Инженерна наука: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
мРедакция без резюме |
|||
Ред 1:
[[Файл:Maquina vapor Watt ETSIIM.jpg|мини|350px|Парен двигател на [[Джеймс Уат]] (James Watt), основен двигател от [[Индустриална революция|индустриалната революция]], илюстриращ значението на [[техника]]та в модерната история. Този модел е изложен в сградата на факултета по индустриално инженерство на [[Политехнически университет]] в [[Мадрид]], [[Испания]].]]
'''Техническите науки''', наричани и '''инженерство''' или '''инженерни науки''', са [[Наука|науките]], които се занимават с изследване на явленията, свързани с развитието на [[техника]]та, разработването на нови конструкции и на технологични процеси. Това се постига чрез използването на [[знание|знания]] в областта на
▲'''Техническите науки''', наричани и '''инженерство''' или '''инженерни науки''', са [[Наука|науките]], които се занимават с изследване на явленията, свързани с развитието на [[техника]]та, разработването на нови конструкции и на технологични процеси. Това се постига чрез използването на [[знание|знания]] в областта на, [[физика]]та, [[математика]]та и чрез практически [[експеримент]]и, насочени към усъвършенствуването на [[инструмент]]и, [[уред]]и и [[апарат]]и или създаването на нови материали, процеси или изделия за нуждите на [[човечество]]то.
Цели на инженерната дейност са изобретяването, разработката, създаването, внедряването, производството, ремонта, обслужването на машини, апарати и т.н.
Техническите науки са еволюирали от [[занаят]]ите. Една от първите технически науки е [[механика]]та, която дълго време остава в сянката на [[физика]]та и [[архитектура]]та. С настъпването на [[индустриална революция|индустриалната революция]] възниква необходимост от академично изучаване на техниката и [[технология|технологиите]]. Едно от първите образователни структури в областта на техническите науки става [[Екол политекник|Политехническата школа]] на [[Гаспар Монж]], основана през [[1794]] г. През 19 век се появява [[електротехника]]та, а през 20 век – [[радиотехника]]та, [[космонавтика]]та, [[кибернетика]]та, [[изчислителна техника|изчислителната техника]], [[роботика]]та и т.н. Професионалистите, практикуващи технически науки, се наричат ''[[инженер]]и''.
== История ==
Инженерството е съществувало от древни времена, когато хората са изобретявали основни неща, които днес са неразривна част от ежедневието ни като [[макара]]та, [[лост]]ът и [[колело]]то. Всяко от тези изобретения днес продължава да е част от съвременните технологии и машини, които използват основните механични принципи, с помощта на които вземат участие в създаването на полезни инструменти и предмети.
Терминът инженерство етимологично възниква от думата [[инженер]], която пък от своя страна датира от 1390 г.
На по-късен етап, когато проектирането на невоенни строежи, като [[мост]]ове и [[сграда|сгради]], се развива в техническа дисциплина, терминът „гражданско инженерство“ (''civil engineering'') започва да се използва за разграничаване от [[военно инженерство|военното инженерство]].{{hrf|Smith|2019}}
Line 16 ⟶ 15:
=== Античност ===
[[Файл:Pont du Gard BLS.jpg|мини|Древните римляни изграждат [[акведукт]]и, за да осигурят устойчиво снабдяване на градовете си с чиста и прясна вода]]
[[Александрийски фар|Александрийският фар]], [[Египетски пирамиди|Египетските пирамиди]], [[Висящи градини на Вавилон|Висящите градини на Вавилон]], [[Акропол (Атина)|Акрополът]] и [[Партенон]]ът в [[Атина]], древноримските [[акведукт]]и, [[Виа Апия]], [[Колизей|Колизеумът]] в [[Рим]], [[Теотиуакан]], градовете и пирамидите изградени от империите на [[маи]]те, [[инки]]те и [[ацтеки]]те, [[Велика китайска стена|Великата китайска стена]] и много други древни постройки са свидетелство за изобретателността и уменията на древните строителни и военни инженери.
Line 23 ⟶ 21:
В [[Древна Гърция]] изобретяването и използването на различни механизми се е стимулирало едновременно от военното дело и обществените нужди. [[Механизъм от Антикитира|Антикитирският механизъм]] – първата известна [[сметачна машина]]{{hrf|The Antikythera Mechanism Research Project|2007}}{{hrf|Wilford|2008}} – и механичните изобретения на [[Архимед]] са примери за ранна форма на инженерство. Някои от иновациите на Архимед, както и механизмът от Атикитира, изискват задълбочени познания за [[Диференциал (техника)|диференциалното]] или [[Планетна предавателна кутия|планетното предаване]] – два основни принципа в теорията на машините, които се използват в конструкцията на [[Зъбна предавка|зъбните предавки]] от [[Индустриална революция|Индустриалната революция]] и продължават да се използват и днес в различни области от [[роботика]]та до [[автомобилостроене]]то.{{hrf|Wright|2005|54 – 60}}
В Китай, Древна Гърция и Рим армиите използват военни машини и изобретения като [[артилерия]]та, разработена от гърците около IV век пр.
=== Възраждане ===
Line 32 ⟶ 30:
С възхода на инженерството като професия през осемнадесети век, терминът става все по-тясно използван в области, в които математиката и точните науки са били употребявани за тези цели.
=== Начало на
[[Файл:International Space Station after undocking of STS-132.jpg|250px|мини|[[МКС|Международна космическа станция]] може да е символ на инженерните науки
[[Джон Смийтън]] е първият наложил се официално като строителен инженер и е считан от някои за бащата на строителното инженерство. Той е
▲Изобретаторите Томас Нюкомен и [[Джеймс Уат]] дават тласък на модерните инженерни науки. Разработката на специализирани машини и инструменти по време на индустриалната революция води до бързо развитие на машинното инженерство в Англия и извън нея.
Началните стъпки в електроинженерството включват експериментите на [[Алесандро Волта]] от 1800-те, експериментите на [[Майкъл Фарадей]], [[Георг Ом]] и други и изобретяването на електрическия двигател през 1872 г. Теоретичните разработки на [[Джеймс Кларк Максуел]] и [[Хайнрих Херц]] в края на 19 век дават тласък на развитието на електрониката. Последващите открития на [[електронна лампа|електронната лампа]] и [[транзистор]]а ускоряват по-нататък развитието на електрониката до такава степен, че в момента
▲[[Джон Смийтън]] е първият наложил се официално като строителен инженер и е считан от някои за бащата на строителното инженерство. Той е английски строителен инженер, отговорен за строителството на мостове, канали, пристанища и морски фарове. Като способен машинен инженер и физик той разработва технологията на цимента, втвърдяващ се под водата. Неговата работа води до откриването на портлад цимента.
▲Началните стъпки в електроинженерството включват експериментите на [[Алесандро Волта]] от 1800-те, експериментите на [[Майкъл Фарадей]], [[Георг Ом]] и други и изобретяването на електрическия двигател през 1872 г. Теоретичните разработки на [[Джеймс Кларк Максуел]] и [[Хайнрих Херц]] в края на 19 век дават тласък на развитието на електрониката. Последващите открития на [[електронна лампа|електронната лампа]] и [[транзистор]]а ускоряват по-нататък развитието на електрониката до такава степен, че в момента броя на електронните и електроинженерите надминават колегите си по други специалности.
Химическото инженерство се развива в края на 19 век. Индустриалното производство изисква нови материали и нови процеси и в края на 80–те години на 19 век, необходимостта от голямо количество химически продукти води до създаването на нова индустрия. Ролята на химическите инженери е да разработват нови химически процеси и заводи.
[[Файл:FalkirkWheelSide 2004 SeanMcClean.jpg|мини|ляво|250px|[[Фолкъркско колело|Фолкъркското колело]] в Шотландия, свързващо два канала на различна височина
[[Фолкъркско колело|Фолкъркското колело]] в град [[Фолкърк]], Шотландия, свързващо два канала на различна височина, представлява съоръжение, в което архитекти, строителни, хидро– и машинни инженери влагат таланта и знанията си.
Line 52 ⟶ 48:
Буквално до 19 век човечеството познава само два типа науки: [[Естествени науки|естествени]] и [[Хуманитарни науки|хуманитарни]]. Техническите науки заемат междинно положение, защото [[техника]]та е продукт на човека и не се среща в [[природа]]та, но същевременно тя се подчинява на същите обективни закони като природните обекти. Техниката се превръща в своего рода изкуствена природа, в която човекът създава свои закони.
Спецификата на техническите науки е в това, че те изследват законите на тази изкуствено създадена среда и връзката им с естествените закони. Освен това
== Основни области на инженерните науки ==
[[Файл:Symphony Hall Birmingham.jpg|мини|250px|Дизайнът на модерна зала включва много инженерни науки, включително акустика, архитектура и строителство
[[Файл:Hoover dam from air.jpg|мини|250px|[[
Инженерните науки се разделят на четири основни области:
* [[Химия]] – Използването на физика, химия, биология и принципите на инженерната работа за промишлено прилагане на химически процеси.
* [[Строително инженерство]] – Конструиране и изграждане на частни и обществени сгради, инфраструктура, пътища, язовири и водни канали, водообработка, мостове и други.
* [[Електроинженерство]] – Конструиране, изследване и производство на различни електрически и електронни системи, като например електронни схеми, електрически мотори и генератори, компютри и други.
* [[Машиностроене]] – Конструиране и производство на физически и механични системи, като задвижване, оръжие, транспортни системи, вакуумни системи, летателни апарати и други.
Освен тези четири основни области има още много други, които са се наложили исторически, като минно дело, морско инженерство, медицинска техника и други.
Всички тези области се припокриват в областта на прилагането на фундаменталните науки, като физика, химия и математика.
=== Примери за технически науки ===
Line 89 ⟶ 85:
== Методи ==
[[Файл:Dampfturbine Montage01.jpg|мини|225px|Разработката на турбината изисква съвместна работа на инженери от много специалности, тъй като системата включва механични, електромагнитни и химични процеси. Перките на турбината,
Основен метод на техническите науки е [[Математически модел|математическото моделиране]] и [[компютър|компютърното моделиране]] (а при невъзможност – физическото [[прототип|моделиране]]) на предполагаеми или реализирани [[конструкция|конструкции]].
При съществуването на различни възможности за решение на проблем, те трябва да оценят предимствата и недостатъците на отделните решения и да изберат най-доброто за случая. Задачата на инженера е да определи, разбере и оцени ограниченията на дизайна, за да постигне успешно решение. Не е достатъчно да се направи успешен технически продукт, но също така е важно да се отговори на бъдещите предизвикателства към продукта.
Line 101 ⟶ 96:
Инженерите трябва да се опитат да предвидят как тяхната разработка ще се държи преди да се започне редовно производство. За целта се използват [[прототип]]и, [[макет]]и, [[Симулация|симулации]], разрушаващи тестове, неразрушаващи тестове и стрестестове. Тестовете трябва да удостоверят, че продуктите ще се държат както се очаква от тях.
Един от най-използваните инструменти за разработка е компютърно подпомогнат дизайн
== Учебни заведения в България ==
[[Файл:Sokol of Aleksandar Aleksandrov.jpg|мини|Космическият скафандър на българския космонавт летец-инженер,
В България преди Освобождението 1878 година развитието на инженерните науки е ограничено в рамките на икономическите условия на Османската империя. За целите на съществуващото занаятчийско производство, като например абаджийство, са създавани различни занаятчийски работилници, примери от които могат да се видят в „[[Етъра]]“, Габрово. Строителството основно е ограничено в сгради, като малки църкви, конаци, жилища, и в редки случаи мостове, като например [[Беленският мост]]. Работата по него започва през [[1865]] г. и завършва през [[1867]] г. [[Беленският мост]] е сводов [[мост]], разположен над река [[Янтра]] на 1 км от град [[Бяла (Област Русе)]], чието име мостът носи. Той е построен от [[Колю Фичето]] и се смята за постижение на [[България|българското]] [[Възраждане|възрожденско]] [[строително инженерство|инженерно-строително]] и [[архитектура|архитектурно]] изкуство.▼
▲В България преди Освобождението 1878 година развитието на инженерните науки е ограничено в рамките на икономическите условия на Османската империя. За целите на съществуващото занаятчийско производство като например абаджийство, са създавани различни занаятчийски работилници, примери от които могат да се видят в [[Етъра]] Габрово. Строителството основно е ограничено в сгради като малки църкви, конаци, жилища и в редки случаи мостове като например [[Беленският мост]]. Работата по него започва през [[1865]] г. и завършва през [[1867]] г. [[Беленският мост]] е сводов [[мост]], разположен над река [[Янтра]] на 1 км от град [[Бяла (Област Русе)]], чието име мостът носи. Той е построен от [[Колю Фичето]] и се смята за постижение на [[България|българското]] [[Възраждане|възрожденско]] [[строително инженерство|инженерно-строително]] и [[архитектура|архитектурно]] изкуство.
За Колю Фичето и Беленския мост [[Феликс Каниц]] казва: „И тоя скромен човек в потури и абичка не знае, че с Беленския си мост е построил най-голямата хидравлическа постройка на Балканския полуостров, извън Цариград“.
Line 120 ⟶ 114:
В съответствие с [[Болонска декларация|Болонската декларация]] в България се подготвят кадри в трите основни степени – [[бакалавър]], [[магистър]] и [[доктор]]. Следните висши учебни заведения и техни филиали подготвят основно инженерни кадри в трите основни степени: [[бакалавър]], [[магистър]] и [[доктор]](за специалност [[архитектура]] без бакалавър):
* [[Технически университет – София]]
* [[Технически университет – Варна]]
* [[Технически университет - Габрово]]
* [[Русенски университет]]
* [[Университет по архитектура, строителство и геодезия]] София
* [[Университет Проф. д-р Асен Златаров]] Бургас,
* [[Химикотехнологичен и металургичен университет]] София
* [[Минно-геоложки университет]] София
Тези висши учебни заведения обучават основните инженерни кадри, които през 60–те, 70–те и 80–те години на ХХ век развиват металургия, химия, енергетика, електропромишленост и създават нови отрасли, за които в България няма традиции, като компютърна техника, роботика, космическа техника, съобщителна техника, кибернетика, полупроводникова техника и други.
Професионално сдружение на български инженерни кадри [[Федерация на научно-техническите съюзи|Федерацията на научно-техническите съюзи]], създадена през 1949 година, в която членуват 19 национални съюза.{{hrf|Федерация на научно-техническите съюзи|2014}}
Line 134 ⟶ 128:
== Отношения с други дисциплини ==
=== С науката ===
[[Файл:Expedition 36 flight engineer Chris Cassidy.jpg|мини|230px|[[Кристофър Касиди]] от [[НАСА]] работи по експерименти за капилярност на борда на [[МКС]]
„Учените изследват света, какъвто е, инженерите създават света, който не е съществувал никога“ (''Scientists study the world as it is; engineers create the world that has never been.'') – [[en|Theodore von Kármán]].
Съществува
=== С медицината и биологията ===
[[Файл:Leonardo da Vinci - presumed self-portrait - WGA12798.jpg|мини|225px|ляво|Автопортрет на [[Леонардо да Винчи]], който винаги е бил пример за художник и инженер, използващ изучаването на живата природа за създаването на инженерни проекти]]
[[Медицината]] се нуждае от инженерните науки за създаването на различни апаратури за изследване, като се започне от обикновен апарат за измерване на кръвното налягане до [[скенер]]и, за създаването на различни апарати за лечение, като се започне от спринцовката и се стигне до операционен робот.▼
▲[[Медицината]] се нуждае от инженерните науки за създаването на различни апаратури за изследване като се започне от обикновен апарат за измерване на кръвното налягане до [[скенер]]и, за създаването на различни апарати за лечение като се започне от спринцовката и се стигне до операционен робот.
[[Файл:The SynCardia temporary Total Artificial Heart with pink heart background.jpg|мини|Изкуствено сърце за ограничено използване във времето от 2011 г.]]
Модерната медицина може да възстановява някои от функциите на човешкото тяло чрез използването на изкуствени органи и може да извършва частично възстановяване на работата на лошо функциониращи органи, като използва например [[пейсмейкър]]и или мозъчни импланти. Цел на
[[Бионика]]та от своя страна и различните ѝ клонове на развитие разглежда човешкото тяло и цялата жива природа с огромното ѝ разнообразие като източник на технически решения. Такива решения са разработването на [[изкуствен интелект]], [[роботика]], [[невронни мрежи]] и други.
Line 152 ⟶ 145:
В някои области на човешката дейност има пряка връзка между изкуството и работата на инженера, като например архитектура, индустриален дизайн, ландшафт и други. При тези инженерни науки изучаването на специалности свързани с изкуството е част от обучението.
Историята на киното е свързана пряко с развитието на техническите средства за него
=== Спорт и инженерна дейност ===
Технологиите играят съществена роля в
С развитието на запис и повторение съществено се променя съдийството в някои спортове. Възможността спорни положения да се решават чрез повторения подпомага вземането на решения. Във [[футбол]]а се разработва [[система за автоматично определяне на головете]] (VAR). Вариант на такава система е използвана в Бразилия на [[Световно първенство по футбол 2014]] от [[FIFA]].
Съществуват редица спортни състезания в света, които са създадени от инженерите, като състезания между технически идеи и резработки. Пример за това е състезанието [[en|RoboCup]], представляващо спортно състезание между [[робот]]и. През 2016 година се поставя началото на автомобилно състезание [[roborace]], в което с електрически спортни автомобили
=== Инженерство като понятие ===
В редица области извън техниката се използва понятието инженерство, което показва връзка с някои методи на инженерните науки.
* [[Генно инженерство]] – представлява пряка промяна на [[ДНК]]
* [[Политическо инженерство]] – създаване на структури и субекти на политиката по предварителни планове.
* [[Социално инженерство]]
== Социален контекст ==
Инженерната дейност се извършва както от големи колективи, така и самостоятелно. Почти всички инженерни проекти се реализират със съдействието на определени финансови институции – големи компании, инвеститори, държавата или собствени средства на реализаторите. Има проекти, които се разработват на принципа на [[отворено проектиране|отвореното проектиране]] или [[pro bono]].
Всеки продукт или конструкция, която се използва от хората са повлияни от инженерната дейност. Инженерната дейност е мощен инструмент за промяна на околната среда, социалното положение и икономиката, и нейното прилагане носи голяма отговорност.
Инженерните проекти много често са предмет на полемика, особено когато засягат живота на много хора. Разработването на [[Ядрено оръжие|ядреното оръжие]], разработването на големи инженерни проекти в областта на преобразуване на природата, като например язовира [[Три клисури]], [[изкуствен интелект]] и други. Колкото по-големи промени носи определен проект в живота на хората, толкова по-голяма е моралната отговорност от страна на инженерите, участващи в разработката.
== Вижте също ==▼
* [[Техника]]▼
* [[Приложна наука]]▼
== Бележки ==
Line 189 ⟶ 186:
* {{cite web | last = Wilford | first = John | year = 2008 | url = http://www.nytimes.com/2008/07/31/science/31computer.html?hp | title = Discovering How Greeks Computed in 100 B.C. | work = nytimes.com | publisher = New York Times | accessdate = 2019-09-17 | lang = en}}
* {{cite journal | last = Wright | first = M T | year = 2005 | title = Epicyclic Gearing and the Antikythera Mechanism, part 2 | journal = Antiquarian Horology | volume = 29 | issue = 1 | pages = 54 – 60 | lang = en}}
▲== Вижте също ==
▲* [[Техника]]
▲* [[Приложна наука]]
{{нормативен контрол}}
|