О статье
С.Л. ГОРОБЧЕНКО, С.А. МЕШКОВ, Н.Н. ВЕРНЕР, С.А. ВОЙНАШ, В.А. СОКОЛОВА
В статье предложен метод долгосрочного прогнозирования развития технических систем (ТС) на основе системного анализа ключевого внутреннего противоречия. В качестве объекта исследования выбрана система «холодильный компрессор». Метод основан на выявлении и отслеживании развертывания основного противоречия между двумя взаимоисключающими требованиями надсистемы – обеспечением производительности (количественная сторона) и созданием давления (качественная сторона). Прослежена эволюция компрессоров от поршневых к ротационным, винтовым, центробежным и осевым, выявлена главная движущая сила развития – рост производительности, достигаемый преимущественно увеличением скорости вращения рабочих органов. Анализ показал, что механический принцип сжатия (объемный и динамический) близок к исчерпанию своих возможностей вследствие физических и конструкционных ограничений. В качестве перспективного направления, следующего за осевыми компрессорами, обоснован переход к принципиально иным, немеханическим методам сжатия, таким как магнитогидродинамический принцип и термоэлектрическое охлаждение, что соответствует общей тенденции перехода рабочего тела с макро- на микроуровень. Сделан вывод, что прогнозирование на основе анализа ключевого противоречия и надсистемных требований позволяет выделить магистральные пути развития и создать достоверные долгосрочные прогнозы.
системный подход, дальнее прогнозирование, ТС, холодиль-ный компрессор, ключевое противоречие, законы развития ТС, надсистемные требования, производительность, принцип сжатия, поршневой компрессор, винтовой компрессор, центробежный компрессор, осевой компрессор, магнитогидродинами-ческий метод, термоэлектрическое охлаждение, эволюция техники.
This article proposes a method for long-term forecasting of technical systems development based on a systems analysis of a key internal contradiction. The refrigeration compressor system is chosen as the object of study. The method is based on identifying and tracking the development of the fundamental contradiction between two mutually exclusive requirements of the supersystem – ensuring productivity (quantitative) and creating pressure (qualitative). The evolution of compressors is traced, from piston to rotary, screw, centrifugal, and axial, identifying the main driving force behind their development – increased productivity, achieved primarily by increasing the rotational speed of the working parts. The analysis revealed that the mechanical principle of compression (volumetric and dynamic) is close to exhausting its capabilities, running up against physical and design limitations. A transition to fundamentally different, non-mechanical compression methods, such as magnetohydrodynamic and thermoelectric cooling, is justified as a promising direction following axial compressors. This corresponds to the general trend of working fluid transition from the macro- to the micro-level. It is concluded that forecasting based on the analysis of the key contradiction and supra-system requirements allows us to identify key development paths and create reliable long-term forecasts.
systems approach, long-term forecasting, technical system, refrigeration compressor, key contradiction, laws of technical system evolution, supra-system requirements, performance, compression principle, piston compressor, screw compressor, centrifugal compressor, axial compressor, magnetohydrodynamic method, thermoelectric cooling, technological evolution.