Текст книги "Техника и культура: возникновение философии техники и теории технического творчества в России и Германии в конце XIX – начале XX столетия"

2. Кинематическая теория машин рассматривает их с точки зрения движения частей. Эта теория зародилась в Парижской политехнической школе, основанной в 1794 г. Г. Монжем. По предложению Монжа курс построения машин, введенный им впервые в Парижской политехнической школе, должен был составить часть курса начертательной геометрии. Начертательная геометрия Монжа задала принцип рассмотрения машин с точки зрения их движения. Тогда даже самые сложные машины – лишь результат комбинирования простейших способов преобразования движения, и нужно лишь позаботиться, чтобы их перечисление было достаточно полным. Его идеи развивали Ж. Ашетт³³⁰, затем X. Ланц и А. Бетанкур в своем учебнике «Курс построения машин»³³¹, где представлена одна из первых попыток систематизации и объяснения всех основных машин того времени, Д. Борньи³³², Ж. Кристиан³³³ и другие, заложившие основы кинематической школы³³⁴. Машина теперь рассматривалась с точки зрения движения частей в соответствии с требованиями инженерной практики. Элементарные составные части машины стали тогда описываться как приспособления, с помощью которых можно получить из движений одного вида движения другого вида. В каждой машине одной движущейся части должна соответствовать другая часть, делающая ее движение определенным³³⁵. Однако наиболее полное развитие идеи этой школы получили в Германии в работе Рело «Теоретическая кинематика»³³⁶, в которой дается следующее определение: «Машина – это соединение сопротивляющихся тел, устроенное так, чтобы принудить механические силы природы действовать для выполнения определенных движений»³³⁷. Совокупность двух таких тел Рело называет кинематической парой, а составляющие ее тела – элементами пары. С помощью двух этих элементов можно осуществить различные движения. Несколько кинематических пар образуют кинематическое звено, а несколько звеньев – кинематическую цепь. Механизм – замкнутая кинематическая цепь принужденного движения, одно из звеньев которой закреплено. Поэтому из одной цепи можно получить столько механизмов, сколько она имеет звеньев. Если же мы принудим одно из звеньев с помощью некоторой силы изменить первоначальное положение, то получим машину³³⁸.

Определение машины, данное Рело, вызвало критику со стороны многих практиков машиностроения. В частности, Бек в своих статьях «О понятии „машина“»³³⁹ уличает определение Рело в абстрактности (отрыве от реальности), отсутствии указания на искусственность и на выполнение машиной механико-технической работы. Бек дает свое определение: «Машиной называется искусственное соединение сопротивляющихся тел для выполнения определенной механико-технической работы, и устроено с этой целью таким образом, чтобы механические силы, действующие с его помощью, производили определенные движения»³⁴⁰. Однако, по нашему мнению, в этом определении Бек соотносит технологическое и кинематическое описания машины. Однако Рело не только не сумел разработать единых теоретических средств для решения инженерных задач, но и совершенно опустил расчетную часть прикладной кинематики, уже в значительной степени разработанную Виллисом и Французской школой. Предложенный им формальный аппарат для обозначения состава механизмов оказался громоздким и не дал практических результатов³⁴¹. Как реакция на «теоретичность» кинематической школы Рело, наметилась более жесткая ориентация на инженерную практику, что и выразилось в разработке конструктивной теории машин.

3. Конструктивная теория машин рассматривает их с точки зрения форм и частей целого. Родоначальник этой школы – крупный немецкий инженер Фердинанд Редтенбахер, поставивший своей целью создать научное машиностроение, гармонично сочетающее в себе теорию и практику. В 1852 г. он выпустил «Принципы механики»³⁴², где было изложено теоретическое учение о машинах. В 1862–1865 гг. вышло в свет его главное сочинение «Машиностроение». К машине Редтенбахер подходит как истинный конструктор:

«Многообразные механизмы движения, которыми пользуются для устройства рабочих машин, не должны заново изобретаться каждый раз. Однако в свое время это было необходимо, когда были изобретены паровые и прядильные машины, так как тогда были известны лишь немногие механизмы для преобразования движений. Теперь же известно очень много разнообразных механизмов и всегда можно отыскать такой, который подходит для частного случая. Таким образом, лишь для совершенно необычных условий движения действительно необходимы новые изобретения, и очень ясное и полное знание изобретенных до настоящего времени передаточных механизмов, служащих для устройства рабочих машин, является необычайно важным»³⁴³.

После трудов Редтенбахера конструктивная теория машин под названием «машиностроение» стала обязательным предметом во всех технических школах³⁴⁴.

В докладе Политехническому обществу 2 ноября 1907 г. «Что такое: принцип, система, конструкция в машинах» Энгельмейер определяет соотношение между этими тремя точками зрения на машину:

«Технология определяет характер той работы, которую от машины потребует практика. Для технологии все равно, как осуществить эти условия. Затем вступает в свои права кинематика и предписывает, каким механизмом надлежит осуществить нужные движения. Наконец, входит машиностроение с конструктором во главе и вырабатывает машину во всех деталях. Стало быть, для того чтобы осуществить требования технологические, надо осуществить требования кинематические, а для того чтобы осуществить эти последние, надо осуществить требования конструктивные. Другими словами: конструкция машины зависит от кинематической схемы, а эта последняя зависит от технологического принципа машины».

Далее он выделяет принцип, систему, конструкцию всякой машины. «Принцип машины, т. е. ее основная суть, определяется технологическими признаками, система определяется кинематической схемой, а конструкция определяется совокупностью и расположением деталей машины». Итак, конструкция – вещественное выполнение машины во всех деталях. При рассмотрении же системы машин интересуются не всеми деталями, а лишь существенными для системы. Говоря же о принципе, обращают внимание на еще меньшее число самых важных рабочих органов. «Какой разряд машин мы бы ни взяли, везде мы различаем, во-первых, принцип, характеризующий целый тип или разряд машин, во-вторых, разные системы, составляющие подотделы типа и, наконец, в-третьих, конструкции, составляющие вещественное осуществление принципа и системы; при этом один данный принцип повторяется в целом ряде систем, а одна система повторяется в ряде конструкций»³⁴⁵.

Таким образом, рассмотренная с конструктивной стороны машина есть конкретное явление, из которого мы выносим конкретное представление. (Энгельмейер конструкцию рассматривает здесь уже не просто как конкретную вещественную структуру машины, а как ее конкретное представление в теории.) Система машины – уже конкретное понятие, получающееся в результате первого обобщения или отвлечения. Обобщая же целый ряд систем (как конкретных понятий), мы получаем абстрактное понятие – принцип машины. Это путь индуктивный. Он применяется, по мнению Энгельмейера, тогда, когда наука еще только создается. Когда же она уже создана, то ее излагают дедуктивным способом: сначала основные принципы, затем частные законы как развитие этих принципов и, наконец, отдельные факты как иллюстрации к законам.

В качестве примера он приводит способ преподавания учения о динамо-машинах в технических училищах:

«Учение о динамах, как и всякий подобный учебный предмет, излагается дедуктивно. Сначала ученикам преподаются электромагнитные законы, из которых слагается принцип всех без исключения динам. Затем излагаются схемы разных систем, а уж после всего рассматриваются динамы во всех конструктивных подробностях. При этом можно остановить изложение предмета преподавания на той или другой ступени, смотря по надобности. Так, например, если нужно сообщить только лишь общее понятие о динамах ну хоть химику, которому придется разве только пользоваться током от динам, но не придется не только строить, но и ухаживать за ними, то достаточно изложить один только принцип. Несколько больше надо сообщить ну хоть путейцу, которому хотя и не придется строить динамы, но придется, может быть, иметь надзор за их работой. Тут надо кроме принципов изложить и схемы разных систем.

Также составляются популярные книги о динамах… Здесь тоже описание динам останавливается на схемах. Что же до конструкций, то их преподают, разумеется, только тем техникам, которым придется их строить»³⁴⁶.

Таким образом, этот способ особенно хорош для преподавания. Энгельмейер также приводит в качестве иллюстрации свой доклад об автомобилях, читанный в Политехническом обществе той же аудитории, но несколько раньше, 13 октября 1907 г.: «Лица, присутствовавшие на том докладе, помнят, что сначала мы рассмотрели в качестве принципа состав автомобиля, т. е. совокупность его главных существенных органов, тех органов, без которых машина не может называться автомобилем. Затем мы рассмотрели схематически развитые системы современных автомобилей, и на этой второй ступени, дающей только общее понятие об автомобиле, закончился мой доклад. Затем все присутствовавшие перешли в нижний этаж и здесь могли ознакомиться с конструктивными подробностями на выставленных машинах»³⁴⁷.

Энгельмейер ставит перед собой вполне осознанно задачу анализа и описания процесса проектирования. Для него постановка этой задачи диктуется в первую очередь потребностями преподавания. Сегодня к этому добавляются еще две потребности в такого рода описании: для организации ставшего весьма сложным самого процесса проектирования и для решения задачи автоматизации проектирования. Что касается последней, интересно замечание, которое Петр Климентьевич делает на одной из четырех общедоступных лекций «О машинах», которые были прочитаны им в аудитории Исторического музея 14, 21, 22 и 28 ноября 1890 г.

(последняя из этих лекций «Что нужно для изобретения машин?» была напечатана): «…Намереваясь изобрести машину для такой работы, которая до сих пор производится только человеком, прежде всего необходимо видоизменить саму эту работу на машинный лад»³⁴⁸. Ведь автоматизируя проектирование, мы фактически машинизируем проектировочную деятельность человека, строим вместо нее машину.

Описание процесса проектирования

В основу описания процесса проектирования Энгельмейер положил разработанную им трехактную теорию творчества, так называемый трехакт³⁴⁹. Рассмотрим, в чем же состоит суть этих трех актов.

По Энгельмейеру, человеческое творчество есть совокупность трех «деятелей» – желания (интуиции), знания и умения. Различает он и три вида продуктов деятельности (деятельность он понимает как самый процесс работы): идеи (в сознании), процессы (во времени) и материальные вещи, т. е. предметы (в пространстве). В соответствии с этим он и расчленяет процесс проектирования на три стадии:

1) создание общего плана;

2) выработка из этого плана полной схемы;

3) разработка схемы детально до рабочих чертежей включительно. Для анализа он сознательно берет полный систематический процесс проектирования новой и довольно сложной машины. «Такой процесс представит нам возможно большее число разных факторов. Более простые случаи тогда дадут сокращение этого процесса».

I акт. Создание общего плана (происхождение замысла).

Акт творческий (интуиция)

На этом этапе определяется, что хочет проектировщик. Проектирование машины предполагает, что условия задачи ясно осознаны. Это творческий акт конструирования идеи машины, удовлетворяющей всем поставленным условиям. Он распадается на две стадии.

1. Творчество, дающее идею (идея – уже полное решение задачи, это полная машина со всеми деталями, которые пока не видны): «…процесс проектирования начинается с возникновения в уме изобретателя темной идеи, которая есть неясное, но полное решение задачи (убеждение в том, что это лучшее решение, пока основано на вере)». На этом этапе главное – изобретательность и личный опыт. Идея машины представляется самому ее носителю загадкой, он вглядывается в нее, вынашивает идею, «думает о ней». «Эта работа, по-моему, должна происходить исключительно умозрительным путем. Бумага и карандаш, которые дальше окажутся необходимыми, теперь, наоборот, только могут помешать, и это по двум причинам: во-первых, потому что бумага имеет только два измерения, между тем как машина почти всегда имеет три, пока стоит, и четыре, пока движется; во-вторых, потому что теперь всего нужнее припомнить как можно больше разных механизмов и чтобы они готовы были несколько видоизменяться и прилаживаться к требованиям идеи-сфинкса; а это возможно только при образах воображаемых»³⁵⁰.

2. Внутреннее чтение идеи для выяснения главных частей, в результате которого составится общий план машины. Память и конструктивное воображение – вот деятели первого акта во второй его половине. «Первый акт проектирования окончен, когда идея машины возникла и изобретатель настолько ее распознал, что уяснил себе общий план машины, т. е. ее характер и главные рабочие органы»³⁵¹. Теперь идея машины представляется в виде «карты» малоизученной земли: есть оазисы, но еще много белых пятен, их связывающих областей. Результат этого акта – принцип машины, в котором выражена сама ее суть. Он дает то, что хотя и недостаточно, но необходимо для достижения данного эффекта. Принцип характеризует целый ряд машин, самое существенное в них.

II акт. Выработка схемы (логическое представление).

Акт научный (знание)

На этом этапе выясняется, что может проектировщик. «Второй акт получает машину в виде нескольких отдельно стоящих органов, и задача его заключается в том, чтобы выработать промежуточные члены и чтобы получить таким образом полную схему машины»³⁵². Теперь конструктора занимают образы не столько формы, сколько движения. Здесь фактически дается кинематическое представление машины, но в более общем виде. Речь идет о применении не только кинематики, но и математики, физики, механики, вообще естествознания, науки в собственном смысле слова. Творческий элемент играет все еще важную роль, поскольку продолжается искание: математика только облегчает приемы искания, естествознание дает для этого самый материал, но руководит этим исканием и выбором все та же «идея-сфинкс». На этом этапе выясняются все промежуточные органы, их расположение, главные размеры будущих деталей и т. д. Второй акт ведется с помощью карандаша и бумаги. Здесь еще рано перелистывать справочники (это может только помешать), а нужны теоретические руководства. В результате второго акта «машина предстанет перед нами вся, во всех частях, но только изображенная схематически». Второй акт дает схему (для сооружения), систему (для машины) или план (для действия). Схема дает то, что необходимо и достаточно для эффекта, т. е. полное идейное содержание данного изобретения (или проекта), полную мысль о нем. Говоря о системе машины, мы отвлекаемся от ее вещественной формы, а берем только ее схему. План для известного действия – все равно что схема для сооружения и система для машины (к способам производства, например, лучше подходит слово «план»).

III акт. Детальное выполнение (осуществление).

Акт чертежный/ремесленный (умение)

Здесь производится конструктивное выполнение изображения машины (в окончательных действительных формах и размерах) и проектирование деталей: задача разбивается на столько частных задач, сколько отдельных деталей (частей в машине), и каждая деталь вырабатывается отдельно. Раз машина дана схематически, дальнейшая окончательная выработка ее, вплоть до рабочих чертежей включительно, – дело несложное. Не только детали или простые инструменты, но и целые машины могут быть взяты из каталогов (в противном случае трехакт повторяется на уровне проектирования деталей). Поэтому здесь становятся так важны различные справочные руководства. «Остальное, т. е. фактическое построение – уже дело ремесла» (фабрикация изделия на производстве). В результате третьего акта машина получается в виде рабочих чертежей, определенной конструкции (конструктивного варианта), т. е. вещественного осуществления принципа и системы данной машины. Конкретная машина – только один экземпляр, серия (класс) машин может не иметь конструктивных различий, и тогда она описывается одной конструкцией (точнее было бы сказать, одной конструктивной схемой, но слово «схема» Энгельмейером уже занято). Таким образом, конструкция – общая для класса изделий производства. Если речь идет о проектировании технологии производства, то здесь «конструкция» выступает в виде конкретной совокупности рецептов и приемов. Система (или схема) машины повторяется в ряде конструкций, а один какой-нибудь принцип – в ряде систем машин, т. е. принцип характеризует целый разряд машин (прежде всего со стороны их функции – «то, для чего»), а разные системы составляют подклассы этого разряда. Таким образом, принцип, система (схема) и конструкция – продукты логического отвлечения, отображающие некоторую сущность машины (проекта, изобретения), вернее три степени (ступени) существенного³⁵³.

Далее Энгельмейер применяет трехакт к машиностроительной практике для описания конкретных случаев проектирования. Таких случаев у него четыре.

1. Требуется простая копировка машины – производится точная во всех частях копия данной машины без всяких изменений. Этот случай – второстепенный (вырожденный), так как не содержит вовсе проектирования.

2. Требуется держаться в точности данного типа машины; даны все части машины в своих формах и взаимном размещении, следует только придать машине другие размеры в соответствии с новым заказом. Этот случай предполагает, что конструктору дана вся схема машины, т. е. ему остается лишь совершить один третий акт.

3. Требуется ввести изменения в форму и расположение деталей, причем некоторые (главные) части машины берутся готовыми из другой существующей машины. Это – усовершенствование, упрощение, выработка нового типа и т. п.³⁵⁴ Здесь производится построение полной схемы машины, а затем разработка по ней всех деталей. Этот случай содержит в себе второй и третий акты.

4. Строится совершенно новая небывалая машина, предназначенная производить такую работу, которая до сих пор еще машиной не производилась. Здесь не дано ничего, в сущности, кроме рода работы. Этот случай довольно редкий. Он и представляет собой собственно изобретение машины в подлинном смысле слова и, как самый полный, содержит в себе все предыдущие; в нем реализуется весь трехактный полный процесс проектирования.

«Из всего сказанного (Энгельмейер разобрал несколько конкретных машин. – В.Г.) мы видим только то, что всякая машина нам представляет решение или одной, или чаще всего многих задач проектирования. Но несомненно все-таки то, что каждая из этих задач содержала в себе при первом своем решении трехакт или целиком, или в сокращенном виде, раз решенные задачи явились для следующих задач уже данными величинами. Поэтому, имеем ли мы простую машину или сложную, простой чертежный инструмент или громадный броненосный фрегат, во всех этих случаях мы видим один или несколько раз повторенный трехактный процесс проектирования»³⁵⁵.

Итак, подведем итог. Что же дает нам трехакт? Во-первых, как мы уже видели, он дает развернутое описание как полного процесса проектирования, так и его различных усеченных вариантов. Это Энгельмейер очень хорошо показал на целом ряде конкретных примеров из практики машиностроения. Конечно, сегодня этого описания уже недостаточно, и оно значительно более детализировано в современной теории проектирования. Но Энгельмейер верно угадал проблему и наметил оригинальный путь ее решения. Во-вторых, он дал четкую классификацию различных способов описания (представления) машины (а в общем виде – вообще любой технической системы), которая применима относительно ее изображения как в проектировании, конструировании, так и в технической науке. В-третьих, трехакт дает возможность провести более ясное различие между изобретением, проектированием, конструированием и наукой. Хотя в каждом из этих видов деятельности применим полный трехакт, мы можем отнести свободное изобретательство к первому акту (во всяком случае, оно здесь преобладает); проектирование, которое более всего связано с научными исследованиями и расчетами, – ко второму акту. Это работа со схемой, планом, т. е. с чертежом и бумагой, это то, что мы могли бы с полным правом отнести к стадии так называемого эскизного проектирования. Конструирование же представляет собой разработку конструкции машины, которая затем материализуется в процессе изготовления на производстве и относится к третьему акту.

На рубеже XIX–XX вв. проектирование как особый вид инженерной деятельности еще было недостаточно развито и отчленено от конструирования. И в том, что Энгельмейер угадал тенденцию развития этой деятельности, главную роль сыграл его теоретический (вернее, философско-методологический) подход к данной проблеме.

Немецкий инженер А. Ридлер примерно в это же время в своей книге «Машиностроительное черчение»³⁵⁶ дал классификацию различных видов чертежей, применяемых в то время в машиностроении. (Это проливает дополнительный свет на данную проблему.) Он отмечает, что чертеж, с одной стороны, средство выражения мысли конструктора, необходимейшее орудие творчества инженера, с другой – средство коммуникации, необходимое в условиях разделения труда. Ридлер выделяет три этапа проектирования:

1) проектирование чертежей для проектов и смет;

2) эскизы (их цель – возможно просто изобразить сущность предмета);

3) рабочие (исполнительские) чертежи.

Они служат посредниками для передачи идеи конструктора исполнителю-рабочему и, конечно, мастеру и инженеру, руководящим сборкой. Изготовление рабочих чертежей и есть первейшая задача конструктора. Первые же два типа чертежей разрабатывает собственно проектировщик.

Чертежи для проектов и смет служат для расчета экономической части проекта и рациональной организации работы (они нужны для технической дирекции). Эскизы проекта необходимы для проведения предварительных научных расчетов и передачи достаточно разработанной идеи проекта чертежникам и конструкторам для исполнения рабочих чертежей, дополнительных расчетов и конструктивного выполнения идеи. Предварительные эскизы проекта в масштабе имеют целью наметить лишь взаимное положение и связь главных частей и поэтому должны содержать лишь существенное с этой точки зрения, без подробностей, не относящихся к взаимной связи частей или дальнейшее развитие которых не может представить затруднения. Это описание Ридлером реальной практики машиностроения того периода дает нам более четкое понимание уже наметившегося разграничения обязанностей и функций проектировщика и конструктора.

Конструкторская деятельность связана в основном с «рутиной» данной отрасли. Но, как отмечает Энгельмейер, рутина еще не означает машинального повторения. Конструктор видоизменяет приемы своей работы в зависимости от конкретного случая, но они не выходят за пределы конструктивных вариантов и представляют собой применение известных, уже выработанных искусственных приемов и простых стандартных расчетов. Поэтому его задача заключается в том, чтобы произвести такое видоизменение для получения лишь новой конструкции, а не нового изобретения. Недостаточно только сформулировать новую идею, пишет российский инженер-механик Кирпичев, необходимо «сделать новую машину способной к долгосрочной службе; при этом встречаются многочисленные затруднения, о которых первоначально и не думали; между тем главная задача инженера и заключается в преодолении этих затруднений». За изобретателями следуют «армии конструкторов, меняющих детали, подробности расположения и вырабатывающие многочисленные типы машин». По его меткому выражению, «конструктор – это творец новых типов машин, имеющих общее устройство, но различающихся конструктивными особенностями (характером отдельных деталей и их расположением, материалом и т. д.)»³⁵⁷. Прогресс в технике, по мнению Энгельмейера, как раз и заключается в том, что нововведение усваивается и переходит из разряда изобретений в разряд конструкций. По мнению известного ученого-механика, профессора Императорского высшего технического училища А.И. Сидорова, задача контруктора – «воплощать проекты в жизнь, одевая отвлеченную мысль и геометрический скелет машины телом и платьем, сообразно требованиям жизни». Иначе «самые глубокие и блестящие проекты могут оказаться бесплодными, если нет инструментов и материалов для создания частей машины». По его мнению, конструктор должен быть хорошо знаком со всеми процессами изготовления и обработки проектируемых машин, сооружений и вообще всяких изделий. Без такого знакомства он может сконструировать детали, которые будет или совсем невозможно отлить, отковать или обработать, или же обработка их окажется неудобной, дорогой и продолжительной³⁵⁸.

Конструкторскую деятельность выполнял, например, один из организаторов радиотехнической и электротехнической промышленности член-корреспондент АН СССР, инженер Валентин Петрович Вологдин, который пишет в «Воспоминаниях» о начале своего инженерного пути: «Новые машины проектировались и строились на заводе малоопытными людьми и имели большие дефекты. Я должен был самостоятельно устранять все недостатки в расчетах, конструкции и изготовлении машин, и это дало мне широчайший опыт… Самостоятельность приучила меня работать не шаблонно, а искать еще неизведанные новые пути. Во мне рождался конструктор новых машин…» Конструкторская деятельность Вологдина заключалась во внесении «незначительных изменений в конструкцию» генератора, «упрощении конструкции» ротора, совмещении в одном корпусе генератора и двигателя машины, что обеспечивало их большую устойчивость, уменьшало габариты и массу, повышало скорость вращения ротора, в разработке и изготовлении образцов трансформаторов с дополнительным подмагничиванием сердечника постоянным током, в применении и совершенствовании умножителей частоты и т. д. Владелец завода, убедившись в конструкторских способностях своего сотрудника, заключил с Вологдиным договор на расчет, конструирование, изготовление и испытание вновь строившихся генераторов тока повышенной частоты. Вологдин сделал более сотни вариантов (по его собственному признанию, «чертил их бесконечное множество»), и по каждому варианту он испытывал детали генератора, подбирая материалы для них (например, для обмоток статора он выбрал провод с шелковой изоляцией, что было тогда новинкой). В 1915 г. он построил высокочастотный генератор с цилиндрическим ротором и оригинальным расположением деталей. Кроме того, в процессе производства машины облегчалась центровка ротора и сборка всей конструкции. Существенные изменения Вологдин ввел в форму статорных полюсозубцов, что снизило потерю энергии. Наконец, был создан опытный образец. Испытания трехкиловаттной машины дали хорошие результаты. В дальнейшем она послужила моделью новой, более мощной 50-киловаттной машины, которая разрабатывалась уже после революции, когда Вологдин возглавил лабораторию в составе Нижегородской радиолаборатории. По воспоминаниям одного из ее сотрудников, «лаборатория Валентина Петровича носила более инженерный характер, чем прочие лаборатории. Может быть, это было так потому, что машина высокой частоты, которой в ней занимались, представляла собой разновидность уже вошедших в технику электрических машин переменного тока…». В конструкции нового 50-киловаттного машинного генератора предусматривалось множество приспособлений, обеспечивающих его нормальную эксплуатацию (например, охлаждение водой масла, подаваемого в подшипники), была тщательно продумана технология его изготовления. Первые опытные образцы машин изготовлялись в мастерских Нижегородской радиолаборатории с помощью местных заводов, но для их серийного производства этого было недостаточно, требовалось специальное промышленное предприятие. «Когда работа наших заводов будет налажена, – мечтал Вологдин, – лаборатория, которая является мозгом их, будет давать им указания, теоретическую помощь, которым они будут следовать…»³⁵⁹.

Конструкторская деятельность становится особенно необходимой с развитием серийного и массового производства технических изделий. Проектирование же занимает промежуточное положение между изобретением и конструированием и более тесно связано с научной деятельностью (поэтому неслучайно Энгельмейер называет второй акт, с ним связанный, актом научным)³⁶⁰. Но к изобретательству также применим трехакт, и изобретатель обязан владеть кроме эмпирических (чисто практических) еще и научными знаниями. «Чем новее та область, к которой принадлежит изобретение, тем скорее от изобретателя может потребоваться самому сделаться научным исследователем»³⁶¹. Здесь нам важно отметить, что Энгельмейер предугадал все более глубокое проникновение научной деятельности в сферу инженерии, рассматривая ее не только как внешний, но и как внутренний акт инженерной деятельности.

Например, известный русский изобретатель электрической дуговой сварки металлов Николай Гаврилович Славянов в 1891 г. запатентовал свое изобретение только после тщательной разработки (в течение нескольких лет) предлагаемого им способа, что позволило внести новые улучшения в процесс сварки. Работая на Пермских заводах, он провел специальное исследование по применению электрической дуги в машиностроении, непрерывно продолжая его совершенствовать (в том числе и все вспомогательные операции). О его глубоких теоретических исследованиях, сопровождавших изобретение, свидетельствуют его научные труды, в частности статья «Электрическая отливка металлов горного инженера Николая Славянова», опубликованная в «Горном журнале» за 1892 г.

Особенно четко необходимость научных исследований, сопровождающих всякое серьезное инженерное изобретение, видна сейчас, когда они часто становятся плодом работы целого коллектива инженеров-исследователей или даже исследовательской лаборатории. Глубокое теоретическое исследование предшествовало, например, изобретению ультразвуковой дефектоскопии членом-корреспондентом АН СССР Сергеем Яковлевичем Соколовым, который был не только выдающимся изобретателем, но и исследователем, создавшим отечественную школу акустики. В 1927 г., изучая распределение ультразвука в твердых телах, которое подчиняется законам геометрической оптики, Соколов обнаружил его способность легко проходить через металл. Это физическое явление не было известно ранее (считалось, что ультразвук быстро затухает в твердых средах). В 1928 г. Соколовым было предложено практическое применение ультразвука для дефектоскопии металлов, т. е. для определения качества металлических образцов (обнаружения в них раковин и трещин, определения степени закалки, механической однородности и т. д.). Даже сама идея получения видимых изображений предметов с помощью ультразвука до этого никем не высказывалась. Одновременно Соколов руководил акустическим отделом Центральной радиолаборатории, а затем лабораторией акустики Ленинградского электротехнического института. Технические изобретения чередуются у Соколова с физическими экспериментами. Ученый проявил себя и как изобретатель, и как физик-исследователь. Различие между изобретателем-ученым и ученым-изобретателем, попутно с исследованием изобретающего экспериментальную технику, можно увидеть па примере деятельности русских электротехников Якоби и Ленца. Якоби даже физические схемы воспринимал как первоначальные эскизы машин. Для Ленца же, напротив, машины были моделями, демонстрирующими физические принципы.