С чего начинается конструктор? В переводе с латинского слово «конструкция» (constructio) означает составление, построение. В техническом языке оно включает в себя такие понятия, как схема устройства и работы машины, сооружения или узла. Конструкциями называют также сами машины, сооружения или отдельные узлы и их детали. Кроме того, понятие «конструкция» обусловливает и предусматривает вполне конкретное взаимное расположение частей и элементов машины, способ их соединения, формы взаимодействия и, конечно, материал, из которого отдельные части (элементы) конструкции должны быть изготовлены.
Конструктор — это творец. Конструктора с высоким званием «генеральный» или «главный», рядового, сидящего за доской кульмана в одном из многочисленных КБ, и начинающего, юного конструктора-любителя, самостоятельно строящего первую в своей жизни модель, объединяет одна общая и характерная черта — созидание. В большом и малом труд любого конструктора нацелен в конечном счете на достижение творческого результата — рождение на свет норой машины, прибора, приспособления или, может быть, только отдельных узлов, деталей.
3 конструкторском деле, как и в любом другом виде творчества, человеку часто приходится идти непроторенным путем. И на этом пути ему очень важно в совершенстве овладеть теми способами, средствами и методами конструкторского творчества, которые выработали его предшественники. Конструктор, вооруженный таким «инструментом», как знание и практика, быстрее и с меньшими затратами сип достигнет цели, сможет больше успеть сделать, качество его созидательного труда станет выше, ибо все дальше он будет отходить в своем творчестве от чрезвычайно трудоемкого и нерационального «пути проб и ошибок».
Особенно важно познать основы конструкторского дела юному технику. Для него и предназначается преимущественно этот новый раздел журнала. Однако мы надеемся, что найдут в нем для себя полезные сведения и руководители детских технических кружков, молодые новаторы производства и просто конструкторы-любители всех возрастов.
Новый раздел «Введение в конструирование» познакомит читателей с общими основами конструирования технических устройств. Делается это с таким расчетом, чтобы изложенные здесь последовательно и в определенной системе принципы конструирования можно было применить в любом виде технического творчества в соответствии с интересами и склонностями читателей.
Схема 1. Основные этапы разработки и изготовления технического устройства.
Схема 2. Основные этапы конструирования технического устройства.
Знакомство с основами конструирования будет проходить на примере разработки на страницах журнала вполне конкретных технических устройств. Процесс этот будет охватывать все наиболее существенные стадии конструкторской работы: от желания «что-то» создать до оформления технического задания на изготовление конкретного изделия. Журнал познакомит читателей с основными приемами конструирования, предложит серию наглядных пособий по конструированию для технических кружков — схемы, рисунки, таблицы.
Для раздела «Введение в конструирование» разработана специальная, пока примерная, программа, рассчитанная на учебный год — с сентября по май включительно. При составлении программы учитывалось, что основным содержанием технического творчества школьников является конструирование различных устройств, а основным его методом — решение технических задач как конструкторских, так и технологических. По каждой теме программы читателю будут предложены технические задачи, творческие задания на конструирование, задачи на конструкторскую смекалку, на сообразительность.
Общая методика конструирования показана на примере решения конкретной технической задачи — разработке устройства для перемещения грузов на некоторое расстояние с заданной скоростью.
Механизм этот или машина будет рассматриваться в трех вариантах: для использования в помещении (например, в школьных мастерских); для открытого пространства (скажем, для пришкольного опытного участка); для использования при передвижении по поверхности… другой планеты.
Основные этапы решения этой задачи будут рассмотрены в процессе разработки и конструирования действующих моделей этих устройств. Мы покажем, как совершается переход от самой идеи, общей проблемной ситуации к формулировке технического задания, к анализу возможных вариантов его решения, к обобщениям, выводам и т. д. 8 ходе разработки технического задания используются специальная литература, справочники. Будет предложено составить таблицы, сделать эскизы, технические рисунки, схемы, выполнить простейшие технические расчеты и оформить необходимую техническую документацию. Наиболее интересные оригинальные решения, предложенные читателями, предполагается опубликовать на страницах журнала.
Основным направлением занятий наших читателей, заинтересовавшихся предлагаемой программой, будет обучение некоторому алгоритму решения технических задач на конструирование. Изложение основных этапов их решения будет максимально приближено к общей структуре разработки технических устройств, принятой в современных КБ и на производстве (схема 1).
Главное внимание в программе уделяется этапу «Конструирование», структура работы по которому изображена на схеме 2.
Основные узлы технического устройства, которые определяют его функциональную пригодность, экономичность и другие технико-эксплуатационные показатели, представлены в общем виде на схеме 3. Общие вопросы теории механизмов даются по И. И. Артоболевскому.
В процессе конструирования целесообразно постоянно прибегать к коллективному поиску возможных вариантов решения технических задач. Наиболее интересные и простые решения технических задач можно выполнить наглядно «в материале», с использованием набора «Конструктор», полуфабрикатов, готовых приборов, автоматических устройств.
Опыт известных советских рационализаторов и изобретателей поможет вам выбрать наиболее приемлемые формы организации творческого процесса — схема 4 (а, б, в) дается по материалам Р. Буша.
Схема 3. Общая структура конструкции технического устройства.
Схема 4. Организационная структура коллективной работы при конструировании технических устройств:
а — «звезда», б — «круг», в — «сеть».
При работе по схеме «Звезда» каждый член группы решает одну и ту же задачу и сообщает результаты в общий «координирующий центр» (в кружке — руководителю, консультанту).
При работе по схеме «Круг» решение одного вопроса является началом разработки второго вопроса и т. д.
Схема «Сеть» приемлема при коллективном творчестве. При такой организации работы чаще получают оригинальные решения. Эта форма требует максимальной активности, взаимной помощи и слаженности всех членов коллектива.
Содержание творческих задач и упражнений руководитель кружка готовит и разрабатывает сам. Он должен на каждом этапе решения технической задачи знать оптимальный для данных конкретных условий путь решения, уметь направить начинающего конструктора на этот путь, не снижая творческого накала, инициативы и самостоятельности кружковцев.
При составлении творческих заданий следует всегда учитывать прежде всего конкретные нужды школьных кабинетов, учебных мастерских, ученических производственных бригад, технических кружков. Требуется заранее подготовить все необходимые материалы, наборы, готовые образцы узлов и механизмов, технические игрушки, справочники, наглядные пособия, а также продумать организацию занятий. Материал программы предусматривает творческое применение знаний, которые юные техники получают на уроках физики, химии, математики, в школьных мастерских.
8 зависимости от конкретных условий организатору работы представляется возможность самому определить время, потребное для изучения каждой темы программы. Оно будет зависеть от возможностей применения отдельных форм работы, таких, как факультативные или кружковые занятия, практикум по конструированию и др.
Вести занятия для начинающих конструкторов будут кандидаты педагогических наук В. Горский, Ю. Столяров, кандидат физико-математических наук В. Шевцов.
