1.5.4 Специализация в инженерном деле

Практически существует много инженерных специальностей, определяемых той областью знаний, которая необходима инженеру для решения основных задач. Так, например, инженер не может быть одинаково компетентным в конструировании мостов и телевизионной аппаратуры, реактивных двигателей и токарных станков. Ниже перечислен ряд специальностей инженеров.

Среди авиаинженеров могут быть конструкторы самолетов, авиационных двигателей и систем управления ими. К инженерной авиаспециальности надо причислять создателей аппаратов, летающих как в атмосфере Земли, так и вне ее.

Инженеры-химики разрабатывают способы химического превращения материалов, выделения бензинов из нефти (крекинг-процесс). Кроме того, инженеры-химики разрабатывают технологию производства пластических материалов, цемента, масел, резины, взрывчатых веществ, красителей и пр.

Инженеры-строители участвуют в проектировании и строительстве основных гражданских сооружений – шоссе, мостов, плотин, каналов, систем водоснабжения, канализации, аэропортов, причалов и зданий различного назначения.

Инженеры-электрики разрабатывают способы получения, преобразования и применения электрической энергии. Они конструируют электродвигатели, генераторы тока, линии электропередачи, средства связи и многие другие приборы, аппараты и системы.

Инженеры, специализирующиеся в отдельных отраслях промышленности, создают способы физического превращения материалов в другие виды. В качестве примера таких способов превращения можно назвать автомобильные заводы, заводы сельскохозяйственных машин, типографии, заводы по производству управляемых снарядов, текстильные фабрики, судостроительные верфи.

Инженеры-механики создают системы преобразующие энергию для совершения полезной механической работы. К таким системам относятся двигатели, турбины, а также механизмы для преобразования одних видов движения в другие. Так, двигатель внутреннего сгорания превращает потенциальную энергию топлива в энергию движения поршня. Механизм, состоящий из коленчатого вала, коробки скоростей, карданного вала и колес, преобразует движение поршней в движение автомобиля.

Инженеры-металлурги – создатели способов выплавки и обработки металлов. Они разрабатывают способы выплавки металлов из руд и изменения их физических и химических свойств (например, процесс штамповки алюминия с вытяжкой или процесс упрочнения стали).

Существуют многие другие специальности инженеров. Несмотря на различные специальности, основная задача всех инженеров одинакова – создавать системы, преобразующие материалы, энергию, информацию в более полезную форму. Для всех инженерных специальностей нужно владеть основными приемами работы и иметь профессиональные познания.

1.6 Основные свойства инженера

1.6.1 Представление

Игрушечный поезд, глобус, статуэтка, модель, модель молекулярного строения какого-либо вещества, модель самолета – все это трехмерные изображения, или модели, реальных вещей, окружающих нас. Перечисленные сооружения имеют и двухмерные изображения – фотографии, эскизы, карты и план. Поскольку эти двух- или трехмерные изображения имеют физическое сходство с изображаемыми сооружениями, их называют наглядными изображениями.

Наглядные модели служат для того, чтобы создать четкий зрительный образ предмета, понять как он будет выглядеть после сборки согласно чертежам. Двухмерные наглядные изображения, например, карта, эскиз, фотография, чертеж сооружения в разрезе, – удобное средство информации.

Схематическое представление. Схема может изображать какой-либо реальный процесс, не имеющий физического сходства с ней. В каждом случае положение линий и условных обозначений отражает положение оборудования и движение реального продукта. В своей работе инженер широко использует схематический метод представления, чтобы связать различные системы (аппараты, установки, комплексы, приборы) и их действия.

Графическое представление. В общем случае график показывает зависимость одной величины, например, скорости, тока, от другой, например, температуры, времени или давления. Подобные графики помогают инженеру представить себе поведение проектируемого процесса в тех или иных условиях.

Математическое представление. Применяя систему правил и условий, принятых в математике, и используя обозначения, принятые для представления физических явлений и их взаимодействий, можно составить математическое выражение, позволяющее предсказать многие физические явления, определить, как будут протекать процессы, вести себя при определенных условиях механизмы конструкции. Математика дает инженеру мощный аппарат, например, гиперболические, параболические и экспоненциальные функции и пр.

Одной из целей обучения инженера математике является создание у него своего рода склада часто применяемых символических представлений, а также дисциплины мышления, которую дает изучение математики.

При огромной полезности и утилитарности математики как средства предсказания, обобщения и размышлений не приходится удивляться тому большому вниманию, которое уделяется математике в инженерном образовании.