Математика в военно-морском деле

Видную роль сыграли в годы войны математики Московского университета. Существенное значение для решения некоторых практических задач имело развитие в Московском университете одного из разделов математики - номографии, изучающей теорию и способы построения особых чертежей-номограмм.

Номограммы позволяют значительно экономить время вычислений, максимально упрощают расчеты ряда задач. Работу специального номографического бюро при Научно-исследовательском институте математики МГУ возглавлял известный советский геометр, Н. А. Глаголев. Номограммы, подготовленные в этом бюро, применялись в военно-морском флоте, зенитной артиллерии, оборонявшей советские города от налетов вражеской авиации.

Выдающийся математик Алексей Николаевич Крылов создал таблицу непотопляемости, по которой можно было рассчитать, как повлияет на корабль затопление тех или иных отсеков; какие номера отсеков нужно затопить, чтобы ликвидировать крен, и насколько это затопление может улучшить устойчивость корабля.

Использование этих таблиц спасло жизнь многим людям, помогло сберечь огромные материальные ценности. Специальные бригады ученых-математиков занимались только расчетами. Сложнейшие задачи решались лишь с помощью логарифмических линеек и арифмометра.

Работая в области теории вероятностей, наши ученые-математики определили размеры каравана судов и частоту их отправления, при которых потери были бы наименьшими.

В осажденном Ленинграде великий математик Яков Исидорович Перельман прочитал десятки лекций воинам-разведчикам Ленинградского фронта, Балтийского флота и партизанам о способах ориентирования на местности без приборов.

Только во время операций на Курской дуге было израсходовано несколько миллионов патронов для пулеметов и автомобилей и многие миллионы артиллерийских снарядов.

Имеется еще один аспект работы советских математиков на помощь фронту, о котором нельзя умалчи­вать — это работа по организации производственного процесса, направ­ленная на повышение производитель­ности труда и на улучшение каче­ства продукции. Здесь столкнулись с огромным числом проблем, которые по самому их существу нуж­дались в математических методах и в усилиях математиков.

Затронем здесь лишь одну проблему, получив­шую наименование контроля качества массовой промышленной продукции и управления качеством в процессе производства. Эта проблема со всей остротой возникла перед промыш­ленностью уже в первые дни войны, поскольку прошла массовая мобили­зация и квалифицированные рабочие стали солдатами. Им на смену приш­ли женщины и подростки без квали­фикации и рабочего опыта.

Один из математиков вспоминает такой случай: мне пришлось быть на одном из приборостроительных заводов в Свердловске. Он изготовлял крайне необхо­димые приборы для авиации и ар­тиллерии. У станков я увидел прак­тически только подростков 13 — 15 лет. Увидел и также огромные кучи бракованных деталей. Сопро­вождавший меня мастер пояснил, что эти детали выходят за пределы до­пуска и поэтому непригодны для сборки.

А вот если бы удилось собрать из этих «запоротых» деталей пригодные приборы, мы бы смогли сразу удовлетворить потребности на месяц вперед. Слова мастера не давали мне по­коя. В результате общения с инжене­рами завода родилась мысль разбить детали на 6 групп по размерам, которые уже было бы возможно со­прягать между собой. В шестую груп­пу входили детали совершенно не­пригодные для сборки.

Исследования показали, что так собранные прибо­ры оказались вполне пригодными для дела. Они обладали одним недостат­ком: если какая-либо деталь выходи­ла из строя, то ее можно было за­менять лишь деталью той же груп­пы, из деталей которой собран при­бор. Но в ту пору и для тех це­лей, для которых были предназначены приборы, можно было обойтись заменой приборов, а не деталей. Нам удалось успешно использовать зава­лы испорченных подростками де­талей.

Задача контроля качества изготов­ленной продукции состоит в следующем. Пусть изготовлено N изделии, они должны удовлетворять некото­рым требованиям. Скажем, снаряды должны быть определенного диамет­ра, не выходящего за пределы от­резка [D1, D2], иначе они будут не­пригодны для стрельбы. Они должны обладать определенной кучностью при стрельбе, иначе будут затруднения при стрельбе по цели.

И если с первой задачей справиться легко — нуж­но замерить диаметры изготовленных снарядов и отобрать те из них, которые не удовлетворяют требова­ниям, то с другим требованием поло­жение значительно сложнее. Действи­тельно, чтобы проверить кучность стрельбы, необходимо провести стрельбы. А что же останется после испытаний? Испытания нужно произ­вести так, чтобы подавляющая часть продукции осталась пригодной для дальнейшего использования.

Стол­кнулись с основным требованием; по испытанию малой части изделий на­учиться судить о качестве всей пар­тии. Методы, которые были для этой цели предложены, получили название статистических. Их теория берет свое начало с одной работы 1848 года академика М.В. Остроградского. Позднее этой задачей занимались профессор В. И. Романовский (1879 — 1954) в Ташкенте и его ученики. Во время войны их совершенствованием нанялся А.Н. Колмогоров и его уче­ники.

Задача, о которой только что было рассказано, обладает одним дефектом в самой ее постановке: партия про­дукции уже изготовлена и нужно сказать, можно ее принять или же следует ее отвергнуть? Но, спраши­вается, зачем же изготовлять пар­тию, чтобы ее затем браковать? Нельзя ли так организовать произ­водственный процесс, чтобы уже при изготовлении поставить заслон для изготовления некачественной про­дукции?

Такие методы были предло­жены и получили название статисти­ческих методов тенящего контроля. Время oт времени со станка берутся несколько (скажем пять) только что наготовленных изделий и замеряются параметры их качества. Если все эти параметры находятся в допустимых пределах, то производственный про­цесс продолжается, если же хотя бы одно изделие выходит за пределы до­пуска, то подается сигнал о необ­ходимой переналадке станка или о смене режущего инструмента. Какое отклонение параметра от номинала допустимо, чтобы вся партия была изготовлена качественно? Это требует специальных расчетов.

После окончания войны выясни­лось, что аналогичные исследования проводили математики США, Они подсчитали, что результаты их рабо­ты принесли за годы войны стране миллиардную экономию. То же самое можно сказать и о работах советских математиков и инженеров.

Результаты изучения литературных источников, анализ и систематизация материалов показали, что выдвинутая нами гипотеза оказалась верной. Велик личный вклад признанных учёных и только начинающих математиков, учителей и студентов в победу, которые принимали участие в военных действиях, руководили отрядами, находились в окружении и блокаде.

Огромное значение имели труды ученых математиков в военные годы. Нельзя нам забывать и то­го, что по многим параметрам к концу войны наши танки, самолеты, артиллерийские орудия стали со­вершеннее тех, которые противопо­ставлял нам враг.

Нельзя забывать, что в конце войны мы вынуждены, были вплотную заняться созданием собственного атомного оружия, а для этого пришлось объединить интеллек­туальные усилия физиков, химиков, технологов, математиков, металлур­гов и самостоятельно пройти тот путь, который уже был пройден США и их западными союзниками. Мы его про­шли сами.

Победа в Великой Отечественной войне стала историческим рубежом в судьбах человечества. Героический порыв в годы войны получил продолжение в стремительном послевоенном восстановлении разрушенного хозяйства, развитии науки, выходе в космическое пространство, создании ядерного щита и в конечном итоге — превращении Советского Союза в могучую сверхдержаву. Во всем этом — величие и историческое значение великих умов России!

1. Гнеденко Б.В. Математика и оборона страны, -М.: 1978 Б.В.

2. Гнеденко Математика и контроль качества продукции М.: Знание, 1984

3. Левшин Б.В. Советская наука в годы Великой Отечественной Войны -М.: Наука, 1983.

4.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса» ,2007, №6, №3

5.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса»,2003, №3

6.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса»,1994, №6,

7.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса»,1975, №2

8.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса»,1985 , №2,№3

9.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса»,1973 , №2

10.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса»,1977 , №1

11.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса»,1980 , №3

12.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса»,1979 , №3

13.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса»,1987 , №3

14.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса»,1984 , №1

15.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса»,1986 , №2

16.«Математика в школе». М.: ООО «Школьная пресса»,1993 , №3 Сайты сети

17.Интернет.

Перейти к содержанию
работы "Математика в годы Великой Отечественной войны"