Тяга поездов: Учебное пособие. Часть 2, страница 33

Современная научно-техническая революция началась в середине нашего ве­ка. За исторический период от начала века до настоящего времени сделаны вели­кие открытия в познании природы, возникли принципиально новые отрасли тех­ники и технологии производств, широкое применение получила1 электроника, ЭВМ и т. д. Однако, если оценивать новые открытия и научные факты с позиций диалектического материализма, надо признать, что они сами по себе еще не дела­ют научно-технической революции (НТР), а только подготавливают ее. Соверша­ется НТР, когда рождается новая методология познания, новый метод мышле­ния— теоретического, осмысливания результатов открытий, кардинально изменяю­щего подходы к исследованию и объяснению сущности вещей и явлений. Отсюда следует сделать вывод о том, что пути глубокого преобразования и совершенство­вания теории тяги поездов необходимо искать прежде всего в ее методологии.

По предложению историка науки Томаса Куна теперь общепринято называть парадигмой 1 устойчивую систему научных идей и методов познания, взаимосвя­занных теорий, понятий, гипотез, концепций и принципов, сложившихся и став­ших господствующими на определенном историческом этапе развития науки.

1 От греч. — образец, исторический пример для доказательств.

245

Диалектика революционных преобразований науки заключается в том, что в про­цессе развития господствующая парадигма устаревает и становится препятствием на пути дальнейшего развития. Тогда в результате новых открытий, формирова­ния новых научных методов познания, плодотворно используемых в исследова­ниях и в практической деятельности, рождается новая парадигма, под тяжестью которой рушится старая, — происходит научно-техническая революция.

В «Философских тетрадях» В. И. Ленина так характеризуется исторический процесс развития методологии познания: «От живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике—таков диалектический путь познания истины, познания объективной реальности» 1. Действительно, вплоть до XVIII века непо­средственное созерцание принималось за окончательную истину, естествознание было в основном механическим, что приводило к ошибочным представлениям о сущности вещей и явлений. Например, согласно геоцентрическому учению Пто­лемея, Земля представлялась неподвижной, а Солнце, Луна и звезды — обраща­ющимися вокруг Земли Различные формы движения объяснялись проявлением действий «флюдов» — невесомых материй. В XIX веке такие учения стали пре­пятствием на пути познания и уступили место новой парадигме, основу которой составил анализ, расчленение вещей и явлений и изучение частей в обособленном виде Происходит переход от живого созерцания к абстрактному мышлению, в результате которого Коперник опроверг теорию Птолемея и создал гелиоцент­рическую, Галилей и Ньютон открыли закон всемирного тяготения, Кеплер рас­считал орбиты планет, Ньютон ввел закон причинности движения.

Вместе с тем открытые законы абсолютизируются — утверждается абсолют­ность пространства и времени, на основе закона сохранения принимается адди­тивность массы и энергии. Для представления движения принимается ряд идеализации — вводится понятие абсолютно твердого тела, принципы су­перпозиции и обратимости движения замкнутых систем. Господствующим стано­вится детерминизм — определенность, однозначность и абсолютная точность ответов, получаемых в результате математического описания состояния и поведе­ния систем.

Поскольку теория тяги унаследовала понятия, законы, принципы, упрощаю­щие допущения и детерминизм классической механики, рассмотрим несовершен­ство их применения к системе поезда. Это важно потому, что многие упрощаю­щие допущения и недоучет важных факторов в теории тяги и в методах тяговых расчетов являются причиной либо неполного использования потенциальных воз­можностей тяги, либо выхода из строя локомотивов и сбоя движения поездов.

В эпоху промышленной революции, когда от живой тягловой силы перехо­дили к паровой машине, Герберт Уэллс писал, что призрак лошади всегда бежит перед паровозом. Применительно к научным основам теории тяги поездов можно сказать, что в настоящее время призрак паровоза все еще бежит перед локомоти­вами прогрессивных видов тяги.

Поскольку основополагающие понятия в науке играют такую же роль, как символы в математической логике и в прикладной математике, а система поезда имеет принципиальные отличия от простых механических систем, сначала рас­смотрим понятия системы, ее состояния и поведения.

Несоответствие модели реальной системе поезда. Как и в курсе механики, сис­тема поезда представляется совокупностью материальных точек — вагонов и ло­комотивов, а материальной точкой называют тело, размеры и форму которого можно не учитывать в расчетах движения системы

Исходя из закона сохранения принимают аддитивность массы, масса систе­мы, состоящей из частей, взаимодействиями которых можно пренебречь, равна дискретной совокупности масс ее частей. Из предположения об аддитивности массы делается вывод уравнения движения механической системы как связанного целого, а для этого вводится понятие центра масс, положение которого относи­тельно точки отсчета 0 характеризуется радиусом-вектором гс. Его определяют

1 Л е н и н В. И. Поли. собр. соч. Т. 29. С. 152—153. 246

2т,-г; по формуле: гс — —— , где mt, г, — масса и радиус-вектор г-и части системы,

т

имеющей массу т. Расположение центра масс поезда условно принято в середи­не его длины. Если продифференцировать выражение гс по времени, то получим

1       (dr\        1 _

скорость движения его центра масс vc = — 2   —    = —2т;Ч;, откуда mvc —

т     \ot/i      т

= Sm^i = р представляет собой импульс системы поезда. Таким образом уста­новлено: между скоростью системы поезда как целого и ее импульсом существу­ет такая же связь, как между импульсом и скоростью движения центра масс си­стемы. Из курса механики известно, что производная по времени импульса мате-

F _ dp риальной точки равна результирующей всех сил, на нее действующих:  /• — ^  .