Владимир Петров - Законы развития систем

Многие системы переходит не на микро-, а на макроуровень. В процессе эволюции многие системы постоянно увеличивают определенные параметры.

Среди этих параметров можно назвать:

— размер;

— мощность;

— скорость;

— емкость или объем;

— плотность;

— прочность;

— электропроводность и электроизоляцию;

— теплопроводность и теплоизоляцию;

— удельные параметры и т. д.

7.8.3.1.Размер

Прежде всего, продемонстрируем системы, у которых увеличиваются их размеры.

Пример 7.222. Развитие экранов.

Первый экран телевизора был 2 дюйма (рис. 7.181а). Разработан телевизор с экраном 201 дюйма (рис. 7.181б). В Пекине соорудили много метровый уличный экран дан головами (рис. 7.181в).

Рис. 7.181. Развитие экранов телевизора

Пример 7.223. Стена — дисплей.

Сделана стена из LED-экранов и размеры ее составляют 495 квадратных метров (что примерно равно 6000 дисплеев компьютеров). 38 миллионов пикселей, 15 проекторов высокого разрешение и 30 направленных динамиков — таковы технические параметры самой большой в мире мультитач-стены (рис. 7.182).

Рис. 7.182. Стена — сенсорный экран

Пример 7.224. Лазерное кино.

Экраном для лазерного кино (лазерного шоу) служит воздух, и его размеры не ограничены (рис. 7.183).

Рис. 7.183. Лазерное шоу

В описанных примерах используются сразу две противоположные тенденции : переход на макроуровень — увеличение размера экрана и переход на микроуровень — принцип работы экрана (использование физики плазменных экранов и тонкопленочных микросхем) или лазерный луч в лазерном шоу.

Постоянно увеличиваются размеры городов и количество проживающих в них жителей. В данном случае в качестве параметра выбран не только размер , но и количество жителей .

Пример 7.225. Самый высокий дом.

В Дубае построен самый высокий дом 828 метров, 162 этажа 1 миллион квадратных метра (рис. 7.184). Его назвали Бурдж Халифа («Burj Khalifa»).

Рис. 7.184. Самое высокое здание Бурдж Халифа («Burj Khalifa»)

Пример 7.226. Город-башня.

Разработан проект города-башни (рис. 7.185). Высота башни 1 228 метров, в нем будут жить 100 тыс. человек.

Рис. 7.185. Город - башня

Пример 7.227. Автомобильный подвесной мост

Построен самый большой автомобильный подвесной мост Милло (Millau) через долину реки Тарн на магистрали Париж-Барселона (рис. 7.186). Ранее на этом участке трассы приходилось совершать утомительный объезд, преодолевая глубокую долину реки. Длина моста — 2,460 км, ширина — 32 м. Расстояние от земли до дорожного полотна в самой высокой точке составляет 270 м. Высота самого длинного пилона — 343 м, что на 20 м выше Эйфелевой башни. Мост построен на 7 столбах. Самый высокий столб — 87 м.

Рис. 7.186. Автомобильный подвесной мост Millau на магистрали Париж-Барселона

Пример 7.228. Развитие телескопов.

Телескопы постоянно увеличиваются в размерах.

Телескопы-рефракторы

Первый телескоп был построен в 1609 году итальянским астрономом Галилео Галилеем. Телескоп имел длина трубы 1 245 мм, диаметр объектива 53 мм, окуляр 25 диоптрий и 30-кратное увеличение (рис. 7.187).

Рис. 7.187. Телескоп Галилея

Самый большой рефрактор мира принадлежит Йеркской обсерватории (США) и имеет диаметр объектива 102 см. Более крупные рефракторы не используются. Это связано с тем, что качественные большие линзы дороги в производстве и крайне тяжелы, что ведет к деформации и ухудшению качества изображения.

И так, длина телескопов-рефракторов увеличилась в 100 раз, а диаметр объектива изменился от 53 до 1020 мм.

Телескопы-рефлекторы

Первый телескоп-рефлектор был построен Исааком Ньютоном в 1668 году. Схема, по которой он был построен, получила название «схема Ньютона». Длина телескопа составляла 15 см (рис. 7.188).

Рис. 7.188. Телескоп Ньютона

Самый большой в мире зеркальный телескоп им. Кека имеет диаметр 10 м и находится на Гавайских островах.

Диаметр зеркала телескопа-рефлектора увеличился почти в 200 раз.

Радиотелескопы

Первый радиотелескоп был построен Grote Reber в 1937 г. Он имел форму тарелки диаметром 9,5 м.

Далее увеличивали диаметр тарелки. Самая большая тарелка неподвижного радиотелескопа Аресибо (рис. 7.189), расположенного в естественной долине на острове Пуэрто Рико, был построен в 1963 г. имеет диаметр 305 м.

Рис. 7.189. Радиотелескоп Аресибо

Крупнейший кольцевой радиотелескоп РАТАН-600 (рис. 7.190) с антенной переменного профиля, расположен на Западном Кавказе, в Карачаево-Черкесии, был построен в 1974 г. Диаметр главного зеркала 576 м, а геометрическая площадь антенны 15000 м 2.

Рис. 7.190. Радиотелескоп РАТАН-600

Диапазонный крестообразный радиотелескоп ДКР-1000

(рис. 7.191) — состоит из двух антенн, расположенных в форме креста. Антенна располагается на 37 опорах на высоте 20 м. Каждая из этих антенн представляет собой параболический цилиндр шириной 40 м и длиной 1 км, эффективная площадь 8000 м 2.

Рис. 7.191. Радиотелескоп ДКР-1000

Очень большой массив радиотелескопов (Very Large Array — VLA) вступил в строй в 1980 году в Сокорро (штат Нью-Мексико, США) объединяет 27 параболических телескопов диаметром 25 м каждый (рис. 7.192). Такая система эквивалентна одному телескопу диаметром 35 км.

Рис. 7.192. Очень большой массив радиотелескопов (VLA)

Следующим шагом было объединение радиотелескопов, расположенных на разных континентах.

Космические (внеатмосферные) телескопы

Телескопы вывели в космос. Теперь радиотелескопы можно вывести на солнечную орбиту, которые будут расположены на диаметрально противоположных концах орбиты, тогда базовое расстояние между телескопами возрастет во много раз.

7.8.3.2.Объем

Под объемом мы понимаем:

— объем перевозимого груза;

— количество перевозимых вещей или людей;

— количество передаваемой и хранимой информации и т. п.

Пример 7.229. Суперлайнер.

Сегодняшние суперлайнеры значительно больше Титаника.

Таблица 7.3. Сравнительные данные Титаника и современных лайнеров Allure of the Seas и Harmony of the Seas

Рис. 7.193. Суперлайнер Oasis of the Seas

Рис. 7.194. Суперлайнер Harmony of the Seas

Пример 7.230. Суперкорабль.

Имеется проект суперкорабля Freedom Ship — плавучий город. Его длина — 1 317 м, ширина — 221 м, высота — 104 м, водоизмещение 2,7 мил. т, количество пассажиров — не менее 100 000, из них 20 000 — обслуживающий персонал и небольшая армия, которой предстоит следить за порядком на корабле (рис. 7.195). Он будет постоянно плавать по всему миру. Полный круг будет совершаться каждые два года. Он будет слишком большой, чтобы войти в какой-то порт.

Рис. 7.195. Суперкорабль Freedom Ship

Пример 7.231. Грузовик.

Самый большой грузовик Liebherr T 282B весит 203 тонны, имеет 7,4 м в высоту и 14,5 м в длину (рис. 7.196). Колесная база составляет 6,6 м. Грузоподъемность гиганта — 365 тонн. На машине установлен дизельный двигатель мощностью 3 650 л. с., который приводит в действие генератор, от которого питаются электромоторы, установленные в каждом из колес.