Мишура Т.П., Платонов О.Ю. Проектирование лазерных систем (2006) (1095921), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Кроме того, уменьшение номенклатуры изделий и их узлов позволяет специализироватьпроцесс изготовления изделий и улучшить их эксплуатационныехарактеристики.Агрегатирование — частный случай унификации, заключающийся в разработке изделий на основе их компоновки из ограниченногочисла унифицированных блоков (модулей), обладающих функциональной и геометрической взаимозаменяемостью.Важнейшей особенностью агрегатирования является повышениеуниверсальности изделия путем применения широкого набора модулей в процессе эксплуатации.
Большой выбор модулей обусловливает и широкий диапазон изменения характеристик изделия, его схем,конструкции, а, следовательно, и стоимости изделия.Блочномодульное проектирование, основанное на создании изделий на базе модулей и блоков, позволяет унифицировать изделие,обеспечить экономию времени при его разработке и обслуживании.Резервирование — увеличение числа элементов, узлов для повышения надежности изделия в целом.Ассоциация — свойство психики при появлении одних объектовв определенных условиях вызывать представление о других за счетсовпадения их определенных признаков.Идеализация — наделение реальных объектов нереальными, неосуществимыми свойствами и изучение их как идеальных (точка, линия, абсолютно твердое тело и др.); путем идеализации удается значительно упростить сложные системы, обнаружить существенныесвязи и применить математические методы исследований.1.5.
Блочно"иерархический подход к проектированиюРешение проблем проектирования, отмеченных выше, построенона основе системного и блочноиерархического подходов. Системныйподход предусматривает, что изделие представляется как сложнаясистема, состоящая из связанных между собой и взаимодействующих частей, а блочноиерархический подход или принцип заключается в том, что изделие рассматривается как иерархическая структура, состоящая из большого количества уровней и ветвей, наподобиенекоторого опрокинутого дерева, как показано на рис.
1.3. На каж17ÂÌÉÇ»¾ÆÕÂÌÉÇ»¾ÆÕÂÌÉÇ»¾ÆÕÂÌÉÇ»¾ÆÕРис. 1.3. Блочноиерархическая структурадом иерархическом уровне и на каждой ветви рассматривается небольшое количество связанных между собой элементов, которые разработчик в состоянии одновременно удержать в поле зрения.Обычно это количество не превосходит десятидвадцати, оптимальное число таких элементов — трипять.
На рис. 1.3 для простоты изображения показано по три элемента на каждом уровне и ветви. На следующем, более низком уровне каждый элемент высшего уровня рассматривается как система, состоящая из элементов данного уровня и т. д.Общий процесс проектирования при таком подходе представляется в виде движения по рассматриваемому дереву, при котором выполняются элементарные проектные операции на каждом уровне и накаждой ветви, т. е.
структура проектирования также является блочноиерархической, причем на каждом уровне ветви проектированияимеем дело с небольшим количеством элементов, рассматриваемыхкак целые, благодаря чему этот процесс достаточно несложен и вполне реализуем при нормальных ресурсах. Весь процесс проектирования, сплетающийся в виде блочноиерархической структуры такихэлементарных процессов, также становится вполне реализуемым.Легко заметить, что такая структура позволяет осуществлять общий процесс проектирования, используя различные направлениядвижения по блочноиерархическому дереву. В зависимости от направления движения различают нисходящее, восходящее и смешанное проектирование.Нисходящее проектирование, как следует из его названия, начинается с верхнего уровня, где изделие рассматривается как целое, затем проектируется его структура первого уровня, затем второго и т.
д.Результатом проектирования на данном уровне является техническоезадание для проектирования на следующем, более низком уровне.18Нисходящее проектирование всегда гарантирует выполнение требований технического задания на каждом уровне и поэтому должнобы считаться наиболее рациональным, но на какомто уровне процесс проектирования может остановиться изза того, что при существующих физических, технических, технологических или экономических ограничениях решение обратной задачи и соблюдение технического задания данного уровня становится невозможным. В этомслучае приходится возвращаться на предыдущий уровень или дажевыше, искать там другое решение своей обратной задачи, а затемопять пробовать вернуться на тот уровень, на котором процесс остановился, но уже с другим техническим заданием.
Таким образом,блочноиерархическая структура, позволяя в принципе реализовывать процесс проектирования, делает неизбежным его итерационныйхарактер, заключающийся в возврате к повторению проектированияна предыдущих уровнях с измененными условиями.Восходящее проектирование выполняется в обратном порядке. Приэтом происходит сборка отдельных узлов, а затем сборка всего изделия.Восходящее проектирование, как нетрудно увидеть, обычно гарантирует реализуемость проекта на любом уровне, но отнюдь не гарантируетсоблюдения всех требований технического задания, поэтому процессможет остановиться на какомлибо уровне изза несоблюдения требований технического задания высшего уровня.
При этом необходим возврат на предыдущие низшие уровни с попыткой «собрать» структуруданного уровня из других элементов. Таким образом, и восходящее проектирование также неизбежно имеет итерационный характер.При смешанном проектировании по части ветвей имеем нисходящий процесс, а по некоторой части — восходящий, которые в определенных точках встречаются. Итерационный характер такого процесса также очевиден.Из рассмотренных процессов предпочтительней является всетакинисходящее проектирование. На практике, особенно для сложныхизделий, процесс проектирования носит обычно смешанный характер с преобладанием нисходящих потоков, а восходящее проектирование применяется к тем частям приборов, которые собираются изстандартных, хорошо отработанных деталей, элементов и узлов.Наконец, становится ясен также эвристический характер проектирования, т.
е. невозможность его полной алгоритмизации, автоматизации, поскольку ввиду сложности процесса и невозможности заранееопределить полностью его ход необходимо принимать решения на основании опыта, интуиции, с привлечением творческих способностей разработчика, т. е. на базе так называемого алгоритма принятия решений.192.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ2.1. Оптические свойства атмосферыАтмосфера представляет смесь газов, содержащую твердые частицы, находящиеся во взвешенном состоянии. Химический состав и размеры этих частиц колеблются в широких пределах. Входящие в атмосферу газы поглощают излучения, а частицы рассеивают его. В результате этого интенсивность излучения источника ослабляетсяи контрастность между фоном и источником уменьшается.
Воздействие атмосферы на оптическое излучение может происходить следующими тремя способами:1. Излучение источника поглощается газами на пути его распространения.2. Излучение источника преломляется или рассеивается взвешенными частицами, в результате чего кажется, что оно приходит изобласти, окружающей источник, которую называют фоном.3. Газы и взвешенные частицы, находящиеся на пути распространения луча, могут сами излучать. Это излучение и его флуктуациимогут понижать контрастность изображения.Перед тем как перейти к детальному рассмотрению явлений рассеяния и поглощения, целесообразно рассмотреть более подробно состав земной атмосферы.2.2.
Состав атмосферыОсновными газами, образующими земную атмосферу, являютсяазот, кислород, водяной пар, двуокись углерода, метан, закись азота, окись углерода и озон. Отметим, что два газа: азот и кислородимеют наибольший процент содержания в атмосфере.В интервале высот от уровня моря и до высоты 12000 м основнуюроль в поглощении играют молекулы двуокиси углерода и водяныхпаров.
Концентрация водяных паров колеблется в пределах 10–3 —1 % объема, и зависит от географического расположения, высоты,времени года и местных метеорологических условий. Двуокись углерода распределена более равномерно, ее концентрация изменяется от0,03 до 0,04 %. Концентрация двуокиси углерода над массивами,покрытыми растительностью, выше, чем над океанами.
Концентрация метана в атмосфере колеблется от 10–4 до 2 ⋅ 10–4 % и равномерноизменяется с высотой.20Закись азота N2O с концентрацией в пределах от 3 ⋅ 10–5 до 4 –5 %и окись углерода CO с характерной концентрацией 2 ⋅ 10–5 % даютв спектре полосы поглощения, если излучение воспринимается с достаточно далеких расстояний. Концентрация озона O3 в атмосферена высоте около 30000 м составляет более 10–3 , а на других высотахона значительно ниже.На рис. 2.1 а, б, в заштрихованными участками показаны полосыпоглощения излучения парами воды, углекислого газа и озона, а чис§ËÆÇÊÁ˾ÄÕÆǾÈǼÄÇÒ¾ÆÁ¾¹LÅÃŧËÆÇÊÁ˾ÄÕÆǾÈǼÄÇÒ¾ÆÁ¾ºLÅÃŧËÆÇÊÁ˾ÄÕÆǾÈǼÄÇÒ¾ÆÁ¾»LÅÃŧÃÆǧÃÆÇ §ÃÆǧËÆÇÊÁ˾ÄÕÆǾÈǼÄÇÒ¾ÆÁ¾¼Н 2ОН2ОН 2ОСО 2СО 2Н2ОСО 2О 3 СО 2LÅÃÅРис. 2.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
