История развития инженерного дела. Средневековые технологии, которые навсегда изменили нашу жизнь. Передача данных в терабитах в секунду

Инженерное дело не стоит на месте. Учёные каждый день неустанно работают над тем, чтобы сделать жизнь простых обывателей и профессионалов на производстве проще, ускорить рабочие процессы и обеспечить качественную и сверхбыструю коммуникацию между жителями разных полушарий.

В 2014 году технические новинки стали ещё более производительными, футуристическими и, что немаловажно, безопасными. Редакция собрала для читателей обзор самых ярких новостей из мира техники за уходящий год.

Беспилотные летательные аппараты

Беспилотные летательные аппараты или БПЛА — лакомая сфера деятельности для инженеров. Небольшие дроны и целые космические корабли дистанционного управления с каждым днём становятся всё больше похожими на плод воображения писателя-фантаста.

Так, в сентябре 2014 года мы рассказали о долгожданной инициативе по . Задумка принадлежит португальской компании Quarkson , которые, в отличие от проекта Google Project Loon , планируют не просто разместить воздушные шары-роутеры над землёй, но запустить в небеса целую флотилию дронов.

Quarkson планирует обеспечить интернетом каждого человека в мире с помощью беспилотников

(фото Quarkson).

Летательные аппараты Quarkson будут летать на высоте 3500 метров над уровнем моря и будут преодолевать расстояния в 42 тысячи километров. Каждый дрон будет работать без подзарядки до двух недель и выполнять самые разные задачи: раздавать Wi-Fi, контролировать состояние окружающей среды, производить аэрофотосъёмку и даже служить в разведывательных целях во время войны.

Напомним, что о похожей инициативе в 2013 году : сетевой гигант планирует организовать доставку небольших товаров, купленных в интернет-магазине, не курьерами и не почтой, а именно беспилотниками.

Эффективная работа флотилии дронов не может быть обеспечена, если управление всеми членами "стаи" не налажено при помощи специальных алгоритмов. К счастью, в марте 2014 года инженеры из университета Этвоша Лорана в Будапеште , которые летали стаей без центрального управления.

Коммуникация летающих роботов обеспечивается посредством приёма-передачи радиосигналов, а ориентация в пространстве осуществляется благодаря системе GPS-навигации. В каждой роботизированной стае есть "вожак", за которым следуют остальные беспилотники.

Биодрон сделан из грибков и бактерий и разлагается после крушения

(фото CNASA/Ames).

В отличие от инциативы Quarkson, такие стаи венгерские инженеры планируют адаптировать исключительно под мирные цели — те же или в отдалённом будущем .

Команда из Исследовательского центра Эймса и Стэнфордского университета в 2014 году задумалась об одной важной, но неочевидной проблеме — утилизации разрушенных при столкновениях беспилотников. Инженеры и даже испытали его в ноябре.

Прототип изготовлен из особого вещества — мицелия — который уже широко применяется для изготовления биоразлагаемых упаковок. Однако некоторые детали учёные всё же планируют по-прежнему изготавливать из обычных материалов, чтобы обеспечить беспилотнику высокую производительность. Впрочем, пару лопастей и аккумулятор убрать с места крушения — не то же самое, что разобрать целый корпус летающего робота.

Авиакосмическая техника

В некоторых сферах деятельности человека заменить живой мозг с его интуицией и огромным спектром чувств беспилотником пока что не представляется возможным. Но модернизировать пилотируемые летательные аппараты всегда можно.

В ноябре 2014 года американское космическое агентство NASA испытало . Тестированию подверглась новая система FlexFoil , которая призвана заменить стандартные алюминиевые закрылки, снизить расход топлива у самолётов и повысить аэродинамику корпуса.

Закрылок может быть прикреплён практически к любому крылу

(иллюстрация FlexSys).

Пока ещё не ясно, заменит ли новая технология уже используемые в авиационной промышленности, но первые тесты дали превосходные результаты. Возможно, FlexFoil найдёт своё применение даже в космосе.

Говоря о величественных просторах нашей Вселенной, невозможно не вспомнить об ещё одном громком достижении инженеров — . Новая разработка инженеров из Массачусетского технологического института — это пластичный костюм, оснащённый тысячами катушек, которые позволят ткани сжаться прямо на теле космонавта и заключить его в безопасный кокон.

Возможный внешний вид скафандра будущего

(иллюстрация Jose-Luis Olivares/MIT).

Катушки сокращаются, реагируя на тепло тела, а также обладают памятью формы. То есть последующие облачения в скафандр для каждого космонавта будут проще, чем самый первый раз. Пока что инженеры сконструировали только небольшой кусочек ткани-прототипа, но в будущем, они уверены, именно в таких костюмах будут прогуливаться по Луне и Марсу .

Роботы и экзоскелеты

Каждый год робототехники выпускают с десяток машин, . Они становятся более "умными" и ловкими, а программное обеспечение даёт им сверхчеловеческие возможности. Инженеры дарят возможность и каждому человеку почувствовать себя немного киборгом, — особый костюм, который повышает мышечную силу или даже возвращает радость движения парализованным пациентам.

Впрочем, пока человек, даже имея феноменально сложно устроенный мозг, не способен справиться с абсолютно любым заданием, а именно этого инженеры хотят добиться от роботов. Подобно человеку, машина будущего будет черпать недостающие знания и инструкции из Интернета, но только не через поисковики, а при помощи вычислительной системы RoboBrain , .

Учёные придумали эту систему интеграции знаний, накопленных человечеством, в мозг-компьютер робота, чтобы позволить машинам ловко справляться с любыми бытовыми задачами. Так, робот сможет определить, например, каков объём кружки, какова температура кофе и как правильно из предметов, находящихся на кухне, приготовить вкусный капучино.

Робот самостоятельно собирается за 4 минуты

(фото MIT).

Исследователи в первую очередь стремятся придать роботам самостоятельности, то есть сконструировать такую машину и написать такое программное обеспечение, чтобы робот мог действовать без помощи со стороны человека. Ещё одним впечатляющим примером достижения в этой сфере является , который самостоятельно собирается при нагреве и передвигается по различным поверхностям.

Эта разработка принадлежит команде из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета. Как поясняют инженеры, им удалось создать устройство со встроенной способностью к вычислению. Более того, роботы-оригами созданы из бюджетных материалов и универсальны в применении: небольшие боты могут стать основой самособирающейся мебели будущего или временных убежищ для пострадавших от природных катастроф людей.

Доработанный прототип экзоскелета наденет парализованный человек, позднее он ударит по мячу на открытии Чемпионата мира по футболу 2014

(фото Miguel Nicolelis).

Одно из самых ярких достижений робототехники в 2014 году — это исторический первый удар по мячу на чемпионате мира по футболу в Бразилии. И сделал этот удар Джулиано Пинто (Juliano Pinto), . Совершить невозможное Пинто позволил новый экзоскелет, спроектированный командой Мигеля Николелиса (Miguel Nicolelis), который потратил на разработку многие годы.

Экзоскелет не просто придаёт Пинто мышечную силу, но полностью контролируется сигналами мозга в режиме реального времени. Чтоы создать уникальный робокостюм Николелису и его коллегам пришлось провести массу экспериментов, завершившихся громкими открытиями. Так, находящихся на разных континентах, и создали интерфейс для , который испытали на обезьянах.

Всё это привело к тому, что парализованный пациент смог вновь почувствовать свои нижние конечности.

Медицинская техника

Инженеры могут помочь не только паралитикам, но и практически любым пациентам. Без новейших достижений в сфере робототехники не существовала бы современная медицина. И в этом году было представлено ещё несколько впечатляющих прототипов.

Особое внимание стоит обратить на камеру, созданную учёными из университета Дьюка. Это устройство для съёмки в режиме реального времени позволяет и таким образом диагностировать рак даже на самых ранних стадиях.

Новая гигапиксельная камера позволяет исследовать крупные участки кожи в мельчайших подробностях на предмет наличия меланомы — рака кожи. Такое обследование позволит вовремя заметить любые изменения в цвете и структуре кожи, быстро диагностировать заболевание и вылечить его. Напомним, что этот вид рака хоть и является самым смертоносным, но .

(фото Daniel Marks).

За диагностикой всегда следует лечение, и лучше всего если это лечение — таргетное, то есть прицельное. Доставить лекарства прямо к поражённым клеткам позволит . Крошечные наномоторы будут обеспечивать движения армии нанороботов, которые смогут отправлять агрессивные медицинские препараты прямо к раковым опухолям, не затрагивая при этом здоровые клетки. Таким образом, лечение от рака будет проходить незаметно, безболезненно и без побочных эффектов.

Высокотехнологичные материалы

Материалы, которые нас окружают, такие как стекло, пластик, бумага или дерево, вряд ли способны удивить нас своими свойствами. Но учёные научились создавать материалы с уникальными свойствами, используя самое обычное бюджетное сырьё. Они позволят проектировать настоящие футуристические конструкции.

К примеру, в феврале 2014 года инженеры из Техасского университета в Далласе , созданные из обычной рыболовной лески и швейных ниток. Такие волокна способны поднять в 100 раз больше веса, чем природные человеческие мышцы, и генерировать в сотню раз больше механической энергии. А ведь сплести искусственную мышцу довольно просто — нужно всего лишь ювелирно точно наматывать лески из высокопрочного полимера на слои из швейных ниток.

При обычном скручивании мышцы сжимаются при нагревании и возвращаются в исходное состояние при охлаждении. При обратном скручивании - наоборот

(фото University of Texas at Dallas).

Новая разработка может широко употребляться в быту в будущем. Из полимерных мышц можно будет создавать адаптирующуюся к погоде одежду, самозакрывающиеся теплицы и, разумеется, сверхсильных человекоподобных роботов.

К слову, роботы-гуманоиды, возможно, будут обладать не только сверхпрочными мышцами, но и гибкой бронёй. Инженеры из университета МакГилла в 2014 году вдохновились броненосцами и крокодилами и сконструировали броню из . По сравнению с жёстким щитом гибкая броня оказалась на 70% прочнее.

Для создания новой брони инженеры-механики обратили внимание на животных вроде броненосцев и крокодилов

(фото Francois Barthelat).

Правда, в будущем, скорее всего, жёсткие пластины будут делать не из стекла, а из более высокотехнологичных материалов, .

В июле 2014 года команда из Массачусетского технологического института создала материал, который , прямо как в кино. Для этого инженеры использовали обычный воск и строительную пену — два бюджетных и вполне очевидных вещества, которые являются идеальным примером меняющих состояние субстанций.

Новый материал может по желанию создателей принимать либо жидкое, либо твёрдое состояние

(фото MIT).

При воздействии высоких температур воск плавится, и робот становится жидким. Так он протискивается в любые щели. Как только тепло уходит, воск застывает, заполняет поры пены, и робот вновь становится твёрдым. Учёные считают, что их изобретение найдёт себе применение и в медицине, и в спасательных операциях.

Домашняя техника

Создавать бытовых роботов и простые в применении устройства — одна из сложнейших задач инженерии. Обыватели не станут проходить обучение, чтобы воспользоваться особой техникой, и потому разработки должны быть простыми, полезными, а главное — стоить недорого.

Ещё в самом начале 2014 года британский изобретатель и владелец компании Джеймс Дайсон (James Dyson) объявил, что его инженеры , который будет помогать хозяйкам по дому. Предприниматель выделил 5 миллионов фунтов стерлингов на выполнение этой задачи, которым займутся прежде всего инженеры из Имперского колледжа Лондона.

Японский бытовой робот Twendy One умеет выполнять работу по дому и заботиться о больных

(фото WASEDA University Sugano Laboratory).

Работа уже идёт полным ходом, и когда она завершится, то многие смогут приобрести себе роботизированного помощника, который будет не только стирать, гладить и убирать, но и сидеть с пожилыми и больными людьми, заниматься маленькими детьми и животными. Обязательное условие проекта — сколь возможно низкая себестоимость машин.

Работая на кухне, робот Dyson, возможно, будет частенько пользоваться недавним изобретением китайской компании Baidu — "умными" палочками, . Приборы оснащены индикатором и множеством датчиков, которые позволят определить, свежо ли блюдо или существует риск отравления.

Умные палочки помогут избежать отравления

(иллюстрация Baidu).

Впрочем, пока не ясно, станут ли "умные" палочки коммерческим проектом. В ходе испытаний некоторые пользователи жаловались, что критерии у встроенной системы настолько строги, что найти подходящую пищу практически невозможно.

С кухни отправимся в кабинет. Обычная принтерная печать также пережила революцию в 2014 году. Сразу две впечатляющих разработки учёных позволят сэкономить на картриджах и бумаге, спасти сотни деревьев от вырубки и сделать печать проще и экологичнее.

Группа исследователей из Цзилиньского университета в Китае объявили в январе 2014 года, что . Чтобы сделать это возможным команда химиков разработала особое покрытие для обычной бумаги, которое активирует молекулы красителя при воздействии воды. Через сутки жидкость испаряется и бумагу можно снова вставлять в принтер, а суток точно хватит, чтобы ознакомиться с большинством документов.

Вместо дорогостоящих чернил картриджи заправили обычной водопроводной водой

(фото Sean Zhang).

Позднее, в декабре 2014 года, учёные из университета Калифорнии в Риверсайде предложили , а чернила — окислительно-восстановительными красителями. Их технология подразумевает печать посредством воздействия ультрафиолетового излучения, которое оставляет на пластине лишь цветные буквы, а остальная площадь "бумаги" остаётся прозрачной.

Что касается повторного использования утилизированных предметов обихода, невозможно не вспомнить о . Эксперты подсчитали, что утилизированные ноутбуки почти всегда содержат рабочие аккумуляторы, способные питать достаточное количество лампочек, чтобы осветить целый дом.

Эксперимент показал, что после нехитрой переработки выброшенные на помойку компьютеры могут получить новую жизнь и осветить дома жителей развивающихся стран.

Итого

За 2014 год инженерия и техника, возможно, совершили самый большой скачок в будущее по сравнению с другими областями науки. Не стоит забывать, что без достижений в этой сфере не обойдётся ни одна фундаментальная область исследований.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

Синонимом термина «инженерное дело» является слово техника (от др.-греч. τεχνικός ← τέχνη - «искусство», «мастерство», «умение»), обозначающее активную творческую деятельность, направленную на преобразование природы с целью удовлетворения разнообразных жизненных человеческих потребностей.

Не следует путать с термином «Техника (технические устройства) »

Творческое приложение научных принципов (а) к проектированию или разработке сооружений, машин, аппаратуры или процессов их изготовления, или к объектам, в которых эти устройства или процессы используются разрозненно или комплексно, или (б) к конструированию и эксплуатации вышеуказанных инженерных устройств в полном соответствии с проектом, или (в) к прогнозированию поведения инженерных устройств в определенных условиях эксплуатации - руководствуясь соображениями обеспечения их функциональности, экономичности в использовании и безопасности для жизни и имущества.

Настоящее время

Современное понимание инженерного дела подразумевает целенаправленное использование научных знаний в создании и эксплуатации инженерных технических устройств, являющихся результатом преобразовательной деятельности инженера, и охватывает три вида инженерно-технической деятельности :

исследовательская (научно-техническая) деятельность - прикладные научные исследования , технико-экономическое обоснование планируемых капиталовложений, планирование;
конструкторская (проектная) деятельность - конструирование (проектирование), создание и испытание прототипов (макетов, опытных образцов) технических устройств ; разработка технологий их изготовления (сооружения), упаковки, перевозки, хранения и проч. ; подготовка конструкторской/проектной документации;
технологическая (производственная) деятельность - организационная, консультационная и иная деятельность, направленная на внедрение инженерных разработок в практическую деятельность экономических субъектов с их последующим сопровождением (технической поддержкой) и/или эксплуатацией по поручению заказчика.

История инженерного дела

Несмотря на то, что инженерные задачи вставали перед человечеством ещё на самых ранних этапах его развития, инженерная специальность как обособленная профессия начала формироваться лишь в Новое время . Техническая деятельность существовала всегда, но чтобы инженерному делу выделиться среди прочих, человечеству пришлось пройти долгий путь развития. Лишь разделение труда положило начало этому процессу, и только появление специального инженерного образования зафиксировало становление инженерной деятельности.

Тем не менее возможно рассматривать многие достижения прошлого как талантливо решённые инженерные задачи. Создание лука , колеса , плуга требовало умственной работы, умения обращаться с орудиями труда, использования творческих способностей.

Множество технических решений и изобретений создавали как материальную базу для последующего развития, так и формировали передаваемые из поколения в поколение навыки и умения, которые, накапливаясь, становились основой для последующего теоретического осмысления.

Особенную роль играло развитие строительства. Возведение городов, защитных сооружений, религиозных построек всегда требовало самых передовых технических методов. Скорее всего именно в строительстве впервые появляется понятие проекта , когда для осуществления замысла требовалось отделить идею от непосредственного производства, чтобы иметь возможность управлять процессом. Сложнейшие сооружения древности - Египетские пирамиды , Галикарнасский мавзолей , Александрийский маяк - требовали не только рабочей силы, но и умелой организации технического процесса.

К первым инженерам можно причислить древнеегипетского зодчего Имхотепа , древнекитайского гидростроителя Великого Юя , древнегреческого скульптора и архитектора Фидия . Они выполняли как технические, так и организационные функции, присущие инженерам. Однако вместе с тем их деятельность опиралась большей частью не на теоретические знания, а на опыт, а их инженерный талант был неразделен среди прочих талантов: каждый инженер древности, это, в первую очередь, мудрец, который совмещал в себе философа, учёного, политика, писателя.

Первой попыткой рассмотреть инженерное дело как особый род деятельности можно считать труд Витрувия «Десять книг об архитектуре » (лат. De architectura libri decem ). В нём делаются первые известные попытки описать процесс деятельности инженера. Витрувий обращает внимание на такие важные для инженера методы как «размышление» и «изобретение», отмечает необходимость создания чертежа будущего сооружения. Однако большей частью Витрувий основывается в своих описаниях на практическом опыте. В античные времена теория сооружений находилась ещё в самом начале своего развития.

Важнейшим этапом в инженерном деле стало применение масштабных чертежей. Этот способ развился в XVII веке и оказал сильнейшее влияние на дальнейшую историю инженерии. Благодаря ему появилась возможность разделить инженерный труд на собственно разработку идеи и её техническое воплощение. Имея перед собой на бумаге проект какого угодно большого сооружения, инженер избавлялся от узости взгляда ремесленника, зачастую ограниченного только той деталью, над которой он трудится в данный момент.

В 1653 году в Пруссии открывается первая кадетская школа, готовящая инженеров. Также с целью обучения военных инженеров в XVII веке в Дании создаётся первое особое училище. В 1690 году во Франции основывается артиллерийская школа.

Первым инженерно-техническим учебным заведением России начавшим давать систематическое образование становится основанная в 1701 году Петром I Школа математических и навигационных наук . Образование военных инженеров началось ещё во времена правления Василия Шуйского . На русский язык был переведён «Устав дел ратных», где среди прочего рассказывалось и о правилах обороны крепостей, строительстве оборонительных сооружений. Обучение вели приглашённые иностранные специалисты. Но именно Петру I принадлежит выдающаяся роль в развитии инженерного дела в России. В 1712 году в Москве открывается первая инженерная школа, а в 1719 году вторая инженерная школа в Петербурге. В 1715 году создается Морская академия , в 1725 году открывается Петербургская академия наук с университетом и гимназией.

В 1742 году открывается Дрезденское инженерное училище, в 1744 году - Австрийская инженерная академия, в 1750 - Аппликационная школа в Мьезере, 1788 - Инженерная школа в Потсдаме.

Первым учебником по инженерному делу можно считать выпущенный в 1729 году учебник для военных инженеров «Наука инженерного дела» француза Бернара Фореста де Белидора .

В течение XIX века продолжалось создание различных специализаций и направлений высшего инженерного образования происходившее в процессе перехода наиболее передовых инженерно-технических учебных заведений Российской империи к системе высшего образования, что привело к качественному развитию, так как каждое учебное заведение создавало не существовавшую до этого свою собственную программу нового направления или специализации высшего инженерного образования, заимствуя передовой опыт других, сотрудничая и обмениваясь инновациями. Одним из выдающихся организаторов этого процесса был Дмитрий Иванович Менделеев .

В Англии специалистов-инженеров готовили следующие учреждения: Институт гражданских инженеров (Англия) (англ. ) (основан в 1818 году), Институт инженеров-механиков (англ. ) (1847 год), Институт морских архитекторов (англ. ) (1860 год), Институт инженеров-электриков (англ. ) (1871 год).

Инженерное дело как профессия

Специалист, занимающийся инженерным делом, называется инженером . В современной экономической системе, деятельность инженера - это совокупность услуг в области инженерно-технической деятельности. Деятельность инженера в отличие от деятельности других представителей творческой интеллигенции (педагогов, врачей, актеров, композиторов и др.) по своей роли в общественном производстве является производительным трудом, непосредственно участвующим в создании национального дохода . Посредством инженерной деятельности, инженер реализует свои научные знания и практический опыт для решения какой-либо технической задачи на различных этапах жизненного цикла продукции .

С расширением и углублением научных знаний произошла профессиональная специализация инженерной профессии по дисциплинам. В настоящее время продуктивная инженерная деятельность возможна исключительно в рамках коллектива инженеров, каждый из которых специализируется в определенной области инженерии. На рынке инженерных услуг действуют инженерные организации , которые могут принимать форму научно-исследовательских институтов, проектно-конструкторские бюро, научно-производственных объединений (нпо) и т. д. В условиях рынка, оказываемые инженерными организациями услуги разнообразны по специализации, содержанию и качеству. Многие инженерные организации оказывают комплекс услуг, зачастую включающий услуги, выходящие за рамки традиционной инженерии в область реализации инженерных разработок. Так, помимо научно-исследовательских, проектно-конструкторских и консультационных услуг, многие крупные инженерные организации также оказывают услуги в области строительства зданий и других строительных сооружений , управления проектами , обслуживания и оперативного управления сложными инженерно-техническими объектами на стадии их эксплуатации и в других областях.

Некоторые инженерные организации по своей структуре и характеру деятельности являются инженерно-производственными; в таких организациях основная деятельность инженерных подразделений организации направлена в первую очередь на удовлетворение производственных нужд самой организации, в то время как оказание инженерных услуг внешним заказчикам является второстепенной деятельностью. Такого типа организации особенно распространены в сфере высоких технологий.

«Гарамантида» - это древняя цивилизация, располагавшаяся, ни много ни мало, в сердце пустыни Сахары, на территории южной части современной Ливии (т.н. Феццан). Археологи, которые ведут раскопки в Феццане, нашли уже множество поселений (крупных и помельче) этого народа. Крупных городов насчитали целых восемь, и первый из них - Гарама (так археологи назвали столицу королевства). Стены зданий доходили здесь до четырех метров в высоту, обнаружены замкоподобные сооружения (ксары), шесть башен (en), квадратная рыночная площадь, кладбища (последняя фотография ), колодцы, даже камни с надписями, которые уже никто не прочитает, наверное.
(Фотография можно посмотреть еще, с разными гарамантскими руинами.)

Городов помельче нашли целые десятки (хотя сколько именно десятков, выяснить не удалось). Но самое главное - это обширная (около тысячи миль) подземная сеть каналов и шахт, при помощи которой гараманты прямо посреди пустыни добывали воду для орошения. Королевство гарамантов называют высоко развитым и незаслуженно забытым. Собственно говоря, забыто оно настолько хорошо, что даже самоназвание народа неизвестно: «гараманты» - греческое название, позднее перенятое римлянами, а теперь вот и нами.

На самом деле, это открытие было сделано еще в 60-х годах XX века, но раньше вести раскопки в Феццане было не особенно удобно - говорят, мол, не одобрял этого Каддафи, а вот теперь уж археологи развернутся, и открытия, конечно, воспоследуют. Хотя уже к 2004 году много чего было раскопано, рассмотрено и открыто, а уж предположений сделано и статей написано - вагон и маленькая тележка (en).

Кроме археологических находок в виде руин городов, есть еще кое-какие доисторические наскальные росписи и прочие артефакты, на которые можно посмотреть в музее Гермы (en). Хотя большинство этих экспонатов относятся к более раннему периоду, чем сама цивилизация гарамантов, они дают представление о культуре региона. Например, вот изображение некоего ритуала с весьма реалистично нарисованными животными:

Русская википедия (и некоторые другие ) очень неполиткорректно говорит нам, что гараманты были европеоидами (а у англоговорящего населения вопрос расовой принадлежности гарамантов вызывает, что называется, баттхерт (en)) , а Геродот, - (en).

На самом деле это все присказка, а вот Дэвид Кейз в своей статье «Королевство песков» (en) рассказывает о гарамантах более связно и занимательно (вот поэтому это он, а не я, корреспондент «Индепендент»). По ссылке статью можно прочитать на английском, но если вам нужен русский вариант - добро пожаловать под кат:

Королевство песков
Дэвид Кейз, 2004

Как рабовладельческое государство Сахары заставило пустыню цвести

За последние шесть лет археологические исследования под руководством Дэвида Маттингли из Университета Лестера, проводимые в феццанской области Ливии, показали, что удивительная, хотя и малоизвестная, пустынная цивилизация, известная римлянам под именем «Гараманты», построила почти тысячу миль* подземных туннелей и скважин в успешной попытке добраться до пластовых вод.

Потомки берберов и сахарских скотоводов, племена гарамантов, скорее всего, населили Феццан уже к первому тысячелетию до н.э. Впервые они упоминаются в исторических записях в пятом веке до н.э., в работах Геродота, который отмечает, что гараманты – исключительно многочисленный народ, занимающийся разведением скота и охотящийся на «эфиопских троглодитов» с колесниц, запряженных четырьмя лошадьми.

Археологи нашли части гарамантской столицы, Гарамы, в 1960х. Но до последних исследований большинство ученых видели в гарамантах лишь пустынных варваров, населявших один маленький город, пару деревень и рассеянные стоянки. Однако недавние исследования показали, что у гарамантов было около восьми основных городов (три из которых уже были изучены) и десятки других значимых поселений, а также, что они контролировали немалую территорию. «Новые археологические свидетельства показывают, что гараманты были превосходными фермерами, умелыми инженерами и предприимчивыми торговцами, которым удалось построить выдающуюся цивилизацию», говорит Маттингли.

Гарамантам удалось добиться успеха благодаря их подземной системе водоснабжения, сети туннелей, называемых по-берберски «фоггара». Она не только позволила этой части Сахары расцвести вновь, но и стала катализатором политических и социальных изменений, которые привели к росту населения, урбанизации и завоевательным походам. Но для того, чтобы поддерживать и развивать новообретенное благополучие, гарамантам прежде всего было необходимо поддерживать в рабочем состоянии и распространять систему водопроводных туннелей – а это требовало приобретения огромного количества рабов.

Примерно к 150 году н.э. рабовладельческое царство гарамантов покрывало 70 000 квадратных миль** и располагалось на территории современной Ливии. Впервые в истории на удаленной от рек земле Сахары (да и любой крупной пустыни) расцвела цивилизация городского типа. Крупнейший город, Гарама (теперь на его месте находится Оазис Джарма), населяли около четырех тысяч человек. Вероятно, еще шесть тысяч жили в прилегающих деревнях, располагавшихся в радиусе трех миль от городского центра.

Инициативный менталитет, благодаря которому рабов и воды было в достатке, позволил гарамантам жить в распланированных городах и потреблять собственноручно выращенный виноград, фиги, сорго, зернобобовые культуры, ячмень и пшеницу, а также импортировать вино и оливковое масло. «Сочетание захватнической деятельности и развития ирригационных технологий подняли уровень жизни гарамантов на высоту, недоступную ни одному из других древних народов Сахары», говорит оксфордский археолог Эндрю Уилсон, занимающийся исследованием системы фоггара. Без рабов у них не было бы не то, что королевства, но и намека на благоустроенную жизнь. Они бы выживали – едва – в условиях сравнительной бедности, как большинство обитателей пустынь до и после них.

В конце концов, истощение добываемых пластовых вод принесло смерть королевству гарамантов. После того, как за какие-то 600 лет было добыто, по меньшей мере, 30 миллиардов галлонов воды, в четвертом веке нашей эры гараманты обнаружили, что вода в буквальном смысле утекла сквозь пальцы. Чтобы справиться с проблемой им пришлось бы добавить дополнительные подводные притоки к существующим туннелям и прорыть глубокие, гораздо более длинные водозаборные скважины. Для такой работы требовалось значительно больше рабов, чем было у них в распоряжении. Трудность добычи воды, должно быть, привела к недостатку пищи, сокращению населения и политической нестабильности (свидетельством политической раздробленности могут послужить местные оборонительные сооружения, относящиеся к этой эпохе). Завоевание новых территорий и захват новых рабов, таким образом, стали просто невозможны. Хрупкий баланс между численностью населения, военной и экономической мощью с одной стороны и возможностью захвата рабов и распространением ирригационных систем с другой, был нарушен.

Королевство пустыни пришло в упадок, распалось на мелкие территории, контролируемые отдельными вождями, и было поглощено развивающейся исламской цивилизацией. Как и его более известный сосед – Римская империя – королевство Сахары, в прошлом великое, мало-помалу стало мифом и сохранилось лишь в памяти. Как и весь остальной мир, берберы, ныне живущие в Феццане, едва помнят своих предков. Наследие королевства забыто так прочно, что даже местные жители уверены в том, что водозаборная система – гордость гарамантов – была делом рук римлян.

____________________
* Если попробовать конвертировать мили в километры, скажем, онлайн-конвертером единиц измерения, у нас получится, что 1000 миль = 1 609 км. Мили, конечно, бывают разные, но я думаю, что все-таки есть какая-то стандартная миля, которая традиционно используется для измерения расстояния.
**181 300 кв. км., снова же, согласно конвертеру величин.

Инженерное дело в допетровскую эпоху

По существу инженерные задачи и необходимость их решения вставали перед человечеством с момента его возникновения. Древние цивилизации были бы невозможны без использования технических знаний, ведь уже тогда строились огромные города, при проектировании которых использовалась инженерная мысль. Яркий пример использования инженерных знаний в тот период - это египетские пирамиды. Многие инженерные сооружения, созданные еще до нашей эры, считаются чудесами света: Александрийский маяк, Висячие сады Семирамиды.

Рождение и становление Руси также было бы невозможно без применения инженерных идей. Русь уже в V-VI веках называли страной городов. Между тем, учитывая воинственный характер той эпохи - к строительству городов и селений предъявлялись особые требования. Местоположение строительства города выбиралось таким образом, чтобы окружающая местность максимально осложнила наступление врага. Сам город или селение обязательно окружалось крепостной стеной, способной выдержать удары неприятеля и защитить жителей. Расположение домов внутри селения соответствовало военному времени - ключевые сооружения возводились в центре крепостной стены. Вокруг города были необходимы дозорные башни. Все эти задачи решались с помощью современных для того времени технических знаний и умений. Мастера, занимавшиеся решением этих вопросов, в Древней Руси назывались «розмыслами». Само слово «розмыслы», на удивление точно отражает суть инженерной профессии и требования, предъявляемые к мастерам: над решением задачи необходимо поразмыслить, а затем придет верное решение.

«Розмыслы» занимались не только градостроительством, они могли делать технические сооружения, мосты, мельницы, изготавливать орудия труда, оружие. Тем не менее, несмотря на достаточно широкий профиль деятельности, «розмыслы» не могли кормиться только этой профессией - как правило, они участвовали в постройке капитальных сооружений, некоторые из которых дошли до наших дней. Мастерам, после капитальных построек, было необходимо заниматься и другой работой, которой в то время было с избытком. Поэтому инженерные навыки в Древней Руси были, скорее, дополнительным умением работников - в отдельную профессию «розмыслы» так и не выделились. Тем не менее, отдельные княжества Древней Руси славились своими умельцами, о чем, в частности, свидетельствуют древние сказы горнозаводского Урала и Тулы, где много говориться о различных мастерах.

Первое подобие инженерного сообщества на Руси появилось во времена Ивана Грозного (1530-1584). В результате развития военных потребностей Иван Грозный учредил Пушкарский приказ - орган военного управления для которого были определены первые инженерные задачи. Пушкари заведовали пороховыми заводами, пушечными дворами, артиллерией, постройкой крепостей, осуществляли контроль за техническим состоянием крепостных укреплений в городах и отвечали за состоянием засек - оборонительных сооружений из дерева с засеченными головами. Также в обязанности пушкарей входили занятия многими важными делами гражданского назначения, например, литье колокола, строительство гаваней, портов и многое другое.

В Пушкарском приказе на службу набирали людей, назначали денежное содержание, присваивали чины, посылали отряды в походы, судили, понижали в чинах или освобождали от службы. Одним из выдающихся руководителей Пушкарского приказа был князь Юрий Алексеевич Долгорукий.

Усилиями Пушкарского приказа и русского мастера Акина в 1648 году в России был построен первый ружейный завод на реке Яузе - «Ствольная мельница».

При Иване Грозном были введены и первые разряды для военных людей строительного и инженерного дела. Таким образом инженерная профессия возникла в России в период образования государства под руководством Ивана Грозного как ответ на вызовы того времени, связанные с необходимостью защиты отечества и строительства военной и промышленной инфраструктуры. Однако в ту эпоху строители были больше военными, чем инженерами - ключевой их задачей была защита государства от врагов. Выделение инженерного дела в отдельную профессию произошло гораздо позже.

Инженерное дело в Российской Империи

Начало широкому развитию инженерного дела в России положил Петр I. Именно в петровскую эпоху начался процесс знакомства с ведущими изобретениями западных ученых. Наши мастера вначале просто копировали разработки, а потом начали творчески преобразовывать их идей и усовершенствовать изобретения. В это же время в российской империи образовались школы по инженерному делу. Первым инженерно-техническим учебным заведением России, начавшим давать систематическое образование, становится основанная в 1701 году Петром I Школа математических и навигационных наук, где подготавливали военных инженеров для армии и флота. Школа была ликвидирована в 1752 году, тем не менее, появились преемники в области инженерного дела: Николаевское инженерное училище, затем Николаевская инженерная академия, Военный инженерно-технический университет (ВИТУ), который функционирует до сих пор и является одним из старейших учебных заведений в современной России.

В 1810 году в Санкт-Петербурге был открыт Институт инженеров путей сообщения, один из преподавателей которого был выдающийся российский математик и механик Михаил Васильевич Остроградский (1801—1861). Он известен в основном своими работами по вариационному исчислению и вкладом в теорию упругости. В связи с тем, что организация Института инженеров путей сообщения имела большой успех, правительство использовало это учебное заведение как образец для дальнейшего развития инженерного образования в России. В 1828 году для подготовки инженеров-механиков в Петербурге был организован Технологический институт.

Развитие инженерного дела было связано не только с подготовкой инженеров в высших учебных заведениях, но и созданием первых научных организаций, посвященных инженерному делу. Самая известная среди них - это Русское техническое общество, основанное в 1866 году в Санкт-Петербурге, поставившее перед собой задачи содействия развитию техники и промышленности в России. Именно эти традиции Русского технического общества и развивают сейчас в «Российском союзе инженеров». Общество проводило съезды, выставки, конференции, посвященные инженерным достижениям в самых разных отраслях хозяйства, участвовало в создании общеобразовательных школ и специализированных технических классов. На мероприятиях сообщества и в трудах других научных обществ были впервые обнародованы важнейшие открытия Менделеева, Попова и Циолковского.

Конечно, развитие инжерного дела на первых порах было связано с Петербургом, но и Москва вносила свой вклад в подготовку инженеров и развитие инженерного дела в России. Особое место в становлении профессии занимает Высшее Техническое Училище, которое в 1-й половине XIX века называлось Ремесленным Училищем, а во 2-й — Императорским Московским Техническим Училищем. Именно здесь впервые в мире начали преподавать аэродинамику, а студенты выполняли работы в аэродинамической лаборатории. Начало этому было положено во многом благодаря деятельности Николая Егоровича Жуковского (1847-1921). В первые годы Советской власти это учебное заведение было переименовано в Московское Высшее Техническое Училище (МВТУ), а сегодня известно по всему миру как МГТУ им. Баумана.

Первая мировая война значительно подкосила кадровый состав инженеров в России. Вообще приоритет всегда отдавался военному инженерному делу, специалистов в основном готовили в военных вузах и отправляли в армию и на флот. В годы Первой Мировой войны Россия лишилась очень многих инженерных специалистов.

Инженерное дело в Советском Союзе

Комплексные проектно-изыскательные организации стали появляться в нашей стране сразу же после Гражданской войны. Масштабные планы по электрификации, а затем и индустриализации страны требовали большого количества инженерных специалистов. Все это открывало широкие перспективы для развития инженерного дела в Советском Союзе.

В 30-е годы в результате масштабных чисток пострадала значительная часть инженерных и технических специалистов. Однако многие из их разработок сохранились и получили свое развитие уже после Великой Отечественной войны, когда стояла задача быстрого восстановления экономики, восстановления и создания новых индустриальных предприятий.

Вклад советских инженеров в победу СССР в Великой Отечественной войне огромен. В период войны основу боевой авиации составляли самолеты, разработанные Андреем Николаевичем Туполевым. В начале войны это были боевые самолеты СБ и ТБ-3, а с1944 года на вооружении российских войск начал поставляться Ту-2 - лучший фронтовой бомбардировщик. Огромное развитие именно в период отечественной войны получила связь. Под руководством Александра Львовича Минца была спроектирована средневолновая вещательная станция фантастической для тех лет мощности в 1200 кВт, которая помогла охватить всю оккупированную территорию.

Решение о создании мощного морского флота в Советском союзе было принято в 1938 году, до этого мощного флота, способного отражать боевые удары противника, у СССР не было. В 1940 году российские конструкторы сосредоточились на строительстве малых и средних боевых кораблей и подводных лодок, а также эскадренных миноносцев. Среди инженеров-конструкторов, внесших огромный вклад в создание советского морского флота, необходимо назвать Юновидова, Копержинского, Лощинского.

Сразу после окончания отечественной войны в СССР развернулись грандиозные работы по ракетостроению и освоению космоса. С 1946 года Сергей Павлович Королев приступил к разработке баллистических ракет дальнего действия. Сергей Королев - крупнейшая фигура не только отечественного, но и мирового ракето- и кораблестроения, благодаря его разработка СССР на долгие десятилетия завоевал мировое лидерство в области производства ракетно-космической техники и освоения космоса. В 1953 году была начата работа по созданию первого искусственного спутника земли под руководством Михаила Клавдиевича Тихонравова, ближайшего соратника Королева.

На 50-е годы XX века пришлось резко наращивание потенциала гражданских отраслей и проектного комплекса - были сформированы специализированные структуры по отраслям народного хозяйства и видам проектирования. В середине 70-х гг. в нашей стране функционировало порядка 1500 проектных и изыскательских организаций, в которых работало более 750 000 сотрудников.

Благодаря инженерным организациям в СССР были реализованы важнейшие для развития страны проекты по строительству ГЭС, АЭС, ЛЭП и т.д. Таким образом, развитие инжиниринговых услуг в Советском Союзе шло за счет создания крупных проектных организаций, способных реализовывать масштабные государственные планы по строительству стратегических объектов в разных областях отечественной промышленности.

Инженерное дело в современной России

С конца 80-х и особенно в 90-е годы, в результате упадка в инженерно-строительной сфере, численность проектных организаций сократилась в разы, началось технологическое отставание от мировых стандартов.

Это вызвало массовую утечку высоквалифицированных инженерных специалистов и молодых ученых на запад, где их труд был более востребован и достойно оплачивался. Самыми популярными странами для миграции были США, Канада, Франция, Германия, Израиль. В 90-е годы из России в различные страны выехало около 80 000 ученых и инженеров, на подготовку которых, по подсчетам Российского фонда фундаментальных исследований, нашей страной было затрачено примерно 60 миллиардов долларов.

В результате этих процессов инженерное дело и образование, исследования и промышленное производство перешли в стадию глубокой стагнации. Общество почти полностью потеряло интерес к инженерам и ученым. Крупнейшие заводы и исследовательские организации, где инженерный труд мог быть востребован, либо прекратили свою деятельность, либо сократили масштабы производства.

Начало 2000-х годов отмечено поворотом государства к российским ученым и инженерам. В начале 2000-х годов в результате возрождения строительной отрасли появился стабильный спрос на услуги инжиниринговых компаний, но российских компаний, способных выполнять крупные заказы с должным уровнем качества, почти не было. Отечественные строительные организации, задействованные в сфере промышленного и гражданского строительства, были вынуждены обращаться к иностранным специалистам.

Ситуация с инженерным делом в России до сих пор остается достаточно сложной. И это беспокоит активных граждан, понимающих, что инженерное дело - это единственная база, опираясь на которую наша экономика должна двигаться вперед. «Российский союз инженеров» - это организация, созданная в целях развития инженерной науки, промышленности и формирования новой базы российской экономики.

Инженерное дело

Инженерное дело , инженерия (от фр. ingénierie , также инжиниринг от англ. engineering , исходно от лат. ingenium - изобретательность; выдумка; знания, искусный) - область человеческой интеллектуальной деятельности, дисциплина, профессия, задачей которой является применение достижений науки, техники, использование законов и природных ресурсов для решения конкретных проблем, целей и задач человечества.

Иначе инженерия - это совокупность работ прикладного характера, включающая предпроектные технико-экономические исследования и обоснования планируемых капиталовложений, необходимую лабораторную и экспериментальную доработку технологий и прототипов, их промышленную проработку, а также последующие услуги и консультации.

Американский Совет инженеров по профессиональному развитию (англ. American Engineers" Council for Professional Development (ECPD) ) дал следующее определение термину «инженерия»:

Инженерное дело реализуется через применение как научных знаний, так и практического опыта (инженерные навыки, умения) с целью создания (в первую очередь проектирования) полезных технологических и технических процессов и объектов, которые реализуют эти процессы. Услуги по инженерии могут выполнять как НПО , так независимые инжиниринговые компании . Такие организации предлагают комплекс коммерческих услуг по подготовке и обеспечению процесса производства и реализации продукции, по обслуживанию и эксплуатации промышленных, инфраструктурных и других объектов, который включает в себя инженерно -консультационные услуги исследовательского, проектно-конструкторского, расчётно-аналитического характера, по подготовке технико-экономических обоснований, выработке рекомендаций в области организации производства и управления.

История инженерного дела

Первой попыткой рассмотреть инженерное дело как особый род деятельности можно считать труд Витрувия «Десять книг об архитектуре » (лат. De architectura libri decem ). В нём делаются первые известные попытки описать процесс деятельности инженера. Витрувий обращает внимания на такие важные для инженера методы как «размышление» и «изобретение», отмечает необходимость создания чертежа будущего сооружения. Однако большей частью Витрувий основывается в своих описаниях на практическом опыте. В античные времена теория сооружений находилась ещё в самом начале своего развития.

Первым инженерно-техническим учебным заведением России начавшим давать систематическое образование становится основанная в 1701 году Петром I Школа математических и навигационных наук. Образование военных инженеров началось ещё во времена правления Василия Шуйского . На русский язык был переведён «Устав дел ратных», где среди прочего рассказывалось и о правилах обороны крепостей, строительстве оборонительных сооружений. Обучение вели приглашённые иностранные специалисты. Но именно Петру I принадлежит выдающаяся роль в развитии инженерного дела в России. В 1712 году в Москве открывается первая инженерная школа, а в 1719 году вторая инженерная школа в Петербурге. В 1715 году создается Морская академия , в 1725 году открывается Петербургская академия наук с университетом и гимназией.

Первым учебником по инженерному делу можно считать выпущенный в 1729 году учебник для военных инженеров «Наука инженерного дела».

Современная система высшего инженерного образования в России рождается в девятнадцатом веке. Первым высшим инженерным учебным заведением становится в 1810 году основанное в 1804 году Главное инженерное училище Российской империи (а ныне ВИТУ) по причине добавления дополнительных офицерских классов и двухгодичному продолжению обучения офицеров, в отличие от всех других кадетских корпусов и инженерных учебных заведений России. Как писал выдающийся учёный механик и выпускник Института инженеров путей сообщения Тимошенко, Степан Прокофьевич в своей книге «Инженерное образование в России», образовательная схема Главного Инженерного Училища , родившаяся после добавления старших офицерских классов, с разделением Пятилетнего образования на два этапа в дальнейшем именно на примере Института инженеров путей сообщения распространилась в России, и сохраняется до сих пор. Это позволяло начинать преподавание математики, механики и физики на довольно высоком уровне уже на первых курсах и дать студентам достаточную подготовку по фундаментальным предметам, а затем использовать время для изучения инженерных дисциплин.

В 1809 году в Санкт-Петербурге Александр I основывает Корпус инженеров путей сообщения . При нём учреждается Институт (Институт Корпуса инженеров путей сообщения). Одно из первых высших технических учебных заведений России стало впоследствии альма-матерью многих талантливых русских инженеров и профессоров.

В Англии специалистов-инженеров готовили следующие учреждения: Институт гражданских инженеров (Англия) (англ. Institution of Civil Engineers ) (основан в 1818 году), Институт инженеров-механиков (англ. Institution of Mechanical Engineers ) (1847 год), Институт морских архитекторов (англ. Royal Institution of Naval Architects ) (1860 год), Институт инженеров-электриков (англ. Institution of Electrical Engineers ) (1871 год).

Инженерное дело как профессия

Люди, которые постоянно и профессионально занимаются инженерией, называются инженерами . Инженеры применяют свои научные знания для нахождения подходящего решения проблемы или для создания усовершенствований.

Решающая и уникальная задача инженеров состоит в идентифицировании, понимании и интерпретации ограничений проекта для осуществления успешного результата. Как правило, недостаточно создать успешный продукт; он должен отвечать дальнейшим требованиям.

В целом, жизненный цикл инженерного сооружения можно разделить на несколько этапов:

потребность
исследование
проектирование
строительство
эксплуатация
ликвидация.

Процесс инженерной деятельности начинается с формирования потребности в искусственном механизме или процессе. Изучив эту потребность, инженер должен сформировать замысел решения, которому необходимо придать определённую форму - проект. Проект нужен, чтобы замысел инженера (группы инженеров), существующий как идея, стал понятен другим людям. Проект в дальнейшем воплощается в реальность с помощью строительных материалов.

При решении стоящей перед ним задачи инженер может использовать уже наработанные решения. В частности, широкое распространение с самых ранних времён получило типовое проектирование . Однако для нетривиальных задач стандартных решений недостаточно. В таких случаях можно говорить об инженерном деле как об «инженерном искусстве», когда применяя специализированные знания инженер должен создать объект, придумать способ, каких ещё ранее не существовало. Профессиональное мышление инженера представляет сложный психический процесс, который, как и любое искусство, трудно поддаётся формализации. В общем приближении можно выделить следующие этапы при решении инженерной задачи:

понимание технических требований, содержащихся в начальной задаче;
создание замысла решения;
подтверждение или опровержение замысла.

Данные этапы не обязательно проходят последовательно, скорее, процесс формирования ответа на поставленную задачу проходит циклически, и не всегда с ясным осознанием. Иногда догадка может явиться как интуитивное озарение. Основанная на накопленном опыте, она в дальнейшем может быть объяснена и проанализирована, однако в первый момент нет возможности сказать как и почему она родилась. Догадки возможны при интуитивном подтипе мышления, который можно считать основным источником порождения идей. Он тесно связан и с другими подтипами: синтетическим и аналитическим, творческим и рутинным, логическим.

Эйфелева башня (Густав Эйфель , Морис Кеклен (англ. Maurice Koechlin ), Эмиль Нужье (англ. Émile Nouguier ) и др.)
Инженеры	Идея	Проект	Строительство	Готовое сооружение

CAE-системы

CAE (Computer-Aided Engineering) - компьютерный инжиниринг на основе применения CAE-систем.

Коды в системах классификации знаний

Виды

Педагогический инжиниринг

Примечания

См. также

Литература

В. Е. Зеленский Памятники военно-инженерного искусства: историческая память и новые объекты культурного наследия России . Архивировано из первоисточника 29 ноября 2012.
Т. Карман, М. Био, Математические методы в инженерном деле, ОГИЗ, 1948, 424 стр.
Сапрыкин Д. Л. Инженерное образование в России: История, концепция, перспектива // Высшее образование в России. № 1, 2012 .