Interaction of a science, techniques and manufacture in the history of techniques development at a stage machinization.pdf Начало этапа машинизации (примерно 1800 г.)совпадает, в соответствии с принятой периодиза-цией (рис. 1), с развертыванием Первой промыш-ленной революции конца XVIII - начала XIX в.,ознаменовавшей переход к машинному производ-ству в результате победы капиталистических про-1изводственных отношений и создания новой прак-тической науки в ходе научной революции XVII в.На рассматриваемом этапе еще одна из разрядафундаментальных, энергетическая функция(рис. 2) была отобрана у человека техническимисредствами, машиной, и он стал ее управляющим«придатком». К. Маркс отмечал: «Капиталистиче-ский способ производства, первый способ произ-водства, который ставит естественные науки наслужбу непосредственному процессу производст-ва, который выдвигает практические проблемы,могущие быть разрешенными только научно» [1.С. 554]. В ходе машинизации происходило даль-нейшее сближение основных компоненентовТ-системы (науки, техники и производства), за-вершившееся в конце этапа 3-й промышленнойреволюцией. Она переросла в научно-техни-ческую революцию (НТР), представлявшую рево-люцию в естествознании начала ХХ в. и переход ктехническому развитию только на научной основе,научно-техническому развитию. Этот переход истал основой для смены (примерно в 1860 г.) этапамеханизации очередным этапом в истории разви-тия техники - этапом автоматизации.Первая промышленная революция началась в1760-х гг. в Англии с изобретения механическихпрядильных машин и ткацких станков, широкоераспространение которых, а также необходимостьоткачки воды из шахт потребовали универсально-го двигателя, своевременно изобретенного Д. Уат-Рис. 2. Модель человеко-технического комплекса удовлетво-рения потребностей на этапе машинизации:A„ - вход (исходный материал, сырье); An - выход (конечныйпродукт); Si(Fi) - инструментальная (технологическая) систе-ма и функция; человеческие системы и функции: S2,(F2) -механические; S3(F3) - энергетические; S4 (F4) - управляющие;S5 (F5) - планирующиетом. Об этом событии Маркс писал: «Великий ге-ний Уатта обнаруживается в том, что в патенте,который он получил в апреле 1784 г., его пароваямашина представлена не как изобретение лишьдля особых целей, но как универсальный двига-тель крупной промышленности» [2. С. 385]. «Ауже к 1835 г. в хлопковом производстве Англиииспользовалось 30 тыс. л.с. энергии, произведен-ной за счет паровых двигателей, и только 10 тыс. -полученных водной энергетикой», - отмечал акад.Ю.В. Яковец [3. С. 94]. Так с наступлением этапамашинизации разрешился в пользу парового дви-гателя назревший гидроэнергетический кризис,связанный с недостатками и ограниченными воз-можностями водяного колеса, являвшегося осно-вой энергетики на предшествующем этапе, этапемеханизации. На основе парового двигателя былисозданы пароход Р. Фултоном (1807) и паровозДж. Стефенсоном (1814), началась революция натранспорте - интенсивная машинизация водного ижелезнодорожного транспорта.Если развитие естествознания создало воз-можность появления теплотехники как науки, тосоздание теплового двигателя дополнило эту воз-можность необходимостью. Теплотехника - этопервая отрасль науки и техники, в которой про-изошло смыкание науки и практики, естественно-научных знаний и технических средств, ставшееотправным пунктом в зарождении техническихнаук. Их возникновение было обусловлено, с од-ной стороны, необходимостью использования ес-тественнонаучных знаний, законов и теорий дляразработки технических средств и изучения про-исходящих в них явлений; с другой - необходимо-стью обобщения опыта создания этих средств, от-дельных наблюдений и фактов технико-производ-ственного характера. Этому способствовало ста-новление экспериментального метода и проникно-вение науки в прикладную сферу, а также интен-сивное развитие механики. Именно с механики идругих выделившихся из нее дисциплин механи-ческого цикла началось формирование техниче-ских наук, поскольку механическая форма движе-ния материи была к тому времени наиболее широ-ко вовлечена в человеческую практику и предше-ствовала постижению других, более сложныхформ движения материи [4. С. 131].Но для того, чтобы наука в триаде «наука-техника-производство» заняла ведущее положе-ние, были необходимы определенные условия.Академик А.И. Анчишкин отмечал: «Для превра-щения науки в абсолютное условие техническогоразвития необходим ряд предпосылок, связанныхс достигнутым уровнем производства, с конкрет-ным состоянием науки и техники. Производстводолжно столкнуться с такими проблемами, кото-рые оказываются неразрешимыми методами част-ных улучшений, опирающихся лишь на практиче-ский опыт, а наука должна накопить такую суммузнаний и эмпирических данных, когда решениевозникших проблем развития производства стано-вится теоретически возможным. Что касается тех-ники, то в этом «треугольнике» она должна объе-динить в себе производственную необходимость инаучную возможность с практической готовно-стью. Последняя означает в первую очередь тех-нологическую готовность» [5. С. 170]. Именно помере созревания таких условий и начиналось за-тем развертывание НТР.К концу XIX в., когда и паровой двигательтакже стал настигать кризис, вследствие его низ-кого к.п.д., К. Лавалем и Ч. Парсонсом были соз-даны паровые турбины, серийное производствокоторых с 1898 г. развернула фирма «Вестингауз».Они позволяли преобразовывать энергию пара вовращательное движение вала непосредственно, безпромежуточных передач, поэтому имели и болеевысокий к.п.д., а также отличались высоким чис-лом оборотов. Но последнее обстоятельство и непозволило паровой турбине превратиться в уни-версальный двигатель - она так и осталась в каче-стве скоростного привода электрогенераторов,сохранившись еще на крупных судах и паровозах.Так наступил кризис паровой техники, которыйсуждено было разрешить электротехнике и тепло-технике на базе двигателя внутреннего сгорания(д.в.с.). Как писал далее А.И. Анчишкин, «.сменаэнергетической, точнее двигательной, основыпроизводства действительно означала техниче-скую революцию. Она позволила преодолеть тебарьеры в развитии производительных сил, кото-рые выросли на пути паровой машины» [5.С. 185]. Таким образом, переход с пара на болеекачественные энергоносители, электричество ид.в.с. позволил от машин, созданных по преиму-ществу эмпирическими методами, перейти к тех-ническим системам, максимально приближеннымк их научным моделям, и обеспечить условия про-изводства, наиболее соответствующие требовани-ям науки. Это был результат 2-й промышленнойреволюции, ставшей этапом в процессе механиза-ции и обеспечившей его основное содержание.Касаясь значения электротехники, А.И. Ан-чишкин отмечал: «Превращение электромоторов вэлемент производственного оборудования - стан-ков, прокатных станов, подъемно-транспортногооборудования и т.п. - означало переход от группо-вого привода к индивидуальному, более того, воз-можность большой дифференциации мощностиэлектродвигателей, делимость электроэнергии по-зволили обеспечить своим источником энергииотдельные части оборудования: произошло сра-щивание машин с двигателем (системой двигате-лей). В результате технологические процессыприобрели невиданную ранее гибкость и мобиль-ность, что имело особое значение для машино-строения; возникли условия для создания массово-поточного производства» [5. С. 185].Базирующаяся исключительно на науке элек-троэнергетика стала основой для: 1) развитияэлектрометаллургии для выплавки черных, цвет-ных, высококачественных и тугоплавких металлови сплавов; 2) получения алюминия и др. металлов,веществ и продуктов, нанесения покрытий и фор-мообразования с помощью электролиза; 3) осуще-ствления проводной телефонной и телеграфнойсвязи и беспроводной (радиосвязи и радиолока-ции); 4) развития городского (трамвайного и трол-лейбусного) и рельсового транспорта (электропо-ездов и электричек); 5) превращения в световуюэнергию и развития светотехники; 6) созданияэлектроники и полупроводниковой техники. Иэтот перечень не является исчерпывающим.В отношении двигателя внутреннего сгоранияА.И. Анчишкин замечал: «Для мобильной техникиту же роль, что электродвигатели для промыш-ленности, сыграли двигатели внутреннего сгора-ния. На их основе был достигнут такой малый весединицы мощности, что он позволил одновремен-но и транспортировать запас топлива, и обеспечи-вать необходимый полезный вес для рабочей час-ти машин. Возможность увеличения мощностидизелей и бензиновых моторов, в сочетании с вы-сокой частотой их работы, обеспечили созданиескоростного транспорта» [5. С. 186]. Двигательвнутреннего сгорания породил автомобильный иавиационный транспорт, преобразовал водный ижелезнодорожный, стал энергетической основоймобильной сельскохозяйственной, строительной ибронетанковой техники. Широкое его применениепотребовало резкого наращивания добычи мине-рального сырья и развития производства горюче-смазочных материалов.Исключительно благодаря развитию химиче-ской науки был обеспечен прогресс химическойпромышленности, которая начала превращаться вважную материалообразующую отрасль, обеспе-чивающую создание во все возрастающих объемахновых искусственных (синтетических) материалов(резины, пластмасс, красителей, минеральныхудобрений, лекарств и др.), заменяющих традици-онные природные или имеющих новые полезныесвойства.Другим важнейшим результатом второй про-мышленной революции стало развертывание про-изводства машин с помощью машин, когда маши-ностроение, наконец, обрело свою собственнуютехнологическую и научную базу. Науки в маши-ностроении (технические науки) при этом разде-лились как бы на два ее основных слоя. Первымтаким слоем, непосредственно прилегающим кпроизводству и обслуживающим его через инже-нерную деятельность, стали инженерные дисцип-лины, связанные с исследованием, проектировани-ем, расчетом, конструированием, изготовлением иэксплуатацией машин - «теория машин и механиз-мов, сопротивление материалов, детали машин» идр. Вторым слоем, подпитывающим первый, сталифундаментальные науки академического характера,обеспечивающие стратегические прорывы на науч-ном фронте: машиноведение, гидротехника, тепло-техника, электротехника и т.п. [6].С развитием машиностроения, в важнейшуюприкладную науку, связывающую технологию спроизводством и способную обеспечить техноло-гическую готовность его перехода на научныерельсы, стала превращаться «Технология машино-строения», которую акад. В.М. Севергин в своевремя определил, как «науку о ремеслах и заво-дах». Основоположник «Технология машино-строения» проф. А. П. Соколовский считал ее«учением, которое родилось в цехе и не должнопорывать с ним связи, чтобы не стать академичнойи бесплодной». А в современных вузовских учеб-никах она определена, как «наука об изготовлениимашин заданного качества в установленном про-изводственной программой количестве и в задан-ные сроки при наименьших затратах живого иовеществленного труда». С развитием «Техноло-гии машиностроения» в результате дифференциа-ции из нее в конце этапа машинизации стали вы-деляться в качестве самостоятельных научныхдисциплин: основы взаимозаменяемости, теориярезания, станки, режущие инструменты, произ-водство заготовок, планирование и организацияпроизводства в машиностроении и др. [7. С. 18-22]. Технологический прогресс и бурное развитиемашинного производства «потребовали качест-венных изменений в составе и уровне квалифика-ции рабочей силы. Резко возросло число ученых,инженеров, техников, непосредственно включен-ных в процесс разработки, производства и исполь-зования сложной техники. Усилились требованияк квалификации рабочих. Все это привело к оче-редной революции в образовании» [3. С. 96].Стремительное наращивание производствамашин резко повысило спрос на металлы, в пер-вую очередь сталь и чугун, и потребовало совер-шенствования их механической обработки, пере-вода металлургических, заготовительных процес-сов и металлообработки на научные рельсы. Насмену слепой эмпирике в доменном производствепришла разработанная к 1925 г. проф. В.Е. Грум-Гржимайло гидравлическая теория расчета печей,основанная на законах физической химии [8].Сменивший малопроизводительный метод «пуд-лингования» конвертерный способ, разработан-ный полуэмпирически Г. Бессемером (1854 г.) былвытеснен «томасовским», который был создан в1878 г. уже на строго научной основе. С началаXIX в. начали закладываться основы металловеде-ния - науки о металлах, тесно связанной с метал-лофизикой и представляющей научную основу дляполучения металлов и сплавов с заданными свой-ствами. Истоками металловедения стали методыметаллографии и микроструктурного анализа, раз-работанные П.П. Аносовым, а также критическиеточки фазовых превращений и стройная теориякристаллизации Д.К. Чернова [9].На смену эмпирике Ф. Тейлора, изложенной вего книге «Искусство резать металлы», пришланаука о резании материалов, основы которой былизаложены отечественными учеными И. А. Тиме,К.А. Зворыкиным, Я. Усачевым и др. [10], а в раз-работку физики процесса резания весомый вкладвнесли представители томской школы проф.Н.Н. Зорев, А.М Розенберг и др. во главе с акад.В. Д. Кузнецовым [11].Как отмечал А.И. Анчишкин, «.общая тен-денция перевода техники производства на науч-ную основу всегда складывалась таким образом,что экспансия науки шла от производства и видовтруда, где господствуют относительно более про-стые формы движения материи, к более сложным,требующим более высокого уровня научного по-знания» [5. С. 175]. На смену (но не взамен) клас-сической механики Ньютона пришла основаннаяМ. Планком (1900) квантово-волновая механика,позволившая понять и использовать в технике яв-ления сверхтекучести, сверхпроводимости, фер-ромагнетизма и др.; а ее законы были положены воснову ядерной энергетики, квантовой электрони-ки и др. важных направлений техники. Другимсущественным дополнением стала теория относи-тельности А. Эйнштейна, сначала (1905) специ-альная (пространства и времени), а затем (1916) иобщая (тяготения). А достижения атомной физики,начавшиеся с открытия электрона (1897) и по-строения моделей атома (1903) Д. Томсоном, при-вели к овладению атомной энергетикой, созданиюатомной (1945) и водородной (1953) бомб и нача-лу строительства атомных электростанций (1954),что стало кульминацией научно-технических дос-тижений этапа машинизации.

Скачать электронную версию публикации