В. М. Бродянский. Криогенная техника. Основы специальности

Общие и специальные учебные дисциплины

Все учебные дисциплины, включенные в учебный план, делится на три большие группы: общенаучные (базовые), общеинженерные (общетехнические) и специальные. Кроме этого, в подготовку инженера неотъемлемой частью входит физическое воспитание и обучение одному иностранному языку.

Общенаучные дисциплины, как следует из их названия, обеспечивают общую научную базу инженерного образования. В нее входят науки двух циклов: естественные (математика, физика, химия) и общественные (история, философия, экономика). [Математика в силу своей специфики, связанной с высоким уровнем абстракции, иногда не включается в группу естественных наук, а рассматривается отдельно. В данном случае это несущественно.]

Дисциплины первого цикла обеспечивают будущему инженеру естественнонаучную базу, основанную на знании законов природы и математических методов. Общенаучные дисциплины даются студентам достаточно широко, «с запасом», в объеме, превышающем непосредственные нужды последующих общетехнических и специальных дисциплин.

Более того, заранее ясно, что многое из того, что изучается в общенаучных дисциплинах, непосредственно не понадобится в будущей практической работе. Все же связанный с этим «запас прочности» необходим: причины здесь две.

Первая состоит в том, что в эпоху НТР содержание и объем специальных и общетехнических дисциплин в связи с развитием техники и технологии быстро меняются (причем специальных еще быстрее, чем общетехнических). Эти изменения чаще всего нельзя точно прогнозировать, поэтому нет возможности предсказать, что именно из математики, физики или химии может понадобиться в близкой или тем более далекой перспективе.

Вторая причина связана с необходимостью понимания внутренней логики, единства каждой науки. Без этого понимания нельзя не только хорошо понять отдельные разделы, но и сформировать цельное научное мировоззрение, необходимое современному творческому инженеру.

Еще большую роль в формировании мировоззрения играют дисциплины второго цикла, которые дают понимание наиболее общих законов развития природы, общества и техники.

Изучение предметов общественного цикла труппы базовых дисциплин завершает идеологическую подготовку будущего инженера, вооружает его теорией и фактическим материалом для понимания окружающего мира, экономики и политики в сфере технической конкуренции и сотрудничества.

Общетехнические дисциплины тоже делятся на несколько групп.

Первая из них – механико-машиностроительная. Дисциплины этой группы, такие, как механика (включая сопротивление материалов), технология материалов, основы конструирования, долгое время занимали определяющее место в инженерной подготовке. Это было естественно, так как механическая технология и связанная с ней техника занимали ведущее место в инженерной деятельности. Сейчас с развитием и других технологий ее доля несколько сократилась, но все же осталась (и останется на обозримую перспективу) весьма существенной.

Как бы ни менялись техника и технология, их развитие будет в решающей степени определяться прочностью материалов (и конструкций), методами их обработки. Всегда будут необходимы расчет и конструирование механических устройств и элементов. Другими словами, любые высшие формы движения материи (электрическая, тепловая, химическая, биологическая) никогда целиком не заменят (и не отменят) важнейшую, наиболее простую - механическую. Поэтому инженер любой специальности, не знакомый в достаточной степени с дисциплинами механико-машиностроительного направления, может оказаться беспомощным при решении своих, специфических задач, даже не связанных непосредственно с механикой.

Вторая группа - электротехническая, включающая электротехнику и электронику, электротехнические измерения и приборы, автоматику.
Очевидно, что без электрогенераторов и электродвигателей, без электронагревательных и осветительных устройств, без измерительных приборов, автоматики современная техника просто немыслима.

Третья группа дисциплин - тепловые и гидрогазодинамические - наиболее близко связана с процессами, происходящими в устройствах низкотемпературной, в частности, криогенной техники. Сюда входят: термодинамика, теория тепломассообмена и гидрогазодинамика. Содержание этих дисциплин составляют закономерности движения потоков вещества и энергии, а также происходящие при этом их преобразования, которые связаны с изменением температур, давлений, составов, переходами из одного агрегатного состояния в другое и т.д.

К общетехническим дисциплинам относится также инженерная графика (раньше она называлась черчением; сюда же относилась и начертательная геометрия). Этот предмет иногда называют языком техники, и такое почетное название вполне заслуженно. Если бы не было чертежей, схем, графиков, эскизов, то спроектировать, изготовить и испытать любой технический объект (даже понять, как он действует) было бы невозможно. Трудно представить, сколько нужно было бы слов, чтобы объяснить, как сделать, например, самовар, не говоря уже о таких объектах, как самолет, корабль или станок.

Поэтому ни техника, ни технология, как и связанные с ними общетехнические и специальные науки, не могли бы существовать, если бы не было краткого, емкого графического условного языка, дающего возможность записывать, передавать и сохранять всю необходимую информацию. Таким языком и служит инженерная графикa. Это большая и важная техническая наука, которой инженер должен владеть совершенно свободно. В последнее время удалось обучить языку инженерной графики многие машины: они не только понимают eго, но сами делают чертежи и графики или изготовляют детали по чертежу. Новые, совершенные способы записи, обработки и хранения технической информации меняют, конечно, ее формы; другим делается и чертеж.

Специальные дисциплины завершают инженерное образование и конкретизируют его содержание применительно к определенным областям техники и технологии. Эта область инженерных знаний наиболее подвижна; она непрерывно обновляется. Поскольку ее содержание («верхний этаж») опирается на две предыдущих ступени - общетехническую и общенаучную («второй и первый этажи»), - любой пробел, дефект в этой опоре может вызвать аварию всего здания.

Перечень специальных дисциплин так же широк, как и перечень инженерных специальностей и специализаций.

Чтобы иметь представление о специальных дисциплинах, относящихся к криогенной технике, достаточно ознакомиться с их перечнем применительно к МЭИ (нужно иметь в виду, что этот набор дисциплин постоянно меняется и обновляется). Среди них есть и более общие и более конкретные. К первым относятся:
•  основы криофизики,
•  термодинамические основы низкотемпературной техники,
•  прикладная сверхпроводимость,
•  теория и методы низкотемпературного эксперимента,
•  проектирование криогенных систем.
Ко вторым:
•  нагнетательные и расширительные машины,
•  механика двухфазных потоков,
•  тепломассообменные аппараты,
•  рефрижераторы и ожижители,
•  низкотемпературное разделение газовых смесей,
•  охлаждение и криостатирование энергетических устройств.

Следующая страница: Объект, процесс и метод