CASTLE.PRI.EE

Записи с меткой «пневматика»

Искал материал про паровые машины и случайно попал на форум, где обсуждались различные компьютеры. Говорили про электронный, механический и «духовой» или пневматический.

Если про электронный и механический, знаю довольно много, то про пневматический – очень мало. Смутно помню, что об этом рассказывали в школе, когда в выпускном классе ходили в республиканский вычислительный центр. Там, в рамках профориентации, нас «учили» на программистов. Мимоходом упомянули про пневматический компьютер. Уже после окончания института, друг, учившийся на специальности «Автоматика и телемеханика» рассказал о новом направлении в промышленной автоматике, но без подробностей.

Из материалов форума. В журнале «Наука и жизнь» за 1965 год была интересная статья, в которой описывается элементная база, позволяющая построить полноценный компьютер без малейшего применения электроники.

Скорость переключения элементов доходила до нескольких килогерц, что близко к показателям первых ламповых ЭВМ. Размеры – на уровне транзисторных компьютеров второго поколения. Технология уже тогда позволяла штамповать аналоги микросхем, то есть набор нужных логических элементов на одной пластине. При этом имелась возможность работы в широчайшем диапазоне температур. Полностью отсутствовала зависимость от электромагнитных помех и радиационного фона.

Краткое изложение статьи. Важным разделом технической кибернетики является использование пневматики, путём создания сложных схем управления. Институтом автоматики и телемеханики были получены новые, перспективные решения. Были созданы вычислительные и логические элементы, позволяющие строить на их основе разнообразные схемы автоматического управления, в том числе выполняющие сложные решения, включающие сложные логические операции и сложные программные устройства.

Созданная институтом автоматики и телемеханики унифицированная система пневмоавтоматики освоена нашей промышленностью, она запатентована во многих странах, а лицензия на производство аппаратуры уже продана одной из иностранных фирм.

За последние годы в институте, на основе широких исследований, создан новый принцип построения систем управления на пневмогидравлических элементах. В этих устройствах отсутствуют подвижные части, и все операции выполняются на основе взаимодействия потоков рабочей жидкости. Новая отрасль техники автоматического управления названа струйной техникой или применительно к пневматическим системам — «пневмоникой».

Первая часть этого названия говорит, что в новых приборах работает воздух. Этим пневмоника похожа на пневматику. Однако, принципы построения приборов пневматики и пневмоники различны. Там — поршни, заслонки и прочие механические подвижные части, приводимые в движение давлением воздуха. Здесь – борьба и взаимодействие струй, потоки воздуха, текущие по каналам, словно электрический ток по проводам. Может быть, это и было причиной того, что в названии нового направления вторая часть созвучна с окончанием слова «электроника».

Эта новая техника построения приборов автоматического управления запатентована в ряде стран. В Соединенных Штатах Америки опубликованы материалы о работах по струйной технике, с запозданием на 7 месяцев, по сравнению с советскими авторскими свидетельствами. В настоящее время такие работы ведутся десятками фирм. Создание струйной техники контроля и управления расценивается американскими специалистами как переворот в технике контроля и управления, сравнимый по своему значению с созданием электроники. Эту точку зрения разделяем и мы.

Статистика показывает, что 78 процентов всех работающих в промышленности регуляторов приводятся в движение воздухом, менее 20% — электроникой.

Для современной техники остро встает вопрос о простоте и дешевизне приборов контроля и управления. У пневмоники в этом отношении на руках все козыри. По предварительным, подсчетам, при массовом выпуске приборов струйной автоматики стоимость их изготовления будет в десятки раз меньше по сравнению со всеми другими средствами контроля и управления.

Изготовление и эксплуатация струйных приборов отличается простотой и малой стоимостью. Они более экономичны, чем полупроводниковые: мощность, потребляемая струйными приборами, составляет сотые доли ватта. Например, в лаборатории автоматов на струйной технике Института автоматики и телемеханики часть приборов работает от обычного пылесоса.
Воздух может подаваться в приборы пневмоники с помощью обычных вентиляторов, даже без предварительной очистки. При использовании струйных автоматов исключаются частые наладки и перенастройки, они весьма просты в обслуживании, а что касается ремонтов, они, практически – вечные.

Ещё один плюс в актив пневмоники. Приборы на струях могут работать в самых разнообразных условиях: при перегрузках и вибрациях, в условиях повышенной радиации, в широком диапазоне температур – всё это является злейшими врагами электроники. Что же касается корпуса прибора, то меняется лишь материал. Его можно сделать из чего угодно. Жарко – в дело идет керамика, холодно – годится стекло. Пневматические системы и их гидравлические аналоги предпочтительны для вредных химических и взрывоопасных производств.

Пневмоника выигрывает в соревновании с электроникой по простоте и надежности, и проигрывает по быстродействию. Отношения между этими техническими средствами автоматики будут складываются по принципу «что предпочтительнее». В каждом конкретном случае конструкторы решат, чему отдать предпочтение. Вероятно, будут создаваться и комбинированные пневмоэлектронные приборы.

Пневмоника сегодня – это уже созданное искусственное сердце на струйных автоматах. Оно уже в течение пяти месяцев без малейшего сбоя работает назло инфарктам и гипертонии.

Успешно работает аэродинамический генератор колебаний в роли кочегара! Создавая колебания нужной частоты в потоке газа, поступающего в горелку, прибор «подкидывает» топливо отдельными – порциями, обеспечивает его более полное сгорание и экономичность.

Пневмоника успешно работает в ядерных реакторах и нефтепроводах, ракетах и гидроэлектростанциях, конвейерах и измерительных устройствах, существуют пневматические дешифраторы, устройства ввода и индикаторы.

Пневматические приборы на самолёте доказали своё преимущество перед электроникой. Это понятно: большинство данных, обрабатываемых приборами управления, являются пневматическими, например, давление окружающего самолет воздуха, скоростной напор. Такую информации можно сразу вводить в струйные приборы.

Интересно также в этой связи, что Булева алгебра-логика была задумана и реализована, как математический аппарат вентилей (грубо говоря, кранов) в те времена, когда то, что мы сегодня зовём логическими вентилями, ещё отсутствовало в самой буйной фантазии.

Математические методы современной аэродинамики, которые без труда описывают обтекание летательных аппаратов, становятся бессильными, когда речь заходит о течении и взаимодействии воздушных струй в камерах. Вот почему так остро встает вопрос о скорейшем создании строгой математической теории, глубоко и всесторонне объясняющей сложные процессы, протекающие в струйных автоматах. Появление такой теории даст дополнительный мощный толчок для дальнейшего развития этой отрасли автоматики.

Это очень интересное направление, которое активно развивалось до начала 80-х годов, как в СССР, так и в США. Однако, потом, КАК ОБРЕЗАЛО, почти всё было забыто. Во всяком случае поиск по интернету дал лишь обрывочные сведения.

Возможно это связано, во-первых, с высокой надёжностью и «вечностью» этих устройств. Бизнесу такие устройства, «как кость поперёк горла». Во-вторых – с безопасностью. Отсутствует возможность «перехватить» управление, как у электроники. Например, на самолётах можно с помощью электроники взять с земли управление на себя и вести самолёт на посадку, или направить в гору. Возможно, из-за этого пропадают или погибают самолёты, падая в океан или врезаясь в гору.

Ключевая фраза «КАК ОБРЕЗАЛО». Она прозвучала в статье про дирижабли, которые имели большую грузоподъёмность, комфортность, экономичность, безопасность, удобство использования и скорость, чем остальные виды транспорта. Они уступали в скорости только самолётам. В начале 20 века начался бум их развития, а перед второй мировой войной, их, практически, перестали использовать.

С этой ключевой фразой «КАК ОБРЕЗАЛО» мы встречались в статье про коноплю. Её выращивание резко сократилось, хотя перед этим моментом конопле прочили великолепное будущее. Она должна была через 5 лет начать полностью обеспечивать человека едой, топливом, строительными материалами.