Можно утверждать, что любое изменение в человеческой жизни, любая новая задача, возникающая перед человечеством, способны порождать технические проблемы. Так, стремление выйти в космическое пространство породило массу технических проблем: создание жаропрочных сплавов, высококалорийных топлив, мощнейших и легчайших ракетных двигателей. Но было бы неверно думать, что технические проблемы возникают только в новых отраслях техники. Вовсе нет. Такая, скажем, незатейливая операция, как прокалывание на ботинках дырочек для шнурков, превращается в головоломную проблему, когда речь идет о миллионах пар. То, что раньше сапожник делал не задумываясь, теперь требует специальных приспособлений, автоматических станков, вспомогательных устройств. Нередко технические проблемы порождаются отсутствием дефицитных материалов, высококвалифицированных рабочих, специальных станков и инструментов. И в каждом из этих случаев неизбежно вмешательство инженера… Если попытаться одним словом обозначить главное направление в развитии современной техники, то этим словом должно быть слово «специализация». Давно кануло в вечность время средневековых мастеров, совмещавших в одном лице и изобретателя, и конструктора, и технолога, и художника. Ныне все эти функции разделились, расщепились. В отдельную группу выделились инженеры-конструкторы — специалисты, создающие чертежи новых машин и устройств. Часть исходных данных, необходимых им для работы, они получают от заказчика. Часть назначают сами «из конструктивных соображений». Наконец, часть таких данных им выдают инженеры-расчетчики, которые вычисляют нужные величины, опираясь на формулы, добытые наукой. Если расчетчикам не хватает каких-то коэффициентов и цифр, они выдают задание инженерам-исследователям, которые с помощью моделей на экспериментальных установках получают необходимые данные. Потом конструкцию проверяют инженеры-прочнисты, и она поступает в распоряжение инженеров-технологов—специалистов, знающих, как легче и быстрее изготовить ту или иную деталь, собрать узел, смонтировать машину. Тем временем инженеры-экономисты подсчитывают стоимость будущей машины и оборудования, необходимого для ее производства. Инженеры по организации производства готовят графики и производственные площади. Инженеры-испытатели готовятся испытать опытный образец, чтобы результаты этих испытаний можно было учесть в конструкции серийного образца. Все эти специалисты, занимающиеся столь непохожими работами,— инженеры, ибо каждый из них в своей области решает технические проблемы, необходимые для того, чтобы новая машина, новый материал, новое сооружение как можно быстрее увидели свет. Там, где все технические трудности решены, где установилась твердая практика, там инженеру делать нечего. Но как только встречается случай, выходящий за рамки освоенного, как только появляется проблема, которая не под силу существующим способам, так сразу же настает черед инженера, и прежде всего главного конструктора… Название «главный конструктор» страдает тем недостатком, что оно создает впечатление, будто главный конструктор это просто очень хороший, лучший, опытнейший конструктор. В действительности главный конструктор — это новое качество. Это — дирижер оркестра, а не достигший высшего совершенства барабанщик. В конструкторском бюро есть люди, умеющие делать каждую работу быстрее и лучше, чем сам главный конструктор, но он тот, кто все объединяет, всем руководит, за все несет ответственность. Чтобы достичь успеха, главный конструктор должен быть уверенным в себе, должен брать на себя полную ответственность за проект стоимостью в миллионы рублей. Конечно, его должен поддерживать, ему должен помогать большой коллектив, но после коллективных обсуждений все важные решения главный конструктор должен принять один. Он должен иметь в себе силу и мужество отказаться от работ, которые нельзя выполнить хорошо, как бы сильно ни побуждали его к этому заказчики. Он должен заражать людей своим энтузиазмом и своей требовательностью. И это, быть может, самое ценное наследство, сохраняющееся долгие годы после его смерти. Как правило, главному конструктору не приходится самому выдумывать задание. Обычно он получает его от заказчика, руководствующегося при составлении задания рядом далеких от техники соображений — политических, экономических, военных и т. д. Тем не менее это задание облечено в конкретную, сжатую форму технических требований (ТТ) — этих «обари
фмеченных желаний». Величайшая опытность, проницательность, смелость и здравый смысл требуются от главного конструктора во время выработки ТТ.
Archives for ЧТО ТАКОЕ ИНЖЕНЕР? category
Однако эти инженеры не должны забывать, что в конечных своих звеньях мир машин неизбежно соприкасается с человеком. И вот в этих-то точках контакта красота и удобство машины играют далеко не второстепенную роль. Конечно, есть немало машин, при проектировании которых можно не заботиться об их внешнем виде. Нам действительно все равно, красив или нет двигатель самолета, но неудачное оформление пульта управления этим двигателем, за которым сидит пилот, может быстро вызвать утомление и даже привести к аварии. Некрасивый, неудобный станок, неудачно окрашенный цех, примитивный, грубый инструмент раздражает рабочего, делает работу неприятной, снижает производительность труда. Вот почему сейчас в Советском Союзе и в других странах так много внимания уделяют технической эстетике — науке о красоте машин, о взаимодействии мира техники с человеком. Некоторые учебные заведения уже приступили к подготовке художников-конструкторов — специалистов, которые призваны придать машинам красивый и изящный вид. Форма, ритм, цвет — вот основные средства, которыми располагает художник-конструктор… До появления первых паровых машин архитектура и строительство были едва ли не самой главной областью приложения конструкторских талантов. Не удивительно, что архитектурные идеи задавали тогда тон и во всех других сферах конструирования. Создатели первых машин и станков, привыкшие к неподвижности и монументальности архитектурных сооружений, непроизвольно применяли эти принципы и при оформлении внешнего вида своих творений, вычурных и витиеватых, как дворцы того времени. Они не замечали, сколь нелепо выглядели классические ордера, пилястры, римские и греческие орнаменты в сочетании с неустанно движущейся, неутомимой паровой машиной. Они рассматривали свои технические творения как некий каркас, на который необходимо было навесить украшения. Лишь немногим более ста лет назад четко сформулировалась идея: наиболее красивой конструкцией должна считаться та, которая выполняет свое назначение при наивыгоднейшем распределении усилий и напряжений в деталях. Этот принцип применим для оценки любого технического изделия. У красивого здания, предмета обстановки, машины формы и размеры отдельных частей не должны противоречить основному назначению. Для этого необходимо соблюсти ритм, равнозесие и гармонию форм, пропорций и цвета отдельных частей и всей конструкции в целом.
Металлорежущие станки рекомендуют окрашивать в светло-зеленый цвет. Для того чтобы движущиеся детали выделялись среди неподвижных, их красят броской светло-желтой краской. Открытые внутренние полости окрашивают ярко-красной краской. Сельскохозяйственные машины окрашиваются главным образом в красный и зеленоватый цвет. Объясняется это тем, что синяя краска быстро выцветает на солнце, а на поверхностях, покрытых желтой и белой краской, очень заметны темные царапины и вмятины. А вот пример из судостроительной практики: замечено, что палубы танкеров, покрашенные темной краской, быстрее ржавеют с обратной стороны, чем палубы, покрытые светлыми красками. Оказывается, темная палуба сильнее нагревается солнцем и нефтепродукты испаряются быстрее. Ночью палуба охлаждается, и на ее внутренней поверхности конденсируются пары нефтепродуктов, вызывающие быстрое ржавление. Специалисты предложили окрашивать палубы в светло-зеленый цвет: он хотя и хуже белого с точки зрения коррозии, но более приятен для экипажа. Но самое удивительное то, что искусным подбором цветов можно неказистым судам придать вид стройных красавцев. Художнику-прикладнику, имеющему лишь смутное представление о назначении и внутреннем устройстве машины, создаваемой инженером, не всегда наделенным художественным вкусом, становится все труднее создавать настоящие «произведения технического искусства». Промышленность все более испытывает потребность в художниках, которые могли бы говорить с инженером на языке техники. Вот почему и родилась новая профессия— художник-конструктор. Есть шуточное определение геометрии как искусства правильно рассуждать на неправильных чертежах. Если попытаться подобным же образом сформулировать суть технического творчества, то его можно определить как искусство принимать правильные решения на основе недостаточных предпосылок. Вот почему метод вариантных прикидок, метод проб и ошибок всегда будет характерен для творческого инженера. У каждого такого конструктора свой почерк, свои приемы преодоления технических трудностей. Но в творчестве любого из них в той или иной форме заложены одни и те же принципы, без которых, повидимому, нельзя обойтись в конструкторской и изобретательской работе. 1. Прежде чем приступить к работе над новой машиной, необходимо так изучить работу предшественников, чтобы свободно ориентироваться в данной области. Но не следует переусердствовать в этом: слишком тщательное знакомство с неудачами других отпугивает и нередко оказывается вреднее, чем слишком поверхностное. 2. Главное на предварительной стадии — проникнуть в сердце проблемы и понять причины, по которым существующие методы ее решения недостаточны. 3. Следующий шаг — дать полную волю фантазии, не отбрасывая, а внимательно анализируя самые необычные, самые, казалось бы, сумасшедшие идеи. 4. Надо непрерывно думать над проблемой, час за часом, день за днем. Решение может прийти неожиданно. 5. Надо все время держать в голове всю проблему, пересматривая и перекраивая ее по мере продвижения разработок. 6. Необходимо рассмотреть и разобрать все мыслимые варианты и комбинации, ибо первая конструкция редко оказывается наилучшей. Вдумайтесь внимательно в эти принципы, и вы убедитесь, что на предварительной, проектной стадии творчество конструктора по сути дела не отличается от творчества художника. Но когда создан опытный образец, сходство кончается. В технике, в отличие от искусства, нельзя сослаться на несовпадение вкусов, на непонимание тех, кто оценивает работу. Здесь существует надежный метод оценки работы конструктора — удачность или неудачность вновь созданной машины. Никого не интересуют причины, по которым ты не смог сделать работу хорошо, никого не интересуют запоздалые оправдания и извинения. Машина либо удачна, либо нет. И этот вопрос выясняется в тот момент, когда образец ставится на испытание. Периода, сходного с периодом испытаний опытного образца, не знает ни один вид творчества, кроме технического. Именно здесь проверяется опытом квалификация инженера, его умение быстро увидеть и ухватить решающее звено проблемы, кажущейся неимоверно сложной. Именно здесь выплывают все промахи, огрехи, инженерные наивности и неоправданная самоуверенность конструктора, небрежность и низкая культура производства. Неудачный опытный образец в таких случаях служит бессловесным, хотя и не всегда немым укором людям, его создавшим.
«Первая обязанность главного конструктора,— пишет известный советский инженер лауреат Ленинской и Государственных премий Н. Синев,— правильно поставить практическую задачу. Сколько блестящих технических идей погибло от того, что их авторы не сумели правильно оценить масштаб трудностей, встающих на пути к реализации замысла! Искусство превращать новую идею в практическую задачу — это умение отделить выполнимое от того, что может лишь затормозить дело… Искусство превращать идею в практическую задачу — редкий дар, ибо надо иметь большой опыт и много знать, чтобы увидеть трудности». Такого же мнения придерживается и известный английский авиаконструктор де Хэвиленд: «Есть лишь один путь к удачной конструкции. Заказчик составляет предельно краткую спецификацию желаемой машины с минимальным числом жестко заданных параметров. Затем проводится несколько бесед с конструкторами, которым заказчик доверяет, и когда устанавливается взаимопонимание, конструктору предоставляется полная свобода. Лучше всего такие беседы проводить втроем, вчетвером и никогда не собирать больших совещаний, где некоторые говорят слишком много потому, что любят говорить, а некоторые — слишком мало потому, что теряются на людях». После того как технические требования и технические условия утверждены, задание поступает в распоряжение конструкторов — этих чародеев техники. Говорят, Байрон не мог объяснить некоторых своих стихов, а знаменитый инженер Эриксон — создатель броненосца «Монитор» — до конца жизни не смог понять законов, по которым работал построенный им двигатель внешнего сгорания. Поэт, не понимающий своих стихов, конструктор, не понимающий работы своей машины,— это парадоксальное сопоставление показывает, как в существе своем неправилен обычай смешивать инженеров и ученых. Ведь цель науки — знание, а цель техники — польза. «Ученый, когда понял действительность, останавливается, он свою миссию выполнил,— писал теоретик изобретательства П. Энгельмейер.— А техник тут только начинает. Знать нужно ученому для того, чтобы знать, а технику надо знать для того, чтобы делать». Вот почему инженерное дело, особенно его конструкторская ветвь, сродни искусству, и труд конструктора ближе к труду художника, нежели к труду ученого. Получив задание, конструктор должен соразмерить цели и находящиеся в его распоряжении средства. Он должен помнить, что главная его цель состоит не в том, чтобы непременно изобрести что-нибудь новое, а в том, чтобы решить поставленную перед ним практическую задачу. Если она хорошо решается уже известными методами, если хорошо проверенные опытом узлы и детали позволяют удовлетворить всем требованиям, то изобретательство ради изобретательства, новое ради нового может принести лишь вред. В конструкторской работе вовсе не нужно придумывать все заново. В ней надо изобретать только то, без чего нельзя решить задачу. Конструируя новый механизм, незачем делать по-своему все болты и гайки. Надо взять максимум уже освоенного производством и необходимый минимум вновь изобретенного. Но если новое качество будущей машины оказывается недостижимым с помощью обычных болтов и гаек, то эти, казалось бы, простые детали сами могут стать объектом изобретательского творчества.
