mechãnikos inžinèrija Lietuvojè, technikos sritis.
Istorija
Jau 4–5 a. Lietuvoje pradėta naudoti savos gamybos plieniniai kalavijai, 9 a. – dantytieji pjautuvai, irkliniai jūrų laivai, 10 a. – audimo staklės, sukamosios girnos. 14 a. pradėjo veikti vėjo malūnai, imta pjauti pjūklais, lieti varpus, patrankų vamzdžius, skulptūras, gaminti šarvus iš metalo plokščių, kaldinti monetas. 16 a. Vilniuje veikė vandentiekis, P. Skorinos spaustuvė, popieriaus ir stiklo dirbtuvės, be to, atsirado vandens siurblių, parako malūnų. 17 a. viduryje stalinių laikrodžių sukūrė J. Gierke ir Andrzejus Kochanowskis (jis nustatė ir pritaikė laikrodžiui švytuoklės izochronizmo reiškinį). 17 a. antroje pusėje K. Semenavičius knygoje Didysis artilerijos menas (Artis Magnae Artilleriae 1 dalis 1650) pirmą kartą pasaulyje iškėlė ir pagrindė daugiapakopės raketos ir raketinės artilerijos idėją.
Mechanikos inžinerija 19 amžiuje
Pirmasis mechaninis variklis Lietuvoje buvo vandens ratas kuliamajai sukti, 1824 panaudotas Strėvininkų dvare (Trakų apskritis), pirmasis šiluminis variklis – garo mašina, 1840 įrengta Klaipėdos Johno Masono metalo ir medžio apdirbimo įmonėje, t. p. Lietuvos įsigytas pirmasis garlaivis. 19 a. pirmoje pusėje Lietuvoje pradėta pramoniniu būdu gaminti maisto produktus (miltus, kruopas, alų, spiritą). 1843–50 A. Griškevičius suprojektavo keletą orlaivių, knygoje Žemaičio garlėkys (Parolot Žmudzina 1851) išsamiau aprašė dirižablį, mechaniškai valdomų sparnų pritaisymą žmogui, kėlė garu varomo propelerio ir horizontalių sparnų idėją. 1847 Kaune pradėjo veikti garo malūnas, 1860 Lentvario dvare (Trakų apskritis) garo mašina pritaikyta kuliamajai sukti, o į Vilnių atvažiavo pirmasis garvežio traukiamas traukinys, 1896 pasirodė pirmasis automobilis (daugiau jų imta importuoti nuo 20 a. 2 dešimtmečio). Pramoninė mašinų gamyba sparčiau pradėta plėtoti 19 a. pirmoje pusėje Klaipėdoje, vėliau mašinų gamybos centru tapo Kaunas. 1880 Kaune veikė 45 pramonės įmonės (tarp jų 1862 įkurta pirmoji metalo pramonės įmonė Minerva). Pirmosios pramonės įmonės Vilniuje buvo Cimermano ketaus liejykla (įkurta 1864) ir Poselio dalgių gamykla (įkurta 1880 Naujojoje Vilnioje).
Mechanikos inžinerija 20 amžiuje
1912 Vilniaus centrinėje elektrinėje pradėjo veikti pirmoji Lietuvoje garo turbina, 1931 – pirmasis cukraus fabrikas Marijampolėje. Po I pasaulinio karo dėl patirtų nuostolių ir kitokios ūkinės veiklos plėtros krypties sunyko metalo apdirbimo pramonė (1939 buvo tik 12 tokių įmonių). Daugiausia buvo gaminama buitinės ir statybinės paskirties metalo dirbinių, baldų, žemės ūkio padargų ir kitokių nesudėtingų mašinų, audžiama audinių (1939 veikė 139 tekstilės įmonės; tarp jų Drobė, Liteksas, Kauno audiniai). Kaune ir Linkaičiuose (Radviliškio valsčius) veikė ginklų gamyklos, kuriose gaminta šoviniai, šautuvai ir kulkosvaidžių vamzdžiai, remontuoti ginklai. Per II pasaulinį karą vėl buvo sugriauta dalis pramonės mašinų gamybos įmonių, nemaža dalis įrenginių išvežta. Karui pasibaigus ėmė kurtis mašinų remonto įmonės, vėliau sparčiai plėtota elektrotechnikos, radiotechnikos įrenginių, prietaisų, įtaisų, detalių (Elfos gamykla, įkurta 1940) ir staklių (Žalgirio gamykla, įkurta 1941), dviračių (Vairo gamykla, įkurta 1951) gamyba, laivų statyba (Baltijos laivų statykla, įkurta 1952), maisto produktų gamyba (pradėjo veikti dideli mėsos, pieno, žuvų konservų kombinatai). Daugiausia gaminta elektros varikliai, laidai ir kabeliai, elektros skaitikliai, elektros suvirinimo įrenginiai, radijo imtuvų ir televizorių mazgai, magnetolos, televizoriai, staklės, žvejybos laivai, šaldytuvai, grąžtai, dviračiai paaugliams, automobilių detalės, žemės ūkio mašinos. Didžiąją dalį gaminamų mašinų sukonstravo Lietuvos inžinieriai projektavimo ir konstravimo biuruose ar mokslinių tyrimų institutų filialuose; svarbesni gaminiai: Metalo pjovimo staklių instituto (ENIMS) Vilniaus filiale sukonstruotos ir pagamintos labai didelio tikslumo apvaliojo šlifavimo (1962), smulkiamodulinės krumplių frezavimo (1963) staklės, apskritojo dalijimo mašina (1965), pirmoji SSRS koordinatinė mašina, valdoma elektronine skaičiavimo mašina (1977). Lietuva 1966 gamino 8,6 % SSRS gaminamų staklių ir užėmė 4 vietą tarp SSRS respublikų. Išaugo žymesnių inžinierių mechanikų (A. M. Barakauskas, K. Dzidolikas, V. A. Gapšys, A. Kasparaitis, Mykolas Algirdas Kuzmickas, Evaldas Jonas Majauskas, Arūnas Speičys ir kiti). Sparčiai plėtėsi tekstilės gamyba (linų tekstilė, mezginiai, kilimai). Pradėjus modernizuoti ir specializuoti baldų gamybą imta gaminti universalių konstrukcijų korpusinius baldus, iš dalies išardomus minkštuosius baldus; Eksperimentiniame baldų projektavimo ir konstravimo biure (įsteigtas 1957) imta kurti lengvų konstrukcijų, estetiški, funkcionalūs, būsto interjerą atitinkantys baldai.
Moksliniai tyrimai 20 amžiuje
pirmojo SSRS mikromanipuliatoriaus, veikiančio naudojant aukštojo dažnio virpesius, maketas (R. P. Bansevičius, K. Ragulskis, 1980)
Pirmieji mechanikos inžinerijos moksliniai tyrimai Lietuvoje pradėti 20 a. 3 dešimtmetyje; leistas žurnalas Technika (1924–41). 1948 Lietuvos mokslų akademija įsteigė Technikos mokslų institutą (1952–56 Fizikos-technikos institutas, 1956–67 Energetikos ir elektrotechnikos institutas, 1967–92 Fizikinių-techninių energetikos problemų institutas, nuo 1992 – Lietuvos energetikos institutas), kuris iš pradžių sprendė energetikos ir metalų pramonės, vėliau tik energetikos plėtros problemas. 1961 įkurtas Tekstilės pramonės institutas, kuriame tirtos siūlų mechaninės savybės, tikrintos jų eksploatacinės savybės, t. p. pradėta kurti technines tekstilės medžiagas, audinius ir mezginius, skirtus gaminiams apsaugoti, specialiąsias tekstilės medžiagų (vadinamosios nanotekstilės) apdailos technologijas ir įrenginius.
Svarbūs mechanikos inžinerijos tyrimai pradėti 1964 Kauno politechnikos instituto įkurtoje Vibrotechnikos laboratorijoje (1964–93 vadovas K. Ragulskis; 1975–87 mokslinio tyrimo sektorius Vibrotechnika, 1987–91 mokslinis centras Vibrotechnika, nuo 1998 Mikrosistemų ir nanotechnologijos centras). Buvo tiriama mechaninių virpesių procesai, ieškoma galimybių panaudoti tyrimus įrenginiams ir technologiniams procesams kurti, t. p. nagrinėti apsisaugojimo nuo kenksmingų virpesių būdai ir priemonės. Sukurta nauja mechanikos inžinerijos kryptis – precizinė vibracinė mechanika. Buvo tiriami netiesinių virpesių sistemų savaiminės organizacijos ir judesio dinaminio valdymo reiškiniai, ieškota galimybių gauti tolydžiuosius judesius panaudojant virpesius ir banginius procesus, būdų mechaninių sistemų judesiui stabilizuoti virpesiais, naujų precizinių mechaninių sistemų sudarymo principų. Naudojant tyrimų rezultatus kurti būdai ir priemonės precizinių mechaninių sistemų judesio tikslumui didinti, sukurti virpesių principu veikiantys įvairios paskirties originalūs mechanizmai ir sistemos (robotų technikai, branduolinei fizikai, astrofizikai, geofizikai, lazerinėms sistemoms, precizinių prietaisų ir mašinų gamybos, laivų statybos, aviacijos ir kosminės technikos, kompiuterijos įtaisams ir įrenginiams). Vibrotechnikos moksliniame centre sukurti pasaulyje pripažinti vibraciniai varikliai ir robotai buvo vieni pirmųjų mechatronikos įrenginių SSRS, sparčiai plėtota išradyba (K. Ragulskis su kitais padarė daugiau kaip 1700 išradimų). Leistas ketvirtinis aukštųjų mokyklų mokslo darbų rinkinys Vibrotechnika (1967–92; išleista 67 tomai, 4 tomai anglų kalba išleisti Jungtinėse Amerikos Valstijose). Šiame centre dirbo žymesni inžinieriai: R. P. Bansevičius, V. Ostaševičius, J. Gecevičius, A. Fedaravičius ir kiti). Dalis šių mokslininkų 1997 susibūrė į Vibrotechnikos draugiją, kuri rengia tarptautines konferencijas Vibroengineering (1998–2004 vyko kasmet, vėliau kas 2 metai); leidžiami konferencijų darbai, jų duomenys įtraukiami į tarptautines duomenų bazes. Svarbūs mechanikos inžinerijos darbai buvo atliekami Kauno politechnikos instituto Pakavimo automatų laboratorijoje (įkurta 1967, vadovas V. Židonis, 1991 mokslinis gamybinis centras Pakavimo technika, vėliau Pakavimo inovacijų ir tyrimų centras) sukonstruota daugiau kaip 20 pakavimo (fasavimo) automatų, tirta produktų dozavimo procesai, plėvelinių medžiagų suvirinimas terminiu būdu ir aukštojo dažnio srovėmis, pakuočių (fasuočių) ženklinimo, grupavimo ir kiti procesai; t. p. leistas tęstinis leidinys Pakavimo automatai (išėjo 4 knygos).
1994 prie Kauno technologijos universiteto įsteigta Lietuvos pakuotojų asociacija, kuri 1995 priimta į Pasaulinę pakavimo organizaciją (angl. World Packaging Organisation, WPO). Atkūrus Lietuvos nepriklausomybę šalies pramonės įmonės ir projektavimo organizacijos buvo pertvarkytos ir ėmė integruotis į pasaulio rinką. 1991 iš ENIMS Vilniaus filialo sukurta Lietuvos ir Jungtinių Amerikos Valstijų mokslinė gamybinė įmonė Brown & Sharpe-Precizika, gaminanti metrologijos ir matavimo mašinų mazgus. Atsirado mokslinių paslaugų bendrovių (viena svarbesnių bendrovių įkurta 1991 J. Gecevičiaus), kurios perimdamos technologines naujoves (angl. know-how) sprendžia pramonės įmonių technologines ir technines problemas, t. p. vykdo užsienio bendrovių užsakymus.
birių produktų pakavimo automatas, suprojektuotas Kauno technologijos universiteto Pakavimo tyrimų centre (1997)
Moksliniai tyrimai 21 amžiaus pradžioje
lazerinis šaunamojo ginklo treniruoklis: geltona kreivė rodo lazerio spindulio trajektoriją taikinyje, raudonas taškas – akimirkinio nusitaikymo vietą, į kurią krinta lazerio spindulys
21 a. pradžioje mechanikos inžinerijos tyrimai daugiausia plėtojami Kauno technologijos universitete Mechanikos ir mechatronikos fakultete (nuo 2014 Mechanikos inžinerijos ir dizaino fakultetas; 2007 įkurtas Mechatronikos mokslo, studijų ir informacijos centras, 2014 pertvarkytas į Mechatronikos institutą) kartu su Transporto problemų institutu, Pakavimo inovacijų ir tyrimų centru, t. p. Kauno technologijos universiteto Gynybos technologijų, Technologinių sistemų diagnostikos, Energetikos technologijų institutais. Svarbiausi tyrimai: medžiagų ir konstrukcijų stiprumo, mažaciklio nuovargio, irimo ir ilgalaikiškumo, mechaninių ir mechatroninių sistemų dinamikos, valdymo ir vibroakustinės diagnostikos, biomechanikos ir sporto inžinerijos, pjezomechaninių sistemų ir adaptyviosios mechanikos, transporto priemonių tobulinimo ir precizinių ilgio kalibravimo sistemų, pakuočių ir jų perdirbimo technologijų kūrimo.
Su Lietuvos Energetikos instituto mokslininkais ieškoma būdų, kaip panaudoti atsinaujinančiuosius energijos išteklius, tiriamas energijos naudojimo efektyvumas, sprendžiamos energetikos kompleksų, šiluminių procesų, įrenginių, branduolinės energetikos ir jos saugumo problemos, nagrinėjami šilumos ir masės pernašos procesai. Kuriamos gynybos technologijos ir technika: lazeriniai šaulių treniruokliai, minosvaidžių treniruočių įranga, taktikos mokymo poligonuose įranga, vykdomi raketų dinamikos tyrimai. Kauno technologijos universiteto Mechanikos inžinerijos ir dizaino fakultete nagrinėjamos aprangos medžiagos, tekstilės gaminių projektavimo sistemos, spaudos technologiniai procesai, veikia polimerinių gaminių mokslinė laboratorija. Mechanikos inžinerijos tyrimai atliekami ir Kauno technologijos universiteto Konstrukcijų patikimumo centre, Prof. K. Baršausko ultragarso mokslo institute, kuriame sisteminami ultragarsinių matavimo sistemų teoriniai pagrindai, kuriamos neelektrinių dydžių matavimo sistemos. Leidžiami moksliniai leidiniai Mechanika, Mechaninė technologija, Ultragarsas, rengiamos kasmetinės įvairių mokslo sričių tarptautinės konferencijos.
Mechanikos inžinerijos tyrimai vykdomi ir kitose šalies aukštosiose mokyklose – Vilniaus Gedimino technikos universitete, Klaipėdos universitete, Šiaulių universitete ir Kauno technologijos universiteto Panevėžio institute (nuo 2014 Kauno technologijos universiteto Panevėžio technologijų ir verslo fakultetas). Vilniaus Gedimino technikos universitete Mechanikos ir Transporto inžinerijos fakultetuose tiriama ir kuriama medicinos srities reabilitaciniai procesai ir sistemos, dirbtiniai organai, mechatroninės sistemos, atliekamas jų tribologinis ir metrologinis tyrimas, diagnostika, projektuojamos technologinės (pvz., poligrafinės, suvirinimo) sistemos, tiriama jų dinamika ir operacijos, t. p. projektuojamos transporto mašinos ir įrenginiai, tiriamas jų patikimumas. Vilniaus Gedimino technikos universitete Antano Gustaičio aviacijos institute (įkurtas 1993) kuriama aviacinė technika, tikrinamas jos patikimumas ir atitiktis saugos reikalavimams. Leidžiami moksliniai žurnalai Aviation ir Transport (abu anglų kalba).
Svarbius mechanikos inžinerijos tyrimus vykdė ir vykdo užsienio lietuvių inžinieriai mechanikai: S. Bačkaitis (biomechanikos ir eismo saugos), E. Jarašiūnas (taikomoji mechanika, mokslinių tyrimų programų koordinavimas), R. Kašuba (jėgos perdavimas, didžiųjų vėjo elektros generatorių tobulinimas, konstrukcijų projektavimo metodika), R. Vaičaitis (aviacinė ir kosminė technika), R. Viskanta (šilumos mainų dinamika sprendžiant branduolinių reaktorių aušinimo problemas).
Svarbesni atkūrus Lietuvos nepriklausomybę mechanikos inžinerijos mokslininkai (1993–2006 Lietuvos mokslo premijos laureatai) – Jonas Erdvilas Adomaitis, L. V. Ašmantas, B. Bakšys, R. Barauskas, V. Barzdaitis, B. Čėsna, R. Čiukas, M. Daunys, A. Fedaravičius, J. Gylys, R. Jonušas, A. Jurkauskas, V. A. Katinas, J. Liukaitis, A. Matukonis, H. Medekšas, V. M. Milašius, G. Miliauskas, V. Ostaševičius, A. Pedišius, V. P. Pekarskas, Povilas Poškus, M. K. Ragulskis, V. Rajeckas, Vytautas Šimonis, S. Šinkūnas, A. Šlančiauskas, P. Vaitiekūnas, J. Vilemas, A. J. Vitkauskas, V. Volkovas, A. Žukauskas.
Mechanikos inžinierių draugijos
Glaudžiai bendradarbiaudami su įvairiomis organizacijomis inžinieriai steigė savo draugijas. 1899 įsteigta Rusijos technikų draugijos Vilniaus skyrius (jame buvo daugiau kaip 20 lietuvių inžinierių), 1907 – Lietuvių mokslo draugija (vykdė mokslinį tiriamąjį darbą, rengė vadovėlius), 1918 – Lietuvos inžinierių sąjunga (veikė iki 1940, atkurta 1989; sprendė technines ir ekonomines problemas, svarstė standartų normas, darbo saugos klausimus, rūpinosi inžinierių ir technikų rengimu); ji 1929–40 leido žurnalą Technika ir ūkis. 1951 Niujorke įkurta Pasaulio lietuvių inžinierių ir architektų sąjunga (vietoj 1946 Würzburge įkurtos Lietuvos inžinierių tremtinių draugijos; rengė studiją apie nepriklausomybės laikų Lietuvos mokslą ir ūkį). Lietuvoje t. p. veikė kai kurių technikos šakų mokslo draugijos, kurios 1954 buvo pertvarkytos į Mokslo technikos draugijas. 1949 prie Lietuvos geležinkelių valdybos įkurti Technikos namai; juose veikė biblioteka, skaitykla, technikos kabinetas, 1958 įkurta Sąjunginės išradėjų ir racionalizatorių draugijos taryba. Atkūrus nepriklausomybę Lietuvos mechanikai (aktyviai veikė R. P. Bansevičius, P. Ilgakojis, Rymantas Tadas Toločka) 1992 įstojo į Tarptautinę mašinų ir mechanizmų teorijos federaciją (angl. International Federation for the Promotion of Mechanism and Machine Science, IFToMM), kuri vykdo teorinius ir eksperimentinius tyrimus, skatina įvairių šalių mokslininkų bendradarbiavimą, mokslinių tyrimų praktinį taikymą. 2002 M. Mariūno iniciatyva įkurta Lietuvos biomechanikų sąjunga, vienijanti Lietuvos aukštųjų mokyklų, reabilitacinių centrų, Neįgaliųjų sąjungos ir kitų mechaninio judėjimo, dirbtinių organų sričių darbuotojus ir koordinuojanti jų veiklą.
Mechanikos inžinierių rengimas
Lietuvoje inžinierius mechanikus pradėta rengti 17 a. pabaigoje – 18 a. pradžioje (karo inžinierių buvo jau 16 a. pabaigoje) Vilniaus universitete; jį uždarius 1832–20 buvo rengiami Sankt Peterburgo, Rygos, kitų Rusijos miestų aukštosiose mokyklose. Lietuvoje inžinierius vėl pradėta rengti 1920 Kaune Aukštuosiuose kursuose (nuo 1922 Lietuvos universitetas, 1930–46 Vytauto Didžiojo universitetas), jų daugiau rengta Lietuvos universitete įkūrus Technikos skyrių. Vytauto Didžiojo universitete mechanikos, technologijos ir kitus inžinerinius mokslus dėstė žymūs to meto mokslininkai – K. Vasiliauskas (medžiagų mechaniką; parašė pirmąjį vadovėlį Elementarinis medžiagų atsparumo kursas 1935), V. Mošinskis (metalų technologijos kursą; parašė vadovėlius Metalų technologija. Liejininkystės pagrindai 1933, Metalų technologija. Techniniai metalai, jų gamyba ir savybės 1934), P. Jankauskas (teorinę ir taikomąją mechaniką; knyga: Kinematikos ir dinamikos pagrindai 1926 ir Pritaikomoji mechanika 2 dalys 1926–30), J. Čiurlys (mašinų elementus; knyga: Mašinų detalės 1924 ir Keliamosios mašinos 1932), P. Čechavičius (hidrotechniką; knyga: Bendrosios žinios apie vandentiekius 1926, Lietuvos uostai 1932, prancūzų kalba), Vasaris Gorodeckis (energetiką; knyga: Techninė termodinamika 1935), A. Gravrogkas (hidraulinių turbinų kursą; knyga: Reaktingųjų vandens turbinų darbo rato skaičiavimas 1939) ir J. Gravrogkas (laivų mechaniką; knyga: Nuo nejudamo eterio iki reliatyvinės mechanikos 1931). Nuo 1951 inžinieriai rengiami Kauno technologijos universitete (iki 1990 Kauno politechnikos institutas), Vilniaus Gedimino technikos universitete (1969–90 Vilniaus inžinerinis statybos institutas, 1990–96 Vilniaus technikos universitetas), Klaipėdos universitete (1959–91 Kauno politechnikos instituto Klaipėdos vakarinis fakultetas), Šiaulių universitete (1962–97 Kauno politechnikos instituto Šiaulių vakarinis fakultetas), Kauno technologijos universiteto Panevėžio technologijų ir verslo fakultete (1961–65 Kauno politechnikos instituto Panevėžio skyrius, 1965–89 Panevėžio vakarinis fakultetas, 1989–98 Panevėžio fakultetas, 1998–2001 Kauno technologijos universiteto Panevėžio filialas, 2001–14 Kauno technologijos universiteto Panevėžio institutas). Mechanikos inžinerijos specialistus rengia ir neuniversitetinė mokslo įstaiga – Kauno technikos kolegija (1920–44 ir 1990–2002 Kauno aukštesnioji technikos mokykla, 1945–90 Kauno politechnikumas).
Knygos, vadovėliai
Svarbesni atkūrus Lietuvos nepriklausomybę mechanikos inžinerijos vadovėliai: S. V. Naujokaičio ir kitų Mechanizmų ir mašinų teorija (1994), V. Paliūno Teorinė mechanika (1997), A. Bargelio Integruotos gamybos pagrindai (1998), Vytauto Sliesoriūno, Jono Jurgaičio ir Vladimiro Čiuprino Inžinerinė grafika (1998), J. Dulevičiaus ir kitų Mašinų elementai: skaičiavimai ir konstravimas (2000), V. K. Augustaičio Mechaninių virpesių pagrindai (2000), V. Vekterio ir kitų Matavimų teorija ir praktika (2000), A. Žiliuko Medžiagų mechanika (2004), V. Ostaševičiaus ir R. Dundulio Technologiniai įrenginiai ir įrankiai (2002, 22004), Antano Juozo Bražiūno Mašinų gamybos technologijos pagrindai (2004), Dalios Bendikienės ir Roberto Keršio Inžinerinės grafikos teoriniai pagrindai (2005), B. Bakšio ir A. Fedaravičiaus Robotų technika (2006). Monografijos: A. Pavaro ir Juozo Žvinio Plienai (1995), S. Bočkaus Specialieji liejimo būdai (1996), Virpesių mechanika ir technika (autorių kolektyvas, 1998), V. J. Čiuplio ir kitų Metalo paviršinių sluoksnių plastinių deformacijų tyrimai (Particularies of Plastic Deformation of Near Surface Layers 2003), Mechatronikos žinynas (The Mechatronics Handbook, autorių kolektyvas, 2002), B. Bakšio ir A. Fedaravičiaus Vibracinės automatinio manipuliavimo sistemos ir mechanizmai (2005), M. Daunio Ciklinis konstrukcijų stiprumas ir ilgaamžiškumas (2005), A. Žiliuko Stiprumo ir irimo kriterijai (2006).
278