Использование бионики в инженерии | Статья в журнале «Юный ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 октября, печатный экземпляр отправим 30 октября.

Опубликовать статью в журнале

Рубрика: Прочее

Опубликовано в Юный учёный №2 (22) февраль 2019 г.

Дата публикации: 16.01.2019

Статья просмотрена: 6 раз

Библиографическое описание:

Гуртовой Е. С., Батухтина Е. Е., Прокопьев Н. Я. Использование бионики в инженерии // Юный ученый. — 2019. — №2. — С. 81-83. — URL https://moluch.ru/young/archive/22/1333/ (дата обращения: 17.10.2019).



 

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
Основные термины (генерируются автоматически): бедренная кость, эйфелева башня, Париж, основание башни, немецкий профессор анатомии, швейцарский математик.


Похожие статьи

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку.

В 1921 г. был избран профессором анатомии в Лионе. Научные исследования посвящены кровоснабжению щитовидной и вилочковой

С 1836 г. — профессор физиологии в Страсбурге. Научные исследования посвящены анатомии суставов и мышц, органам чувств, разработке...

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку.

В 1854 году — доцент кафедры сравнительной анатомии в Вюрцбурге, в 1855 году — экстраординарный профессор сравнительной анатомии в Иене, в 1856 году — ординарный профессор и директор Анатомического института.

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку. Часть 13

Учился у знаменитого немецкого врача профессора Бернарда Зигфрида Альбинуса

Профессор анатомии и натуральной истории колледжа «Jardin des Plantes» (Париж). Рис. 13.

Серре угол — угол, образуемый крыловидным островком основной кости и основанием черепа.

Выдающиеся анатомы ХV–ХVI веков и их вклад в мировую науку

синоним, профессор анатомии, немецкий анатом, заднепроходный канал

история медицины, доктор медицины, Париж, имя, профессор анатомии, прямая кишка, французский хирург

Серре угол — угол, образуемый крыловидным островком основной кости и основанием черепа.

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку.

синоним, профессор анатомии, немецкий анатом, заднепроходный канал, мочеиспускательный канал, нормальная анатомия, имя были

история медицины, доктор медицины, Париж, имя, профессор анатомии, прямая кишка, французский хирург, мышца, связка, синоним.

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку.

С 1877 года — профессор зоологии, а затем профессор анатомии и хирургии в Тринити-Колледже в Дублине.

В 1755 году защитил диссертацию и получил звание профессора анатомии и хирургии. Работал в Лондоне, Париже, Берлине.

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку. Часть 10

Научные исследования были посвящены лимфатическим сосудам костей и суставов человека и животных.

В 1708 года — профессор анатомии и хирургии в Генте, а с 1722 года — в Париже.

Медицинское образование получил в Париже.

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку.

Профессор анатомии Тюбингенского университета.

Основным научным направлением кафедры было изучение вариантной анатомии сосудистой и нервной систем

По оперативной хирургии разрабатывались новые методы операций при бедренных грыжах, резекции суставов...

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку.

С 1859 г. — профессор анатомии и хирургии медицинского факультета Парижского университета.

С 1762 по 1774 г. — профессор анатомии в Барселоне. Позднее назначен директором Королевского колледжа по хирургии в Испании и личным хирургом короля Карла III.

Похожие статьи

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку.

В 1921 г. был избран профессором анатомии в Лионе. Научные исследования посвящены кровоснабжению щитовидной и вилочковой

С 1836 г. — профессор физиологии в Страсбурге. Научные исследования посвящены анатомии суставов и мышц, органам чувств, разработке...

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку.

В 1854 году — доцент кафедры сравнительной анатомии в Вюрцбурге, в 1855 году — экстраординарный профессор сравнительной анатомии в Иене, в 1856 году — ординарный профессор и директор Анатомического института.

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку. Часть 13

Учился у знаменитого немецкого врача профессора Бернарда Зигфрида Альбинуса

Профессор анатомии и натуральной истории колледжа «Jardin des Plantes» (Париж). Рис. 13.

Серре угол — угол, образуемый крыловидным островком основной кости и основанием черепа.

Выдающиеся анатомы ХV–ХVI веков и их вклад в мировую науку

синоним, профессор анатомии, немецкий анатом, заднепроходный канал

история медицины, доктор медицины, Париж, имя, профессор анатомии, прямая кишка, французский хирург

Серре угол — угол, образуемый крыловидным островком основной кости и основанием черепа.

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку.

синоним, профессор анатомии, немецкий анатом, заднепроходный канал, мочеиспускательный канал, нормальная анатомия, имя были

история медицины, доктор медицины, Париж, имя, профессор анатомии, прямая кишка, французский хирург, мышца, связка, синоним.

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку.

С 1877 года — профессор зоологии, а затем профессор анатомии и хирургии в Тринити-Колледже в Дублине.

В 1755 году защитил диссертацию и получил звание профессора анатомии и хирургии. Работал в Лондоне, Париже, Берлине.

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку. Часть 10

Научные исследования были посвящены лимфатическим сосудам костей и суставов человека и животных.

В 1708 года — профессор анатомии и хирургии в Генте, а с 1722 года — в Париже.

Медицинское образование получил в Париже.

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку.

Профессор анатомии Тюбингенского университета.

Основным научным направлением кафедры было изучение вариантной анатомии сосудистой и нервной систем

По оперативной хирургии разрабатывались новые методы операций при бедренных грыжах, резекции суставов...

Выдающиеся анатомы и их вклад в мировую науку.

С 1859 г. — профессор анатомии и хирургии медицинского факультета Парижского университета.

С 1762 по 1774 г. — профессор анатомии в Барселоне. Позднее назначен директором Королевского колледжа по хирургии в Испании и личным хирургом короля Карла III.

Задать вопрос