Шрифт
Source Sans Pro
Размер шрифта
18
Цвет фона
1.5. Зонтичные структуры
В фильме «Укрощение огня» показывается, как Конструктор ракетных двигателей зашел в тупик. Простое линейное увеличение мощности двигателя не позволяло создать требуемой тяги, чтобы запустить ракету, а параллельное соединение нескольких двигателей в пакет недопустимо усложняло управление ракетой. И тогда Главный Конструктор предложил объединить стандартные двигатели в несколько пакетов. Так родилась ракета «Восток».
Ракетоноситель (первая ступень) корабля «Восток» – полисистема 5-ти групп двигателей из полисистем по 4 двигателя в каждой группе.
Рис. 9. Ракета-носитель «Восток». Пакеты двигателей.
МКС: Если недопустимо увеличение единичной мощности системы
и недопустимо параллельное объединение в полисистему необходимого количества систем для достижения необходимой мощности,
то решением может стать переход к зонтичной структуре позволяющей снизить нежелательный эффект от сложного объединения большого количества систем.
Зонтичная структура представляет из себя объединение в полисистему нескольких систем, каждая из которых, в свою очередь, является полисистемой из одинаковых элементов.
В природе этот микростандарт демонстрируют растения семейства зонтичных, например укроп.
Рис. 10. Укроп
За счет чего достигается эффект?
1. Эффективность полисистемы вместо одной системы большой мощности обеспечивается за счет:
– повышения серийности производства отдельных элементов;
– снижения вредных факторов, возникающих при росте единичной мощности системы.
2. Эффективность группового свертывания связана с:
– устранением лишних элементов в каждой группе (оптимальность по объему свертывания определяется ростом вредных факторов, возникающих при объединении систем).
Зонтичное построение реализует в полной степени закон развертывания-свертывания, когда эффективность системы через структурирование одновременно повышается за счет:
– развертывания системы в полисистему, с однородными элементами на самом нижнем уровне;
– группового свертывания, на каждом уровне структуры.
Рис. 11. Грузовой самолет с группами колес
.
Пример 2
У самолета Б-52 четыре пары реактивных двигателей – полисистема из 4-х —би-систем.
Рис.12. В-52
Пример 3
В обществе любая организация, например армия, является зонтичной структурой.
Армия состоит из нескольких дивизий, каждая дивизия – из нескольких полков, полки – из батальонов, батальоны – из рот, роты – из взводов, взводы – из отделений…..
Пример 4
В цехах рафинирования меди технологический процесс построен на основе переноса атомов меди с анода на катод в ванне с электролитом.
При этом процесс реализован в нескольких сотнях ванн, в каждой из которых находится по полтора-два десятка пар катод-анод. Налицо зонтичная структура из двух уровней.
Рис. 13. Пакеты анодов в ванной
Замечание: рост размеров анодов вызывает сложности в электрохимическом процессе из-за отсутствия равномерности переноса атомов металла, увеличение количества пар в ванне усложняет процессы электролиза. Это и определяет степень дробления по группам.
Кроме этого, разбивка по ваннам позволяет сделать процесс непрерывно-дискретным. Дискретность позволяет перезагружать ванны последовательно, в то время как сам по себе процесс производства в цехе непрерывный. Замена анодов в одной ванне мало влияет на производительность цеха в целом, поскольку остальные ванны работают. Такая схема позволяет оптимизировать процесс по производительности.
Пример 5
Зонтичные структуры в солнечной энергетике
Рис. 14. Солнечные батареи в пакетах по 12 штук
В большом контейнере размещается несколько сот маленьких снарядов, оснащенных поражающими элементами. Еще в воздухе большой контейнер раскрывается, и пороховой заряд разбрасывает суббоеприпасы, которые, в свою очередь, взрываются от удара о землю. В результате охватывается большая площадь поражения.
Рис.15. Кассетная бомба
