Конец века — подходящий повод оглянуться и подвести некоторые итоги столетия. Многие народы вспоминают прославивших родину героев, первооткрывателей. Настоящая работа — попытка подытожить славные достижения русских изобретателей и обобщить российские приоритеты XX века.
Очень многих учёных и изобретателей можно назвать первооткрывателями в своих областях. Но открытие открытию рознь. Есть среди них такие, которыми вправе гордиться страна, поскольку они обогатили человечество чем-то доселе невиданным, фундаментальным, получившим мировое признание.
У каждого открытия века своя судьба. Судьбу русских идей, нередко опережающих время, зачастую губит их запоздалая востребованность. Вот почему, наверное, можно говорить о том, что некоторые российские приоритеты XX века ещё не до конца осознаны и войдут в разряд выдающихся, может быть, ещё нескоро. И лишь конец XX столетия, когда русским людям стало не до открытий, так, видимо, и не будет отмечен у нас чем-то особенно выдающимся, если не считать приоритета россиян в невиданных бедах и потрясениях в мирное время…
Итак, в этой статье мы поговорим о русских изобретениях и их изобретателях, внёсших вклад в развитие мировых технологий и науки.
Быстрые ссылки на серию постов про русских изобретателей и учёных:
- Часть 1: Попов, Циолковский, Жуковский, Цвет, Юрьев, Розинг, Котельников, Сикорский, Нестеров, Зелинский
- Часть 2: Бонч-Бруевич, Лосев, Лебедев, Катаев, Черёмухин, Семёнов, Черенков, Тамм, Франк, Капица, Ландау
Попов Александр Степанович
Так как конец 19 века — это начало эпохи электричества и магнетизма, то Попов решает начать изучение этих явлений. В 1882 году он успешно защищает свою диссертацию на звание кандидата физико-математических наук. В своей работе он исследует принципы постоянного тока, а также его магнитный и электрические свойства. С 1883 года решает работать преподавателем Минной школы, расположенной в Кронштадте.
Попову не понравился электро-магнитный приёмник, изобретённый Генрихом Герцем, поэтому он решает начать исследования из области радиосвязи. Попов захотел создать некий аппарат, который бы мог принимать слабые электро-магнитные волны. Он добивается успеха и 7-го мая 1895 года представляет свой аппарат, который отвечал звонком на обычные электрические волны, а также способен был принимать на открытом пространстве сигналы на расстояние до 55 метров (около 30 сажен). В 1895 году Санкт-Петербург узнал об экспериментах Попова из газеты.
В 1896 году в марте Попов вместе с Петром Николаевичем Рыбкиным (помощник и сотрудник Попова) сумели передать радиосигнал с телеграммой со словами «Генрих Герц» на расстояние 250 метров. Это было первая радиоволновая телеграмма. Только спустя несколько месяцев из Италии пришла весть, что некий Гультельмо Маркони является «изобретателем беспроволочного телеграфа». Началось разбирательство в вопросе того, кто же первый преуспел в создании технологии радиопередачи. Была создана специальная комиссия, которая изучила данную проблему и позже на Международном электротехническом конгрессе в Париже в 1900 году было объявлено, что Попов имеет приоритет в изобретении радио.
Циолковский Константин Эдуардович
Не зная, что основы теории газов уже разработали, Циолковский самостоятельно разрабатывает эту теорию. Его научную работу замечает сам великий Менделеев. Другая исследовательская работа Циолковского посвящена «Механике животного организма», которая получила одобрительный отзыв от русского физиолога Сеченова. Вскоре за свои труды он принимается в члены Русского физико-химического общества.
С 1885 года Циолковский заинтересовался вопросами воздухоплавания. Он разрабатывает металлический дирижабль, которым можно было бы управлять. В 1894 году он опубликовал концепцию, описание и расчёты для аэроплана, который по своим аэродинамических свойствам и внешнему виду предвосхитил появление самолётов, которые были изобретены спустя 15-18 лет. В 1897 году под руководством Циолковского построена первая в России аэродинамическая труба для тестирования моделей самолётов.
В поздние годы своей исследовательской работы он пришёл к выводу, что на место винтомоторной авиации должна прийти авиация с реактивными двигателями.
Основным достижением Циолковского считаются его научные изыскания в области реактивного движения и создания стройной теории о ракетодинамике. Именно за эти достижения его по праву зовут «отцом космонавтики». Циолковский в своих научных статья обосновывает тезис о том, что для полёта в космос пригодными будут только ракеты.
В 1903 году выходит его статья об исследовании космоса при помощи реактивных приборов, в которой он описал основные принципы ракетостроения, а также устройства реактивных двигателей.
Жуковский Николай Егорович
В 1871 стал магистром и начал преподавателем математики и механики в Московском техническом училище. Так как достижения в области науки у Жуковского были высокими, то в 1886 году он становится экстраординарным профессором в университете Москвы, то есть имел звание, но не имел должности.
Издал множество статей, посвящённых теории и практике аэродинамики. Разработал и применил множество математических методов для исследования потоков воздуха.
В 1893-1898 году заинтересовался проблемами Московского водопровода. Провёл анализ, изучил причины происшествий и сделал доклад о феномене гидравлического удара. Он не просто определил причину, но и сумел создать математический аппарат, выведя формулы, связывающие основные параметры движения воды в водопроводе.
В 1902 году руководит созданием одной из первых аэродинамических труб, которая была необходима для изучения скоростей и давлений вихревого поля, которое окружает модель воздушного судна или пропеллера.
В 1904 году под руководством Жуковского основан первый в Европе институт аэродинамики.
В этом же 1904 году Жуковский открывает закон, который определяет развитие авиации навсегда. Его закон о подъёмной силе крыла самолёта задал основные принципы строения профиля крыла и винтовых лопастей самолётов.
В 1908 году создал кружок для любителей воздухоплавания, из которого в итоге вышли видные учёные, инженеры и конструкторы (например, Б.С. Стечник или А.Н. Туполев).
В 1909 году под руководством Жуковского создаётся аэродинамическая лаборатория в Москве.
Активно помогал в основании Центрального аэрогидродинамического института, впоследствии известного как ЦАГИ, а также Московского авиатехникума, который позже был переименован в Военно-воздушную академию имени Жуковского.
Жуковский также является автором работ в области астрономии, механики твёрдого тела, гидравлики, физики, математики и прочего.
Интересный факт. Впоследствии профессор Жуковский стал известен как «отец русской авиации». При этом Жуковский был чрезвычайно рассеянным человеком. Он был большого роста, выглядел крайне массивно, при этом имел очень писклявый голос, а к концу чтения лекции становился весь «седым», потому что незаметно для себя пачкал всю бороду мелом. Также Николай Егорович был очень застенчивым человеком, а на лекциях часто путался и читал не то, что надо было. Он получил очень высокую оценку от Ленина, который его высоко ценил за вклад в развитие русской авиации.
Цвет Михаил Семёнович
Изучал анатомию растений, написав ряд работ по этой теме. Преподавал в Санкт-Петербургской биологической лаборатории. Его исследования касались методов исследования хлорофилла, а также строения хлорофилла.
Основным достижением Цвета является разработка в 1903 году метода хроматографии, благодаря которому можно разделять и анализировать различные смеси веществ, изучая их физико-химические свойства. Данный метод используют тогда, когда другие методы становятся бессильными. Идея метода заключается в том, что раствор смеси вещества проходит через стеклянную трубку, которая заполнена веществом, различно впитывающим (адсорбирующим) составляющие смеси. В результате химических реакция вдоль адсорбента, который помещён в трубку, различно окрашенные части смеси вещества располагаются слоями. Когда хроматограмма вытолкнута, то каждый её цветовой сегмент можно исследовать отдельно от других.
Долгое время метод Цвета был никому не нужен. Методу Цвета не доверяли, называя его слишком примитивными и якобы не позволяющим получить надёжные результаты. И только спустя почти 30 лет метод нашёл своё применение и стал распространяться. Позже этот метод признали уникальным и исключительным. Из одного метода родилось целое направление в химии, называемое химия каротиноидов. При помощи метода хроматографии цвета был выделен витамин Е. Сейчас данным методом пользуются для контроля качества продуктов и товаров. Развитие метода с использованием ультрафиолетовых лучей позволило изучать и анализировать даже бесцветные вещества. Теперь «примитивность» метода, за которую упрекали Цвета, стала его главным преимуществом и достоинством.
Юрьев Борис Николаевич
С 1907 года является активным участником кружка любителей воздухоплавателей Жуковского. В кружке занимаются руководящие роли.
В 1911 году впервые публикуется в журнале «Автомобиль и воздухоплавание». В опубликованной статье он описывает сколько полезной нагрузки можно взять на судно аэроплана или вертолёта. Интересно, что там же Юрьев использовал неологизм «аэробус», который впоследствии стал обозначать широкофюзеляжный пассажирский самолёт.
В этом же 1911 году Юрьев оставил заявку в патентное бюро на модель своего геликоптера, где был описан, ставший впоследствии классическим, принцип одновинтового вертолёта и рулевым винтом.
В 1912 году Юрьев демонстрирует свою модель геликоптера на Международной авиационной выставке и автомобилизма в Москве. Уникальная по своему принципу схема 23-летнего студента-конструктора произвела небольшой фурор, за что Юрьев даже получил малую золотую медаль выставки, даже несмотря на то, что его модель не летала. В дальнейшем именно модель одновинтового вертолёта станет самой распространённой в авиации во всём мире.
Ещё одно важное изобретение, которое сделал Юрьев, это автомат перекоса, который позволял лётчику изменять направление тяги несущего винта, а, следовательно, вертолёты теперь не только могли просто подниматься вверх по вертикали, но и изменять направление своего полёта.
Во время Первой мировой войны Юрьев Борис Николаевич отслужил в эскадре тяжёлых самолётов «Илья муромец». Позже он попадает в немецкий плен, а в 1918 году возвращается в Россию. Здесь он начинает разработку проекта «четырёх моторного тяжёлого самолёта».
В 1919 году работает в ЦАГИ, где успешно разрабатывает математическую модель работы винтов, которая учитывала различные параметры, влияющие на работу винта, такие как трение и струи воздуха. Создал относительную вихревую теорию, издавал учебники про воздушные винты и по аэродинамике.
В 1926 году ЦАГИ организовала инженеров-конструкторов, которые начали разработку вертолёта по схеме, предложенной Юрьевым. В результате был построен вертолёт «ЦАГИ 1-ЭА», где ЭА означало «экспериментальный аппарат». В августе 1932 года А.М. Черепухин становится первым советский вертолётчиком на первом гегикоптере Советского Союза ЦАГИ 1-ЭМ, поднявшись на высоту 605 метров, что в итоге стало мировым рекордом высоты..
Черёмухин на ЦАГИ 1-ЭАВ 1940 году Юрьев становится Заслуженным деятелем науки РСФСР.
В течение всей своей жизни Юрьев подал более 40 заявок на изобретения. Он сумел получить 11 патентов. Все его изобретения связаны либо с двигателями. либо с вертолётами (например, реактивный винт или новая схема вертолёта).
Розинг Борис Львович
Начинает изучать проблему передачи изображения на расстоянии. Розингу крайне не нравятся недостатки механического телевидения, поэтому он начинает разрабатывать методы записи и последующего воспроизведения изображения, используя не механическую развёртку, а электронную в передающем устройства, а также конструирует электронно-лучевую трубку для приёмного оборудования. В 1907 году его достижение фиксируется, как факт и первенство закрепляется за Россией. В 1910 году получает патент на своё изобретение, которое позже подтверждают другие страны.
По сути Розингу удалось описать концепцию и фундаментальные принципы телевидения соверменности. В 1911 году он продемонстрировал впервые телевизионную передачу и приём изображения. В качестве изображения была решётка из четырёх полос. Это была первая в мире телепередача. Никто из предыдущих конструкторов и учёных до Розинга так и не сумел явить миру хотя бы какую-нибудь телевизионную систему, способную передавать хотя бы простые изображения.
Вместе с рядом других известных деятелей науки стоит у основания Кубанского государственного технологического университета в 1918 году.
В 1920 году Борис Львович организует екатеринодарское физико-математическое сообщество, где избирается его председателем.
В 1922 году предлагает более простую формулу, основанную на векторальном анализе, для планиметра Амслера. Также готовит доклады на тему электромагнетический полей и световых эффектов. Выпускает ряд книг, посвящённых передачи изображений на расстоянии.
Котельников Глеб Евгеньевич
Окончив Киевское военное училищ, Котельников прослужил 3 года. В 1910 году возвращается в Санкт-Петербург. Он крайне сильно впечатлился гибелью лётчика Льва Макаровича Мациевича, после чего решает заняться разработкой средством спасения — парашюта.
Изобретение парашюта имеет далёкие истоки. Первый парашют был предложен ещё Леонардо да Винчи. Позже свой вклад в изобретение парашюта вложили Фауст Веранчио, живший в 17-м веке, а также Луи-Себастьян Ленорман, модернизировавший разработку Веранчио в 18-м веке. Дальше был изобретён воздушный шар и началась эпоха воздухоплавания. В 1797 году был совершён первый прыжок с аэростата Жаком Гарнереном с использованием парашюта.
В 20-м веке началась эпоха аэропланов, а лётчики гибли постоянно, так как эти летательные аппараты были опасны и ненадёжны. Изобретатели того времени бились над тем, как же спасти пилота, если произошла авария. Только 1911 году ознаменовал себя гибелью 80 человек.
Первый прыжок с парашютом на движущемся аэроплане был произведён Альбертом Берри в 1912 году, хотя есть точка зрения, что в 1911 году ещё на самолёте братьев Райт Грант Мортон просто выкинул купол парашюта, а тот, раскрывшись, вытащил лётчика из кабины аэроплана.
Но надёжный парашют так и не был создан. От изобретателей со всего света летели только заявки а патенты, но ничего более, так как нет каких-либо свидетельств рабочих версий парашютов и их систематических испытаний.
Глеб Котельников решился подать заявку на патент в 1911 году, но ему было отказано. Сейчас сложно сказать, что послужило причиной отказа. Есть точка зрения, что это произошло из-за того, что в патентном бюро уже была заявка на подобную систему спасения пилота по типу ранцевого парашюта, которую подал И. Сонтага.
Впервые парашют Котельникова был испытан в 1912 году летом. Для испытаний был выбран манекен, который весил 76 килограммов. Манекен сбросили с аэростата, который был поднят на высоту 250 метров. Парашют сработал отлично и раскрылся менее, чем через секунду.
В парашюте Котельникова реализовалось множество фундаментальных принципов парашютостроения. Во-первых, купол парашюта был выполнен из плотного шёлка, который образовывал круг из 24 клиньев. Во-вторых, впервые парашютист мог маневрировать во время падения, благодаря изменённой системе строп, которая была разделена на два пучка (раньше парашютисты во время падения начинали вращаться вокруг оси, ведь все стропы парашюта крепились к спине). В-третьих, Котельниковым была создана грамотная система креплений, которая обхватывала парашютиста полностью. Крепления были на груди, на плечах и на ногах. В-четвёртых, чтобы парашют быстро раскрывался, внутрь кромки купола вставлялась тонкая проволока, которая в дальнейшем была заменена стальным тросиком. Все эти принципы парашютостроения сохраняются до сих пор.
Позже парашют Котельникова успешно испытывался людьми и произвёл фурор в среде воздухоплавания. В Европе начали появляться копии парашюта Котельникова, а вот в США с таким важным изобретением слегка опоздали, создав его лишь в 1919 году.
Глеб Иванович Котельников впоследствии занялся дальнейшим улучшением парашютной системы.
Сикорский Игорь Иванович
Иван Игоревич Сикорский известен прежде всего как создатель первого в мире тяжёлого многомоторного самолёта «Русский витязь». Этот гигант потрясал тогда всех по своим параметрам, ведь в мире не было подобных аналогов. Размах крыла достигал 27 метров, а площадь крыла 120 кв. м., вес на взлёте достигал более чем 4 тысячи килограммов, также он имел четыре двигателя.
Предназначение этого гиганта было ведение разведки. Интересно, что на самолёте имелся балкон, на который можно было выйти во время полёта, там имелся прожектор, а также предполагалась установка пулемёта для ведения воздушных боёв.
«Русский витязь» в 1913 году установил мировой рекорд по времени нахождения в воздухе с семью пассажирами на борту — целых 2 часа. Скорость «витязя» достигала 90 км в час.
Интересно, что самолёт «Русский витязь» окончил свою жизнь печально и смешно одновременно. Он сломался не в воздухе, а на земле. На него упал … только представьте … двигатель от аэроплана, котрым управлял Габер-Волынский. У самолёта было сломано крыло и повреждены моторы, его решили не ремонтировать.
Сикорский не остановился на достигнутом и решил развивать успех. Он начал строить самолёт «Илья Муромец», который воплощал в себе все преимущества «Русского витязя». Интересно, что «Илья» имел впервые в мире очень комфортную кабину с отоплением и электрическим освещением для пилотов. Этот самолёт принял активное участие в Первой мировой войне и производился серийно. Его использовали для разведывательных миссий, а также бомбардировок противника. До 1918 года было произведено порядка 80 штук. Сам самолёт оказался слишком крепким орешком для немцев, им удалось сбить только один из них.
Самолёты Сикорского выигрывали почти два года все главные награды на различных выставках и состязаниях.
В 1915 году Сикорскому удалось создать впервые в истории истребитель, который получил серийное производство. Истребитель C-XVI использовался в качестве обеспечения охраны для «Ильи Муромца», а также для охраны воздушного пространства аэродромов. Ряд следующих разработок в области истребителей оказались не столь удачными.
На видео ниже можете посмотреть о том, как Сикорский изобрёл своих «гигантов»:
Сикорский не принял Октябрьскую революцию и мигрировал в США, поэтому больше никаких достижений для своей Родины он не принёс, все его остальные заслуги в области авиастроения теперь можно приписать американцам.
Нестеров Пётр Николаевич
Пётр Иванович был военным испытателем и конструктором-самоучкой. Главным достижением Нестерова было развитие различных техник высшего пилотажа на самолётах.
С самого своего начала обучения в военном училище он был отмечен, как хороший и прилежный ученик, сдававший экзамены на отлично. В 1906 году отметился тем, что лично разработал технологию для корректировки стрельбы из аэростата.
В 1910 году у него началось увлечение авиацией. В 1911 году Нестеров знакомится с Жуковским и становится членом его кружка воздухоплавателей. Позже он сдаёт экзамены на лётчика и получает соответствующие звания. Примерно в это же время он построил свой собственный планёр, на котором начал летать.
Ещё до 1912 года у него появляются первые мысли о том, чтобы выполнить «мёртвую петлю». Он общается с Жуковским, проводит расчёты и получает необходимый опыт, летая на «Ньюпор-IV». Он стремился эмпирически доказать, что если управлять самолётом правильно, то он способен выходить из самых аварийных и ненормальных ситуаций, выравнивая свою траекторию полёта и стабилизируя её.
В 1913 году он совершает впервые в мире «мёртвую петлю», которая впоследствии будет названа его именем «петля Нестерова». На своём Ньюпоре он совершает этот потрясающий по сложности трюк. Таким образом Россия может гордиться тем, что именно её «сын» стоит у истоков высшего пилотажа.
В 1913 году Пётр Николаевич конструирует семицилиндровый двигатель, который обладают мощностью в 120 лошадиных сил и имеет воздушное охлаждение.
К 1914 году он уже неплохо разобрался в основах аэродинамике и начинает постепенно улучшать свой «Ньюпор-IV», совершенствуя его фюзеляж и модифицируя хвост. Правда при тестировании его воздушного судна выявились недостатки и по всей видимости, Нестеров забросил его.
Его понимание принципов механики, а также знание математики позволяют ему выдвинуть ряд смелых теоретических гипотез о том, какие виражи способен выполнять самолёт, позже он их осуществляет в реальности. Нестеров начинает обучать лётчиков основам экстремальной авиации. Так, к примеру, он обучает их тому, как посадить самолёт с отключённым двигателем.
До войны он совершает ряд длинных перелётов, а также экспериментирует с групповыми полётами и посадкой на незнакомой территории.
Началась Первая мировая война и Нестеров начинает подумывать о том, как совершить воздушный таран, о есть сбить самолёт противника так, чтобы самому остаться в живых и посадить самолёт. Сначала он предполагал, что самолёт противника можно сбить при помощи груза, который необходимо свесить со своего самолёта, но позже у него возникает идея сбить самолёт противника за счёт колёс шасси.
26 августа 1914 года, увидев в небе разведывательный самолёт противника, Нестеров прыгает в свой самолёт и решает осуществить задуманное. Пытаясь ударить самолёт противника колёсами своего самолёта, он, по всей видимости, повреждает и свой собственный. Оба самолёта упали с неба на землю тихо, просто рухнув. Не было никаких взрывов или пожаров. Нестеров погиб, забрав с собой жизнь противника. Человек невиданной отваги, изобретательности и смелости погиб.
Зелинский Николай Дмитриевич
Николай Дмитриевич был выдающимся химиком-органиком, который основал собственную научную школу и стоял у истоков нефтехими и органического катализа, но известен он в первую очередь, как изобретатель первого в мире эффективного противогаза.
Научные достижения Зелинского крайне обширны. Он изучал химию тиофена, кислоты, участвовал в научных экспедициях на Чёрном море, изучал бактерии, электропроводность, аминокислоты и так далее, но главные его достижения в области нефтехимии и вопросах органического катализа.
Но, безусловно, что одним из важнейших достижений Зелинского — это создание эффективного угольного противогаза в эпоху Первой мировой войны.
Впервые газовая атака была применена под Ипром, а вещество, распылённое в воздухе оказалось хлором, которые является крайне удушливым газом. Позже немцы применили газ против нашей страны на восточном фронте. Страны Антанты не ожидали появления нового оружия, поэтому были в панике. Нужно было срочно изобрести контрмеры.
По началу можно было использовать обычную тряпку, смоченную водой или даже своей мочой, если воды не было, но этот метод не был достаточно эффективным. Изобретатели других стран начали искать методы защиты против определённых веществ, но Зелинский пошёл по пути универсализма и решил, что лучше всего для борьбы с газами подойдёт активированный уголь. При испытаниях противогаз Зелинского оказался отличным средством защиты и был сперва принят на вооружение в рядах русской армии, а затем и в рядах союзнических сил.