Техническите науки, наричани и инженерство или инженерни науки, са науките, които се занимават с изследване на явленията, свързани с развитието на техниката, разработването на нови конструкции и на технологични процеси. Това се постига чрез използването на знания в областта на физиката, математиката и чрез практически експерименти, насочени към усъвършенствуването на инструменти и апарати, или създаването на нови материали, процеси или изделия за нуждите на човечеството.

Цели на инженерната дейност са изобретяването, разработката, създаването, внедряването, производството, ремонта, обслужването на машини, апарати и т.н.

Техническите науки са еволюирали от занаятите. Една от първите технически науки е механиката, която дълго време остава в сянката на физиката и архитектурата. С настъпването на индустриалната революция възниква необходимост от академично изучаване на техниката и технологиите. Едно от първите образователни структури в областта на техническите науки става Политехническата школа на Гаспар Монж, основана през 1794 г. През 19 век се появява електротехниката, а през 20 век – радиотехниката, космонавтиката, кибернетиката, изчислителната техника, роботиката и т.н. Специалистите с висше образование, практикуващи технически науки, се наричат инженери.

История Инженерството е съществувало от древни времена, когато хората са изобретявали основни неща, които днес са неразривна част от ежедневието ни като макарата, лостът и колелото. Всяко от тези изобретения днес продължава да е част от съвременните технологии и машини, които използват основните механични принципи, с помощта на които вземат участие в създаването на полезни инструменти и предмети.

Терминът инженерство етимологично възниква от думата инженер, която от своя страна датира от 1390 г. „Инженер“ произлиза от думата „engine'er“, която в буквален смисъл означава човек, който работи с машина, и първоначално с нея са наричани конструкторите или операторите на обсадни машини. Ето защо използвана в този контекст думата отдавна не се ползва, но въпреки това се е запазила, като с годините е сменила своето значение. Думата за машина на английски и други западноевропейски езици „engine“ е още по-стара и произлиза от латинската „ingenium“ (около 1250 г.), което означава „естествено качество, особено умствена сила, а оттук и блестящо откритие“.

На по-късен етап, когато проектирането на невоенни строежи, като мостове и сгради, се развива в техническа дисциплина, терминът „гражданско инженерство“ (civil engineering) започва да се използва за разграничаване от военното инженерство.

Античност

Александрийският фар, Египетските пирамиди, Висящите градини на Вавилон, Акрополът и Партенонът в Атина, древноримските акведукти, Виа Апия, Колизеумът в Рим, Теотиуакан, градовете и пирамидите изградени от империите на маите, инките и ацтеките, Великата китайска стена и много други древни постройки са свидетелство за изобретателността и уменията на древните строителни и военни инженери.

Първият известен на историята инженер се нарича Имхотеп. Той е бил на служба при фараона Джосер и вероятно е проектирал и организирал строителството на Пирамидата на Джосер – стъпаловидна пирамида в Сакара в Древен Египет, изградена в периода 2630 – 2611 г. пр.н.е.

В Древна Гърция изобретяването и използването на различни механизми се е стимулирало едновременно от военното дело и обществените нужди. Антикитирският механизъм – първата известна сметачна машина – и механичните изобретения на Архимед са примери за ранна форма на инженерство. Някои от иновациите на Архимед, както и механизмът от Атикитира, изискват задълбочени познания за диференциалното или планетното предаване – два основни принципа в теорията на машините, които се използват в конструкцията на зъбните предавки от Индустриалната революция и продължават да се използват и днес в различни области от роботиката до автомобилостроенето.

В Китай, Древна Гърция и Рим армиите използват военни машини и изобретения като артилерията, разработена от гърците около IV век пр.н.е., триремата, балистата и катапулта. През Средновековието е създадена и обсадната машина (требушет).

Възраждане Първият електроинженер е Уилям Гилбърт, който през 1600 г. написва „De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure“ („За магнита, магнетичните очи и за Големия земен магнит“). Той е родоначалник на термина „електричество“.

Първият парен двигател е създаден през 1698 г. от машинния инженер Томас Савъри. Развитието на това революционно устройство е довело до индустриалната революция през следващите десетилетия. Парният двигател дава възможност за възникването на масовото производство.

С възхода на инженерството като професия през осемнадесети век, терминът става все по-тясно използван в области, в които математиката и точните науки са били употребявани за тези цели.

Начало на съвременните инженерни науки

Изобретателите Томас Нюкомен и Джеймс Уат дават тласък на модерните инженерни науки. Разработката на специализирани машини и инструменти по време на индустриалната революция води до бързо развитие на машинното инженерство в Англия и извън нея.

Джон Смийтън е първият наложил се официално като строителен инженер и е считан от някои за бащата на строителното инженерство. Той е отговорен за строителството на мостове, канали, пристанища и морски фарове. Като способен машинен инженер и физик той разработва технологията на цимента, втвърдяващ се под водата. Неговата работа води до откриването на портландцимента.

Началните стъпки в електроинженерството включват експериментите на Алесандро Волта от 1800-те, експериментите на Майкъл Фарадей, Георг Ом и други и изобретяването на електрическия двигател през 1872 г. Теоретичните разработки на Джеймс Кларк Максуел и Хайнрих Херц в края на 19 век дават тласък на развитието на електрониката. Последващите открития на електронната лампа и транзистора ускоряват по-нататък развитието на електрониката до такава степен, че броят на електронните и електроинженерите надминават колегите си по други специалности.

Химическото инженерство се развива в края на 19 век. Индустриалното производство изисква нови материали и нови процеси и в края на 80–те години на 19 век, необходимостта от голямо количество химически продукти води до създаването на нова индустрия. Ролята на химическите инженери е да разработват нови химически процеси и заводи.

Фолкъркското колело в град Фолкърк, Шотландия, свързващо два канала на различна височина, представлява съоръжение, в което архитекти, строителни, хидро– и машинни инженери влагат таланта и знанията си.

Няколко десетилетия след успешния полет на братята Райт има интензивно развитие на самолетостроенето и разработката на военни самолети, използвани през Първата световна война.

Специфика Буквално до 19 век човечеството познава само два типа науки: естествени и хуманитарни. Техническите науки заемат междинно положение, защото техниката е продукт на човека и не се среща в природата, но същевременно тя се подчинява на същите обективни закони като природните обекти. Техниката се превръща в своего рода изкуствена природа, в която човекът създава свои закони.

Спецификата на техническите науки е в това, че те изследват законите на тази изкуствено създадена среда и връзката им с естествените закони. Освен това техническото познание може и да няма конкретен обект на изследване в реалността, тъй като той предстои да бъде конструиран.

Основни области на инженерните науки

Инженерните науки се разделят на четири основни области: Химия – Използването на физика, химия, биология и принципите на инженерната работа за промишлено прилагане на химически процеси. Строително инженерство – Конструиране и изграждане на частни и обществени сгради, инфраструктура, пътища, язовири и водни канали, водообработка, мостове и други. Електроинженерство – Конструиране, изследване и производство на различни електрически и електронни системи, като например електронни схеми, електрически мотори и генератори, компютри и други. Машиностроене – Конструиране и производство на физически и механични системи, като задвижване, оръжие, транспортни системи, вакуумни системи, летателни апарати и други.

Освен тези четири основни области има още много други, които са се наложили исторически, като минно дело, морско инженерство, медицинска техника и други.

Всички тези области се припокриват в областта на прилагането на фундаменталните науки, като физика, химия и математика.

Примери за технически науки Архитектура () Биотехнология () Компютърни науки () Корабостроене () Космонавтика () Материалознание () Механика () Машиностроене () Системотехника () Химично инженерство(химична технология) () Електротехника () Ядрена енергетика () Биомедицинско инженерство ()

Видове инженерна дейност Съвременното разбиране за инженерната дейност включва целенасочено използване на научните знания в създаването и експлоатацията на инженерни технически устройства и обхваща три вида инженерно-техническа дейност: Изследователска работа – приложни научни изследвания. Проектантска дейност – конструиране (проектиране), създаване и изпитание на прототипи на технически устройства, разработка на технологии за производство и други подготвителни дейности. Технологична производствена дейност – организационна, консултантска и друга дейност, свързана с редовното производство. Експлоатация и техническа поддръжка на съоръженията.

Методи

Основен метод на техническите науки е математическото моделиране и компютърното моделиране (а при невъзможност – физическото моделиране) на предполагаеми или реализирани конструкции.

Инженерът използва познанията си по математика и науки, като например физика, за да намери подходящо решение на определен проблем или да подобри съществуващо решение. Повече от всякога инженерите трябва да имат познания в научни области, свързани с техните проекти. В резултат на това те трябва да търсят нови знания през цялата си кариера.

При съществуването на различни възможности за решение на проблем, те трябва да оценят предимствата и недостатъците на отделните решения и да изберат най-доброто за случая. Задачата на инженера е да определи, разбере и оцени ограниченията на дизайна, за да постигне успешно решение. Не е достатъчно да се направи успешен технически продукт, но също така е важно да се отговори на бъдещите предизвикателства към продукта.

Ограниченията могат да включват налични ресурси, физически или технически ограничения, гъвкавост за бъдещи модификации, както и изискванията за цена, сигурност, търговски вид, производителност и възможност за ремонт.

Инженерите трябва да се опитат да предвидят как тяхната разработка ще се държи преди да се започне редовно производство. За целта се използват прототипи, макети, симулации, разрушаващи тестове, неразрушаващи тестове и стрестестове. Тестовете трябва да удостоверят, че продуктите ще се държат както се очаква от тях.

Един от най-използваните инструменти за разработка е компютърно подпомогнат дизайн (CAD). Това е широко разпространен програмен продукт, който осигурява 3D моделиране, 2D чертежи и схеми. CAD–софтоерните продукти, заедно с цифровите макети (англ.:digital mockup), както и програмни продукти, като например анализ чрез метод на крайните елементи, позволява на инженера да създава модели без да прави скъпи и трудни за изработка физически модели и прототипи.

Учебни заведения в България