作为一种紧随步兵实施行进间火力支援的武器，轻机枪与属于阵地武器的重机枪设计要求是不同的。重机枪配有专用枪架，能够实施远距离持续射击，特别是将机枪设在隐蔽处，对向己方防区排列成一字散兵线冲击的敌步兵进行扫射时，可以用最小的弹药消耗量获得最大的杀伤效果。而战场对轻机枪的要求则是重量轻，可快速隐蔽架枪射击，以加大步枪手的火力威力，所以轻机枪不要求专配枪架。斯考博根据这些要求出发，设计了装在枪身上的两脚架。其次由于重机枪要求连续射击，所以持续发射一定数量弹药后要对枪管加以冷却，马克沁机枪就采用水冷方式，在枪管外面加了一个很粗的水套；而轻机枪为了减轻武器重量，就不能采用水冷方式，于是斯考博设计了气冷式机枪，采用弹链供应子弹。最早生产的麦德森机枪就是采用弹链供弹，以后才改用弹匣。
麦德森机枪的诞生与广泛应用，对其他国家是一种挑战和威胁。不久，1906年和1907年，法国、英国、德国也分别研制出自己型号的轻机枪。第一次世界大战后，由于对步兵机动性的重视，轻机枪的研制工作备受重视，一度出现了许多类型的轻机枪。第二次世界大战后，单兵携带使用的小口径机枪不断涌现，与最早期的轻机枪相比，现代轻机枪的性能大幅度提高，而重量却大大减轻了，例如有的轻机枪重量仅有5公斤左右。
电子管的发明与发展
众所周知，当电子沿着一条确定的电路流动时，便会产生电流。如何让电子听从人们的指挥而为人类服务，这是近一个多世纪以来人们的梦想。
伟大的美国发明家爱迪生为人们指明了这条道路。1883年，他制成了一个特殊的电灯泡：他在灯泡内的灯丝附近焊上一小块金属片，然后给金属片加正电压，使得电子在灯丝和金属片之间的空间内流动，产生了微弱的蓝色光芒。其实，金属片与灯丝并没有直接发生接触，在正电压的作用下却有电流通过；而给金属片加负电压时，则无电流通过。这种奇异的现象被称为“爱迪生效应”。
1904年，曾与意大利科学家马可尼合作进行无线电发报实验的英国电气工程师弗莱明参照爱迪生，制作了一个改进的灯泡。他加制了一个特种管子，并且开始在实验中仔细研究电流在灯丝和金属片之间的流动情况。研究的结果使他认识到，“爱迪生效应”是由于灯丝发热引起的，这种热效应使得电子像开水一样“沸腾”起来，并从金属片散入空间。他还发现自己所设计的这个特种管子还是一个优良的整流器，当金属片带正电时，它只允许电流朝一个方向流动。于是，弗莱明把它称为电子管，并用它作为检测无线电报信号的检波器——这就是世界上的第一支电子管。
实验中，弗莱明又在真空管里放置了正极板和负极板两块金属板，当加热负极板时，就发现有电子流入正极；在正极加上无线电信号后，通过的电流也随之起伏。这也就是二极管。二极管是一种性能很好的新型检波装置，同时又为三极管这个划时代的发明奠定了基础。
二极管的发明使美国物理学家雷金纳德·费森登能够在1906年12月24日首次进行了声音广播——从马萨诸塞州海岸播发音乐。他发射的不是如莫尔斯码那种断续信号，而是连续的信号，信号的振幅随声波的不同而有所变化。这种信号的广播，后来就被称为调幅广播。
由于二极管检波器的输出信号很微弱，检波效率较低，所以人们想尽办法对这种电子管进行改进。1907年，美国一位从事无线电信号检波工作的发明家李·德福雷斯特在二极管的正极和负极之间加上了一个金属丝制的栅极，带负电荷的栅极使得电子也带有了负电，从而趋向于被驱离栅极，使只有少数电子到达金属片。这样，人们用增加或减少栅极负电荷的方法就可以调节流向金属片的电子数量，也就意味着人们可以对电子的流动进行精确的控制——这就是今天三极管的标准形式，由金属片、灯丝和栅极三种元件构成。随后，三极管很快就被用来发射和接收无线电波。此后，德福雷斯特为美国海军设计了第一座大功率无线电台，首次实现了使用无线电发布新闻广播。
后来，电子管的发展又经历了四极管、五极管，除不断改进它的放大性能外，还尽可能向提高工作效率、加宽频带的方向发展。总之，20世纪的大多数电子装置都是电子管的巧妙应用。
今天，世界上已经有几百种各式各样的电子管，有的像顶针那么小，有的却像人那么大。除了检测和放大无线电信号外，它们还可以将交流电变成直流电，并且可以用来接通或关掉各个独立的电路，在电子领域里为人类做着越来越多的贡献。
合成氨固氮法的发明与应用
地球上倍增的人口，要求人类生产出更多的粮食来支撑。但是，地球的空间是固定的，人均的土地不会增加。解决问题的办法之一便是设法对粮食亩产量的提高。粮食作物的生长需要磷肥、钾肥和氮肥，没有这些肥料，就难有好收成。因此，各种肥料的重要性和氮肥在各种肥料中的关键作用逐渐被人们所认识。
过去，氮肥以硝酸钠和硫酸铵的形式被大量使用。由于需要量的迅速增加，人们不禁开始担心硝酸钠会很快用光，硫酸铵也将出现短缺现象。因此，固氮问题引起了科学界的高度重视。氮气约占地球整个空气的4/5。尽管空气中有大量的游离氮，但氮的化学性质很不活泼，直接利用很困难。科学家发现，在自然界常温状态下，游离氮只能被一种在豆科植物上生成的细菌直接利用，这种细菌叫做根瘤菌。根瘤菌有一种绝妙的本领，那就是它具有固氮的功能，能够在常温下将空气中的氮气转化成自身所需要的氮肥。
1902年，德国卡尔斯鲁厄工程学院化学教授哈柏开始了固定氮为氮氧化物和氨（氮的最普通的化合物）的研究这一划时代的科研工作。在化学平衡理论的指导下，他开始一点一点地、耐心地进行试验。他曾把能够经受数百个大气压的反应容器镶嵌在枪弹壳里，利用阿马埃尔社团的瓦斯灯公司提供的铂、钨、铀等稀有金属材料，冒着高温、高压的危险不断实验寻找着新的催化剂。
1907年，哈柏等人终于在约550℃和150至250个大气压的不寻常的高压条件下，成功地得到了8.25%的氮的化合物——氨，并第一次成功地制得了0.1公斤的合成氨，从而使合成氨的研制工作有可能突破实验室，开始进入实用领域转变成工业化生产。
1909年，哈柏又提出“循环”的概念。所谓“循环”，就是让没有发生化学反应的氮气和氢气重新回到反应器中去，而把已反应的氨通过冷凝分离出来。这样，周而复始，可以提高合成氨的获得率，使流程实用化。这一概念的提出，可以说是合成氨研制技术迈向工业化进程中具有决定性意义的重大突破。
1919年，瑞典科学院考虑到哈柏发明的合成氨已在经济生产中显示出巨大的作用，便决定为哈柏颁发1918年度的世界科学最高荣誉——诺贝尔化学奖，以表彰他在合成氨研究方面的卓越贡献。哈柏在领奖时发表的讲话中，曾将合成氨发明的特点说成是“将石头变成面包”，不想竟引起了全世界科学界的一致暴怒。一些评论家甚至将哈柏的发明与德国发动第一次世界大战联系起来，认为他的发明也使得德国战时炸药的生产能力大为增强。
不管哈柏本人的比喻是否恰当，但是他的发明的确开辟了人类直接利用游离状态氨的途径，也开创了高压合成氨的化学方法。它的意义不仅仅是使大气中的氮气变成了生产化肥“取之不尽、用之不竭”的廉价来源，而且使得农业生产发生了根本的变革。同时，这项发明也大大推动了与之有关的科学、技术的发展。如1923年，在100至200个大气压条件下甲醇的合成；1926年，在100个大气压条件下的人造石油；1937年，在1400个大气压条件下的高压聚乙烯生产等，无不与合成氨理论的建立和发展有关。从这一点来说，哈柏开创了化学科研事业的新时代。
直升机的诞生和发展
提起直升起，大家一定并不陌生。在军事装备上，它是能够担负一般飞机所不能担负的任务的“特种兵”；在火车、汽车不能到达的地方，它又是用来运输人员和物资的空运能手，真可谓是“空中多面手”。
然而说起直升机古老的“家族史”，却不能不追溯到公元14世纪我国古代流行的一种民间玩具——“竹蜻蜓”，它可以称得上是直升机家族中的“老祖宗”了。所谓“竹蜻蜓”的玩法，就是模仿蜻蜓飞行的原理，在一根扭曲的竹片中间垂直插上一根细竹棒，用双手手掌使劲搓动细竹棒，整个玩具便像蜻蜓一样“嗖”地一下冲向空中。
公元14世纪末，我国苏州的一位能工巧匠徐正明受到“竹蜻蜓”的启示发明了一架“飞车”。这架“飞车”形状很像一把椅子，只是椅子上方装有类似“竹蜻蜓”的叶片。人坐在椅子上，拿脚用力蹬踩位于椅子下方的传动装置，使得叶片开始转动，从而带动椅子飞上天空。
但是由于缺乏机械作用力，这架“飞车”没飞多久便落到了地上。这是世界上人类使用旋翼进行载人飞行的最早尝试。
15世纪中叶，“竹蜻蜓”传入欧洲，被称为“中国陀螺”，有些国家的百科全书还将它称作带有旋臂的“直升飞机玩具”。可以说，这是世界上最早的直升机的雏形。1483年，意大利著名画家达·芬奇设计了一种形似放大了的螺丝钉的理想飞行器：人站在飞行器底部，如果使之旋转起来，就能够升入空中。这可以说是直升机最早的设计蓝图。以后，世界上又出现过多种直升机的设计模型，但都因缺乏足够的动力而最终成为一个个美丽的泡影。
直到1907年9月19日，法国人布雷盖利用汽油活塞发动机作为动力，成功研制出带有四副旋翼的直升机。同年11月13日，法国人科尔尼首次驾驶自己研制的双旋翼直升机进行了约30秒的自由飞行。但是由于这些直升机的连接桨叶和桨毂的部件不能活动，从而导致飞机飞行时会向左或向右翻滚，令人无法控制，一些试飞员甚至为此献出了自己宝贵的生命。这也使得人类对直升机的研制工作一度被中断。
进入20世纪30年代以后，直升机的研制工作在技术上才有了重大突破。1937年，世界上出现了比较先进的传动机构和防振装置，能够活动的关节式旋翼也由此诞生了。这一年，德国人福克采用上述新设备试制成一架完全可以操纵的直升机，并由一名女飞行员驾驶，以每小时68公里的速度从柏林飞到伦敦，在世界航空界引起了巨大的轰动。又过了两年，美国工程师西柯斯基也成功地研制出一架实用的单旋翼直升机。1940年，他又在此基础上研制出改进型的新式直升机，并被美国陆军购买，从此结束了直升机研制和发展史上最艰难的探索阶段。
同年，苏联人布拉图欣也设计制造出一架“欧米加”式直升机。鉴于上述几架直升机的结构大体一致，因此被称为第一代直升机。
从此以后，全世界的直升机制造业呈现出一派日新月异的景象。大约每隔10年，人类对直升机性能的研制就有较大的改进，同时使用范围也越来越广泛。如今全世界直升机的类型已发展到近百种，式样更是千奇百怪，动力装置、旋翼材料等也日益变得先进。可以说，今天的直升机家族已经由20世纪初孤零零的一枝独秀发展成为一个子孙满堂的庞大家族了。
高压装置的发明与运用
物质在高压下的效应是人们认识物质世界极为关键的因素。此外，通过这一领域的研究还有可能合成新材料和模拟实际上无法直接观测的某些自然现象。在高压下，物质原子的空间位置和电子结构都会发生变化，从而发生相变。这对分子也一样。例如冰在压力下有几种不同的结晶状态，且熔点可高达400℃。化学家对高压研究很感兴趣，因为他们渴望通过高压作用合成新的材料；地质学家和地球物理学家则希望利用高压在实验室里模拟地壳和地幔之下的物理化学过程。
虽然高压物理这样吸引人，但是这个领域却开拓得较晚。这是因为技术上的困难很大，产生高压的有效装置很晚才被研制出来。直到1850年左右，科学家才研制达到了3000公斤/厘米2的压强，并在这个压力条件下实现了气体的液化。1893年，德国的塔曼开创了一系列高压物理实验，但主要是研究高压下的相变，如熔化等。
在高压物理理论和技术领域中做出最杰出贡献的人当首推美国物理学家布里奇曼。为了进行高压实验，他设计了一种专门的压力设备，并通过它进行实验研究，从而发现了行之有效的无支持面密封原理，其密封度随着压强的升高而升高。这样，高压装置就不再受到漏压的限制，而只与材料的强度有关。
1910年，布里奇曼等人根据这种密封原理设计出压强可达20000公斤/厘米2的高压装置，这是世界上第一个切实可行的高压装置。后来，布里奇曼又使用了特殊合金——碳化钨，并制成二级高压容器。就这样，他利用自己出色设计的高压设备和娴熟运用现代技术的能力，一步一步地把压强提高，终于做到能在100000公斤/厘米2的压强下进行实验工作。在某些情况下，压强甚至可以达到400000～500000公斤/厘米2。布里奇曼测定了在30000～400000公斤/厘米2流体静压强下的100多种物质的力学、电学、热学性质的数据，引起了其他物理学家的注意，特别是他发现了许多物质的变体，如磷的同位素异构体黑磷，6种以上的冰的异构体等。他还在高压物理各个方面都进行了深入的研究，像测量物质的电导率、热导率、压缩率、抗拉强度和黏滞性等都在技术应用上具有很大价值。他的关于大量材料的压缩率的测定，至今还经常作为标准而引用。他发现的铋、钡、碲等元素的高压相变点也成了测量高压的标准。
在高压物理的应用方面，人们最突出的成果当属人工合成金刚石。1953年，美国通用电气公司在布里奇曼高压装置的基础上，设计了一种叫做“BELT”型的高压装置，并利用它于1955年首次合成了金刚石，引起了整个工业界的轰动。后来，他们又合成了其他多种超硬材料。