Точная механика

Точная механика

Точная механика — научная и инженерная дисциплина, занимающаяся разработкой теории, проектированием, изготовлением и применением приборов точной механики, отличающихся от прочих механизмов, предназначенных для совершения полезной работы тем, что целью их применения является получение информации, а не силовое воздействие, приведение в движение или изменение параметров последнего.

Является разделом более общей дисциплины — Механики.

Содержание

Астрономические приборы

Ещё в III веке до н. э. александрийские астрономы использовали для определения координат небесных тел чисто механические устройства.

Впоследствии, в XV и XVI веках в обиход вошли устройства типа армилярной сферы, глобуса (земного и небесного), астролябии, диоптра и т. п.

Небесный глобус
астролябия

В эпоху Возрождения высокого совершенства достигло искусство создания и применения весьма точных угломерных инструментов, точность производимых измерений на которых, ограничивалась возможностями глаза наблюдателя. Таким образом с помощью точной механики решались те проблемы, в которых в дальнейшем проявила себя оптика. В дальнейшем Тихо де Браге довёл точность измерения координат небесных тел до такого совершенства, что Кеплер смог на основе его данных построить теорию движения планет.

Приборы и автоматы для контроля размеров

Один из первых образцов угломерного инструмента
Один из первых образцов теодолита

На принципе диоптра были основаны первые угломерные приборы, получившие в геодезической практике название теодолитов и нивелиров, а также углов в вертикальной плоскости [1]

Точные измерения и основы теории ошибок

[2] [3] [4]

Приборы времени

[5] [6]

Переносимые часы производства мастерской Хенляйна в Нюрнберге XVI век, первая половина

Развитие точной механики значительно продвинулось вперёд благодаря изобретению Христианом Гюйгенсом механических маятниковых часов, а также созданием навигационных приборов, секстантов и т. п., что дало толчок к интенсивному мореплаванию и началу эпохи великих географических открытий. Со временем стало модным заключать часовой мезанизм карманных часов в футляр сферической формы. После этого за такими часами, начало производству которых было положено в Нюрнберге, закрепилось название «Нюрнбергские яйца».

Развитию часового дела способствовала деятельность ремесленников Швейцарии и Германии, где особенно прославились мастера Нюрнберга и, среди них изготовитель замков и часов Петер Хенляйн, считающийся создателем безмаятникового часового механизма[7]. В этом же направлении шло создание часов с боем, а также различных механических музыкальных инструментов, в том числе и действующих по заданной программе. К их числу можно отнести кариллон, механическое пианино и уличную шарманку.

В настоящее время часовой механизм является стандартным компонентом профессионального телескопа, находящегося на земной поверхности, позволящий компенсировать влияние вращения Земли.

Вычислительная техника

Древнейшим и наиболее примитивным прибором точной механики является абак, дошедший до настоящего времени в виде конторских счёт.

Наиболее древним вычислительным прибором, позволяющим моделировать движение небесных тел, был найденный на дне моря возле греческого острова Антикитера в 1901 году сложнейший механизм, образованный комбинацией шестерёнок. Прибор оказался на морском дне около 85 — 60 года до н. э. Возможность создания такого механизма при существовавших до сего времени представлениях об уровне техники того времени кажется невероятным. Предположительно прибор использовался для установления даты начала Олимпийских игр. Существует мнение, что это не единственный прибор, являющийся, по существу, аналоговым компьютером. Во всяком случае в I веке до Р. Х. Цицерон описывал «Сферу Архимеда» как своеобразный планетарий, воспроизводивший движение Солнца, Луны и пяти известных в то время планет.[8]

Старая и современная логарифмические линейки

В 1614 году Джон Непер ввёл в математику понятие логарифма, а в 1617 году изготовил первую логарифмическую линейку, которая позволила механизировать математические действия умножения и деления.[9] Принято считать, что первый механический счётный прибор типа арифмометра был создан Лейбницом после знакомства с Гюйгенсом в 1683 году. Это позволило механизировать математические действия сложения и вычитания. Так была создана инструментальная база для проведения инженерных расчётов в точной механике и оптике, без принципиальных изменений обеспечивавшая массовые инженерные расчёты вплоть до широкого внедрения в практику во второй половине XX века электронной вычислительной техники.

Робототехника

Андроид -экспонат Германского музея в Мюнхене.

Особым направлением точной механики было создание автоматов, в том числе имитирующих человека — андроидов[10] [11] [12]

Гироскопические приборы и устройства

Серьёзным достижением в точной механике стало изобретение Фуко в 1852 году гироскопа, давшего возможность перейти от использования магнитного компаса, к гирокомпасу, изобретенного в 1908 году Аншуц-Кэмпфе.

Впервые гироскоп нашёл своё применение в военном деле (прибор Обри), позволивший существенно увеличить точность торпедного оружия. На этом же принципе основан автопилот (идея и схема которого были предложены в 1898 году Циолковским) и современные системы наведения управляемого оружия.[13] [14] [15] [16] [17] [18]

Точная механика в России

Искусные мастера в области точной механики работали и в России. К их числу относятся Нартов и Кулибин. В русской литературной классике собирательным образом специалиста в области создания точных механизмов является Левша Лескова[19].Значительный вклад в теорию точных измерений внесли Ломоносов, Менделеев и академик Купфер, представлявший в 1859 году Россию на съезде Международной ассоциации по введению единообразной системы мер и весов в Брэдфорде.

Примечания

  1. Богуславский М. Г.,Цейтлин Я. М. Приборы и методы точных измерений длин и углов.- М.,1976.358 с.
  2. Маликов М. Ф. Основы метрологии. Ч.I.Учение об измерении.- М.,1949.477 с.
  3. Соболев Е. А.,Шляхтер Л. М. Взаимозаменяемость и технические измерения.- М.; Л.400 с.
  4. Маталин А. А. Конструкторские и технологические базы. М.;Л.,1959. 176 с.
  5. Аксельрод З. М. Проектирование часов и часовых систем.- Л., 1981. 328 с
  6. Аксельрод З. М. Теория и проектирование приборов времени: Учебник.- Л., 1969. 487 с.
  7. Комментарии к экспонату. Немецкий Музей. Нюрнберг. 2008 год
  8. The Antikythera Mechanism Research Project
  9. Пояснительный текст к экспонатам. Немецкий национальный музей. Нюрнберг.2008 год
  10. Дрожжин Разумные машины. 1936
  11. Тертычный В. Ю. Синтез управляемых механических систем.- Л.,1993.336 с.
  12. Подлипенский В. С.,Сабинин Ю. А., Юрчук Л. Ю. Элементы и устройства автоматики: Учебник для вузов.- СПб.,1995.472 с.
  13. Бессекерский В. А.,Иванов В. А., Самотокин Б. Б. Орбитальное гирокомпасирование/Под ред. Самотокина Б. Б.- СПб.,1993.256 с
  14. Богданович М. М.,Ильин П. А. Гироскопические приборы и устройства. Основы теории.- Л.,1961.360 с.
  15. Сергеев М. А. Наземные гирокомпасы. Теория и расчёт -Л.,1969.231.
  16. Ухов К. С. Навигация:Учебник для вузов.;4-е издание, перераб. и доп.- Л.,1954.448 с.
  17. Иванов В. А. Метрологическое обеспечение гироприборов.- М.,1981,160 с.
  18. Слив Э. И. Прикладная теория инерциальной навигации.- Л.,1972.120 с.
  19. Лесков Н. С. Левша — повесть, 1881 год

Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Полезное


Смотреть что такое "Точная механика" в других словарях:

  • точная механика — tikslioji mechanika statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. fine mechanics vok. Feinmechanik, f rus. точная механика, f pranc. mécanique de précision, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Точная механика и оптика — это научная и инженерная дисциплина, образованная исторически и фактически взаимно проникающими дисциплинами Точной механики и Прикладной оптики, которые ставят своей целью получение информации о пространственных и временных соотношениях между… …   Википедия

  • КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА — фундаментальная физическая теория динамического поведения всех элементарных форм вещества и излучения, а также их взаимодействий. Квантовая механика представляет собой теоретическую основу, на которой строится современная теория атомов, атомных… …   Энциклопедия Кольера

  • точмех — точная механика …   Словарь сокращений русского языка

  • Германская Демократическая Республика — (Deutsche Demokratische Republik)         ГДР (DDR).          Табл. 1. Административное деление (1971)*                  | Округа                                     | Площадь,   | Население,     | Адм. центр                                  |… …   Большая советская энциклопедия

  • index — 01 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ТЕРМИНОЛОГИЯ. СТАНДАРТИЗАЦИЯ. ДОКУМЕНТАЦИЯ 01.020 Терминология (принципы и координация) 01.040 Словари 01.040.01 Общие положения. Терминология. Стандартизация. Документация (Словари) 01.040.03 Услуги. Организация фирм,… …   Стандарты Международной организации по стандартизации (ИСО)

  • Федеративная Республика Германии —         ФРГ (Bundesrepublik Deutschland).          I. Общие сведения          ФРГ государство в Центральной Европе. Граничит с ГДР, Чехословакией, Австрией, Швейцарией, Францией, Люксембургом, Бельгией, Нидерландами, Данией. Омывается Сев. морем… …   Большая советская энциклопедия

  • Германия — Федеративная Республика Германии (ФРГ), гос во в Центр. Европе. Германия (Germania) как территория, заселенная герм, племенами, впервые упоминается Пифеем из Массалии в IV в. до н. э. Позже название Германия использовалось для обозначения рим.… …   Географическая энциклопедия

  • Нюрнберг — (Nürnberg), город в Германии, земля Бавария, на р. Пегниц и канале Майн  Дунай. 496 тыс. жителей (1995). Электротехническая, станкостроительная промышленность, точная механика, цветная металлургия, деревообрабатывающая, полиграфическая, лёгкая,… …   Энциклопедический словарь

  • Элементная база оптического приборостроения — Основная статья: Оптико механическая промышленность Как правило, любой оптический прибор состоит из нескольких отдельных оптических элементов, каждый из которых выполняет свою функцию по преобразованию поля излучения. Исключением являются лишь… …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»