ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ  АНАЛИЗ

Энергетический анализ (ЭА) основан на двух основных постулатах:

-         любую ТС можно описать цепочкой вепольных структур;

-         анализ функционирования ТС проводится в два этапа: вначале анализ полей, реализованных в единичных вепольных структурах и только потом – исследование вещественных компонентов и внесение изменений.

В ЭА заложены 2 термина:

-         «энергетический поток» (ЭП), понимаемый как некая последовательность превращения энергии в ТС при ее функционировании;

-         «энергетический контур» (ЭК) - замкнутая часть энергетического потока.

ЭП характеризуется геометрией и видом поля, величиной потенциала. Отдельные ЭК соединяются в совокупный ЭП. Это соединение – «потокосцепление» (ПС) – может быть смоделировано в виде цепи.

Разумно вносить изменения в те части ТС, которые при свертывании системы останутся в ней наверняка, т.е. сначала необходимо смоделировать свертывание ТС. Должны остаться только те элементы, через которые замыкается ПС.

Просматриваются два направления совершенствования ПС.

1.      Укорочение цепи.

 Здесь возможно три пути:

-         «минимизация расстояний», т.е. достижение такой формы ПС, при которой для каждого участка из трех последовательно расположенных элементов (А, В, С) было бы справедливо равенство

L(AC) = L(AB) + L(BC), где

L(AC), L(AB) и L(BC) – кратчайшее расстояние между соответствующими элементами.

-         «минимизация числа изгибов». Необходимо так компоновать части ТС, чтобы для замыкания имеющегося в нем ПС потребовалось бы наименьшее число поворотов силовых линий ЭП.

-         «минимизация площади, ометаемой радиус-вектором». Если вообразить внутри контура ПС точку, провести от нее к какой-нибудь точке на самом ПС радиус-вектор и начать его вращать так, чтобы его конец, обойдя весь контур, вернулся в исходное место, то ометаемая им площадь у наиболее рационально скомпонованной системы окажется наименьшей. Это достижимо при выполнении двух предыдущих принципов, а также при общем сокращении длины ПС.

2.      Увеличение массы звена.

-         увеличение единичной мощности сцепленных потоков. В пределах заданных геометрических размеров контура ПС это зачастую оказывается возможным лишь путем перехода к более энергоемким полям:

o       для малых систем – электромагнитные и поля сильных и слабых взаимодействий;

o       для больших систем – гравитационные или действующие на их основе механические поля.

-         Увеличение числа ЭК в ПС. При заданной геометрии ПС и их минимизации такой путь реализуется только переходом на микроуровень. При такой организации ТС функционирование должно осуществляться сложным РО, каждая часть которого взаимодействует с изделием в микромасштабах.

 

В основу ЭЦ положен стандартный треугольник действия (Фиг.1).

 

В_инстр↔П_инстр↔ В_изд

 

Фиг.1 Минимальные энергетические взаимодействия в ТС

 

            В_инстр – вещественный элемент, совершающий действие

            В_изд – вещественный элемент, на который направлено действие

П_инстр – совершаемое действие

 

Для анализа энергетических цепочек (ЭЦ) следует рассматривать систему в полном виде – с учетом источника энергии и преобразователя (Фиг.2).

 

П_эн↔В_преобр↔П_преобр↔В_инстр↔П_инстр↔В_изд

 

Фиг.2 Энергетические взаимодействия в полной ТС

 

            П_эн – энергия, питающая цепочку действия

            П_преобр – действие, направленное на инструмент

В_преобр – вещественный элемент, преобразующий поток энергии питания в действие на инструмент

 

В базовой ЭЦ можно выделить четыре элементарные цепочки:

I – непосредственное действие на изделие, обеспечивающее его изменение, наблюдения, измерения, управление изделием;

II – процессы, текущие параллельно с основным и оказывающие влияние на изделие – как полезное, так и вредное;

III и IV – суммарные энергетические воздействия соответственно на инструмент и вещественный элемент – преобразователь энергии.

 

Выявлено четыре основных приема совершенствования действий:

·        Усилить или ослабить действие.

 

·        Изменить пространственную структуру действия:

o        Сконцентрировать действие или рассредоточить его.

o        Ступенями перехода являются:

§         объемное действие;

§         действие по поверхности;

§         действие по линии;

§         действие.

o        создание особой пространственной формы действия.

 

·        Изменить временную структуру действия:

o        ритмизация действия;

o        создание сложных временных структур; особый ритм, выдержка для накопления энергии, импульсы, ритмы с использованием обратной связи;

o        согласование ритма действия с ритмами микроуровневых процессов (частотой собственных колебаний, автоволнами).

 

·        Динамизировать действие, т.е. внести управляемые изменения силы пространственной и временной структуры действия:

o        изменение в период остановок;

o        управление во время действия;

o        самоуправление за счет использования энергетической цепи микроуровня (фазовые переходы и другие физэффекты).

 

Выявленное ФП всегда дает только направление решения. Для составления принципиального решения нужно проанализировать уже имеющиеся действия с учетом путей их совершенствования и определить, нужны ли еще и дополнительные.

Как правило, решения на разных уровнях дают неравноценные результаты:

-         на уровне «В_{преобразователь}» - решение является наиболее кардинальным. Оно способно полностью устранить вредное явление за счет исключения ЭЦ, содержащей вредный процесс;

-         решение на уровне «В_{инструмент}» обычно бывает легко внедряемым, т.к. инструмент – наиболее легко изменяемый вещественный элемент;

-         решение на уровне «В_{изделие}» обычно наиболее трудное, так как задача возникает именно в том случае, когда в данном узле создавалась тупиковая ситуация.

 

Представленная методика позволяет решать задачи-путанки, т.к. параллельный анализ нескольких ЭЦ помогает решению. Решение ведется «с конца» и при выявлении ФП, и при формулировании принципиального решения.

 

К оглавлению                         На главную страницу