Василий Захарченко - Разговор с электрическим мозгом

Но ведь они не могли быть похожими во всем.

Вернемся к плотине. Пусть состав грунта модели плотины полностью соответствовал составу грунта будущей плотины-гиганта. Но, моделируя плотину в масштабе 1 : 1000, мы не могли моделировать в том же масштабе и грунт. Песчинки в этом случае были бы превращены в пыль и потеряли бы все свои свойства. А ведь именно сквозь них под огромным давлением и проходит, фильтруясь, вода гидростанции.

Инженеров интересовало и другое: что будет с плотиной не завтра, не послезавтра, а, предположим, через десять, может быть, даже через сто лет? Как же поступать с моделью?

На помощь пришли кибернетические машины. Они создали сказочные возможности - они позволяют строить воздушные замки моделей буквально из ничего.

Вы хотите испытать конструкцию моста? Пожалуйста!

Вам не нужно строить модель этого моста. Вы создаете модель не из стальных конструкций и бетонных оснований - вы делаете ее с помощью электрического тока, пропущенного через сопротивления, катушки самоиндукции и конденсаторы, Проходя через соответствующую электрическую схему, ток моделирует те же самые процессы, какие происходят и в реальной модели моста. Распределение нагрузок, напряжение в отдельных деталях - все это соответствует механическим нагрузкам, хотя в нашей схеме это электрические нагрузки.

Кстати, если вы хотите построить электрическую модель, это не представит никакого труда. На машине-интеграторе, состоящей из электрических элементов, вы легко можете подобрать соответствующую длину пролета моста, размещение опор, соответствующую растяжку ферм. Почти мгновенно набором сопротивлений так же легко меняются и нагрузки будущего моста.

Воздушные замки электроники! С их помощью мы можем контролировать не только застывшие процессы, происходящие в мире конструкций,- мы можем наблюдать картину динамических процессов, быстротекущих явлений.

Мы говорили относительно проектирования плотин. На электроинтеграторе ничего не стоит не только запроектировать фильтрацию воды под основанием плотины, но мы здесь не связаны временем. Хотите узнать, как сквозь плотину будет просачиваться вода через тысячу лет, при таком-то количестве ила, приносимого водою, при таком-то подпоре, выражающемся не в десятках, а иногда в сотнях метров? Пожалуйста. На электромодели плотины вы ставите соответствующим образом ручку времени, введите необходимый коэффициент заиливания, изменение уровня воды в водохранилище. В любой точке электрической сети, которая воспроизводит "воздушный замок" несуществующей модели, вы можете получить картину просачивания воды, напряжения, которое испытывает грунт и части плотины. Это уже не неподвижная схема, а схема динамическая.

Недавно я знакомился с работой института в Северо-Кавказском научном центре в Ростове-на-Дону.

Здесь создается сложнейшая электрическая модель не чего-нибудь, а целого Азовского моря с целью изучить его эволюцию на многие годы вперед.

Огромное количество факторов влияет сегодня на судьбы этого замечательного моря, являющегося бассейном для развития рыб самых ценных пород. Здесь и ограничение стока впадающих в море рек, воды которых идут на мелиорацию и на нужды производства. Здесь и загрязнение воды нерадивыми предприятиями и развивающимися населенными пунктами. Здесь и засолонение Азовского моря со стороны Черного моря через Керченский пролив. Здесь, наконец, изменение районов питания рыбы и миграции нереста вследствии строительства плотин и гидроэлектростанций.

Электронная модель моря, включающая в себя огромное количество динамической информации, способна разыгрывать значительное количество вариантов в зависимости от изменения влияющих на море многочисленных факторов.

Вряд ли можно учесть все это каким-либо другим способом. Лишь модель приходит на помощь человеку.

Возьмем пример. Представьте себе, что вам необходимо выяснить, что произойдет с винтом турбореактивного самолета, который летит со скоростью 800 километров в час на высоте 4000 метров, если о лопасть винта самолета вдруг неожиданно ударится птица.

"Невыполнимая задача!" - скажете вы.

Винт вращается, самолет движется вперед. Навстречу летит воробей, у которого тоже есть своя скорость. Гигантская масса самолета, определенная твердость материала, из которого изготовлен винт, а рядом крохотный вес воробья. Ну, как вы хотите решить задачу, где столько неизвестных?! Но сегодня эта задача решается относительно просто. Создается динамическая модель происходящего события. Электрическим путем моделируется все, что связано с движением самолета, инерцией и материалом вращающегося винта, все, что связано со столкновением его лопасти с крошечным телом воробья, заброшенного на высоту 4000 метров. Мы сидим перед электроинтегратором и следим за процессом, который обладает поразительным качеством свободного выбора всех данных. Вы хотите увеличить количество оборотов двигателя? Можно. Мгновенным включением новых данных на электроинтеграторе вы заставляете мотор вращаться быстрее. Не воробей, а журавль печально закончил в высоком небе свою жизнь - у него другой вас, другая скорость. Машина мгновенно моделирует и эти данные.

Не будем гадать, сломается ли лопасть винта или погибнет только птица. Но мы решали не абстрактную проблему. За последние годы неоднократно на сверхскоростных самолетах бывали трагические случаи, когда крошечная птица, словно артиллерийский снаряд, пробивала пластмассовую броню козырька летчика или выводила из строя двигатель. Представьте себе на мгновение, что вы слышите отдельные звуки из "Лунной сонаты" Бетховена. Звуки не следуют плавным и непрерывным потоком, а раздаются звучанием отдельных нот через каждые 5 секунд. Разве вы получите какое-то представление о "Лунной сонате"? Конечно, никакого. Музыка производит впечатление только тогда, когда звучащие ноты предельно сближаются, когда вы улавливаете не отдельные звуки, а как бы поток поступающих звуков.

Вот она, бессмертная симфония - потрясающая и неповторимая по своему звучанию! Разнимите ее на составные части - и она перестанет существовать.

Но математическая симфония - ведь она всегда существовала как бы разъятая на отдельные части.

Подбирая параметры любой задачи, мы могли в каждом случае иметь только одно решение, словно музыкальное звучание лишь одной ноты симфонии. Электроинтегратор дает нам удивительную возможность увидеть непрерывное течение решений, при любых меняющихся данных. Вы присутствуете при исполнении математической симфонии. Вы по своей воле меняете нагрузки, скорости, размеры деталей - на осциллограммах перед вашими глазами проходят все возможные варианты решений.