Иными словами, наука не в состоянии указать нам,

К чему мы должны стремиться. Но она в состоянии указать,

К чему мы можем стремиться и ясно указать,

Что мы должны делать, когда выберем наши цели.

И столь же ясно она показывает, что тяжесть выбора

Этих целей и ответственности за этот выбор

С неизбежностью лежит на нас самих.

Безусловно, мы не должны делать все, что мы вообще можем,

В состоянии сделать, но знать, что мы можем сделать – мы должны.

 

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Какие большие группы этических проблем науки и техники Вы можете выделить?

2. Раскройте суть понятия «этос науки» в его трактовке Р. Мертоном.

3. Как, по Вашему мнению, соотносятся свобода научно-технического творчества и ответственность ученого, инженера, проектировщика?

4. Что такое «цена знания»?

5. В чем Вы видите нравственный долг современного ученого?

6. Актуальны ли сегодня проблемы, поднятые М. Вебером? Обоснуйте свой ответ.

 

 

Тема 8. Гносеолого-методологические проблемы техники

 

Важнейшей особенностью современной техники является то, что она развивается в эпоху научно-технической революции (НТР). Последняя представляет собой коренную трансформацию науки, техники и технологии, производственной деятельности, исторический процесс соединения научной и технической революций, начавшийся в середине ХХ в., продолжающийся сегодня и коренным образом преобразивший человеческое общество.

НТР – это единый двусторонний процесс революционного перехода науки неклассической в постнеклассическую и техники машинной («производство машин с помощью машин») в автоматизированную («производство автоматов с помощью автоматов»), превращения науки не только в непосредственную техническую, производительную силу, но и в решающий фактор всего общественного развития, реализующийся через прямое влияние научно-технических достижений на все сферы деятельности людей (производство, потребление, коммуникацию, образование, политику, военное дело, искусство и т. д.).

Уже в 40-х гг. ХХ в. исследования в области атомной энергии (а затем в освоении космоса) привели к созданию первых крупных государственных проектов в области соединения науки и промышленности, образованиюмасштабных научно-производственных комплексов. Это положило начало активному вниманию всех развитых индустриальных государств к науке. Осуществление крупных государственных инвестиций в науку, развитие государственного планирования в области науки, интеграция науки с производством, а затем и с образованием, способствовали не только быстрому расширению сети научно-технических учреждений, но и резкому ускорению процесса внедрения научных достижений в техническую практику, увеличению числа прикладных научных разработок, росту числа высококвалифицированных научно-технических специалистов.

Первый этап НТР, протекавший в 60–70-е гг. ХХ столетия, связан с переходом к технологии поточно-конвейерного, крупносерийного производства массово потребляемых качественных товаров и услуг, т. е. с так называемой частичной и «негибкой» автоматизацией. Именно в это время стали широко использоваться новые виды энергии, быстро происходило освоение космоса, создание материалов с заданными свойствами.

Второй этап в 80–90-е гг. часто связывают, прежде всего, с появлением и широким распространением компьютеров, в том числе, персональных, а также сети Интернет, и называют «информационной революцией». Он ознаменовался развитием комплексной «гибкой автоматизации», созданием пригодных для оперативной и достаточно широкой переналадки технических систем, управляемых и обслуживаемых компьютерами и способных к производству большого количества разнообразных мелких серий качественных товаров и услуг, потребляемых различными узкими и быстро меняющимися группами людей.

Третий этап, развивающийся сегодня, означает переход роли лидеров научно-технического прогресса от физики и информатики к исследованию нанопроцессов и их использованию в нанотехнологиях, к биологии и биотехнологиям, в частности генной инженерии, в перспективе дающим возможности создания уже не вещей, а людей, «с заранее заданными свойствами».

НТР инициировала составляющие основу современной цивилизации социокультурные процессы, радикально измениввесь уклад жизни людей от трудовых и финансово-экономических отношений до устройства быта и организации отдыха. Она переместила основную массу занятых в сферу услуг и интеллектуального труда, связывая воедино скоростными видами транспорта и другими современными средствами коммуникации, информационными сетями и общими банками данных, жизнедеятельность масс людей, разбросанных на огромных пространствах. Результатом стало осознание превращения самого человека, «человеческого капитала», в главное богатство современного общества, ведущую составляющую экономической и политической жизни, что вызвало необходимость новой ступени развития (а также учета в любых социокультурных процессах) его эмоционального, интеллектуального и нравственного мира, мотиваций и сущностных сил. Это, в свою очередь, потребовало повышение уровня общего и специального образования, его перепрофилирования в соответствии с новыми кадровыми потребностями науки и техники, а также усиление роли социально-гуманитарных наук и эффективности применения их исследований в практической деятельности.

В то же время происходила постепенная интернационализация экономики, появление разветвленных транснациональных корпораций, глобальные интеграционные процессы в мировой культуре. Преобразование индивидуальной и совместной деятельности людей, связанное с высвобождением значительного количества свободного времени и человеческих ресурсов, привело не только к интенсификации, но и к значительной унификации ее характера. Такое развитие НТР (глобализация) столкнулось с мощным сопротивлением местных традиций, институтов, структур и представлений, что вызывало острейшие конфликты, которые потрясают основы экономики и самого государственного строя многих стран.

В связи с этим современной философии и социологии вообще, и философии и социологии науки в частности, свойственна неоднозначная оценка феномена НТР. Традиционно выделяют два основных подхода к оценке научного прогресса.

· Во-первых, оптимистический (сциентистский), сторонники которого, такие как Д. Белл, У. Ростоу, Е. Масуда, рассматривали НТР как закономерный этап социального и научного развития в общем контексте модернизации человеческого сообщества, который обеспечит дальнейшее поступательное развитие нашейцивилизации.

· Во-вторых, пессимистический (антисциентистский) – представленный рядом западных социологов науки (Г. Маркузе, П. Гудман, К. Хаффнер, П. Вигор, Т. Роззак) и общественных деятелей, концентрирующий внимание на негативных последствиях технического развития (экологические бедствия, угроза ядерного апокалипсиса, возможность манипулировать сознанием, стандартизация человеческой деятельности и отчуждение личности, отрицательное влияние техники на организм и психику человека и т. д.).

Сциентизм (от лат. Scientia – наука) вообще выступает как идейная позиция, в основе которой лежит представление о научном знании как о наивысшей культурной ценности и определяющем факторе ориентации человека в мире. При этом в качестве идеала самой науки, как правило, рассматривается точное математизированное естествознание, под воздействием успехов которого в познании законов природы и связанного с этим научно-технического прогресса и возникает сциентизм. Будучи не строго оформленной системой взглядов, а, скорее, некоторой идейной ориентацией, сциентизм проявляется по-разному в различных формах социокультурной деятельности. Так, в оценке роли науки в жизни общества в целом сциентизм проявляется в ее абсолютизации, в некритическом отношении к получившим распространение научным концепциям, в недооценке необходимости их постоянной коррекции, сопоставления с другими возможными взглядами и позициями, учета широкого спектра социальных, культурных, этических факторов.

В социальном и гуманитарном познании сциентизм связан с недооценкой или игнорированием специфики их предмета по сравнению с естественнонаучными объектами, с попытками некритического и, зачастую, весьма искусственного привнесения в исследование человека и общества приемов точного естествознания. Весьма опасным (прежде всего для самого научного познания) следствием сциентистского культа науки является ее идеологизация и догматизация, превращение ее в своего рода суррогат (подобие) религии, якобы дающей окончательный ответ на все коренные проблемы бытия, тогда как подлинная сила науки – в открытости, в незавершенности разрабатываемых ею исторически преходящих моделей реальности. (Смотри выдержки из речи М. Вебера в конце предыдущего раздела.)

Сциентизму противостоят различные формы антисциентизма, варьирующие в степени их критичности по отношению к науке. Умеренный антисциентизм выступает, прежде всего, не столько против самой науки, сколько против агрессивного сциентизма, стремящегося абсолютизировать ее роль и принизить культурную значимость других форм деятельности и ориентации человека в мире – искусства, нравственности, религии, философии, обыденного сознания, эмоционально-личностного отношения к миру. Такого рода антисциентизм критикует сциентистскую абсолютизацию науки, прежде всего, с позиций гуманизма, отстаивая правомерность многообразия различных форм человеческого опыта и отношения человека к миру, которые не могут быть вытеснены (подменены) научной рациональностью. В некоторых современных вариантах умеренного антисциентизма (находящих, например, выражение в так называемом «экологическом сознании») признается мощное воздействие науки на прогресс цивилизации, но вместе с тем справедливо указывается на противоречивость этого прогресса, который наряду с бесспорными достижениями влечет за собой и деструктивные последствия, за что должна нести ответственность и наука. Антисциентистская критика такого рода способствовала более объективной и многомерной оценке науки, ее роли и возможностей, привлекая, в частности, внимание к этическим аспектам науки.

Более радикальные варианты антисциентизма переходят от критики сциентистской абсолютизации науки к критике науки как таковой. В крайних своих проявлениях они оценивают науку с экзистенциалистско-персоналистических позиций (например, Н. А. Бердяев или Л. Шестов) как силу, искажающую отношение человека к миру, ущемляющую его свободу. «Наукоборчество» радикального антисциентизма несовместимо с признанием необходимости научного познания как важнейшего условия решения стоящих перед современным человечеством проблем.

С позицией сциентизма тесно связана идея технократии. В собственном смысле это «власть техники и, главное, техников». Она утверждает необходимость установления политической власти технократов – специалистов (организаторов производства и инженеров), осуществляемой в пользу всего общества на базе научного знания. Впервые идея технократии нашла свое выражение в социальной теории Т. Веблена «Инженеры и система цен» (1921). Важнейшим противоречием общества в начале XX столетия он полагал противостояние интересов индустрии как производственной и бизнеса как финансово-экономической деятельности. В преодолении этого противостояния, по его мнению, авангардную роль призвана играть технократия. И сегодня характерная особенность всех видов технократии – это стремление управлять обществом на основе технических критериев и игнорирования ценностно-этических измерений политики. Откуда следует, что инженеры и технические специалисты хотят, а главное могут, способны управлять на благо всего общества?

Однако нельзя не отметить, что, во-первых, социальный пласт высококвалифицированных специалистов (менеджеры) представляет неотъемлемую часть правящей элиты западного общества. Во-вторых, абсолютизируя роль техники в социальной жизни, подчеркивая зависимость людей от современной технологии, исповедуя веру в безусловную благотворность развития техники, технократизм совершенно не учитывает то обстоятельство, что так называемая техническая рациональность специалистов отнюдь не способна привести общество к общей гармонии в силу своего непреодолимо частичного характера. Ведь любая техника – это всегда искусственное средство достижения какой-то конкретной цели. Задача установления гармонии этой цели с другими целями, по определению, не может быть решена техническими специалистами. В большинстве случаев они даже не осознают ее или не понимают, что сущность взаимодействий типа «человек – техника», свойственных техносфере, и взаимодействий типа «человек – человек», имеющих место в социосфере, принципиально различны.

С опорой именно на научно-теоретическое знание связаны специфические особенности современной инженерно-технологической и проектно-конструкторской деятельности.Они предполагают регулярное применение научных знаний. До эпохи НТР даже самые выдающиеся изобретения, принципиально изменявшие тип технического базиса общества, могли совершаться путем обобщения практического опыта, без непосредственной опоры на теоретическое знание. Так теория теплового цикла, объясняющая сущность физических процессов, на основе которых работает паровая машина, появилась на тридцать лет позже, чем паровая машина была изобретена и начала в массовом порядке внедряться в производство. Формула подъемной силы крыла, позволяющая ответить на вопрос, почему, собственно, аэроплан (аппарат тяжелее воздуха) вообще способен отрываться от земли и летать, была выведена уже после того, как первые аэропланы поднялись в небо.

В наше время такое невозможно. Сегодня все технические достижения могут быть только приложением научных теорий. Более того, создание техноструктур не может осуществляться даже только на основе уже произведенного, наличного научно-технического знания. Оно требует специальных инженерных исследований.

Обратимся в связи с этим к гносеологическим особенностям ядра технического знания – технической теории. Она не только объясняет реальность (как естественнонаучные теории), но и способствует ее созданию, расширению бытия за счет нового технического мира. В сферу технической теории входят: прогнозирование развития техники и связанных с ней наук; научные законы, технические правила и нормы. Но техническая теория отличается, например, от физической тем, что не может использовать идеализацию, в той степени, как это делается в физике. Таким образом, техническая теория имеет дело с более трудной для познания реальностью, поскольку не может не учитывать сложное взаимодействие физических факторов, имеющих место в машине. Техническая теория является менее абстрактной и идеализированной, она более тесно связана с реальным миром инженерии.

Технические теории, в свою очередь, оказывают большое обратное влияние на физическую науку и даже в определенном смысле на всю физическую картину мира. Например, теория упругости (по сути, техническая) была генетической основой модели эфира, а гидродинамика – вихревых теорий материи.

Специфика технической теории состоит в том, что она ориентирована на конструирование технических систем. Научные знания, полученные естественнонаучной теорией, требуют еще длительной «доводки» для применения их к решению практических инженерных задач, в чем и состоит одна из функций технической теории.

Теоретические знания в технических науках должны быть обязательно доведены до уровня практических инженерных рекомендаций. Поэтому в технической теории важную роль играет разработка особых операций перенесения теоретических результатов в область инженерной практики, установление четкого соответствия между сферой абстрактных объектов технической теории и конструктивными элементами реальных технических систем, что соответствует фактически теоретическому и эмпирическому уровням знания.

В технической теории выделяют эмпирический и теоретический уровни:

Эмпирический уровень научно-технического знания образуют конструктивно-технические и технологические знания, являющиеся результатом обобщения практического опыта при проектировании, изготовлении, отладке и т. д. технических систем. Это – эвристические методы и приемы, разработанные в самой инженерной практике, но рассмотренные в качестве эмпирического базиса технической теории.

Конструктивно-технические знания преимущественно ориентированы на описание строения (или конструкции) технических систем, представляющих собой совокупность элементов, имеющих определенную форму, свойства и способ соединения. Они включают также знания о технических процессах и параметрах функционирования этих систем. Технологические знания фиксируют методы создания технических систем и принципы их использования.

Теоретический уровень научно-технического знания включает в себя три основных блока, или слоя, теоретических схем: функциональные, поточные и структурные.

· Функциональная схема фиксирует общее представление о технической системе, независимо от способа ее реализации, и является результатом идеализации технической системы на основе принципов определенной технической теории. Функциональные схемы совпадают для целого класса технических систем. Блоки этой схемы фиксируют только те свойства элементов технической системы, ради которых они включены в нее для выполнения общей цели. Каждый элемент в системе выполняет определенную функцию.

Функциональная схема – это схема взаимосвязанных функций, направленных на выполнение общей цели, предписанной данной технической системе. С помощью такой функциональной схемы строится алгоритм функционирования системы и выбирается ее конфигурация (внутренняя структура).

Функциональные схемы, например, в теории электрических цепей представляют собой графическую форму математического описания состояния электрической цепи. Каждому функциональному элементу такой схемы соответствует определенное математическое соотношение, – скажем, между силой тока и напряжением на некотором участке цепи. Порядок расположения и характеристики функциональных элементов адекватны электрической схеме.

· Поточная схема описывает конкретные естественные процессы, протекающие в технической системе и связывающие ее элементы в единое целое. Блоки таких схем отражают различные действия, выполняемые над естественным процессом элементами технической системы в ходе ее функционирования. Такие схемы строятся исходя из естественнонаучных (например, физических) представлений.

Теория электрических цепей, к примеру, имеет дело не с огромным разнообразием конструктивных элементов электротехнической системы, отличающихся своими характеристиками, принципом действия, конструктивным оформлением и т. д., а со сравнительно небольшим количеством идеальных элементов и их соединений, представляющих эти идеальные элементы на теоретическом уровне. К таким элементам относятся прежде всего емкость, индуктивность, сопротивление, источники тока и напряжения.

· Структурная схема технической системы фиксирует те узловые точки, на которые замыкаются потоки (процессы функционирования). Это могут быть единицы оборудования, детали или даже целые технические комплексы, представляющие собой конструктивные элементы различного уровня, входящие в данную техническую систему, которые могут отличаться по принципу действия, техническому исполнению и ряду других характеристик.

Структурные схемы отображают в технической теории именно конструкцию технической системы и ее технические характеристики. В этом случае они позволяют перейти от естественного модуса рассмотрения технической системы, который фиксируется в его поточной схеме (в частности физического процесса), к искусственному модусу. Поэтому в частном случае структурная схема в идеализированной форме отображает техническую реализацию физического процесса.

Структурные схемы теории электрических цепей представляют собой идеализированное изображение электрической цепи, поскольку в них абстрагируются от многих частных характеристик электротехнического устройства (габаритов, веса, способов монтажа и т. д.). Эти характеристики учитывают в процессе проектирования и изготовления, т. е. в самой инженерной деятельности. На структурных схемах указываются обобщенные конструктивно-технические и технологические параметры стандартизированных конструктивных элементов (резисторов, катушек индуктивности, батарей и т. д.), необходимые для проведения дальнейших расчетов: их тип и размерность в соответствии с инженерными каталогами, рабочее напряжение, способы наилучшего расположения и соединения, экранировка. При этом следует отличать структурную теоретическую схему от различного рода изображений реальных, встречающихся в инженерной деятельности схем, например, монтажных схем, описывающих конкретную структуру технической системы и служащих руководством для ее сборки на производстве. Главные элементы структурной схемы в теории электрических цепей – источник электрической энергии, нагрузка (приемник электрической энергии) и связывающие их идеализированные конструктивные элементы, абстрагированные от многих параметров реальных конструктивных элементов, входящих в инженерные каталоги.

Известно, что процесс любого научного познания обусловлен, прежде всего, особенностями изучаемого объекта. Осуществляя свою деятельность, инженер преобразовывает природную и социальную среду, удовлетворяя различные технические потребности общества. Это преобразование всегда определено существенными связями, законами изменения и развития объектов, и сама деятельность может быть успешной только тогда, когда она согласуется с этими законами. Использование инженером в производственном процессе не только технического опыта, навыков, умений, инженерного мастерства, но и широкого социокультурного знания, и прежде всего естественнонаучного и технического, является отличительной особенностью инженерной деятельности.

Инженерная деятельность мобильнее технической и более сбалансирована по отношению к решению ближайших и перспективных производственных задач. Она в равной мере ориентирована как на запросы производственно-технической практики сегодняшнего дня, так и на потребности ближайшей и отдаленной перспективы. Исследуя на основе научного знания естественные объекты, преобразуемые в деятельности в искусственные, инженер не ограничивается только созданием технических средств, которые могут быть использованы в рамках существующих производственных технологий. Проектировщики и конструкторы должны предвидеть возможные будущие производственно-технические изменения, в том числе и те, которые соответствовали бы перспективным требованиям гармонизации общественной жизни. Инженерная деятельность в этом случае определяется по преимуществу не производственными регулятивами и социальным заказом сегодняшнего дня, а познавательными потребностями, связанными с прогнозированием будущих техноструктур и технологий.

Таким образом, при выявлении основных особенностей инженерной деятельности следует четко определить ее отличительные признаки, среди которых главными являются:

· исследование на основе систематизированного знания свойств и характеристик предметных структур практики с целью трансформации естественного в искусственное,

· преобразование вещества, энергии и информации для выявления оптимальных структурных и функциональных взаимосвязей создаваемых инженерных сооружений, технических средств и организационных форм технологий.

Эти особенности накладывают свой отпечаток на характер инженерного мышления. В самом общем виде его можно представить следующим образом: отображаемая абстрактная модель предметных структур практики фиксируется в сознании инженера с целью достижения конкретных производственно-технических и технологических результатов. Она является значимой лишь в том случае, если с помощью этой модели инженеру удается организовать новую технологию, или создать инженерное сооружение и техническое средство с более оптимальными структурными и функциональными характеристиками.

Раскрывая своеобразие «инженерного мышления», следует отметить некоторые важные особенности, присущие любому логическому отображению действительности. Общим для всех видов мышления является то, что они отражают потребности общественной системы. Мышление инженера, равно как и другие виды мыслительных актов человека, предметно, направлено на овладение предмета потребности и непременно включает знание о будущем техническом объекте. Предвидение есть один из основных составных элементов любого мышления. Инженер мысленно предвосхищает не только достижение цели, но и пути и способы использования всего арсенала наличных средств.

В содержание инженерного мышления входят признаки физических процессов, характеризующие свойства, функции, структурные особенности технических средств; мышление инженера определено такими социальными факторами, как анатомо-физиологические параметры действия человека и область социального функционирования технического объекта. На мышление инженера в значительной степени оказывает воздействие предметная сфера функционирования технического объекта. Инженерное мышление – это специфическая форма активного отражения морфологических и функциональных взаимосвязей предметных структур практики, направленная на удовлетворение технических потребностей в знаниях, способах, приемах, с целью создания технических средств и организации технологий.

Выдающимся результатом деятельности инженеров является становление, развитие и дифференциация машиностроения как важнейшей области современного производства.

Машина (лат. machina – «механизм, устройство, конструкция», от др. – греч. «двигать») – техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации. В более расширенном современном определении, появившемся с развитием электроники, машиной является технический объект, состоящий из взаимосвязанных функциональных частей (деталей, узлов, устройств, механизмов и др.), использующий энергию для выполнения возложенных на него функций. В этом понимании машина может и не содержать механически движущихся частей (таковы электрический трансформатор, компьютер и т. п.).

Историю машиностроения можно подразделить на три этапа:

1. Появление рабочих устройств, при помощи которых выполнение самых разных действий облегчалось, становилось более эффективным и результативным.

Первой «машиной» в истории человечества можно считать лук, посылающий высвобождающейся энергией натянутой тетивы стрелы на дальнее расстояние. Ряд простых машин (рычаг, колесо, блок) также известны с доисторических времен. Известным прообразом сложной машины как устройства для преобразования энергии из одного вида в другой было наливное водяное колесо, с древнейших времен использовавшееся для ирригации древними египтянами и персами. Это механическое устройство служило для преобразования энергии падающей воды (гидроэнергии) в энергию вращательного движения. В дальнейшем прародительницей всех машин, при работе которых не требуется сила человека или животного, явилась водяная мельница.

В эпоху Античности машины как механические устройства применялись для усиления человеческих возможностей применительно к одной точке: подъемные блоки, рычаг, колесные повозки, машина для замеса теста, винтовой пресс, шнек (винт Архимеда). Машины в качестве хитроумных устройств служили для развлечения публики, как, например, паровая машина Герона. Во времена Римской империи конструирование машин относилось к архитектуре и имело прикладной характер. Основные усилия инженеров были направлены на усовершенствование военной техники и ручных орудий труда, метательных орудий, устройств для распилки каменных блоков. Важнейшим изобретением Средневековья стало изобретение кривошипно-шатунного механизма как основы устройства впоследствии множества механических машин.

2. Появление двигателей – машин, которые приводили в действие рабочее устройство.

Лишь с изобретением в XVIII в. двигателя, который использовал энергию пара, в истории машиностроения происходит громадный скачок от индивидуального производства к промышленному. Благодаря паровому двигателю стала возможной механизация многих ранее производимых вручную процессов. Всевозможные станки, устройства и приспособления берет на вооружение частный бизнес, что, постепенно приобретая все большие масштабы, приводит к развитию современной промышленности и машиностроения.

Создание, как отмечалось ранее, в 1774 г. Дж. Уаттом универсальной паровой машины положило начало технической революции и все более ускоряющемуся техническому прогрессу. Появляются сложное оборудование и двигательные установки, такие как изобретенные в 1889 г. Г. Лавалем паровая турбина, в 1870–1890 гг. – двигатель внутреннего сгорания (газовый – Н. Отто, бензиновый – Г. Даймлера и К. Бенца, дизельный – Р. Дизеля), в 1889 г. М. Доливо-Добровольским – электродвигатель переменного тока. Функционирование новых машин начинает широко использовать явления механики, термодинамики, электромагнетизма.

Итак, появление машиностроения связано, прежде всего, с энергетическими революциями. Переход от энергии животных и природных энергий (ветра и воды) к энергии паровых машин, работающих от сжигания углеводородных топлив, создал условия перехода от кустарного производства к промышленному – появлению первых фабрик и заводов. Невозможность значительного отрыва производства от источников энергии привела к образованию первых промышленных центров. Появление электроэнергетики – генераторов электроэнергии и электродвигателей – дало дальнейший толчок к промышленному развитию.

3. Автоматизация производства, при которой весь процесс производят автоматические устройства без участия человека.

Наивысшего развития индустриальное общество достигло к середине XX столетия, породив все преимущества и противоречия современной цивилизации. Машиностроение стало основой индустрии. Во второй половине века его развитие получило новое качество. Современный прогресс науки оказал выдающееся влияние на состояние технологии машиностроения,в значительной мере повысив ее наукоемкость. Фундаментальные научные открытия в области физики, химии, биологии были достаточно быстро востребованы современной промышленностью, породив технологии современной электроники, микроэлектроники, радиоэлектроники, оптоэлектроники, технологии новых материалов, биотехнологии.

Образовалась воспроизводящая цепочка: фундаментальная наука – прикладная наука – разработка технологии – проектирование и производство современного промышленного продукта. Таким образом, конец XX столетия продемонстрировал зависимость прогресса машиностроительных производств не только от развития энергетики, но в значительной мере и от развития наукоемких технологий. Появление таких продуктов электронного машиностроения, как современные электронные компьютерные компоненты, привело к широкому их внедрению в производство нового поколения технических систем, высокоэффективных, гибко перестраиваемых, многокоординатных машин и роботов. Ключевой тенденцией при создании современных машин стал перенос функциональной нагрузки с механических узлов к интеллектуальным (электронным, компьютерным) компонентам. Доля механической части в современном машиностроении сократилась с 70 % в начале 90-х гг. ХХ в. до 25–30 % в настоящее время.

Машина состоит из двигателя как источника энергии (движения), передаточного и исполнительного устройств и системы управления. В машинах либо двигатель, либо исполнительное устройство (либо и то, и другое вместе) совершают механические движения. Остальные части машины могут основываться на иных принципах действия (например, использовать законы оптики, электродинамики и т. д.).

Двигатель и/или исполнительное устройство машины выполняют заданную функцию, совершая определенные движения – например, перемещение поршня насоса, манипулятора робота. Проектирование таких устройств заключается в создании механизмов, обеспечивающих, прежде всего, заданные вид и закон движения.

Механическое передаточное устройство (передаточный механизм) предназначено для передачи механической энергии. Оно необходимо для согласования взаимного положения и параметров движения двигателя и исполнительного устройства. Это, в свою очередь, позволяет подразделить передаточные устройства на следующие:

· трансмиссии – только передают движение от удаленного двигателя к исполнительному устройству без изменения характеристик этого движения;

· передачи – согласуют параметры и вид движения на выходе двигателя с входными характеристиками исполнительного устройства.

Практически любую машину можно отнести к одной из трех следующих групп:

Энергетические машины – преобразующие один вид энергии в другой.

Двигатели – превращают различные виды энергии в механическую работу (электродвигатели, паровые машины, гидротурбины, двигатели внутреннего сгорания); генераторы – преобразуют механическую энергию в любой другой вид энергии (электрогенераторы, поршневые компрессоры, механизмы насосов).

Рабочие машины – использующие механическую или иную энергию для преобразования и перемещения предметов обработки и грузов. Технологические машины и аппараты – мельницы, печи, станки, прессы и т. д., которые предназначены для изменения размеров, формы, свойств или состояния предмета обработки (сырья). Транспортные и подъемные машины – автомобили, канатные дороги, конвейеры, краны, лифты, самолеты и т. п.

Информационные машины – предназначены для преобразования, обработки и передачи информации (компьютеры, аппараты связи и другие устройства передачи, обработки и хранения информации).

По степени автоматизации все машины делятся на устройства с ручным управлением, автоматы и полуавтоматы:

1) устройства с ручным управлением выполняют свои функции только при непосредственном участии в их работе человека, который осуществляет пуск, управление работой всех механизмов и остановку после выполнения определенных работ или операций (например, металлорежущие или деревообрабатывающие станки);

2) автомат – самостоятельно действующая машина, которая выполняет свою функцию по заданной управляющей программе без непосредственного участия человека в процессе обработки, преобразования, передачи и использования материальных объектов, энергии или информации;

3) полуавтоматы – это машины, в которых рабочий цикл, осуществляющийся на основе предварительно заданной управляющей программы, прерывается и для его повторения необходимо обязательное вмешательство человека (например, СВЧ-печь).

Совсем недавно в качестве перспективного направления развития машиностроения появилась технология 3D-принтеров, позволяющая даже в домашних условиях самостоятельно изготавливать не только простейшие предметы быта, но и детали, из которых потом можно собирать разнообразные механизмы. Это новое поле для технического творчества, безусловно, является интересным, но, о том, какой реальный «урожай» изобретений и открытий может быть с него собран, судить пока рано. Время п

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: