Жанр: Документальная
Различные материалы по общественной жизни России
...араметров.
3. Эффективность системы с out/T " 0, определяется
внутренней десинхронизацией in/T и может быть оценена через
МЕРУ АКСЕЛЕРАЦИИ out/ in = out/T : in/T .
Если out/ in " 1, система, хотя и опережает свое время,
является технически несовершенной и, как следствие, не будет
рентабельной. Такая система не должны вводиться в эксплуатацию.
Конструктору или изобретателю надлежит приложить усилия к тому,
чтобы снизить внутреннюю рассогласованность системы до
приемлимых размеров.
Если out/ in "" 1, мы имеем дело с системой, реально
опередившей свое время. Такая система окажется сверхэффективной
по сравнению со своими сверстниками с Главной Последовательности.
Таким образом, задача повышения эффективности технической
системы сводится к анализу Главных Последовательностей и выбору
таких параметров проектируемой системы, при которых out велико,
насколько это возможно, а in не превышает 10% прогнозируемого
времени жизни объекта.
В линейном приближении:
Q = Q(0) [ 1 - f in/T + g out/T ], где Q(0) -
эффективность системы-аналога, лежащей на ГП, f и g коэффициенты
разложения, близкие к единице.
В предположении о простейшем - экспоненциальном характере
зависимости эффективности от рассмотренных безразмерных
параметров, эти коэффиициенты равны единице:
Q = Q(0) [ 1 - in/T + out/T ] = Q(0)[ 1 + in/T (R - 1)],
где R = out/ in - мера акселерации.
В общем случае имеем:
Q = Q(0) exp { ( out - in)/T} = Q(0) exp { in/T (R - 1)}.
Формула упрощается, если out/T "" 1 :
Q = Q(0) ( 1 + out/T) exp (- in/T), и если in/T "" 1:
Q = Q(0) ( 1 - in/T) exp ( out/T).
Важно понять, что под Q можно понимать любую эффективность:
от формальной эксплуатационной прибыли, измеряемой долларом, до
интуитивных категорий типа "полезности" или "боевой мощи".
Эффект надсистемы.
------------------ Стремясь создавать системы с
максимальным out, следует, однако, иметь в виду, что, вводя ее
в эксплуатацию, Вы с неизбежностью оказываете воздействие на
надсистему, включающую Вашу конструкцию в качестве одного из
элементов.
В самом деле, величина ВНУТРЕННЕЙ десинхонизации in^ для
надсистемы заведомо не меньше, нешели ВНЕШНЯЯ десинхронизация
объекта, который Вы внесли в нее: in^ Є out. Но тогда
инновация усиливает пульсацию времени в надсистеме и провоцирует
нежелательные вторичные эффекты, которые конструктор ОБЯЗАН
предвидеть заранее.
Прежде всего, при out/T^ "" 1 (здесь T^ - характерное
время жизни надсистемы), надсистема будет разрушена. В этом
случае желательно иметь представление о характера возникающих
деструктивных процессов, оценить их последствия и решить, будет
ли суммарный эффект - от инновации и от разрушения надсистемы -
положительным. (Впрочем, как правило такие инновации возникают,
лишь если надсистема находится в стадии "старости" по критериям
ТРИЗ.)
При малых out отклик надсистемы проявляется в "избыточной
открытости инновации в процессе ее создания". Иными словами,
"трение", всегда сопровождающее деятельность изобретателя и
конструктора, будет оказывать большее, чем обычно, влияние на
работу: участятся случайные аварии, поломки, другие аналогичные
происшествия - вплоть до болезней, потерь документации,
несчастных случаев, арестов по ложному обвинению и пр. В
конечном итоге, для того, чтобы ввести сверхэффективную систему
в эксплуатацию, потребуется больше времени, усилий, денег,
нежели предполагалось при любом разумном предварительном
рассчете.
Если w - вероятность создания данной системы, а w(0) -
вероятность создания аналога, лежащего на ГП, то, так как in^ Є
out, то : wQ є w(0)Q(0). Имеем при малом in:
w є exp ( - out/T) .
Соотношение затрат на конструирование и создание системы
обратно соотношению вероятностей (при достаточно больших w).
Наконец, при out/T^ ў 1 будут проявляться негативные
системные эффекты. В надсистеме начнут происходить изменения,
направленные - по принципу Ле Шателье - на уменьшение
эффективности инновации. ПРИВЕДЕННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ, учитывающая
возникающие в надсистеме нелинейные "отклики", всегда меньше
рассчетной. Поскольку in^ Є out, она не превышает
Q exp (- out/T^). Тогда, так как Q ў Q(0) exp ( out/T), имеем:
Q(tot) є Q(0) exp ( out/T ( 1 - T/T^)).
Если T^ " T (что возможно, если надсистема находится в
третьей фазе своего существования, либо если T^ характеризует
метастабильное состояние), приведенная эффективность Q(tot)
меньше Q(0) независимо от рассчетной эффективности. Иначе
говоря, эффект инновации окажется в этом случае отрицательным.
Пример: экономическая эффективность "Грейт Истерна".
---------------------------------------------------- В 1860
году был спущен на воду "Грейт Истерн", самый знаменитый корабль
столетия, прозванный современниками "железным чудом". Он
превосходил ранее построенные суда по водоизмещению в шесть раз,
по длине - более, чем вдвое, по мощности двигателей - в два с
половиной раза. Имея двойной корпус и усиленную систему набора,
"Грейт Истерн" отличался прочностью и надежностью.
Энергетическая установка была трехкратно резервирована: судно
имело полное парусное вооружение, размещенное на шести мачтах,
гребные колеса, винт.
Известный историк флота Линдсней назвал "Грейт Истерн"
самым технически совершенным судном, которое он когда-либо
видел, но на вопрос Брунеля, главного конструктора корабля, о
возможности экономически рентабельной эксплуатации "Грейт
Истерна" ответил: "Я бы поставил его на прикол и оборудовал на
нем увесилительный центр для лондонцев" [8].
Брунель был обижен, последующие события, однако,
подтвердили правоту Линдснея. Прежде всего, "Грейт Истерн" долго
не удавалось спустить на воду, причем попытки спуска привели к
значительным человеческим жертвам. Далее последовал взрыв котла
на ходовых испытаниях, смерть главного строителя, многочисленные
аварии, вызванные самыми разными причинами, вроде бы случайными.
Крах семи судоходных кампаний, владеющих "Грейт Истерном",
недолгая работа по укладке трансатлантического кабеля и,
наконец, сдача на слом, после которой все заинтересованные лица
вздохнули с облегчением. (Интересно, что при разборке корпуса
был обнаружен скелет рабочего - первой жертвы "рокового судна".)
Принято считать "Грейт Истерн" примером конструкции,
технически совершенной, но экономически неэффективной: тяжелая
судьба корабля объясняется, будто бы, отсутствием в то время
грузо- и пассажиропотоков, достаточных для обеспечения его
рентабельности [8].
Такой вывод основан на некритическом отношении И. Брунеля к
своему творению.
"Грейт Истерн" опередил Главную Последовательность по
водоизмещению - на 45 лет, по мощности механизмов - на 20 лет,
по тяговооруженности - отстал на 23 года. По скорости
характеристики корабля отвечали Главной Последовательности.
Хронологический профиль указывает, что внутренняя
рассогласованность in для "Грейт Истерна" составляет 34 ё 4
года при средней продолжительности жизни парохода-трансатлантика
равной 25 годам. Внешнее рассогласование, определяемое через
площадь хронологического профиля, равно 11,0 ё 1 год. Если же
исходить из основной задачи Брунеля - создать судно, способное
совершать рейсы в Австралию без промежуточной бункеровки, то
out превышает 20 лет. (Последнее означает, что в
противоположность заявлениям поклонников "Грейт Истерна" на
австралийской линии корабль был бы еще менее рентабелен, чем на
трансатлантической.)
Инновационный анализ указывает, что, согласно своему
хронологическому профилю, "Грейт Истерн" должен быть
исключительно неэффективным судном: его рентабельность более,
чем в 2,5 раза ниже, чем у корабля, соответствующего ГП (скажем,
"Скотии").
Означает ли это, что исходный замысел Брунеля был
невыполним? Разумеется, нет.
Заключив, что по требуемому водоизмещению корабль должен
опережать свое время, Брунель был обязан создать столь же
опережающую свой век энергетическую установку.
Следовало безусловно отказаться от парусного вооружения и
гребных колес (сам же Брунель ранее доказал эффективность
винта), уменьшить число труб и котлов при увеличеснии мощности
последних, резервировать энергетическую установку, перейдя к
двухвальной системе, наконец, снизить расход топлива, применив
(в данном случае - изобретя) паровые машины "компаунд".
Последняя инновация, реально внедренная в семидесятые годы,
позволила бы снизить водоизмещение примерно вдвое и тем самым
уменьшить рассогласование времен.
(Требование к И. Брунелю: сделать по заказу важное
изобретение - компаунд-машину - не должно показаться странным.
Рассогласование времен для этого изобретения составляло около 10
лет, что меньше, нежели out "Грейт Истерна" - 11 лет по анализу
графика и 29 лет - исходя из назначения корабля. Что же касается
остальных усовершенствований, то они следуют из элементарной
логики развития систем; порознь применялись на
кораблях-современниках "Грейт Истерна" и не были использованы на
самом "Грейт Истерне" только по субъективным причинам .)
{ СНОСКА : В оправдание И. Брунеля следует заметить, что
писхологическая инертность оказывает значительное влияние на
конструирование судов и поныне. "Кроме биологической защиты
определенный вклад в ухудшение удельных массогабаритных
показателей атомной энергетической установки вносит
вспомогательная котельная установка с запасом органического
оплива, которую необходимо иметь на случай выхода из строя
атомных реакторов" [9]. Просто удивительно, что на атомном
крейсере УРО "Бейнбридж" флота США забыли предусмотреть полное
парусное вооружение! КОНЕЦ СНОСКИ.}
В рамках инновационного подхода начинает вырисовываться
идеальный проект "Грейт Истерна": изящное двухтрубное,
двухвинтовое судно водоизмещением около 10 тысяч тонн, мощностью
двигателей порядка 19 тысяч лошадиных сил, развивающее около 18
узлов полного хода при "экономической" дальности свыше 10 тысяч
миль. Ближе всего к этим параметрам лайнеры "тевтоник" и
"Маджестик" кампании "Уайт Стар Лайн", построенные в 1889 году.
Такой корабль имел бы внутреннее рассогласование около нуля
при внешнем рассогласовании, равным 29 годам. Его эффективность
была бы не менее 3,2 эффективности ГП при значительной
надежности.
Поскольку T^ для надсистемы "океанские трансатлантические
лайнеры" составляет порядка 130 лет, эффект надсистемы не
проявился бы на судьбе корабля решающим образом (во всяком
случае, меньше, нежели эффект внутреннего рассогласования на
судьбе реального "Грейт Истерна").
В качестве вывода заметим, что "Идеальный "Грейт Истерн""
стал бы сверхрентабельным судном, особенно, если учесть
возможности его военного использования. Создание такого корабля
привело бы к резкому загибу вверх Главной Последовательности.
Системные эффекты второго порядка - отклик мира на создание
"идеального "Грейт Истерна"" - были бы, по принципу Ле-Шателье,
негативно окрашены. Так, можно прогнозировать большую
агрессивность внешней политики Великобритании, получившей в свое
распоряжение эффективное средство переброски крупных воинских
контингентов - практически, на любое расстояние, со скоростью,
превосходящей скорости военных кораблей того времени. А при
установке палубной артиллерии боевые возможности данного
транспорта превосходили бы боевую эффективность соединения
крейсеров.
2. Развитие класса линейных кораблей в
период 1904 - 1941 гг.
Инновационный анализ учитывает следующие параметры:
- водоизмещение - P;
- скорость полного хода - v;
- мощность главных двигателей - W;
- дальность экономичного хода - D;
- удельная мощность - w = W/P;
- удельная дальность d = D/P;
- приведенный артиллерийский импульс - z;
- дисперсия артиллерии - r.
Приведенный импульс корабля вычисляется суммированием по
группам орудий. Приведенный импульс группы орудий равен
произведению числа орудий в группе на куб калибра в дюймах,
причем башенная артиллерия суммируется с коэффициентом 1,
спонсонная и казематная - с коэффициентом 0,5.
В дальнейших вычислениях, как правило, учитываются только
главный и первый вспомогательный калибры.
Дисперсия артиллерии r = ( 1 - L)/L, где L - отношение
приведенного артиллерийского импульса главного калибра к z.
Проблема классификации.
----------------------- Наиболее серьезные трудности при
инновационном анализе вызывает построение Главной
Последовательности. Проблемы, здесь возникающие, связаны как с
неопределенностью информации, так и с процедурой выделения
уровня исследования.
Для того, чтобы правильно организовать Главную
Последовательность для интересующего нас объекта, необходимо
точно определить этот объект. Анализ развития "кораблей вообще"
или "самолетов вообще" важен только для установления всеобщих
закономерностей развития техники; он практически бесполезен,
если требуется оценить эффективность конкретного проекта или
технического задания. В этом случае нужна последовательность для
данной технической системы (либо, если сама эта система является
инновацией, для систем аналогичного назначения). То есть,
требуется построить, например, последовательность "престижных
трансатлантических лайнеров, участников борьбы за "Голубую
ленту"".
Хотя это может показаться странным, точно сформулировать
особенности выбранной технической системы, ее специфику, ее
соновную цель достаточно трудно. Строго говоря, это невозможно.
Однако, между абсолютно верными, но не информативными
высказываниями: "Все технические системы подобны" и "все
технические системы уникальны", лежат теоретически недостаточно
обоснованные, но практически полезные модели, классификации,
формализмы. Соответственно, анализируя свой проект,
исследователь вправе воспользоваться той или иной априорной
классификацией для выделения Главной Последовательности.
Обычно, каких-либо трудностей не возникает: точки хорошо
ложаться на гладкую кривую, и неизбежные отклонения либо носят
статистический (флукутационный) характер, либо - указывают на
уникальные объекты, нуждающиеся в специальном рассмотрении.
Иногда возникает несколько ветвей последовательности, почти
всегда параллельных. Это легко интерпретируется, как неточное
выделение технической системы (например, понятие "лайнер"
распадается на подклассы "суперлайнер", "крупнотоннажный
лайнер", "среднетоннажный лайнер" - последовательности для них
представляют собой три параллельные ветви.
Наконец, в некоторых случаях Главную Последовательность не
удается выделить вообще. Если это не связано с явно неудачной
классификацией, приходится предположить, что на развитие системы
оказали влияние какие-то факторы нетехнического характера. В
этом случае мы обязаны диагностировать БОЛЕЗНЬ ТЕХНИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ, отыскать причину патологии и, в пределах возможного,
вернуть систему в нормальное состояние.
(Понять смысл вышесказанного проще всего, перейдя на более
высокий уровень исследования - к надсистеме по терминологии
ТРИЗ. Иными словами, следует рассматреть всю Последовательность,
как один объект. Совокупность однородных объектов данного типа,
разумеется, тоже образует последовательность. Точки,
соответствующие "больным" системам будут выделяться из таких
МЕТАПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ, подобно тому, как выпадают из обычных
ГП объекты типа "Грейт Истерн". Следовательно, на уровне
надсистемы мы можем провести для "больных" систем стандартный
инновационный анализ, построить хронологический профиль и
сделать соответствующие выводы.)
Вырисовывается следующая схема исследования:
1. Классифицировать выбранный объект, дав ему осмысленное,
но достаточно общее определение ("трансатлантический лайнер");
2. Построить последовательность характеристик;
3. Меняя масштабы графиков, выделить параллельные ветви
последовательностей;
4. На основании этого "фурье-анализа" уточнить классификацию
и переопределить объект;
5. Построить выбранную ветвь в крупном масштабе, определить
Главную Полосу, пользуясь стандартными статистическими методами;
6. Проанализировать значительные отклонения от ГП,
составить мнение о причинах и последствиях;
7. Произвести инновационный анализ , построить
хронологический профиль, определить эффективность;
8. Если выделение Главной Последовательности при разумных
определениях невозможно, следует - при помощи логического
анализа и/или изучения метапоследовательности - определить
причины болезни технической системы и построить ее нормальное
состояние.
Стандартная классификация броненосных кораблей.
----------------------------------------------- Анализ
броненосного судостроения выделяет три последовательности,
различающиеся, главным образом, по критерию мореходности:
- мониторы и плавучие батареи,
- канонерские лодки,
- броненосные корабли открытого моря, которые и будут нас
интересовать.
Как военно-морские справочники, так и анализ по критериям
"скорость" и "Дальность" разбивают последнюю группу на два
класса: броненосцы (линкоры) и броненосные крейсера.
Согласно военно-технической литературе, оба эти класса
кораблей практически одновременно претерпели качественный
скачок: на смену броненосцам пришли линейные корабли-дредноуты,
на смену броненосным крейсерам - линейные крейсера.
"С поздней осени 1905 года появились слухи и смутные
известия о спешной постройке в Англии линейного корабля,
получившего имя "Дредноут", впоследствие ставшее нарицательным.
По слухам, боевая мощность этого корабля намного превосходила
мощность любого корабля тогдашних флотов. (...) один этот
корабль мог победоносно вступить в бой с целой эскадрой." [4]
Данная оценка, безусловно выделяющая дредноуты в особый
подкласс боевых кораблей, является общепринятой.
После 1907 г. эскдренные броненосцы старого типа
практически не проектировались. К началу Первой Мировой Войны в
составе флотов мира и на стапелях насчитывалось свыше 70
дредноутов.
В межвоенный период линейные корабли строились в
значительно меньших количествах, и после 1945 года этот класс
кораблей прекратил свое существование.
Идея линейного крейсера принадлежит сэру Джону Фишеру,
Первому Лорду Адмиралтейства:
"Идеальный боевой корабль должен обладать самой
крупнокалиберной главной артиллерией, самой мелкокалиберной
средней артиллерией. Его оборонительные качества необходимо
принести в жертву скорости хода, которая является его лучшей
защитой". [10]
Первый линейный крейсер, "Инвинсибл", вступил в строй
одновременно с "Дредноутом", В дальнейшем в Великобритании,
Германии и Японии были построены, в России и США заложены
несколько кораблей этого класса. Опыт мировой войны не показал,
однако, по мнению специалистов, достаточной эффективности ЛКР, и
после "Худа" (вступил в строй в 1918 г.) корабли данного класса
не строились. "Адмирал Фишер не оказался пророком". [11]
Таким образом, эволюция броненосных кораблей представляется
в виде следующей схемы:
Бронированные Мониторы, Броненосцы
корабли --T---" плавучие батареи--" береговой обороны
¦
+---" Канонерские лодки
¦
L---" Мореходные --"Эскадренные------" Дредноуты-----" Линкоры
броненосные------+ броненосцы
корабли ¦ -------
¦ ¦
L-"Броненосные-------" Линейные---+-" Тяжелые
крейсера крейсера крейсера
1860 г. 1865 г. 1875 г. 1907 г. 1923 г.
(Даты условны).
Дредноуты: инновационный анализ.
--------------------------------- Наибольшее удивление при
изучении броненосцев и дредноутов вызывает трудность выделения
Главной Последовательности. Точки разбросаны достаточно
беспорядочно: лишь рассматривая корабли отдельных стран можно
выделить классические гиперболические ветви; эти ветви
пересекаются под всевозможными углами, некоторые объекты вообще
выпадают из Главных полос.
Второе, что также кажется несколько неожиданным: если сам
"Дредноут" действительно резко выделяется из последовательности
броненосцев (по водоизмешению: +2 ё 1 год, по скорости: +8 ё 2
года, по энергетике: + 15 ё 2 года, по удельной мощности: ничего
сказать нельзя, поскольку ГП для броненосцев не выделяется,
по приведенному импульсу: +4 ё 2 года, хронологический профиль
дает out = +7 ё 2 года ), то ожидаемой разницей между самими
последовательностями броненосцев-додредноутов и линкоров
дредноутного типа проследить не удается.
По водоизмещению обе ветви могут быть апроксимированы одной
гиперболой. По скорости дредноуты лежат над броненосцами, но
тангенс угла наклона у них ниже, соответственно около 1915 года
обе ветви пересекаются. То же самое, как ни странно, можно
сказать и о приведенном импульсе. Реальное опережение
прослеживается только по мощности главных двигателей (что,
несомненно, связано с переходом к котлотурбинным установкам).
Единственная характеристика дредноутов, которая резко
отличается от соответствующего показателя броненосцев, это
дисперсия артиллерии. Прежде всего, для обоих классов Главные
Последовательности практически горизонтальны: выделить
зависимость дисперсии от времени не представляется возможным.
Для броненосцев r составляет 1,4 ё 0,4 , для дредноутов - 0,05 ё
0,05 - показатели отличаются в 28 раз!
Дисперсия тем меньше, чем более однородна артиллерия
корабля. Практически, на дальних дистанциях против хорошо
защищенных целей применима только артиллерия калибра 12 дюймов и
выше. То есть, если исходить из доктрины "владения морем" (а в
рассматриваемый период она господствовала безраздельно),
реальная боевая мощь корабля определялась только количеством
башенных орудий единого (главного) крупного калибра. Все
остальное вооружение служило, по всей видимости, рекламным
целям.
{ СНОСКА: Это не относится к противоминной артиллерии.
Следует, однако, заметить, что задачу охраны броненосного
корабля от атак миноносцев должны решать легкие силы флота (и
предпочтительно, в строю ордера). Опыт показывает, во всяком
случае, что в одиночку справиться с отрядом миноносцев
броненосец, равно как и дредноут, не в состоянии - при всей
своей главной, вспомогательной и противоминной артиллерии.
Вообще, универсализация вооружения - не лучшее техническое
решение для крайне дорогого линейного корабля. Значительно
эффективнее специализировать корабли и универсализировать боевые
соединения. КОНЕЦ СНОСКИ}
Но тогда мы должны признать, что дредноуты - по сути своей
- просто хорошие "правильные" броненосцы, на которых догадались
заменить 5 - 6 среднекалиберных башен, не представляющих
ценности, двумя-тремя крупнокалиберными. Или, иными словами,
дредноуты - первые броненосцы, ориентированные на войну, а не на
морские парады.
{ СНОСКА: Интересно, что боевая эффективность "Дредноута",
рассчитанная по предлагаемым здесь формулам, близка к Q(0).
Просто корабли-современники имели очень низкую эффективность!
КОНЕЦ СНОСКИ }
Характерно, что со времение, в особенности же - после
войны, дисперсия вооружения линкоров начала нарастать. Линкоры
стали загружать, очевидно, в качестве противоминной артиллерии,
пяти-шестидюймовыми башнями. И вплоть до самых последних
проектов корабли продолжали оснащать торпедами.
Вообще, представить себе ситуацию, когда линкор имеет
возможность и необходимость провести торпедную атаку, очень
трудно. Расхожее рассуждение о необходимости защитить потерявший
свою артиллерию корабль от наседающего противника явно имеет
своим источником концепцию запасного парусного вооружения на
случай отказа паровой машины.
Насколько мне известно, ни один крупный корабль ни разу в
истории не использовал свое торпедное вооружение, однако, по
крайней мере три линейных корабля погибли от взрыва зарядных
отделений собственных торпед...
{СНОСКА: неудачно пытались применить торпеды японский
броненосец "Миказа" и русский крейсер "Рюрик" - оба в
Русско-Японскую войну. Об удачном использовании крупными
кораблями торпедного оружия не сообщалось. КОНЕЦ СНОСКИ }
Вырисовываются причины отсутствия четкой Главной
Последовательности для крупных броненосных кораблей. Болезнь
технической системы связана, в данном случае, с отсутствием у
проектировщиков четкого понимания назначения тех кораблей,
которые они создавали. Соответствен
...Закладка в соц.сетях
