Один из признаков научно-технического прогресса состоит в том, что промышленное производство все больше сближается с наукой. Этому способствует конструирование легких или облегченных изделий, начинающее образовывать отдельную отрасль технических наук.
При разработке облегченных конструкций преследуется цель — путем фундаментальных исследований определить для проектировщиков, конструкторов и технологов способы оптимизации, принципы выбора материала, расчетных таблиц, программ для ЭВМ, способов изготовления и др.
За истекшие несколько десятилетий в развитии техники можно проследить результаты внедрения легких конструкций. Прежде чем подробнее остановиться на методах такого конструирования, поясним на некоторых примерах эффект, приносимый им, и каковы причины этого.
Нельзя не заметить, что постоянно окружающие нас вещи становятся все более легкими, то есть на их изготовление идет все меньше и меньше материала. Это относится как к домашней утвари, так и к мебели, холодильникам, телевизорам, радиоприемникам, автомобилям и жилым строениям. То же самое происходит с машинами, установками, приборами и элементами конструкций, применяемых в промышленности, сельском хозяйстве, транспорте и других направлениях деятельности.
Так, если первый газовый двигатель, показанный в 1867 г. на Всемирной выставке в Париже, при мощности в 1 л. с. весил 500 кг, то сегодня в наших грузовиках применяются серийные двигатели, у которых на каждую лошадиную силу приходится 1–2 кг материала. И этот процесс снижения материалоемкости автомобильной продукции продолжается. В газотурбинном приводе, к примеру, 1 л. с. соответствует расход материала 0,1–0,3 кг.
В технике связи тенденция к уменьшению массы отчетливо сказывается во все меньших объемах типовых деталей.
С 1920 г. до наших дней средний объем типовых деталей снизился более чем на 4 порядка. Как не вспомнить большие, тяжелые ламповые радиоприемники 1930-х гг. Сегодня приемник можно носить в кармане пиджака. Эти резкие перемены начались только после создания полупроводниковых материалов.