ISSN 2409-546X
ПИ № ФС77-61102
8-800-555-1487

Использование бионики в инженерии

Библиографическое описание: Гуртовой Е. С., Батухтина Е. Е., Прокопьев Н. Я. Использование бионики в инженерии // Юный ученый. — 2019. — №2. — С. 81-83. URL: http://yun.moluch.ru/archive/22/1333/ (дата обращения: 19.04.2019).





 

В статье дано краткое описание жизни и творческой деятельности выдающихся личностей 19 века швейцарского математика и механика, инженера Карла Кульмана и французского инженера конструктора Александра Гюстава Эйфеля. На основании анатомических исследований немецкого профессора анатомии Георга фон Мейера они сумели создать и построить в Париже уникальное сооружение, называемое в настоящее время Эйфелева башня.

Ключевые слова: выдающиеся инженеры и анатомы Европы, бионика в инженерии.

 

Приводим удивительный исторический факт, свидетельствующий о взаимопроникновении и взаимообогащении различных наук.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7e/Hermann_von_Meyer_%281815-1892%29.jpg/220px-Hermann_von_Meyer_%281815-1892%29.jpg http://personal.strath.ac.uk/j.wood/Biomimetics/inspirtational%20designs/Eiffel%20Tower_files/image001.jpg

 

Немецкий профессор анатомии Георг фон Мейер (Georg Hermann Von Meyer; 16 августа 1815–21 июля 1892) исследовал костную структуру шейки и головки бедренной кости в том месте, где она изгибается и под углом входит в тазобедренный сустав и, при этом, почему-то не ломается под тяжестью тела. Фон Мейер обнаружил, что головка и шейка бедренной кости представляют собой многообразную сеть костных образований. Он сделал предположение, что благодаря такой разветвленной как паутина сети разно направленных друг к другу структурных костных элементов шейки и головки бедра механическая нагрузка удивительным образом перераспределяется по кости.

Сеть костных образований имела строгую геометрическую структуру, которая и придавала бедренной кости прочность. Результаты исследований опубликованы в его работе «Die Statik und Mechanik des menschlichen Knochengerüstes» «Статика и механика человеческих костей», изданной в 1873 году.

https://shkolazhizni.ru/img/content/i72/72811_or.jpg

 

В 1866 году швейцарский математик и механик, инженер Карл Кульман (Carl Cullman, 10 июля 1821–9 декабря 1881) подвел теоретическую базу под открытие фон Мейера.

Прошло 20 лет до того дня, когда распределение нагрузки с помощью кривых суппортов было использовано французским инженером Александром Густавом Эйфелем, который предложил чертеж башни.

Это сооружение считается одним из самых очевидных ранних примеров использования бионики в инженерии. Основание Эйфелевой башни напоминает костную структуру головки и шейки бедренной кости.

http://personal.strath.ac.uk/j.wood/Biomimetics/inspirtational%20designs/Eiffel%20Tower_files/image003.jpg

 

На снимке представлен вид строящейся башни, по структуре напоминающий костные балки шейки и головки бедренной кости.

Густав Эйфель на каждой из четырех сторон башни на первом этаже выгравировал имена 72 самых выдающихся французских инженеров, учёных и математиков того времени, внесши огромный вклад в процветание Франции. Следует отметить, что в списке нет ни одного женского имени.

Характеризуя Александра Гюстава Эйфеля (фр. Gustave Eiffel), урождённый Бёникхаузен (Bönickhausen; 15 декабря 1832 — 28 декабря 1923) следует сказать, что он был не только выдающимся инженером и конструктором, но и прекрасным предпринимателем. Гениальный склад ума этого великого сына Франции способствовал созданию в Париже в 1889 году башни, ныне носящей его имя.

Насколько грандиозным было это выдающееся инженерное сооружение, можно судить по многим показателям. Основание башни составляет 124 метра 90 см. её высота 325 метров, а вес 75 тысяч тонн. Удивительно, но при ураганном ветре раскачивание башни не превышает 15 см. Колебания башни от неравномерного нагревания солнечным светом в июле составляет всего 18 см.

Gustave Eiffel.jpg

 

Башня возводилась по принципу детского конструктора из уже готовых 15 тысяч отдельных металлических деталей весом не более 3 тонн каждая, а на их крепление было использовано два с половиной миллиона заклепок.

Своих первых посетителей Эйфелева башня приняла 15 мая 1889 года.

Эйфелева башня выкрашена в три разных оттенка цвета. Самый темный тон используют у основания сооружения, а самый светлый — на вершине. Чтобы защитить башню от коррозии, её каждые семь лет покрывают 60 тоннами краски.

http://www.kid.ru/forummam6/076a472b34aa.jpg

Позолоченный бюст Гюстава Эйфеля в основании башни.

 

Литература:

 

1.        Кульман Карл // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890–1907.

2.        Прокопьев Н. Я. Имена выдающихся ученых Франции, помещенных на Эйфелевой башне /Н. Я. Прокопьев, Л. И. Пономарева, М. Н. Гуртовая. Монография, Тюмень-Шадринск: Изд-во ОГУП «Шадринский Дом Печати», 2016. — 162 с.

3.        Эйфель Александр-Густав //Энциклопедический словарь Брокгауза и Эфрона: в 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб, 1890–1907.

4.        Jang I. G., Kim I. Y. Computational study of Wolff’s law with trabecular architecture in the human proximal femur using topology optimization. //J Biomech. 2008; 41: 2353–2361.

5.        Koch F. Der Anatom Georg Hermann von Meyer 1815–1892. Zurich: Juris Druck & Verlag; 1979.

6.        Ruttimann B. A noteworthy meeting of the society for nature research in Zurich two important precursors of Julius Wolff: Carl Culmann and Hermann von Meyer. In: Regling G., ed. Wolff’s Law and Connective Tissue Regulation. New York, N.Y: Walter de Gruyter; 1992:13–22.

7.        Skedros J. G., Baucom S. L. Mathematical analysis of trabecular ‘trajectories’ in apparent trajectorial structures: the unfortunate historical emphasis on the human proximal femur. //J Theor Biol. 2007; 244: 15–45.

8.        Wolff J. The Classic: On the inner architecture of bones and its importance for bone growth. 1870. //Clin Orthop Relat Res. 2010; 468: 1056–1065.

9.        Wolff J. The Law of Bone Remodelling. Berlin: Springer-Verlag; 1986.

10.    http://www.architime.ru/architects/a_gustave_alexandre_eiffe.htm

11.    http://www.tonnel.ru/?l=gzl&uid=889

  1. https://de.wikipedia.org/wiki/Georg_Hermann_von_Meyer

Ключевые слова: выдающиеся инженеры и анатомы Европы, бионика в инженерии.

Аннотация: В статье дано краткое описание жизни и творческой деятельности выдающихся личностей 19 века — швейцарского математика и механика, инженера Карла Кульмана и французского инженера конструктора Александра Гюстава Эйфеля. На основании анатомических исследований немецкого профессора анатомии Георга фон Мейера они сумели создать и построить в Париже уникальное сооружение, называемое в настоящее время Эйфелева башня.

Социальные комментарии Cackle