Третье главное направление научных исследований заключается в разработке методики определения вероятных технико-экономических параметров применения в конкретных условиях новой техники, отличающейся от существующей либо только размерами, мощностью и производительностью, либо принципами конструкции и технологии рабочих процессов.

Четвертым главным направлением является проблема оптимизации качественной и количественной структуры парков машин и транспортных средств, обеспечивающих наибольший экономический эффект при выполнении заданных работ, т. е. минимизацию приведенных удельных затрат на эти работы.

Пятым главным направлением является повышение производительности машин за счет разработки и внедрения автоматизированных электрических, гидравлических и гидромеханических приводов, а также систем управления с выполнением всех требований эргономики.

Шестым главным направлением является разработка теории рабочих процессов основных видов машин-орудий. Это необходимо для повышения их эффективности, разработки научно обоснованных норм выработки и создания принципиально новых рабочих процессов.

Как известно, работа машин-орудий далеко не всегда отвечает наиболее рациональным методам воздействия машин на рабочую среду.

Для землеройных, камнерезных и буровых машин необходимо создание физической теории разрушения грунтов и горных пород, находящихся в различном состоянии, механическими, гидравлическими и взрывными способами, а в ряде случаев — комбинацией этих способов, а также новыми методами (ультразвуком, термическими и химическими способами и т. п.).

Для уплотняющих машин требуется создание физической теории уплотнения различных грунтов и материалов с помощью укатки, трамбования, вибрации и виброударного воздействия.

Для сваебойных машин необходимо изучение взаимодействия различных грунтов со сваями, погружаемыми путем завинчивания, ударов и вибрации или комбинированными способами, при различных соотношениях размеров и массы свай, энергии и частоты ударов, мощности, частоты и амплитуды вибраторов, крутящего момента и давления на сваю.

Для дробильных машин важно создание физической теории прочности хрупких тел и теории их разрушения.

Для смесительных машин необходимо создать теорию перемешивания сыпучих, жидких и полужидких материалов в различных смесителях, особенно при совместном использовании таких средств воздействия, как интенсивное движение и вибрация.

Для транспортирующих машин необходима разработка механики движения транспортируемых грузов, взаимодействия с транспортирующим органом, взаимодействия гусениц и колес с грунтом и покрытиями дорог в зависимости от их состояния и давления на опорную поверхность. Для машин, транспортирующих материалы по трубам, необходимо изучить законы перемещения жидких и полужидких тел при разных скоростях, давлении, сечении и трассе трубопроводов.

Для метательных машин и пневмотранспорта необходимо исследовать законы перемещения различных тел под давлением по трубам и в свободном воздушном пространстве при различных метеорологических условиях.

Все процессы разрушения и изменения состояния различных тел рабочими органами машины должны исследоваться с учетом использования колебательных процессов (вибрации) и целесообразности замены прерывных процессов непрерывными, а также возможности их автоматизации. Должное внимание при этом нужно уделять факторам качества, скорости, стоимости.

Решение этих проблем позволит создать научно обоснованные методы определения производительности машин-орудий, устанавливающие количественные зависимости между их конструктивными параметрами, условиями применения и производительностью. Это даст возможность перейти от опытно-стати-стических норм выработки к научно-обоснованным и заложить основу теории эксплуатации машин.

Большое значение при разработке этой проблемы имеет вопрос создания научной классификации грунтов и горных пород по степени трудности разработки их машинами. Как известно, существующая классификация основана на параметрах, которые не имеют прямой связи с трудностью разработки грунтов и горных пород современными машинами. Так как от трудности разработки грунта и породы зависят нормы выработки машин и стоимость работы, то этот вопрос является постоянным предметом арбитражных споров.

Уже намечено несколько направлений для научно обоснованного решения этой проблемы, начиная с^использования скорости распределения звука в породе (грунте) и кончая различными моделирующими режущими устройствами.

Седьмым главным направлением является разработка общей теории создания новых машин-орудий на базе унификации.

Решение задач большинства рассмотренных направлений неосуществимо без разработки восьмого главного направления — создания научно обоснованной теории надежности и долговечности машин.

Из этой основной проблемы вытекает несколько частных направлений, представляющих собой самостоятельные проблемы. Первая из них — проблема долговечности машины, узлов и деталей и установление оптимальных, экономически оправданных сроков службы машины и ее узлов с учетом физического и морального износа и обеспечения при этих сроках минимальной стоимости продукции, производимой машиной за весь срок ее службы, с учетом затрат как на ее изготовление, так и на эксплуатацию и ремонт.

Вторая — основы теории эксплуатации и ремонта машин.

Третья — проблема создания машин, их узлов и деталей с заданной долговечностью и надежностью, разрешению которой в значительной мере способствуют достижения советской науки о прочности машин.