энергии; резкое увеличение производства отдельных видов чёрной и цветной металлургии, нефтяной, химической и электро-технической промышленности, строительных материалов.

Практическая деятельность ученых в годы Великой Отечественной Войны. Создание специальных пищевых, медицинских, технических препаратов, необходимых для нужд войны.

В первый год войны наша армия испытывала большие трудности с обмундированием, теплой одеждой и обувью. За два осенних месяца – октябрь и ноябрь 1941 года Научно-исследовательский институт удобрений и инсектицидов создал уникальную химическую грелку, выполненную в виде стелек сапог или валенок. Это простое и недорогое устройство начинало действовать при заливке в него 15 граммов воды, сохраняя тепло в течение 19 часов, согревая бойцов в зимнюю стужу. Выполненная в виде матраса, она использовалась для перевозки тяжелораненых бойцов. Она облегчала запуск в морозные дни танковых и автомобильных двигателей, использовалась для подогрева пищи. Также учёными был разработан обогревательный пояс – обтянутый кожей медный резервуар, который крепился на брючном ремне. В резервуар засыпали 200 г. реакционной смеси – измельчённые в порошок алюминий хлорид меди (II), взятые в стехиометрическом соотношении. Воду в количестве 100-120 мл добавляли в резервуар из баллончика, находящегося в нагрудном кармане. Подачу воды регулировало несложное тепловое реле. Пояс мог согревать в течение 8 часов. Эта химическая грелка была новой не только по форме, но и по содержанию: впервые было использовано тепло, возникающее при вытеснении одного металла другим — более электроотрицательным. В Ленинграде, в блокадную зиму 1942 года, использовали грелки, заполненные смесью хлористой меди и железных стружек. От одной заправки водой такие грелки работали 60-70 часов.

Открытия химиков в медицине сыграли огромную роль в спасении многих тысяч раненых: Академик А.В. Палладин синтезировал аналог витамина К- викасол. Ученые МГУ в январе 1942 г разработали и внедрили в медицинскую практику препарат для ускорения свертывания крови – фермент тромбин. Он расширил возможности хирургов при операциях.

Многие ученые-химики создавали лекарственные препараты, необходимые для лечения раненных. Так, полимер винилбутилового спирта, полученный М.Ф.

Шостаковым, - оказался хорошим средством для заживления ран, он использовался в госпиталях под названием «бальзам Шостаковского». Много жизней спас бальзам Шостаковского. Полученный на основе полимеризации виниловых эфиров, он оказался прекрасным противовоспалительным средством и не давал побочных эффектов. Мельников Николай Николаевич получил препарат гексахлорциклогексан (гексахлоран), основа дуста, применяемая для борьбы с сыпным тифом, переносимым вшами

В годы Великой Отечественной войны многие тысячи раненых обязаны своим спасением сульфаниламидным препаратам, обладающим противомикробными, антибактериальными свойствами. Ученый, работавший в области органической химии, Исаак Яковлевич Постовский в конце 1930-х гг. синтезировал большую серию сульфаниламидных препаратов.

В первые годы войны Постовский с группой сотрудников в рекордно короткие сроки организовал производство сульфаниламидных препаратов на Свердловском химическом заводе, который оказался единственным в стране заводом, выпускавшим столь необходимые на фронте и в тылу лекарственные средства. В это же время для лечения длительно незаживающих ран Постовским была предложена комбинация сульфамидных препаратов с бентонитовой глиной – средство, используемое и сегодня в медицине, так называемая «паста Постовского».

Кроме сульфаниламидных препаратов для лечения раненых большую роль сыграли антибиотики. Первый антибиотик – пенициллин – был открыт в 1928 г. английским ученым Александром Флемингом. В Советском Союзе впервые пенициллин (бензилпенициллин) был синтезирован ученым-микробиологом Зинаидой Виссарионовной Ермольевой в 1942 г. Величайшей заслугой Ермольевой является то, что она не только первой получила пенициллин, но и активно участвовала в организации промышленного производства и внедрения в медицинскую практику этого антибиотика. И сделала она это в труднейший период для российской науки – в годы Великой Отечественной войны. «Рождение» пенициллина послужило импульсом для создания других антибиотиков. Так, советский биолог Георгий Францевич Гаузе вместе с женой – ученым-химиком Марией Георгиевной Бражниковой – в годы войны синтезировал первый оригинальный советский антибиотик – грамицидин С. Срочно было налажено массовое производство нового препарата и отправка его на фронт. Благодаря противомикробному действию антибиотиков во время войны и в мирное время были спасены десятки тысяч жизней при таких опасных заболеваниях, как газовая гангрена, столбняк, менингит, септические (гнойные) инфекции.

Профессор Гильм Хайрович Камай занимался совершенствованием технологии получения новых видов крайне нужного в военной медицине шовного хирургического материала – кетгута,

Учёные Ленинграда разработали и изготовили более 60 новых лечебных препаратов, в 1944 году освоили метод переливания плазмы, создали новые растворы для консервации крови, в лаборатории аналитической химии было создано производство наркозного эфира.

Большое значение придавалось производству химико-фармацевтических препаратов: витаминов, веществ, повышающих устойчивость организма и снижающих его утомляемость; антисептиков, болеутоляющих, возбуждающих дыхание, кровоостанавливающих и других веществ. Очень важно, что многие из этих препаратов изготовлялись из недифицитного сырья.

Ученые разрабатывали средства для дезактивации, дегазации, дезинфекции вооружения. Было налажено производство авиаброни, высококачественных нитролаков, эмалей для военных самолетов

Создание боеприпасов, зажигательных смесей, топлива.

Не хватало не только продовольствия, но и боеприпасов. В этот критический период на помощь военным пришли ученые. За два дня на одном из предприятий наладили выпуск бутылок с зажигательной смесью или просто Коктейль Молотова. На базе научно-исследовательского института удобрений и инсектофунгицидов, директором которого был крупнейший советский химик-технолог Семен Исаакович Вольфкович, уже в первые месяцы войны было организовано производство фосфорсодержащих веществ, на основе которых изготавливались зажигательные средства для противотанкового оружия. На опытном заводе института было налажено производство сплавов фосфора с серой, которые заливались в стеклянные бутылки и служили зажигательными противотанковыми «бомбами».

Помимо фосфорсодержащих смесей для заполнения зажигательных бутылок широко использовали ещё самовоспламеняющиеся жидкости «КС» и горючие смеси № 1 и № 3. Смеси №1 и №3 состояли из авиационного бензина, керосина, лигроина, для загущения которых добавляли технические масла или специальный отверждающий порошок ОП-2, разработанный в 1939 г. под руководством А.П. Ионова. В бутылки «КС» заливали бензин, керосин или масло и прикрепляли к ним резинкой ампулы, содержащие концентрированную серную кислоту, бертолетову соль и сахарную пудру. Как только такая бутылка при ударе разбивалась о броню, компоненты запала вступали в химическую реакцию, происходила сильная вспышка, и горючее воспламенялось.

Бутылки с горючей смесью, или жидкостные гранаты именовали на фронте «коварной смесью», «коктейлем Молотова» или «коктейлем смерти». При всей их дешевизне и простоте изготовления они доказали свою эффективность во многих танковых сражениях Великой Отечественной войны. Бутылка с самовоспламеняющейся жидкостью, падая на твердое тело, разбивалась, жидкость разливалась и горела ярким пламенем до 3 мин., развивая температуру до 1000°С. При этом, будучи липкой, она прилипала к броне или залепляла смотровые щели, стекла, приборы наблюдения, ослепляла дымом экипаж, выкуривая его из танка и сжигая все внутри танка. Попадая на тело, капля горящей жидкости вызывала сильные, трудно заживаемые ожоги. Горючие смеси горели до 60 секунд с температурой до 800°С, выделяя черный дым. Они превращали наступавшие танки в груды обгорелого металла.

Бутылки хорошо сочетались с гранатами. Истребители танков практиковали такой прием: бросок противотанковой гранаты или связки гранат в ходовую часть танка, а после его остановки — бросок бутылки на корму. Зажигательные бутылки предназначались также для поражения ДОТов и ДЗОТов, живой силы в укрытиях и самолетов на стоянках. Бутылки быстро стали привычным средством партизан. Широко применялись они и в системе противотанковых и противопехотных заграждений. В оборонительных боях под Москвой использовали уже «огневые валы» и «поля». Огневые валы устраивали из различных горючих материалов и поджигали бутылками «КС». В минных полях зажигательные бутылки располагали в шахматном порядке в сочетании с противотанковыми минами. В середине войны распространилась практика создания «огненно — укладывалось около 20 бутылок, дававших при взрыве столб огня высотой до 8 м, поражая горящей жидкостью площадь около 300 м². «Коктейль Молотова» остался уникальным русским рецептом.

Бутылки с самовоспламеняющейся жидкостью «КС» и «БГС»

Одновременно с зажигательными бутылками на полях сражений во время Великой Отечественной войны использовались и различные термитные зажигательные средства — шары, патроны, шашки. Их наиболее широко применяли партизаны, разведчики, штурмовые группы и авиация. Термит — смесь Fe3O4 c алюминиевым порошком. При поджигании этой смеси происходит бурная реакция с выделением большого количества теплоты: 8AI + 3Fe3O4 = 4AI2O3 + 9Fe + Q. Температура в зоне реакции достигает 3000°С. При такой высокой температуре плавится броня танков. Термитные снаряды и бомбы обладали большой разрушительной силой.

В годы войны в огромном количестве требовались взрывчатые вещества. Для их получения необходимы были такие вещества, как азотная кислота, толуол и другие ароматические углеводороды. Производство этих соединений было в экстренном порядке налажено на заводах Урала и Сибири. Так, уже в 1941 для получения тротила академик Ю.Г. Мамедалиев выполнил работу по синтезу толуола. Тротил со щелочами образует соли, которые легко взрываются при механических воздействиях, поэтому он оказался незаменим в производстве взрывчатых веществ, зарядов к разрывным снарядам, подводных мин, торпед. Во время Второй мировой войны его было произведено около 1 млн. т.

Взрывчатка в большом количестве нужна была также и для горнодобывающей промышленности. Особая роль во время войны отводилась качеству пороха. На вооружении нашей армии использовалось два вида пороха: нитроцеллюлозный (бездымный) и черный (дымный). Основу первого составляет высокомолекулярное взрывчатое вещество нитроцеллюлоза, а второй представляет собой смесь нитрата калия (75%), угля (15%) и серы (10%). Реакция горения дымного пороха выражается уравнением: KNO3 + 3C + S = N2 + 3CO2 + K2S + Q. Два продукта реакции: N2 и CO2 - газы, а сульфид калия — твёрдое вещество, образующее после взрыва дым. Источник кислорода при сгорании пороха — нитрат калия. Если сосуд, запаянный с одного конца, закрыт подвижным телом — ядром, то оно под напором пороховых газов выбрасывается. В этом проявляется метательное действие пороха. А если стенки сосуда, в котором находится порох, недостаточно прочны, то сосуд разрывается под действием пороховых газов на мелкие осколки, которые разлетаются вокруг с огромной кинетической энергией. Это бризантное действие пороха. На основе нитроцеллюлозных порохов нашими учёными были созданы новые разновидности бездымного пороха – балиститные пороха, которые служили топливом для реактивных снарядов, используемых грозными боевыми «катюшами» и знаменитыми штурмовиками ИЛ-2.

Для начинки гранат и разрывных пуль было создано новое взрывчатое вещество кордит, состоящее на 30% из нитроглицерина и 65% пироксилина (тринитрата целлюлозы):

В производстве патронов, артиллерийских снарядов, взрывчатых веществ, зажигательных смесей для миномётов использовались результаты исследований процессов взрыва, горения и детонации, проводимые, в частности, в Институте химической физики АН СССР под руководством Н.Н.Семёнова. Данные исследования были использованы при создании и совершенствовании кумулятивных снарядов, гранат и мин для борьбы с вражескими танками. Кумулятивные снаряды пробивали броню толщиной, равной их калибру, мины пробивали броню толщиной 200 мм. Эти снаряды были использованы в танковом сражении на Курской дуге. Личный вклад академика Семенова в обеспечение победы в войне всецело определялся разработанной им теорией цепных разветвленных реакций. Эта теория давала в руки химиков возможность ускорять реакции вплоть до образования взрывной лавины, замедлять их и даже останавливать на любой промежуточной стадии. Академик Петр Леонидович Капица специально для этих нужд придумал устройство для получения в неограниченном количестве жидкого кислорода из воздуха. Для получения взрывчатки достаточно было пропитать им опилки или торф и поджечь. Такой взрывчаткой в 1941 г начиняли даже авиационные бомбы на аэродромах.

Большой вклад в теорию взрывов, химию и технологию производства взрывчатых веществ и пороха внесли такие учёные, как Ю. Б. Харитон, Н. Д. Зелинский, С. С. Наметкин и многие другие. Благодаря им были созданы взрывчатые смеси на основе нитратов в качестве окислителей, такие как аммонит (смесь нитрата аммония с горючими добавками), аммотол (смесь нитрата алюминия с тринитротолуолом) и аммонал (смесь тринитротолуола с порошкообразным алюминием). При взрыве аммонала протекает следующая химическая реакция: 3NH4NO3 + 2AI = 3N2 + 6H2O + AI2O3 + Q. Алюминий, обладающий высокой теплотой сгорания, необходим в данном процессе для увеличения энергии взрыва. Химики-органики успешно проводили исследования по улучшению свойств различных смазочных масел, ими был разработан метод получения авиационного топлива, малосернистых бензолов из высокосернистой нефти и др. Успешно был осуществлен оригинальный способ придания тканям огнестойкости и водоустойчивости

Содействие развитию металлургической, машиностроительной и оборонной промышленности.

В области легких сплавов по рекомендации ученых удалось в сокращенные сроки приступить к изготовлению продукции важного оборонного значения; аналитики успешно внедрили новый метод ускоренного определения алюминия и магния. При содействии ученых на одном из заводов в очень короткие сроки была решена сложная проблема извлечения благородных металлов из промышленных отходов, которые до этого не использовались.

Уже в сентябре 1943 года в освобождённый Донбасс приехали группы учёных во главе с академиком И.П. Бардиным. Были разработаны конкретные предложения, направленные на налаживание производства чугуна, включая использование магнезиальных известняков в качестве флюсов, кислородного дутья, обогащения марганцевых руд и т. п.

Новые технологические решения были найдены также в производстве стали.

Физики - техники под руководством академика Н.Семенова помогали решать проблемы наземного транспорта, а также вопросы, связанные с повышением эффективности взрывчатых веществ. Нетрудно представить, какое значение в условиях войны имеет защита деревянных сооружений от огня. Советские физико-химики успешно решили и эту задачу: разработанный ими метод значительно улучшил огнезащитную пропитку дерева, в частности шпал.

Великая Отечественная война имела тяжелые последствия для промышленности СССР. Стремительно наступавшие немецкие армии захватывали заводы, расположенные в западной части СССР и производящие военную технику. Спешная эвакуация позволила вывезти часть заводов из Киева, Минска, Одессы, Севастополя, Смоленска, Курска, Ленинграда на Урал, в Сибирь, Архангельск. Была поставлена важнейшая государственная задача: в короткие сроки наладить производство вооружения – танков, кораблей, подводных лодок, пушек, самолетов. Необходимо было решить целый ряд технологических задач:

¾ разработать специальные стали для брони пушек, танков, самолетов;

¾ наладить металлургическую отрасль промышленности для изготовления новых сталей;

¾ создать высокопроизводительные способы соединения сталей;

¾ изготовить оборудование в массовых масштабах для соединения и сборки конструкций – пушек, танков, самолетов.

За вторую мировую войну было израсходовано около 800 млн т стали на производство орудий, танков, бронепоездов, артиллерийских установок, военных кораблей. Потребовались стали со специальными свойствами: прочностью, вязкостью, ударной вязкостью (вязкость в процессе ударов снарядами, пулями). Для этого в состав стали вводили легирующие элементы, такие, как Ni, Cr, Мn, Ti.

Зимой 1941 г. под руководством академика Е. О. Патона был разработан скоростной метод автоматической сварки под флюсом. Сварка стальных конструкций этим методом позволила в короткие сроки в 1942–1943 гг. наладить на Урале производство танков Т-34.

Эти танки по сравнению со всеми немецкими танками имели лучшую подвижность, проходимость, большой запас хода, абсолютное превосходство в броне и вооружении.

Ведение войны требовало повышенного расхода алюминия. На Северном Урале в начале войны под руководством академика Д.В.Наливкина было открыто месторождение бокситов. К 1943 г. производство алюминия по сравнению с довоенным возросло в три раза.

До войны алюминий использовали при производстве бытовых изделий. В предвоенные годы возникла острая необходимость в создании легких металлосплавов для производства самолетов и некоторых частей корпусов кораблей и подводных лодок. Чистый алюминий, несмотря на легкость (= 2,7 г/см3), не обладал необходимыми для изготовления оболочек самолетов и конструкций кораблей прочностными свойствами – морозостойкостью, коррозийной стойкостью, ударной вязкостью, пластичностью. Многочисленные исследования советских ученых в 1940-е гг. позволили разработать сплавы на основе алюминия с примесями Mg, Мn, Cu, Ti. Некоторые из них подвергались термообработке и использовались при создании конструкций самолетов в конструкторских бюро С.А.Лавочкина, С.В.Ильюшина, А.Н.Туполева. Таким сплавом является дуралюмин (94% Al, 4% Cu, 0,5% Mg, 0,5% Mn, 0,5% Fe, 0,5% Si). В первых «Катюшах», управляемых ракетных снарядах, использовались сплавы Al–Mn и Al–Мg.

Активную помощь фронту в тылу оказали ученые Ленинградского политехнического института: они решали проблемы борьбы с обледенением самолетов, изготовили высокочастотный изоляционный материал и т.п.

Высокую оценку получили оригинальные исследования И. Назарова по синтезу многочисленных новых производных винилацетилена, использованных в оптической, машиностроительной и других отраслях промышленности в качестве клеев. Применение этих клеев позволило скреплять в любых условиях металл с металлом, с деревом, стеклом, пластмассами и другими материалами

Разнообразные проблемы, актуальные для фронта и тыла, разрабатывали ученые под руководством академика Николая Николаевича Семенова. Их исследования помогали решать проблемы транспорта и повышения эффективности взрывчатых веществ, улучшения огнезащитной пропитки шпал. Ими был усовершенствован метод обработки деталей самолетов, достигнута экономия дефицитных хрома и се Особой страницей в истории советской науки является та, где запечатлён вклад в неё учёных героического Ленинграда в период 900-дневной блокады. Известно, какое значение для блокадного Ленинграда имела Дорога жизни, проложенная по льду Ладожского озера. Сколько подготовительных работ было проведено, прежде чем она начала действовать! Прежде всего, надо было выяснить свойства льда озера, условия его замерзания (состав воды, направления движения воды, льда, силу ветра и т.п.). Пригодились опыт исследовательской работы гидрохимиков, изучение физико-химических свойств различных материалов, режимов замерзания озёрной воды. Исследованием свойств льда занималась группа учёных Физико-технического института АН СССР под руководства член-корреспондента П.П. Кобеко, а в лаборатории холодильных машин Ленинградского холодильного института занимались изучением условий смерзания льда и металла (важно было выяснить, как «ремонтировать» дорогу при нарушении ледяного покрова). Тогда же занимались и созданием оксиликвитных взрывчатых веществ (жидкий кислород в смеси с органическими соединениями). Эти работы проводила группа учёных (И.И. Левин, Л.М. Розенфельд, Н.Н. Кошкин). Они назвали своё изобретение «оружие возмездия». Подвиг учёных Ленинграда, многие из которых не дожили до снятия блокады навсегда останется в памяти тех, кто жил в осаждённом городе, кто следил за его борьбой не только в нашей стране, но и за её пределами.

А в самом осажденном Ленинграде не прекращалась научная работа в 18 лабораториях и мастерских Ленинградского технологического института имени Ленсовета, где трудились и студенты. Они готовили мины, гранаты и другие виды оружия, медикаменты, предметы военного снаряжения, средства связи для действующей армии и партизан. Так, в январе 1943г. Был разработан запал для дымовых шашек, и началось производство дымовых средств маскировки военных кораблей, стоявших на Неве.

Большой вклад в обеспечение победы над немецко-фашистскими захватчиками внесли части химической защиты. Они выполняли задачи по химической и биологической разведке, дезактивации, дегазации и дезинфекции вооружения, обмундирования, других материальных средств и местности. Также военные химики осуществляли маскировку дымом боевых действий наших войск и важных тыловых объектов. Личный состав химических войск обеспечивался защитными комбинезонами с резиновыми перчатками и сапогами, противогазами. Еще в годы первой мировой войны Николай Дмитриевич Зелинский предложил использовать для адсорбции ядовитых газов активированный уголь. Изобретенный Зелинским противогаз оказался наилучшим из всех известных средств защиты. В начале Великой Отечественной войны академик Зелинский усовершенствовал противогаз. Большой вклад в обеспечение победы над немецко-фашистскими захватчиками внесли части химической защиты. Они выполняли задачи по химической и биологической разведке, дезактивации, дегазации и дезинфекции вооружения, обмундирования, других материальных средств и местности. Также военные химики осуществляли маскировку дымом боевых действий наших войск и важных тыловых объектов. Для производства резины, которая требовалась для колёсной техники, изготовления гранат и противогазов, был необходим каучук. В военные годы академик Фаворский нашел оригинальный путь получения изопренового синтетического каучука из угля и воды. Вместе со своими учениками он разработал важный метод получения виниловых эфиров, необходимых для производства целого ряда продуктов, нашедших широкое применение в оборонной промышленности. «Мы переживаем время, когда нужно работать и работать … не щадя остатков своих сил», – говорил в то время ученый

Зелинскому удалось улучшить качество бензина. Это достигалось путем риформинга – ароматизации нефти: Новый бензин дал возможность резко увеличить мощность моторов и скорость самолетов. Самолет смог взлетать с меньшего разбега, подниматься на большую высоту со значительным грузом. Эти исследования оказали в годы Великой Отечественной войны неоценимую помощь нашей авиации. За работы по органической химии, в частности химии нефти и каталитических превращений углеводородов, академику Зелинскому в 1946 г. была присуждена Государственная премия. Всего за вторую мировую войну на производство орудий, танков, бронепоездов, артиллерийских установок, военных кораблей было израсходовано около 800 млн. т сталей. Поистине битвой в тылу можно назвать ту огромную работу, тот трудовой подвиг, который совершили металлурги и химики в годы войны, налаживая производство чугуна и стали, специальных сплавов и других композиционных материалов.

В организации советского металлургического производства огромная роль принадлежит И.П. Бардину, А.А. Байкову, М.А. Павлову, А.А. Бочвару, Э.В. Бридске и другим учёным старшего поколения советских химиков, усилиями которых была разработана теория металлургических процессов, создана новая металлургическая база на северо-западе нашей страны (Череповецкий металлургический завод на основе железорудных месторождений Кольского полуострова), а также Кузнецкий металлургический комбинат.

Усовершенствования оружия и военной техники.

Война требовала скорейшего внедрения научных достижений в производство. Ученые разрабатывали новые виды боеприпасов, горючего, военной техники. Только в 1942 г. было внедрено около 50 важнейших оборонных работ, выполненных сотрудниками Академии наук. В 1942-1943 годах под руководством профессора И.И. Китайгородского был разработан рецепт получения бронестекла, прочность которого в 25 раз превосходила прочность обычного стекла. На его основе удалось создать прозрачную пуленепробиваемую броню для кабин самолетов. Наши летчики получили возможность более безопасного обзора пространства во время боя.

Триумфом химической науки можно считать применение карбонильного клея академика И.Н. Назарова. Когда началась война, он посоветовал применять клей для ремонта боевой техники. Оказалось, что некоторые ремонтные работы с помощью клея можно вести даже в полевых условиях, во фронтовых ремонтных мастерских в передышках между боями. Клей Назарова применяли для самых различных целей: ремонта бензобаков, корпусов аккумуляторов, реставрации свёрл, точильных камней. Даже картеры моторов, головки и рубашки блоков цилиндров на автомашинах и танках удавалось успешно чинить с помощью этого удивительного клея. Клей склеивал всё: металлы, пластмассы, эбонит, мрамор, фарфор, стекло, фибру – и притом в любых условиях. Если же к нему добавить 20-30% хлоропрена, то он приклеивал к любому материалу и резину. Прочность клеевого шва сохранялась от – 60 до +70°С. Клей не боялся действия горюче-смазочных материалов. Клея требовалось всё больше и больше. Шли письма-просьбы с фронта. Установка в Москве обеспечить все нужды уже не могла. Соорудили вторую, побольше в Ереване на комбинате «Совпрен», а потом ещё одну – в Казани. Для увеличения бризантности фугасных авиабомб, мин и других снарядов химики непрерывно работали над повышением мощности взрывчатых веществ комбинации взрывчатых веществ с отравляющими и дымообразующими. Химические вещества вводятся и в технику взрывания снарядов: например, химические взрыватели замедленного действия со сроком действия от нескольких минут до нескольких месяцев. В состав металлической оболочки снарядов вводятся новые легирующие добавки, усиливающие или ослабляющие прочность оболочки, защищающие их от коррозии. Химики создавали защитные краски, маскирующие дымы разных цветов, горизонтальные и вертикальные дымовые завесы, позволяющие скрыть аэродромы, склады, самолёты в воздухе и корабли на море. Всё это непрерывно совершенствовалось и производилось в больших масштабах.

Ново-Тагильскому заводу было поручено освоить производство высококачественных специальных сталей для брони и бронебойных снарядов. Их основа – феррохром и ферромарганец. Это производство было налажено в небывало короткий срок; с помощью бригады учёных Уральского филиала АН СССР, руководимой В.В. Михайловым, была налажена технология производства ферросплавов в доменных печах. Возглавляли эту работу академики И.П. Бардин и В.Л. Комаров. Ещё в довоенный период были выполнены важные работы по созданию брони для танков Т-34 (на основе сплава железа и никеля). Специальная защитная броня была разработана и для штурмовиков ИЛ-2 и ИЛ-10 во Всесоюзном институте авиационных материалов. Советские самолёты-штурмовики ИЛ-2 фашисты называли «чёрной смертью», наши – «летающими танками». «Летающий танк» ИЛ-2 и его модификации ИЛ- 8, ИЛ-10 оказались самыми массовыми самолётами Великой Отечественной войны – их было выпущено 42 тыс. Броню для «летающих танков» создали академики С.Т. Кошкин и Н.М. Скляров. Плоские листы марганцево- кремне-никеле-молибденового сплава, раскалённые до 880°С, опускали на 7 секунд в горячее масло, а потом уже прессованием придавали им нужную форму и выкладывали на землю. При этом броня практически не коробилась, а прочность стали достигала 200 кг/мм (вместо 70 кг/мм) Это была самая прочная броня в мире. Затем Кошкин и Скляров предложили защищать экипаж самолёта экранной бронёй – поперечной конструкцией, состоящей из двух стенок. За спиной лётчика устанавливался лист вязкой, а за ним на расстоянии 40-50 мм лист твёрдой брони. Бронебойная пуля вырывала кусок из хрупкой второй стенки и сама при этом разрушалась, а её осколки в основную броню неизбежно попадали под углом и вреда причинить уже не могли. Этот принцип конструирования защиты Кошкин и Скляров назвали потом принципом активности брони. Экранную броню по началу хотели установить даже на танках, но это сильно усложняло их ремонт в полевых условиях. Ремонтная база танковых частей должна быть мобильной. Другое дело – аэродром. Для ИЛ-2 экранная броня подошла как нельзя лучше. Уместно отметить и успехи в области электросварки, достигнутые под руководством Е.О. Патона с большой группой специалистов, в том числе и химиков. Сварка стальных конструкций этим методом позволила в короткие сроки с 1942 по 1943 гг. наладить на Урале производство танков Т-34 и ИС-3. Эти танки по сравнению с немецкими имели лучшую подвижность, проходимость, большой запас хода, абсолютное превосходство в броне и вооружении. В 1943 г. Гитлер издал приказ вступать в бой с советскими танками ИС-3 на расстоянии не более 1 км, так как состав брони у этого танка был такой, что его не могли пробить фашистские снаряды.

За вторую мировую войну израсходовано примерно 800 млн. тонн стали.

Железо шло на изготовление:

¾ броневых плит и башен танков, бомб, мин и гранат;

¾ бронеавтомобилей, бронепоездов, гаубиц и бортовых орудий. Автоматов и пулемётов, артиллерийских установок, военной техники.

Свинец применяли:

¾ в огнестрельном оружии (патроны, пули, дробь);

¾ для изготовления инициирующих взрывчатых веществ;

¾ для изготовления сплавов: свинцовой бронзы.

Алюминий применялся:

¾ в самолетостроении;

¾ для получения горючих и взрывчатых смесей и зажигательных бомб;

¾ для активной защиты самолетов (20 тонн алюминиевой фольги);

¾ для изготовления заклепок.

Магний применялся:

¾ в самолетостроении;

¾ для изготовления осветительных и сигнальных ракет;

¾ зажигательных бомб и пуль;

¾ для изготовления трассирующих пуль и снарядов.

Медь шла на:

¾ пушечный металл – 90% меди и 10 % олова;

¾ патронов – латунь – 68% меди и 32 % цинка;

¾ морские латуни – медь, цинк, олово.

Молибден шёл на стволы орудий, винтовок, детали самолётов и автомобилей, клинки, сабли, мечи и ножи, танковую броню.

Серебро шло на изготовление прожекторов противовоздушной обороны.

Лантан и церий - основа сплава - кремень для изготовления солдатских зажигалок.

Вольфрам один из самых ценных стратегических металлов:

¾ танковая броня, оболочки торпед и снарядов;

¾ важные детали самолётных двигателей.

Ванадий - автомобильный металл шел на автомобили, солдатские шлемы и каски, броневые плиты на пушках. Сплав Cu (90%) и Sn (10%) называли «пушечным металлом» и применяли непосредственно для изготовления пушек и зенитных орудий.

Сплав Cu (68%) и Zn (32%) – латунь – использовали для изготовления артиллерийских снарядов и патронов.

Трудная задача в период войны стояла перед войсками противовоздушной обороны. На нашу Родину были брошены тысячи фашистских самолетов, пилоты которых уже имели опыт войны. Для защиты городов использовали все возможные средства. Так, помимо зенитных орудий, небо над городами защищали наполненные водородом шары, которые мешали пикированию немецких бомбардировщиков. Для заполнения шаров водородом в военном деле использовался силиконовый способ, основанный на взаимодействии кремния с раствором гидроксида натрия. Реакция идет по уравнению: Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2.

Большое значение придавалось объединению усилий инженеров, конструкторов и учёных, практиков и теоретиков, в деле совершенствования технологий производства танковой брони. Для этого нужно было составить новый сплав. Зимой академиком Е.О. Патоном был разработан скоростной метод автоматической сварки под флюсом, которая позволяла наладить ремонт танков за короткое время. Эти танки по сравнению со всеми немецкими танками имели лучшую подвижность, проходимость, большой запас хода, абсолютное превосходство в броне и вооружении. Учёные начали разработку сплава стали с легирующими элементами, в результате чего получился сплав стали с никелем, который придал стали вязкость, механическую прочность и коррозийную стойкость. В результате увеличения прочности уменьшилась толщина брони и возросла маневренность бронетанковой техники из-за уменьшения её веса. Также был применен не прямой угол 90о, а 45о угол наклона, т.е. возможность рикошета снарядов врага от корпуса танка. За счет этого увеличилась выживаемость машины в бою.

Нужно было создать машину, которая не боялась бы ни пулемёта, ни колючей проволоки. Три качество танка огонь, скорость, броня должны был