трусики женские украина

На головну

 Розвиток техніки від найпростіших знарядь праці до космонавтики - Філософія

Федеральне агентство з освіти

Московський Авіаційний Інститут

(Державний Технічний Університет)

Кафедра філософії

Реферат з історії науки

розвиток техніки

від найпростіших знарядь праці

до космонавтики

Виконав:

Аспірант

Мордига Юрій Олегович

Спеціальність 05.07.02

Керівники:

Доктор технічних наук, доцент

Савостьянов Олексій Михайлович

Доктор філософських наук, професор

Крянев Юрій ВітальевічМосква 2007

зміст

Введення

1. Розвиток техніки в давнину

2. Становлення експериментальної науки і динаміка розвитку техніки

3. Причини, які спонукають розвиток техніки

4. Зіставлення духовної і матеріальної культур

5. Теорія - основа технічного розвитку

5.1. Гіпотеза - попередник теорії

5.2. Теорія - вища форма організації наукового знання

6.Теорія рухів виробів космічної техніки

6.1. Коротка історія розвитку космонавтики

6.2. Про розвиток теорії рухів виробів РКТ

Висновок

Список літератури

ВСТУП

З метою дослідження причин бурхливого розвитку техніки за останні сто-двісті років в роботі коротко викладається історія її розвитку з найдавніших часів і наведено короткий опис логіки розвитку техніки.

Техніка (від грец. Techne - мистецтво, майстерність, уміння), сукупність засобів людської діяльності, створюваних для здійснення процесів виробництва та обслуговування невиробничих потреб суспільства [1]. У техніці матеріалізовані знання і досвід, накопичені людством у ході розвитку суспільного виробництва. Основне призначення техніки раніше було - часткова або повна заміна виробничих функцій людини з метою полегшення праці та підвищення його продуктивності, нині - створення і вдосконалення т.зв. техносфери, що відбиває матеріально-технічну культуру життя і науково-виробничого процесу. Техніка дозволяє на основі пізнання законів природи істотно підвищити ефективність трудових зусиль людини, розширити його можливості в процесі доцільної трудової діяльності; з її допомогою раціонально (комплексно) використовують природні ресурси, освоюють надра Землі, Світовий океан, повітряне та космічні простори.

Показано важливу роль в цьому процесі появ теорій, як таких. Наведено поняття і основні ознаки теорій, гіпотез та інших логічних конструкцій, на основі яких розвиваються науки і як результат збагачується матеріальна культура людства.

Як приклад сучасного розвитку взята одна з галузей науки і техніки: розглядається історія ракетної техніки і, зокрема, створення та розвиток математичних моделей руху ракет-носіїв і космічних апаратів.

Робота завершується висновками в розділі «Висновок».

1. Розвиток техніки в давнину

«Розум зростає у людей відповідно до світу Познані ...» Емпедокл

(Давньогрецький філософ, лікар, політичний діяч 5 ст. До н.е.)

Початковий період передісторії людства називається палеолітом (грец. Lithos - камінь) - стародавнім кам'яним століттям [2]. Але це тільки так говориться, насправді на цей «вік» припадає 98% всього часу існування людини (починаючи з homo habilis - людина майстерний, умілий - з'явився близько 2 млн. Років тому). У деяких куточках Землі цей «вік» продовжується до цих пір.

Знаряддя праці людини тієї епохи досить одноманітні: шматки каменю, злегка оброблені з одного, рідко з двох сторін, для надання їм ріжучої або коле форми. Ці знаряддя вживалися для самих різних цілей, тобто вони були універсальними.

Людська техніка розвивалася надзвичайно повільно. Проходить не одне тисячоліття, перш ніж в обробці кам'яних знарядь помічається будь-який прогрес. В [2] висловлена ??версія про те, що повільний прогрес пов'язаний з важкими умовами життя і навколишнього середовища. Однак, це пояснення є сумнівним, враховуючи наявність в деяких областях Південної Америки, Африки та Австралії племен людей, що живуть в сприятливих кліматичних умовах і мають розвиток близьке кам'яного віку. Швидше навпаки, дефіцит коштів для виживання і екстремальні умови життя стимулюють розвиток. Повільний розвиток знарядь праці в епохи палеоліту пояснюється, можливо, розвитком людства в інших областях. Наприклад, при об'єднанні людей в співтовариства (з метою виживання) виникає необхідність у формуванні та вдосконаленні суспільних взаємин (тобто духовних і психічних установках, необхідних для стійкості й життєстійкості колективу), а також обміну інформацією - мови.

За палеолітом слід неоліт - новий кам'яний вік - період, коли кам'яні знаряддя піддаються все більш ретельній обробці залежно від їх призначення цей «вік» тривав близько 10-12 тис. Років.

Первісні люди вчилися у природи, наслідували їй, не вникаючи в причини відбуваються механічних явищ. Випадково відігнута гілка дерева, стрімко поверталася в своє початкове положення (цибуля, катапульта і т.д.); повалене бурею катящееся дерево (катки, колесо, інерційна пастка для звіра); небезпека яку таїть у собі яма, прикрита листям (пастка).

Відомі пастки первісних народів були вельми різноманітні і сучасним ученим не завжди вдається зрозуміти принципи роботи дотепних пасток, а часом і сумніватися у своїх знаннях механіки [2]. За конструктивними і механічним принципам ці пастки поділяють на чотири основні групи: пастка; пастки, засновані на застосуванні сили тяжіння; пружинні пастки; крутильні пастки.

Іноді вони представляють собою досить складний механізм. Індіанці Монтаньє і наскапі на Лабрадорі, наприклад, будують ведмежі пастки, які обрушують на тварину чотири-п'ять важких деревних стовбурів, але для негайного приведення пастки в дію достатньо легкого дотику ведмежого носа, обнюхує приманку.

Мабуть, немає кращого способу перевірити технічні можливості первісного майстри, як скористатися його ж знаряддями праці. Спробували зрубати кам'яним полірованим сокирою дуб діаметром 20 см. Лезо абсолютно не постраждало. Провели порівняльний аналіз робочих якостей тесаного і полірованого сокир (що з'явився через тисячоліття): останній виявився краще. Сосну діаметром 17 см тесаного сокирою звалили за 7 хвилин, таке ж дерево полірованим сокирою за 5 хвилин. Вчені лабораторії первісної техніки Ленінградського інституту археології АН СРСР провели аналогічний експеримент на берегах Ангари. Сосну діаметром 25 см зрубали кам'яною сокирою за 75 хвилин безперервної роботи, а мідним за 25 хвилин. Так з'ясували, що мідний сокиру рубає в три рази швидше дебелого.

Поява металевих знарядь в бронзовому столітті дозволило різко збільшити продуктивність праці. Досліди показали, що мідним ножем можна обстругати сук в 10 разів швидше, ніж кам'яним, мідним свердлом просвердлити березове поліно в 22 рази швидше, перевага мідних пив також явне - в 15-20 разів швидше!

У пізньому мезоліті (епоха кам'яного віку, перехідна між палеолітом і неолітом) відбулася подія найбільшого історичного масштабу, яке і розділило палеоліт з неолітом. У Передній Азії люди зробили вирішальний крок до освоєння землеробства і скотарства. У неоліті вже не тільки на Близькому Сході, але і в Єгипті обробка землі та розведення домашніх тварин стали основою економіки [2]. Еволюція товариств, які перейшли від привласнюючого господарства до виробничого, була стрімкою, абсолютно не порівнянною з повільним розвитком племен, як і раніше займаються полюванням і рибальством.

Однак мотика і плуг були створені не відразу. Їх попередником було знаряддя, назване вченими «бороздовой палицею». Це проста довга палиця з гострим сучком на одному кінці. Такий палицею можна було не тільки колупати землю, добуваючи для прожитку «дари природи», а й прокладати борозни, що відокремлюють гряди одну від іншої. Іноді ця палиця мала плоский кінець. Звідси веде своє походження заступ або лопата. Тільки поступово протягом багатьох сторіч вдосконалюється ця палиця в мотику або кирку - знаряддя однаково поширені і в Африці, і Азії, і в Північній Америці. Ще на початку XX століття на Алтаї зберігалося подібне знаряддя, зване «обил», і найпростіша лопата - озуп.

Близько 7 тис. Років тому виникають перші цивілізації на берегах Нілу, Тигру, Євфрату, дещо пізніше - на берегах Інду і Жовтої ріки.

Земля Шумеру була розташована приблизно в межах південної частини сучасного Іраку. Це плоска рівнина наносного походження з надзвичайно спекотним і посушливим кліматом. Невозделиваемие землі, обдуваються вітрами, в більшості своїй посушливі й безплідні. Це була «богом проклята земля», здавалося б, приречена на злидні і запустіння. Однак люди, що населяли цю країну і називалися з III тис. До н.е. шумерами, були наділені здатністю до творення і практичним складом розуму.

«Вони зробили чудові технічні винаходи і вміли наполегливо наполегливо працювати, домагаючись задоволення всіх своїх потреб», - пише американський професор Семюель Н. Крамер, який народився в Росії, в книзі «Історія починається в Шумері». Незважаючи на несприятливі природні умови, вони перетворили Шумер в істинний «сад Едему». За допомогою іригаційних каналів вони направляли під час розливу річок Євфрату і Тигра їхні багаті мулом води на поля і сади, зрошуючи і удобрюючи землю. Через брак каменю шумери навчилися виготовляти з обпаленій річковий глини, запаси якої були невичерпні, серпи, горщики, тарілки та глечики. Заповнюючи недолік дерева, вони почали споруджувати хатини і кошари з висушеного болотного очерету, пов'язуючи його в в'язанки або сплітаючи з нього циновки, які потім скріплювали глиною.

Вони винайшли вітрильний човен, навчилися будувати арки, склепінні споруди і куполи, виготовляти лиття з бронзи, освоїли пайку металів, різьблення по каменю, гравіювання і інкрустацію.

Рівень матеріальної культури і технічних знань стародавніх шумерів, з'явилась основою для Вавилоно-Ассірійської культури, дослідники, природно, визначають на підставі численних предметів і знарядь, знайдених при археологічних розкопках. Однак, завдяки виникненню справжньої писемності - клинопису, чимало відомостей почерпнуто з шумерської художньої літератури, яка складається з міфів, епічних поем, гімнів, надгробних плачів, літописів і повчань.

Там же в Месопотамії з середини IV тис. До н.е. відомо колесо - найбільший винахід в історії людства [2]. Прабатьком колеса був каток, який також має свою історію створення. Його прообразом, ймовірно, було впало й покотилося з гори дерево. Дерево перетворювали на каток, підкладаючи під важкі стовбури інших дерев, човни або камені, коли їх перетягували. Знайдений при розкопках в Месопотамії вдосконалений каток виглядає наступним чином. Шляхом простого випалу його середня частина зроблена тонше для зменшення тертя. Такий каток отримав назву «скат». Середня частина могла бути витесана кам'яною сокирою. Археологи встановили, що скат був відомий людям V-VI тис. Років тому.

Спочатку колесо являло собою диск, насаджений на вісь. Перші, виготовлені окремо колеса були суцільні і важкі - «відрізані» від стовбура дерева. У II тис. До н.е. конструкція його вдосконалюється: з'являється колесо зі спицями, маточиною і гнутим ободом.

Найдавнішим вважають колесо, знайдене при розкопках в Малій Азії. Його відносять приблизно до 2700 до н.е. Над вдосконаленням колеса люди трудилися тисячоліттями. На перетворення ската в колесо (розчіплювання дисків з віссю, полегшення його за рахунок маточини, спиць і обода) пішло ні багато ні мало близько трьох тисяч років. Достойно подиву, що народ майя, який залишив дивовижні архітектурні споруди, свою систему писемності та рахунку, так і не винайшов колеса.

Винахід колеса також сприяло розвитку та вдосконаленню ремесел. Воно було застосовано в гончарному крузі, млині, прядки, токарному верстаті.

У стародавніх народів до VI століття до н.е. вже були певні пізнання з області механіки. Користуючись сучасною термінологією, вони зводяться до елементів гідравліки, будівельної механіки, статики, динаміки і небесної механіки. Тим не менш, технічна думка людства ще не досягла можливості логічного осмислення накопичених технічних знань вираженого у вигляді листа. Однак прорив у цьому напрямку назрівав.

Серед наївно реалістичних тлумачень природних процесів можна зустріти і технічні ілюстрації, які фігурують у самих ранніх філософських системах. Наприклад, у Анаксимандра зустрічається цікава «механічна модель». Про неї згадує Аецій: «По Анаксимандру, кільце Сонця в 28 разів більше Землі. Воно подібно колесу колісниці, що має обід, наповнений вогнем. Цей вогонь виявляється крізь отвір в деякій частині обода як би розрядами блискавки. Це і є Сонце ... місячне кільце в 19 разів більше Землі. Воно подібно колесу колісниці, що має обід, наповнений, як і кільце Сонця, вогнем. Воно також лежить навскіс і має одне випускання, і це як би розряди блискавки ... місячне затемнення буває, коли отвір на поверхні місячного кільця закривається ». Цікаво, що Анаксимандр для пояснення природи затемнення вже не вдається до богам, в той час як у Гомера це виключно справа богів.

Плутарх в «Порівняльних життєписах» зауважив: «Знаменитому і багатьма улюбленому мистецтву побудови механічних знарядь поклали початок Евдокс і Архіт ... механіка повністю відокремилася від геометрії і, зробившись одною з військових наук, довгий час зовсім не привертала увагу філософії».

Діоген Лаертський про архите повідомляє: «Він перший упорядкував механіку, приклавши до неї математичні основи, і перший звів рух механізмів до геометричного кресленням».

Першою спробою теоретичного осмислення дії різного роду механізмів вважають трактат «Механічні проблеми», раніше приписувалися Аристотеля і досі включається в зведення його творів. Насправді він написаний в пізнішу епоху, швидше за все, в Олександрії в III або ii століття до н.е. Цей трактат для істориків механіки становить значний інтерес.

Чи не найбільше всіх античних вчених написав з питань механіки Герон Олександрійський. Його перу належали «Механіка», «Книга про підйомних механізмах», Пневматика »,« Книга про військові машинах »,« Театр автоматів »та ряд інших. Основний науковий твір Герона «Механіка» дійшло до нас в арабському перекладі. Воно складається з трьох книг. Тут він описує прості машини та їх комбінації. При цьому він використовує поняття моменту, але невідомо, чи належить воно йому чи він запозичив його у інших вчених. Крім простих машин, він описує також і деякі механізми: системи зубчастих коліс, системи блоків, поліспасти. Йому відомо вплив сили тертя, і він рекомендує при роботі зі складними механізмами кілька збільшувати прологом до машин сили в порівнянні з розрахунковими. Однак чисельно силу тертя не визначає.

Герон Олександрійський створив велику кількість машин і механізмів, які супроводжувалися такою ж кількістю винаходів. У передмові його трактату з пневматики деякі винаходи характеризуються як «придатні для повсякденного вживання», інші - як мають «досить чудові результати». Схоже, що паровий двигун потрапив у Герона в другу категорію і характеризувався, судячи з опису, як новий винахід.

Еоліпіл - прообраз парової турбіни - відносять до найбільш відомих винаходів Герона. Тут вперше для обертання використовується реактивна дія струменя пари.

Отже, винахід парового двигуна, що викликав революцію в транспорті і промисловості в XVIII в., Насправді було відомо дві тисячі років тому, якщо не в прямому вигляді, то вже точно як розуміння потенціалу енергії пари.

Винахідником парової машини був Герон Олександрійський, який детально описав перший працюючий паровий двигун - еоліпіл, названий їм «вітряної куля», або, як називають історики - Герона шар.Ето пневмогидравлический прилад, заснований на дії стисненого повітря на поверхню води. Його конструкція геніально проста. Широкий свинцевий котел з водою містився над джерелом тепла, скажімо, над палаючим деревним вугіллям. У міру закипання води в дві труби, загнуті в протилежних напрямках, в центрі яких обертався порожниста куля, піднімався пар. Струмені пари били через два отвори в кулі, змушуючи його обертатися з великою швидкістю. Куля оберталася завдяки реактивної або протидіє силі випливає назовні пара. Такий же принцип лежить в основі сучасного реактивного руху.

Ще один пневмогидравлический прилад - Герона фонтан. Герон знав, яке застосування можуть мати різні джерела енергії. Наприклад, він сконструював невелику вітряк, примушувала звучати музичний орган.

Пройшли тисячоліття, і фахівець з Античності доктор Дж. Ленделс з університету в Редінгу за допомогою фахівців інженерного факультету зробив точну модель двигуна за описом Герона. Він виявив, що модель розвивала велику швидкість обертання - не менше 1500 оборотів в хвилину. Учений заявив: «Куля Герона, можливо, був самим Швидкообертаюча предметом того часу». Проте у Ленделса виникли труднощі при підгонці з'єднань між кулею, що обертається і паровий трубою, що не дозволяло зробити пристосування ефективним. Можливо, для Герона це було як би само собою зрозумілим, чи він просто «забув» описати цю «незначну» деталь. Вільний шарнір у кулі дозволяв йому швидше обертатися, але тоді швидко розсіювався пар; тугий шарнір, навпаки, означав, що енергія пари витрачалася на подолання тертя. Ленделс не дозволяючи собі що-небудь додавати до відомим описам порахував, що ефективність механізму Герона, можливо, була нижче 1%. Це означає, що енергія витрачається на роботу машини була значно більше корисної енергії, і вона не знайшла б практичного застосування. Але «теорія» була важливіша.

«Машина є система пов'язаних між собою частин з дерева, що володіє найбільшою потужністю для пересування тягарів, - писав наприкінці I в. до н.е. римський архітектор Марк Вітрувій Поллион у своєму знаменитому трактаті «Про архітектуру». - Сам же цей механізм приводиться в дію за допомогою кругових обертань майстерним прийомом ... ».

Перший примірник трактату «Про архітектуру» був знайдений в бібліотеці монте-кассінского монастиря; перше його видання з'явилося у Венеції в 1497 р, тобто через півтори тисячі років після того як трактат був написаний. Книга X цього трактату присвячена теоретичної та прикладної механіки, опису машин і механічних пристроїв і їх дії. Вітрувій розглядає підйомні машини, застосовувані в будівництві, водопідіймальні машини, водяний млин.

За уявленнями того часу перший рід механізмів - це чисто підйомний; другий - духовий (тиском повітря); третій рід - механізми тяги.

Античні архітектори володіли значними знаннями в практичній механіці. Історик архітектури Огюст Шуазі (XIX століття) обчислив допущене напруга в каменях храму в Карнаці (Єгипет): в стельових плитах воно складає 4 кг / см2, в архітравом - 5 кг / см2. На допуск таких напружень не наважуються і в наш час.

Інженер А.І. Сидоров в 1925 р писав: «Багато єгипетські обеліски перекинуті і зруйновані людською злобою, але жоден з них не перекинуть бурею, і деякі стоять досі. Слід зауважити, що обеліск стоїть на своєму цоколі абсолютно вільно, не будучи прикріплений фундаментальними болтами, яких єгиптяни не знали, без всякого розчину і т.п. ... Я справив розрахунок деяких обелісків на перекидання найсильнішої бурею і знайшов коефіцієнт стійкості від 2,5 до 2, якраз те, що ми допускаємо тепер ».

Єгипетські і грецькі колони будувалися заввишки не більше дев'яти діаметрів. Зараз ми знаємо, що за цією межею починається небезпека поздовжнього вигину. Стародавні архітектори дотримувалися цю умову. Мабуть, теж не випадково.

Теоретичні праці Ктесібія до нас не дійшли, але відомості про його винаходи зберігають у творах інших авторів - Філон, Вітрувія, Афінея, Плінія і Герона. З цих джерел ми дізнаємося, що Ктесібій був винахідником двох циліндрового водяного насоса, забезпеченого усмоктувальними і нагнітальними клапанами; водяного органу, управління яким здійснювалося за допомогою стиснутого повітря; водяних годин, вирізнялися від стародавньої клепсидри тим, що в них був поплавок, рух якого передавалося фігурці, вказується час на спеціальною шкалою, та деяких інших пристроїв. У військових метальних машинах, винайдених Ктесибієм, використовувалася сила стисненого повітря.

Великий вчений Архімед (III в. До н.е.) був і геніальним механіком. Історики пишуть про те, що він був кимось на кшталт військового інженера (насправді досягнення Архімеда в області інженерної справи не зводилися до одних лише військовим машинам) при дворі сиракузського царя Гієрона, який, до речі, доводився йому родичем. Подібно Платону, він вважав негідним філософа використання науки в практичних цілях і проте винайшов кілька виключно корисних машин. З них найбільш відомий «архимедів гвинт», який широко застосовувався для видалення води з корабельних трюмів і для дренажу полів в Єгипті після щорічних паводків. Архімед винайшов кілька катапульт, завдяки яким тривалий час вдавалося відбивати облогу Сіракуз римським флотом.

У математиці Архімед дійшов до винаходу інтегрального числення, набагато випередивши свій час. Він перевірив і створив теорію п'яти механізмів, відомих в його час та іменованих «прості механізми»: важіль клин, блок, нескінченний гвинт і лебідка. Втім, нескінченний гвинт, можливо, він не винайшов, а удосконалив гідравлічний гвинт, який служив єгиптянам для осушення боліт. Сьогодні «архимедів гвинт» використовується, наприклад, в звичайній м'ясорубці. Винахід нескінченного гвинта привело Архімеда до іншого важливого винаходу, який пережив тисячоліття, а саме до винаходу болта, сконструйованого з гвинта і гайки.

У своїй «Механіці» Архімед дав математичне визначення центрів ваги простих тіл і рівноваги системи важелів.

Є легенда, що Архімед, фокусуючи слабкі сонячні промені за допомогою дзеркал, спалив римський флот, облягав Сіракузи. У всякому разі, він залишив книгу «Про запалювальних стеклах». Від незбережених трактатів Архімеда дійшов ряд фрагментів, цитованих Героном (в «Механіці»), Паппом (в «Механической бібліотеці») та іншими авторами. Герон наводить довгий уривок з раннього твору Архімеда - «Книги опор». Дослідники відзначають, що в ньому ще немає строгості, властивою зрілим працям великого сіракузці, і міститься ряд помилок, які відносяться до розподілу опорних реакцій і показують, що в період написання цієї книги Архімед ще не знав, що вага тіла можна вважати зосередженим в його центрі ваги .

Останнім, можливо, передсмертним працею Архімеда був трактат «Про плаваючих тілах», що заклав математичні основи нової науки - гідростатики. Не виключено, що його написання стимульоване популярної історією з короною царя Гієрона.

Таким чином, засоби виробництва поступово перетворювалися, за словами К. Маркса «з гармати ... в машину» (т.23, с. 382).

У XII в. поняття «інженер» вже побутувала в Західній Європі. Правда, воно ще позначало будівельника військових машин і фортифікацій (тобто спеціаліста, якого в епоху еллінізму називали «механіком»), так як всі технічні засоби по частині ведення військових операцій і оборони називалися «ingenia». З XV століття в Італії інженерами називають також будівельників каналів.

Досягнення технічної думки в епоху еллінізму стали основою для подальшого розвитку матеріально-технічної культури людства особливо в епоху Відродження.

Відродження в історії культури країн Західної та Центральної Європи епоха, перехідна від середньовічної культури до культури нового часу (приблизні хронологічні кордонів: в Італії - 14 ? 16 ст., В інших країнах - кінець 15 ? 16 ст.) [1, ст. «Відродження»].

У 15 в. завдяки вченим, що емігрував з Візантії до Італії, були вперше переведені майже всі давньогрецькі поети (у тому числі Гомер) і філософи (у тому числі більшість діалогів Платона). Тексти античних творів, відомих і середньовічній Європі, уточнювалися, звільнялися від середньовічних нашарувань і помилок і переосмислювались.

 Але культура Відродження не була простим поверненням до античної. Вона її розвивала і інтерпретувала по-новому, виходячи з нових історичних умов. Не менше значення, ніж античний вплив, мали в культурі Відродження зв'язку з національною традицією. Величезну роль у поширенні античної спадщини і нових, гуманістичних поглядів зіграло винахід (середина 15 ст.) І поширення в країнах Європи друкарства. У друкарнях Флоренції, Венеції (Альд Мануций), Базеля (І. Фробен), Парижа (А. Етьєнн), Ліона (Е. Доле), Антверпена (К. Плантен), Нюрнберга та ін. Друкувалася антична і гуманістична література.

 Культура Відродження відобразила в собі специфіку перехідної епохи. Старе і нове нерідко химерно перепліталося в ній, представляючи своєрідний, якісно новий сплав.

Епоха Відродження (особливо 16 в.) Відзначено великими науковими зрушеннями в галузі природознавства. Його розвиток, безпосередньо пов'язане в цей період із запитами практики (торгівля, мореплавання, будівництво, військова справа й ін.), Що зароджувався капіталістичного виробництва, полегшувалося першими успіхами нового, антидогматичного світогляду. Специфічною особливістю науки цієї епохи був тісний зв'язок з мистецтвом; процес подолання релігійно-містичних абстракцій і догматизму середньовіччя протікав одночасно і в науці і в мистецтві, об'єднуючись іноді у творчості однієї особистості (особливо яскравий приклад - творчість Леонардо да Вінчі - художника, вченого, інженера). Найбільш великі перемоги природознавство здобуло в області астрономії, географії, анатомії. Великі географічні відкриття (подорожі Х. Колумба, Васко да Гами, Ф. Магеллана та ін.) Практично довели кулястість Землі, призвели до встановлення обрисів більшої частини суші. Відкриття, що означали революційний переворот в науці, були зроблені в середині 16 ст. в області астрономії: з геліоцентричної системи світу великого польського астронома М. Коперника.

Ряд відкриттів було зроблено в математиці, зокрема в алгебрі: знайдені способи вирішення загальних рівнянь 3-й і 4-го ступеня (італійські математики Дж. Кардано, С. Ферро, Н. Тарталья, Л. Феррарі), розроблена сучасна буквена символіка ( французький математик Ф. Вієт), введені у вживання десяткові дроби (голландський математик і інженер С. Стевін) та ін. Подальший розвиток отримує механіка (Леонардо да Вінчі, Стевін та ін.).

Винахідницький геній Леонардо був підкріплений великими технічними знаннями [2]. Він знав практично всі різновиди зубчастих зачеплень, кулачкові, гідравлічні і гвинтові механізми, передачі з гнучкими ланками ...

Він винайшов кілька типів екскаваторів і придумав організацію земляних робіт одночасно на декількох горизонтах. Він винайшов кілька гідравлічних машин різних конструкцій, в тому числі тангенціальну турбіну, прядильний і волочильний верстати, верстат для насічки напилків, пристосування для нарізки різьблення, прокатний стан, верстат для звивання канатів, крутильний верстат і кілька веретен, машину для шліфування оптичних стекол, камерні шлюзи.

Деякі з його винаходів настільки випередили свій час, що залишилися недоступними для техніки тієї епохи. Наприклад, відцентровий насос, гідравлічний прес, вогнепальна нарізна зброя. Він винайшов також літальний апарат важчий за повітря і прийшов до висновку, що такий апарат літати без двигуна не може. У своїх записниках і рукописах (близько 7 тис. Аркушів) Леонардо залишив начерки винаходів, які не могли бути зрозумілі в його час, зокрема, аероплан, підводний човен.

Зростає обсяг знань і в інших галузях науки [1]. Так, Великі географічні відкриття дали величезний запас нових фактів не тільки з географії, а й по геології, ботаніки, зоології, етнографії; значно виріс запас знань по металургії і мінералогії, пов'язаний з розвитком гірничої справи (праці німецького вченого Г. Агріколи, італійського вченого В. Бірінгуччо), і т. д.

2. Становлення експериментальної науки і динаміка розвитку техніки

Перші успіхи в розвитку природничих наук, філософська думка підготували становлення експериментальної науки і матеріалізму 17-18 ст. Перехід від ренесансної науки і філософії (з її тлумаченням природи як многокачественной, живий і навіть одухотвореними) до нового етапу в їх розвитку - до експериментально-математичного природознавства і механістичного матеріалізму - здійснився в науковій діяльності англійського філософа Ф. Бекона, італійського вченого Г. Галілея .

Таким чином, до XVIII століття були створені передумови якісно нової епохи в розвитку техніки, втім, як і всього людства. При виробництві предметів матеріальної культури люди перейшли від складних знарядь праці і машин, що приводяться в рух природними силами природи (водою, вітром, ручний тягою і т.д.), до знарядь праці, що діють за допомогою двигуна. Однак і тут не обійшлося без перехідних форм. Наприклад, перша винайдена виробнича машина (прядильний верстат Джона Уайєта в 1735 р) приводилася в рух за допомогою запряжених осла [2].

Отже, до XVIII століття виникла проблема створення технологічних машин, в першу чергу для текстильного виробництва. Перехід до машинної техніки вимагав створення двигунів, що не залежать від місцевих джерел енергії (води, вітру).

Першим двигуном, що використовує теплову енергію палива, була поршнева пароатмосферная машина переривчастої дії, що з'явилася в кінці XVII - початку XVIII ст .: проекти французького фізика Д. Папена і англійського механіка Т. Севери, вдосконалені надалі Т. Ньюкоменом в Англії і М. Трівальдом у Швеції. У 1760 р господар прядильної мануфактури в Серпейск Калузької губернії Родіон Глинков побудував 30-веретен машину для прядіння льону з приводом від водяного колеса і мотальні машини, що замінила 10 осіб.

Проект універсального парового двигуна був запропонований в 1763 р механіком Коливано-Воскресенських заводів Іваном Івановичем Ползуновим, який здвоїв в своїй машині циліндри, отримавши двигун безперервної дії.

Цілком розвинену форму універсальний тепловий двигун отримав у 1784 р в паровій машині англійського винахідника механіка Джеймса Уатта. У 1785 р парова машина вперше була поставлена ??для приводу текстильного підприємства, а до кінця століття в Англії та Ірландії працювало вже більше трьохсот машин. У Росії в 1798-1799 рр. парові машини були встановлені на Олександрівській мануфактурі в Петербурзі і на Гумешевского заводі на Уралі.

У другій половині XIX ст. в процесі подальшого вдосконалення енергетичної бази виробництва були створені два нових типи теплового двигуна: парова турбіна і двигун внутрішнього згоряння. Паралельно з розвитком теплових двигунів удосконалювалася конструкція перших гідравлічних двигунів, особливо гідротурбін: проекти французького інженера Б. Фурнерона, американського А. Пелтона, австрійського В. Карплана. Створення потужних гідротурбін дозволило будувати гідроенергетичні агрегати великої потужності (до 600 МВт) і створювати великі ГЕС в місцевостях, де є великі річки, водоспади.

Найважливіші зрушення в розвитку енергетичної бази промислового виробництва були пов'язані з винаходом двигунів електричних. У 1831 р англійський фізик М. Фарадей відкрив явище електромагнітної індукції, а в 1834 російський учений Якобі створив перший електричний двигун постійного струму, придатний для практичних цілей. У 1888-1889 рр. інженер М.О. Доливо-Добровольський створив трифазну короткозамкнутую асинхронну електричну машину.

У першому підручнику з механіки були враховані тільки 134 різних механізму, хоча їх число на початок XIX в. було близько 200, з яких майже половина було винайдено в XVIII в.

І.І. Артоболевский у своєму знаменитому довіднику «Механізми в сучасній техніці», що отримав світове поширення, врахував на кінець третьої чверті XX в. 4746 механізмів.

Таким чином, підкреслює О.М. Боголюбов, за 170 років (з 1800 по 1970 рр.) Кількість механізмів зросла майже в 24 рази, в той час як з XVII по XIX ст. воно всього лише подвоїлася.

У першій половині XX в. були створені нові типи практично придатних двигунів - газова турбіна, реактивний двигун, ядерна силова установка.

До сьогоднішнього дня техніка стрімко розвивається. Дуже швидко після створення першого двигуна людство вступило у фазу інтенсивного розвитку автоматичного виробництва, подальшого проникнення в закономірності побудови та взаємодії органічної та неорганічної матерії, освоєння навколоземного простору, створення штучного інтелекту.

Нижче наводяться дві таблиці [2], які в деякій мірі відображають динаміку розвитку науково-технічних досягнень.

 Відкриття Втілення в життя, роки Кількість років

 Фотографія

 Телефон

 Радіо

 Телебачення

 Радар

 Атомна бомба

 Транзистор

 Мазер

 1727-1839

 1820-1876

 1867-1902

 1922-1934

 1925-1940

 1936-1945

 1948-1953

 1956-1961

 112

 56

 35

 12

 15

6

5

5

 Вдалося передбачити Не вдалось передбачити

 Автомобілі

 Літальні апарати

 Парові двигуни

 Підводні човни

 Космічні кораблі

 Телефони

 Роботи

 Промені смерті

 Штучне життя

 Рентгенівські промені

 Ядерну енергію

 Електроніку

 Звукозапис

 Квантову механіку

 Теорію відносності

 Надпровідники

 Спектральний аналіз

 Геологічні годинник

Є, однак, і сумні факти в історії розвитку техніки. До них відносяться втрати деяких чудових знань або творів рук людських. Це відбувалося коли людина або спільнота людей знищували інформацію та твори або навмисно, або з цілями руйнування і наживи. До найбільш відомих прикладів втрати знання є секрети:

O Особливої ??способу виготовлення булатної сталі, що відрізняється своєрідною структурою і виглядом («візерунком») поверхні, високою твердістю і пружністю [1, ст. «Булат» (від перс. Пуладі - сталь)]. Узорчастість, пов'язана з особливостями виплавки і кристалізації. З найдавніших часів (згадується Аристотелем) йде на виготовлення холодної зброї виняткової стійкості та гостроти - клинків, мечів, шабель, кинджалів та ін. Литий булат, отриманий в 40-х роках XIX ст. на Златоустівській заводі П. П. Аносова поступається кращим старовинним східним зразкам.

O Приготування дуже міцних і стійких до дії кислот чорного і червоного лаків, які служили головними кольорами в античній вазопису.

Крім того, втрачені книжкова скарбниця згорілої Олександрійської бібліотеки; більша частина «семи чудес світу» і т. д.

Є приклади й іншого характеру, що відображають вплив окремих особистостей на рівень розвитку суспільства. До них відноситься вищенаведений факт, що одна з найбільших цивілізацій старовини - цивілізація майя не мала людини, який винайшов б колесо.

3. Причини, які спонукають розвиток техніки

Завершуючи коротку історію розвитку техніки з найдавніших часів необхідно сказати про основні причини рушійних цей розвиток. Адже без соціального замовлення частина досягнень людської думки або не була затребуваною, або так і залишилася на папері. Ось, що з цього приводу пише відомий механік, математик, історик механіки Н.Д. Моісеєв [3]: «Дійсно, міркував Моїсеєв, у розвитку математики, механіки, хімії існують обчислення, вимірювання, експериментальні дані, логічні міркування, в механіко-математичних науках - аксіоми, теореми, їх доведення, тобто сукупність матеріалу, не залежного від світогляду натураліста і від соціальних запитів суспільства. У той же час в кожній епосі при виборі того чи іншого складу аксіом, того чи іншого способу трактування результатів дослідів, того чи іншого контексту теорії вчений змушений (іноді підсвідомо) керуватися тією чи іншою методологією, яка пов'язана з певною системою філософських знань. Виникнення того чи іншого вчення, як правило, відповідає насущним запитам виробництва, економічного життя суспільства. Наприклад, чому саме в XVII столітті видатні вчені звернулися до вишукування точного хронометра або годин. Галілей, Гюйгенс, Гук та інші пропонують фрагменти або остаточні проекти маятникових годин і хронометрів з пружинним балансиром. Навряд чи їх спонукало до цього точне виконання режиму дня - сніданку, обіду і вечері або інші подібні турботи. Проблема астрономічної орієнтації корабля у відкритому океані, пов'язана з низкою Великих географічних відкриттів, - ось, що надихало математиків і механіків на епохальні винаходи. До цих проектів ними розроблялася найновіша інфінітезимального теорія малих коливань математичного та фізичного маятника або пружинного балансира. У свою чергу, на великі кругосвітні подорожі безстрашних моряків спрямовувала не так допитливість, скільки жага наживи тих торгово-промислових діячів, які фінансували ці недешеві експедиції. З фактом первісного нагромадження капіталу (найкоротший спосіб пограбування колоній) в XVI - XVII століттях погодиться будь-який ... Таким чином, реальний фактор і насущні запити суспільного розвитку викликали подальші розумові (технічні, теоретичні та філософські) міркування, осмислюють історичні події ».

Тут порушено питання внутрішніх взаємовідносин суспільства. Людина окремо, також як і людське співтовариство є найскладнішими системами і для їх розвитку в повній мірі справедливі основні закони діалектики.

Все людство мислення можна представити у вигляді планети, на якій кожен займає своє положення відповідно до його життєвими цінностями. При цьому хтось буде на полюсах, хтось в різних місцях екватора, а хтось між ними. Для одного полюса характерні тільки духовні цінності: гармонія людини з самим собою, суспільством, природою; пізнання світу заради істини і оволодіння новими таємницями природи на благо людства. Для іншого полюса характерні тільки матеріальні цінності: задоволення всіх бажань (філософія Ніцше), досягнення в області комфорту і насолод, все інше цікавить тільки остільки, оскільки воно сприяє набуттю попереднього перерахованого.

Однак, незважаючи на повну протилежність полюсів, все в сукупності являє собою цілісну життєздатну систему. Адже крім боротьби між цими полюсами за свої погляди на цей світ існує ще й їхню єдність. Воно виражається в залежності один від одного. У частині техніки одні здатні осягнути таємниці природи і максимум створити лише досвідчені зразки винаходів, але не можуть повноцінно впровадити їх у життя; інші відрізняються більшою активністю і в боротьбі за матеріальні блага (а іноді за виживання), маючи певну владу, в силу свого менталітету, можуть стимулювати діяльність перших, проте самі, як правило, не здатні до створення нового через розрізненість знань, пов'язаної відсутністю системного погляду. Така людина, навіть будучи від природи талановитим, досконало може освоїти будь-які розділи людського знання, однак, не здатний сприймати це знання в сукупності, як систему, що не дозволяє йому прогнозувати подальший розвиток цікавлять його процесів (і в тому числі передбачити негативні для нього ж наслідки).

У результаті такої взаємодії розвиток техніки і взагалі матеріальної культури йде не просто швидко, а іноді з прискоренням. Тобто стимулюється розвиток в основному матеріальної культури.

4. Зіставлення духовної і матеріальної культур

Зробимо невеликий відступ, оскільки цікавим є факт, що в історії розвитку людства були цивілізації (наприклад, майя та ацтеки), які на шкоду матеріальній культурі розвивали культуру духовну і, звичайно, не могли протистояти агресії добре озброєних європейців. Описуючи в [9] ірокезскій рід Ф. Енгельс пише: «І що за чудесна організація цей родовий лад у всій його наївності і простоті! Без солдатів, жандармів і поліцейських, без дворян, королів, намісників, префектів або суддів, без в'язниць, без судових процесів - все йде своїм встановленим порядком. Всякі суперечки та чвари дозволяються спільно тими, кого вони стосуються, - родом чи племенем, або окремими родами між собою ... і в більшості випадків віковий звичай вже все врегулював. Бідних і нужденних не може бути - комуністичне господарство і рід знають свої обов'язки по відношенню до старим, хворим і покаліченим на війні. Всі рівні і вільні, в тому числі і жінки. Рабів ще не існує, немає, як правило, ще й поневолення чужих племен. Коли ірокези близько 1651 перемогли плем'я Ері і «Нейтральну націю», вони запропонували їм вступити повноправними членами в свій союз; тільки після того як переможені відхилили цю, вони були вигнані зі своєї території. А яких чоловіків та жінок породжує таке суспільство, показують захоплені відгуки всіх білих, що стикалися з незіпсованою індіанцями, про почуття власної гідності, прямодушності, силі характеру і хоробрості цих варварів.

Приклади цієї хоробрості ми бачили зовсім недавно в Африці. Кафри-зулуси кілька років тому, як і нубийци, кілька місяців тому - племена, у яких родові установи ще не зникли, - зробили те, на що не здатне ні одне європейське військо. Збройні тільки списами і дротиками, не маючи вогнепальної зброї, вони під градом куль заряжающихся з казенної частини рушниць англійської піхоти - за загальним визнанням першою у світі за бойовим діям в зімкнутому строю - просувалися вперед на дистанцію штикового бою, не раз засмучували лав цієї піхоти і навіть перекидали її, незважаючи на надзвичайний нерівність в озброєнні, незважаючи на те що вони не відбувають ніякої військової повинності і не мають поняття про стройової служби. Про те, що в стані вони витримати і виконати, свідчать нарікання англійців з приводу того, що кафр в добу проходить більше ніж кінь, і швидше її. У нього найдрібніший мускул, міцний, як сталь, виділяється немов плетений ремінь, - говорить один англійський художник ».5. Теорія - основа технічного розвитку

«... Важливий крок у вивченні природи - це завжди

тільки наближення до істини. Все, що ми дізнаємося -

це якесь наближення ... Все вивчається лише для

того, щоб знову стати незрозумілим або, в кращому

випадку, вимагати виправлення ... »Р. Фейнман

Навіть короткий огляд історії розвитку техніки показує вражаючий факт лавиноподібного розвитку сучасних науки і техніки в масштабах історії всього людства.

Якщо на перехід людини від кам'яних знарядь праці до металу зайняв близько 2-х мільйонів років; удосконалення колеса від суцільного дерев'яного до колеса, що має маточину, спиці та обід зайняло близько трьох тисяч років, то за останні «якихось» 150 років транспорт змінився від коней і дерев'яних кораблів до сучасного стану, про що, до речі, красномовно співав Леонід Утьосов у пісні «Тільки гляне над Москвою ранок весняне ...».

Причинами цього явища є цілий комплекс факторів, основні з яких наступні:

1) до середини XX століття склалися теоретичні моделі, які адекватно описують основні відомі людині процеси, що відбуваються в природі;

2) нерозривно з розвитком теорії розвивався інструментарій дослідження природних процесів і до середини XX століття досяг найвищого рівня;

3) число співтовариств (науково-виробничі об'єднання), озброєних теорією та інструментарієм і виробляють нові знання і техніку в умовах протиборства різних політичних систем надзвичайно зросло.

Два останніх фактори є похідними від першого, так як тільки знання є початком, відправною точкою для створення нового.

Представляє інтерес історія розвитку «адекватного» уявного погляду на матеріальний світ, яким є історія розвитку та створення теоретичних моделей основних природних процесів: взаємодії тіл різної природи (твердих, рідких і газоподібних тіл, плазми); а також структури і внутрішніх взаємодій речовини. Ця тема не є предметом даної роботи, однак деякі положення необхідно розглянути.

Зокрема, відомі претензії сучасних «міцністів» до Мікеланджело, який, спостерігаючи за процесом відколювання частин своїх скульптур, зробив припущення про те, що поздовжні напруження в перерізі балки розподіляються так, як показано на малюнку 1, в той час як реально вони розподіляються так , як показано на малюнку 2. Тим самим він істотно затримав розвиток дисципліни «Опір матеріалів».

Малюнок 1. Малюнок 2.

Історія розвитку теоретичного опису матеріального світу і процесів, що відбуваються в ньому, нерозривно пов'язана з історією розвитку техніки і не тільки цікава, але складна і драматична.

Спираючись на знання, отримане в теорії, людина здатна створювати те, що не існує в готівково даній природній і соціальній дійсності, але можливо з точки зору відкритих теорією об'єктивних законів [1].

Взагалі процес руху до істини, до пізнання людиною світу, свого місця в ньому і самого себе, напевно, буде тривати поки людина існує. Не випадково давньогрецький філософ Сократ говорив: "Я знаю тільки те, що я нічого не знаю". Тим не менш, факт вдосконалення уявної моделі як світу, так і його частин, незаперечний, тобто світ пізнати і навіть може перетворюватися людиною відповідно до його волею і можливостями, матеріальною і духовною культурою. Аспект духовної культури виявився непередбачувано важливим, так як планеті та її біосфері реально загрожують антропогенні (викликані людською діяльністю) катастрофи.

Отже, перша теоретична модель світу, створена людиною созерцающим, пояснювала все «божественним» походженням. Однак у міру того як купувався досвід виживання й удосконалювалися уявні конструкції, щось вдавалося пояснювати, поки на найнижчому рівні. Наприклад, після створення дослідним шляхом оперення стріл можна було сказати: «Стріла краще вражає в ціль, бо на іншому кінці неї є оперення, а наконечник важче і гостріше».

В античну епоху філософи висловили думку про те, що світ весь цілком пізнати не можна, але можна по частинах. В результаті інші філософи поділили світ на різні галузі дослідження і назвали ці області науками. Це був найважливіший крок на шляху пошуку істини, адекватного погляду на світ. Складалося незліченна безліч теорій, гідності яких наповнювали науки життєвою силою. Однак перш ніж відбулася поява перших досить суворої у сучасному розумінні теорії, що виконується в заданих певних рамках і не залежить від політичних систем тощо, пройшло більше двох тисяч років. Логічно мислячі люди вправлялися і перебирали величезне число варіантів побудови умоглядних конструкцій, про що красномовно говорить відоме іронічне висловлювання Декарта: «Не можна уявити собі нічого настільки абсурдного або неправдоподібного, щоб не бути доведеним тим чи іншим філософом». Однак до суворої в сучасному розумінні теорії ці слова, звичайно, не мають відношення.

Але в першу чергу, чим свідомо чи несвідомо зайнялися люди це створення «Теорії теорій», тобто пізнати світ взагалі; правилами і методами як треба пізнавати, досліджувати об'єкт; логічні конструкції; розробка формального (тобто незалежного від чого б то не було) мови математики, яким можна описувати все. Більшість з цих питань розглядає «Теорія пізнання».

Теорія пізнання (гносеологія, епістемологія) - розділ філософії, в якому вивчаються проблеми природи пізнання і його можливостей, відношення знання до реальності, досліджуються загальні передумови пізнання, виявляються умови його достовірності та істинності. На відміну від психології, фізіології вищої нервової діяльності та інших наук, теорія пізнання як філософська дисципліна аналізує не індивідуальні, функціонуючі в психіці механізми, що дозволяють тому чи іншому суб'єкту прийти до певного пізнавального результату, а загальні підстави, що дають можливість розглядати цей результат як знання, виражає реальне, справжній стан речей ... Ставилося завдання відшукання абсолютно достовірного знання, яке було б вихідним пунктом і разом з тим граничним підставою всієї іншої сукупності знань за ступенем їх цінності ... Теорія пізнання визначається тим, що її розвиток здійснюється на основі. .. тези про єдність діалектики, логіки і теорії пізнання [1].

Першим і головним учителем людини в теорії пізнання була і залишається сама природа, так як при спостереженні за нею допитливий розум виявляє закономірності, які потім формалізує в закони, математичні залежності та реалізує в штучні твори (художні, математичні, технічні і т.д.) .

Наведемо кілька прикладів виявлення істини.

«... Чудово, що коливання і хвилі незалежно від їх природи описуються кількісно одними і тими ж рівняннями! ...

Про симетрії. Ми вже знаємо, що в явищі електромагнітної індукції Максвелл угледів породження вихрового електричного поля змінним магнітним полем. Наступний і вже останній крок у відкритті основних властивостей електромагнітного поля був ним зроблений без якої або опори на експеримент. Точно не відомо, якими міркуваннями керувався при цьому Максвелл. Це могли бути ті ж міркування, які змусили будівельників Анічкова моста в Санкт-Петербурзі поставити фігури приборкувати коней по обидві сторони дороги; ті ж міркування, які не дозволяють вам перевантажувати одну половину кімнати за рахунок іншої. Це не що інше, як міркування симетрії, але тільки симетрії не в вузькому геометричному сенсі, а що розуміється більш широко.

Властивості симетрії глибоко закладені в природі, і, мабуть, саме тому симетрія сприймається нами як необхідна гармонія навколишнього світу. В електромагнітних явищах, звичайно, мова йде не про ту зовнішню красу і витонченість, яка може бути властива того, що ми спостерігаємо безпосередньо за допомогою органів чуття. Тут мова може йти про ту внутрішньої стрункості, гармонійності і єдності, яку відкриває природа перед людиною, яка прагне осягнути її початкові закони. Відчуваючи цю гармонію в природі людина, природно, прагне угледіти її і там, де факти поки ще не демонструють її з повною наочністю ... »[4].

Одним з дивних відображень симетрії в природі є ізоморфізм (подоба будови і математичного опису) зіркових і планетних систем до структури атома. Це явище було виявлено та показано в роботах Ф.А. Гареева [5], і Б.І. Рабиновича [6], коли він досліджував динаміку планетної речовини для пояснення складної структури кілець планети Сатурн.

Яскравим прикладом пошуку закономірності (необхідної для створення напівемпіричної теорії обтікання рідиною і газом гострих твердих тіл) на основі логічного зіставлення різних процесів (це також один із проявів симетрії в природі) продемонстрував В.А. Бужинський [7].

«... З зробленого огляду випливає, що застосування існуючих теоретичних методів для визначення опору навіть простих пластин і панелей, які вчиняють коливання в рідині, і тим більше для дослідження коливань рідини в баках з демпфірувальними перегородками пов'язане з практично нездоланними труднощами. Всі спроби отримати асимптотическое рішення рівнянь Нав'є-Стокса шляхом розкладання в ряд по числах Рейнольдса і Келеган-Карпентера закінчилися безрезультатно ... Загальне теоретичне вирішення проблеми скоєно іншим шляхом було отримано після знайомства з невеликою книгою Работнова по лінійної механіки руйнування ... Тріщина в пружному тілі і пластина в ідеальної нестисливої ??рідини мають не тільки очевидне зовнішню схожість ... З математичної точки зору вирішення цих завдань мають однакові особливості в околиці гострих кромок областей. Виникла ідея перенесення методів теорії механіки деформованого твердого тіла в область гідродинаміки при розгляді коливань пластин в несжимаемой маловязкой рідини. Ця ідея виявилася плідною ... »

У передмові до підручника [8] автори виклали свої погляди, за якими можна оцінити ступінь розуміння предмета людиною-дослідником: «Ступінь глибини фізичного розуміння характеризується умінням застосовувати для аналізу різних явищ найбільш загальні, фундаментальні закони. При аналізі конкретних прикладів і завдань в різних розділах книги показується, як, наприклад, застосування закону збереження енергії дозволяє вирішити завдання простіше, поглянути на неї з більш загальних позицій і, що особливо важливо, часто дає можливість, знайти відповідь на деякі питання, що стосуються тих явищ, для яких нам не відомі описують їх конкретні закони. Для глибокого розуміння фізики необхідно чітке усвідомлення ступеня спільності різних фізичних законів, меж їх застосування, їх місця в загальній фізичній картині світу.

Книга не переобтяжена формулами. Там, де це можливо і не йде на шкоду строгості викладу, автори прагнули максимально використовувати якісні міркування. На думку одного з найвидатніших фізиків Е. Фермі, «... фізична сутність дійсно розуміється питання може бути пояснена без допомоги складних формул». У вмінні пояснити сутність питання «на пальцях» і полягає істинне розуміння рівнянь, що виражають фізичні закони ».

Незважаючи на те, що наведені сучасні приклади проникнення в таємниці природи загальний підхід, мабуть, був завжди один і той же.

На сьогоднішній день, перш ніж деяку логічну систему умовиводів наукове співтовариство визнає, як строгу теорію, вона повинна пройти комплексну перевірку, як з точки зору повномасштабного експериментального підтвердження, так і з точки зору відсутності логічної суперечливості та узгодженості з наявними загальновизнаним науково-технічним матеріалом.

5.1. Гіпотеза - попередник теорії

Попередником суворої теорії є гіпотеза. Необхідність в гіпотезі виникає, як правило, в проблемній ситуації, коли виявляються факти, що виходять за межі можливостей пояснення існуючою теорією.

Гіпотеза (грец. Hypothesis - підстава, припущення, від hypo - під, внизу і thesis - положення те, що лежить в основі, - причина або сутність), наукове допущення або припущення, істинне значення якого не визначено.

І сама гіпотеза не виникає відразу, а проходить певні стадії формування. Спочатку це вельми попереднє припущення, здогад, що випливає з спостереження нових явищ, але це ще не гіпотеза у власному розумінні слова.

Здогадка може носити хиткий, нестійкий характер, піддаватися модифікаціям, переборам різних варіантів припущень.

В результаті формується сама гіпотеза як найбільш ймовірне припущення. Потім здійснюється перевірка зроблених припущень шляхом спостереження, експерименту, що або підтверджує гіпотезу, піднімаючи її на п'єдестал теорії або спростовує її цілком або частково. Гіпотеза може не тільки підтверджується або спростовується, але й уточнюватися або виправлятися.

У частині верифікації (підтвердження) гіпотези винятково важливим методом наукового дослідження в наші дні стає метод моделювання, який передбачає вивчення об'єкта за його моделі.

Особливість моделювання полягає в тому, що воно здійснюється і на емпіричному і на теоретичному рівні пізнання і при переході одного рівня до іншого. Моделювання має своїм об'єктивною підставою принцип відображення, подібності, аналогію і відносну самостійність форми.

Моделлю називається деяка матеріальна чи уявна система, яка схожа з об'єктом дослідження і здатна замінювати його в пізнавальному процесі.

Коли модель має з оригіналом однакову фізичну природу, то ми маємо справу з фізичним моделюванням (фізична модель - подібність фізичних властивостей).

Коли явище описується системою рівнянь, то таке моделювання називається математичним. Знаково-логічним моделювання називається, якщо деякі сторони модельованого об'єкта ми представляємо у вигляді формальної системи за допомогою знаків, яка потім вивчається з метою перенесення отриманих відомостей на сам модельований об'єкт.

Обгрунтування і доказ гіпотези, перш ніж вона переходить ранг теорії, здійснюються шляхом аналізу накопиченого знання, зіставлення його з уже відомими емпіричними фактами, з встановленими новими фактами і з тими фактами, які прогнозуються і можуть бути встановлені в майбутньому.

Крім того, гіпотеза часто має допоміжне, але виключно велике евристичне значення; вона допомагає робити відкриття. Як правило, побудова гіпотез - найбільш важка частина роботи теоретичної думки.

Досі не знайдено жодного методу, який зробив би можливим висунення гіпотез за певними правилами - це породження інтуїції вченого, його уяви, а іноді фантазії. Тут доречно згадати іронічне, але не позбавлене «раціонального зерна», вислів Нільса Бора: «Теорія повинна бути досить божевільною, щоб бути правильною».

Часто, в тому числі і в літературі можна зустріти вираз типу теорія виявилася неправильною, теорія «лопнула» і т.д.

Однак до суворої теорії в сучасному розумінні такі висловлювання не застосовні, тому що в такій теорії завжди обумовлюються рамки її дії (в припущеннях) і в цих рамках основні положення доводяться і експериментально і логічно.

Тобто теорія, до якої аргументовано застосовано вираз, що вона «лопнула» насправді є або надуманою лжетеорій, або невдалої гіпотезою.

Перша дійсно сувора теорія, що описує рух механічних об'єктів у відомих рамках - «Механіка Ньютона», з'явилася безпрецедентним поштовхом не тільки для технічного прогресу, а й для подальшого вдосконалення теорій в інших галузях знання.

5.2. Теорія - вища форма організації наукового знання

Теорія (грец. Theoria, від theoreo - розглядаю, досліджую), в широкому сенсі - комплекс поглядів, уявлень, ідей, спрямованих на тлумачення і пояснення якого-небудь явища; в більш вузькому і спеціальному значенні - вища, найрозвиненіша форма організації наукового знання, що дає цілісне уявлення про закономірності і існуючі зв'язки певної області дійсності - об'єкта даної теорії [1].

 У сучасній методології науки прийнято виділяти такі основні компоненти теорії: 1) вихідну емпіричну основу, яка включає безліч зафіксованих в даній області знання фактів, досягнутих в ході експериментів і що вимагають теоретичного пояснення; 2) вихідну теоретичну основу - безліч первинних припущень, постулатів, аксіом, загальних законів, в сукупності описують ідеалізований об'єкт; 3) логіку теорії - безліч допустимих в рамках теорії правил логічного висновку і докази; 4) сукупність виведених тверджень з їх доказами, складову основний масив теоретичного знання [1].

Повертаючись до того факту (симетрія, подоба), що багато явищ і створення природи, здавалося б, ніяк не порівнянні один з одним (наприклад, орбіти планет і електронів; коливання пружини, хвилі і електромагнітної хвилі і т.д.) мають якусь загальну взаємозв'язок, необхідно відзначити, що багато вчених ставили перед собою мету відшукання універсального закону об'єднує всі явища і предмети.

Зокрема відомо, що А. Ейнштейн в останні роки життя багато працював над створенням єдиної теорії поля [2]. Її сенс головним чином полягає в тому, щоб за допомогою одного-єдиного рівняння описати взаємодію трьох фундаментальних сил: електромагнітних, гравітаційних і ядерних ... Відчуваючи єдність природи Гете в одному зі своїх творів написав: «Теорія сама по собі ні до чого. Вона корисна лише оскільки дає нам віру в зв'язок явищ ».

Як один із прикладів створення нової техніки в наступному розділі більш детально розглянуто процес появи і вдосконалення космічних ракетних носіїв, і зокрема зупинимося на проблемах стійкості їх руху.

6. Теорія рухів виробів космічної техніки

«Людство не залишиться вічно на Землі,

але в гонитві за світлом і простором спочатку

боязко проникне за межі атмосфери, а потім

завоює собі все околосолнечное простір »к.е. Ціолковський

6.1. Коротка історія розвитку космонавтики

Багато істориків науки і техніки вважають, що перші попередники ракети були «вогняні стріли», винайдені в Китаї. Однак не йдеться про те, що їх прообразами з'явилися стріли звичайні. І дійсно, одними з перших «штучних» предметів запущених людиною в повітря були не тільки камені, але потім списи, а надалі стріли. Інша справа, що рушійною силою для них були на перших порах рука людини і пружна тятива лука.

Далі з винаходом в Китаї в IX столітті пороху з'явилася думка про керований вибух, а точніше горінні (також як у наслідку про керовану ядерної ланцюгової реакції), і з'явилися т.зв. стріли Хо-Цзян - «вогняні стріли».

Російський історик В. Сокольський описує, що вони представляли собою звичайну стрілу, до древка якої прикріплювалася бамбукова або паперова трубка. Трубка наповнювалася порохом або аналогічним складом, який підпалювався за допомогою гнота [2].

Твердопаливні порохові ракети з'явилися в Китаї в 10 в. н. е. Протягом сотень років такі ракети застосовувалися спочатку на Сході, а потім в Європі як феєрверочних, сигнальні, бойові.

Німецький історик ракетної техніки Віллі Лей вважав, що початок застосування ракетної техніки в Китаї відноситься до 1232 - часу оборони Пекіна від монголів.

Про перетворення запальних стріл в найпростіші ракети свідчать малюнки, на яких стріли випускають відразу по 15-20 штук з кошиків, офіційно названих істориками багатозарядними пусковими установками.

Відомо про спробу китайця Ван Ху в 1500 р піднятися в повітря за допомогою ракет. Всі 47 феєрверкових ракет, розміщених під сидінням літального апарату, підпалені одночасно 47 слугами, вибухнули одночасно. Винахідник загинув.

Пристрій феєрверкових ракет дійшло до нас в описах Конрада Хасса, Леонгардта Фронспергера, а Йоганн Шмідлап наводить малюнок багатоступінчастої Феєрверочні ракети, що використовувалася не для швидкості і дальності польоту, а для досягнення більшого ефекту. Таким чином, принцип многоступенчатости в ракетній техніці відомий, принаймні, з XVI століття.

На початку XIX століття в результаті масованої ракетної атаки (близько 25000 запалювальних ракет) згоріла більша частина Копенгагена, застосування запалювальних ракет вирішило результат бою під Лейпцигом і в Гданську. Максимальна дальність ракет Конгрева до цього часу сягала 2700 м, заряд містив 3,2 кг вибухової речовини. Його ракетами оснащувалися армії Данії, Франції, Іспанії, Швеції [2].

У 1903 К. Е. Ціолковський у роботі «Дослідження світових просторів реактивними приладами» вперше в світі висунув основні положення теорії рідинних ракетних двигунів і запропонував основні елементи пристрою РД на рідкому паливі.

Німецький учений Герман Оберт (1894 - 1989) розвинув ці ідеї. Він є творцем теорії космічного польоту, автором першого в світі проекту багатоступінчастої космічної ракети, конструктором першого в Європі успішно працював рідинного ракетного двигуна. Будучи гімназистом, він вивів рівняння руху ракети і розробив першу схему реактивного літального апарату на кілька людей. У 1917 році він представив у Міністерство озброєнь Німеччини проект одноступінчастої ракети дальньої дії, яка не тільки зовнішнім виглядом, але і конструкцією походила на сучасні балістичні ракети.

У головній частині 25-метрової ракети мав розміщуватися заряд вибухової речовини масою 10 т, в якості палива передбачалося використовувати етиловий спирт і рідкий кисень. До 1923, закінчивши Клаузенбургскій університет, він отримав диплом професора фізики і математики і розробив повну теорію космічного польоту, запропонував два проекти двоступеневої ракети для досягнення космічних швидкостей і місячної ракети, здатної здійснити переліт на інше небесне тіло [2].

За десять років до Оберта проект місячної ракети запропонував французький теоретик космонавтики Робер Енсо-Пельтрі, але вважав, що для космічних перельотів повинно використовуватися атомне паливо, тобто відносив початок практичного освоєння космосу в туманні перспективи.

Перший у світі запуск ракети на рідкому паливі (рідкий кисень і газолін) стався в 1926 р Автором проекту був американський вчений, один з піонерів ракетної техніки Р. Годдард (1882-1945).

Перші радянські рідинні ракетні двигуни - ОРЗ, ОРЗ-1, ОРМ-2 були спроектовані В. П. Глушко і під його керівництвом створені в 1930-31 в Газодинамічної лабораторії (ГДЛ). Вперше електротермічний РД був створений і випробуваний Глушко в ГДЛ в 1929 ? 1933 [1].

Перші реактивні ракети «Фау-1» (конструкції В. фон Брауна) були випущені німецьким вермахтом влітку 1944 по цілях в Англії, вони несли заряд вибухової речовини зі швидкістю 650 км / год.

Наступна модель, «Фау-2» (14 т), була першою цієї ракетою. Вона летіла зі швидкістю 6000 км / год; 3 жовтня 1942 вперше в історії техніки була подолана швидкість звуку. Восени 1944 німці встигли випустити по півдню Англії 1100 ракет «Фау-2», поки військові сили союзницьких держав не захопили пускові установки в Голландії.

Основоположником практичної космонавтики є С. П. Корольов. До 1957 під його керівництвом був створений ракетно-космічний комплекс, що дозволив запустити перший штучний супутник Землі, а потім було здійснено виведення на навколоземні орбіти ряду автоматично керованих космічних апаратів; до 1961 був відпрацьований і запущено космічний корабель «Восток», на якому здійснив перший політ Ю. А. Гагарін.

 Початок космічної ери - 4 жовтня 1957, дата запуску в СРСР першого штучного супутника Землі. Друга найважливіша дата космічної ери - 12 квітня 1961 - день першого космічного польоту Ю. А. Гагаріна, початок епохи безпосереднього проникнення людини в космос.

Третє історична подія - перша місячна експедиція 16-24 липня 1969, виконана Н. Армстронгом, Е. Олдріном і М. Коллінзом (США).

Сучасний етап розвитку космонавтики характеризується активним освоєнням навколоземного простору та вивченням планет сонячної системи космічними апаратами.

Зупинимося на цікавій для автора проблемі математичного опису руху виробів ракетно-космічної техніки (РКТ).

6.2. Про розвиток теорії рухів виробів РКТ

«Повільно, як їй і належить, повзе стрілка покажчика швидкості. Утримую її на кілька секунд в одному положенні - чергова «сходинка» - і знову м'яким збільшенням натиску на штурвал посилаю трохи вперед.

І раптом - ніби величезні невидимі кувалди зі страшною силою забарабанили по літаку. Все затряслася так, що прилади на дошці переді мною стали невидимими, як спиці обертового колеса. Я не міг бачити крил, але всім своїм єством відчував, що вони полощуться, як вимпели на вітрі Гуркіт ляскаючих листів обшивки, постріли лопаються заклепок, тріск силових елементів конструкції зливалися у всепоглинаючий шум. Ось він, флаттер! »

Наведена цитата запозичена з книги заслуженого льотчика-випробувача СРСР, Героя Радянського Союзу, д-ра техн. наук М.Л. Галлая «Через невидимі бар'єри», який провів в тридцяті роки унікальні льотні випробування на флаттер одного з вітчизняних літаків.

Явище, що отримало це звучну назву, являє собою одну з різновидів динамічної нестійкості, в даному випадку - динамічну нестійкість крила в потоці повітря, наступаючу при перевищенні деякої критичної швидкості польоту, коли частота зриваються з крила вихорів збігається з власною частотою його коливань.

Теорія цього складного питання, розроблена академіком М.В. Келдишем, проф. Є.П. Гроссманном і багатьма іншими вітчизняними та зарубіжними вченими, являє собою чудовий приклад проникнення в «зв'язок явищ» [11].

Наведений епізод успішно завершилася боротьби людини з грізним явищем - резонансом (збігу власної та змушує частот) є одним з численних епізодів підкорення природної стихії за допомогою пізнання її законів і прагнення людини «за світлом і простором», як висловився К.Е. Ціолковський (див. Епіграф).

Щоб простежити цю низку невеликих і великих перемог на шляху досягнення стабільного руху виробів РКТ скористаємося книгою [12]. Частина цієї книги побудована у вигляді питань автора до професора Б.І. Рабиновичу, який відноситься до плеяди вчених внесли істотний внесок у досягнення вітчизняної космонавтики, перераховані вище і багато інших.

«(Питання проф. Рабиновичу. - Прим. Автора) Ще в 50-і роки при створенні першої вітчизняної балістичної ракети Р-1 виникла проблема динамічної нестійкості, зумовленої коливаннями рідкого палива (« Fuel sloshing »за американською термінологією) в баках. Те ж явище спостерігалося і на Р-2. Над вирішенням цієї проблеми, в тому числі і для ракет, створених у наступні десятиліття, билися багато наукові колективи. Коли вона, а також проблема впливу пружності елементів конструкції ракет на їх стійкість, вперше дали про себе знати? Чи зіграли в цьому якусь роль трофейні німецькі матеріали (адже не секрет, що і радянському і в американському ракетобудуванні присутня «німецький слід»)?

(Відповіді на це та ін. Питання проф. Рабиновича. - Прим. Автора) Рішення тонких задач динаміки, про які Ви говорите, дійсно зажадало довгих років роботи і зусиль цілих колективів. Однак сама постановка задач динаміки ракет як деформівних тіл, з урахуванням, в першу чергу, рухливості рідких компонентів палива в баках, і перші суворі вирішення цих завдань, визначили напрямок усіх наступних досліджень, належать Г.С. Наріманова. Він вніс фундаментальний внесок у вирішення як лінійних, так і нелінійних задач динаміки ракет і космічних апаратів (КА) з рідким паливом, і накреслив шляхи обліку у відповідних математичних моделях і такого фактора, пружність елементів конструкції. Що стосується впливу рухливості компонентів палива в баках на динаміку і стійкість ракети, то ця проблема виявилася надзвичайно актуальною ... і багато в чому визначила напрямок моєї дослідницької діяльності на багато років вперед. Нариманов був першим, хто висловив припущення, що причиною незатухаючих коливань на частоті близько 1 Гц, що спостерігалися при кожному запуску ракет Р-1, є рухливість рідини, що знаходиться в баках. Думка ця, звичайно, виникла не одразу, а після того, як були вичерпані інші можливості пояснити розбіжність результатів математичного моделювання з картиною того, що відбувалося в польоті, яку ми систематично спостерігали на плівках телеметрії ...

Аналіз телеметрії, що відносився до пусків трофейних ракет А-4 (німецькі «Фау-2». - Прим. Авт.), Показав точно такі ж коливання, так що вони були явно органічною властивістю даної конструкції, а не наслідком якихось індивідуальних Р -1 ...

Перший успіх був досягнутий, коли Нариманов, при цілком виправданих допущених (кинематическое гранична умова на вільній поверхні рідини, ототожнює її з площиною, що здійснює малі кутові коливання), отримав вперше наближену математичну модель ракети, що враховує рухливість рідини в баках ...

Для всіх учасників групи запропонована Наріманова нову математичну модель стала потужним стимулом для продовження роботи в тому ж напрямку. Натхненний роботою Георгія Степановича, я поставив перед собою завдання спробувати узгодити спостережувану в польоті картину з законами механіки, виходячи з рішення оберненої задачі динаміки: за заданим руху системи знайти діючі на неї сили. Мені вдалося вирішити це завдання в строгій постановці - з динамічним граничним умовою на вільній поверхні рідини, тобто з повним урахуванням хвильових рухів.

... Відповідні додаткові сили, які ми тепер врахували, перевищували суму всіх інших сил (аеродинамічних і керуючих), які приймалися до уваги до цього. Стало зрозумілим, чому баланс сил у нас раніше не сходився ... Нариманов на новому рівні повернувся до тієї ж проблеми і вперше отримав адекватний інструмент для вирішення прямої задачі динаміки, а саме повну математичну модель системи «корпус - рідина в баках» .Результати моделювання виявилися наступними: практично точно в тій області активного ділянки, на якій спостерігалися в польоті незгасаючі коливання, система виявилася динамічно нестійкою «в малому», причому на частотах, дуже близьких до експериментальних, а поза цією областю - стійкою. На основі цієї роботи я захистив кандидатську дисертацію.

Це був справжній тріумф, який був належним чином оцінений фахівцями, але не викликав особливого ентузіазму в деяких інших сферах, загальне ставлення яких до виявленому новому ефекту зводилося до формули: «ну і що?». Сенс цього «ну і що?» Був у тому, що ракета літає, і слава Богу! Коливання мають порівняно малу амплітуду і нікому не заважають.

Від наших попереджень, що на нових об'єктах все може виявитися значно гірше і з цим явищем треба боротися вже зараз, просто відмахнулися. Це «ну і що?» Було потім оплачено дорогою ціною.

Відносно «німецького сліду» - ніяких натяків на те, що розробники ракети А-4 і її модифікацій знали про вплив рідкого заповнення (не кажучи вже про пружність корпусу) на динаміку і якось ці фактори враховували, ми в трофейних матеріалах не виявили , незважаючи на їх ретельне вивчення.

Ракета Р-2 була вже повністю вітчизняна балістична ракета з дальністю польоту, що удвічі перевищує аналогічну характеристику для Р-1. Створення ракети Р-2 стало в якомусь сенсі іспитом на зрілість всіх численних колективів розробників, до неї причетних.

Отримавши багато років доступ до робіт, що проводилися в США, ми з подивом виявили, що американські вчені і розробники йшли шляхом, разюче близьким до нашого ...

Подальше вдосконалення теорії динаміки балістичних ракет пов'язане з ім'ям М.С. Хитрика (прим. Авт.). Саме він звернув мою увагу на дві актуальні проблеми, вирішення яких вимагало інтенсивної роботи, яка почалася в ІМ АН УРСР і тривала протягом ряду років в НДІ-88 після мого переходу туди.

· Облік реальної геометрії баків (циліндричні і конічні обичайки, напівсферичні днища, сочевицеподібні, сферичні і тороїдальні конфігурації і т.д.). У той час ми вміли вирішувати гідродинамічні завдання тільки для баків у формі прямих кругових циліндрів з плоскими днищами.

· Облік в'язкості рідини, тобто відповідне уточнення традиційних математичних моделей, в яких компоненти палива в діапазоні реальних для розглянутої проблеми чисел Рейнольдса вважалися ідеальною рідиною.

Він першим застосував для вирішення задачі про вільні коливання рідини в порожнині обертання варіаційний метод Рітца-Трефтца і зумів отримати з цілком прийнятною для техніки точністю рішення для сферичного бака.

І.А. Луковський виріс у великого фахівця в галузі динаміки твердих тіл з рідким заповненням, вирішив цілий ряд складних завдань, включаючи нелінійні, узагальнивши результати Г.С. Наріманова. Він успішно захистив спочатку кандидатську, а потім докторську дисертацію і був обраний членом-кореспондентом АН УРСР.

З вдячністю згадую клімат, який існував в ІМ АН УРСР, особливо у сфері діяльності І.М. Рапопорта, який сприяв творчої активності співробітників.

Доля ракети Р-16 спочатку склалася трагічно. При підготовці першого запуску на стартовому майданчику сталася важка катастрофа, яка забрала більше сотні людських життів (включаючи Головнокомандувача ракетними військами стратегічного призначення Головного маршала артилерії М.І. Недєліна). Це трапилося 24 жовтня 1960 вже на новому полігоні, що не носившем ще тоді назви Байконур. Не буду вдаватися в причини катастрофи, яка не мала відношення до досліджуваних проблем (вони тепер докладно описані в літературі). Мова піде про перший льотному випробуванні ракети з відновленою стартової позиції, коли втратила стійкість друга ступінь (перша відпрацювала успішно, і це, само по собі, було вже великим досягненням). Динаміки НДІ-88, серед яких був і Ваш співрозмовник, ледь поглянувши на телеметричну інформацію, прийшли до висновку, що причиною нестійкості другого ступеня, що призвела до втрати об'єкта, було нехтування рухливістю рідини в баках при проектуванні системи управління (згадайте вислів «ну і що ? »по відношенню до коливань, що відзначалися на перших балістичних ракетах Р-1 і Р-2). Ми побачили на плівках телеметрії класичну картину коливань з наростаючою амплітудою в каналах тангажа і рискання на частоті близько 1,5 Гц, близькою до частоти власних коливань рідини в баках.

Цікаво, що повна втрата стійкості об'єкта наступала не в каналах тангажа і рискання, а в каналі крену після досягнення гранично допустимого кута прокачування гіроскопів, причому на значно більш низькій частоті - порядку 0,3 ? 0,5 Гц, характерної для цього каналу. Тут явно мало місце те, що на управлінському сленгу називається втратою стійкості через забивання каналу високочастотної перешкодою. Слід підкреслити, що амплітуда коливань була в кілька разів вище, ніж спостерігалася на ракетах Р-1, Р-2, Р-12 та інших відомих нам об'єктах. Природа явно піднесла нам суворий урок ...

Ігор Сидоров зі своїм колективом виявив, досліджуючи математичну модель другого ступеня Р-16 з урахуванням конкретного закону управління, нове явище, яке ми потім назвали «нестабілізіруемостью», - неможливість забезпечити в розглянутому випадку динамічну стійкість замкнутої системи «корпус-рідина-автомат стабілізації» . Важливу роль у цьому незвичайну властивість системи грало наявність саме двох паливних баків з майже рівними частотами першого антисиметричного тону власних коливань рідини.

Г.Н. Мікішев напав до цього часу на ідею механічного демпфера коливань рідини в баку, що має форму кількох радіальних ребер, ширина яких становила 20 ? 30% радіуса циліндричного бака. Ідея виявилася надзвичайно плідною і, головне, допускавшей просту конструктивну реалізацію. Результати перевершили всі очікування і підтвердили правильність як діагнозу, так і прописаного кошти.

Ніякої самий вправний теоретичний розрахунок не може, на жаль, навіть в даний час визначити динамічні характеристики корпусу ракети або КА з необхідною повнотою і точністю, потреби для проектування системи управління. Конструктивно подібні моделі (КПМ) доставляють в цьому сенсі безцінну інформацію. Самі ці моделі є справжніми шедеврами інженерного мистецтва. У них відтворюється не тільки матеріал і геометрія елементів конструкції реального об'єкта, але і цілий ряд тонкощів технології, що забезпечує в сукупності максимально можливе задоволення критеріїв подібності. Треба сказати, що сама теорія подібності стосовно до КПМ є складною самостійною наукою, в розвиток якої вніс великий особистий внесок Г.Н. Мікішев. Моделі таких надважких носіїв як Сатурн-5 і Н-1, виконані в масштабі 1:10, мали розміри порядку 10 м у висоту і більше метра в діаметрі, що можна порівняти з розмірами наших перших балістичних ракет Р-1 і Р-2!

Цикл динамічних випробувань КПМ займав кілька місяців, а для найбільш складних об'єктів доходив до року. Слід підкреслити, що є важливий клас параметрів, які взагалі практично не піддаються розрахунку, а можуть бути визначені тільки експериментально - це коефіцієнти демпфірування, відповідні домінантним формам власних коливань конструкції.

Не слід, однак, думати, що самі по собі динамічні випробування доставляють вичерпну інформацію, необхідну для проектування складних об'єктів. Адекватна розшифровка та інтерпретація результатів динамічних випробувань КПМ неможлива без безперервного проведення великого комплексу теоретичних досліджень ».

Рамки цієї роботи, на жаль, не дозволяють досить повно висвітлити основні проблеми, логіку їх виникнення і рішення, чудові імена вітчизняних вчених, які присвятили себе цій діяльності. Багато досягнення вітчизняної космонавтики істотно випередили аналогічні дослідження вчених і розробників інших країн.

Висновок

Вивчення і знання історії техніки (втім, як і будь-який інший історії) в чималому ступені формує в людині простір його поглядів на світ, тому необхідно прагнути до максимальної об'єктивності цієї дуже важливої ??інформації.

У результаті проведеного історичного огляду розвитку як техніки, так і частково методології отримання теоретичних знань, необхідних для такого розвитку, в загальних рисах сформована картина створення матеріальної культури людства.

Майже очевидним є факт того, що практично немає межі проникнення людини в таємниці природи, на основі чого створюються нові технології, інструментарій досліджень.

Не виключено, що на черзі стоїть реалізація фантастичних ідей «штучного інтелекту», «машини часу» і миттєвого переміщення в просторі.

Сьогодні для вчених уже є аксіомою твердження, що викривлене простір, замкнутий в гравітаційний колапс, утворює т.зв. «Сферу Шварцшильда», або «чорну діру» в якій може бути укладена весь всесвіт. Академік А.Д. Сахаров, як і Ейнштейн, багато свої роботи присвятив космології. Але такі його роботи, як «багатолистий модель Всесвіту» (читай як наявність багатьох вимірів простору, - авт.), Опублікована в 1969 р дуже малим тиражем, і інші статті, присвячені властивостям викривленого простору, практично недоступні широкому колу читачів. І чимало вчених стверджує, що можливе переміщення в просторі не покидаючи Землі, «проколів» простору потужним енергетичним впливом [2].

Ті можливості науки і техніки, якими володіє і буде володіти людство в майбутньому, накладають на нього велику відповідальність. Ця обставина, на думку автора, робить необхідним розробку як комплексу правил і обмежень щодо використання найважливіших досягнень, так і духовної філософії для людей мають доступ до стратегічних знань, подібно до того, як переважну частину часу навчання і виховання буддистських ченців, які володіють знанням бойових мистецтв, займає духовне вдосконалення.

Література

1. Велика Радянська Енциклопедія. (У 30 томах). Гол. ред. А.М. Прохоров. Вид. 3-е. М., «Радянська енциклопедія», 1970 ? 1977 рр.

2. Черняк В.З. Історія і філософія техніки: посібник для аспірантів. - М .: КНОРУС, 2006. - 576 с.

3. Гребенников Е.А., Тюлина І.А .. Микола Дмитрович Моїсеєв 1902 - 1955. Від. Ред. чл.-кор. РАН В.В. Білецький. - М .: Наука. 2007. 136 с .: іл.

4. Мякишев Г.Я., Синяков А.З. Фізика: Коливання і хвилі. 11 кл .: Учеб. Для поглибленого вивчення фізики. - 2-е вид. Стереотип. Москва .: Дрофа, 2002.- 288 с .: іл.

5. Гарєєв Ф.А. Геометричне квантування мікро- і макросистем. Планетарно-хвильова структура адронних резонансів // Повідомлення Сполученого Інституту Ядерних Досліджень. Дубна, 1996. Р. 296-456.

6. Рабинович Б.І. Суперелітні плазмові кільця і ??орбіти планет і супутників, ізоморфні орбітах електронів в водородоподобних атомах .. - М .: Інститут космічних досліджень (ІКД) РАН, 2005.- 33 с.

7. Бужинський В.А. Коливання тіл з гострими крайками в несжимаемой маловязкой рідини і деякі завдання гідродинаміки космічних апаратів. Дисс. д.ф.-м.н. по спец. Механіка рідин, газу і плазми. Корольов .: ЦНИИМАШ, 2003. -279 с .: іл.

8. Бутиків Є.І., Биков А.А., Кондратьєв А.С. Фізика для вступників до ВНЗ. - М .: изд. Наука, 1979. - 608 с .: іл.

9. Ф. Енгельс. Походження сім'ї, приватної власності і держави. У зв'язку з дослідженнями Льюїса Г. Моргана. - М .: Политиздат, 1985. -238 с.

10. Рабинович Б.І. Прикладні задачі стійкості стабілізованих об'єктів. - М .: Машинобудування, 1978. - 232 с., Іл.

11. Брусилівський А.Д. Від Р-1 до Н-1. Бесіди з професором Борисом Рабиновичем. Вид. друге, испр. і доп. Корольов .: ЦНИИМАШ, 2005. -240 с .: іл.яя

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка