У истоков дизайна


         

Это новое качество формообразования, выражавшееся


Это новое качество формообразования, выражавшееся в сглаживании поверхностей, удлинении, спрямлении и закруглении линий силуэта, несомненно было первым шагом на пути к созданию новой стилевой системы.
Однако в общем случае поиски формы проводились на ощупь, конструкторы-практики могли только догадываться о причинах того или иного эффекта.
Одновременно с практическими поисками оптимального формообразования ширился научный поиск зависимостей между формой и движением быстроходных машин. Научный интерес к форме возникает на рубеже веков почти одновременно в различных странах. У своих истоков изучение формы было неразрывно связано с развитием воздухоплавания, в котором необходимость достижения больших скоростей особенно остро поставила вопрос о форме.
Уже первые эксперименты пионера авиации Лилиенталя начала 90-х годов показали, что вогнутые крылья дают большую подъемную силу, чем прямые. На это обстоятельство обратили внимание многие ученые, в числе которых был Н.Е. Жуковский. Он с интересом следил за опытами Лилиенталя и сразу заметил, какую существенную роль играет форма крыльев при полете. В работе 1891 г. «О парении птиц» им уже была высказана догадка, что возможность парения тел в воздухе непосредственно связана с их формой. Еще отчетливее эта мысль прозвучала в речи Жуковского на X съезде естествоиспытателей и врачей в 1898 г. В начале века Н.Е. Жуковский приступил к серии опытов над движением тел в воздухе. В 1902 г. под его руководством в механической лаборатории Московского университета строится первая в России аэродинамическая труба закрытого типа, затем организуется специальная лаборатория в Кучине, где ставятся опыты по изучению свойств подъемной силы и ее зависимости от формы испытуемых тел.
В 1906 г. образовалось международное Авиационное научно-исследовательское общество. В 1908 г. по проекту немецкого механика Людвига Прандтля в Геттингене сооружается аэродинамическая труба. Прандтль разработал технику измерений и методику обработки результатов, которые были вскоре приняты во всем мире. Несколькими годами позже он опубликовал труды по теории несущего крыла, где показал, как следует проектировать самолеты на основании испытаний моделей в аэродинамической трубе. Его методы широко используются в практике самолетостроения по сей день. Ряд опытов в этом направлении проводился также в аэродинамических лабораториях французского инженера А.-Г. Эйфеля.
Н.Е. Жуковский исследование теории крыла самолета начал в 1904 г. И в этом случае опыты были связаны с формой. Жуковскому принадлежит идея округления многоугольных контуров, «скелетов крыла», округление отрезка прямой дает так называемый руль Жуковского, округление дуги круга дает инверсию параболы. Эти профили в литературе обычно называются «профилями Жуковского». В 1911 г. он установил два класса теоретических профилей крыла и доказал, почему изогнутая форма профиля крыла более целесообразна по сравнению с плоской пластинкой.
К выводу о взаимосвязи формы и скорости полета пришел также К.Э. Циолковский. Он поставил серию экспериментов с целью исследовать силы сопротивления для ряда плоских пластинок, круглых и эллиптических цилиндров, моделей дирижаблей с разным удлинением и различной геометрической формы, доказав, что сила сопротивления плохо обтекаемых тел растет пропорционально квадрату скорости и некоторой характерной для каждого тела площади. Мысль об обтекаемости была высказана им еще в работе 1895 г. «Аэроплан, или Птицеподобная (авиационная) летательная машина», где он приводит чертежи крыльев. «Форма везде закругленная, – описывает их автор, – сечения крыльев во всех направлениях ограничены плавными линиями, благодаря чему крылья легко рассекают воздух, причем давление на всю их нижнюю поверхность довольно равномерно. Во время полета передняя часть корпуса несколько приподнята» [10]. Можно считать, что именно в этой работе К.Э. Циолковского была впервые в истории самолетостроения подчеркнута необходимость улучшения обтекаемости аэроплана для повышения его скорости.
Почти одновременно с работами в области аэродинамики начинаются поиски принципов и методов научного формообразования и в других областях техники. В конце 90-х годов появились работы В.П. Горячкина, посвященные исследованию сельскохозяйственных машин и оказавшие исключительное влияние на выработку их рациональных форм. Его работа 1898 г. «Отвал. К графической теории плуга» положила начало научному обоснованию формообразования сельскохозяйственных машин. Горячкин придает огромное значение форме и утверждает, что теория всякого рода орудий должна ответить на два вопроса: 1) какую форму должны иметь работающие части орудия для наиболее совершенной по качеству работы; 2) каковы должны быть размеры и расположение всех составных (работающих и неработающих) частей орудия для наиболее удобного управления при возможно малой затрате усилия.
Работы по изучению взаимодействия формы и рабочих качеств турбины проводились в 90-х годах талантливым русским инженером П.Д. Кузьминским. Математическим путем он пытался найти такую геометрическую поверхность, разновидности которой могли бы выполнять роль лопастей турбины, гребного винта, пропеллера и крыльев ветряка, т.е. ставил перед собой задачу, неразрешимость которой доказана в наше время. Но в процессе работы ему удалось найти уравнение новой геометрической поверхности, которую он в честь России назвал «русской поверхностью», а колесо с лопастями, образованными «русской поверхностью», назвал «русоидом». Построенная из алюминиевой бронзы модель «русоида», которая, по предположениям Кузьминского, будучи использованной в качестве турбины, должна была обладать высоким КПД, в практических условиях не была испытана, но сам факт обращения к изучению влияний формы на процесс работы и поиски оптимальной формы конструкции свидетельствуют о том, что техника вступила в такую фазу развития, которая потребовала нового, углубленного проникновения во все аспекты действия машины.
Итак, впервые научный интерес к машинной форме возник на рубеже XIX и XX столетий. Причем в авиации речь шла о движущихся объектах, для которых весьма точно определялись математические соотношения между скоростью и формой машины. Точнее, форма оказалась одним из параметров, от которых зависела скорость, а следовательно, и возможность повышения последней. Выработанная таким образом «высокоскоростная» обтекаемая линия из авиации и воздухоплавания, из артиллерийской техники (форма торпеды) попадает сначала в технику производства машин с ограниченной скоростью (автомобили, локомотивы), затем в технику машин малой скорости (тракторы, дорожные машины) и наконец в технику стационарных машин. Сам термин «обтекаемость» заимствован из гидро- и аэродинамики. Правда, определять им форму машин стали несколько позже.

Содержание  Назад  Вперед