загрузка...
 
1.2.Структура прикладного наукового дослідження
Повернутись до змісту

1.2.Структура прикладного наукового дослідження

Очевидно, що чим невизначенішими є вихідні дані, тим складні­шим буде наукове дослідження. Залежно від мети — пізнавальної чи практичної — розрізняють фундаментальні та прикладні наукові дослід­ження. Якщо фундаментальні дослідження необхідні для побудови сис­теми наукових знань, її розвитку та вдосконалення і розв’язують основ­ну задачу — що саме може бути застосовано в практичній діяльності людини, то прикладні дослідження дають відповідь на інше питання — як саме можуть бути застосовані вже відомі наукові знання.

Фундаментальні дослідження спрямовані на відкриття і досліджен­ня нових явищ та законів природи. Вони розширюють та вдосконалю­ють систему наукових знань про навколишній матеріальний світ. Ре­зультати наукових досліджень використовуються в практичній діяльно­сті для створення нових джерел енергії, матеріалів, технологій. Ці до­слідження проводяться на межі відомого та невідомого, тому вони ма­ють найвищий ступінь невизначеності. При таких дослідженнях напрям та об’єкт дослідження обирають методом “спроб та помилок”, а змен­шення кількості дослідів і термінів проведення дослідження визнача­ються досвідом та кваліфікацією дослідника. Відомо багато прикладів з історії розвитку науки, коли вирішальну роль у науковому відкритті ві­дігравав випадок.

Прикладні дослідження мають на меті знаходження шляхів засто­сування відкритих законів та явищ природи в практичній діяльності лю­дини для створення нових машин, технологій та речовин. Кожне наукове відкриття повинно пройти довгий шлях, перш ніж втілиться в технічний об’єкт. Наприклад, властивість провідника нагріватися під час проходження електричного струму лише згодом знайшла засто­сування в електронагрівальних приладах.

При проведенні прикладних наукових досліджень на основі наукових понять створюються цілеспрямовані технічні поняття. Наприклад, такі поняття технології металів, як твердість, жаростійкість, холодоламкість, що створені на основі понять фізики та хімії, виникли, виходячи із мети прикладної науки — отримання металу зі заданими властивостями.

Ступінь завершеності прикладного дослідження визначається при­датністю його результатів для практичного застосування. Розрізняють пошукові дослідження, науково-дослідну та дослідно-конструкторську роботи.

При пошукових дослідженнях метою є знаходження принципово нових шляхів створення технічних систем. Це може бути нове застосу­вання відомого закону чи явища, використання нових властивостей ма­теріалів.

Науково-дослідна робота забезпечує створення нових технологій, машин, приладів та матеріалів, проведення оптимізації технічних сис­тем з метою поліпшення їх експлуатаційних характеристик тощо.

Дослідно-конструкторська робота полягає в створенні певної конс­трукції технічної системи, що забезпечує виконання потрібної функції та задовольняє певні експлуатаційні обмеження.

1.2.1. Етапи прикладного дослідження

Як здійснюється процес прикладного наукового дослідження? Чим прикладне дослідження принципово відрізняється від фундаменталь­ного? Як вдало сформулювати реальну мету, досягнення якої повинна забезпечити технічна система? Щоб дати відповіді на ці питання, роз­глянемо приклади простих наукових досліджень, у яких легко просте­жується методика виконання.

Проаналізуємо структуру наукового дослідження, проведеного Галілео Галілеєм для вивчення вільного падіння фізичних тіл. Тоді вважа­лося загальновизнаним положення Арістотеля, який стверджував, що важчі тіла падають швидше, ніж легші, бо швидкість падіння є функ­цією маси тіла. Галілей проаналізував твердження Арістотеля, порівняв­ши умови падіння важкого каменя та легкого листка. За Арістотелем, камінь повинен падати швидше від листка, бо він важчий, тобто швид­кість каменя Vk більша від швидкості листка Vл. Подумки з’єднаймо камінь та листок. Таке об’єднання повинно мати, з одного боку, проміжну швидкість Vк+л його елементів, тобто: Vл < Vк+л

Наукове дослідження, проведене Галілеєм, має етапи, характерні і для сучасного наукового дослідження: постановка задачі дослідження як результат вивчення стану проблеми; виділення досліджуваного об’єкта із оточуючого середовища, визначення його зв’язків, діючих об­межень, параметрів, які впливають на результат дослідження; експери­ментальне дослідження та опис явища вільного падіння.

Проведемо аналіз структури наукового дослідження, якщо об’єктом є технічна система. Передусім підкреслимо його цілеспрямованість, яка визначається більш загальною метою, а саме, створенням технічної си­стеми для виконання заданої службової функції. Значну роль тут відіграють результати наукового дослідження, подані у вигляді матема­тичних моделей функціонування технічної системи, які використову­ються для цілеспрямованого вибору кращого варіанта її конструкції чи оптимізації режимів функціонування. В цьому випадку скорочується термін проектування технічних систем, зменшується ризик прийняття неправильних рішень.

Отже, можна вважати, що процес прикладного наукового досліджен­ня повинен бути підпорядкований вимогам проектування та оптиміза­ції технічної системи. Він може бути поділений на чотири етапи:

Постановка задачі дослідження як результат вивчення стану проб­леми та мети інженерної творчої діяльності.

Визначення зв’язків досліджуваного об’єкта із оточуючим сере­довищем, діючих обмежень, параметрів, які впливають на результат дослідження.

Експериментальне дослідження, побудова математичної моделі досліджуваного об’єкта, перевірка її придатності для практичного за­стосування.

Використання математичної моделі для проектування чи оптимізації технічної системи.

Розглянемо конкретний зміст кожного із цих етапів.



загрузка...