Етапи розвитку інженерної діяльності

Размещено на http://www.allbest.ru

Етапи розвитку інженерної діяльності

С.Ф. Марчук - ст. гр. ІМС-11

В статті проведено аналіз і тенденції розвитку інженерної діяльності від перших кроків до сучасності, з метою висвітлення основних напрямів.

Постановка проблеми. З минулого - до сучасності, інженерна діяльність пройшла непростий, історично тривалий шлях становлення. Було багато докладено зусиль людством, які по крихтах збирали знання, накопичували технічні навички, готуючи підґрунття для розвитку інженерної діяльності.

Знаючи минуле інженерії, співвідношення його з сучасним станом інженерної професії, ми можемо краще розуміти закономірності розвитку, розібратись у суті змін, які відбулися в наші дні у структурі та змісті.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. «Інженер» в сучасному розумінні не лише людина, яка розраховує і розробляє машини, а й знаходить методи вирішення різних питань у сферах життя сучасної інженерії.

Сьогодні інженери розробляють безпечні, ефективні та поновлювані види енергії. Вони допомагають покращити здоров'я людей за допомогою ефективних ліків та медикаментозного лікування; працюють над розробкою нових і більш потужних способів створення, зберігання та використання інформації; розробляють нові технологічні машин із штучним інтелектом тощо.

Мета дослідження - висвітлити історичні етапи розвитку інженерної діяльності.

Результати дослідження. Першим знаряддям праці вважається лук, винайдений 64 тис. років тому, який був створений завдяки примітивним розумінням інженерії (рис. 1). Він працює за рахунок м'язової сили стрільця, яку накопичує як потенціальну енергію зігнутої дуги й потім, розпрямляючись, швидко перетворює в імпульс стріли.

Далі приблизно 6 тис. років до н.е. було винайдено Колесо (рис. 2). Воно обертається навколо своєї осі й забезпечує передавання та підтримання руху. При перетворенні поступального руху в обертову тягу сила прикладається перпендикулярно до осі. Тяга забезпечується зовнішньою силою, наприклад, кіньми. В такому випадку призначення колеса -- зменшення сили тертя. Це зменшення забезпечується заміною тертя ковзання тертям кочення.

7-3 тис. років назад були винайденні прості механізми, а саме: клин, важіль, зернотерка, жорна, гончарний круг, ткацький верстат.

Клин (рис. 3) використовується для розщеплення твердих тіл. Принцип дії клина оснований на механіці утворення і поширення тріщин в суцільному середовищі. Перш за все гострий кут дозволяє створювати великий тиск на поверхню тіла, яке потрібно розщепити чи розрізати, оскільки тиск дорівнює відношенню прикладеної сили до площі поверхні. Відповідно, вістря клина служить концентратором напружень у твердому тілі.

Принцип дії важеля (рис. 4) можна пояснити відомим висловом

Архімеда: «Дайте мені точку опори, і я переверну Землю». А так, механізм,що може обертатися навколо певної точки, яка називається точкою опори. В основному застосовується для підйому вантажів.

інженерний клин верстат

Жорна - пристрій для ручного і механізованого помолу зерна, який складений з двох каменів, однин поверх другого, з котрих верхній є рухомим, а нижній - ні (рис. 5).

Приблизно у VIII столітті до н.е. в Ассирії почали застосовувати для підіймання вантажів блоки (рис. 6). Вони використовувалися для регулювання прикладеної сили до вантажу.

Пізніше, біля IV століття до н.е. з'являється коловорот, а близько І століття до н.е. - дуже простий токарний верстат (по суті, лише пристрій для оброблюваного предмета, при цьому робітник тримає різець у руці). Тобто, як бачимо, людина оволоділа обертальним рухом. Це було величезним

досягненням стародавньої техніки, і опанування ним тривало три, а то й чотири тисячі років.

Уже в період пізнього середньовіччя відомі були передавальні механізми: кулачкові, зубчасті, механізми з гнучкими ланками, в т.ч. блоки, поліпасти, приводи з безкінечною стрічкою. В цей час в університетах починають приділяти дедалі більше уваги викладанню математики і саме у зв'язку з тим, що вона виявляється необхідною для конструювання машин.

В XVI ст. виникла велика потреба в інженерах для проведення фортифікаційних споруд, артилеристах, а також гірничих майстрах та будівельниках. Ряд інженерів вивчають та описують машини і механізми за різними галузями (гірнича техніка, металургія і таке ін.).

Наприкінці XVI ст. та в XVII ст. в період мануфактурного розвитку зароджується машинне виробництво. Млини XVII століття переконструйовуються в машини у XVIII ст. і створюються фабрики у XIX ст. У той самий час в експериментах та роздумах вчених та інженерів зароджується перший універсальний двигун - парова машина (рис. 7).

Рисунок 7 - Парова машина: 1 - поршень, 2 - шток, 3 - повзунок,

4 - шатун, 5 - кривошип, 6 - вал, 7 - маховик, 8 - золотник,

9 - відцентровий терморегулятор

У XVII ст. було розроблено ще одну групу механізмів - годинники, лічильні машини й автомати. І в цей час у Світі стали на шлях шкільного навчання інженерів.

На початку XIX ст. виникає механізоване металообробне виробництво. В 1883 році Г. Даймлер запропонував нову конструкцію малогабаритного швидкохідного двигуна внутрішнього згорання та сконструював мотоцикл. У 1886 році автор пристосував свій двигун до звичайної возу і досяг на ній швидкості 18 км/год.

У 1897 році Рудольф Дізель сконструював двигун, в якому суміш рідкого палива з повітрям вприскувалася в камеру, де повітря було стиснуто до 35 атмосфер. Такий двигун дістав назву дизель-мотора.

В 1903 році у повітря піднялися брати Райт. На аероплані власної конструкції вони за 12 сек. пролетіли 53 м, тим самим дали можливість людям підійматись над землею.

У 1907 році Оуен винайшов автомат для виробництва пляшок; у 1913-1914 p.p. Генрі Форд запропонував на своєму автомобільному заводі складальну лінію.

Конрад Цузе у 1941 р. створив першу електронно обчислювальну машину Z3.

2 грудня 1942 року в Чікаго під керівництвом відомого італійського вченого Енріко Фермі введено в дію перший ядерний реактор.

У 70-х - 90-х роках XX ст. вчені винайшли декілька способів зварювання металів, зокрема, під водою, у повітрі, у космосі.

Висновки

Хоч термін інженер виник відносно недавно, проте інженерна діяльність розпочалась, ще тисячі років назад. Саме завдяки інженерам технології розвиваються швидкими темпами, зокрема на сьогоднішній день, вже відбувається четверта НТР, іде розвиток Індустрії 4.0. Інженери в розвитку суспільства будуть мати вирішальне значення. Оскільки, НТР спрямована на задоволення потреб суспільства.

Перелік джерел і посилання

Іскович-Лотоцький Р.Д., Севостьянов І.В. Історія інженерної діяльності: підручник. 2014. Вінниця: ВНТУ. 266 с.

Гулієва Н.М. Історія інженерної діяльності: Конспект лекцій для студентів напряму 131 Прикладна механіка денної та заочної форм навчання. 2017. Луцьк: Луцький НТУ. 40 с.

Нефедов С.А. Лекции по истории науки и техники. URL:

http://nashaucheba.ru/v16864/

Ткачук Ю.Я., Сапожніков С.В. Конспект лекцій з курсу Історія інженерної діяльності. 2004. Суми: Вид-во СумДУ, 57 с.

Размещено на Allbest.ru