100 знаменитых изобретений

Пристинский Владислав Леонидович

Согласно этому протоколу, топить торговые суда можно было лишь в случае обнаружения на их борту стратегического сырья или в случае сопротивления досмотру или обыску, предварительно приняв меры к спасению экипажа и пассажиров.

Но начавшаяся вскоре Вторая мировая война опрокинула все ранее принятые конвенции.

3 сентября 1939 г. западнее Ирландии немецкая подводная лодка U-30 потопила английский лайнер «Атения».

17 сентября 1939 г. немецкой подлодкой U-29 был потоплен английский авианосец «Корейджес», а в ночь на 15 октября другая немецкая подводная лодка U-47 проникла на базу английского флота в Скапа-Флоу и потопила линкор «Ройял Оук». Затем началась подводная война на морских коммуникациях.

Сначала

немецкие подводные лодки атаковали одиночные транспорты, находясь под водой, так как опасались самолетов противника. Это позволяло английским кораблям обнаруживать их прибором «асдик». Позже немцы отказались от дневных атак и стали атаковать ночью из надводного положения.

Помимо торпедных атак, немецкие подводные лодки ставили минные заграждения у восточного побережья Англии и в устье Темзы. К ноябрю 1939 г. на этих заграждениях англичане потеряли 48 судов и 1 эсминец.

Это побудило Англию и Францию ввести систему конвоев, в которых транспортные суда шли под охраной боевых кораблей. В ответ на это немцы изменили тактику действий подлодок. Если в начале войны отдельные лодки занимали строго ограниченные позиции, то затем им стали выделяться обширные районы, в которых лодки могли вести поиск противника. Теперь при обнаружении конвоя одной подводной лодкой в зону его движения направлялись другие подводные лодки, находящиеся поблизости. Сосредоточившись в группу, которую стали называть «волчьей стаей», лодки атаковали конвой из различных направлений в надводном положении. Это затрудняло действия кораблей охранения и ограничивало маневр всего конвоя.

Суммарные потери судов союзников и нейтральных стран только до июня 1941 г. составили 7,6 млн брутто-тонн, большая часть из которых была потоплена подводными лодками немцев и итальянцев.

На борьбу с подводными лодками были мобилизованы даже торговые суда, на которых устанавливались орудия.

С началом Великой Отечественной войны в бой вступили и советские подводники. Среди их побед можно отметить атаку немецкого линкора «Тирпиц», которую провела 5 июля 1942 г. подводная лодка «К-21» под командованием Н. А. Лунина, потопление в феврале 1945 г. подводной лодкой «С-13» под командованием А. Маринеско немецкого лайнера «Вильгельм Густлофф».

Наиболее важным усовершенствованием в конструкции подводных лодок во время Второй мировой войны стал шнорхель – устройство, позволяющее подзаряжать аккумуляторы подводной лодки без всплытия на поверхность. Впервые оно появилось на немецких подводных лодках.

Всего подводными лодками во Второй мировой войне было потоплено около 5,5 тысяч кораблей общим водоизмещением примерно 23 млн тонн.

Послевоенное развитие подводных лодок шло по пути увеличения глубины погружения, скорости и дальности подводного плавания, снижения шумности, совершенствования оружия и радиоэлектронного оборудования.

Появление в 1950-е гг. атомных энергетических установок сделало дальность плавания подводных лодок практически неограниченной, резко увеличило скорость подводного хода и улучшило условия обитания экипажа.

На вооружении подводных лодок были приняты баллистические и крылатые ракеты с атомными боеголовками, ракеты-торпеды. Глубина погружения подводных лодок достигает 400 м, скорость – 70 км/ч.

Полупроводники

После изобретения в 1904 г. Дж. Флемингом двухэлектродной лампы-диода и Л. Де Форестом в 1906 г. трехэлектродной лампы-триода в радиотехнике произошла революция. Эти изобретения позволили усиливать не только телеграфные сигналы, но и перейти к радиотелефонии – передаче по радио человеческого голоса. Помимо этого, они позволили усиливать высокочастотные колебания.

Началось бурное развитие радиотехники. Но одновременно с ним выявились недостатки применения вакуумных электронных приборов. Электронная лампа

имеет небольшой срок службы. Приняв средний срок службы лампы за 500 часов, при количестве ламп в одном устройстве 2000 штук в среднем каждые 15 минут следовало бы ожидать отказа по крайней мере 1 лампы. Для обнаружения неисправности следовало проверить как минимум несколько сотен ламп. Самой уязвимой частью ламп является нить накала. При включении и выключении прибора нить поочередно раскаляется и охлаждается, что повышает вероятность ее перегорания. Для разогрева лампы требуется мощность в сотые доли ватта. Помноженная на количество ламп потребная мощность достигает нескольких сотен, а иногда тысяч ватт.

Недостатки электронных ламп особенно остро выявились в конце 40-х – начале 50-х гг. прошлого века с появлением первых электронно-вычислительных машин. Их надежность и размеры определялись именно размерами, энергетической емкостью и надежностью используемых в них вакуумных ламп.

Выход из кризиса открыли полупроводниковые приборы, которые, несмотря на свои недостатки, имели явные преимущества по сравнению с лампами: небольшие размеры, мгновенная готовность к работе ввиду отсутствия нити накала, отсутствие хрупких стеклянных баллонов. Эти необходимые в то время свойства побудили к поиску способов устранения недостатков полупроводников.

Исследования проводимости различных материалов начались непосредственно в XIX в. сразу после открытия гальванического тока.

Первоначально их делили на две группы: проводники электрического тока и диэлектрики, или изоляторы. К первым относятся металлы, газы и растворы солей. Их способность проводить ток объясняется тем, что их электроны сравнительно легко отрываются от атома. Особый интерес представляли те из них, которые обладали низким электрическим сопротивлением и могли применяться для передачи тока (медь, алюминий, серебро).

К изоляторам относятся такие вещества, как фарфор, керамика, стекло, резина. Их электроны прочно связаны с атомами.

Позже были открыты материалы, чьи свойства не подходили полностью ни под одну из вышеназванных категорий.

Эти вещества получили название полупроводников, хотя они вполне заслуживали и названия «полуизоляторы». Они проводят ток несколько лучше, чем изоляторы, и значительно хуже проводников.

К полупроводникам относится большая группа веществ, среди которых графит, кремний, бор, цезий, рубидий, галлий, кадмий и различные химические соединения – окислы и сульфиды, большинство минералов и некоторые сплавы металлов. Особенно велико значение германия, а также кремния, благодаря которым произошла поистине техническая революция в электротехнике.

Изучение свойств полупроводников начались, когда возникла потребность в новых источниках электричества. Это заставило исследователей обратиться к изучению явлений, связанных с образованием так называемой контактной разности потенциалов. Было замечено, в частности, что многие материалы, не являющиеся проводниками тока, электризуются при соприкосновении между собой. Первые опыты в этом направлении проводились в XIX в. Г. Дэви и А. С. Беккерелем.

Еще одно направление в исследовании полупроводников появилось в процессе изучения проводимости таких веществ, как минералы, соединения металлов с серой и кислородом, кристаллы, различные диэлектрики и т. п. В этих работах исследовалась величина проводимости и влияние на нее температуры. Исследование в середине XIX в. ряда колчеданов и окислов показало, что с увеличением температуры их проводимость быстро возрастает. Многие кристаллы (горный хрусталь, каменная соль, железный блеск) проявляли анизотропию (неодинаковость свойств внутри тела) по отношению к электропроводности. В 1907 г. Пирс открыл униполярную (одностороннюю) проводимость в кристаллах карборунда: их проводимость в одном направлении оказалась примерно в 4000 раз большей, чем в противоположном.