А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Создаются различные модификации ТО, расширяется область применения технических устройств, созданных на ФПД, в основе которого лежит открытый физический эффект. Взаимосвязь затрат и показателя качества совершенствуемого ТО имеет вид о-образной кривой (см. рис. 7.21). Начальный участок о-об- Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач 1бО Рис. 7.21. Изменение показателя качества ТО при его конструктивной зволюпин: 1, П, 1П вЂ” участки развития; Кн, Кть — минимально приемлемый уровень качества; Кы, Ктт — теоретически предельно возможный уровень показатеяя качества; 1 — линия развития ТО; 2 — линия развития ТО с новым ФПД разной кривой (участок 1 на рис. 7.21) соответствует этапу теоретического изучения и экспериментальной отладки полученного ФПД, исследованию возможностей его практического применения.
На этом этапе осуществляется опытная эксплуатация единичных лабораторных образцов вновь созданного ТО. Этот период отличается напряженной работой и большими затратами для увеличения показателей качества. Улучшению характеристик ТО способствует рост общего научно-технического потенциала и развитие технологии производства. По мере накопления теоретических знаний и практических результатов по производству и эксплуатации ТО, рост показателей эффективности и качества ТО, основанных на этом ФПД, становится более интенсивным (участок П на рис.
7.21). Устраняются недостатки, улучшаются функциональные показатели, повышается надежность, экономичность и другие показатели качества, растет отдача средств, вложенных в используемые технические устройства. В этот период совершенствуется конструкция ТО и технология его изготовления, производство часто становится массовым, резко увеличивается количество изобретений в той области техники, к которой от- 7.
Принципы строения и закономерности развития технических систем пц носится применяемый ФПД. Этот ФПД находит все более широкое применение в различных областях. Разрабатывается гамма технических устройств. Развитие идет как в направлении универсализации, так и специализации. Пример 7.15. Радиоэлектроника. С начапа ХХ в. в развитии ряда технических отраслей прослеживается тенденция освоения электромагнитных волн все более высокой частоты.
В середине ХХ в. в радиотехнике и радиоэлектронике начинает активно осваиваться оптический диапазон (появляются оптоэлектронные приборы), а также инфракрасная область (разрабатываются тепловизоры, инфракрасная оптика). В начале 60-х годов ХХ в. появляются первые лазеры, а чуть позже создаются оптические волокна.
В 1970 г. Американская фирма Кориинг» разработала кварцевое волокно с малым затуханием — порядка 20 дБ/км. За !О лет для кварцевых оптических волокон удалось уменьшить потери примерно иа два порядка. В начале ХХ1 в. уже производятся оптические волокна с затуханием порядка 0,15 дБ/км.
Во многом этому способствовало развитие технологии производства оптических волокон. Расширяется область применения этой техники. Сначала это были уникальные лабораторные установки, затем технологическое оборудование и, наконец, товары народного потребления, например, лазерные проигрыватели, считывающие и записывающие устройства. С середины ХХ в. прослеживается тенденция микроминиатюризации в радиоэлектронной аппаратуре. Ширина проводников уменьшается от нескольких миллиметров до нескольких микрометров.
Увеличивается плотность компоновки, возрастает количество вентилей на единицу объема. Ряд показателей микроминиатюризации радиоэлектронной аппаратуры удваивается каждые 10 лет (закон Мура). Бурное развитие ТО, основанного на принятом ФПД постепенно замедляется.
Наступает время, когда ТО вступает в третью стадию своего развития (участок П1 кривой / на рис. 7.21), которая характеризуется значительным увеличением затрат на повышение качества ТО. Эффективность средств, направленных на повышение качества ТО, снижается. Это связано с тем, что происходит исчерпание возможностей принятого ФПД. Совершенствование ТО осуществляется его усложнением, внесением конструктивных изменений, оптимизацией параметров, изменением конструкторско-технологических решений. Показатели качества приближаются к некоторому пределу, который может быть достигнут при использовании этого ФПД (линия Ктз на рис. 7.21). Совершенствование ТО продолжается до тех пор, пока существует потребность в производстве ТО, основанном на этом ФПД.
Если нет условий перехода на новый принцип действия, то в процессе конструктивной эволюции рост эффективности замедляется и длительное время воспроизводятся ТО с близкими по значению показателями качества. Однако, как правило, задолго до этого периода обнаруживается новый принцип действия, использование которого может в перспективе Раздел к. Приемы и методы решения технических задач 1о2 обеспечить более высокие показатели качества. Но его практическое применение начнется тогда, когда будет накоплен необходимый научно-технический потенциал и будут созданы социально-экономические условия 1линия К21 и кривая 2 на рис. 7.21). Сначала новый ТО по своим показателям качества отстает от своего предшественника, но он находится на начальном этапе своего развития и, в соответствии с закономерностью, описываемой о-образной кривой, этот ТО, основанный на новом ФПД, в конце концов, быстро обгонит и вытеснит своего конкурента.
Пример 7Л6. Применение реактивных двигателей. Применение реактивных лвигателей в авиации началось тогда, когда они еше уступали бензиновому поршневому двигателю по экономичности. При увеличении скорости полета более 700...800 зсч/ч поршневой двигатель исчерпал себя, но к этому времени уже были достаточно отработаны реактивные двигатели, позволившие продолжить развитие авиации в направлении увеличения скорости полета.
Были попытки установить реактивный двигатель и на автомобиль, но хотя испытания прошли успешно, такие машины не были востребованы и до настояшего времени не применяются. В 1867 г. военное министерство Франции выдало патент на летательный аппарат, представляющий собой реактивный самолет. Автором этого патента, имеющего название «Усовершенствованная система воздухоплавания», был русский офицер Н. А. Телешов (16~.
В 1929 г. в журнале аАвиация и химия», ге 1О сообшалось о первом полете в 1928 г. немецкого летчика Ф. Штаммера на планере, оснащенном пороховыми ракетами. В 1930 г. в Москве Ф. А. Цандер провел первые огневые испытания опытного реактивного двигателя ОР-1. Первоначально удалось получить очень небольшую тягу, но по расчетам можно было получать тягу в 35 раз больше. Удачные эксперименты привели ученого к созданию авиационного жидкостного ракетного двигателя ОР-2. Первые огневые испьпания его прошли 13 марта 1933 г., а летные испытания — 9 мая 1936 г.
на управляемой крылатой ракете, созданной под руководством С. П. Королева [бц. В 1939 г. летчик-испытатель П. Е. Логинов поднял в воздух самолет И-15, под крылом которого были подвешены два прямоточных воздушно-реактивных двигателя конструкции И. А. Меркулова 125].
В 1940 г. летчик В. К. Федоров совершил полет на планере РП-312-1 конструкции С. П. Королева с жидкостным ракетным двигателем ОРМ-65 конструкции В. П. Глушко. В 1943 — 44 годах испытания реактивных двигателей проходили на самолетах Пе-2, Су-б, Су-7, Як-3, Ла-7Р. В конце 1945 — начале 1946 г. появились первые советские реактивные истребители, а затем бомбардировшики с воздушно-реактивными двигателями. В 1955 г. поднялся в воздух первый в мире пассажирский самолет Ту-104 с реактивными двигателями. 7. Принципы строения и закономерности развития технических систем 163 Во второй половине 50-х годов ХХ в, на линиях гражданской авиации появились мощные турбовинтовые самолеты. Движителем на этих машинах, как и на самолетах с поршневыми моторами, являлся самолетный винт, который приводился во вращение газотурбинным двигателем.
Первые газотурбинные двигатели были предложены в 1913 г. русским инженером М. Н. Никольским и в 1923 г. инженером В.И. Базаровым. В 1939 г.на Кировском заводе в Ленинграде под руководством А.М. Люлька началось строительство авиационного турбореактивного двигателя по предложенной им схеме. В 1941 г. в Англии впервые был испытан турбореактивный газотурбинный двигатель конструкции Ф. Уитля. Происходит вытеснение поршневых двигателей из авиации газотурбинными. Разрабатываются различные типы газотурбинных двигателей: турбовинтовые, турбовентиляторные, турбореактивные. Борьба идет за повышение надежности, ресурса, экономичности, экологичности, снижения шума. Пример 7.17. Можайский выбирает двигатель для аэроплана.
В 1880 г. А. Ф. Можайский подбирал двигатель для своего аэроплана. Из табл. 7.2 видно, что двигатель внутреннего сгорания (ДВС) значительно уступает по своим характеристикам паровому двигателю. Поэтому Можайский выбрал двигатели фирмы Арбекер — Хамкенс. 7аблица 7, Д Сравнительная характеристика лвигатеаей 1441 Масса Тнп Фирма , Мсюностн, л. с. лнагатслл 1»виберинг и Шлюгер» Паровой 1О ~75 кг ( — 4 !,»дейта» ДВС ' З ~ 120 пудов (1920 ю) ДВС ' 6 ~100 пудов (1600 кг) Паровой ~ 20 ~47,6 кг ~ «Арбекер — Хамкенс» 10 ~ 28,6 е 64,5 (котсл), ~всего 92,1 кг В приложении П12 приведена история развития радиолампы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
