Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram

В ФОРМИРАНЕТО И РАЗВИТИЕТО НА ИНЖЕНЕРНИТЕ НАУКИ




Инженерните науки оборудват инженерите, техниците със знанията и способността да решават сложни задачи за създаване на металорежещи машини с различен план и предназначение, изграждане на различни конструкции, позволяващи да се изчислят силите на водни и газови потоци, задвижващи турбини или плаващи кораби и самолети, летящи космически кораби. Безспорно основата на инженерните науки е механиката. Познаването на механиката като основа на инженерството е изключително необходимо за строители и архитекти. Те строят нашите домове, сгради на фабрики и фабрики, сгради на училища и болници, театри и музеи, издигат кули и арки, изграждат мостове, подлези и много други.

Тази лекция се занимава с приноса на руските учени, строители, дизайнери за формирането и развитието на инженерните науки.

1. Формиране на местни инженерни науки.

2. Приносът на местните учени в машиностроенето.

Дори в дълбока древност Русия е била известна със своите занаятчии - колелца, оръжейници, бижутери, строители на вятърни и водни мелници. Материалите от археологическите разкопки показват, че още през осми век нашите предци са използвали завой. В периода на Киевска Рус техниката на занаятите става още по-съвършена. По-специално, жицата, изработена от майстори, които умело притежават техниката на рисуване, е била известна с доброто си качество.

Средновековни руски майстори са знаели как да правят сложни механични устройства - часовници, гениални ключалки, пробивни и стругови машини, фрезови машини, тъкачни машини, въртящи се колела, пилотиращи машини, подемни съоръжения, дъскорезници. Руските майстори умело издигнали огромни камбани на високи кули.

Опитът, придобит от руските занаятчии, създаде благодатна почва за развитието на теорията, натрупването на практически знания.

Руските учени допринесоха много за развитието на теорията на машините, механизмите и строителните конструкции. В древните руски книги по тази тема бяха изложени натрупаните от руските и чуждестранни майстори знания в практическите дейности. Можем да споменем например наръчника за скучно оборудване „Живопис, как новата тръба започва да се създава през 1620 г.” (1620 г.), издадена в началото на XVI - XVII век. Много от научната информация за технологиите съдържа известната „Харта на военните, оръдия и други случаи“. военна наука. Автор на тази книга е Onisim Mikhailov, изключителна фигура на руската технология от XVII век (предшественикът на "Хартата" е "Военна книга", публикувана от Михаил Юрьев и Иван Фомин). По-голямата част от книгата е посветена на артилерия и укрепление. Въпреки това, "Хартата" разбира и много общи технически въпроси. Забележително е, че в книгата представянето на технически въпроси се основава на данните от математиката. Много есета по технология се появяват през втората половина на XVII век.


border=0


В началото на 18-ти век в Русия започват да се появяват есета, написани от учени. Един от тези учени е Г. Г. Скорняков-Писарев, който публикува книгата "Статична наука или механика" през 1722 г. - първата руска работа, посветена специално на механиката. През 1738 г. е публикувана книгата "Бърз справочник за подписване на прости и сложни машини, есе за използване на руската младеж". Това е превод от латински (в който в тези дни са написани научни творби) на есето на Санкт Петербургския академик Крафт. Преводът е направен от сътрудник на Академията на науките В.Е. Adodurovym. Тази книга служи като източник на знания за няколко поколения руски механици. Тази книга се отличава с факта, че за първи път се занимава с машинната наука като отделна наука, а не само като част от физиката.

През втората половина на XVIII век. Появява се нов оригинален учебник по механика, написан от руски автор. Тази книга, публикувана през 1764 г. от Яков Козелски, е наречена “Механични предложения за използване на ученик в артилерийската и инженерна катедрала на благородните младежи”. Ценни учебници по механика и свързани с тях научни дисциплини са написани от Д. С. Аничков, Н. Г. Курганов, Е. Д. Войтаховски.

Руски учени и изследователи решиха важни въпроси на машиностроенето. Например Леонард Ойлер произвежда известната формула (1765), която дава възможност да се определят основните структурни елементи на механизма с гъвкави връзки чрез коефициент на триене. Тази формула е само неразделна част от общата теория на триенето. Ейлер изучава триенето в продължение на много години, продължава да изучава триенето в машини и механизми. Първата работа по триене в машини и механизми е публикувана в Санкт Петербург през 1727 година. Л. Ойлер необичайно задълбочи теорията на триенето и му даде математически съвършен вид. В класическото си есе "Механика" той успешно решава проблемите на механиката чрез метода на математическия анализ. От тази книга идват, както учените признават, пътищата на по-нататъшно търсене в областта на аналитичната механика.



През 1760 г. Ойлер публикува книгата "За движението на твърдо тяло". В тази работа, както пише академик А. Н. Крилов, "въпросът за съставянето на диференциални уравнения е получил пълно и окончателно решение, което се използва и до днес."

Трябва да се каже още веднъж, че в богатото наследство на Ойлер - 865 произведения, останали зад себе си - много е посветено на механиката. Ойлер не само е теоретик, но също така се занимава с чисто инженерни въпроси, тества качеството на помпите и чувствителността на везните за претегляне на монети и участва в изпитанията за „машинни случаи на чираци“.

Говорейки за приноса на местните учени за развитието и установяването на механика, инженерство, не бива да се спираме върху приноса на М. В. Ломоносов за решаването на споменатите проблеми. Тук не следваме традиционния подход за оценяване на Ломоносов като най-големия руски учен, а от конкретния му принос към механиката и инженерството.

Разбирайки голямото значение на „инструменталното изкуство” за създаването на машини и механизми, Ломоносов изобретил редица специални устройства и инструменти: машини за изпитване на материали за твърдост, инструмент за „раздробяване и компресиране на тела”, с помощта на който той изследвал силата на различни материали. Първият вискозиметър, устройство за определяне на вискозитета на течности, е роден в лабораторията на Ломоносов. Тези устройства се използват от производителите на машини за правилния избор на смазочни материали.

Ломоносов остави няколко интересни изследвания на часовниковите движения, предложи използването на кристал и стъкло в часовниците за намаляване на триенето. Ученият действал не само като теоретик, но и като дизайнер. Той е построил струг и фронтални машини, създал проекти за колянови валове, водни помпи и дъскорезници.

Заслугата на М. В. Ломоносов за механиката се крие във факта, че работилниците на Академията на науките, които станаха един от центровете на руската техническа мисъл, работят под негово ръководство. След смъртта на М. В. Ломоносов те се разпаднаха и едва след като Иван Петрович Кулибин стана ръководител на работилниците през 1769 г., те заемат мястото на Ломоносов.

Множество изобретения на Кулибин свидетелстват, че той е бил инженер в съвременния смисъл на думата. Това се посочва от фактите. Той изгражда творческите си идеи на солидна основа на строги изчисления и внимателни изследвания. По-специално, след като замислял моста през Нева, Кулибин я въплътил в точни и подробни рисунки. До 1776 г. изобретателят е завършил проекта, който все още ни изумява със забележителната дълбочина на инженерните решения, красотата и елегантността на конструкциите. Интересен метод, чрез който Кулибин провежда предварителна проверка на възможностите на структурата. Издърпвайки въжето и висящи тежести на определени места, изобретателят възпроизвежда, така да се каже, сходството на моста и силите, действащи на моста. Изградена е Кулибин и специална тестова машина, с която той проверява изчисленията си.

Създавайки подобие на мост и определяйки натоварването, което моделът може да издържи, Кулибин би могъл абсолютно точно да установи най-големия товар, който може да понесе неговият гигантски мост. По този начин известният руски механик е взел важно решение: как да възпроизведе точното механично в модела, а не само геометричната, външна прилика на голяма структура.

Трябва да се отбележи, че Ойлер внимателно провери изчисленията на Кулибин и, след като се убедил в абсолютната им коректност, ги прегледал ентусиазирано. Ойлер прикрива теоретичното откритие на Кулибин в математическа форма. Методът на сходство влезе в техниката като един от най-мощните инструменти. На практика не се изгражда отговорна структура, преди нейното малко сходство - моделът - да не премине изчерпателни тестове.

Вътрешната мисъл за развитието на теорията на механиката работи неуморно. Така, продължавайки работата на Ломоносов и Ойлер, академик С. Котелников през 1774 г. публикува книга, съдържаща теорията за баланса и движението на тела. Особено засили търсенето на решения на технически проблеми след откриването през 1755 г. на Московския университет. В началото на 19-ти век академик С. Й. Гурьев публикува няколко произведения върху теорията на машините и механизмите, включително “Основи на механиката” и “Основи на динамиката”. С особено внимание, ученият се занимава с „общото правило за равновесие с приложението му към„ двигателите ”.

Въпросите на механиката заемат голямо място в “Първоначалните принципи на общата физика”, издадени през 1801 г. от П. И. Страхов, професор в Московския университет.

Трудно е да се изброят всички имена на изтъкнати фигури от руската наука и технология. Имената на много от тях станаха гордост на цялото напреднало човечество. Един такъв човек е блестящият математик и механик Михаил Василевич Остроградски (1801–1862), който е ученик на известния математик Аугустин Коши (преподавател в Политехническото училище и Сорбоната). Принципът Остроградски - Хамилтън е перлата на теоретичната механика. Всички механични системи се подчиняват на този принцип. Водени от нея, е възможно да се показват механични процеси в математически уравнения. Уравненията, основани на принципа Остроградски-Хамилтън, предполагат на инженерите как най-добре да решат проблемите, с които се сблъскват.

Остроградски се занимава с теорията на вълните, теорията на топлината, изучава еластичните колебания на телата, проблемите на равновесието и движението на твърдите тела, светските неравенства в движението на планетите. Той обръща голямо внимание на педагогическата работа. Между другото, приложна механика е високо класирана в Санкт Петербург гимназии. До известна степен това е заслугата на А. Бетанкур (1758–1824), който е дошъл в Русия през 1808 г. Той е участвал в организирането на железопътния транспорт, изгради редица фабрики и сгради (по-специално, според неговите проекти Манежът е построен в Москва и постави основата на катедралата "Св. Исаак", ръководеше строителството на Санкт Петербург, в Нижни Новгород, изгради ансамбъл от панаири, от 1818 г. е генерален директор на комуникациите. А. Бетанкур е един от основателите и ръководителите на първото висше учебно заведение в Русия - Санкт Петербургския институт по комуникациите, открит през 1809 г. Той е привлякъл няколко преподаватели, възпитаници на Политехническото училище към преподаването, и е приложил руски учени в Института по комуникации. , От професорите на този институт Габриел Ламе (1795–1870) и Беноа Пол Емил Клапейрон (1799–1864) дадоха важен принос за механиката.

Във връзка със задачите на изграждането на железниците през 30-те години на XIX век. усилва се работата по създаването на конструктивна механика и теорията на конструкциите. Важна работа в тази посока е извършена от учениците от Института по комуникации. Станислав Курбедз (1810–1893), професор по приложна механика, който проектира и изгради първия метален мост в Русия през Нева. Мостът имаше седем силни чугунени отвора по 32–48 m всеки, а осмият диапазон беше регулируем. Изграждането му е завършено през 1850 г. При изчисляването на моста за първи път се използва кинематичният метод. Герман Е. Паукер (1822–1889) изследва стабилността на арките и стига до съответните теоретични заключения. В същото време той използва статистически и кинематични методи и получава идентични резултати.

Мнозина са обогатили механиката на забележителния строител на мостове Дмитрий Иванович Журавски (1821–1891). Достатъчно е да се каже, че именно той е проектирал и построил повечето от железопътните мостове между Санкт Петербург и Москва, чието изграждане започнало през 1843 г. Трябва да се отбележи, че опитът на предшествениците - създателите на конвенционални мостове - не е бил подходящ за проектиране на железопътни мостове, които би трябвало да носят значително по-големи размери. динамични натоварвания. Известните по това време мостове, съставени от формите на системата на инженера Ф.Хау, не притежават надеждна сила. Ф. Х. Хау построил мостови ферми, елементите на които бяха еднакви по цялата дължина, както близо до опорите, така и в средната част. Журавски подложи фермата на задълбочено проучване на Ф.Хау. След като построил модел, руският инженер заменил с болтови връзки в него с жици. След като зареди модела и накара жицата да зашива фермата като осцилираща като струни, той открива, че излъчват звуци от различни типове в различни части на фермата. Предсказанията на Журавски се сбъднаха: натоварването в различни части на фермата не беше същото. Така Журавски открива сериозен дефицит в мостовете на елегантния опит на инженера Ф.Хау. Изследването на неговата грешка служи като отправна точка за Журавски да създаде научно обосновани методи за изграждане на мостове. Прилагайки метода на диагонални ферми, Журавски построил през 1855 г. Вереинския мост с дължина повече от половин километър. Името на руския инженер придоби слава в целия свят. Никаква катастрофа не се случи на мостовете, построени от Журавски, въпреки че някои от тях трябваше да бъдат построени от дърво. Способността на Журавски да научи научно задачите на строителната практика бе ясно изразена дори когато трябваше да започне проектирането и изграждането на метален затих за катедралата Петропавловска крепост. Експериментите върху моделите и методическите изчисления, направени от Журавски по време на проектирането на шпилята, дадоха възможност да се открият методите за изчисляване на I-лъчи, които са много важни за техниката.

Такива греди са необходим елемент от мостове, подове на сгради, стоманени рамки на фабрични цехове - накратко, от всяка голяма конструкция. В същото време Zhuravsky е разработен и общата теория на проектиране чрез пирамидални структури, положи основите на теорията на съпротивлението на материали и структури.

Последовател на Журавски Николай Аполонович Белюбски (1845–1922) влезе в историята като създател на голям брой забележителни мостове, които заменят дървени. Повече от петдесет структури, проектирани Belelyubsky. Така, построеният от него през 1875–1881 г. Сизрански мост над Волга, отдавна не е имал равни в Европа по размер и оригиналност на конструкциите (13 участъка от по 111 метра). Огромният и мост през Днепър от 15 участъка от 71,3 метра, създаден от него през 1881 година. Белелюбски е инициатор на широкото използване в железопътното строителство на научни методи за изпитване на материали, за които създава специална лаборатория, която не е равностойна в чужбина.

Най-богатото наследство, оставено в механиката на Пафнут Львович Чебишев. Великият теоретик, който се прославял с блестящи открития в математиката, ентусиазирано решаваше спешните проблеми на индустриалната практика, тъй като математикът често предлагаше оригинални решения на инженерните проблеми. Интересен факт е, че той решава проблема с ректификационен механизъм (или успоредника на Уат). Механизмът за изправяне на Уот, наречен на името на изобретателя, е проектиран да прави кръгови движения по права линия, изпълнявайки задачата си не напълно задоволително. Движението само в грубо приближение може да се счита за праволинейно. И поради това несъвършенство на успоредника на Уот, в машините се появи вредна съпротива. Чебишев разработва метод за теоретично изчисляване на коригиращи механизми, т.е. механизми, които могат да „изправят“ въртеливото движение, да го превърнат в права линия. Такива механизми са станали в основата на много напреднали проекти. Трябва да се отбележи, че работата по коригиращия механизъм беше за Чебишев отправна точка в работата му по създаването на теорията на механизмите и машините. Показвайки необичайни инженерни умения, Чебишев създава разнообразни механизми, които могат точно да възпроизвеждат движението, да работят със спирания, да превръщат непрекъснатото движение в прекъснато движение. Той изгражда известната си стъпкова машина, която точно възпроизвежда движението на ходещо животно, създава механизъм за гребане, повтаряйки движението на греблата, стол за скутери, модел на нова машина за сортиране.

Чебишев изобретил машината за изчисления. Създадена през 1881 г., тя е като продължение на работата му по подобряване на оригиналната машина за сумиране, която Чебишев изобретил три години по-рано. Уместно е да се отбележи, че машината за добавяне е построена през 1874 г. от петербургския изобретател В.Т. Однер. Това е прототип на добавяне на машини, които са използвани дълго време през ХХ век и на някои места са използвани доскоро. В отличие от других счетная машина Чебышева могла работать в быстром темпе, превышающем 500 вычислений в час. Поэтому принцип, положенный Чебышевым в конструкцию счетного автомата, привлекал и привлекает к себе внимание многих инженеров. К сожалению, данная модель распространения в России не получила и очутилась в Париже, в музее искусств и ремесел.