Асимметричная фигура обладает бесконечным множеством осей первого порядка, поскольку при повороте на 350° совместится сама с собой. Порядок (¥) имеет сплошной диск, поскольку он совмещается сам с собой при любом угле поворота.
Фигура может иметь не ось, а плоскость симметрии, т.е. воображаемую плоскость, которая делит фигуру на две зеркально равные половины. Этот вид симметрии условно обозначают буквой т. Такая симметрия свойственна живым организмам, многим видам техники, геометрическим фигурам. Иногда ее называют двусторонней симметрией.
Во многих случаях фигура может обладать как плоскостью, так и осью симметрии. Такой симметрией обладают, например, квадрат, правильный шестиугольник и др. Такая симметрия условно обозначается (т × п).
С учетом упомянутых здесь теоретических положений могут быть сформулированы два закона симметрии технических объектов.
Любой технический объект, который испытывает действие потоков среды (в виде вещества или энергии), находящихся под углом друг к другу, имеет симметрию (т), а плоскость симметрии параллельна направлению векторов действия потоков [15].
Примерами технических объектов, иллюстрирующих этот закон, являются транспортные средства: самолет, судно, автомобиль, ракета и др.
А. Любой ТО, который испытывает существенное однонаправленное действие среды в виде потока вещества или энергии, имеет симметрию (п) или (п × т) с осью симметрии, параллельной действию среды. Пример: гребной винт.
Б. Любой ТО, который испытывает существенное вертикальное действие силы тяжести и плоскопараллельное горизонтальное действие среды (равновероятное или равномерно распределенное со всех сторон), имеет симметрию (п) или (п × т) с вертикальной осью симметрии. Пример: ротор водяной турбины ГЭС.
В. Любой ТО, который испытывает существенное равновероятное или равномерно распределенное со всех сторон (снаружи или изнутри) плоскопараллельное действие среды, имеет симметрию (п) или (п × т) с осью симметрии, перпендикулярной действию среды [15]. Пример: вертикальный автоклав.
Закон может быть сформулирован следующим образом:
Равенство или нюанс отношений величин по трем координатам пространства характеризует относительную статичность формы. Контраст в отношениях создает динамику в направлении преобладающей величины. Еще одно условие динамичности - односторонняя направленность формы [22].
Отметим, что под контрастом в композиции понимают значительное различие в размерах, массе, форме, цвете, направлении, материале.
Нюанс - незначительное различие. Классический пример статической формы - квадрат.
Примеры движения (динамики) в сторону преобладающего размера встречаются в изобилии, как в технике, так и в живой природе.
В технике - это различные транспортные средства: автомобиль, теплоход, поезд и т.д. В природе - рыба, любое животное, перемещающееся на четырех конечностях и т.д.
Однако необходимо заметить, что и в природе, и в технике есть очень серьезные исключения из этого закона, заслуживающие специального рассмотрения.
В природе - это, прежде всего, человек, перемещающийся в обычной среде Пребывания не параллельно, а перпендикулярно направлению своей наибольшей оси. В воде он движется в соответствии с законом.
В технике существуют относительно тихоходные транспортные самолеты, у которых размах крыльев больше длины корпуса. Впрочем, указанное противоречие в технике исчезает, если учесть следствие, вытекающее из закона: тело при движении в сплошной среде стремится приобрести ориентацию, обеспечивающую минимальное сопротивление среды.
Классическим примером исключения из закона является шар, который имеет одинаковые размеры по всем осям координат, и, тем не менее, является динамичным телом. Отсюда напрашивается замечание, дополняющее закон, что статичным является тело, ограниченное плоскими, а не криволинейными гранями.
Что касается человека, то специфика его движения исторически сложилась в связи с необходимостью освободить руки для выполнения трудовых операций, в том числе в процессе перемещения в пространстве.
Масштабностью называют соразмерность частей и целого, а также соизмеримость предмета с человеком и предметами окружающей среды.
Закон масштабности - одни из древнейших законов, постигнутых человеком.
"Человек есть мера всех вещей" - эта формулировка выбита на мраморе Дельфийского храма, построенного в Древней Греции два с половиной тысячелетия назад;
В природе масштабность проявляется в том, что с увеличением абсолютных размеров развивающегося организма, размеры его отдельных частей относительно целого изменяются. Так, размер головы маленького ребенка составляет одну четвертую часть длины тела, а у взрослого человека - лишь одну восьмую. Аналогичное явление наблюдается и в технике применительно к техническим объектам разного размера.
Так, маленький и большой станки имеют одинаковые по размерам кнопки и рычаги управления, поскольку последние должны оставаться соразмерными человеку. Это настолько привычно для нас, что маленький станок, у которого все элементы будут уменьшены пропорционально уменьшению габаритов станка по сравнению с большим, будет восприниматься как уменьшенный макет большого станка, а не как самостоятельный ТО.
Другим примером могут служить дверцы и фары больших и маленьких автомашин и т.д.
Изложенные выше законы далеко не исчерпывают общие принципы создания техники. Работа по осмыслению закономерного характера развития технических систем находится в начале своего пути. И здесь есть обширное поле деятельности для тех, кого привлекает изучение окружающей нас техносферы.
55. Шухардин С.В. Основы истории техники. Опыт разработки теоретических и методологических проблем. - М.: АН СССР, 1961. - 278с.
56. Друянов Л.А. Законы природы и их познание. - М.: Просвещение, 1982. - 112с.
57. Ковалев А.М. Общество и законы его развития. - М.: Изд. МГУ, 1975. - 416с.
58. Капитонов Е.Н. Отражение противоречий научно-технического прогресса при подготовке конструкторов химической техники. В сб. "Формирование научного мировоззрения в учебном процессе". - Тамбов: ТГПИ, 1986. - С.95-103.
59. Мелещенко Ю.С. Техника и закономерности ее развития. - Л.: Лениздат, 1970. - 246с.
60. Белозерцев В.И., Сазонов Я.В. Философские проблемы развития технических наук. - Саратов: изд. Саратовского гос. ун-та, 1983. - 143с.
61. Белозерцев В.И. Проблемы технического творчества как вида духовного производства. - Ульяновск: Приволжское кн. изд., 1970.
62. Панибратов В.Н. Категория "закон". Проблемы истории и объективно-диалектического содержания. - Л.: Наука, 1980. - 128с.
63. Кессиди Ф. X. От мифа к логосу. (Становление греческой философии). - М.: Мысль, 1972. - 312с.
64. Кузин А.А.К. Маркс и проблемы техники. - М.: Наука, 1968. - 112с.
65. Семенов С.А. Развитие техники в каменном веке. - Л.: Наука, 1968. - 361с.
66. Альтшуллер Т.С. Творчество как точная наука. - М.: Советское радио, 1979. - 184с.
67. Дитрих Я. Проектирование и конструирование. Системный подход. - М.: Мир, 1981. - 454с.
68. Каменев А.Ф. Технические системы: закономерности развития. - Л.: Машиностроение, 1985. - 216с.
69. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества. - М.: Машиностроение, 1988. - 368с.
70. Половинкин А.И. Законы строения и развития техники (постановка проблемы и гипотезы). - Волгоград: изд. Волгоградского политехнического института, 1985. - 202с.
71. Хауштейн Г.Д. Методы прогнозирования в социалистической экономике. - М: Прогресс, 1971. - 398с.
72. Гмошинский В.Г. Инженерное прогнозирование. - М: Энергоиздат, 1982. - 207с.
73. Зыков А.А. Основы теории графов. - М.: Наука, 1987. - 380с.
74. Шугуров Л.М., Ширшов В.П. Автомобили страны Советов. - М.: ДОСААФ, 1983. - 128с.
75. Сонин А.С. Постижение совершенства: симметрия, асимметрия, диссимметрия, антисимметрия. - М.: Знание, 1987. - 203с.
76. Сомов Ю.С. Композиция в технике. - М.: Машиностроение, 1987. - 288с.
77. Пригожин И.Р. От существующего к возникающему: время и сложность в физических науках. - М.: Наука, 1985. - 327с.
78. Хаин В.Е. Размышления естествоиспытателя, ж. "Природа", 1994, № 1, С.60-63.
79. Никалис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах: от диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации. - М.: Мир, 1979. - 512с.
Исходным материалом (заданием) для выполнения проектно-конструкторских работ могут служить:
техническое задание планирующей организации;
техническое предложение инициативной группы;
научно-исследовательская работа или созданный на ее основе опытный образец;
изобретение;
зарубежный образец.
Дальнейший процесс работы над проектом зависит от выбранной разработчиком стратегии проектирования.
Под стратегией здесь понимается последовательность действий, выполняемых проектировщиком с целью преобразования исходного технического задания в готовый проект.
В идеале заданная стратегия должна быть линейной, т.е. состоять из цепочки последовательных действий, в которой каждое действие зависит от исхода предыдущего, но не зависит от результата последующих действий.
Если после получения результатов на одной из стадий приходится возвращаться к одному из предыдущих этапов, стратегия становится циклической.