Результаты бионических исследований в технических устройствах

 

4.2. Основные этапы развития техники.

 Техника прошла исторически длительный путь развития — от примитивных орудий первобытного человека до сложнейших автоматических устройств современной промышленности. Особенно важную роль в развитии общественного производства сыграли так называемые рабочие машины, выполняющие определённые технологические и транспортные функции. Изобретение прядильных рабочих машин и создание универсальной паровой машины дали толчок промышленному перевороту конца 18 — начала 19 вв., ознаменовавшему переход от мануфактурного способа производства к машинному. Усовершенствованная паровая машина могла приводить в движение уже не одну, а целый ряд рабочих машин. Это явилось предпосылкой создания различных передаточных механизмов, образовавших во многих случаях широко разветвленную механическую систему. Характеризуя эволюцию механических средств труда (орудий и машин), являющихся важнейшей составной частью техники, К. Маркс дал следующую схему их развития: «Простые орудия, накопление орудий, сложные орудия; приведение в действие сложного орудия одним двигателем — руками человека, приведение этих инструментов в действие силами природы; машина; система машин, имеющая один двигатель; система машин, имеющая автоматически действующий двигатель, — вот ход развития машин». Развитие крупной промышленности стало возможным благодаря тому, что она овладела наиболее характерным для неё средством производства — самой машиной. Если первоначально механические станки, паровые и др. машины создавались отдельно искусными рабочими кустарным способом, то в дальнейшем, с увеличением размеров двигательного и передаточного механизмов и рабочих машин, их усложнением, с появлением новых материалов, трудно поддающихся обработке, возникла объективная необходимость массового (промышленного) производства и применения машин в промышленности. Начав производство «машин машинами», крупная капиталистическая промышленность создала тем самым адекватный ей технический базис. 

 В течение 19—20 вв. технические средства труда проникли не только в отдельные звенья производственных процессов, но и последовательно завоевали все отрасли промышленности, вытеснив традиционные формы производства, покоившиеся на ручном труде и ремесленной техники. Машинное производство получило исключительно широкое распространение во всех индустриально развитых странах мира. С развитием крупной промышленности совершенствовались конструкции, увеличивались мощности и производительность технических средств. В конце 19 в. паровая машина постепенно вытесняется более экономичным и компактным двигателем внутреннего сгорания, который позволил создать новые типы рабочих и транспортных машин (автомобили, тракторы, экскаваторы, самолёты, теплоходы и др.). Были найдены новые способы преобразования энергии на основе использования паровых и гидравлических турбин, соединённых с генераторами электрического тока. Совершенствование электрических двигателей привело в 1-й половине 20 в. к повсеместному использованию их в качестве группового и индивидуального привода рабочих машин (в металлорежущих, деревообрабатывающих, ткацких и др. станках, в кузнечно-прессовых, горных, подъёмно-транспортных машинах, в прокатных станах и т. п.). 

 В системе машин  предмет труда последовательно  вступает в ряд связанных между  собой частичных процессов, которые выполняются совокупностью разнородных, но взаимно дополняющих друг друга машин. В развитой форме система машин создаёт предпосылки для непрерывно-поточного производства, всё более широкого применения автоматов — рабочих машин, которые самостоятельно, без непосредственного участия человека выполняют все основные и вспомогательные операции (например, переключение скоростей и подач, реверсивную установку изделий и снятие их после обработки, подведение и отвод рабочих органов и т. д.). Каждый автомат представляет собой сложный агрегат, включающий один или несколько двигателей, ряд передаточных механизмов, несколько рабочих органов и специальные устройства контроля, регулирования, управления и др. В ходе автоматизации производства создаются машины-автоматы, в которых одновременно могут действовать десятки рабочих органов, выполняющих сложнейшие технологические операции. Автоматическая Т. освобождает человека от напряжённой работы по выполнению трудоёмких функций, обеспечивает значительный рост производительности труда и высокое качество работы при сохранении однородности, точности и постоянства параметров выпускаемой продукции.

 

Заключение.

 

Прародителем бионики считается Леонардо да Винчи. Его чертежи и схемы летательных аппаратов были основаны на строении крыла птицы. В наше время, по чертежам Леонардо да Винчи неоднократно осуществляли моделирование орнитоптера.

Бионика широко используется в дизайне. Такое использование  происходит в двух направлениях – заимствование чисто внешней формы и построение механизмов, сооружений, мебели на основании закономерностей, «подсмотренных» у природы.

Живые системы значительно  многообразнее и сложнее технических  конструкций. Биологические формы часто не могут быть рассчитаны из-за их необычайной сложности. Мы просто еще не знаем законов их формирования. Тайны структурообразования живых организмов, подробности происходящих в них жизненных процессов, устройство и принципы функционирования можно узнать лишь с помощью самой современной аппаратуры, что не всегда доступно.

Бионика имеет несколько направлений:

• Архитектурно-строительная бионика;
• Нейробионика.

Основным методом биодизайна является метод функциональных аналогий. Применение бионики в системе дизайна будит творческую мысль, заставляет думать, искать, познавать законы природы.

Наиболее продвинувшиеся исследования в бионике – это разработка биологических средств обнаружения, навигации и ориентации; комплекс исследований, связанных с моделированием функций и структур мозга высших животных и человека; создание систем биоэлектрического управления и исследования по проблеме «человек-машина».

Природа открывает перед  инженерами и учеными бесконечные  возможности по заимствованию технологий и идей. Раньше люди были не способны увидеть то, что находится у них буквально перед носом, но современные технические средства и компьютерное моделирование помогает хоть немного разобраться в том, как устроен окружающий мир, и попытаться скопировать из него некоторые детали для собственных нужд.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 
1. Вилли К. Биология. М.: Мир, 1964.  
2. Зернов С. А. Общая гидробиология. М.: Изд-во АНСССР, 1949 г.  
3. Лункевич В. В. Занимательная биология. М.: Наука, 1965.  
4. Мартека В. Бионика. М.: Мир, 1987.  
5. Небел Б. Наука об окружающей среде. М.: Мир, 1993.  
6. Томилин А. Г. История слепого кашалота. М.: Наука, 1985.  
7. Удивительное в жизни животных /под ред. Константинова А. С., Лариной Н. И. Изд-во Сарат. ун-та, 1970.

8. Берг А. И. Бионика  и её значение для развития  техники. В кн. Бионика. М., Наука, 1965; 
9. Берг А. И., Сотсков Б. С. Состояние и Тенденции развития бионики. В кн. Вопросы бионики. М., Наука, 1967; 
10. Жерарден Л. Бионика. М., “Мир”, 1971;