close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Ю.П.Саламатов - Как стать изобретателем (1990 Просвещение)

код для вставкиСкачать
ТРИЗ
7.ВЕКТОР
ИДЕАЛЬНОСТИ
СИСТЕМАНАВОЛНАХЭВОЛЮЦИИ
Познакомимсяс
главнымзакономразвитиятехники:развитиевсехсистемидетв
направленииувеличениястепени
идеальности.
Идеальнаятехническаясистемаэтосистема,которойнет,афункцияеевыполняется.
Приемперевода
реальнойТСвидеальную,какмыужеговорили,имеетвполне
материальноеоснование.Этоглавнаятенденцияразвитиятехники,она
имеетмногократноеподтверждениевисториитехникиисправедливадля
всехсовременныхТС.ТолькопутьпревращенияТСвидеальную
(исчезновениесистемы)намногосложнее,извилистееитруднее,чем
"волшебный"приемвкурсеРТВ.Используяприемввоображаемом
измененииобъекта,мы"перескакиваем"множествопромежуточных
ступенейпреобразованияиполучаемвполненормальную"дикую"идею.
Чтобыполучитьее,нужносмелоемышление,ачтобысвыкнутсясней,требуется
некоторое
время.
Длятого,чтобы
увидетьцепочкутакихпреобразований,полезноприменитьпростой
прием:разместитьвсесобытия(изменениявТС)насжатой(короткой)осивремении
посмотреть,чтопроисходитсТС,каковасамаяобщая
закономерностьееразвития.Такоеисследованиебылопроведенов
самыхразнообразных,совершеннонепохожихдругнадругасистемах-
изтеплотехники,транспорта,связи,вооруженияидр.
Рассмотримосновныетеоретические
положенияипроиллюстрируемих
примерами.
Внаиболееобщем
видепроцессразвитияможнопредставитькакрядпоследовательных
событий(изобретений)наосивремениотмоментавозникновенияТСдо
сегодняшнегодняидалеевбудущее:
Посколькувсякое
изобретениеявляетсяполезным,т.е.увеличивающимглавную
полезнуюфункцию(ГПФ)системы(впротивномслучае
изобретениеникомуненужноиегонельзясчитатьизобретением),то
целесообразносовместитьосьвременисошкалойростаГПФ
системы:
Такимобразом,всяисторияразвитияТС-этонепрерывнаяцепь
изобретенийиусовершенствованийсединственнойнеизменнойцелью:увеличениеГПФ.
Нооднакоординатнаяосьмалочтодает,можнозаметитьлишьнеравномерностьразвития:
точки(изобретения)расположеныточаще,тореже.Введемвторуюось-сложность
ТС.Сложностьоченьобщийпоказатель,онотражаетвсю
иерархическуюорганизациюсистемы:ТС(например,автомобиль)всегда
возникает"водиночестве"исостоитизнесколькихпростыхэлементов
(законполнотычастейсистемы),стечениемвремениона
усложняется,"обрастает"множествомподсистем,которые,всвою
очередь,делятсянаещеболеемелкиеподсистемыит.д.-до
вещества.ОдновременноидетколичественныйростоднотипныхТС(много
автомобилей),появляютсясистемыдляихобслуживания(автодороги,гаражи,ремонтные
службыит.п.)-всеэтообъединяетсявнадсистему
(автотранспорт),укоторойвозникаетмножестводополнительныхсистем
поуправлению(светофоры,ГАИ),производству(автозаводы,нефтеперегонныезаводы),
сервису,обучению,продаже,уничтожению
отработавшихТСит.д.Всеэтиизменения,происходящиесТС,имеют,повторим,одну
цель-увеличениеГПФ,например,дляавтомобиляэто
будетувеличениескорости,комфортаибезопасностиперемещения
человека(грузов)впространстве.Итак,втораяось-сложность
ТС:
Переход
технических"организмов"отвидаАквидуБподчиняется
закономерностям,иниодинизобретательнеможетсущественно
изменитьходразвития:перейти,например,отАкХилиповернуть
развитиевспять-отБкА.РазвитиесистемыАидетмелкими
"шагами",измененияпостепеннонакапливаются,исистема,вуже
сильноизмененномвиде,превращаетсявсистему
Б.
Всамомобщемвиде
закономерностьразвитияТСвыглядиттак.Начинаясмоментасвоего
возникновения,системаувеличиваетсвоюГПФзасчетувеличения
сложности,она"обрастает"массойвспомогательныхподсистем-это
периодразвертыванияТС.ЗатемразвитиеТСнаталкиваетсяна
объективныеограниченияростасложности(физические,экономические,экологические)и
начинаетсяпериодсвертыванияТС-внешне
этовыглядиткакупрощениеТС;насамомделе,полезныефункции,найденныена
предыдущемэтаперазвитияивоплощенныев
дополнительныхподсистемах,начинаютвыполняться"умным"веществом
(идеальнымвеществом).Идеальноевещество(ИВ)можетпоглотитьв
себяоднуилинесколькочастейТС-мыужерассматривалитакие
примеры.
Самоеинтересноеразобраться:какделаетсяшаготодногоизобретениякдругому?Каков
механизмпродвиженияТСотточкикточке?Ответивнаэтивопросы,мы
узнаемсущностьпроцесса
развития.
Анализистории
развитиямногихТСпоказывает,чтовсеониразвиваютсячерезряд
последовательныхмоментов:
1.
Возникновениепотребности.
2.
Формулированиеглавнойполезнойфункции-социальногозаказа
нановуюТС.
3.
СинтезновойТС.
4.
УвеличениеГПФ-попытка"выжать"изсистемыбольше,чемона
можетдать.
5.
ПриувеличенииГПФухудшаетсякакая-точасть(илисвойство)ТС
-возникаеттехническоепротиворечие,т.е.появляетсявозможность
сформулироватьизобретательскуюзадачу.
6.
Решениеизобретательскойзадачиспривлечениемзнанийиз
областинаукиитехники(идажешире-изкультурывообще).
7.
ИзменениевТСвсоответствиииизобретением.
8.
УвеличениеГПФ(см.шаг4).ит.д.
Возникновениепотребности.Все,что
делаетсявмиретехники,делаетсярадиудовлетворенияпотребности
человекаиобщества.ЕсливТСнетнужды,тоонаникогдане
возникает,аеслипотребностьпоявляется,тостечениемвремениона
становитсявсеболееостройиничтонеостановитчеловекавее
создании.
Расскажемкоротко
обисториисозданиялетательныхаппаратов1
Идея
полета(илимечтавчистомвиде)возниклаучеловекавнезапамятные
времена.Впервыепредсказалвозможностьпостройкивинтокрылых
летательныхаппаратовЛ.даВинчи(1475):"Яговорю,чтокогдаэтот
приборсделанныйвинтом,сделанхорошо...ибыстроприводитсяво
вращение...винтввинчиваетсяввоздухиподнимаетсявверх".Это
былаидеявертолета.НоЛ.даВинчинезналореактивноммоментеот
вращениявинтаинеподозревал,чтопритакомустройстве,дажеесли
быхватиломощностилюдей,полетбылбыневозможен,таккак
вращаласьбывосновномгондола,аневинт,имеющийбольшое
сопротивлениевоздуха.М.В.Ломоносовв1754г.нашелспособ
разрешитьэтопротиворечие,создавмодель"аэродинамическоймашины"
-двагоризонтальнорасположенныхвинта,вращаемыхвразныестороны.
Модельподнималасьввоздух,пружинныйдвигательсоздавалтягув10
г.В1768г.англичанинПенктонвыпустилкнигу"Теориявинта
Архимеда",вкоторойонописалвинтокрылыйаппарат(птерофор):один
винтдляподъема,другой-дляпоступательногодвижения.В1782г.
ПарижскаяАкадемиянаукдалазаключениеоневозможностиполета
аппаратовтяжелеевоздуха.В1784г.французыЛонуаиБьенвеню
создалимодельгеликоптераипоказалиееполетыакадемикам.Лопасти
винтовбылиизптичьихперьев,двавинтавращалисьсоосно-одинпод
другим(идеяМ.В.Ломоносова,окоторойони,возможно,незнали).В
1783г.братьяМонгольфьеподняливвоздухпервыйвоздушныйшар,которыйунеспервых
воздушныхпутешественников(петуха,утку,барана);воздушныешарынадолгопривлекли
вниманиеобщественности.В
1842г.англичанинФиллипспостроилмодельпаровогореактивного
геликоптера(винт-сегнетовоколесо);аппаратпродержалсяввоздухе
несколькоминут.В1871г.французА.Пенопостроилрядлегких
остроумныхмоделейлетательныхаппаратов.Однаизнихпопалавруки
двухамериканскихмальчиков-братьевОрвиллаиВильбураРайтов.В
1870г.А.Н.Лодыгинразработал"Электролет"ипредложилпроект
Французскомукомитетуобороны-онхотелпомочьфранцузамввойнес
пруссаками;проектгеликоптерабылвпечатляющ-вес8т.,мощность
электродвигателя-300л.с.!Дальнейшеехорошоизвестно:А.Ф.Можайский,братьяРайти
т.д.
Каквидим,первыми
создаютпотребностьотдельныетворческиеличностиилишьпостепенно
потребностьвновойТСстановитсясоциальнойпотребностью.
Противоречиемеждусуществующимуровнемтехникиипотребностями
обществаразрешаетсяприизобретениипервойминимальной
работоспособнойТС.НосвозникновениемТСпоявляютсяипретензиик
ней.Онизаставляютразвиватьсясистему
дальше.
6октября1910г.на
беговомипподромевПетербургепроводилсяВсероссийскийпраздник
воздухоплавания.Всеобщеевниманиепривлеклисложныефигурыпилотажа
трехрусскихасовавиации:М.Ефимова,Л.Мациевича,С.Уточкина.И
вдругнаглазахувсехпроизошлонесчастье:изкабинысамолетавыпал
иразбилсянасмертьЛевМациевич.ГибельЛ.Мациевичапотряславсех
зрителей,нодляодногоизприсутствующихэтотмоментстал
поворотнымвжизни.ВсяжизньактераГлебаКотельниковасэтогодня
былапосвященаизобретениюисовершенствованиюпарашюта-аппарата
дляспасенияжизни
авиаторов.
Потребности
обществапостоянноувеличиваются(законвозвышения
потребностей),ксистемепредъявляютсяповышенныетребования.
ПопыткаувеличенияГПФсистемынаталкиваетсянаочередное
противоречие,иразрешениеэтогопротиворечияприводиткочередному
шагувразвитииТС.Такизодногоединственногосамолетабратьев
Райтвозникласложнаяиерархическаясистема-современная
авиация.
Истинныепотребности
обществаследуетотличатьотнадуманных,искусственныхипросто
глупых.ПомнениюамериканскогосоциологаУ.Тофлера,около80%всех
произведенныхсначалавекавСШАтоваровнеотвечалиистинным
потребностямиливообщенебылинужны
обществу.
Залюбой
современнойТСстоятдесятки,сотни,тысячипоследовательных
(постепенноразвивающих)изобретений:застолетнююисторию
автомобиляпоэтойТСбылосделаноболее1млн.изобретений,по
велосипеду-более100тыс.,дажепотакой"системе",каккарандаш,-более20тыс.
УвеличениеГПФ.Всеизобретения
увеличиваютГПФсистемы.Человекунужнаименнополезнаяфункция,а
несамасистема.НеобходимостьиметьТС-это"плата"заееполезную
функцию.Например,автомобильпредназначендляперевозкипассажиров
игрузов.Приэтоммывынуждены-именно,вынуждены!-"возить"и
самавтомобиль.Автомобильбудеттемидеальнее,чемменьшеокажутся
егособственныйвес,габаритыиэнергоемкость.Идеальныйавтомобиль
долженсостоятьизоднойтолькопассажирскойкабины,илиодного
кресла,иливообщеиз"ничего".Этатенденцияразвитиявполне
реальна.Вотданныезапервыесороклетавтогонок:1895г.-вес
автомобилянаединицумощности(1л.с.)составлял1000кг;1896г.166кг/л.с;1897г.-100кг/л.с;1899г.-65кг/л.с;1900г.-40
кг/л.с;1908г.-10кг/л.с;30-егоды-4-5кг/л.с.(Новости
резиновойпромышленности.-1938.-Т.13.-N8-9-С.109).Сейчас
этазакономерностьпочтинезаметна,таккаклюбойвыигрышввесетут
жеиспользуетсянаувеличениемощностидвигателяикомфортности.Но
ростГПФвсеравнохорошозаметен:вчерашниегоночныемашиныстали
серийными.
ГПФувеличивается
нетолько"внутри"автотранспорта,ноивболееобщейнадсистеме-в
транспорте.Например,скоростьтранспорта:гужевой-30-60км/ч;железнодорожный-10
-120км/ч;автомобильный-20-200км/ч;поршневаяавиация-50-800км/ч;реактивная
авиация-800-8000
км/ч;химическиеракеты-3000-70000км/ч;ядерныеракеты(проект)-8тыс.км/ч-1млн.
км/ч.
ГПФувеличиваетсятакже
инавсехнижнихэтажахиерархии.Например,степеньпреобразования
энергии(к.п.д.)вдвигателях:первыепаровыемашины
Сэвери-Ньюкоменаимелик.п.д.1-2%,машиныУатта-2-4%,усовершенствованные
паровыемашины-5-15%,паровыемашиныстройным
расширениемпара-13-19%,первыепаровыетурбины-17-30%,усовершенстваваные
паровыетурбины25-40%,двигателивнутреннего
сгорания-30-50%,топливныеэлементы(превращениехимической
энергиивэлектрическую)-45-60%.
Факторы,мешающиеувеличению
главнойполезнойфункциисистемы,являютсяпричинойвозникновения
административногопротиворечия(АП)-противоречиямежду
потребностьюивозможностью.Формулируетсяисходная
ситуация,выделяетсяизобретательскаязадача.Решение
изобретательскойзадачи(разрешениеТП)продвигаетТСвперед,компромиссоставляет
системунаместе.Спомощьюизобретателя
система"уходит"отпретензий.Кудаикак?ТСприспосабливается
(адаптируется)кизменяющимсяусловиям.Процессэтотпохожна
биологическуюадаптацию:мутагенезспасаетбиологическийвидот
вымираниявизменившихсяусловияхсредыобитания;выживаютособи,которыев
результатемутацииприобрелинеобходимыесвойства.Простой
пример:мыхотеливыигратьбойсмикробамиспомощьюновогооружияантибиотиков,ноприродаответиланапретензиюпоявлением
микроорганизмов,устойчивыхклекарствам;антибиотикипослужили
факторомотбора,выжилитеформыбактерий,которыевооружены
защитнымиферментами.Массовоеизобретательствопометодупроби
ошибок-это"техническиймутагенез"выживают,т.е.
превращаютсяиз"бумажных"патентоввреальныесистемы,толькоте
ТС,которыевнаилучшейстепениприспособленык"средеобитания"
(техносфере),кееэкономическим,производственнымиэкологическим
требованиям.Естественно,еслиизобретатьвсоответствиисзаконами
развитияТС,потребуютсянетысячи,адесяткииединицы
изобретений.
Противоречия,возникающиеприпопыткахувеличенияГПФ,являютсяглавнойдвижущей
силойразвитиятехники.Этохорошовидноввоеннойтехнике:вся
ееистория-этоисторияконкурирующегоразвитиядвухсистемобороныи
нападения.
Рассмотримкоротко
историю"дуэли"боевыхкораблейиартиллерии1
В
серединеХIХв.произошелпереходотдеревянныхкораблейкпаровому
флоту.Мощныепаровыемашиныпозволилиусилитьбронирование.Втоже
времяшлосовершенствованиекорабельнойартиллерии,появилисьминыи
торпеды.В1859-1860гг.былипостроеныпервыекораблиновоготипаброненосцы,столщинойжелезныхброневыхплит100-125мм.Это
вызвалоповышениекалибраимощностиартиллерии,что,всвою
очередь,привелокстроительствукораблейсещеболеетолстой
броней.Этавзаимнаягонкакалибровгладкоствольныхорудийитолщины
бронипродолжаласьпримерно20лет.В1876г.итальянскийброненосец
"Дуильо"имелброню540мм!В1881г.английский"Инфлексибл"-600
мм!Калиброрудийдостигмаксимальнойвеличины-452мм.Дальнейший
росткалибраитолщиныбронисталневозможен-резкоупаласкорость
иманевренностькораблей.Количественныйростпараметров(для
увеличенияГПФ)вобеихсистемахнатолкнулсянаобъективные
ограничения.Требовалиськачественныеизмененияартиллериииброни.
В80-хгодахпоявиласьсталежелезнаяброня-компаунд,позволившая
резкоуменьшитьтолщинубронирования.Накорабляхначалиставить
нарезнуюартиллерию,калибрснизилсядо280-305мм.В1891г.
появилисьброневыеплиты,легированныеникелем,в1894г.специальнаяхромоникеле-молибденоваясталь.Этовновьпотребовало
увеличениябронепробиваемостиартиллерии.Нопростоеувеличение
калибрауженичегонедавало-снарядыпростораскалывалисьпри
удареотакуюброню.ИзобретениеадмиралаС.О.Макароварешилоэту
проблему:онпредложилнадеватьнаснарядынаконечникиизвязкой
стали,чтобыснарядынераскалывалисьоброню.Изобретениеоказалось
стольэффективным,чтов1900г.всегосударствапринялина
вооружениеснарядысмакаровскиминаконечниками.ВначалеХХв.
эскадронныеброненосцыимелитолщинуброни150-200мм,аихкорпус
былразделенпереборкамидляувеличениянепотопляемости.Но
появилисьподводныелодки,новыеторпедыи
т.д.
Претензии,предъявляемые
человекомксистеме,ипротиворечия,возникающиеприпопытке
увеличенияГПФ,всегдавызываютпоявлениеновыхсвойствифункцийв
ТС.Впервыйпериодразвития-развертываниеТС-новыеполезные
функциивыполняютсяновымиподсистемами.Например,попытка
увеличенияскороститокарнойобработки(увеличениеГПФ)вызвало
нежелательныйперегреврезца;дляустраненияперегревавтокарный
резецввелиподсистемуохлаждения:сначалапростую,например,тепловуютрубудля
отводатеплаотрежущейпластины(а.с.1175
611),затемктепловойтрубедобавилихолодныйспай
полупроводниковыхматериалов(а.с.1175612).
Процесс
развертываниясистемыхорошозаметенвразвитиипростыхТСи
инструментов.Например,вАнглиивыпускаетсяотверткасвакуумными
присосками(захватиудержаниевинта),встроеннымэлектромоторчиком
(50-1200об/мин),сменнымилезвиями(длявинтовдиаметром0,4-7мм)иэлектронным
управлением.Ва.с.1214495описанаэлектронная
авторучка:вмонтированныевнеедатчиксилыиэлектронныйблок
регулируютпорциючернил,подаваемуювкапиллярныйканал
наконечника.
Докаких
пределовидетразвертываниеТС?Иногдаэтотпроцессзаходитслишком
далеко-появляютсягигантскиесложныетехническиесистемы
("динозавры"и"монстры"техники).Пример:колесныйтрактор-65т,гусеничныйтрактор
-9000т,крангрузоподъемностью1360т,шагающий
экскаватор-1300т.(Изобретательирационализатор.-1985.-N1.
-С.31);котлоагрегатдляБерезовскойГРЭСвысотой117ивесом26
тыс.т(Знание-сила.-1986.-N12.-С.1-2).Вовремявойнынемцы
выпустилинаполебояпартиютанков("сухопутныхлинкоров"),вес
каждоймашиныбыл68т!Впервомжебоювсеонибылиподбитынашими
"тридцать-четверками",вголовноймашиневрагасгорелсын
конструктораэтих"монстров"
Ф.Порше...
Парадокс
гигантизматехникизаключаетсявтом,чтоконструкторыпытаются
решитьзадачуувеличенияГПФ"влоб",путемувеличениямощности,расходаресурсови
энергии,анепутемвведенияновыхпринципови
изобретательскихрешений,поэтомутакиеТСбыстронаталкиваютсяна
объективныеограничения.Неизобретательскиерешенияприводятктому,что,например,в
экономикеназвали"закономГроша":намеренкупить
ЭВМвдвоебольшейпроизводительности-готовьсяплатитьзанеев
четыреразабольше.
В
природе,вотличиеоттехники,существуютжесткиеограничения.
Установлено,например,чтониодноживотноезавсюисториюЗемлине
могловеситьболее100т;еслибыонобыловесом,допустим,140т,тодолжнобылобы
состоятьпочтиизоднихкостейи,конечно,двигатьсябынесмогло.(Природа.-1987.-N2.С.
117).
Итак,техническая
систематемлучше,чемонаидеальнее.Засчетчегожеидет
процессидеализации?ВпринципевозможнытрипутиидеализацииТС
послепериодаразвертывания:
Путь1этоувеличениеГПФсистемызасчетпередачичастифункцийвНС,путь2-засчет
дальнейшегоразвитияподсистем,
путь
3-засчетвыполнениячастифункцийТСкакой-либоееподсистемой
идалее-веществом.Всетрипутиведуткодномуитомуже-кновой
системеБ,выполняющейтужеГПФ,ноимеющейоченьмалыеМ,Г,Э.
Самыйкороткийпуть3-свертываниеТСвидеальноевещество.Второй
путьдостаточноясен-структураТСпочтинеменяется,идет
совершенствованиевсехподсистем:тоодна,тодругаяПСувеличивает
своюполезнуюфункцию,иэтидобавкискладываютсявувеличениеобщей
ГПФсистемы.
СвертываниеТСвидеальноевещество
начинаетсяссовмещенияфункций:однаизподсистемначинает
выполнятьфункциюсоседней,котораяисчезаетзаненадобностью;одно
извеществпринимаетнасебявыполнениефункцийдругоговещества,и
этовтороевеществоисключаетсяизТС.
Примеры
совмещенияфункцийнауровне
подсистем.
Фары
автомобиляустановленытак,чтобыосвещатьпутьвпередимашины.Из
соображенийбезопасностинеплохобылобыиметьещеоднуфару,котораясветилабы
нескольковверхивбок,освещаядорожныезнаки,стоящиенаобочине.Впатенте
Великобритании1486587предложено
совместитьобефункцииводнойфаре.Дляэтогонавнутреннейстороне
стеклафарыделаетсявыступввидепризмы.Призмарассчитанатак,чтоприпереключении
наближнийсветчастьпучкасветаотфары
отклоняетсявбокивверх,освещаядорожныезнакинарасстоянии25м
отавтомобиля.
ВСША
выпускаютсяперчаткисовшитымивзапястьяпластинчатымигибкими
батарейкамииминиатюрнымилампочками,откоторыхидутсветоводные
оптическиеволокнадокончиковпальцев(перчаткивыполняютфункцию
фонарика),-ониудобныдляводителей(можнопрочитатьночьюкарту)ихирургов(хорошо
освещаетсяоперационноеполе).Поа.с.!225525
хирургическаяперчаткавыполняетфункциюизмерительногоприборадля
измеренияразмероввнутреннихоргановвкончикодногоизпальцев
вшитплоскиймагнит,вкончикдругого-гальваномагнитный
преобразователь,аназапястьеустановлен
индикатор.
ВТокиодля
созданияразветвленнойгородскойсвязиоптиковолоконныекабели
прокладываютвнутридействующихводопроводныхтруб,авЛондоне
точнотакжепрокладываюттелевизионныекабеливполимерной
изоляции.Этотехническоерешение(атакжепримерысперчатками),покалишьчастичное
совмещениеподсистем.Полноесовмещение
наступит,когдаоднаизподсистембудетвыполнятьфункциюдругой
(включитевоображение:например,телевизионныйкабель,покоторому
течетвода...).
Примерынасовмещениефункцийдвухвеществ
водном.
И
водителиипешеходызнают,чтовсолнечныйденьбываетнелегко
разглядетьсигналсветофора.Отражаясьотцветныхстекол,солнечный
светсоздаетложныйсигнал.Поэтомупоявилисьпатентынасветофорыс
чернымишторками:кактолькофонарь(например,красный)выключается,егостекло
закрываетсяавтоматическойшторкой,ашторкадругого
фонаря(например,желтого)открывается.ПопатентуВеликобритании1
454386стеклофонаряпокрытопленкойжидкихкристалловс
электродамипобокам;когдалампанегорит,жидкиекристаллыне
пропускаютсветивыглядяткакматоваячернаяповерхность,при
включениилампыэлектрическоеполе,создаваемоепротекаемымтоком,переориентирует
молекулыкристалловишторкастановится
прозрачной.
В
электродвигателяхиэлектрогенераторахтребуетсяподаватьнаротор
илиотводитьотнегоэлектрическийток.Дляэтогослужаттокосъемные
устройства:навалуротораустановленколлектор(медныеконтактыпо
окружностивала),покоторымскользятконцыугольныхщетокграфитовыхстержней,закрепленныхнакорпуседвигателя(генератора).
Кпротивоположнымконцамщетокприкрепленымедныепровода.Место
соединениямедисграфитом-самое"больное"местоустройства.Дело
втом,чтоэтиматериалыневозможносоединитьобычнымиспособами
(сваркой,пайкой),поэтомуихсоединяютспеканием:кончикпровода
вставляютвформуспорошкомугля(сажей)испекаютуголь(сажу)при
температуре500-6000С.Ноприэтойтемпературенамедиобразуется
окисныйдиэлектрическийслойТП:высокаятемпературанужнадля
спеканияугля,ноонанедопустимопортитмедныйпровод.Появились
десяткиизобретений,вкоторыхпыталисьнайтикомпромиссныерешения:спеканиев
вакуумеиливсредеинертногогаза(дорого),замена
графитабронзовойплоскойпружиной(например,а.с.915145)-но
графитнетребовалсмазки,аздесьввелисистемуподачисмазочной
жидкостикпружине).
Что
происходитвсистеме?Естьдвавещества,выполняющиедвефункции:графитслужит
хорошимконтактом,нетребующимсмазки,амедный
провод-хорошимгибкимпроводникомтока.Проводнеможетбыть
контактом,аграфит-гибкимпроводником.Противоречиебыло
разрешеновпатентеФранции1557274:проводниквыполненизвитого
пучкауглеродныхволокон,конецкоторогоспеченивыполняетфункцию
щетки-водномвеществесовмещеныдвефункции.Нонаэтомразвитие
неостановилось(щеткапостепенностирается,итребуется
регулироватьконтакт),поэтомупоявилисьизобретенияна
самовосстанавливающиесящетки:ферропорошокимагнитноеполе,затем
щеткузамениликаплеймагнитнойжидкости(а.с.1023471,1026
209).Естьдажеидеянеизнашивающихсящетокввидеструек
ионизированногогаза,разрядаввакуумеи
т.д.
Подобныйпутьразвития
(идеализациявещества)характерендлявсехвеществвтехнических
системах,нодлятого,чтобызаметитьего,аглавное-продолжитьв
будущее,изобретателютребуетсясмелостьмышления,отсутствие
психологическойинерции.Наодномиззанятийспециалист-гидротехник,решаязадачуо
защитеводопропускныхканаловГЭСоткавитационной
эрозии(прибольшихскоростяхвпотокевозникаеткавитация,и"злые"
пузырьки,схлопываясьнаповерхностибетона,отрываютотнего
частицы),пришелквыводу,чтобетонповерхностиканаладолженстать
"небетоном".Этопоказаланализизобретений:сначалавбетонвводили
различныеминеральныедобавки,затемполимеры,затемотказалисьот
цементаит.д.;анализпоказывал,что"бетон"долженбытьмягким,волокнистым...
"Нет,сказалспециалист,-этонеправильно!Нашалабораториядвенадцать
летповышаетпрочностьбетона.Ужедостигнутоувеличениесрока
службыбетонананесколькопроцентов.Имыбудемпродолжатьборьбу
запрочность..."
В
электронагревательныхустройствахобычноестьспиральиэлемент,которыйнужно
нагреть.Ва.с.1273221предложенонагревать
непосредственножалопаяльника,котороевыполненоизматериалас
высокимомическимсопротивлением.Впольскомпатенте106109
предложенутюг,вкоторомнагревательныйэлементвыполненввиде
тонкогополупроводниковогослояокисейметаллов,нанесенныхна
внутреннююповерхностьстекляннойподошвы
утюга.
Припроизводстве
разнообразныхпоцветуацетатныхтканейтребуетсясоответствующее
количествоцветныхацетатныхнитей.Нитиполучаютпутемскручивания
пучкатончайшихволокон,которыеобразуютсяприпродавливании
прядильногорастворачерезфильеры.Дляупрощенияпроизводства
предложеноокрашиватьненитиилиткани,апрядильныйраствордобавлятькраскупрямовваннусрастворомпередподачейегона
фильеры.Нотогда,из-занеобходимостичастойсменыцветаизамены
прядильногораствора,нужнокаждыйразпромыватьфильеры-падает
производительность,выливаютсянеизрасходованныерастворы.Найдено
остроумноерешение(Химическиеволокна.-1984.-N1.-С.53-54):используетсявсеготри
цветараствора-красный,синийижелтый,а
такжебесцветныйраствор;изкомбинацииволоконэтихцветов
получаются"бесплатные"зеленые,оранжевыеифиолетовыенити,ас
добавлениембесцветныхволокон-бесчисленноеразнообразиевсех
оттенковцветовойгаммы.Волокнавнитинастолькотонки,чтоглаз
человекавоспринимаетих"пестроту"какодинцвет.(Внимание!Это
ещенерешениезадачиошвейнойфабрике,покотороймыведем
анализ).
Идеализациявещества
неостанавливаетсяна"захвате"функциисоседнеговеществаи
исключенияегоизсистемы.Самоеинтересноеначинаетсяпотом:развиваясь,вещество
начинаетвыполнятьфункциюоднойизподсистем,затемнесколькихподсистеми,наконец,
всейтехническойсистемы
("поглощение"системыидеальнымвеществомили,чтотожесамое,свертываниеТСв
идеальноевещество).
Примерына
свертываниеподсистемвидеальное
вещество.
Посадочные
огнинаполосахаэродромовдолжныбытьабсолютнонадежными:не
перегорать,неотказыватьнивдождь,нивхолод.Причемнетолько
самиогни,ноипровода,книмидущие,игенераторы,ихпитающие.
Идеальныйогонь-"светлячок"изобретенвСША:стекляннаятруба
покрытаизнутрилюминофором-сульфидомцинка,авцентрее
вставляетсяампуласрадиоактивнымизотопомводорода-тритием
(периодполураспадачутьбольшедвенадцатилет).Дваидеальных
вещества(люминофоритритий)"поглотили"всебявсеподсистемы.
Огнивиднысрасстояниявтрикилометра,нетребуютникакогоуходаи
служатдесятьлет(уровеньрадиоактивностиоттритиянепредставляет
опасностидля
человека).
Чтобыобнаружить
разрыввпечатнойплатесрадиодеталями,нужнопровестиизмерениев
десяткахточек-ккаждойизнихприкоснутьсящупомизмерительного
прибора.Тотжедефектпредложенообнаруживатьмгновенно-стоит
приложитькплатежидкокристаллическуюпленку,чуткореагирующуюна
малейшееизменениетемпературы(вместедефектатемпература
отличаетсяоттемпературыдругих
участков).
Устанавливаемыев
радиаторахохлаждениядвигателейавтомобилейвентиляторыдолжны
работатьтемпроизводительнее,чемвышетемператураокружающего
воздуха.Обычнодляэтогоиспользуютавтоматику,увеличивающую
скоростьвращениявентилятораприповышениитемпературывоздухаили
охлаждающейжидкости.ВАнглииразработаливентилятор,укоторого
приизменениитемпературылопастисамименяютуголустановки,а
значит,иподачивоздуха.Уголустановкилопастейменяетсяспомощью
трехколецизпластмассысвысокимкоэффициентомлинейного
расширения-кольцаудлиняютсяилиукорачиваютсявзависимостиот
температурыиповорачиваютлопасти.Максимальныйуголповорота
300.,т.е.расходвоздухаизменяется
значительно.
Авот
саморегулирующаясятеплица(а.с.1279562):теплица,включающая
каркас,светопрозрачноепокрытиеирасположенныевбоковыхстенкахи
кровлекаркасарегулируемыевентиляционныеокнасзаслонками,отличающаясятем,чтос
цельюповышенияточностирегулирования
температурызаслонкивыполненыввидегерметичнозакрытыхрукавов,полостькоторых
заполненалегкоиспаряющейсяжидкостью,приэтом
каждыйрукаввдольсвоейобразующейсоднойсторонызакрепленна
каркасе,аспротивоположнойстороныснабженгрузом.Повысилась
температура-жидкостьврукаве-заслонкеиспаряется,давлениевнутри
повышаетсяизаслонкаподнимается-открывает
окно.
Оченьнагляднопроцесс
идеализациивеществаидетврадиоэлектронике:сверхбольшие
интегральныемикросхемывключаютдесяткитысячэлементов.
Разработаныспособыпрограммированиясвойствкристалловтаким
образом,чтобыводномкристаллесоздаватьмикрозоны,выполняющие
рольдиодов,триодов,конденсаторовисопротивлений.Водном
кристаллеразмещаетсясложнейшаяэлектроннаясхема.Причемэтисхемы
небудутсобиратьизотдельныхэлементов,ацеликомвыращиватьблоки
ЭВМ,телевизорови
т.д.
Хорошозаметны
революционныеизменениявтехнологииобработкиметаллов.
Традиционнаятехнология-токарные,фрезерныеипрочие
металлорежущиестанки-"разрезала"металлнадвенеравныечасти:из
малойчастиполучалисьдетали,большаячастьпревращаласьвстружку,т.е.вотходы.Из
однойтоннырудыполучалось20-30кгдеталей(Юный
техник.-1980.-N5.-С.26-30).Мыужесравнивалиэтутехнологиюс
безотходнойгидроэкструзионной.Новыдавитьможнонекаждуюдеталь,особенно
сложнойформы.Поэтомуметаллорежущиестанкиразвивались
дальше,насыщалисьэлектроникой,автоматизированнымиблоками
управления,рослаихмощность.Вершинаразвития-обрабатывающие
центры,вкоторыхобъединеныдесяткиисотниинструментов.
Производительностьвозрослана30-40%,ноколичествостружкине
уменьшилось.Идеальнаятехнологияближайшегобудущего-сборка
деталейпоатомам.Восновеэтойтехнологиилежаттакназываемые
химическиетранспортныереакции:металлы,взаимодействуясгазом,образуют
газообразныепродукты,которыепослепереносавлюбое
другоеместоразрушаютсяприповышеннойтемпературесвыделением
исходноговещества.Например,дляизготовлениястальнойдетали
железнуюрудуобрабатываютхлористымводородом,извлекаютизнее
атомарноежелезоинаправляютгазообразныйпродуктвкамерус
затравкой,допустим,отрезкомтрубы.Атомыметаллаоседаютна
затравке,вточностиповторяяееформуиструктуру.Врезультатеиз
камерынепрерывноползетновенькаятрубасидеальногладкой
поверхностью.
Выращивание
схем,сборкадеталейпоатомам,введениевтехническиесистемы
самоорганизующихсяпроцессов-всеэтоиестьувеличениестепени
идеальноститехническихсистем.Всятехникаразвиваетсявэтом
направлении.Междутемнередкоидеаломсчитаютмашину"покрасивее"и
"помощнее".Этосерьезнаяошибка.Онасоздаетпсихологический
барьер.
ПонятиеобидеальнойТС-фундаментальное
понятиетеорииизобретательства.Многиетрудныезадачи
потомуитрудны,чтовнихсодержатсятребования,противоречащие
главнойтенденцииразвитиятехники.Почтивсетемникипо
изобретательствупестрятсловами:"Создатьустройство,которое..."
Нозачастуюникакогоустройствакакразиненадосоздавать:вся
сользадачивтом,чтобыобеспечитьтребуемыйрезультат"безничего"
или"почтибезничего".
На
идеализациютехническихсистем"работают"всезаконыразвития
техники.Частьзаконовмыужеразобрали,сдругимиещепредстоит
познакомиться.
ПРОТИВОРЕЧИЯСФОРМИРОВАЛИОБРАЗМИККИМАУСА
АмериканскийбиологС.Д.Гоулдпроследил
эволюциюобликазнаменитогогероямультфильмовУолтаДиснея
мышонкаМикки-Мауса.Сравниваяфильмыразныхлет,он
заметил,чтостечениемвремениМикки-Маусприобреталвсе
большечерт,свойственныхдетенышамживотныхичеловеческим
детям.Его
черепувеличивалсяпоотношениюкразмерутела(художникине
толькорисовалиголовувсекрупнее,ноиотодвигалиушиназад,
чтосоздаетвпечатлениевыпуклоголба),мордочка
уплощалась,глазаувеличивалисьи
округлялись,лапыстановилисьболеепухлыми.Именноэтичерты
свойственнывсемдетенышам,вызываютунасинстинктивный
приливнежности,желаниепогладить,накормить,защитить.
Микки-Маусподвергалсяэволюцииименнопоэтим
законам.Впервыхфильмахсериионбылнеслишком
положительнымгероем,позволялсебегрубыеижестокиешутки,
иногдапрямо-такихулиганил.Нописьмазрителей(претензии!),
недовольныхтакимповедениемглавногогерояфильмов,
заставила
Диснеяпостепеннопревратитьмышонкавчистоположительного
героя,доброжелательногококружающим,временами
беспомощного
и,безусловно,симпатичного.Художникнебылзнакомсосновами
биологии,онпростостаралсяувеличитьпривлекательность
персонажа.
ЭЛЕМЕНТДОЛЖЕНБЫТЬ,ИЕГОНЕДОЛЖНОБЫТЬ
ХудожникВ.А.Серовписалпортретактрисы
М.И.Ермоловой.Актрисавходитвполутемнуюкомнату,ее
фигура
вправойполовинекартины.Позаконамкомпозициинадо,чтобы
в
левойчастикартиныбылочто-то"уравновешивающее",какой-то
предмет,человекипр.Нолюбое"что-то"будетзагромождать
картину,будетлишнимотвлечениемотглавнойтемы.Какбыть?
Дляуравновешиваниянадочто-товводитьинельзяэтого
делать...
"Фигураактрисынесколькосмещенаотцентральной
осикартины,нозрительногоперевесавправойчастихолстане
ощущается,чемуспособствуеткакбыслучайновведенноетемное
отражениевзеркале.Оноуравновешиваеткомпозициюитем
самым
усиливаетвыразительностькартины"(Изобразительноеискусство
/Подред.Г.В.Смирнова.-М.:Просвещение,1977).
КОМУПЕРЕДАТЬ"ФУНКЦИЮ"АЛЕКСАНДРА
НЕВСКОГО
ХудожникуИ.С.Телятниковув1942г.была
порученаразработкаэскизаорденаАлександраНевского.На
орденедолженбытьпрофильАлександра,причемтакой,чтобы
сразубылоясно,ктоэто.Однаконесохранилосьнипортретов,ни
описанийвнешностиНевского.Какбыть?
Наордене
изображенпрофильартистаН.Черкасова,незадолгодоэтого
сыгравшегоглавнуюрольвфильме"АлександрНевский".
(Правда.
-1984.-18июля).
СОВМЕЩЕНИЕФУНКЦИЙВОПЕРЕ
Вфиналепервогоактаоперы"КнязьИгорь"
должныодновременнозвучатьтревожныйнабат,хорженщин,
напуганныхприближениемполовцев,хорбояр,призывающихк
борьбе,ариярастеряннойЯрославны.Чтобывсеэтонесливалось
вшум,композиторА.П.Бородинпридаетженскомухорунабатный
"волнообразный"рисунок,чтобыхорвыполнялпо
совместительствуфункцию
набата.
ИДЕАЛИЗАЦИЯВИСКУССТВЕ
Художественныесистемытемэффективнее
воздействуютнапотребителя(зрителя,читателя),чемони
идеальнее,т.е.чемонименьше(присохранениифункции).
Идеализациявискусстве-этопередачафункцийсамому
потребителю.Вспомните"Давида"Микеланжело.Авотпример
из
"ЕвгенияОнегина".
"Мойдядясамыхчестныхправил..."-кто
незнаетэтустрочку?!Нодалеконекаждыйзнает,чтоона
означаетнасамомделе.Пушкинписалее,основываясьнашироко
известнойвтовремяпоговорке"Оселбылсамыхчестных
правил".
ЧАСТИЧНОЕСОВМЕЩЕНИЕДВУХСИСТЕМ
Например,грозаичеловек(романЛ.Леонова
"Русскийлес"):
"ДрожащимирукамиПолянакрываланастол,и
вдругизперевязаннойладонивыскользнулалюбимаяВарина
чашка...Обернувшисьназвон,Варяувиделаослепительные
черепкинаполу,залитыемолнией,ипочтичерныйрумянец
испуганаПолиныхщеках.Всескопившеесязаэтиднивырвалось
наружу.ЛивеньгрянулодновременноповсейМоскве.Он
зыбунами
ходилпокрышам,захлестывалвкомнату,превращаясьвтумани
брызги,такчтоПолинаподушкатожеоказаласьмокрой.
Напрасно
Варястараласьутешитьподругу.Тучкастоялапрямонад
Благовещенскимтупиком.Можнобылодивиться,каквтакой
маленькойумещалосьтакоеотчаяние.Иедваливеньвдва
могучихвалапромылзастойныйвоздух,горнаясвежесть
разлиласьпоМоскве."
ОРИЕНТИРВМЕНЯЮЩЕМСЯМИРЕ
Каждое
изобретениеподталкиваетразвитиеТСвперед.Впаузахмеждудвумя
"толчками"ТСостаетсянеизменной.Раньшеэтипромежуткибыли
длительными,машинысовершенствовалисьмедленно.ВнашевремяТС
взрослеетнамногобыстрее.Идетнепрерывныйпроцесс
совершенствованиятехники,ипотомувизобретательскихзадачахнет
недостатка.Нотакженетнедостаткаивсредствахразрешения
техническихпротиворечий:каждуюзадачуможнорешитьдесятком,сотнейспособов.
Какойизнихвыбрать?Существуетлиориентирна
лучшеерешение?Темболее,чтосовременныенаукаитехникадают
возможностьрешатьмногиезадачи"напролом"-несчитаясьс
затратамиинагромождаясложноеоборудование,поройнавешиваяна
"кувалду"автоматикуи
электронику.
Втеории
изобретательстватакойориентирестьион,естественно,должен
соответствоватьглавномузаконуразвитиятехники-увеличению
степениидеальности.Этоидеальныйконечныйрезультат(ИКР).
Впроцессерешенияизобретательскихзадачнеизвестно,как
реальноустранитьпротиворечие,новсегдаестьвозможность
сформулироватьидеальноерешение,воображаемыйконечныйрезультат.
ИКР-этовоображаемыйабсолютныйитогрешенияпоставленной
задачи.
ИКРформулируютпопростойсхеме:одиниз
элементов"больного"местасистемыиливнешнейсредысамустраняет
вредное(ненужное,лишнее)действие,сохраняяспособностьсовершать
полезноедействие.
Здесь
самоеволшебноеслово-"сам",т.е.безучастиячеловека,без
притокаэнергии,безновыхподсистем,безвмешательстванадсистемыабсолютно"безничего".Разумеется,реальнодостичьтакойрезультат,какивсякийидеал,
невозможно.ИКР-этомаяк,позволяющий
ориентироватьсянасамоелучшеерешение.Мыужеговорили,что,чемменьше"цена"
заплаченазаизменениявсистемеичембольше
достигнутыйэффект,темсильнееизобретательскоерешение.Стремление
приблизитьсякИКРотсекаетвсерешениянизшихуровней,отсекает
сразу,безперебора.ОстаютсяИКРинебольшойвыборблизкихкнему
вариантов.
Возьмем,например,задачу21(какизвлечькубикльдаизформы).Задачанаразрушение
вредноговеполя-надоввестивтороеполе,противодействующее
вредному("держащему"кубик),илитретьевещество.Вариантоврешения
пооднимитемжеформуламможетбытьнесколько:отиспользования
биметаллическихпластиндлявыталкиваниякубикадонадувных(или
жидкостных)форм.Попробуемнайтиболееидеальноерешение.
СформулируемТП:дляполученияльдаводувформе
охлаждают,ноприэтомводарасширяетсяиледтрудноизвлечьиз
формы.
Идеальнымбылобы
решение,когдаводазамерзает,аледлегкоизвлекаетсяизформы.
ИКРможнозаписатьтак:"Ледзамерзаетисамизвлекаетсебяиз
формы".
Чтоможетбыть
идеальнее?Ничегоневводим,ничегонеусложняем,никаких
механизмов,новредноедействиеисчезло,аполезноедействие
появилось.ИКРпредлагаетпарадоксальноерешение.Иникаких
компромиссов!Нокакреальноосуществитьэторешение?Припоиске
ответа,близкогокИКР,надовсегданачинатьсрассмотрения
имеющихсяресурсов:чтоонимогутдатьдлятребуемогорешения?С
ресурсамиунаснебогато-вода,лед,холод-темлучше,меньше
вариантовнадорассматривать.Чтоможетсоздать,например,выталкивающуюсилу?При
замерзанииобъемльдаувеличиваетсяна9%по
сравнениюсисходнымобъемомводы,приэтомразвиваютсяогромные
усилия.
Пустьэтасила
выталкиваетлед.Значитнадоразделитьводу:частьеезамерзаетс
образованиемнужногокубикальда,адругаячастьзамерзаетдля
созданиявыталкивающейснизусилы.Ачтобынижнийслойзамерзали
выталкивалкубикпослетого,каксамкубикзамерзнет,нижнийслой
долженбытьизчутьподсоленнойводыстемпературойзамерзания,например,-40С.
Техническоерешениепредельнопростое:у
формыдвойноедносверхнейэластичнойперегородкой,подкоторой
находитсяслойподсоленной
воды.
Кподобнымрешениям
можноотнести,например,а.с.1044489,покоторомугорячиеслитки
самисебяперевозятизодногоцехавдругойзасчетпреобразования
ихтеплатермоэлектрическимгенератором,смонтированнымнатележкес
электроприводом;патентРФ606282,выданныйфранцузским
изобретателямнаобогревательстеколавтомобиля(дляпредотвращения
запотеванияиобмерзания),которыйвключаетсясамприпоявлениина
стеклевлаги-оназамыкаеттончайшиеполоски-электроды,нанесенные
настекло.
Задача82.Вентиляционныетрубыестьвовсех
жилыхипроизводственныхзданиях,черезнихвыходитнаружу
отработанныйвоздух.Однакозимойониобмерзают-навнутренней
поверхностиобразуетсяналедьотконденсирующейсявлагиотходящего
воздуха,котораяможетперекрытьвсесечениетрубы.Придумано
множествомеханическихустройств,удаляющихналедисвнутренней
поверхностивоздуховодов.Всеониненадежны(самиобмерзают)и
требуютобслуживания.Нужнановая
идея.
ИКР:трубасама
себяочищаетотналеди.Напервыйвзглядэтосовершенноневозможно
осуществить.Однакокаждоеизобретение-путьчерез"невозможно".И
вэтойзадаче"невозможно"означаетлишь"невозможноизвестными
способами".Изобретательдолженнайтиновыйспособ,тогда
невозможноестанет
возможным.
Этазадача
решаетсятем,чтовоздуховодделаютввидегофрированнойтрубыиз
эластичногоматериаласдвойнымистенками(а.с.1298488);полость
заполняютлегкоиспаряющейсяжидкостью,наружнаястенкапрозрачная,а
внутренняя-зачерненная.Солнцеесть-трубараспрямляетсяпод
действиемдавленияпаровжидкости,солнцанет-трубаскладывается
"вгармошку".
Главноеправилоприиспользовании
ИКР:неследуетзаранеезагадывать,возможноилиневозможно
достичьидеальногорезультата.ПриформулированииИКРнедолжнобыть
никакихпсихологическихбарьеров.Самаформулировкаявляетсямощным
средствомсниженияпсихологическойинерции.Переходотситуации"это
невозможно"кутверждению"этоужеработает"помогаетснятьбоязнь
переднеобычным,смелымрешением.АкадемикИ.Л.Кнунянцрассказал
интересныйслучайизсвоейпрактики:"Знакомыйофицер,приехавс
фронта,привезподобранныйгде-тотончайшийженскийчулок,сделанный
явнонеизнатуральногошелка.Принесяегоподароквлабораторию,я
облилчулоксолянойкислотой,погрел-иизколбыпотянулохорошо
знакомыммнезапахомкапролактама"(Химияижизнь.-1985.-N5.С.70).
Такученыеузнали,
чтонемцынаучилисьделатьполимеризациюкапролактама(этосчитал
невозможнымдажесоздательпервыхполиамидныхволоконУ.Х.Карозерс)иналадили
производствокапрона.Нораз"этоужеработает",тонети
психологическогобарьера"этоневозможно".Сотрудникилаборатории
"...грелиигреликапролактамывстеклянныхтрубкахпривсевозможных
условиях-сдобавками,бездобавок.Полимернеполучался.Иоднажды
яей(сотрудницеЮ.Рымашевской-Ю.С.)говорю:попробуем-казапаять
трубку.Капролактам,конечнонелетучиизоткрытойтрубкиникудане
девается,но,ктознает,можетбыть,воздухчему-нибудьтаммешает?
НаутрочутьсветприбегаетРымашевская,кричитполучилось!".
В1952г.
появилсяпрекрасныйнаучно-фантастическийрассказР.Джоунса"Уровень
шума",сюжеткоторогополностьюпостроеннаснятиипсихологического
барьера"этоневозможно":американскимфизикампоказали"секретный"
фильм(специальносмонтированный,ноотнихэтоскрыли)отом,как
русскиеиспытываютантигравитационныйлетательныйаппарат;"антигравитациясоздана!"
-значит,"этоинамподсилу!",иони
приступаюткнапряженной
работе...
Прирешениимногих
задачнаилучшийспособопределенияИКРсостоитвтом,чтобы
простоперевестивопрос,содержащийсявзадаче,вутвердительную
форму.Взятьхотябызадачу"какизогнутькристалл?"(с.203),ИКР:"пустьонсам
изогнется".ОбратитевниманиенаопределениеИКР
невлияютсоображенияотом,возможноэтоилиневозможноикак
именноэтобудетосуществлено.Представьтесебедвакинокадра.На
одномизображенаисходнаяситуация(кристаллнеизгибается),на
втором-ИКР,кристаллмедленно,плавноизгибаетсянанебольшой
угол.Разумеется,нужнознатькакой-тоэффект.Нонайтиегонамного
проще,еслизнаешьтребуемоеидеальноедействие.Контрольныйответ
(а.с.799959):наоднуизгранейнагретогокристалланапыляют
материалсдругимкоэффициентомтепловогорасширения(маленькие
человечкикрепкохватаютсязакаждогочеловечкакристалла),азатем
системуохлаждаютикристаллизгибается(цепочкаМЧматериала
"съеживается"сильнее,чемцепочкаМЧкристалла);еслинужен
вогнутыйкристалл,напыляютматериалсбольшимкоэффициентом
расширения,если-выпуклый,тос
меньшим.
Тожесзадачейо
"тайнемикросхем"(с.212).ИКРдолженбыть:схемасама"сообщает
(доказывает)"всудеистинноеавторство.Этоможетбытьтольков
одномслучае-еслиметка(знак)будетвыполненизтехжерабочих
элементовсхемы.Врисуноксхемывводятинициалыразработчика
(располагаютэлементыособымобразом,незаметнымдляпохитителей)идеальнаяметка,которойнет,афункцияеевыполняется.Для
наказаниязлоумышленниковвсхемутакжевводятизбыточные
непосредственныеэлементы:например,проводникмеждуэлементамив
соседнихслоях-похитителидорисовываютнеподсоединенноеместо,воспринимаяэтокак
ошибку.
Близкиекидеалу
решенияможнополучить,используясовременныесильныефизические
эффекты.Так,дляразрешенияФПпозадачеоб"умных"штырьках
(с.115)-штырьковдолжныбытьмногоидолжнобытьмалонадовыбратьдействие,обеспечивающеевыполнениеГПФ(резкулистов
металла):штырьковдолжнобытьмного,ноприприближенииогняони
должныисчезнуть.Ответ:штырькивыполненыизнитинола(материал,обладающий
эффектомпамятиформы);кактолькоочереднаяопора
(штырек)почувствуетприближающеесятепло,онаотгибаетсякстолу
(вспоминаетформу,приданнуюейвгорячемсостоянии),аостыв,сама
возвращаетсявисходноеположение.
КОНСПЕКТЖИЗНИТВОРЧЕСКОЙЛИЧНОСТИ
И.Ф.Земмельвейс(1818-1865).
Проблема:вакушерскихклиникахотродильнойлихорадки
умирают30иболеепроцентовженщин.Болезньсчиталась
эпидемическогохарактера,существовало30теорийее
происхождения(влияниеатмосферы,почвыит.д.);вскрытия
всегдапоказывали,чтосмертьнаступалаотзаражения
крови
.В1847г.венскийврачИ.Земмельвейспришелк
выводу,чтопричинавнестерильностиусловийинеаккуратности
врачей.Онпредложилпростойвыход:мытьрукихлорнойводой.
Внедрениюэтогоприемаонпосвятилвсюжизнь.Качества
творческойличности.Земмельвейсвыбралцельнеслучайно:это
былатакаяжеостраяпроблема,каксейчасрак.
Программадостиженияцели:чтобынайтиистиннуюпричину
заражения,онпостоянноисключалфакторы,действующиена
пациента;проверкаидеинаживотных,начеловеке;метод
внедрения-сначалачастныеписьмавовсеклиникиЕвропы,
изданиекниги,послеполногоигнорированиямедицинской
общественностью-обвинительныеписьма,просьбыопроверке
методики.Работоспособность:работанадпроблемойвсе
время,кромесна,работадонавязчивогосостояния.Техника
работы:сначалапланомерныйпоиск,затемлихорадочные,
бессистемныепопытки(узнав,чтовсоседнейклиникеженщины
рожаютнабоку,онприменилэтоусебя,непомогло);изучение
статистикисмертности,анализусловийвразличныхклиниках.
Неожиданноумираетдруг-отранки,полученнойпривскрытии
женщины,умершейотродильнойлихорадки.Медленноприходит
понимание,онначинаетприменятьхлорнуюводу.Открытие
произошлодоработПастера,выявившегобактериикакисточник
болезни.Умениедержатьудар:заоткрытиеувольняютс
работы,онуезжаетвБудапештипродолжаетработать.Его
открытиебылооскорбительнодляакушеров:всмертивиноваты
самиврачи!Онбылмолоди"неимелправа"учитьпрофессуру.В
1865г.Земмельвейсбылпомещенвпсихиатрическуюбольницув
Вене,гдечерезмесяцумер,позлойиронии-отранки,
полученнойнапоследнейоперации.
УчениеЗеммельвейса
небылопринятоприегожизни,хотятакпростобылопроверить
егоправотунапрактике(ПахнерФ.Зажизньматерей.Трагедия
жизниИ.Ф.Земмельвейса-М.:Госмедиздат.,1963).
ВЫНЕСЕМТРИВИАЛЬНОЕЗАСКОБКИ
Нерешаемых
задачнет,нотемнеменееисторияизобретениячащевсегоначинается
стого,чтокто-тоговорит:"невозможно".Нетниодного
сколько-нибудьзначительногоизобретения,поповодукотороговсвое
времянебылобысказано"невозможно".
Причины,
заставляющиеговорить"невозможно",идоказательстваневозможности
бываютсамыеразные.Иногдадействуетсамоепростоеневежество.Так,когда-то
Французскаяакадемияотверглаидеюжелезнойдороги,полагая,чтостальныеколеса
паровозабудутскользитьпостальнымже
рельсамисоставнесдвинетсясместа.Когдажепервыепаровозы
Стефенсонауспешнопокатилосьпорельсам,скептиковнеубавилось.
Воттольконекоторыеихаргументы:из-зашумаигудковпаровозов
курыперестанутнестись,укоровпропадетмолоко,дымиискры
погубятпастбищаилеса,ажизнипассажировугрожаетвзрывкотлаи
дажевозможностьсойтисумаотстольбыстрогодвижения.Декабрист
Н.Бестужев,находясьвчитинскомостроге,изобрелнаипростейший
замоккрусскимружьям.Егомеханизмполучилсяудачнымиимелтолько
одиншуруп.Нотогдалюбаяидеяссыльныхдекабристовказалась
крамольнойиразработкуБестужевапохоронилисредибумаг
правительственныхкомиссий.
И
все-такиневежествонеглавнаяпричина,заставляющаяговорить
"невозможно".Чащевсегоэтоговорятлюди,которыхтрудно
заподозритьв
некомпетентности.
В1912г.
С.Лебедеввпервыевмиреосуществилпроцессполучениясинтетического
каучука.Ужедействовалаопытнаяустановка,аЭдисонсамдолгое
времязанимавшийсяэтойпроблемой,заявил:"Этогоникакнельзя
сделать.Скажубольше:всесообщения-ложь.Измоегособственного
опытаиопытадругихясно,чтоврядливозможнополучение
синтетическогокаучукавообще,иособенновРоссии".Егомнение
задержалоразработкусинтетическогокаучукавСШАнасемьлет.
А.С.ПоповхорошозналмнениеГ.Герца,чторадиоволныникогдане
найдутприменениявпрактике."Яоткрылэтиволны,мнелучшезнать",-отвечалГерцна
попыткизаинтересоватьегопроектамирадиосвязи.
Поповчерезнескольколетотправилвэфирпервуюрадиограмму,состоящуюиздвухслов:
"ГенрихГерц".ФранцузскийфилософО.Конт
говорил,чтоестьвещиабсолютнонепостижимыедлячеловека.
Например,невозможноизмеритьскоростьзвезды,движущейсяотнасили
кнам,дляэтогонадоподождатьмиллионлет.Поирониисудьбы,через
нескольколетбылоткрытэффектДоплера,позволяющийпоспектру
определятьскоростиприближенияиудалениязвезд.К.А.Тимирязевне
признавалхромосомнойтеории.В.Томпсонвсюжизньотвергал
электромагнитнуютеорию.ГюйгенсиЛейбницговорилионьютоновском
понятиитяготения,чтоонаотноситсянекнауке,акобласти
оккультизма.КольбеназывалстереохимическуютеориюВан-Гоффа
"отбросамичеловеческогоума".Больцманневерилвпобедуатомизма
ранее,чемчерез300лет,ужечерезпятьлетпослеегосамоубийства
атомнаятеорияполучилаполноепризнание.Замесяцдопервогополета
братьевРайт(17.12.1903г.)былаопубликованастатья
вице-президентаАкадемиинаукСШАпрофессораНьюкомбао
невозможностиполета...
Что
жепобуждаетзнающегоивообщенискольконеконсервативногочеловека
неверитьвновое?Вотхарактерный
пример.
Одинизруководителей
большогопроектавКБА.Н.Туполеварассказал(Изобретательи
рационализатор.-1984.-N10.-С.20-23),какдолгоонибилисьнад
конструкциейпростейшего,казалосьбы,датчикадляопределения
моментаотсоединенияодногоагрегатаотдругого.Егофункциядолжна
былабытьаналогичнойкнопочкедомашнегохолодильника-призакрытии
дверцыкнопочкаразмыкаетцепь,илампочкаподсветкигаснет.Но
условияработыбылинеоспоримосложнее:вибрация,холод,жара,пыль,влага,аглавное-
надежностьсрабатываниядолжнабытьабсолютной.
Из-заэтогосхемасостоящаяиздвухпроводковикнопки,разросласьв
приличныйпоразмерамблокавтоматики,гдекаждыйэлемент
дублировали,атоиутраивали,появиласьлогическаясхемапоотсеву
ложныхсигналовит.д.Неожиданнопришлопростоеиостроумное
решение:применитьотрывнойразъем;прощеговоря-отошелодин
агрегатотдругого,проволочкапорвалась,значит,электрическаяцепь
разомкнется..."Этопредложениевызвалобурювозмущенияинасмешек.
Мнеобъяснилитакже,чтоямалограмотныйнеуч...Словом,порассказалимноговсего,
кромеодного:почемунельзятаксделать?
Какиефизическиесоображенияэтомумешают?Просто-такнеделают,потомучтоне
делаеттакникто!"Емупривелитакже"убийственные"
данные,чтосредимножествадатчиководноразовогодействия,которыми
полонмеждународныйрынокикоторыевыпускаютсамыеуважаемыефирмы,неттакого
"разгильдяйского"...Однакоонсумелнастоятьнасвоем,"схемабылавоплощенавжизнь,
системаэксплуатируетсястехпоружеболеечетвертивека!безвсяких
замечаний".
С
парадоксальностьюновойидеипервымисталкиваютсяспециалисты.Новая
идеяломаетсложившиесяпредставления,устоявшиесяпорядки.
Естественно,онавстречаетотпоруспециалистов,поменьшеймеренепониманиеинасмешки.Вотсвидетельствоизобретателяпервого
советскоготурбореактивногодвигателяА.М.Люльки:поегословам,в
1941г.многиепростонепонимали,какструя,входящаяво"что-то"и
выходящаяиз"чего-то",способнадвигатьсамолет.Нассчитали
авантюристами,делающимиденьгиизвоздуха(Техникаинаука.-1983.
-N9.-С7-38).НачаласьВеликаяОтечественнаявойна.Казалосьбы,военныепотребности
должныбылистимулироватьинтерескего
двигателю,обещавшемудать900км/чуже,таксказать,напервой
репетиции.Увы,ненашсамолетстурбореактивнымдвигателемпервым
поднялсяввоздух.А.М.Люлькапрямоуказывает,чтосомненияв
перспективноститурбореактивныхдвигателейсеяликрупные
конструкторысамолетовидвигателей.Наихмненииосновываются
решенияхозяйственныхруководителей,вынужденных,из-за
ограниченностиресурсов,нехваткивремени,выбиратьоднонаправление
разработокизнесколькихвозможных."Директивное"торможение
техническогопрогрессанередкое,ксожалению,явление.Предотвратить
ошибкивпланированиисредствнанаучно-техническиеразработки
можно,толькоопираясьнанаучнообоснованныепрогнозыразвития
техники.Нужнознатьтенденцииизакономерностиразвития.Вразвитии
техникипреобладаетэволюционныйпутьвсочетаниис
"мини"-революционнымикачественнымискачками(есливыразитьсяеще
точнее,топодавляющеебольшинствоизобретенийэто"микро"-скачки).
Настоящиереволюционныеизмененияпроисходяточеньредко.Они
связаныилиснаучнымиоткрытиями(например,лазер)илиснеожиданно
возникшейостройобщественнойпотребностью.Прогнозироватьнаучные
открытияпоканевозможно.Авотчастьбудущихпотребностей
сформулироватьнеоченьтрудно.Однаизпричинихпоявлениястолкновениетенденцийразвитияобщества.Различные,частоочень
далекиетенденциипостепеннонарастают,увеличиваетсяихвлияниена
общественныепроцессы,и,наконец,этиразныетенденции
сталкиваются,вызываяпротиворечия,напряжениявобщественнойжизни.
Тутжевозникаетостраяпотребностьвихразрешении.Противоречия
могутразрешатьсясоциальными,политическими,техническимиидругими
средствами.Насинтересуеттехническаясторонабудущихпротиворечий
общественногоразвития.Противоречияможнопредвидеть,искусственно
продолжаясуществующиесегоднянаправленияразвитиятехникии
обществаспомощьюпростогоприемаизкурсаРТВ-метода
тенденций.
Техникаприменения:
1.
Выбратьдвереальные,новнешненесвязанныедругс
другомтенденциивразвитиичеловечества(техники,науки,культурыит.д.).
2.
Каждуютенденциюнезависимодруготдругапродолжить
вбудущеедотехпор,покаонанестанетопределяющей.
3.
Выявитьпротиворечиемеждуразвитымитенденциями.
4.
Спомощьюлюбогоизизвестныхвамспособовразрешения
противоречийпредложитеидею,устраняющуюпротиворечие.
Например,перваятенденция-урбанизация,ростгородов,вторая-увеличение
печатнойпродукции,росттиражей,количестваназванийит.д.
Продолжимобетенденциивбудущее:1)всенаселениепланетыживетв
городах,каждыйгородзанимаетогромнуюплощадь;2)огромное
количествопечатнойпродукции(по1000изданийначеловекавдень);продукциейзабиты
всебиблиотеки,подхранениезанятобольшоечисло
зданийвгороде;человечестворазделилосьнадвеполовины-тех,кто
пишетиобрабатываетинформацию,итех,кточитает;невозможно
обрабатыватьвсюинформациюитемболеепрочитатьее.
Сформулируемнесколько
возможныхпротиворечий:
человекунужнаинформация,ноеготруднонайтивогромном
городеиещетруднеедоставитьемуинформацию;
человекудоставляютинформацию,ноонневсостояниипрочесть
ее(нетсиливремени)инайтинужнуюему,оченьмалуюдолю
информации.
Возможныепутиустранения
противоречий:
изменениефизическогопринципапередачиинформации,отказот
бумажногоносителя,использованиемагнитныхносителейинформации,
распространениепокомпьютернымсетям(сегодняшнийпутьразвития);нодля
переводаинформациинамагнитныеносителитакжеможетне
хвататьлюдей,поэтомунужнаинформационнаясистемабезчеловекапередачаинформацииотмашиныкмашине;человекувыдаетсятолько
небольшаячастьдействительнонужнойемуинформации;
создание"нервной"(информационной)сетигорода,когдалюбая
информациясаманаходиттогочеловека,которомуонанужна;
"домашняятипография"-сэкранателевизораотпечатывается
тольконужнаячленамсемьиинформация;
совмещениепечатнойпродукциисдругимипредметамии
веществами-упаковкойпродуктовитоваров,обоями,одеждойи
т.д.;съедобнаяинформация(впище,втаблетках);
совмещениечеловекасинформационнойсистемой;например,часть
организма-библиотеказнаний(приусловиисозданиябиологических
носителейинформации);новыйстереотипвсознании:чемтолщеили
вышечеловек,тембольшеонзнает...
Можнопойтии
другимпутем:задаться,например,вопросом,откудавзялосьстолько
информации.Возможночистофантастическоеразвитиеситуации:информацияполученав
спрессованномвидеотинойцивилизации-о
том,чегоонидостиглизамиллионлет.Всяинформацияразделенана
многочастеймеждувсеминаучнымигородкамимира;городки
стремительнорастутиз-запритоканеобходимыхдляосмысления
информацииученых.Распечаткойинформациизанятывсетипографии
мира,строятся
новые...
Главныйсмысл
упражнениясостоитвполучениикачественноновойтехническойили
фантастическойидеи.Ужесамогенерированноеидейиих
обсуждениесбиваютпсихинерцию,отучаютотстереотиповмышления,от
боязнизаглянутьвзавтра."Невозможно"потомуивозникает,что,не
зная,какэтопроизойдет,заранееговорят,чтоэтого
вообщенеможетбыть.Анадосказать-будет,хотянеизвестно,какименно.
Задача83.Применитеэтотметодклюбымдвум
выбраннымвамитенденциям:а)старениенаселения,увеличение
количествалюдейпенсионноговозраста;б)быстроеобесценивание
знаний,необходимостьчастогоихобновления;в)ростчисла
технологическихкатастрофвмире(внезапныхпромышленныхвыбросов,аварийи
т.п.)иувеличениеопасностидляприродыичеловека;г)увеличениестепени
использования"даровой"энергииизокружающей
среды(солнечной,ветровой,волновой,приливной,подземноготеплаи
т.д.);д)микроминиатюризациятехники;е)увеличениестоимости
научно-техническихпроектов(нетолькоядерныхикосмических
программ,но,например,ивбиологии-проектрасшифровкигена
человекастоит3,5млрд.долл.);ж)специализациятруда,увеличение
количествапрофессий;з)увеличениеактивноиспользуемойчасти
человеческогомозга,сейчасиспользуетсялишьмалаядоляего
емкости;полнаяинформационнаяемкостьмозгасоставляет1000млрд.
бит,чторавнопримернопятистамобъемаммноготомной"Британской
энциклопедии";и)увеличениеколичествасвободноговременичеловека;ж)
увеличениеколичествадомашнейтехники;л)увеличение
теплоизоляциидомадляэкономииэнергии;м)увеличениечисла
работниковвсфереобслуживания;н)стремлениекосвоениюкосмоса;о)увеличение
числастрессовыхситуаций;п)потеплениеклимата;р)культразвитияличности,
культздоровьячеловека,культприроды;с)всеболеебыстроеморальноестарение
техники.
Можно
неограниченнопродолжатьсписоктенденций,стоиттолькоболее
пристальновсмотретьсявокружающуюдействительность...
КОНСПЕКТЖИЗНИТВОРЧЕСКОЙЛИЧНОСТИ
АленБомбар.Вначале50-хгодовХХв.
А.Бомбар,французскийврач,выдвинулгипотезуотом,чтолюди,
потерпевшиекораблекрушениеиоказавшиесявмореналодках
или
другихспасательныхсредствах,умираютнеотжаждыилиголода,
аиз-застрахапереднеизбежностьюсмерти.Егодоказательства:
90%людей,оказавшихсявморе,гибнутвтечениепервыхтрех
дней,когдаещенеможетбытьиречиосмертиототсутствия
водыилипищи.Спасателикместугибели"Титаника"прибыли
через3ч.,новлодкахужебыломноготруповилюдей,
лишившихсярассудка.ИдеяБомбара:пищуиводунадобратьиз
океана,рыбаипланктонсодержитвсенеобходимыевещества.
Чтобыдоказатьсвоюправоту,онрешаетсяводиночкупереплыть
океаннанадувномплотикепомаршрутуХристофора
Колумба
.Бомбарпереплылокеан.Выжил,ловярыбу,проводя
физиологическиеисследования,изучаяосновы
навигации.
ЭкспериментБомбара-этовеличайшийакт
самопожертвования.Естьцель-датьшансвыжитьпятидесяти
тысячамлюдей,каждыйгодоказывающимсянепосвоейволев
океанеигибнущиммучительнойсмертьюотнехваткиводыи
пищи.
Оншелпочтинавернуюсмертьрадитысячсовершенно
незнакомых
емулюдейинесчиталэтогероизмом.(БомбарАлен.Забортом
посвоейволе-М.:Мысль,
1975).
ПРАКТИКУМПОРЕШЕНИЮИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ
ЗАДАЧ
Известныйвам
инструментарийТРИЗрасширился:теперьвызнаетеещетризакона
развитияТС(согласованиеритмики,динамизация,идеальность),конкретныеправилаи
приемыпримененияэтихзаконов,новыеприемыиз
курсаРТВ,понятиеовещественно-полевыхресурсах,некоторые
физическиеэффектыиособенностиихприменения,расширилсяфонд
примеровизадач-аналогов.Надопродолжатьизобретательские
тренировкисцельюзакрепления
знаний.
Задачи,какипрежде,даютсянавесьпредыдущийматериал.Ноэтонеозначает,чтоих
можно
решитьтольконаосновеэтогопредыдущегоматериала-большинство
изобретательскихзадачследуетрассматриватьшире,кихрешению
можновозвращатьсяиналюбомпоследующемэтапеизучениятеории.
Средипредложенныхвамзадачестьзадачинерешенные,т.е.неимеющие
контрольногоответа,-этонезначит,чтоихневозможно
решить...
Задача84.Тризадачи:всеонивродебыразные,ноимеютодинаковые(вобщемвиде)
ответы.
Нитридниобия(тугоплавкоесоединение)получаютсжиганием
таблеткипрессованногопорошканиобиявазоте.Чтобыгорение
прошлоповсейтолщетаблетки,внеенадоввестинегорючийбалласт
(20-30%).Нобалластпортитконечныйпродукт.Какбыть?
Влабораториипотребовалосьбыстрорасплавитьтвердыйкислород
вемкостисузкимгорлом.Снаружинагретьневозможно-сосудимеет
специальнуювакуумнуютеплоизоляцию.Можетбыть,нагревать
изнутри?Нолюбойтеплоноситель(например,водянойпар)загрязнит
кислород,аэтонедопустимо.Какбыть?
Приобработкерасплаваметаллаультразвуком(дляего
дегазации)вметаллопускаютспециальныйстержень-волноводпроводникультразвука.Ностерженьпостепенноразрушаетсяот
высокочастотныхколебанийивысокойтемпературыизагрязняет
металл.Какбыть
?
Задача85.Вовремяработыэкскаваторанаего
ковшпостоянноналипаетгрунт,емкостьковшаиспользуется
неэффективно.Каксделать,чтобыгрунтненалипална
ковш?
Задача86.Вгорнорудныхкарьераходновременно
работаютсотнимашиниихвыхлопныегазынастолькозагрязняютвоздух
вэтихогромных"ямах"глубинойвсотниметров,чтовозникла
серьезнаяпроблемаихпроветривания.Тяжелыесамосвалы,груженные
углем,лесом,глиной,рудой,медленноподнимаютсяпоспиральной
дороге,проложеннойпокраямкарьера,оставляязасобойчерныйшлейф
дыма.Очищатьбыэтивыхлопныегазычерезкакой-тофильтрпрямона
автомобиле,недаватьдымузагрязнятьвоздух.Нолюбойфильтр-это
затратынаегоустройствоиэксплуатацию...Фильтрдолженбыть,и
егонедолжнобыть-вашепредложение?
Задача87.В
1885г.Р.Стивенсоннаписалнебольшуюповесть"Страннаяистория
доктораДжекиляимистераХайда".Внейрассказывалосьотом,как
докторДжекильнашелпрепаратпревращающийегонавремявзлого
Хайда-средоточиевсегоплохого,чтобыловдокторе.Постепенно
"злоея"становилосьвсесильнее,самостоятельнее,пока,наконец,"дьяволХайд"не
сталединственнымобличиемДжекиля...
В
экранизацииРубенаМомуляна(1932)естьсценапреображения
почтенного,безукоризненноаккуратногоихоленогодокторав
страшногоХайда.Эпизодснятсубъективнойкамерой,безединой
склейкииостановкивсъемке.ЗрительощущаетсебяДжекилем,смотрящимсяв
зеркалопослепринятияпрепарата.Преображение
происходитнаглазах:взеркалепроступаютполосы,складки,морщины
налицеДжекиля,превращающегосявХайда...
Какбыласнята
сцена?
Задача88.Изготовленприбор,которомупредстоит
работатьвжидкойкислойсреде.Дляпредохраненияотдействия
кислотынаметаллическуюповерхностьприборананесенополимерное
покрытие.Какпроверить,нетливэтомпокрытиисквозных
микроотверстий?Известенспособ,покоторомупроверяемыепокрытия
покрываютлюминофорнойилиферромагнитнойвзвесью.Послепромывки
взвесьостаетсявтрещинах(еслиониесть).Ноэтотспособвданном
случаенегодится,потомучтоонобнаруживаетлюбыетрещины,втом
числеинесквозные.Анадообнаружитьтолькосквозныетрещины.Итак,нуженспособ,
позволяющийсразуотбраковатьприборыснегодным
покрытием.Какбыть?
Задача89.Дляохлажденияпромышленных
агрегатовиспользуетсяводаизоткрытогоисточника,подаваемая
центробежнымнасосом.Температураводывисточникеизменяется,а
следовательно,надоизменитьколичествоохлаждающейводы.Известно
несколькоспособовизмененияподачи,новсеонитребуютручного
регулированияили,хужетого,разборкинасосаиизмененияугла
наклоналопатокколеса.
Предложенатакжеавтоматическая
установка,включающаядатчикитемпературыирасхода,электродвигатели,блок
управленияит.д.Масса,габаритыи
энергоемкостьустановкиувеличились,дежурногослесарязаменилина
инженерапообслуживаниюавтоматики,количествоотказовиошибокне
снизилось...
Надо,чтобынасоссамрегулировалсвою
производительностьбезвмешательствачеловекаибезэлектроники.Как
быть?
Задача90.Обработкаметеорологическихданныхза300
летпоказала,чтонаЗемленаблюдаетсячеткаятенденцияк
потеплению.Существуетгипотеза,чтопричинавтакназываемом
парниковомэффекте-увеличениесодержанияуглекислогогазав
атмосфере(из-запромышленныхвыбросов)способствуетуменьшению
тепловогоизлученияпланетывкосмическоепространство.Нокак
доказатьэтугипотезу,гдевзятьпробывоздухазапрошедшее
столетие?
Задача91.Фонтанызавораживаютнастихоймузыкой
струй,причудливымикаскадамиводы,вечнымдвижением.Архитектураи
декоративныеэффектыфонтана-предметсоревнованиямеждугородами
миравовсевремена.Петродворец,Дрезден,Италия...Чтонового
появилосьв"искусствефонтанов"впоследнеевремя?Увеличилась
высотаструй,ихпересечениястализамысловатее,струиподкрашивают,используют
цветомузыкальныеэффекты-изнеизобретательныхрешений,пожалуйвсе.Изобретений,
кстати,тоженемного.Вотнаиболее
интересные:фонтанмыльныхпузырей-ввидеводяногоцветкаи
взлетающихкнебуилиподпрыгивающихвпричудливомтанценагребнях
водыбольшихималенькихпузырей(а.с.774466);вмыльныйраствор
можнодобавлятьлюминесцентныекрасители-получитсякрасивое
динамическоеосвещение;предложеноустройстводлясоздания
куполообразнойпленкижидкостидляполучениядекоративныхэффектов
(а.с.787102);вводуможнодобавлятьповерхностно-активные
вещества,снижающиегидравлическоесопротивление(например,полиакриламид,
делающийводу"скользкой"),-эторезкоувеличит
высотуструйпритехженасосах;звучащий("поющий")фонтанпоа.с.
1214239.
Поработайтесэтойсистемой,придайтефонтануновые
функции,используйтефондэффектов,стандартныерешения,приемы
РТВ.
Задача92.Одноизнаиболееопасныхикатастрофических
разрушенийнефтегазопроводов-быстроеразвитиегигантскойтрещины
вдольтрубы.Длинатакойтрещиныможетдостигатьдесятков
километров,аскоростьраспространения-сотенметроввсекунду.
Причинывозникновенияизакономерностиразвитиятакихтрещинпока
плохоизвестны.Происходяттакиекатастрофынатрубопроводах,рассчитанныхповсем
нормампрочности.Какбыть?
Покаже
предложеностроитьнесколькопараллельныхнитоктрубнебольшого
диаметра,вместооднойбольшогодиаметра(ДокладыАНСССР.-1985.N2.-Т.285.-С.357).Этоудорожаетстроительствоиэксплуатацию,требуетсябольше
арматурыит.д.Естьтакжетехническоерешениена
"перехват"трещины:натрубопроводахчерезопределенноерасстояние
привариваюткольцевыешайбы,трещинадоходиттолькодоближайшей
шайбыиостанавливается.Ноэтолишьчастичнорешаетзадачу,таккак
сразувозникаетТП:чемчащестоятшайбы,темнадежнее,нотем
дорожеиболеетрудоемкоихустройство.
Задача93.Как
определить,размораживалисьпродуктывморозильнойкамеревовремя
длительногоотсутствияхозяинаилинет?Вморозильныхкамерахможно
хранитьпродуктынесколькомесяцев,ноприодномусловии-впериод
храненияонинедолжныоттаивать.Требуетсяпредложитьпростое,доступноелюбому
решение.
Далее
ТРИЗ
8.СТРАТЕГИЯПЛЮС
ТАКТИКА
ГОТОВНОСТЬКДЕЙСТВИЮ
Говорят,чтоу
хорошейхозяйкипропадаеттолькопетушиныйкрик.Аухорошего
изобретателянедолженпропадатьдаже...уличныйшум;например,
выпускаемыеголландскойфирмой"Филипс"светофорыимеют
аккумуляторы,заряжающиесяотуличногошума-бесплатного
ресурса.
Естьдажеидеиполезногоиспользованиядомашнегошума-если
сделать
обоиизполимернойпьезоэлектрическойпленки(преобразователь
механическихколебанийвэлектрическуюэнергию),то,чембольше
будутшуметьсоседи,тембольшевысэкономитеэлектроэнергии...
Вприроде,какусамой
лучшейхозяйки,ничегонепропадаетвпустую:полностью
безотходное
"производство",состоящееизмногофункциональныхэлементовидеальныхсточкизрениятехники-живыхсистем(вспомните,хотя
бы
круговоротвеществвбиосфере).Впоследнеевремявнаукестал
очень
популяренблизкийпосмыслулогико-философскийпринцип
"бритва
Оккама"(УильямОккам1280-1349гг.,богослов,видныйдеятель
ордена
францисканцев):напраснопытатьсясделатьпосредствомбольшего
то,чтоможетбытьсделанопосредствомменьшего.Этотпринцип,
кстати,давноиспользуетсявискусстве.Например,известный
художник
В.Ф.Рындин,оформляяодинизсвоихпервыхспектаклей,повесил
на
декорациюдеревенскойизгородиваленок,иизгородьожила,
окрыленный
похвалой,онповесилвторойваленок,иегораскритиковали:"Один
валенок-образ,адваваленка-обувь".Ввоенномделе,где
сильнейшиепретензиизаставляютсмаксимальнойпользой
задействовать
любыересурсы,давноизвестныостроумныеприемыиспользования
в
качествересурсовдаже...врагов.Например,Тамерланвбитвепри
Делиприказалвыгнатьпротиввыстроенныхиндийскихбоевых
слонов
верблюдов,груженныхсеном;зажженноесеновызвалопанику
среди
слонов,которые,спасаясьотогня,смялирядыиндийскихвоинов1
Умение
использоватьвещественно-полевыересурсы(ВПР)-признак
"высшего
пилотажа"изобретателя.Такойприемвырабатываетсяпослемногих
лет
изобретательскоготворчества,даитонеукаждого.Автеории
решенияизобретательскихзадачэтосильный,новобщем-то
рядовой
прием,которымможноуспешнопользоватьсяпосленекоторой
тренировки.АнализВПРиихиспользование-этооченьвыгодная
часть
процессаидеализациитехническихсистем.Всистемуничего(или
почти
ничего)невводится,ноонаначинаетвыполнятьновыефункциии
приобретаетновыекачества.Передачафункцийвеществ,подсистем
и
системывцеломдругимэлементамТСилинадсистемыили
элементам
окружающейсреды-этовсегдаизобретениевысокогоуровня.Такие
изобретенияпоявляютсякакрезультатмобилизациивещественнополевых
ресурсов.
ВПРвсегдаготовык
действию.Нопрежденадоувидетьих,суметь"заставить"работать
на
выполнениеглавнойполезнойфункции,аеслиихсвойствав
недостаточнойстепениотвечаюттребованиям,тоисуметьповысить
их
"боеготовность"(преобразоватьВПРвнужномнаправлении).Здесь
важнытримомента:а)надовыявитьресурсы;б)точноопределить,
что
онидолжныделать;в)использоватьимеющиесябесплатные
ресурсыи,еслиэтонерешаетзадачу,изменить(мобилизовать)
ресурсы.
Продолжимрешение
задачи57изадачиошвейнойфабрикеидоведемходихрешениядо
мобилизациивещественно-полевых
ресурсов.
Шаг9.
Определитьоперативнуюзону
(ОЗ).
ВпростейшемслучаеОЗ
-этопространство,впределахкотороговозникаетконфликт,
указанныйвмоделизадачи(шаги7,8).
Шаг10.
Определитьоперативноевремя(ОВ).
Оперативное
время-этоимеющиесяресурсывремени:конфликтноевремяТ1и
времядоконфликтаТ2.Конфликт(особеннобыстротечный,
кратковременный)иногдаможетбытьустранен(предотвращен)в
течение
Т2.
Взадаче57:
Т2-времяопределения
местоположениядырки;вспыхиваетсвечениедырки,апламявэтот
моментнанекоторомрасстоянииотнее;
Т1-ксветящейсядырке
прицельноприближаетсяпламя(оченьблизко,вплотную).
В
задачеошвейнойфабрике:
Т2-ниткананекоторомрасстоянии
отткани,цветниткинесовпадаетсцветомткани;
Т1-ниткана
ткани,ихцветодинаков.
Шаг11.Определение
ВПР.
Вещественно-полевыересурсы-этовещества
иполя,которыеужеимеютсяилимогутбытьлегкополученыпо
условиямзадачи.ВПРбываюттрехвидов:
1.
ВнутрисистемныеВПР:
ВПРинструмента;
ВПРизделия.
2.
ВнешнесистемныеВПР:
ВПР среды, специфической именно для данной задачи,
например,водавзадачеобиспытаниимоделипарашюта;
ВПР общие для любой внешней среды, "фоновые" поля,
например,гравитационное,магнитноеидр.поляЗемли.
3.
НадсистемныеВПР.
отходы посторонней системы (если такая система
доступнапо
условиямзадачи);
"копеечные" - очень дешевые посторонние элементы,
стоимостью
которыхможнопренебречь.
Примечание.
14.Прирешении
конкретноймини-задачижелательнополучитьрезультатпри
минимальном
расходованииВПР.Поэтомуцелесообразноиспользоватьв
первую
очередьвнутрисистемныеВПР,затемвнешнесистемныеВПРив
последнюю
очередьнадсистемныеВПР.Приразвитиижеполученного
ответаипри
решениимакси-задачицелесообразнозадействоватьмаксимум
различных
ВПР.
Взадаче57:
ВПРинструмента-пламя
(потокпродуктовсгорания).
ВПРизделия-дырка,т.е.стекло
вокругдырки,краядырки.
ВнешнесистемныеВПРвоздух.
НадсистемныеВПР-нет.
Взадачеошвейной
фабрике:
ВПРинструмента-ткань.
ВПРизделия-нитки,швейноеизделие.
ВнешнесистемныеВПР-воздух.
Надсистемные
ВПР-нет.
Шаг12.ЗаписатьформулировкуИКР-1:икс-элемент,абсолютно
неусложняясистемуиневызывая
вредныхявлений,устраняет(указатьвредноедействие)втечение
ОВв
пределахОЗ,сохраняяспособностьинструментасовершать
(указать
полезноедействие).
Взадаче57ИКР-1:икс-элемент,абсолютнонеусложняясистемуи
невызываявредных
явлений,обеспечиваетсвечениедыркиприотсутствующем
проводникеи
немешаетпламенизапаивать.
Взадачеошвейнойфабрике
ИКР-1:икс-элемент,абсолютнонеусложняясистемуиневызывая
вредныхявлений,обеспечиваетмгновеннуюсменуцветанитокпри
непрерывноменяющемсяцвететкани.
Шаг13.Усилить
формулировкуИКР-1дополнительнымтребованием:всистему
нельзявводитьновыевеществаиполя,необходимоиспользовать
ВПР.
Примечание:
15.Прирешении
мини-задачиследуетрассматриватьиспользуемыеВПРвтакой
последовательности:
ВПРинструмента,
ВПРвнешней
среды,
побочныеВПР,
ВПР
изделия.
Наличие
разныхВПРобусловливаетсуществованиечетырехлиний
дальнейшего
анализа.Практическиусловиязадачиобычносокращаютчасть
линий.
Прирешениимини-задачидостаточновестианализдополучения
идей
ответа;еслиидеяполучена,например,на"линииинструмента",
можно
непроверятьдругиелинии.Прирешениимакси-задачи
целесообразно
проверитьвсесуществующиевданномслучае
линии.
Последовательный
анализлинийрешенияможнозаменитьпараллельным;здесьможет
сработатьполезныйэффект:перенесениеидеисоднойлиниина
другую,скрещиваниеилисодействиеидей(линии
решения).
Ограничимся
рассмотрениемвнутрисистемныхВПР.
Позадаче57в
формулировкеИКР-1можноиспользоватьтолькоВПРинструмента,
так
какстекло(ВПРизделия)поусловиямзадачиизменятьнельзя.
УсиленныйИКР-1:пламя,абсолютнонеусложняя
системуиневызываявредныхявлений,обеспечиваетсвечение
дырки
приотсутствующемпроводнике.
Взадачеошвейнойфабрике
квнутрисистемнымВПРотносятсятолькотканьинитки;швейное
изделие-этотежетканьинитки.УсиленныйИКР-1:ткань
непрерывноменяющегосяцвета,абсолютнонеусложняясистемуи
невызываявредныхявлений,обеспечиваетмгновеннуюсменуцвета
ниток.
Или:нитки,абсолютнонеусложняясистемуине
вызываявредныхявлений,обеспечиваютмгновеннуюсменусвоего
цвета
принепрерывноменяющемсяцвете
ткани.
Чтодалинам
формулировкиИКР?Вобеихзадачахмыоченьблизкоподошлик
ответам.
Иесливзадаче57дляполученияполнойясноститребуетсяобычно
сделатьещеодин-двашага,тововторойзадачедостаточносмешать,
слитьвоедино,двеформулировкиусиленногоИКР-1,инужный
ответ
будетнапрашиватьсясам
собой...
Всегда,однако,
полезнодовестианализдоконца.
Шаг14.Записать
формулировкуфизическогопротиворечия:оперативнаязонав
течениеоперативноговременидолжнабыть(указатьфизическое
состояние,например,"бытьгорячей"),чтобывыполнять(указать
одно
изконфликтующихдействий),идолжнабыть(указать
противоположное
физическоесостояние,например,"бытьхолодной"),чтобы
выполнить
(указатьдругоеконфликтующеедействиеили
требование).
Примечания.
16.Физическим
противоречием(ФП)называютпротивоположныетребованияк
состоянию
оперативнойзоны.
17.Еслисоставлениеполной
формулировкиФПвызываетзатруднения,можносоставить
краткую
формулировку:"Элемент(иличастьсистемывоперативной
зоне)должен
быть,чтобы(указать)инедолженбыть,чтобы
(указать)".
ФПвзадаче57:ОЗвтечениеОВдолжна
бытьэлектропроводной,чтобынесодержатьпроводник(непортить
его).
ФПпозадачеошвейнойфабрике:вОЗвтечение
ОВниткадолжнабытьодногоцвета,чтобынетратитьвремяна
частую
еезамену,идолжнабытьмгновенноменяющегосяцвета,чтобы
приниматьцветнепрерывноменяющейсяткани.
Шаг15.
Записатьформулировкуидеальногоконечногорезультата
ИКР-2:
оперативнаязона(указать)втечениеоперативноговремени
(указать)должнасамаобеспечивать(указатьпротивоположные
физические
состояния).
ИКР-2взадаче57:пламявтечение
оперативноговременидолжнобытьэлектропроводнымдлятого,
чтобы
дыркасветиласьинетребовалсяпроводник(наружный
электрод).
Этоужеответ,ведьпламя-этоплазма,ионизированный
газ,т.е.отличныйпроводник
тока.
ИКР-2повторойзадаче:
ниткавмоментеесоединениястканьюдолжнасамаприниматьцвет
ткани.Этотакжедовольноясныйответ:ниткадолжнабытьили
прозрачной,илизеркальной.Вреальныхусловияхиспользуют
объединенноерешение-ниткиизтонкогосветлого(почти
прозрачного)капронасблестящей(т.е.частичнозеркальной)
поверхностью(Химияи
жизнь.-1975.-N8).
Но
естьзадачиипосложнееэтих.Итак,допустим,несмотрянасильную
"подсказку"содержащуюсявформулировкахпоследнихшагов,вы
еене
понялиилинезнаететотилиинойфизэффект.Значитнадовести
анализдальше.
Шаг16.Метод
ММЧ.
Правилаприменения
ММЧвыужезнаете.Этотшагнужен,чтобыпередмобилизацией
ВПР
нагляднопредставить,что,собственно,должныделатьчастицы
веществавоперативнойзонеиблизнее.ММЧпозволяетотчетливо
увидетьидеальноедействие("чтонадосделать")безфизики
("какэтосделать").Благодаряэтомуснимается
психологическаяинерция,форсируетсяработавоображения.ММЧ
часто
приводитктехническомуответу,таккакрасстояниеот"картинки"
до
требуемогоэффектаобычноневелико.
Позадаче57мы
должныбылибыизобразить:
а)МЧстекла,образующихдырку;МЧ
воздухавокругдырки;МЧпламенинанекоторомудаленииот
дырки;конфликтвтом,чтопроводника(наружногоэлектрода)нети
поэтому
никтонепередаетчеловечкамвоздухаэлектрическиезаряды
(светящиесяшарики);
б)надо,чтобыкто-топередавал
электрическиезаряды;этонемогутбытьМЧстекла,значит,
"передатчиками"должныбытьилиМЧвоздухаилиМЧ
пламени...
Позадачеошвейнойфабрике:
а)МЧ
нитокнарисуемчерногоцвета,аМЧткани-белого;междунимине
можетбытьникакогосогласия,онивраждуютдругсдругом;
б)кто-тодолженпобедить,подчинитьсебедругихМЧ;МЧткани
явно
больше,чемМЧниток;МЧнитокнеимеютсвоегоцветаи
принимают
цветсвоих"победителей".
Шаг17.Мобилизация
ВПР.
Сущностьэтогошагасостоитвтом,чтобыкак
можноменьшевводитьвсистемуновыхвеществиполей.Если
имеющиеся
ВПРнемогутбытьпримененывтомвиде,какониесть,то
необходимо
попытатьсяизменитьих.Дляэтогоможновоспользоваться
следующими
правилами:
1.
Использоватьсмесьдвухресурсныхвеществилисмесь
одноговеществаспустотой.Пустота-исключительноважный
вещественныйресурс.Онавсегдаимеетсявнеограниченном
количестве,предельнодешева,легкосмешиваетсяс
имеющимися
веществами,образуя,например,пену,пузырьки,полыеи
пористые
структурыит.д.Смесьвоздухаспустотой-этовоздухпод
пониженнымдавлением.Пустотанеобязательновакуум.Если
вещество
твердое,пустотавнемможетбытьзаполненажидкостьюили
газом.
Есливеществожидкое,пустотаможетбытьгазовым
пузырьком.
2.
Перейтикиспользованиюби-иполивеществ,.
составленныхизотдельных.моновеществ.(пример:блокнот
вместоодноготолстоголиста).
3.
Использоватьвещества,производныеотресурсных(или
смесьэтихпроизводныхвеществспустотой).производные
вещества-этовещества,полученныеизресурсныхпутем
изменения
агрегатногосостояния(ледипарпоотношениюкводе)или
разложения(водородикислородизводы,компонентыиз
многокомпонентныхсмесей,продуктысгораниявеществит.д.).
К
производнымвеществамотносятсятакжеионы,полученныеиз
атомови
молекул,инаоборот-молекулыиатомы,полученные
(достроенные)изионов.
Примечание.
18.Вещество
представляетсобоймногоуровневуюиерархическуюсистему.С
достаточнойдляпрактическихцелейточностьюиерархию
уровнейможно
представитьтак:минимальнообработанноевещество
(например,проволока,лист...),
агрегатымолекул,кристаллическиерешетки,полимеры,
сложныемолекулы,
молекулы,
атомы,
частьатомов,
элементарныечастицы,
поля.
Правила
указываютэффективныепутиполученияпроизводныхвеществиз
"недр"
ужеимеющихсяилилегковводимыхвеществ-разрушением
крупных
структурвмелкие,достройкоймелкихвкрупные.Правилавыводят
на
физэффект,необходимыйвтомилииномконкретномслучае
4.
Использоватьвместовеществаэлектрическоеполеили
взаимодействиедвухэлектрическихполей.Например,известен
способразрыватрубскручиванием(а.с.182671);при
скручиваниитрубыприходитсямеханическизажимать,это
вызываетих
деформацию;предложеновозбуждатькрутящиймоментвсамой
трубезасчетэлектродинамическихсил(а.с.342759).Электроны-это
"вещество",котороевсегдаестьвимеющемсяобъекте.
5.
Использоватьпару"поле-добавкавещества,отзывающегося
наполе"(например,магнитноеполеи
ферровещество,УФ-светилюминофорит.д.).
Итак,цель
применениявещественно-полевыхресурсовневтом,чтобыихвсе
использовать,автом,чтобыполучитьсильноерешениеприих
минимальномрасходе:решениезадачитемидеальнее,чемменьше
затратывещественно-полевыхресурсов.
Шаг18.Если
мобилизацияВПРнепривелакрешениюзадачи,рассмотреть
возможностьустраненияфизическогопротиворечияспомощью
типовых
преобразований(таблица"Разрешениефизических
противоречий").
Шаг19.Применение"Указателя
эффектов".
Рассмотретьвозможностьустраненияпротиворечияс
помощьюуказателейфизических,химическихигеометрических
эффектов.
Разрешениефизическихпротиворечий
Принципы
Примеры
А.с.256708для
1.Разделение
пылеподавленияпригорныхработахкапелькиводы
должныбыть
противоречивыхсвойствв
пространстве.
мелкими,номелкиекаплиобразуюттуман;предложено
окружать
мелкиекапликонусомизкрупныхкапель.
А.с.258490:ширину
2.Разделение
ленточногоэлектродаменяютвзависимостиотширины
противоречивыхсвойствво сварного
времени
шва.
3.Объединение
однородныхили
неоднородныхсистемв
А.с.722624:слябы
(прямоугольныеслитки)транспортируютпорольгангу
впритык
надсистему.
одинкдругому,чтобынеохлаждалисьторцы.
4.Переходотсистемы
А.с.523695:способ
кантисистемеили
сочетаниюсистемыс
антисистемой.
5.Всясистема
наделяетсясвойствомА,а
еечасть-свойством
остановкикровотечения-прикладываютсалфетку,
пропитанную
кровьюдругойгруппы
А.с.510350:рабочие
частитисковдлязажимадеталейсложнойформы-каждая
часть
анти-А.
(стальнаявтулка)твердая,авцеломзажимподатливый,
способенменятьформу.
6.Заменафазового
А.с.252262:способ
состояниячастисистемы
иливнешнейсреды.
снабженияэнергиейпотребителейсжатогогазавшахтахтранспортируютсжиженныйгаз.
А.с.179479:вместо
7.Переходксистеме,
механическогокрана-"термокран"издвухматериаловс
разными
работающейна
микроуровне.
коэффициентамитепловогорасширения;принагреве
образуется
зазор.
8.Двойственное
фазовоесостояниеодной
частисистемы(переход
этойчастииз
одногосостояниявдругоев
зависимостиотусловий
А.с.954479:
теплообменникснабженприжатымикнемулепесткамииз
нитинола;приповышениитемпературылепестки
отгибаются,увеличивая
площадьохлаждения.
работы).
А.с.601192:
9.Использование
приспособлениедлятранспортированиямороженных
грузовимеет
явлений,сопутствующих
фазовомупереходу.
опорныеэлементыввидебрусковльда(снижениетрения
засчет
таяния).
А.с.722740:способ
10.Заменаоднофазного
полированияизделия-рабочаясредасостоитизжидкости
веществадвухфазным.
(расплавсвинца)иферромагнитныхабразивных
веществ.
11.Физико-химический
переход:возникновение-ис- А.с.342761:для
чезновениевеществаза
пластификациидревесиныаммиакомосуществляют
счет
пропитку
разложения-соедине-ния,
ионизации-рекомби-нации
и
древесинысолямиаммония,разлагающимисяпри
трении.
т.д.
СУММАИНФОРМАЦИИ:УКАЗАТЕЛЬЭФФЕКТОВ
ДЛЯИЗОБРЕТАТЕЛЯ
Ответымногих
простыхисложныхзадачоснованынафизическихэффектах-это
нетруднозаметитьвбольшинствезадач,которыемыуже
рассматривали.
Как,например,
решаетсязадача(с.16)опирамидеХеопса?Чрезвычайнопростои
эффективно:попериметруплощадкивыкопаликанавуизалилиее
водой;поуровнюводывыравниваласьвсяплощадкасточностьюдо
десятых
долеймиллиметра(Изобретательирационализатор.-1982.-N6.С.
30)!Древниестроителипонятиянеимелиофизике,ноуспешно
использовалипростейшийфизэффект-горизонтальностьсвободной
поверхностижидкостивгравитационномполеЗемли.Точнотакже
поступилиистроителиИсаакиевскогособоравПетербурге,когда
потребовалосьстрогопоодномууровнюсрубитьверхниеконцы
свайкотлованзалили
водой.
Сегоднятакойэффект
известенлюбомушкольнику.Нозначитлиэто,чтоэффектбудет
сразу
жеприменен,кактольковозникнетподобнаятехническаязадача?К
великомусожалению-нет!Техническиепримененияфизикине
знаютне
толькошкольникииучителя,ноиинженеры.Физическиезнания
существуютсамипосебе,обособленнооттехническихзадач.
Знания
простаивают...
Поэтому
применениедажепростыхфизэффектовпоихпрямомуназначению
(без
всяких"хитростей")частопризнаетсяизобретением,т.е.
техническимрешением,обладающимновизной,существенными
отличиямии
полезностью.Примеровбесчисленноемножество-откройте
любой"Бюллетеньизобретений"ивынайдетедесятки,сотни
подобных
изобретений.
Нучто,казалось
бы,можетбытьпрощеэффектасообщающихсясосудов?Теже
канавы
вокругплощадкиподпирамиду-сообщающиесясосуды.Несмотря
наэто,эффектмногократноиспользуетсявизобретениях.Воттолько
дваиз
них.
А.с.351112(1972)
Течеискатель,содержащийщуп,устройстводля
оценкиутечки,связанноесощупомгибкимшлангом,иоткачное
устройство,обеспечивающеевакуумвтечеискателе,отличающееся
тем,чтовцеляхупрощенияконструкциииповышенияточности
устройство
дляоценкиутечкивыполненоввидеU-образногососуда,
заполненного
воднымраствороминдикатора,например,1%-нымраствором
фенолфталеина,однаизветвейкотороговсреднейчастиимеет
больший
диаметр,чемостальнаячасть,выбираемыйизусловияповышения
чувствительности.
А.с.1203358(1987)
Гидростатическийнивелир,содержащий
частичнозаполненныежидкостьюсосуды,соединенные
жидкостными
газовымтрубопроводами,расположеннымиодинвнутридругого,
отличающийсятем,чтовцеляхупрощениямонтажаиэксплуатации
устройствазасчетисключениянижнегопоотношениюксосудам
трубопроводаобатрубопроводавыведеныизсосудоввверх,
жидкостный
трубопроводразмещенвнутригазовогоивыполненввидепучка
капиллярныхтрубокиливолоконизсмачиваемогожидкостью
материала.
Первоерешениеотличаетсяотклассическогоопытас
сообщающимисясосудамитолькорасширениемтрубкивсредней
части,а
второе-заменойжидкостнойтрубкина
фитиль.
"Тело,
погруженноевжидкостьилигаз,испытываетдействие
выталкивающей
силы,равноевесувытесненнойимжидкостиилигаза"знаменитый
законАрхимеданеменеепопуляренвизобретательстве.Его
применение
всегдагарантируетполучениедешевыхиостроумныхрешений.
Вспомните
задачуобизмерениивысотыпещеры,задачу8,доставаниемячаиз
детандера,задачу41идр.Решениепозадаче74одинкодному
использованодлясозданияуниверсальногогрузапоиспытанию
кранов
(Изобретательирационализатор.-1986.-N6.-С.28-30):при
погружении-вытаскиванииблокаизбассейнасводойплавно
меняется
еговес,которыйопределяетсяподелениямнастенкеблока,-не
нужнодержатьвцехедесяткигромоздкихбетонныхблоковразного
веса.Наипростейшее,новсе-такиполезноеизобретение-кисточка
для
рисованияспоплавковойручкой(патентСША3432874).Озаконе
Архимедавсегдаполезнопомнить.Скажем,вампредложилитакую
задачу:какбезбаржипонтоновпереправитьмашинучерезреку?
Элементарныйрасчетпоказывает,чтоудельныйвес,например,
автомобиля"Жигули"впрорезиненноммешкесоставит0,1т/м3
(осадка
вводебудетменее20см!),трактораТ-130-0,38т/м3(легчесухой
сосны!),трактора"Беларусь"-0,17т/м3ит.д.(Изобретательи
рационализатор.-1984.-N7.-С.14).Такимспособомможно
переправлятьпочтилюбуютехнику(а.с.624818).
Когда-тоЛ.Н.Толстойописал
остроумныйспособ,спомощьюкоторого
наполеоновскийинженерМолар
выправилстеныМузеяискусствиремеселвПариже.
Моларпропустил
сквозьстеныболтыи,попеременнонагреваяиохлаждая
их,подтягивал
гайки.Тепловоерасширениетелстольчастоиспользуетсяпри
решении
задач,чтоегоможносчитатьчастьюэлементарнойкультуры
изобретателя.Например,большойклассзадачнамикроперемещения
объектовимеетпростейшееиэффективноерешение-надо
использовать
свойствотепловогорасширения,вместотого,чтобызатрачивать
огромныеусилиянаконструированиесверхточныхмеханических
устройств(задача9).Приэтомдостигаетсянемыслимаядля
механики
точность-атомныеразмерыперемещения;ведьрегулировать
выделяющеесянатолкателе(например,металлическомстерженьке)
количествотеплоты,азначит,иизменениеегоразмеровможнос
помощьюэлектрическоготока-самоголегкоуправляемогополя.
Задача94.Дляокончательнойобработкиглухихточных
отверстийнеобходимоснятьпоследнийслойметаллав8-10мкм.
Для
этогосуществуетспециальныйинструмент-развертка,
наружный
диаметркоторойкалиброван,т.е.точносоответствуетзаданному
диаметру.Можетвозникнутьвопрос:какжетогдавставляют
развертку
внеобработанноеотверстие,диаметркоторогоменьше
требуемогона
этисамые10мкм?Оченьпросто-инструментделаютслегка
коническим
ивводяттонкимконцом.Ноэтотспособ,естественно,не
подходитдля
глухихотверстий(конецупретсяв"дно"отверстия,иобработки
не
будет).Какбыть?
АнализзадачиприведеткодномуиздвухФП:
1.
диаметр инструмента должен быть меньше калибра, чтобы
можно
быловставитьвотверстие,идолженбытьравенкалибру,чтобы
обрабатывать;
2.
диаметр отверстия должен быть соответственно больше-
меньше.
Разумеется, разрешить ФП надо с помощью теплового
расширения:охладить
инструментилинагретьдеталь(а.с.
709344).
Наэтойзадачечетко
виденмеханизмпримененияфизэффектов:висходной
ситуацииофизикенетиречи,задачастановится"физической"
только
послевыявленияФП.Мысльоприменениифизэффектавначале
дажене
возникает.АпослеформулировкиФПвыйтинафизэффектне
составляет
труда.
Теперьможноответить
навопрос:почемуфизическиезнанияплохоиспользуютсяв
изобретательскойпрактике?Здесьнесколькопричин:
преждечемпытатьсяприменитьфизэффектпопрямому
назначению,надо"препарировать"задачу,выявитьФП;
вбольшинствезадачприменениефизэффектасвязанос
преобразованиемтехническойсистемы(добавляютсяили
убираются
элементы,вводятсяподсистемы,новыесвязи),атакие
преобразованиятребуютзнаниязаконовразвитияТС,
вепанализа;
изобретателюнужнанепростофизика,какеепреподаютв
учебныхзаведениях,а"изобретательскаяфизика",т.е.все
особенностииизобретательскиевозможностифизэффектов.
Таким образом,физикуневозможноэффективноиспользовать в
сочетаниис
МПиО.
Задача95.Операциясшиваниякишоктрудоемкаи
длительна.Двоехирурговвтечениетрехчасовпопеременно
сшивают
послойностенкикишок(Химияижизнь.-1982.-N5.-С.40-42
(рис.).
Былоустановлено,чтоеслисоединитькишкинаружной
стороной(рис.37а),аконцыкишокпередавить,тослоистенки
быстро
срастаются.Дляосуществлениятакихоперацийбылапредложена
пластмассоваяконструкциятипа"крышкиконсервнойбанки"(рис.
37б).
Недостатки:1)при"защелкивании"крышкатравмируетстенки
кишок,таккакустройствонаходитсявнутри,априжиматькрышку
приходится
черезстенкукишки;2)дляудаленияэтойконструкциикней
привязываютниткуивыводятчерезрот.Снейбольнойходилиспал
10-15дней(взависимостиотиндивидуальныхособенностей
организма),покасрасталосьместосоединения.Моментполного
срастания
определялсярентгенографически-защемленныекраяотмиралии
зажим
смещалсявнизотшва.Частослучалось,чтобольнойпроглатывал
нитку,приходилосьповторятьоперациюилипривязыватьнитку
заранее
кзубу.Ивообщепроцедураизвлечениябыламалоприятной...Как
быть?
Еслиэтузадачудатьв
самомначалезанятийпоТРИЗ,
товпроцессерешения
предпринимаются
бесплодныепопытки
усовершенствовать"крышки"и
придумыванияновых
способовпроведенияоперации
(например,зажим
растворяющийсячерез
определенноевремя;носкорость
срастанияукаждогочеловека
свояи
заранеенеизвестна).ПослеосвоенияразделаТП-ФПизнакомствас
указателемэффектовпрактическивсебыстровыходятна
противоречие:"Устройстводлязажимадолжнобытьбольшим
(равным
диаметрукишки),чтобынадежнодержатькраякрышкидо
полногоих
сращивания,идолжнобытьмаленьким,чтобы
беспрепятственновыходить
изорганизмаестественнымпутем".Тутжепредлагаетсяцелая
гаммарешений:двакольцадолжныбытьсборнымиизмелких
магнитных
сегментовсточкойКюриврайоне40-450С(нагрев:УВЧ
илигрелкой),зажимизметалласэффектомпамятиформы(сборные
элементыразгибаютсяираспадаютсянасоставныечастипритехже
температурахилипревращаютсявшарики)ит.д.Магнитныекольца
(но,ксожалению,цельные,нераспадающиесянамелкиеэлементы)
внедрены
вдетскойхирургии(Изобретательирационализатор.-1983.-N7.С.21).Другиеэффективныерешенияещеждутсвоего
внедрения.
Указательфизэффектов-этомостмежду
физикойитехникой,сводзнанийпотехническомуприменению
физики.Указательдаетлишьназваниеэффекта,поэтомуонне
заменяет
учебникпофизике.Приведенныйвприложениифрагментуказателя
физическихэффектовявляетсякакбыоглавлениемчастиразделов
полногоуказателя.Внешнеполныйуказательпохожнакаталог:
кратко
описываютсяфизэффекты,приводятсяхарактерныепримерыих
применения,рассматриваютсянаиболееважныесочетанияс
приемамии
другимиэффектами,даетсясписоклитературы.Всущности,
указательэтократкийсправочникпо"всейфизике"дляизобретателя.Понятие
краткийотносительно-егообъемпревышаетобъемданного
пособия.Поэтомумыпопыталисьразрешитьпротиворечие
(указатель
надодаватькакможнобольшегообъема,иневозможноэтосделать)
следующимобразом:необходимоиспользовать"вещественнополевые
ресурсы"ввидепатентныхфондов,имеющихсявкаждомгороде(в
библиотеках,центрахнаучно-техническойинформации,на
предприятиях).Дляуказателявприложенииотобранынаиболее
популярныевсегодняшнемтехническомтворчествеэффектыиданы
номератолькороссийскихавторскихсвидетельствипатентов.Суть
изобретениявбольшинствеслучаевяснаизформулы,которуюлегко
найтив"Бюллетенеизобретений"пономеруавторского
свидетельства,подробностипримененияэффекта(еслионинебудут
ясныизформулы)содержатсявописаниикизобретению,которое
можнонайтивпатентных
фондахбиблиотек.
Ещехуже
используютсявизобретательскойпрактикехимические
знания,хотяименнохимэффектычастодаютответы,близкиек
идеальным.Нередкобывает,чтологикарешениязадачи
приводитизобретателякстолкновениюснезыблимыми
физическими
законами.Этоловушка,изкоторойгодамиищутвыход,
безрезультатно
пытаясьразрешитьсильноефизическоепротиворечие.Арядомхимия,арсеналмощнейшихинструментов,какбыспециально
созданныхдля
"обмана"физическихзаконов.Многиехимэффектыдесятилетиями
лежатв
запасникаххимии,ненаходятехническогоприменения.Ивдруг,
если
повезет,изобретательнаходитошеломляющепростое"химическое"
решениезадачи,надкоторойонтакдолгобился.Вотпоэтому,чтобы
такоевезениебылоболеечастым,вприложенииприведентакже
фрагментуказателяхимическихэффектовиявлений1
Главный
смыслпримененияфизико-химическихэффектовсостоитв
преобразовании
веществаоперативнойзоны,впоявленииновыхсистемныхсвойств
при
разрешениипротиворечия.
Та
жецельдостигаетсяиприиспользованиигеометрических
эффектов.Причемчастоэтосамыедешевые
изобретательскиерешения-изменяетсялишьформаиливзаимное
расположениечастейсистемы,аихфизическаяилихимическая
природа
остаетсянеизменной.
Об
изобретательскомприменениигеометрическихсвойствтелдает
представлениефрагментуказателягеометрическихэффектов,
приведенныйвприложении.
КОНСПЕКТЖИЗНИТВОРЧЕСКОЙЛИЧНОСТИ
А.В.Дьяков(род.в1911г.).Разработал
принципиальноновуютеориюпредсказанияпогоды,дающую
намного
большийпроцентдостоверности,чемвсесуществующие.
Окончил
двауниверситета,занималсянаучнымиисследованиями.В1935г.
неожиданнооказалсястеодолитомнастроительствежелезной
дорогиМундыбаш-Таштагол.Затем-главныйметеоролог
Горно-Шорскойжелезнойдороги("...ошибкавтупорунатой
стройкестоиладорого-суровыебылиипогодаивремя").
Цельжизнибыланавязанаобстоятельствами-повышение
качествапрогнозов.Программа:применение
математическихметодоввметеорологии;внедрениепопыткавчастныхписьмахубедитьвверностисвоейтеории.
Специалистыигнорируюттеорию,ноонауспешноработает.Со
всегомиракнемуидутмногочисленныезапросыиблагодарности
заподтверждающиесяпрогнозы.Техникарешениязадачи:нашел
ирассчиталзакономерностиизмененияпогодыв
соответствииссолнечнойактивностью,изменениеммагнитного
поляЗемли.Умениедержатьудароднаждыположному
доносупомощникаегоотстраняютотдолжностинапятьлет;это
совсемнеотразилосьнаработе,адресатыпо-прежнемуполучали
сводки,нателеграммыспрогнозамивовсеконцысвета
зарабатывалфотографией.Работоспособность:ежедневнов
течение50летпроводитизмерения,прорабатываетмассунаучной
литературы,составляетпрогнозы.Точностьпрогнозовдоведена
до90-95%,предсказал50значительныхпогодныханомалийна
всемземномшаренеменеечемза15сутокпокаждомупрогнозу;
в1972г.предсказалзасухувстране.
Австолележит
рукописькниги,написанной30летназад,покотороймоглобы
учитьсяужевтороепоколениеметеорологов...(РостЮ.Одинокий
борецсземнымпритяжением/Лит.газ.-1984.-28
марта).
УВИДЕТЬБУДУЩЕЕ
Используя
приемыпоразвитиютехническоговоображения,невольнозадаешь
себе
вопрос:акакиеизнихсамыесильные?Ответпрост:те,которые
близкипосмыслузаконамразвитияТС.Генерируяновые
фантастические
идеи,мыпридумываемновыесистемы.Этозначит,чтоучет
системных
свойствновыхфантастическихобъектовваженвсегда.Самое
простое
использованиепонятиесистемазаключаетсявпоследовательном
просмотреновогообъектавдвухплоскостях:"погоризонтали"
(егопрошлое,настоящееибудущее)и"повертикали"(под-и
надсистемывсевозможныхрангов).Дажееслиобъектврезультате
примененияприемовфантазированияполучилсянеоченьсильно
измененныминеобладающимпринципиальноновымикачествами
(т.е.
качествами,которыхивзачаткенебыловисходномобъекте),то
такойпросмотрсанализомсистемногостатусаобъектачастодает
неплохиефантастическиеидеи.Естьидругиевозможности:
просмотр
связейивзаимодействийссоседнимисистемами,свнешнейсредой
и
т.д.Смыслподобныхманипуляцийсостоитванализевозможных
измененийвдругихобъектах(тамонимогутбытьнамногосильнее
и
качественноновее)всвязисизменениями,достигнутымивданном
объекте.
Ноизмененияв
системахподчиняютсяещеивсеобщимзакономерностямдиалектическим
законам.Ихумелоеприменениегарантируетполучениеновых
качественныхизмененийвсистемах.ПоэтомуприемыРТВтем
сильнее,чемониближепосвоейсущностикдиалектическим
законам(закон
единстваиборьбыпротивоположностей,законперехода
количественных
измененийвкачественные,законотрицанияотрицания).Требования
двухпервыхзаконовсодержитсявовсехрассмотренныхнами
приемах
РТВ:мыпостояннонапоминалионеобходимостивыявления(или
создания)ипреодоленияпротиворечийвпроцессеразвития
(преобразования)объектовфантазирования,атакжеоб
обязательности
полученияновыхкачестввпроцессеколичественныхизменений
этих
объектов.
Дажехорошо
известныйвнекурсаРТВметодтенденций"привязан"кдиалектике
требуетсяполучитьстолкновениетенденций,создатьпротиворечие
и
разрешитьего.Вэтомегопринципиальноеотличиеотподобных
методов,используемыхвдругихобластяхзнания.Например,в
традиционнойпрогностике(футурологии)-наукео
прогнозированиибудущего-методтенденцийприменяется
напрямую(без
каких-либодиалектических"хитростей"):вбудущеепродолжается
сегодняшняятенденцияиприэтом,какправило,неведетсяанализ
возможностистолкновениятенденцийивозникающихприэтом
противоречий.Типичныеобразцытакихпрогнозов:1
к2000г.ожидаютпоявлениесамолетанатысячупассажиров,
который будет летать со скоростью в 10 раз превышающей
скорость
звука(более12000км/ч);
морябудутбороздитьсудагрузоподъемностью1млн.т;
пассажирскиепоездабудутразвиватьскорость300км/ч;
непозднее2000г.весьземнойшарбудетопоясансетью
видеотелефоннойсвязи;
телевидениестанетобъемным.
Ит.д.
В
последнеевремяэтотметодсправедливоподвергаетсякритике,так
как
подобнаялогикаможетпривестикнелепостямтипа:всятерритория
городовСШАв2000г.будетзанятаавтомобилями,всенаселение
развитыхстранбудетзаниматьсянаукойи
т.п.
Диалектическийметод
предполагаетинойподходкпроблемампрогнозирования:заставляет
выявлятьзакономерностьразвитиясистем,формулировать
конкретные
механизмыприменениязаконовдиалектики,проверятьихнаданном
классесистеми,еслиониподтверждаются,применятьвпроцессе
развитиясистем.
Двапервых
законадиалектикипоказываютмеханизмпроцессаразвития(т.е.
отвечаютнавопрос:какименноразвиваютсясистемы?)-он
воплощенв
аппаратеТРИЗ,которыйпредставляетсобой,всущности,механизм
развитиятехническихсистем.Третийзакон
диалектики(законотрицанияотрицания)показываетнаправление
("траекторию")развитиясистем(т.е.даетответнавопрос:куда
именноидетпроцессразвитиясистем?)-егодействиевтехнике
отраженовзаконеувеличениястепениидеальноститехнических
систем
("волна"идеализации-этооднаизпроекцийвсеобщейспирали
развития).
Аестьли
объективнаязакономерностьвразвитиифантастическихидей?И
если
онаесть,нельзялиееиспользоватьдлянахожденияновых
идей?
Чтобынайтиобщуюформу
процессаразвитияфантастическихидей,необходимобылопрежде
всего
собратьидеи,разбросанныевтысячахпроизведений.Собрать,
ввести
классификацию,составить"Регистрфантастическихидей".Эта
работа
веласьГ.Альтовымнапротяжениинесколькихлет.(Литературный
Азербайджан.-1970.-N11.-С.118-124).В"Регистре"собрано
несколькотысячидей,разделенныхнаклассы,подклассы,группыи
подгруппы.Доэтогоещениктонесобиралинесистематизировал
фантастическиеидеи."Регистр"позволилрассмотретьтонкийи
порой
причудливыйпроцессвозникновенияфантастических
идей.
Оказалось,например,
чтовразвитиилюбойфантастическойтемы(космическое
путешествие,связьсвнеземнымицивилизациями,освоениеокеана
ит.п.)существуют
четыререзкоотличающиесякатегорииидей:
Iэтаж-один
объект,дающийнекийфантастическийрезультат;llэтаж-много
объектов,дающихвсовокупностиужесовсеминой
результат;lllэтаж-тежерезультаты,нодостигаемые
безобъекта;IVэтаж-условия,прикоторыхотпадает
необходимостьв
результатах.
Эта
схемаразвитияфантастическихидейполучиланазвание"этажное
конструирование"(ступенчатыйэвроритм).Рассмотримсхему
подробнее.
Iэтаж.Фантастическихидейбольшевсего
здесь:подводнаялодка"Наутилус",однакосмическаяракета,одна
станциянадваокеана,однамашинавремени,одинроботи
т.д.
llэтаж.Такжемногофантастическихидей:эскадрильязвездолетов
(например,в"космическихоперах"популярномкогда-топоджанреНФЛ),подводныецивилизации
(А.Кларк),массоваятелепатия...Номногопустых"комнат"наэтаже
(первыйэтаж
темызаселен,второй-нет).
lllэтаж.Малоидей.
Например,сближениезвездвместеспланетнымисистемами
("Звездные
корабли"И.Ефремов),идеяосвязичерезнуль-пространство,обмен
разумамимеждуцивилизациями(Р.Шекли),идеяополете
радиокопии
мозга(В.Тендряков),спускподводубезскафандра
("Человек-амфибия",А.Беляев).
IVэтаж.ИдейвНФЛеще
меньше,чемнатретьемэтаже.Цельполетов-достигнутьзвезд.
Когда
отпадаетнеобходимостьвполетах?Тогда,когдадозвездбудетрукой
податьили...небудетзвезд.Перваяидея:сверхцивилизациясоздает
звездныегорода-шаровыескопления("ПортКаменныхБурь"
Г.Альтов).
Втораяидея(звезднет)-поканеиспользуетсяв
фантастике.
Чтодает
схемаразвитияфантастических
идей?
Вотнесколькошироко
известныхидей,относящихсякфантастическимизменениям
человеческогоорганизма:человек-невидимка,человек-амфибия,
человек,проходящийсквозьстены...Попытайтесьтеперьпридумать
что-нибудьновое-ивыневольноначнетепродолжатьэтотряд.
Человек,которыйвидитэлектричество.Человек,которыйнезнает
усталости,сбезграничнойпамятью...
Инерциямышлениязаставляет
насидтивдольрядаидей
Iэтажа,перебиратьидеивсе
втойжеплоскости.
llэтаж:многиеизменения
человеческогоорганизма;человексомножествомдополнительных
свойств(своеобразная"идеализация"человека,совмещение
множества
функцийвчеловеке).Илитак:коллективлюдей,каждыйизкоторых
имеетоднооченьсильноедополнительноесвойство,вместеэти
люди
образуюткакбы"сверхчеловека"длярешениясверхзадач
(суперсложных
задачдлянуждвсейцивилизации).
lllэтаж:достижение
целибезобъекта(бездополнительныхсвойствучеловека).
Сверхзадачирешаетгруппаобычныхлюдей,сзаурядными
достоинствами
имассойнедостатков.Сразувозникаетмножествовопросовв
развитие
идеи:чтоэтозаколлектив?Каконуправляется?Кторуководитель?
Какуюсверхзадачурешаетколлектив?
IVэтаж:отпадает
необходимостьврешениисверхзадач(соседняяцивилизация
сообщила
ответынавсебудущиезадачи,кончилисьсверхзадачи,и
цивилизация
потерялацельразвития,цивилизация,решающаятолькомикрозадачи,и
т.д.).Продолжаяобдумываниеэтойситуации,нетруднополучитьи
детализироватьрядабсолютноновыхфантастических
идей.
Можновидоизменить
эвроритм,сделатьегоболееподробным-эторасширитигровые
возможностиприемафантазирования.Например,будем
одновременно
рассматриватьизменениесистемы(С)иеефункции(Ф)при
последовательномпереходесэтажанаэтаж,увеличимиколичество
этажей.
Iэтаж(С+Ф).Системаодна(единственнаяво
всеммире),онаобязательновыполняетсвоюфункцию.
llэтаж
(НадС+Ф).Надсистемаизмножестваодинаковыхсистем,ихдаже
слишкоммного.Или:надсистемавыполняетфункциюсистемы.
lllэтаж(НеС+Ф).Системывообщенет,еефункциявыполняется
другимисистемами.
IVэтаж(АнтиС+Ф).Функцияпрежняя,а
системапротивоположная.
Vэтаж(ПодС+Ф).Функция
выполняетсяоднойизподсистемисходнойС.
VIэтаж(С+надФ).
Системаодна,афункциймного(помимоосновной).
VIIэтаж
(С+неФ).Системаосталась,афункцияеененужна(илинет
необходимостивпоставленнойцели).
VIIIэтаж(С+антиФ).
Системапрежняя,афункцияунеепротивоположная.
IX(С
+подФ).Неполное,частичноеосуществление
функции.
Техникаработы:
1.
Выбратьобъектизменения.
2.
Сформулироватьосновнуюцель(функцию)этойсистемы.
3.
ДлявыбранныхСиФпровестиисследованиепоэвроритму.
Примечания.
1.
На каждом этаже должна быть предложена идея
реализации
формулыэтажа.
2.
На каждом этаже должна быть получена качественно
новая
идея.
Возьмем, например, в качестве системы скафандр. Функция
скафандра-
оградитьчеловекаотвредныхвлиянийвнешнейсреды.
1
этаж.
Вмиревсегоодинскафандр-уинопланетянина
Человекизменентак,чтоисследованиякосмосаиокеана
проводятсябезскафандров(единственныйскафандр-вЦентре
предварительнойтренировки);отпаланеобходимостьвтаких
исследованиях(исчезкосмос?!-необычнаяидея;наЗемленет
океанов,осталасьоднаглубокаярасщелинасводой-туда
можно
спускатьсятуристамвединственномскафандре,взявего
напрокат).
IIэтаж.
Скафандрывсюду(дома,вшколе,вмагазине,уподъездов...),
все люди в скафандрах (из-за чрезмерного загрязнения
окружающей
средыилирезкогоизмененияприродныхусловий,появления
неизвестноговирусаит.п.),созданаспециальнаяотрасль
промышленностипопроизводствускафандров,журналымодна
скафандры,скафандрыдлядомашнихживотных.
Все помещения герметичны, с микроклиматом (домскафандр), автомобиль-скафандр, город под непроницаемым
куполом,Земля-в
изолированнойоболочке...;городаизаводынаднеокеана.
IIIэтаж.Функцияскафандравыполняется
обычнойодеждой(герметичныезастежки,тканьодеждыфильтрует
воздух
ит.д.),человеческийорганизмвыполняетфункциюскафандра
(киборгизациячеловека);подводныйскафандризизмененной
воды.
IVэтаж.
Антискафандр,т.е.системанедляограждения,адля
максимальногослияниячеловекасвнешнейсредой(скафандр,
концентрирующийзапахцветоввлесу,собирающийизвоздуха
водув
пустыне,преснуюводувокеане,впитывающийлекарственные
вещества
изокружающейсреды...).
Антискафандр, защищающий человека, находящегося не
внутри,а
внеего(очищаетвоздух,впитываетзагрязнения,поглощает
шумы,"притягивает"удары,пулииметеориты);скафандрыне
длялюдей,а
дляроботов(непроницаемаядлязлоумышленниковоболочка),
для
автомобилей(невыпускаетвыхлопныегазыишум),для
заводов
(полностьюизолированыотсреды,длявулкана;живые
скафандры...
Антискафандр,незащищающий,аизолирующийчеловекаот
общества(преступника,инфекционногобольного).
Vэтаж.Защитачеловекаотвнешних
воздействийспомощьючастискафандра(жилетилишлем,
создающие
непроницаемоеполевокругчеловека,ранец,создающийтепловуюи
воздушнуюоболочкивокругчеловекавкосмосеилипод
водой).
VIэтаж.Использованиескафандравразличных
целях:средствопередвижения,обучающаясистема,гелиоустановка
на
солнечныхбатареях,компьютер,индивидуальнаяракета,скафандр,
превращающийсявнадувнуюпалатку,квартиру(жилище,которое
всегда
счеловеком),аэростат,лифт,лечебныйскафандр;скафандр-пульт
управлениясложнойсистемой(подключениедатчиковкнервным
рецепторам).
VIIэтаж.Внешняясредатакизменилась,чтоотпаланеобходимость
вскафандрах(вкосмосе,допустим,в
пределахсолнечнойсистемы,появилсявоздух,нормальная
температура
идавление;вокеанесоздаютвертикальныевоздушныеколодцыспуск
наднонавоздушномшареиливертолете...).
VIIIэтаж.Скафандрспротивоположнойфункцией,антигуманные
идеине
рассматриваем-пропустимэтотэтаж.
IХэтаж.Частичная
защитачеловека(защищаютсятолькоотдельныечастителаи
органы);кромеизвестныхсистем(перчатки,очки,противогаз,обувь
ит.п.),можноперейтикновымидеям:чтотакое"скафандр"для
защитымозга
отперегрузок,сердцеотстрессов,клеткиотрадиоактивного
излучения?...
Задача96.Используяступенчатыйэвроритм,получитеновые
идеиприизмененииследующихобъектов:1)спасательныйкруг;
2)карандаш;3)портфель,4)молоток,5)комбайн,6)велосипед,
7)вертолет,8)гвоздь,9)ножницы,10)скульптура,11)утюг,12)
дорога,13)лампа,14)дом,15)лодка,16)трубопровод,17)
парашют,18)часы,19)книга,20)фотоаппарат,21)лифт.
РАЗВИТИЕТЕХНИЧЕСКИХСИСТЕММОЖНО
ПРОГНОЗИРОВАТЬ
Знаниезаконовразвитияпозволяетвидеть
возможностипреобразованиядажеблагополучныхсистем.Таким
образом,используязаконы,можнонетолькорешатьочевидныеили
кем-то
поставленныезадачи,ноипрогнозироватьпоявлениеновыхзадач.
Задача25
Ва.с. 305445описанспособполучения киноэффекта: "...сцелью
расширениятворческихвозможностейсмешиваютразнородные
вещества,окрашенныевразныецвета,например,йоднуюнастойкус
дихлорэтаном,ихарактернуюкартину,полученнуюприконтакте
этих
веществ,фотографируют".
Это-внедренное
изобретение,оноиспользовалось,
например,присъемкахфильма
"Солярис".Однакосинтезновой
системыосуществленс
нарушением
одногоизважныхзаконов.Какой
законнарушен?Какуюзадачу
теперь
следуетформулировать?Как
решитьэтузадачу?
ЭВОЛЮЦИЯ
ШЛИФОВАЛЬНОГОРЕМНЯ
Еслишлифовальныйремень
выполнитьввиделентыМебиуса,торабочая
поверхностьпритехже
габаритахувеличитсявдвое.ЛентуМебиусаможно
сделатьобъемной-с
сечениемввидетреугольника.Этотожеувеличитрабочую
поверхность.
Иликвадратной.Иввидешестигранника...Вот,например,формула
изобретенияпоа.с.1119603:"...шлифовальныйремень,
выполненный
изсклееннойвкольцосперевернутойветвьюосновыспоперечным
сечениемввидеправильногомногоугольника,награняхкоторого
нанесеноабразивноепокрытие,отличающеесятем,чтосцелью
повышениядолговечности,ветвьосновыперевернутанадвеграни".
В
пределерабочуюповерхностьможноувеличитьвpраз(круглое
сечение).Аеслинадоувеличитьэтуповерхностьв7-8-10раз?Как
быть?Естьливыход?Чтобывыпредложили?
КУПАНИЕВ...МЕРНОЙКОЛБЕ!
Частопри
медицинскихисследованияхтребуетсяузнатьобъемтелапациента.
Для
этогоиспользуютпогружениевспециальнуюваннусделениямина
стенке.Но"мокрый"способАрхимедадовольнонеудобен,он
требует
частойсменытеплойводы,полотенец,многимоннеприятен.Но
недовольствовзрослыхпациентовнеидетнивкакоесравнениес
проблемамиизмеренияобъемателамаленькихдетей-крик,шум,
брызги
вовсестороны,искажениепоказанийиз-зарукматериимедсестры,
колебанияуровняводы-оченьтрудновзятьточныйотсчет...
Ещеболеезатруднительно
использование"мокрой"методики
примассовыхизмеренияхнафермах,
например,приоткормебычков,
поросят,атакжевзоологических
исследованиях"наобъектах"живойприроды.
Какбыть?
Далее
ТРИЗ
9.ПРОГРАММИРУЕМ
НЕОЖИДАННОСТИ
СИСТЕМЫ:ВОЗВЕДЕНИЕВСТЕПЕНЬ
Представьте,чтовампредложенатакаязадача:"Созданоновое
техническое
устройствоА-1.КаковыегоследующиемодификацииА-2,А-3,и
т.д.?"Естественнонедоумениеилидажевозмущение:"Развеэто
задача?...Неизвестнокакоеэтоустройство,авытребуете
решения...Такуюзадачуневозможно
решить".
Сформулируеминаче.
Выедетенаавтомобилепонезнакомомугороду.Вотвиситзнак
"поворотнаправо",уваскарта,надодоехатьдотакого-томеста.
Ориентируясьназнакивыивыбираетенаилучшийпуть.Этоиесть
решение,т.е.путькцели.
Одинизпутей,покоторомуидетразвитиетехническихсистемна
волнеидеализации,этопереходвнадсистему(НС):технические
системы
объединяютсясобразованиемби-и
поли-систем.
Объединениесистемвнадсистемувыгоднодля
ТС:
частьфункцийпередаетсявНС.(например,ремонт
телевизоровводноймастерской),
часть подсистем выводятся из ТС, объединившись в одну,
становятся частью НС (коллективная антенна вместо
десятков
индивидуальных),
уобъединенныхвНСсистемпоявляютсяновыефункциии
свойства.(высококачественноекабельноетелевидениеот
одной
квартальнойилипоселковойантенны,плюсвозможность
организации
видеосвязипотемжекабелям).
Возникшиеби-и
поли-системытакженеостанавливаются"надостигнутом"-их
развитие
идеткак"вверх"(образованиеещебольшихнад-над-систем),таки
"вниз"(свертываниенесколькихсистемводнусистемуили,даже,в
идеальноевещество).Такойдвухсторонний,встречныйпроцесс
можно
изобразитьследующимобразом:
Развитиетехникив
чем-тонапоминаетразвитиежизнинаЗемле:объединение
живыхорганизмоввовсебольшиенадсистемыпоцепочке:
"клетка-организм-популяция-экосистема-биосфера",
совмещениефункций(листрастениясовмещаетвсебефункцию
преобразователясолнечнойэнергиивхимическую,функцию
насоса,поддерживающегодавлениевкапиллярах,функцию
регулятора
температуры,функциюкладовойпитательныхвеществ;печень
выполняет
более20функций),атакжесвертываниесистемсполезной
функциейвидеальноевещество(например,системапередачи
наследственнойинформациисначалабыла"отработана"на
клеточно-организменномуровне,азатем"свернулась"в
генетический
аппарат).
Ноестьипринципиальныеотличия.
АмериканскийбиологК.Саганприводит(ДраконыЭдема,М.:
Знание,1986,с.28)такойпример:"Каждыйиз"Викингов"космических
аппаратов,опустившихсянаМарсв1976году,имелвсвоих
компьютерахзаранеезапрограммированныеинструкцииобъемомв
несколькомиллионовбитов.Такимобразом,"Викинг"обладал
несколько
большей"генетическойинформацией",чембактерия,хотяи
значительно
меньшей,чемводоросли."Этодействи-тельнотак:посложности,
точностииэффективностиработысбактериейможносравнить,
например,космическогоробота"Викинг",ас"нормальной"
клеткой
живогоорганизмасравниватьнадо,пожалуй,заводпосборкеэтих
"Викингов".Такимобразом,наиболееблизкимипрототипами
современной
техникимогутбытьлишьоченьдревниеорганизмы,данекоторые
самые
простые"подсистемы"нынесуществующихживотных.Опрямой
аналогии
биологическихитехническихзаконовго-воритьнельзя,естьлишь
некоторыеобщиечерты,характерныедляразвитиялюбыхсистем.
К
такимнаиболееобщимзакономерностямразвитияотноситсязакон
переходавнадсистему.
Рассмотрим
основныеособенностиегопроявлениявразвитиитехники(рис.
40).
Исходнаяединичнаясистема(моно-система)удваивается
собразованиемби-системы(би-С)или,приобъединении
несколькихсистем,-поли-системы(поли-С).
Объединятьсямогутнетолькоодинаковые(однородные)системы,
но
исистемысосдвинутыми(чутьотличающимися)
характеристиками,а
такжеразнородные(сразнымифункциями)и
инверсные(спротивоположнымифункциями)системы.Во
всехслучаяхобъединениеислияниесистемидетпооднимитем
же
этапам.
Переход
моно-би-полиможетосуществлятьсявлюбомпериоде
развитияисправедливдлялюбогоуровняиерархииТС(над-,подсистемы,вещество).
При
образованииби-иполи-системпроисходяткачественные
измененияпо
тремпараметрам:свойства,связи,внутренняясреда.
Вэтомисостоитглавныйсмыслпримененияперехода
моно-би-поли-количественныеизменения(объединение
систем)оправданытольковслучаепоявленияновых
качеств.
Задача94.Теплица-система,которая
достаточнохорошовсемизвестна.Предложитеновые
модификацииэтой
системысиспользованиемпереходавнадсистему.
Приобразовании
би-системывозникаетновоесвойство(сверх-свойство,
неожиданнаяприбавка),появляющаясятольковданной
объединенной
системе,-этоважнейшийпризнакправильносовершенного
перехода
моно-би-поли.
Например,нож
(моно-С)имеетоднисвойства,ауножниц(нож+нож=би-С)
появляетсяновоесвойство,которогонетудвухотдельновзятых
ножей.Еслиметаллическуюпластинкусоднимкоэффициентом
линейного
расширениясоединитьпараллельноспластинкой,имеющейдругой
коэффициентлинейногорасширения,получитсябиметаллическая
пластинка(би-Ссосдвинутымихарактеристиками)сновым
свойствомизгибатьсяпринагревании.Еслипоследовательносоединить
пластинки
спротивоположнымикоэффициентамирасширения
(отрицательными
положительным),получитсяинверснаяби-С,обладающаяновым
свойством
-нулевымкоэффициентомрасширения.
Споявлениемскоростных
бронированныхсамолетов(результатблестящеразрешенного
С.В.Илюшинымпротиворечия-бронякакнесущаянагрузку
конструкция)развиласьтакжеипротивоположнаясистема-стали
применяться
бронебойныепуликалибра7,62и12,7мм.Возниклоновоесильное
противоречие:длязащитыотэтихпульнужнабылаброня
толщиной15и
35ммивесом120и280кгкаждогоквадратногометра
соответственно.
Самолетстаким"панцирем"немогобладатьнужнойскоростью.
Это
противоречиеразрешилипереходомкби-системе:бронюсделали
издвух
тонкихлистовсвоздушнымпромежутком;пуля,удариввпервый
лист,начиналакувыркаться,атоиломаласьонесииметричные
контуры
сделаннойеюжепробоины,запервымлистомшелвторой,
которыйпуля
пробитьуженемогла("Техникаинаука",1986,N1,с.47).
В1921г.Л.С.Термен,
создаваясвойэлектромузыкальныйинструмент(терменвокс),
столкнулся
сТП:инструментдолженгенерироватьзвукивслышимом
диапазоне
частот,нотогдаонбудетгудетьивовремяпауз,идоначалаигры;
нещелкатьжетоиделовыключателем.Оннашелостроумный
выход-
создалби-Ссосдвинутымихарактеристиками:вустановкебыло
два
генераторавысокойчастоты(например,100и102кГц-не
воспринимаемыечеловекомчастоты)идетектор,выделяющий
разницу
междуэтимичастотами(2кГц-вслышимомдиапазоне),причем,
выделяласьэтаразницатольковмоментигры).
Дляувеличенияскорости
перемещениязахватароботанужна
эффективнаясистематорможения,чтобы
захватнеударилсявконцецикладвиженияо
стойку.Существует
простаясистематорможения:захватпри
торможениидавитнапоршень,который
вытесняетмаслоизкамерычерезузкующель.
Кинетическая
энергияприэтомгасится,ночерезнекоторое
времямасло
разогревается,вязкостьегопадаетионопродавливаетсячерез
щель
безособогосопротивления.Попат.США3791494предложено
выполнить
щельввидесамоуправляемойби-системысосдвинутыми
характеристиками:щельобразованадвумяэлементамисразными
коэффициентамитермическогорасширения,которыепринагреве
масла
самиуменьшаютплощадьщелииобщеесопротивлениеостается
постоянным.
Рис.41.Схема
автоматическогосверлилбногостанка:
1,2,3-микропереключатели;А,Б-шкивы;
X,Y-электродвигатели
Ещеодин
примерпоявленияновогосвойстваприпараллельномсоединении
однородныхсистемсосдвинутыми(чутьотличающимися)
характеристиками-двухэлектродвигателейдляпривода
сверлильного
станка.Обычныеавтоматическиесверлильныестанкинуждаютсяв
регулировкеподачиприизменениидиаметрасверла,скоростиего
вращенияилиматериала.Фирма"Десуттер"(Великобритания)
разработаласверлильныйстанок,которыйсамвыбирает
требуемую
подачувзависимостиотэтихпараметровинетребуетпереналадки
при
сменетипаобрабатываемыхдеталей(рис.41).Станоксостоитиз
ходовоговинта,двухшкивов,каждыйизкоторыхсвязанременной
передачейсотдельнымэлектродвигателеминаборауправляющих
микропереключателей.Шкив"А"закрепленнавинтежесткои,
вращаясь,приводитегововращение.Шкив"Б"смонтированна
резьбеходового
винтаипредставляетсобойгайку,перемещающуювинт
возвратно-поступательно.Электромоторы"Х"и"У",связанные
ремнями
соответственносошкивами"А"и"Б",враща-ютсяводном
направлении,носкоростьвращениямотора"У"на20процентов
меньше.
Величинойперемещенияходовоговинтауправляют
микропереключатели
1,2,и3.Вначалеработывключаетсямотор"Х",обеспечивающий
подводсверлакдетализасчетвращенияходовоговинтав
неподвижном
шкиве-гайке"Б".Когдасрабатываетмикропереключатель2,
включается
электромотор"У".Благлдаряразницескоростейвращенияшкивов
"А"и
"Б"скоростьподачисверласнижаетсядооднойпятой
первоначальной
скоростиподвода.Когдасверлокасаетсядетали,скорость
вращения
электромотора"Х"уменьшается,аскоростьэлектромотора"У"
остается
прежней.Уменьшеннаяразницаскоростейснижаетвеличину
подачи
сверладотакой,прикотороймотор"Х"обладаетещедостаточным
усилием,чтобыподдерживатьэтускорость.Соответствие
крутящего
моментаискоростиподачиобеспечиваетоптимальныеусловия
сверления.
Есливпроцессе
работысверлозабиваетсястружкойискоростьеговращения
уменьшаетсяболеечемна20процентов,шкив"Б"начинает
вращаться
быстрееходовоговинта,которыйприэтомавтоматически
отводится,очищаясверло.Общееуправлениестанкомпроизводит
микропроцессор.
Сверлильныеголовкиссаморегулирующейподачейоказались
особенно
выгоднымиприсверленииотверстийвдеталях,имеющих
внутренние
пустотыилисостоящихизслоевразличныхмарериалов.При
обработке
такихдеталейбылодостигнутопятикратноеуменьшениевремени
сверления.("Изобретательирационализатор"1984,№3,с.28).
Образованиеразнородныхби-системболееэффективно,чем
однородных.Воднородныхби-системахосуществляется
всегдаоднафункция,вразнородных-две.Примеры:соскатермометр,"стереофены"(сушилкадляволосвпарикмахерскихсо
встроенными
стереонаушниками).
Однако,не
всякоесоединениеразнородныхсистемводнусистемудаетновое
свойство.
Примеры:А.с.71918:цилиндрическийпеналс
приспособлениемдляумноженияввидетаблицыПифагора.
А.с.74300:стакандлякарандашейскалендарем.
А.с.
577142:карандашкомбинированныйсциркулем;тоже:пат.ФРГ1
111
983.Настольнаялампасчасами,и
т.д.
Вэтихизобретениях
нетничегоизобретательского,лишьнебольшойматериальный
выигрыш
(экономияматериалов)-науровнерационализаторского
предложения.
Вотещепример
простогомеханическогокомбинирования-соединениеинверсных
элементоввби-системубезпоявленияновогокачества:а.с.1227
511
-комбинированныймеханическийкарандашсукрепленнымвверху
на
шарнирестаканомсостирающимприспособлением(нашарниредля
удобствапользования).
Ещев
концеХIХвекавСШАбыланнулированпатент,выданныйна
карандашс
ластикомнаконце.Судпризналзапатентованноеизобретение
простой
агрегациейизвестныхранееэлементов(карандашаиластика),
посколькуотсутствовалоихвзаимодействиеивсвоемсочетании
они
давалисуммарный,анекачественноновыйэффект.("Изобретатель
и
рационализатор",1979№8
,с.39).
Как
появляетсяновоесвойствовби-С?Обьединятьсистемынадо
такимобразом,чтобы"стыковка"свойствэлементовпроисходилав
двух
направлениях:частьсвойствскладывалась,взаимоусиливалась
(этобудущееновоесистемноесвойство),другаячастьсвойств
гасилась,вычиталась,взаимонейтрализовалась.
Витоге,системное
свойствовыступаетнапервыйплан,становитсяпреобладающим,
играющимглавнуюрольв"жизни"новойсистемы.Системное
свойство
можетпоявитьсяизсочетания(содействия)ранеенезаметныхили
нейтральныхсвойствэлементов,тогдаегопоявлениестановится
еще
болеенеожиданным.Пояснимэтонапростейшемпримере.
Представьте,чтовампонадобилосьперегородитьмелкийручеекс
помощьюваляющихся
рядомкирпичей.Лежащиепередвамикирпичи-это"куча",пока
ещене
система.Вотвыпоставилиодинкирпичнадлиннуюграньпоперек
ручейка,ручеекначалобтекатькирпичсдвухсторон-этикороткие
граникирпичаиестьтесамыевредные("плохие",ненужныевам
сейчас)свойства.Чтобы"уничтожить"этисвойства,вы
приставляетес
двухсторонещепокирпичу-и"вредные"граниисчезли!Только
чтоу
трехкирпичейбылошестькороткихгранейивдругсталотолько
две,а
четыреостальныхвзаимнонейтрализовались,приэтомполезное
свойство(перегораживатьпоток)усилилось,т.к.нужныедлянас
свойствасложилисьвместе.
Такое"сложение-вычитание"
полезныхивредныхсвойствхарактернонетолькодляоднородных
би-и
поли-систем.Внаибольшейстепениэтотсистемныйэффект
проявляетсяприобразованииинверсныхсистем.Возьмем,
например,всемизвестныйжелезобетон.Этотипичнаяби-Сна
уровневещества:стальнаяарматурахорошоработаетна
растяжение,бетон-насжатие,т.е.положительныесвойс-тва
дополняютдругдруга,отрицательныеже
свойствавзаимнокомпенсируются-бетонзащищаетстальот
коррозии,астальнедаетрассыпаться
бетону.
Нанекоторых
производствахвстречаетсятакаяситуация:пооднимтрубам
подают
щелочнуюжидкостьиизнееоткладываетсянастенкахосадок
(труба
"зарастает"),подругимтрубамподаюткислуюжидкость,которая
постепенноразьедаетстенкитруб.Обьединениетрубвби-систему
так
инапрашивается.Поа.с.235752предложеноподаватьпокаждой
трубе
поочереднотокислоту,тощелочь,кислотаразьедаетосадок,а
щелочнаяжидкостьсоздаетзащитный
слой.
Ва.с.950241:теплицу
предложеносделатьиздвухотсеков,одинсосветопрозрачным
потолком,предназначенныйдлярастений,выделяющихкислород,
а
другойзатемненный-длярастений,выделяющихуглекислыйгаз,
новое
свойство-изотсекавотсекгазыперетекаютсамибез
вентиляторов,крометого,приопределенномсоотношении
растенийвотсекахтеплицу
можносделатьабсолютногерметичной(например,для
космических
станций).Теплицуможнообьединитьисжилымдомом:
углекислыйгази
теплобудутпоступатьвтеплицу,аобогащенныйкислородом
воздух-в
помещения.
А.с.728941:предложенваликдлянанесения
лакокрасочныхпокрытий,ворсинкикоторогосделаныиздвух
разнородныхматериалов,сообщающихчастицамкраски
противвоположные
зарядыстатическогоэлектричества,частицылучшеслипаютсяв
ровный
слой,образуетсякачественное
покрытие.
Ещедвапримера
наобразованиеинверсныхби-систем.
А.с.1
260570:крепежноеустройствосиндикациейзатяжкипоа.с.496
384,отличающеесятем,чтосцельюупрощенияизмеренияусилий
затяжкии
контролязаихизменениемвовремени,оноснабжено
дополнительным
индицирующимэлементомввидепластины-датчикаиз
оптически-активногоматериала,расположеннымподполяроидной
пленкой
исвязаннымсосновнымэлементомчерезпрокладкуиз
упругопластичногоматериала,приэтомдополнительныйэлемент
выполненсинтерференционнойкартиной,противоположнойпо
знаку
интерференционнойкартиненаосновномэлементе,
соответствующей
заданномумоментузатяжки.
А.с.615927:способнаблюденияи
защитыприсваркеирезкепреимущественнодляручныхвидов
обработки,прикоторомотражателиустанавливаютнавстречуодин
другомувертикальнымиповерхностями,аихфокусныецентры
смещают,отличающийсятем,чтосцельюповышения
безопасностиприработе
сварщика,одинизотражателейразмещаютнашлемесварщика,а
другой
-наэлектрододержателеифокусныйцентрвторогоотражателя
совмещаютснаправлениемвзглядасварщиканаместо
сварки.
Вчастичносвернутыхби-системахчасть
подсистемзаменяетсяодной.Например,в
катамаране
одинпаруснадвелодки;вдвустволкеодинприклад
надваствола;двойноечертежноеперосодним
хвостовиком(рис.42)ит.д.
Вполностьюсвернутыхби-системаходнаизподсистем
(иливещество)выполняетфункциювсей
системы.
Возьмем,например,простуюоптическуюсистему-линзу(моноС)и"проведем"
ееповсейсхемеразвитияби-систем.
Шаг2.1.1-очки(новоесвойство-обьемноезрение,чегонет
у
монокля),
2.1.2-би-фокальныеочки(очкидля"близко-далеко"),линзы
состоятиздвухполовиноксразнымфокуснымрасстоянием),
здесь
двемоно-Ссоединеныпараллельно.Припоследовательном
соединении
линзсосдвинутымихарактеристикамиобразуетсясовершенно
новая
ТС:например,окулярплюсобьективдаютпростейший
телескопили
микроскоп.
2.2.1 - линзы плюс призмы (бинокль) или линзы плюс
зеркало
(зеркальныйтелескоп).
2.2.2-линзаплюсдиафрагма(обьективфотоаппарата).
Переход 2.1.1 - 2.3 - линза с изменяемой геометрией (в
гибкой
оболочке),
переход2.2.2-2.3-очки"хамелеон",
2.4-обьективфотоаппарата:линзасизменяемойгеометрией
ис
нанесеннымнаповерхностьчернымэлектрохромным(или
жидкокристалличес-ким)слоем,которыйстановится
прозрачнымпри
подаченанегоэлектрическогопотенциала;полноценный
искусственныйхрусталик.
Примером
сильносвернутойоптическойсистемыможетслужитьизобретение
поа.с.1211599.Дляточногоопределенияуглаповоротакакоголибо
обьектапредложеноукреплятьнанемпрозрачнуюпластинкус
голографическойзаписьювсехвозможныхуглов(вградусахи
минутах).
Черезпластинку-голограммупропускаютлучсвета(отлазера),
который
преломляясь,впластинке,высвечиваетнаэкранеуголповорота
прямо
вцифровойинформации-безизмерителейугла,безсчитывающих
и
преобразующихустройств,безэлектронныхиндикаторови
пр.
Ещеодинхороший
примерсвертыванияразнородныхсистем-лампы(излучатель
света)изеркала(отражательсвета).ВСШАразработанановая
экономичнаялампа.Навнутреннююповерхностьколбынанесен
тончайший
слойсеребра,заключеныймеждудвумяслоямидвуокисититана,
которые
незадерживаютвидимыйсвет,ноотражаютинфракрасныелучи.
Это
прозрачноезеркалоимееттакуюкривизну,чтоИК-лучи
фокусируютсяна
нитинакалаиразогреваютее-требуетсявдваразаменьше
энергии
притомжесветовомпотоке(Наукаижизнь",1978,N2).
Би-системывозникаютнеобязательноиздвух
систем,иногдавыгодно(проще)превратитьвби-Соднумоносистему
разделивеенадвеодинаковыеисоединивихопределенным
образом.
Выигрыщтотже-новыесвойстваикачества,исключение
вредных
свойств,решениеизобретательскойзадачи.
Например,идеяновогодуршлага
("Изобретательирационализатор",1989,№1,
с.27),отверстиякоторого
образованыперпендикулярносоставленными
щелямидвухпластин
(рис.43).Теперьнепотребуетсявозитсяс
прочисткойкаждойдырочкиоднаизпластинлегковынимается.
Разделениемоно-Счасто
происходитподдействиемвнешнихфакторовиэто-таже
динамизация
(вводитсяшарнир).
Так,идея
тракторасновымпринципомповоротабыланайдена
Ф.А.Блиновым,когда
онработалмеханикомнаколесномпароходе"Геркулес".Паровой
"Геркулес"везтоварыизАстраханивНижнийНовгородна
ярмарку.В
путилопнулглавныйвал,накоторыйработалидвацилиндра
паровой
машины.Положениесоздалоськритическое:хозяинугрузагрозило
разорение.Блиновнашелостроумноерешение.Онпредложил
место
изломазачиститьипоставитьподшипник.Врезультатекаждыйиз
двух
цилиндровмашинысталсамостоятельноработатьнасвоегребное
колесо.Ходотэтогонеубавилсяама-невренностьзначительно
улучшилась.Такойпринципповоротаибылположенвоснову
трактора
нагусеничномходу("Привелегия2245крестьянинуФедору
Блиновуна
особогоустройствавагонсбесконечнымирельсамидляперевозки
грузовпошоссейнымипроселочнымдорогам"-"Техника
молодежи",1989,№2,с.63).
Новые
свойствавби-системахвозникаютипри"движении"системыпо
цепочке
шагов2.1.1-2.1.2-2.2.1-2.2.2.,т.е.всторонуувеличения
различиямеждуэлементами.
Например,переходот
цилиндрической(однородной)пружиныкпружине
изэлементовсо
сдвинутымихарактеристикамипоа.с.1190110:
пружина
сжатия-растяжениясодержащаявитки,
отличающаясятем,чтосцелью
увеличе-нияпрогибавинтавиткиимеютдиаметрыдвухразных
размеров,чередующихсямеждусобой,длявыравниваниянесущей
способностивиткименьшегодиаметрасвнутреннейстороны
срезаны
продольнойплоскостьюиплощадьсрезауменьшаетсядодиаметра
витка
пружины.
КромеувеличенияГПФ
полученоновоесвойство:приполномсжатиипружиназанимает
вдвое
меньшеместа,чемцилиндрическаястемжечисломвитков.А
чтобы
меньшиевиткинебылижестчебольших,напервыхизнутриснята
лыска
(рис.44).
Эстонский
изобретательоптическихприборовБернхардШмидтначалв1930
году
работунадусовершенствованиемтелескопа-рефлекторас
параболическимзеркалом.Постепенноонприходиткмысли,что
для
борьбыспараболическойаберрацией-комой("волосы")-надо
отказатьсяотпараболическогозеркалаиперейтиксферическому
(его
иизготавливатьпроще).Новсферическихзеркалахнеменее
худший
недостаток-сферическаяаберрация,из-закоторойвсвоевремяи
перешликпараболическимзеркалам.Этопротиворечиеему
удалось
разрешитьпереходомотмоно-Скби-Сизинверсныхэлементов:
онвноситвоптическуюсистемурефлекторааберрациюравнуюпо
величине,нопротивоположнуюпознакусферическойаберрации
главного
зеркала.Осуществляетсяэтопросто:вдиафрагмувставляется
коррекционнаяпластинка,получившаявпоследствиеегоимя.
Следующие
усовершенствованияэтойсистемысделалв1941г.
Максутов.
Задача95.Выберителюбойобъектизмененияи
"проведите"егоповсемшагамсхемыразвитияби-систем.Не
забудьте
отметитьновыекачества,появившиесявсистеме.Еслине
хватит
техническихинаучныхзнаний,иливозникнктсомненияв
возможности
реальноговоплощенияновойидеи-нестрашно,можно
рассматривать
этузадачукакупражнениепоРТВ.
Развитие
поли-системидетпоаналогичнойсхеме.Единственноеотличие
состоитвтом,чтоприобразованииполи-Свозникает
внутренняясреда(илисоздаютсяусловиядляеевозникновения)с
особымисвойствами,этисвойстваможноиспользоватьдля
получения
дополнительныхкачеств.
Например,перевозкастекла
настройплощадкувпакетах(простейшаяполи-С)сопряженас
массойнедостатков:стекласлипаютсядругсдругом,высокий
процент
боя,низкаяпроизводительностьостеклениязданияит.д.
Предложено
смазыватьлистыстекламаслом(использоваливнутреннююсреду)
резкоснизилсябой,стеклолегкоотделяется,дополнительное
удобство
-маслосмываютпослеокраскиоконныхрам.
Примеры
образованияпростыхполи-систем(шаг3.1.1):
а.с.996216способраспиливаниякаменногоматериала(например,щебня),при
которомегоформируютвединыйблокнасвязующемвеществеи
распиливаютнаотдельныеплиты,азатемсвязующеевещество
расплавляютиудаляют,
а.с.1006151-способобработки
поршневыхколецводномпакетезаодинпроходинструмента,
а.с.
1313659-способобработкиоптическихдеталей(стекло,
керамика,кристаллы)путемсклеиваниятонкихдеталейвблок),
а.с.1005
718-способуборкизерновыхкультур,прикоторомскашиваниеи
обмолотведутвфазеполнойспелости,адляуменьшенияпотерьи
осыпаниязернанакорню,растениядоскашиванияопрыскивают
жидким
клеем.
Переходкполи-Ссосдвинутыми
характеристиками:
а.с.
843808предложеновысеватькаждуютравуиликормовую
культуру
отдельнымиполосамивдольполя,аскашиватьпоперек,тогдав
бункере
комбайнаприпроходепоперекполяокажетсясмесьтрави
отпадает
необходимостьвчастикормосмесительныхмашиннаскотных
фермах.В
а.с.1058538этотспособещебольшеулучшен:предложенотравы
высеватьполосамипо0.7-2.2м,аскашиватьполеподиагоналикомбайнзахватываетпоменьшеймеретриразныхтравыив
бункере
образуетсяболееравномернаясмесь.
Примерына
частичносвернутые
поли-системы:
удалениепылиспомощьюпылесосадостаточноэффективный
способ
уборкиквартиры,нокакборотьсяспыльювцехахсособо
высокими
требованиямикчистоте(например,посборкемикросхем)?,здесь
содержаниепылидолжнобытьсведенопочтикнулю,поэтому
нужна
непрерывнаяуборка,нодержатьпостоянновключеннымидесятки
пылесосовкрайненерационально;пылесоссделанодиннавесьцех
с
разводкойтрубповсейплощади
цеха;
-тажеидея
осуществленавоФранциидляжилыхдомов,вквартиры
проложенытрубы
ивмонтированывстеныприемныерозетки,ккоторымможно
подключать
шлангснасадкой;этопримеррешениястарой(таки
неразрешеннойв
пылесосах)задачинауровненадсистемы-отпадаетнеприятная
процедураочисткифильтрапослеуборки("Юныйтехник",1989,
N7,с.35).
-мыдавноуже
подводимчасыпосигналамточноговремени,передаваемымпо
радио,затемводномкорпусеразместилиичасыирадиоприемник,
но
"подкрутка"часовосталасьзачеловеком;созданыручныечасы,в
которыходнамикросхемавыполняетфункциичасовиприемника;
система
свернетсяполностью,еслимиллионычасовбудутсами
корректировать
времяпосигналамрадиостанцийотоднихитехжеэталонных
атомных
часов;
-атакжекотельная
(одна"печка"вместонесколькихтысяч),телефонныестанции,
телевизионныецентрыи
т.д.
Дляотводатеплаиз
электроннойаппаратурывкорпусеприбораделалиотверстияс
заслонками(типичнаяполи-С).Еслиприборперегревался,
заслонки
открывали,ачтобыввыключенномприборенескапливаласьпыль
заслонкизакрывали.Поа.с.1066053предложенаполностью
свернутаяполи-С:однабольшаяволнистая"дырка"накорпусе,
выполненномизматериаласэффектомпамятиформы,волнистые
зубцы
отгибаютсяпринагреванииизакрываютсяпри
охлаждении.
Продолжимлиниюразвитияоптики.
Впоследнеевремяширокоразвиваетсяобласть
оптики,использующаятакназываемыеплоские
элементы.Например,винституте
автоматикииэлектрометрииСОАНРФ
разработаныплоскиелинзыкиноформы.Одинтакойоптическийэлемент
заменяетгромоздкий
обьективизмногихстекол("Социалистическая
индустрия",31.10.85).
Наповерхностьплоскойстекляннойпластины
наносятсярельефныелинии
высотойвнесколькодлинсветовойволны.
Свойствадвухэлементов
(рис.45а,б)будутодинаковы,еслиизменениетолщинывторого
элементаотступенькикступенькесоставитцелоечислодлинволн
фокусированногоизлучения.Кромесильногосвертывания
оптических
систем,плоскиеэлементыпозволяютполучитьновыекачества.
Так,в
ИнститутеобщейфизикиАНРФподруководствомА.М.Прохорова
разработаныновыеплоскиеэлементы,позволяющие
преобразовывать
падающеенанихизлучениеспроизвольнымволновымфронтомв
излучениесзаданнымволновымфронтомиликонцентрировать
энергию
излучениянакакую-либозаданнуюкривуюсзаданным
распределением
интенсивности("Квантоваяэлектроника",1984,т.11,№1,с.155).Т.е.
наплоскийэлементсветможетпадатьподлюбымуглом,а
фокусироватьсяонбудетвзаданнойточкеилилинии,причем
линия
можетбытьлюбойконфигурации(круг,эллипс,синусоида...)и
интенсивностьконцентрацииэнергииподлинеэтойлинииможет
быть
такжезадана.
Какпользоватьсяпереходомк
поли-системе?
Необходимо выбранный технический обьект "умножить на
самого
себя".
Чтоприэтомизменилось?
Появиласьливнутренняясреда?
Какможноиспользоватьеесвойства?
Опишитеновыекачестваполи-систем-отоднороднойдо
инверсной.
Какойдолжнабытьчастичносвернутаяполи-С?
Можнолиполностьюсвернутьэтусистему?
Задача96.Выберителюбойобъект,перейдитек
поли-системе.Появиласьливнутренняясреда?Какможно
использовать
еесвойства?Опишитеновыекачестваполи-системы-на
каждомшаге,отоднороднойдоинверсной.Какойдолжнабыть
частичносвернутая
поли-система?Можнолиполностьюсвернутьэту
систему?
Возьмем,
например,телевизор.Коллективнаяантенна-этолишьпервыйшаг
к
свертыванию.Разумнеебылобыиметьодинтелевизионныйблок
надом,квартал,атоинагород(одинблокпитания,один
радиоканал,один
блокобработкиизображенияит.д.),авквартирахоставитьлишь
кинескопиоргануправления(переключательканалов,регуляторы).
Можнопойтиидальше:передаватьизображениеизтелецентрапо
световолоконномукабелю,адомаповеситьнастенутолькоэкранс
органомуправления(абонентскаярадиосетьдавносуществует,
почему
бынебытьтакойжеителесети?).Идетобьединениетелевизорас
другимисистемами:телевизорплюсвидеомагнитофон,плюс
видеокамера
(домашнийтелецентр),телевизоркакэкрандисплеяперсонального
компьютера,плюсрадиоприемник,плюсчасы,плюсгазеты
(телегазета),плюсбиблиотека(подключениетелевизорак
информационнойтелесети),плюстелефон(видеотелефон),плюс
справочноебюроит.д.ит.п.
Можносуверенностьюсказать,чтотелевидение"поглотит"всебя
все
информационныесистемы.
С
другойстороны,вместесцентрализацией,должнаувеличиватьсяи
обратнаясвязь,т.е.должнарастистепеньвлиянияабонентана
телецентр.Например,сейчасмы"управляем"телецентромтолькос
помощьюписем("концертыпозаявкам").Внекоторыхстранахк
телевизоруподключаюттерминал(пультсклавиатурой),все
терминалы
соединенысцентральнымкомпьютером,передначаломпоказа
концер-та
наэкранепоявляетсясписокисполнителейителезрительнабирает
те
номераартистов,которыхонжелалбыувидеть,компьютер
составляет
программуконцертаизномеров,набравшихнаибольшее
количество
голосов.
Следующийшагсоставлениесобственнойпрограммы,например,спомощью
видеомагнитофона;нотогданадодержатьдомавидеотеку,
переставлять
кассеты(диски),искатьнужныеместаит.д.Прощецентрализация
видеотеки,сперсональнымвызовом(заказом)нужнойвидеозаписи
по
терминалу,параллельноначастьэкранаможноподавать
информациюо
текущихтелепрограммахи
новостях.
Еслипродолжить
линиюусиленияобратнойсвязивсистеме"телевидение-зритель",
то
следующимшагомдолжнобыть...составлениесобственных
сценариев,подборактеровит.д.СюжетрассказаК.Саймака"Театр
теней"
построеннатом,чтоэкипажкосмическогокорабля,находящегосяв
длительномполете,занимаетсвоевремяпросмотромбесконечного
фильма.Каждыйчленэкипажасоздалсвоегогероянаэкране,
сценарий
развиваетсяспонтанно,походудействия.Остротаситуации
состоитв
том,чтониктонезнает(нооченьхочетразгадать)ктоименно
управляеткаждымдействующимлицомвтелеспектакле.
Количество
героевравноколичествучленовэкипажа.Ивдругодинизчленов
экипажаумирает,анаэкранеостаютсявсетежедействующие
лицаниктоизнихне
исчез!..
Проблемазанятости
космонавтоввдлительныхполетахстанетвближайшембудущем
очень
острой.Никакиевидеотеки,шахматы,книги,иллюзииберезовых
рощс
поющимиптицамиипр.неспасутэкипажотужасающей
бездеятельной
тоскимноголетнегополета.Идея,выдвинутаяфантастом,
захватывающе
интересна,онанепротиворечитдажесовременнымнаучным
представлениям.
ИЗОБРЕТАТЕЛЯМИСТАНОВЯТСЯ.
Технических
революцийнебываетбезяркихизобретательскихгениев.Агении
не
вырастаютсами,ихготовят,имистановятся.Трудно
"переделывать"
инженероввизобретателей,легчеихсразуготовитьввузах,но
огромныемасштабыизмененийвстранетребуютболеемассовой
подготовкиизобретателей-революционероввтехнике.Сэтим
может
справитсятолько
школа.
Глубокихкачественных
измененийвтехникеневозможнодобиться,имеянавооружении
только
МПиО-вэтомслучаенашитехническиедостижениябудутвечно
кого-то
догонять.Этосамаяневыгоднаятактикавсовременноммире.
Нужна
лавинаизобретений,развивающихтехникуповсемнаправлениям.
Нужно
непарадно-отчетное,аистинномассовоедвижениеизобретателей,
необходимкачественныйпрорыввтеорииипрактики
изобретательства.
Подготовка
ктворческойдеятельностидаетэффекттольковтомслучае,если
она
будетначатавдетскиегоды,покаещенеутраченаспособность
увлекатьсяпоискомнеизвестного,необычного,покане
выработалась
потребностьпротиводействоватьвсему,чтовступаетв
противоречиес
привычными
представлениями.
Современная
политехнизацияшколысоздаетпрекрасныеусловиядляразвития
техническоготворчестваучащихся.Впроцессезанятия
общественно
полезнымтрудомребятазнакомятсясразличнымиприборами,
учатся
владетьинструментами,приобретаютполезныенавыкииумения.
Но
достаточнолиэтогодляподготовкибудущихспециалистов?Не
секрет,чтоцельабсолютногобольшинстваподобныхзанятийнаучитьребят
вчерашним,влучшемслучаесегодняшним,простымрабочим
операциям.
Цельзанятийвтехническихкружках-моделированиеизвестных
конструкций,копирование"взрослой"техники,обучениепростым
приемамобработкиматериалов.Вовсемэтоместь,ибезусловно
немалая,пользадляформированиясоциальнополезнойличностиребенокузнаетценутруду,вещам,хлебу...Обществунужны
труженики,анебездельники-этоаксиома.Надо,однако,помнить
иодругом:"делатьруками"-этовсеголишьодна,причем
заключительная,стадиялюбогочеловеческогодела,т.е.обществу
нужнынетолько
труженики,атворческие
личности.
В
началелюбогоновогоделалежитноваяидея.Результатылюбого
начинаниянаходятсявпрямойзависимостиоттого,насколько
удачен
былпервыйшаг-анализнаправленияразвитияданнойсистемы,
выбор
задачи,выявлениепротиворечий,поискидеирешения.Надеждына
то,чтовсеэтопридетсовременемподвлияниемопыта(проби
ошибок!),какправило,неоправдываются.Изэтогоследует,что
нельзяучитьдетейтехническомутруду,необучая
творчеству.Необходимыспециальныезанятиядлявоспитания
наиболеевысокогоуровнятворческой
деятельности.
Тогда
неизбежновозникаютвопросы:скакоговозрастаможноучить
теории
творчества?Неокажетсялионанепосильнойдляних,слишком
сложной?
Какая"доза"техникидопустимаприобучении?Принципиальных
ограниченийповозрастудляобученияприемамтворчестване
существует:былбынаборпрограммипрактическихпособий,учат
же
маленькихдетейязыкам,музыке,спорту...Естественно,такие
программыдолжныиметьмаксимальновозможныйгуманитарный
уклон.
Впрочемнебольшая"доза"техникидопустимадажедля
дошкольников.
Ведьсотдельнымифизическимиявлениямидетиначинают
знакомится
оченьрано.Дошкольники,например,знают,чтоводаможет
превратится
вледилипар,апотомсновавернутьсявисходноесостояние,
имеют
представлениеотом,какизмеряюттемпературу.Младшие
школьники
разбираютсявпрактическихявлениях,связаннымисзаконами
Архимеда,расширениемтелпринагревании,законыспростыми
проявлениями
магнитныхсвойстввеществит.д.Хотяобъемэтихзнанийине
велик,нодостаточендлярешениядовольнобольшогокласса
задач.
Начинаясосредних
классов,"дозу"техникиможнопостепенноувеличивать,адля
старшеклассниковееотличиеоттематики"взрослого"обучения
должно
бытьпрактическинезаметно.Однаковлюбомслучае,независимо
от
возрастаобучающихся,использованиеназанятияхфантастики,
сказок,примеровизискусства,атакжедетективныхи
юмористическихзадач,музыкальныхвставок,дискуссийнетолько
желательно,нои
обязательно.Идеал-обучениесерьезномувигровомстиле.Это
требуетвысокогопрофессионализмапреподавателя,тщательной
подготовки,иэтоневсегдаудаетсянапервыхуроках,нокэтому
надопостоянностремиться.
Из
двухформшкольнойработы-класснойивнекласснойпредпочтение
покаследуетотдаватьвнеклассной,кружковой,позволяющей
заниматься
снебольшимигруппамии,прижелании,быстронакапливатьопыт
обучениятворчеству.Полезноувязыватьобучениеосновам
изобретательствасошкольнымипрограммамипоразличным
предметам,приэтомнивкоемслучаенедублируяих,алишь
показываяматериал
школьныхдисциплинподнеожиданнымугломзрения,выделяя
возможность
ихпрактическогопримененияи
т.д.
Стратегияобучения
теориитворчествадолжнавключатьнесколькомоментов,имеющих
принципиальноезначение:
1.
Нужнопостояннообращатьвниманиеребятне
тольконаходрешениязадачи,ноинауниверсальность
приема,с
помощьюкоторогополученорешениетойилиинойзадачи.
Постепенноэтотпроцессдляобучающихсядолженстановится
самостоятельным-онидолжныуметьвидетьвозможность
применения
одногоитогожеприемадлярешениязадач,вусловиях
которыхна
первыйвзгляднетничегообщего.
2.
Нельзяограничиватьцельобучениятолько
овладениемприемамитворческогорешениязадач,главное
(конечная
цель)-умениенаходитьиформулироватьзадачи.Постановка
задачипредполагаетпредварительныйанализразвитиясистем,
выявлениепротиворечий.Поэтомувоспитаниеспособности
видеть
задачичастооказываетсяважнеепопытокеесиюминутного
решения.
Такаязадачаможетстатьцельюжизнишкольника.
3.
Основнаяпродукцияуроковтворчествановыеидеи.Однакоэтоотнюдьнеозначает,чтопроцесс
обучениятеориитворчествадолженпревращатьсяв
своеобразныйвид
интеллектуальногоснобизма("Явыдалблестящуюидею,а
другие
пустьеепроверяют").Ребятадолжнысвоирешения(хотябы
одно-два
запериодзанятий)проверятьспомощьюпростейшихрасчетов
и
экспериментов.Проверкадолжнабытьбыстрой(часы,дни,
никакне
месяцы),сиспользованиемподручныхматериалов,
наипростейших
моделей-онадолжнапоказыватьлишьпринципиальную
осуществимость
идеи.Такиеэкспериментыможнолегковдальнейшем
превратитьв
исследовательскиеработыразличнойсложностис
изготовлением
опытныхобразцовит.п.
4.
Умениенакапливатьиобрабатыватьинформацию
сопутствуеттворчеству.Ребятнадопостепенноприучатьк
сборуличнойкартотеки.Начинатьможно,например,с"Юного
техника"(иличего-топодобного)-обсуждатьназанятиях
новости
наукиитехники,критическиразбиратьрешения"Патентного
бюро
ЮТ".Впоследствииможноприйтиикиспользованию
"взрослых"
научно-популярныхжурналов,"Бюллетеняизобретений".
Здесьтакже
важенанализприемов,спомощьюкоторыхполученорешение.
5.
Сверхзадачазанятий-воспитаниетворческих
качествличности.Нужнопостоянноучитыватьзащитную
реакциюшкольников("Ну,этовеликиелюдирешаливеликие
задачи,а
я-обыкновенныйчеловек...")иатаковыватьеенакаждом
занятии.
Основнойучебныйматериал-биографиивыдающихся
творческих
личностей.Преподавателюнужнопостоянноискатьи
анализировать
достоверные(анеотлакированные)биографиитакихлюдейсовсем
необязательнотолькоакадемиковинобелевскихлауреатов.
Необходимопоказыватьвсюдрамужизни:героику,
гражданское
мужество,ошибки,поражения,паденияивеличие,борьбус
внешними
ивнутреннимиобстоятельствами.Восхождениеквеликой
цели
доступнокаждому-этуглавнуюмысльнадоповторятьна
каждом
занятии.
ПреподаваниеТРИЗвобщихпринципахничемне
отличаетсяотпреподаваниялюбойнауки,новместестемимеет
свою
специфику.Неостанавливаясьнаобщепедагогическихположениях,
изложимосновныеособенности.
1.
Программа.Естьнесколькоступеней
обученияТРИЗ,каждойизкоторыхсоответствуетсвоя
программа:вводная(10-20ч),ознакомительная(30-40ч),
изучениеоснов
теорииссамостоятельнымрешением25-50учебныхзадач
(70-80ч),подготовкапользователейТРИЗсвыходомна
производственныезадачи
(120ч),подготовкаисследователейТРИЗ(240ч).Первыетри
программынетрудносоставитьпоматериаламэтойкниги,
можно
использоватьтакжедополнительнуюлитературу.Четвертая
программа
требуетобязательногопривлечениядополнительной
литературыи
методическихразработок.Пятаяпрограммапредполагает
обучениена
одномизспециальныхсеминаров.
2.
Уровниобучения.Полюбойизпрограмм
обучающийсяпоследовательнопроходитнесколькоуровней
овладения
теорией.Необходимоследитьзатем,накакомизуровней
находится
обучающийся,исвоевременнопомогатьемуперейтина
следующий
уровень.
Есливзятьосновную240-часовуюпрограмму,томожно
выделить
следующиеуровни:
1.
усваивание
образцов
преподавателяпри
умственных
действий
разбореучебныхзадач;преподаватель-единственный
носитель
знанийпотеории;
2.
первые
опыты
самостоятельного
полученныхзнанийв
применения
новойситуации,нановыхучебныхзадачах;совместноес
преподавателемиспользованиерекомендацийтеории;
3.
решение новых задач (в том числе простых
производственных)с
самостоятельнымиспользованиемсправочных
материалов(записей
предыдущихрешений,конспектов,указателяэффектов,
дополнительнойлитературы);рольпреподавателяпериодические
консультации;
4.
самостоятельное решение задач, сформулированных
вместес
преподавателем(частьзадач-производственные);
аргументация
собственныхрешенийвдискуссииспреподавателем;
анализсвоих
"сбоев";осмыслениескрытой(недопонятой,неявной)
информациииз
теории;рольпреподавателя-всяческиподдерживать
любые
проявлениясамостоятельностимышления(критикасвоих
ичужих
работ,спорспреподавателемоходерешенияит.д.);
5.
умениевидетьновыезадачивокружающейреальности,
поиских
решения;выдвижение"безумных"идей;анализпрожитой
части
жизни;
6.
постепенный переход к творческому стилю жизни;
перенос
приемовмышлениянанетехническиезадачи;умение
выбратьцель
болееширокуюиглубокую(дальнюю),чемпросто
решениеочередных
задач,развитиеисследовательскихнавыков,умение
собиратьи
обрабатыватьинформацию;выявлениезакономерностей,
выдвижение
гипотез,попыткирешения"открывательских"задач.
Первыетри-четыреуровнявполнепосильныдля
нормальноорганизованногошкольногообучениятеории
творчества.
3.
СквозныелиниикурсаТРИЗ.
НачинатьзанятиянадоскритикиМПиОидалее,в
течениевсегокурса,постояннораскрыватьнедостатки
МПиО,примитивностьнесистемногои
недиалектическогомышления
Втораялиния-противоречия(всюду-втехнике,в
науке,вобществе,вкультуре).
Третья линия - законы развития технических систем,
главныйизкоторых-идеальность(возвратиуглубление
на
протяжениивсегокурса).
Четвертаялиния-рольвоображения,постоянное
подчеркиваниеоригинальноститогоилииногорешения
(особенно
решенийобучающихся).
4.
Плакатыираздаточныематериалы.Очень
желательноиспользоватьприобучениисистемуплакатов,
которые,еслиэтовозможно,должныбытьпостоянно
вывешенывпомещении,где
проходятзанятия.Обучающиеся,дажеотвлекаясь,будут
всюдувидеть
плакаты-яркиепоформе,хорошозапоминающиеся,с
юмором1
.Плакатынедолжныдолговисеть
наодномместе,нужнапостояннаясменаместих
расположения.При
решениизадачпоплакатампервоначальнодолжныбыть
вывешены
толькоусловиясзакрытымответом(иливообщебезответа).
Раздаточныематериалычрезвычайнополезныдля
обучающихся.Ктаким
материаламможноотнести:краткиесправки"Чтомыпрошли
запервые
два(три,пять)занятий"(конспектв1-2страницы),
схематичное
изображениеформулвепанализа,образцоваязаписьрешения
поАРИЗ,указателиэффектовит.п.
5.
Письменныеработы.Напервых5-10занятиях
-никакихписьменныхдомашнихзаданий,вэтовремя
происходит
отсевучащихся(можетдоходитьдо50%).Следующие5
занятийвыполнениедомашнихзаданийпожеланию.Навсех
последующих
занятияхребятадолжнысдаватьобязательныеписьменные
домашние
задания.Наочередномзанятиипреподавательразбирает
проверенные
работы.Авторыхорошихработдолжныбытьназваны
поименно.Ошибки
инеудачныеработыкритикуютбезуказанияфамилий.Оценок
(баллов)следуетизбегать.Регулярноеписьменноезаданиена
занятиях-
взаимноерецензированиеписьменныхработ(передсдачей
преподавателю).
6.
Задачи.Перваязадача(особенноеслиона
имееткрасивоерешениесприменениемэффектов)создает
новую
психологическуюинерцию:найденныйответначинают
применятьпри
решениивсехдругихзадач.
Поэтому:а)надопредупредитьоб
этомиб)датьпервые3-5задачсразнымиответами.Ссамого
началаможноиспользоватьзадачивзанимательнойформе.
Задачи
даютсятольконаиспользованиепройденныхматериалов,и
онидолжны
решатьсяобъясненнымиинструментамиТРИЗ.Этоосновное
правило.Но
иногдаследуетделатьисключения:даватьзаведомо
нерешаемые
задачи(например,передобъяснениемновогораздела,с
помощью
которогозадачапросторешается,атакжедлятренировки-как
у
спортсменовприподнятиинепосильноговеса);приэтомнадо
решительнопресекатьпопыткиугадыванияответа.
Простойприем
борьбыс"осенениями"и"озарениями"прирешениизадачи:
после
изложенияусловийзадачинадоустроитьнебольшой"штурм",
дать
высказатьсявсем,пустькто-тозапишетвсе"отгадки".Входе
же
решениязадачикатегорическипресекатьпопытки
использованияМПиО.
Задачинадодавать,заведомонерешаемыеМПиО.Накаком-то
этапе
обучениянеизбежнопоявляются"всезнайки",выдающиепо
каждой
задачедесяток"ТРИЗ-ных"решений,-этосвоеобразнаясмесь
ТРИЗс
МПиО,новыйстереотипмышления;методлечения"всезнаек"
простойдатьтруднуюзадачустребованиеммаксимального
приближениякИКР.
Преподавательдолженвсегдаиметь1-2резервныезадачина
случай,еслизаданнаязадачабудетбыстрорешенаили
разгадана.На
следующийгодобучениянельзяиспользоватьрешенныев
прошломгоду
задачи(онибыстро"рассекречиваются"средиобучающихся)следует
обновлятьхотябытретьилиполовинузадач.
7.
Призы. За лучшие домашние (классные) задания возможно
награждениепризом.Какправило,призы-книги
(потехническомутворчеству,НФЛит.п.)илидополнительные
материалыпоТРИЗ.
8.
Стильзанятий.Нужно,чтобызанятия
проходиливзанимательной,динамичнойформе,с
вовлечением
обучающихсявобсуждениезатронутыхвопросов.Более
сильных
учащихсянадозагружатьдополнительнымизаданиями.
Нельзя
перехваливатьвозможностиТРИЗ.Накаждомзанятиидолжна
бытьсвоя
"изюминка"("удачныйаккорд");этоможетбыть,например,
играв
ММЧ-учащиесяизображаютсобоймаленькихчеловечковв
задаче,остроумнаязадача,элементкурсаРТВ,биография
творческой
личностиит.д.Обучениенедолжнобытьзастывшим,нужно
отмечать
неукладывающиесявтеориюфакты,указыватьнаточкироста
теории,еслитаковыеизвестныпреподавателю.Полезно
привлекатьучащихсяк
маленькимвыступлениямпонебольшимтемам(рассказоб
эффекте,задачеит.п.).
9.
Техническиесредстваобучения.По
возможности,надоиспользоватьлюбуютехнику:
звукозаписывающую
аппаратуру(например,вовремямозговогоштурма),
проекционную
аппаратуру(показфильмовоизобретенияхиизобретателях),
видеомагнитофоны(записьтелевизионныхпередачпо
тематике
занятий),показслайдовит.д.ТРИЗхорошовписываетсяв
специфику
компьютерныхклассов-намагнитныхносителяхможно
записать
приемы,стандарты,эффекты,задачи-аналоги,АРИЗизатем
"листать"
ихнаэкранедисплея.
Конечно,использованиеЭВМвтакомрежиме
(какпростойсправочник-путеводительпоТРИЗ)лишьпервый
шагна
путикслиянию(симбиозу)двухяркихнаправлений
современной
научноймысли:компьютернойтехникиитеориитворчества.
По-видимому,толькоТРИЗможетдатьтотединственныйшанс
на
создание"умныхмашин",которыетакдавноищут
разработчики
искусственногоинтеллекта.ВэтомнаправлениивРоссиии
Белоруссииужеболее10летведутсяинтенсивные
научно-практическиеработы.Проектполучилназвание
"Изобретающаямашина".Программанаучных
исследованийи
разработокосваиваетсядовольнобыстрымитемпамисилами
молодого
энергичногоколлектива.Ужеперваяверсияинтеллектуальной
системы
поддержкиизобретателямгновенноразошласьпостранена
сотни
предприятий,ввузы,школыизобретателейидругие
организации.
Открытфилиалв
США-фирмаInventionMachineCorporation(IMCorp,4
CambridgeCenter,Cambridge,MA02142,617.492.1303,Fax
617.492.8867).Программамииконсультациямифирмыпо
проблемам
технологийпользуютсяпрактическивсекрупныекомпанииСША.
Пользоватьсясистемой
"Изобретающаямашина"настолькопросто,чтодляначала
требуется
лишьнебольшаяподготовка.АдляизучающихматериалТРИЗхотя
быи
поэтойкниге,подготовкавообщененужна-можносразусадиться
за
персональныйкомпьютерирешатьизобретательскиезадачи.Если
каждая
школабудетиметьтакую"Изобретающуюмашину",тоскоров
техническомтворчествевосторжествует,наконец-то,Сильное
Мышление
-такхочетсяверитьвэто!
ПРАКТИКУМПОРЕШЕНИЮИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ
ЗАДАЧ
УТОЧНИМСХЕМУ
РЕШЕНИЯТЕХНИЧЕСКИХЗАДАЧ
ВТРИЗвсезадачиделятнадватипа:
1.
задачи, решаемые прямым применением законов
развития
техническихсистемилиправил,вытекающихизэтих
законов;
2.
задачи,решениекоторыхнеподдаетсяпокаполной
формализации.
Таким образом, задачи
нестандартные.Делениеэто
бывают
стандартные
и
несколькоусловное-онозависитотсегодняшнегосостоянияТРИЗ
иот
степениусвоениявамиэлементовтеории.Задачи,являющиеся
сегодня
нестандартными,завтра-послевыявленияпокаещенеизвестных
закономерностей-станутстандартными.Тожепроисходитиc
личным
пониманиемизобретательскоготворчества:померенакопления
опыта
решениязадач,скаждойновойуспешнорешеннойзадачей,
сегодняшние
трудныедлявасзадачибудутстановитсявсеболее
легкими.
Итак,существуют
двелиниирешенияизобретательскихзадач:постандартамип
программе(шаги1-19).
Начинатьрешениенадо
всегдасостандартов(вепанализаиправилприменениязаконов),и
еслизадачанерешается-переходитькпрограмме.
Прианализезадачипо
программеисходныеусловияпретерпеваютзначительные
изменения:например,модельзадачисущественноотличаетсяот
первоначальных
смутных,аиногдапростозаведомоневерныхусловий.Поэтому
применениестандартовкмоделизадачизаведомосильнее,чем
применениеихкнеобработаннойизобретательскойситуации.
Ещеболееупрощаетсязадача
послеуточнениявещественно-полевыхресурсов-здесь
применение
стандартовнамногоэффективнее.Поэтомулучшевсего
использовать
смешаннуютактикурешения:стандарты-частьпрограммыстандарты...Приведемокончательнуюсхемурешения
изобретательских
задач.
Первыйэтап
1.
Использованиезадач-аналогов.
2.
Применитьинформациюизуказателяэффектов.
3.
Использоватьстандартныерешения.
Второйэтап
4.
Рассмотретьзадачупопервойчастипрограммы(шаг18)составитьмодельзадачи.
5.
Использоватьстандартыиуказательэффектов.
Третийэтап.
6.
Рассмотретьзадачуповторойчастипрограммы(шаги913)выявитьВПР,сформулироватьИКР.
7.
Использоватьстандартыиуказательэффектов.
Четвертыйэтап
8.
Рассмотреть задачу по третей части программы (шаги
14-19).
Пятыйэтап
9.
Вернуться к первой части программы и изменить
обработку
изобретательскойситуации-взятьболееобщуюзадачу,
исключающуюнеобходимостьврешенииданнойзадачи.
Примечание
Послекаждогопункта
должнабытьфраза:"Еслизадачанерешается,топерейтик
следующему
пунктусхемы
решения".
Каждый
инструментоказываетобратноедействиеначеловека,
использующего
этотинструмент.ТРИЗ-инструментдлятонких,дерзких,
высокоорганизованныхмысленныхопераций.Решениеодной
задачиещене
меняетстилямышления.Новходезанятийрешаютсядесятки,
сотни
задач.Постепенномышлениеперестраивается.Этомуспособствует
и
специальныйкурсРТВ,входящийвпрограммыобучения
ТРИЗ.
Задача97.Вцехеналадилипроизводстволитых
пластмассовыхдеталейсложнойформы,новозникли
трудностисих
окончательнойобработкой.Послелитьятребоваласьзачистка
внутреннейповерхностидеталейотзаусенцевиналипших
частичек
материалалитьевойформы.Дляэтоговнутрьдеталис
сильнойструей
воздухаподавалисьабразивныечастички(например,песок),
вихрь
частиц"слизывал"всенеровностиизагрязнения.Нопосле
такой
обработкивовсевнутренниеполостиимелкиеотверстия
набивались
абразивныечастицыиприходилосьдолговытряхиватьэти,
ужене
нужные,инструментыобработки.Попробовалиприменить
стальнуюдробь
имагниты-операцияненамногоупростилась,т.к.для
вылавливания
всехдробиноктребовалосьтакженемаловремени.Какбыть?
Задача98.Всемизвестнаяприсоскадляприкрепления
крючков
ит.п.кгладкимповерхностямстенсчитаетсятемлучше,чем
больший
весонавыдерживает.Здесьзаключенопротиворечие:присоска
должна
бытьмягкой(эластичной),чтобыприкреплятьсякстене(при
вытеснениивоздуха)идолжнабытьжесткой,чтобы
выдерживатьбольшой
груз.Полезнаяфункцияуприсоскиодна-держатьгруз,
поэтомунужно
перейтикжесткой(твердой)присоске.Нотогдакак
прикрепитьеек
стене?Нужно,чтобыподприсоскойисчезалвоздух
(образовывался
вакуум),кактолькоееприслоняткстене.
Задача99.Для
того,чтобымаленькиедетинетрогалилекарствидругие
ядовитые
бытовыепрепараты,предложенонаклеиватьнанихкартинку:
печальное
личикосослезаминаглазах.Возможноонаиостановитдетей
от
шалости.
Нопроблемашире-надотакжепредупреждатьивзрослыхо
том,например,чтосрокгодностилекарстваистекиимнельзя
пользоваться(атакжеконсервированныхпродуктовит.д.).
Как
обеспечитьневозможностьиспользованияиспорченного
лекарства?При
этомнадоучестьвсевозможныеварианты:срокгодности
можетбытьот
несколькихднейдонесколькихлет,лекарствамогутпортиться
от
света,тепла,холодаит.п.
Задача100.Игрувтеннисизобрел
англичанинУ.К.Унгфилд(британскийпатент1875г.).Игра
быстро
распространилась-ужев1877г.состоялсячемпионатАнглии.
Вэтом
жегодуЛ.Толстойзакончилроман"АннаКаренина",в
которомего
герои-Вронскийиегодрузья-ужеиграливтеннис.Сначала
теннисныймячбылцельнорезиновый,затем,дляповышения
его
упругости,перешлинаполыемячи,заполненныегазомпод
давлением
немноговышеатмосферного.Унасвстраневыпускается1
млн.таких
мячейвгод.Двештампованныеполовинкимяча(из
натурального
каучукавсмесиссерой))соединяют,нагревают,происходит
вулканизациярезиныизасчетэтогополовинкисклеиваются.
Нок
концувулканизациивмячеужедолженбытьгазпод
давлением.Какэто
сделать?Вестивесьпроцессвспециальнойкамерепод
давлением
невозможно,подаватьгазвнутрьмячадовулканизациинельзя
(каучук
недостаточнопрочен).Какбыть?
Задача101.Двавалдайских
купца,И.ШарвиниН.Терехов,изготовиликмарту1834г.один
из
самыхтяжелыхколоколов-весом600пудов(9,6т).Передними
встала
задача:какдоставитьтакойогромныйколоколизВалдаяв
Петербург
повесеннемубездорожью?Никакаяплатформанаколесахили
полозьях
непомоглабы,водногопутинебыло.Чтобывыпредложили,
окажись
наихместе?
Задача102.Профессиягорнякавсеещеоднаиз
самыхопасныхпрофессий-подземлейневозможно
предусмотретьвсе
неожиданности.Двеизнихнаиболееопасны:взрывипожар.а)
Причина
взрыва-вскопленииводномместеметанаилиугольной
пыли.
Взрывнаяволнараспространяетсясогромнойскоростьюпо
штреками
штольнямгорнойвыработкиисметаетвсенасвоемпути.
Поэтомудля
гашениявзрывнойволнывопределенныхместахгорняки
вынуждены
ставитьперегородки(избрезента,дерева,гипсаит.п.).Но
перегородканемешаетпроизводствуработтольков
заброшенных
(отработанных)участках,атамгдеработаютлюдиперегородки
не
поставишь.
ФП:перегородкадолжнабытьиеенедолжнобыть.
Разделимпротиворечивыетребованиявовремени-она
появляется
толькововремявзрыва.Вашепредложение?
б)Есливозникает
пожар,вэтоместонужносрочнонаправитьтележкус
пожарнымшлангом
ибрандспойтом.Местовозникновенияпожаранепредсказуемо,
поэтому
запрограммироватьпутьдвижениятележкиневозможно.
Высокая
температураидымисключаютвозможностьиспользования
электронных
блоковилиуправлениечеловеком.Нужно,чтобытележкасама
подъехала
кместупожара,ачеловексбезопасногорасстояниятолько
включилбы
подачуводы.Какбыть?
Задача103.Какпредотвратить
отравлениечеловекатаблеткамилекарственногопрепаратав
случае
ошибочногоилиумышленногопринятиябольшогочисла
таблеток?
Задача104.Техникаживописипрактическине
меняетсявеками:вместодесяткакрасителейприЛ.даВинчи
сейчас
используется30-40болеестойкихкрасителей,дапоговаривают
о
расширенииэтойпалитрывдвое.Востальномвсепо-старомухолст,изображениенаплоскости,кисть,мольберт...
Попробуйтезадаться
вопросами,увеличитьпретензиикэтойчеловеко-технической
системевыувидитемассуизобретательскихзадач.
Сикейрос,увеличивдо
грандиозныхразмеровсвои"полотна",столкнулсяс
противоречием:чтобывполезренияпопалавсянастенная
композиция,надоотдалиться
отзданиянатакоерасстояние,чтопотребуетсякисть
непомерной
длиныиееневозможнобудетудержатьвруках.Онразрешил
это
противоречиепереходомкжидкойкисти-пульверизаторами
соплам.
ХимикБерцелиусдемонстрировалсвоимгостям"волшебную"
картину,написаннуюимсамим(термохромнымикрасками)пейзаж,которыйвтеплебыллетним(зеленаятрава,листва)и
становился
зимним(снег)нахолоде.
Авотноваяидеяизизобретенияпоа.с.
971685:способживописи,прикоторомкраскунаносят
послойно,размещаямеждуслоямипрозрачнуюпленку,чем
достигаетсяобъемный
эффект.Изобретениенесложное(простойпереходкполисистеме),но
из-заслабойразвитостиэтойобластипочтилюбоеизобретение
будет
пионерским...
Стоиттолькозадатьсявопросами:чтотакое
динамичнаякартина?,"живые"краски?,звучащие"
картины?,меняющие
сюжетотнастроенияавтораилизрителя?ит.д.
Задача105.
Используяинструментыразвитиятехническихсистем
предложитеновую
игрусфутбольныммячом.
Можнозаисходнуюсистемувзятьтолько
мячидостраиватьвеполь(получитьновуюсистемуи
развиватьее),а
можнооттолкнутьсяотготовоговеполя(мяч,нога,
механическоеполе
удара)иразвиватьизвестнуюигрувфутбол.Главное
требование:игра
должнаполучитьсяинтересной,сновымикачествамии
возможностями.
Примерыизменений:1)мячснепостояннымцентром
тяжести(внутришарикнапружинках);весшарикаили
упругостьпружин
меняетсянакаждомматче;новоекачество-комичностьи
неожиданностьситуаций,новыеприемыобработкимяча,
расчет
траектории"рыскающего"мячаит.д.;2)магнитныймяч,ау
футболистовврукахмагнитныеотклоняюшиесистемы...
Задача
106.Установкадляраспиливанияпроволокойкристаллов,
например,горногохрусталяилиполупроводниковых
материалов,содержитстальную
ниткудиаметром60мкм,котораясовершает400
возвратно-поступательныхдвиженийвминуту-засчетэтогои
режется
начаститвердыйматериал.Чемсильнеенатянутанитка,тем
точнее
получаетсяраспил(нитканеотклоняетсявсторону),темуже
щельи
меньшеотходов(этоособенноважноприпилениидрагоценных
кристаллов).Носильнонатянутаянитьбыстреервется.Как
быть?
Задача107.Поа.с.936957усовершенствоваликачели
такимобразом:сиденьянетолькораскачиваютсякакмаятник,
нои
перемещаютсявперединазадповолнообразнойтраектории.
Этой
системеможнопридатьмножестводругихфункций,
разнообразитьэтот
простейшийатракцион.Попробуйтеразвитьэтусистему
дальше.
Единственноетребование-простотаконструкциииотсутствие
внешних
источниковэнергии(запасатьсобственнуюэнергию
можно).
Задача108.Взрывныеработывгорномделеприменяются
вотужеболеетрехсотлет.Допоследнеговремениих
результаты
оцениваютсятак:пробыразмельченногогрунтапросеиваются
сквозь
механическиеситаипополученнымфракциямделаетсявывод
отом,насколькохорошоизмельченапорода.Наодинанализ
уходитнесколько
суток(породусобирают,перевозят,рассортировывают,
измеряют)-
дорогоиоченьтрудоемко.Нужнопредложитьспособбыстрого
(один
час!)анализа.Вашепредложение?
Задача109.Огороженные
пастбищанамногоудобнееоткрытых,т.к.одинпастухможет
следить
сразузанесколькимистадаминасоседнихучастках.Вомногих
странах
используютещеболеепростуюсистему-"электрического
пастуха":на
проволокуизгородиподаетсяслабыйэлектрическийток.Но
здесь
требуетсяподводящаяэлектрическаясеть(источникитока
часто
далеко,требуетсяпонижающийтрансформаторит.д.).
Использовать
малыеветроэлектростанцииигелиоустановкизатруднительно
-онине
гарантируютбесперебойностьэлектроснабжения.Идеальнее
былабы
система,прикоторойтокпоявлялсябынапроволоке,как
только
животноетолкнетее.Вашепредложение?
Задача110.Нередко
случается,чтомалыш,забавляяськакой-нибудьигрушкой,
пробуетее
навкусивдругнезаметнодлясебяпроглатывает.Если
игрушка
сделанаизпластмассы,тообнаружитьгдеона-впищеводеили
желудкеребенка-спомощью,скажем,рентгеновскихлучей
невозможно.
Хирургамприходитсядействоватьнаугад,амеждутемкаждая
потеряннаяминутаможетстоитьжизнималенькомупациенту.
Это
типичноеадминистративноепротиворечие,изкоторогоможет
вытекать
несколькоизобретательскихзадач:какобеспечитьврачам
определение
местоположенияигрушки?,каквообщепредотвратитьих
попадание
внутрь?,какизбежатьоперации-сделатьтак,чтобы
игрушка...
исчезалавнутри;ит.д.
Выберитеоднуиззадачи,ориентируясьна
идеальность,предложитесвоерешение.
Задача111.Всерии
медицинскихэкспериментовпоизучениюпроцессов
распространения
эпидемийсрочнопотребовалосьопределитьколичествокапель
разбрызгивающихся...причихании-уразныхлюдей,вразные
стадии
болезни.Просмотревмировуюлитературуученыеубедились,
чторазброс
данныхуразныхавторовслишкомвелик:называлисьцифры
от100
капеллек(умаленькихдетей)до20000иболее(присильном
чихании
увзрослых).Достоверностьэтихданныхбылаподсомнением,
т.к.
методикаподсчетанигденеописывалась.Предстоялосамим
придумать
методикуивоплотитьидеювпростойприбор;шутникиужеи
название
емупридумали-"Апчхиметр"...
Какбыть?Чтобывыимпредложили?
Недостаткавдобровольцах-"чихателях"небыло(эпидемия
гриппа
былавсамомразгаре).Ихможнобылобыпригласитьв
лабораторию.Ну
адальше?Какбыстроподсчитатьколичествокапельвкаждом
"чихе"?
Далее
ТРИЗ
ПРИЛОЖЕНИЯ
1.УКАЗАТЕЛЬЭФФЕКТОВ
(фрагментыуказателейфизических,химическихигеометрическихэффектов)
УКАЗАТЕЛЬФИЗИЧЕСКИХЭФФЕКТОВ
1. МЕХАНИЧЕСКИЕЭФФЕКТЫ
1. Силыинерции:1)созданиедополнительнойсилыдавления(5055391
); 2) центробежная сила инерции: разделение порошков (825 190), защита
стекла вихревойкамеры обновляющимся слоем более тяжелых частиц (1 002
030),прижимабразивнойлентыквыпуклойповерхности(518322);3)момент
инерциивращающегосятела:маховиксизменяющимсярадиусомцентрамасс
(523 213); ускорение процесса деаэрации порошков (283 885), отбортовка
размягченногоконцатрубы(517501),изготовлениеизделийспараболической
поверхностью(232450);4)гироскопическийэффект:определениесилытрения
(487336),аккумулированиемеханическойэнергии(518381).
2. Гравитация:"гравитационные"часы(189597).
3. Трение:1)эффектаномальнонизкоготрения;уменьшениетренияприработев
вакууме (290 131); 2) эффект безызносности; состав смазки (891 756, 1 049
529); 3) использование выделяющегося тепла: расплавление заготовки (350
577).
2. ДЕФОРМАЦИИ
1. Величинадеформации:измерениевупругомэлементе(232571).
2. ЭффектПойтинга:скручиваниевалаприснятииподшипника(546456).
3. Передача энергии при ударах (Эффект Александрова): механизм для
воздействиянатвердоетело(203557),усилениеударныхнагрузок(447496).
4. Эффект
радиационного
распухания
деформированнойдетали(395147).
металлов:
выпрямление
5. Эффектпамятиформывсплавах:разрушениекамней(1153061),печатная
форма(984878),тепловойдвигатель(861717,840453),фрикционнаямуфта(1
137 264), домкрат (840016, 1 004 251), электрод для электрохимической
обработки (1 007 889)), контроль расплавления льда на проводах (1 023
484),струнное сито (1 022 045), способ крепления труб в трубной решетке (1
075 070), заостренные стерженьки в каблуках обуви против скольжения в
гололед(1044266),плавкийпредохранитель(672674).
6. Эффект памяти формы у полимеров: термоусадочная лента(1 008 796),
разъемнаятермоусаживаемаяоболочка(1008788).
3. МОЛЕКУЛЯРНЫЕЯВЛЕНИЯ
1. Тепловое расширение вещества: 1) создание сил давлений (могут
достигаться огромные величины): волочение металла (471 140), прессование
(236 279), тепловой двигатель (336 421), преднапряжение железобетонных
конструкций(595468);2)биметаллическиепластины(стержни,трубыит.д.):
счетчик заливок металла в изложницу (175 190), изменение кривизны ствола
скважины при бурении (247 159), рама для проветривания теплиц (383 430),
регулированиезазоравлабиринтномнасосе(275751),зажимдеталей(645773),
развальцовка труб (693 102), диффузионная сварка (637 214), разрушение
горных пород (310 811); 3) микроперемещение объектов: монтаж
нефтепроводов (712 594), управление регулировочными винтами (424 238),
растягиваниестержней(347148),управлениеэлементамиприборов(218308),
измерениетемпературы(651208),дозированиемалыхколичествгаза(476450),
извлечениеоправкипослеволочениятрубы(309758).
2. Фазовый переход (замораживание воды, застывание-плавление металлов и
смесей): способ послойного заполнения емкости смешивающимися
жидкостями (509 275), пусковое устройство пресса (207 678), двигатель
работающий на малых перепадах температур (266 471), термометр на чистом
хроме(263209),изготовлениеребристыхтрубзамораживаниемводы(190855),
герметизирующееустройствонависмуте(344197),примораживаниережущих
пластин (319 389), быстрый способ создания давления при испарении сухого
льда(518667),самоудалениемонтажныхдеталейиспарения(715295).
3. Капиллярно-пористые материалы: маркировочная пластина для слитков
(452412),обезвоживаниенефти(118936),разделениетяжелыхилегкихгазов
(319 326), звукопоглощающая панель (610 956)6 охлаждающие элементы
электрических машин (187 135), дозирование добавок в расплав (283 264),
подъемприпоянадванной(316534),подачаохлаждающейжидкости(710684),
предотвращение оседания полимера на стенки (262 092), перегородка для
пламени(737706).
4. Сорбция: двухфазное рабочее тело (газ и адсорбент) для компрессора (224
743).
5. Диффузия:термодиффузионнаяобработкастальныхзаготовок(461774).
6. Осмос: электроосмос для сушки изоляции кабелей в шахтных электросетях
(240825).
7. Тепловые трубы: охлаждение электронных приборов (306320), регенерация
теплаотходящеговоздуха(840602),отбортеплаизшахтнойпечи(1028984),
холодильник (1 025 843), охлаждение вакуум-насоса (311 110), паяльник (616
073), рабочее колесо центробежного насоса (1 076 637), аппарат для
выращивания микроорганизмов (1 070 137), электрод-инструмент (988513),
автопокрышка с самоохлаждением (410 422), шарик подшипника (777 273),
передача тепла на большие расстояния (340852), тепловой двигатель (1 057
706),тепловойвыключатель(566087),тепловойдиод(1028998).
8. Молекулярные цеолитовые сита: полирование полупроводников (561 233),
определениедефектовтипатрещин(812822).
4. ГИДРОСТАТИКА,ГИДРОАЭРОДИНАМИКА
1. Закон Архимеда: определение вязкости и плотности жидкости (527 637),
измерение уровня (601 574), погрузка лесоматериалов на железнодорожную
платформу(205 682), выгрузка камня с барж (119 805), сборка дирижаблей в
воде (343 898), поворотный круг для локомотивов (505 406), поплавок
сварочногоманипуляторавмагнитнойжидкости(527280).
2. Течение жидкости и газа: 1) ламинарность: перемещение нитевидных
кристаллов (508 262); 2) турбулентность: контроль шероховатости
поверхностей (523 277); 3) закон Бернулли: способ определения
производительности вентилятора (437 846); 4) эффект Томса (снижение
сопротивления движения жидкости): уменьшение потерь напора (244 032);
сверхтекучийгелий:системаохлаждения(1064090).
3. Гидравлический удар: регулирование зазора между электродом и деталью
(348 806), уменьшение напора перед гидротурбиной (269 045),
электрогидравлическийудар(эффектЮткина)-дляполученияколлоидов(117
562), сверхвысоких давлений (119 074, 129 945), перекачки жидкостей (1 070
345).
4. Кавитация: приготовление грубых кормов (443 663), снятие заусенцев (200
931), повышение эрозионной активности жидкости (285 394), детектирование
радиоактивныхизлучений(409569),способизмерениярасходажидкости(446
757), определение количества растворенных газов в жидкости (1 010 543),
защитаотабразивногоизноса(1016568),обработкадеталей(1021584).
5. Пена (смесь газа с жидкостью, твердые пены): звукоизолирующий
наполнитель (188 228), гаситель шума (473 843), защита растений от
заморозков(317364),предотвращениеобразованияпылипритранспортеугля
(338 457), покрытие конвейерной ленты (329 084), посев семян (738 534),
глушитель взрыва (484 901), изготовление металлической дроби (338 293),
промывка трубопроводов (426 965), обнаружение течей (712 713),
моделирование оболочек и покрытий на мыльных пузырях (464 907), очистка
водыотнефти(707894).
5. КОЛЕБАНИЯИВОЛНЫ
1. Механические колебания: 1) свободные: определение координат центра
тяжести (280 014), измерение натяжения движущейся ленты (288 383),
измерениерасходажидкостейигазов(246101),измерениедавления(274276),
определениесодержаниявяйцеплотнойижидкойфракций(348845),гашение
колебаний(895886),очисткакартофеляотземли(856403),гашениевибрации
(1 134 300); 2) вынужденные: измерение износа сверла (1 024 227),
виброформование бетона (271 868), измерение массы(301 551), распыление
жидкостей(460072),нагревгаза(637597);3)резонанс:транспортер(119132),
снятие внутренних напряжений в изделиях (508 543), сушка дисперсных
материалов (515 006), датчик уровня сжиженных газов (175 265), измерение
массы вещества в емкости (271 051), способ определения химической
стойкостиматериалов(275514),испытаниеконструкцийбезразрушения(509
798,900178);измерениемассовогорасхода(1008617),снижениешума(1007
977); 4) автоколебания: определение сроков схватывания бетона (267 993),
измерениеускорений(279214),смешениегазасжидкостью(1114431).
2. Акустика: 1) акустические колебания: контроль поверхности самолетов (647
597),промывкацеллюлозы(612983),говорящаякукла(957926),очисткалент
в жидкости (500 817), сушка микробных препаратов (553 419), разделение
частиц (553 791), определение породы пчел (257 064); 2) реверберация:
определениеколичествавеществавемкости(346588).
3. Ультразвук: интенсификация горения (183 574), дегазация жидкостей (303
084),контролькачестваконтакта(1010545),измерениеплотностираствора(1
015 291), определение расслоений горных пород (1 008 445), определение
примесей в металлах (1 019 309), обработка алмазов и хрусталя (775 057),
лечениеран(910157).
6. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕЯВЛЕНИЯ
1. Взаимодействие электрических зарядов: пневматическая форсунка с
электризациейкапель(1 012 995), покрытие поверхности воском (1 005 948),
самонакладчик листов (1 013 377), охлаждение компрессора распыляемой
жидкостью (1 013 637), коагуляция аэрозоля в шахтах (259 019),
предотвращение
засаливания
шлифовального
круга
(562
418),
трибоэлектрический распылитель порошка (1 069 863), раскрытие лепестков
цветка(755247),определениезнакаивеличинызарядасемян(454488),сушка
меховых шкурок (563 437), глянцевание фотографий (311 241), окраска
поверхностей(544935),нанесениеполимерныхпокрытий(612710),измерение
давления жидкостей (781 636), получение потока заряженного порошка (637
146), ускорение роста растений заряженных гидроаэрозолем (917 786),
пылеуловитель в виде катушки с синтетической нитью (548 513), полив
растенийзаряженнымтуманом(695633),отделениебумажныхлистовотстопы
(631180), съем пыльцы цветка (725 625), очистка газов от окислов и взвесей
(891132), подготовка топлива к сжиганию (918 676), приготовление асфальта
(1004515),очисткавоздухаотпыли(990311),повышениетекучестижидкого
металла(1026949).
2. Конденсатор: дозатор жидкости (493 641), определение солеустойчивости
растенийриса(940697).
3. ЗаконДжоуля-Ленца:спеканиецементногоклинкера(553223).
4. Электросопротивление:измерениеразмеров изделий (462 067), определение
качествашариковойавторучки(511233),определениемаркикаменногоугля(1
052899).
5. Электромагнитные волны: ориентация самоходных машин (1 017 180),
контроль процесса сушки материалов (1 018 000), очистка хвойных веток от
иголок (816 428), определение влажности нефти (1 015 287), очистка
металлической ленты от окалины (682 301), извлечение металлической
арматуры из резины (763 160), способ получения покрытия (923 643),
определениеглубинытрещинывизделиях(1022043),способзащитычеловека
отпораженияэлектрическимтоком(553707).
6. Электромагнитнаяиндукция:1)взаимнаяиндукция:термостат(279117);2)
вихревые токи: оттаивание снеговой шубы в холодильниках (235 778),
ориентация немагнитных токопроводящих деталей (434 703), торможение
прокатана станах (497069); 3) скин-эффект: испарение материалов в вакууме
(281997),очисткатрубопроводовототложений(451888).
7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕСВОЙСТВАВЕЩЕСТВА.ДИЭЛЕКТРИКИ
1. Диэлектрическая проницаемость: определение сжимаемости отвердевших
газов (1 013 817), определение времени пропитки пористых материалов (497
520).
2. Пробойдиэлектриков:раскройтканей(218805).
3. Пьезоэлектрический эффект: протягивание ленты (624280), транспорт
жидкости(1068656),двигатель(1023456),получениелекарственныхформ(1
017160),распылитель(1007752),датчикпульса(1007653),генераторискры
(1015143),электрогидравлическийусилитель(1015128),датчикдавления(1
010473),определениехрупкостиматериалов(1017959),акселерометр(1015
310),зажигалка(1017881),муфта(1017846),упаковкаполимерныхпакетов(1
018 880), гашение гидравлического удара (1 019 159), снижение трения в
червячной передаче (1 019 143), микродозатор жидкости (1 268 958),
искусственноесердце(857545).
4. Электреты: окраска распылением (597 429), сепаратор (831 156), смеситель
порошков(772578),очисткагазаотаэрозоля(451452),измерениерасстояний
(1 292 936), измерение плотности (873 025), индикатор постоянного
напряжения (892 325), гальванометр (481 844), повышение прочности
полимеров(1014844),бункердлясыпучихкормов(1076372),льдогенератор
(1075062),распылительнаяфорсунка(1028373),датчиксмещений(563744),
датчикдавления(618666).
8. МАГНИТНЫЕСВОЙСТВАВЕЩЕСТВА
1. Использование магнитных свойств: удаление из глаза металлических тел
(963 520), фланцевое соединение (646 132), способ съемки рисованных
мультфильмов (234 862), ременная передача (1 013 659), пресс (1 017 508),
определение мертвой точки поршня (1 022 877), пружина (1 013 649),
получение белой сажи (829 561), транспорт стружки бегущим магнитным
полем (716 937), предотвращение размыва футеровки жидким металлом (577
242),глобусизэластичногомагнитногоматериала(1072089),защитамаховика
от разрыва (1 014 100), закрепление на станке деталей из немагнитных
материалов(1161321).
2. Ферропорошки: зажим деталей любой конструкции (1 006 058),
предохранениеводоемаотпромерзания(1006598),разрушениегорныхпород
(933927),охлаждениеизделийв потоке феррочастиц (647 343), очистка воды
от нефтяных пятен (866 043), закрепление грунта (925 154), бетонный
магнитопровод (867 899), сортировка деталей по степени пористости (1 052
264),сепарациясемян(1005911),мишеньдлястрельбыизлука(1068693).
3. Магнитная жидкость: муфта сцепления (894 249), герметичный контакт (1
019 512), взвешивание цилиндров в потоке (1 016 687), индикатор
электрическойнагрузки(1015464),смазка(1004710).
4. Переход через точку Кюри: солнечный двигатель (848 737), сигнализатор
температуры(1015268),пайкаволнойприпоя(1013157).
9. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕРАЗРЯДЫВГАЗАХ
1. Коронныйразряд:генерацияаэрозолей(876182),подготовкасемянкпосеву
(1 018 588), чистовая отмывка деталей (856 595), определение остроты
режущей кромки (582 914), фильтр (886 944), очистка газов (856 563),
нейтрализация статического электричества (433 658), сепаратор (564 883),
дозированиедиэлектрическихматериалов(582459),охлаждениерабочеготела
(511 484), измерение влажности (266 283), датчик давления газов (217 656),
контрольвакуумавлампах(486402),измерениедиаметрамикропровода(756
188),обеззараживаниепищевыхпродуктов(459210).
10. СВЕТИВЕЩЕСТВО
1. Видимоеизлучение:контрольгерметичности (886 105), сварочный тренажер
(871 176), определение оттенка желтка в яйце (755 253), сигнализатор
температуры (1 015 269), измерение температуры (1 017 934), контроль
диаметра изделий (1 010 462), выделение кислорода из воздуха (1 007 709),
датчик механических напряжений (1 029 001), определение морозостойкости
клевера(1014519).
2. УФ-свет:способсоединенияметаллов(489602).
3. ИК-свет: определение влажности в процессе сушки (802 752), сварка
полимерныхпленок(1004127),противопожарныйконтроль(269400),ремонт
асфальтовыхпокрытий(271550),формированиестекла(509545).
4. Световоедавление:способперекачкигазовилипаровизсосудавсосуд(174
432).
5. Отражение и преломление света:определение времени пайки радиодеталей
(521 086), определение тепловых напряжений на прозрачных моделях (280
956),измерениетемпературы(287363).
6. Муаровыйэффект:контрольотклоненияформыдеталей(1065683),контроль
плоскостилиста(1021939).
7. Интерференция: контроль линейных перемещений сварных изделий (331
271), определение давления на поверхности летательного аппарата (320 710),
определение жизнеспособности семян (510 186), определение скорости
поглощениягазовжидкостью(1004815).
УКАЗАТЕЛЬХИМИЧЕСКИХЭФФЕКТОВ
1. Газовые гидраты: хранение газа в гидратном льде (270 641), разделение газовых
смесей(206561),выделениегелияизприродныхгазов(303485,368773),удаление
легких углеводородов из природных газов (293 835), транспорт конденсата под
давлениемгазаизразлагающегосягидрата(237770),повышениедавлениягаза(802
604),получениехолода(376432,452726),льдохранилище(1013709).
2. Водород: разупрочнение стали при резании (773 157), хранение водорода в сплавах
металлов - гидридах (894 984, 849706, 958 317), изоляция водопритока в скважину
порошком титана, разбухающим при насыщении водородом (1 030 542), индикация
водородагидридомметалла(1024816),накоплениеихранениехолодавгидридных
аккумуляторах(903670).
3. Озон: обработка питательной воды энергоустановок (771 026), анализ
металлоорганических примесей (792 095), интенсификация газокислородной резки
(332 959), устранение запаха и привкуса воды (785 212); очистка сточных вод: от
нефтепродуктов(513013),поверхностно-активныхвеществ(607785),цианидов(592
761), органики (718 376); консервирование: овощей (934 994), фруктов (923 505),
зерна (718 072), стерилизация жидкостей (1 007 678), борьба с обрастанием
подводнойчастисудна(413664),улучшениехлебопекарныхсвойствмуки(839462),
обработка почвы и интенсификация роста растений (917 760), повышение качества
икрырыбы(1009358),получениефталиевойкислоты(240700),сульфатов(350752),
сульфатаокисижелеза(715483),высшихжирныхспиртов(497276),ферритов(261
859), продувка стали в конвертерах (312 880), окисление выхлопных газов
автомобилей(791819),определениегерметичностиизделийпосветящейсяреакциис
этиленом(807098).
4. Фотохромные вещества: солнцезащитное ограждение из фотохромного стекла (1
063 793), запись оптической информации (970 989), запись изображения (442 449),
определениекачестваприклеиваниятензодатчиков(649947).
5. Гели: заполнение скважины для сваи в просадочных грунтах (654 749), способ
получения цеолита (998 342), гидрогель двуокиси кремния (966 004), визуализация
ультразвукового поля (1 004 771), электрофорез в геле для разделения
микроколичествбелка(1029064),лечениезубов(629931),индикатордавления(823
915).
6. Гидрофильность-гидрофобность. 1. Гидрофильность: защита поверхности от
налипаниябрызграсплавленногометалла(1007882),очистканефтиотводы(1019
680).2.Гидрофобность:обработкаслабомагнитныхрудпередсепарацией(865811),
определение растворенного кислорода в воде (922 063), электрод для
электрохимического окисления (836 225), изготовление водостойких поляроидов очков для стереокино (834 006), предотвращение слеживаемости гранул (833 929),
изоляцияпластовыхводвскважине(829872),предотвращениеразвитиямикрофлоры
накрышкахконсервныхбанок(1018892).
7. Экзотермическиесмеси:замедлениетверденияметаллаотливки(554074),удаление
льда (885 417), повышение производительности электродуговой сварки (749 810),
текучаяэкзотермическаясмесь(541864).
8. Электролиз: получение пленок и сеток из металла (110 865, 111 685), получение
пленки металла в подшипниковом узле (881 405), восстановление изношенных
деталей (402 584), закрепление инородных тел на металле (601 149, 888 189),
нанесение слоя меди на трущиеся поверхности за счет термоэдс без подвода
электроэнергии (378 538), поочередная приработка контактирующих поверхностей
деталей (744 761), очистка неорганических кислот (865 321), восстановление
двухвалентной меди до одновалентной (423 755), очистка сточных вод (391 064),
отделениеопалубкиотзатвердевшегобетона(628266).
УКАЗАТЕЛЬГЕОМЕТРИЧЕСКИХЭФФЕКТОВ1
1. ШАР: 1) равное восприятие внешней силы всеми точками поверхности: датчик
давленияспокрытиемизпроводящегоматериала(356496),эспандердлякистируки
со смещенным центром(799 711), зажим деталей (826 000, 908 548), фиксация
животныхнадувнымишарами(1045887);2)малаяповерхностьсоприкосновенияв
точке контакта и чувствительность к перемещениям: модель моря из шариков (871
181),самописецввидетокопроводящегошарикавдиэлектрическойтрубке(353143),
фиксирующее устройство (288 325), вибрационные датчики (659 911, 748 143, 838
399); 3) высокие демпфирующие свойства (гашение ударов); эластичные шары для
автоматизированной укладки плодов в тару без повреждений (552 245), гашение
гидравлического удара (303 461); 4) создание колебаний: вибраторы на сжатом
воздухе(915977,931307).
2. Овал (эллипс): 1) фокусирование света (161 253), ультразвука (980 254), ударных
волн в жидкости (794 578), дополнительный разогрев нити накала лампы в фокусе
ИК-лучей(1083253);концентраторизлученияизнесколькихэллипсоидовсобщим
собирающим фокусом (484 588), концентратор в виде эллиптического тора (1 000
491);2)изменениепараметровприразвороте(вращении):расстояния(регулирование
интенсивности излучения - 441 039), кривизны (натяжение нити - 513 129),
механическогомомента(933409),жесткостиобода(изменениесилысопротивленияи
деформации - 359 034, 860 857), изменение ширины оставленного следа (710 847),
объема гибкой оболочки при вращении внутри двух эллипсов (1 067 243),
передаточногоотношениязубчатыхколес(186654);3)вибрация:создание(177205),
подавление 408 847), направление колебания при изменении центробежной силы в
различных точках эллипса (749 449); 4) перекатывание на плоскости:
зигзагообразный след (1 087 198), зигзагообразный след при наклонной установке
эллипсов(573382);5)изготовлениеэллипсов:валов(444628),отверстий(570489).
3. Эксцентрики:1)ускорениесборки(установки)деталей:режущейпластинынарезце
(1097454),шпинделянастанке(1227371),принастройкережущегоинструмента(1
234080),быстроразъемноесоединение(1229466),зажимплоскойдеталииееточная
ориентация(1064060),зажимдляканата(1134822),уменьшениеусилияоткрытияв
шариковомзамке(1134811);2)созданиециклическихнагрузок:формованиеполых
изделий из порошка (1 205 996), повышение производительности обработки (1 217
582); 3) прерывистая обработка деталей: дробление стружки на токарном станке (1
156 863), резка труб (1 227 378), подача изделий (1 020 668); 4) изменение зазора
между электродом и деталью без остановки процесса электролиза (1 094 715); 5)
кодирование секретных устройств (1 062 442, 1 225945); 6) изменение собственной
частоты колебаний системы (970 005, 1 110 966); 7) генерация механических
колебаний(1110974).
4. Щетки (гребенка, ерш, кисть, набор игл, ворс): 1) регулирование прилегания к
фигурным поверхностям: втирание смазки в подвижные части механизмов (1 030
305), "метелочные" контакты (759 757, 792 370, 1 022 685), вычесывание плодов и
ягодсветок(401334,578946,685188);2)увеличениеплощади теплообменника(1
059 407); 3) создание тел различной формы: отвертка, лезвие которой образуется
иглами (134 635), регулируемый инструмент для нанесения орнамента (460 988),
подбор аэродинамического профиля (453 494), регулировка кривизны беговой
дорожки (1 158 888); 4) опора движущихся объектов: при задвижке строительных
конструкций (525 771), передвижение внутри трубопровода (838 556, 962 598); 5)
другие применения: высев семян люцерны без присыпки (829 008), ворошитель
деталей (621 626), амортизатор для сохранения транспортируемых в трубопроводе
предметов (1 044 565), быстроразъемное соединение (530 964), захват и фиксация
деталей(734433),креплениетипа"репейник"(419410,467956),генератораэрозоля
(1 028 373), аэрирование жидкости (1 037 900), введение лекарств (874 066),сбор
влаги из воздуха в пустыне (582 800), защитное покрытие гидросооружений от
кавитации (279 443). 5. Гофры: упругая связь между зубчатым колесом и ступицей
(823716), улучшенные теплообменные трубы (829 271), устройство для поштучной
выдачибревен(644686),рабочийорганстиральноймашины(996569),самогашение
прибрежныхволн(1016415),ручнойинструментдляшпаклевки(1008386).
5. Сыпучие тела (порошок, песок, дробь, зерна, паста): 1) частичное перемещение
погруженныхвнихобъектов:компенсатортемпературныхперемещений(242179);2)
несжимаемость: наполнитель полых изделий при обработке (925 500); 3)
моделированиеформ:вэластичнойоболочке(907573);4)захватификсациядеталей
(1165553),свариваемыхдеталей(659318),самоподдержание домкрата в поднятом
положении(198662),фигурных деталей (677 907), "мертвое" закрепление режущей
пластинынарезце(776761),креплениетягстроительныхконструкций(222967);5)
использование разбухающих гранул: гидридов, поглощающих водород (1 085 808),
капронапринагреве(478458),казеинаилисерфадекса,разбухающихвводе(376836,
1 013 574); 6)другие применения: изменение скорости течения сыпучих материалов
привибрации(1009941),неразрушаемыйпризабиваниинаголовниксвай(199735),
гашение вибраций (697 761), успокаивание колебаний поверхности жидкости (953
291,962693);безреактивныеинструменты-трамбовка(296615),ударник(571608).
6. Односторонние поверхности (лента Мебиуса): 1) удвоение площади или длины
рабочей грани: магнитная лента (145 029), шлифовальная лента (236 278), фильтр
непрерывного действия (321 266); 2) увеличение рабочей поверхности в несколько
раз:многогранныйскрученныйременьсабразивнымигранямидляшлифования(324
137), многолепестковые ремни (745 665, 908 673); 3) другие применения:
интенсификацияперемешивания(903130),раздачакормовсоднойленты(886859),
равномерноераспределениенагрузки(863421).
ТЕХНИЧЕСКИЕФУНКЦИИЭФФЕКТОВ1
Аккумулирование:механическойэнергии(Ф1.1),тепла(Х2),холода(Х1,Х2).
Гашениемеханическойэнергии(Ф3.3,Ф4.4,Ф4.5,Ф5.1,Ф6.6,Ф7.3,Ф8,Г1,Г2,Г4,
Г5,Г6).
Деформациятел(Ф1.1,Ф2,Ф3.1,Ф3.2,Ф8,Ф10.3).
Дозированиевещества(Ф3.1,Ф3.3,Ф6.2,Ф7.3,Ф9.1,Х1).
Изменение:магнитныхсвойств(Х2),массы(Х1),концентрации(Х1),объема(Ф2.4,
Ф2.5, Ф2.6,Ф3.1, Ф3.4,Ф4.5, Х1, Х2, Х5, Г2), плотности (Ф8.3, Х1), площади (Г7),
оптических свойств (Х4), расстояния (Г2), скорости (Ф1.1, Ф3.4, Х1, Х8), формы
(Ф2.5),химическихсвойств(Х1,Х2).
Измерение(обнаружение):вакуума(Ф9.1),вибраций(Г1),влажности(Ф9.1,Ф10.2),
водорода (Х2), времени (Ф1.2), вязкости и плотности (Ф4.1, Ф5.1, Ф5,3),
герметичности(Ф10.1,Ф10.8,Х3),давления(Ф5.1,Ф6.1,Ф7.3,Ф9.1,Ф7.4,Ф10.8,Х5,
Г1), дефектов (Ф3.8, Ф6.4), деформаций (Ф2.1), износа (Ф5.1), количества газа и
жидкости (Ф4.4), массы (Ф5.1, Ф5.2, Ф8.3), механических напряжений (Ф10.1),
натяжения (Ф5.1), остроты кромки (Ф9.1), пульса (Ф7.3), расхода (Ф4.4, Ф5.1),
размеров (Ф6.4, Ф9.1, Ф10.1, Ф10.6), расстояний (Ф7.4), смещений (Ф7.4, Ф10.7),
сжимаемости (Ф7.1), температуры (Ф3.1, Ф3.2, Ф8.4, Ф10.1, Ф10.5), течей (Ф4.5),
трения (Ф1.1), усилий (Ф1.1, Ф7.3), уровня (Ф4.1, Ф5.1), ускорений (Ф5.1, Ф7.3),
ультразву-ка (Х5), хрупкости (Ф7.3), шероховатости (Ф4.2), электрического
напряжения(Ф7.4,Ф8.3).
Интенсификациягорения(Х3).
Креплениедеталей(Ф3.3,Ф8.1,Ф8.2,Х8,Г1,Г3,Г4,Г6).
Нанесениевеществ(Х8).
Обезвреживание(очистка)веществ(Ф6.1,Ф9.1,Х1,Х2,Х3,Х8).
Организациязамкнутогоциклаповеществу(Х1,Х2).
Получение:сферическихтел(Ф1.1),тепла-вводтепловойэнергиивсистему(Ф1.3,
Ф3.7,Ф5.1,Ф10.3,Х7,Г2),холода-выводтепловойэнергииизсистемы(Ф3.2,Ф3.3,
Ф3.7, Ф7.4, Ф8.2, Ф9.1, Х1, Г4), давлений (усилий) (Ф1.1, Ф2.3, Ф2.4, Ф2,5, Ф3.1,
Ф3.2,Ф4.3,Ф8,Х1,Х2).
Перемещениетел (веществ) (Ф2.5, Ф3.1, Ф3.3, Ф4.1, Ф4.3, Ф5.1, Ф6.1, Ф6.6, Ф7.3,
Ф8,Ф10.4,Х1,Х2,Х8,Г4,Г5,Г6).
Преобразование: тепловой энергии в механическую (Ф2.5, Ф3.1, Ф3.2, Ф3.7, Ф8.4,
Х1),электрическойэнергиивмеханическую(Ф7.3).
Превращениедвухвеществводно(Х1,Х2,Х3).
Разделениевеществ(Ф1.1,Ф3.3,Ф5.2,Ф5.3,Ф7.3,Ф7.4, Ф8,Ф9.1, Х1,Х2,Х5,Х6,
Х8).
Разрушениетел(веществ)(Ф2.3,Ф2.5,Ф4.4,Ф5,Ф7.2,Х1,Х2,Х8).
Размещениевеществавнутридругого(Х1,Х2).
Распылениевеществ(Ф6.1,Ф7.3,Ф7.4,Ф9.1,Г4).
Регенерациятепла(Ф3.7).
Регулирование трения (гидравлического сопротивления) (Ф1.3, Ф4.2, Ф7.3, Ф8.3,
Х8),зазора(Ф3.1),тепла(Ф3.7).
Смешениегазасжидкостью(Ф5.1,Ф7.4).
Соединениеразнородныхвеществ(Ф2.5,Х2).
Стокстатическогоэлектричества(Ф9.1,Х3).
Стабилизациятемпературы(Ф4.5,Ф6.6,Ф8.2).
Тепловойвыключатель,диод(Ф3.7).
Транспортодноговеществасквозьдругое(Ф3.2,Ф3.3,Ф3.6,Х1,Х2).
Транспорттепловойэнергии(Ф3.7).
Уменьшениеактивностивещества(Х1,Х3).
Управлениеформойповерхностижидкости(Ф1.1,Ф1.2).
Далее
ТРИЗ
ОТВЕТЫК
ЗАДАЧАМПриведены
контрольныеответыиливозможныерешениязадач,которыене
рассматривалисьвразделахпособия.
ГЛАВА3
"Нуженреющийфлаг!"Чтобыдостроитьвеполь
дополного,нужноввестиполе.Поледолжнозаставитьдвигаться
воздухвокругфлага(ПдолжнодействоватьнаВ2
Ввепольной
формеответготов.Нокакоеименнополенужноиспользовать?
Механическое?Ноиспользованиевоздуходувкиили,например,
компрессора,шланготкоторогоможнобылобыподключитьк
трубе-флагштоку,запрещеноусловиямизадачи.Ва.с.800332
предложеноразмещатьмаленькийвентиляторвнутрифлагштока.Но
проще
инадежнееиспользоватьтепловоеполе-создатьразницу
температур,засчеткоторой,каквдымовойтрубе,возникает
восходящийпоток
воздуха:поставитьвнизу,внутрифлагштока,газовуюгорелку(или
другойисточниктепла).
"Злосчастныйдетандер".Второе
веществоввеполедолжно"хватать"зубило-прощевсего
использовать
клей.Приэтомкапляклеядолжнабытьдостаточнобольшой,таккак
зубилотяжеловатое.Нобольшаякаплянеудержитсянаконце
веревки,стечетзадолгодомоментасоприкосновениясзубиломведьспускать
веревкунадоосторожно,прицельно.Оставлятькаплиимазкиклея
внутридетандеракрайненежелательно.Триэлементавеполяесть,
но
онине"складываются"-нужноулучшитьвзаимодействиемежду
элементами.Перейдемккомплексномувеполю-введемтретье
вещество,котороебыхорошоудерживалоклейнеограниченно
долго,недавалобы
емустечь.Вкачестветакоговеществалучшевсегоиспользовать
капиллярно-пористыематериалы(губка,войлокит.д.)капиллярные
силынадежноудержатклейдоегосхватывания.
"Заказиз
Агропрома".Каплидолжныбытькрупныеидолжныбытьмелкиекак
разрешитьэтопротиворечие?
Представимсебеусловияболеечетко.
Распыляемаяжидкостьсостоитизмелкихкапель(В1),поэтомуони
медленнопадаютподдействиемсилытяжести
(ПГРАВИТ.плоходействуетнакапли)иветер
(В2)сноситих(тожедействуетплохо):
Чтобыпревратитьплохо
работающийвепольвхорошоработающий,надосделатькапли
крупными,например,поместитьжидкостьвкапсулы(внешний
комплексный
веполь)
ПГРАВИТ..
сталохорошодействоватьнакапли(онибыстролетяткземле),а
вреднаясвязьмеждуВ1иВ2
исчезла.
Ноэтотолько
половинадела-нужно,чтобыуземликаплистановились
мельчайшими,превращалисьвмелкиебрызги,которыебудут
хорошораспределятьсяпо
поверхностиземли.Капли(капсулы)должныразрыватьсяуземли.
Вводитьвкапсулывзрывчатоевеществоопасно;крометого,каких
"включать"?-нетсоответствующегополя.Прощеиспользоватьуже
имеющеесяполе-тепловоеполевозникаетоттрениякапсуло
воздух.
Значит,нужноввестивнутрькапсулы(смешатьсжидкостью)
вещество,хорошоотзывающеесянадействиенебольшогоПТЕПЛ..,
напримерлегкоиспаряющеесявещество,такое,какфреон(широко
используетсявдомашниххолодильниках,аэрозольныхбаллончиках
и
т.п.-безвредноедлярастений,нетоксичноедлячеловека;есть
фреоны
стемпературойкипенияот3до280С).Такимобразом,кроме
внешнего,надообразоватьещеивнутреннийкомплексныйвеполь;
капляпревращаетсявдовольносложноеобразование(В1,В4)В3,где
В4-фреон,В3-оболочка.
Аокончательная
формула-сиспользованиемтепловогополя-представляетсобой
двойнойвеполь
Этазадачане
рассчитананато,чтоеерешат"сходу"начинающиеизобретателионатребуетдостаточногоопытарешениязадач.Приведенажеона
здесь
длятого,чтобыпоказатьвозможностьболеесвободногообращения
с
вепольнымиформуламиинеобходимостьчастоболееглубокого
анализав
ходерешения.Однакопопыткирешениявсеравнополезнынабирается
опытиспользованиявепанализа.
Задача24.Вместоводы
надоиспользоватьмагнитнуюжидкость,изменяющуюсвою
плотностьпод
действиеммагнитногополяиневытекающуюизжелобаприлюбом
его
наклоне.
Задача25.Использоватьтонкодисперсный
ферропорошокилимагнитнуюжидкость-системастанетлегко
управляемой,сюжетможномногократноповторять,плавноменятьи
т.д.
Еслииспользоватьмагнитныевеществаневозможно,тоследует
применитьэффектсаналогичнымипроявлениями-пропустить
через
растворэлектрическийтокивоздействоватьснаружимагнитным
полем.
Задачидлятренировки
Задача26.Защитноевеществодолжностать
неотличимымотводы.ПатентСША4036591:детальвмораживают
в
лед.
Задача27.Что-товводитьвсистемупридетсяведьнеполныйвеполь,нужноегодостроить:
Какими
должныбыть
недостающиеэлементы?Взаимодействияввеполемогутбыть:
а)этоуже
испробованныеспособы(В2-вода,П-механическоеполе,
ультразвук
ит.д.);б)какое-тоВ2должносоздаватьполе,безусловно
действующеенарыбуизаставляющеееесамостоятельнодвигатьсянадовключитьинстинкт,например,самосохранения.ТогдаВ2хищная
рыба.Ещелучшеиспользовать"образ"хищника-таблетку
фермента
тревогиилипорошок,создающийзапаххищника.
Задача
28.Вместомногихлитровводыиспользуютчайнуюложку
магнитной
жидкости-онабуквальноприлипаеткшарикуикатитсявместес
ним
пошву,неотрываясь.(Социалистическаяиндустрия.-1986.-3апр.
-С.4).
Задача29.ПатентСША2888117:эластичная
трубкасмагнитнойжидкостью.Дляпринятияформывнутренней
поверхностизамочнойскважиныключсодержитвинтовойпресс,
которым
создаютдавление.Привключенииэлектромагнита(врукоятке)ключ
затвердеваетиимнетруднооткрытьзамок.
Задача30.
Перецочищаютвоздухом:засыпаютвгерметичныйконтейнер,
поднимают
давлениевоздухадо8атм-стручоксжимается,вдавливаетсядно,на
самомслабомместе(вокругплодоножки)появляютсятрещины,
через
которыевнутрьперцапроникаетсжатыйвоздух.Когдадавление
внутри
иснаружиуравновешивается,мгновенносбрасываютдавлениев
контейнере,стручкивзрываются,апосколькуслабоеместовокруг
плодоножки,тодонышковылетает,увлекаязасобойвсе
внутренности
(а.с.340400).
Задача31.Надоиспользоватьпростой
эффект-электростатическиесилыотталкивания:одеялаобдувают
потокомионизированноговоздуха,наповерхностьодеялаина
пушинки
ватыоседаютзарядыодногознака.Кусочкиватыотскакиваюти
легко
собираютсяпылесосом.Эффектширокоиспользуетсявомногих
подобных
случаях.Например,ва.с.1150273предложеноотделятьпухот
стержняпераптицывпотокеионизированногогаза.
Задача
32.Рыбазаслоняетсяотвзрывныхударов"шторами"извоздушных
пузырьков.Воздушно-пузырьковаязавесаэффективногасит
энергию
гидроударныхволн.Дляэтогонаднепрокладываютвоздушный
шлангс
перфорацией.Можноиспользоватьэлектролиз-надно
укладываются
кускиненужныхстальныхконструкций(труб,балокит.п.)и
подключаютсякисточникутока(Техникаинаука.-1983-N2.-С.7).
Аналогичноерешениева.с.494901:взрывгасятпеной(подслоем
пеныв50смвзрывручнойгранатычутьопаснеедетской
хлопушки).
Задача33.Контрольногоответа
нет.
Задача34.Используетсяэлектрическоеполе.
Волокназаряжаютсяэлектростатическимзарядомодногознакас
помощью
коронирующегоэлектрода(электродввидепроволочного"ерша"
под
высокимнапряжением)итутжепритягиваютсядругими
электродами
(а.с.543365).Ответтотже,чтоивзадаче31.
Задача
35.Ответтотже,чтоивзадаче30.Втрубуподаютсжатый
воздух,онпроникаетвпоры,затемрезкосбрасываютдавлениеи
загрязнениявыбрасываютсяизфильтра(а.с.514650).Аналогичное
решениева.с.1004765:разрыхлениеслежавшегосяпорошкав
бункере.
Задача36.Черезгроздьпропускают
электрическийток-дляэтогопластинчатыйэлектродкасается
грозди,второйэлектродскользитпопроволоке.Токпроходитчерез
лозу,плодоножкуигроздь,нотаккаксопротивлениелозыиспелой
грозди
вомногоразменьше,чемутонкойволокнистойплодоножки,то
плодоножкамгновенноперегорает,какприкороткомзамыкании.
Машина
представляетсобойтракторснебольшимгенератором,
вырабатывающим
электрическийтокнапряжением4-6тыс.вольт.Такможноубирать
огурцы,баклажаныидр.(Новоевжизни,науке,технике:Серия
"Техника".-1985.-N12.-С.43-49).
Задача37.
Нужноиспользоватьимеющеесяпеременноеэлектромагнитное
поле.Но
ононедействуетначеловека,необходимопреобразоватьегов
другое
поле(В1-провод,ПЭМ-электромагнитноеполе,В
2-человек):
ТребуетсяввестиВ3,котороебы
преобразовалоПЭМвполе,действующееначеловека.Ввести
феррочастицы?(Вмазьдлярук,вбелье,вбраслетит.д.-резкий
нагрев,человекотдернетруки).ВпатентеГДР105340
электромагнитнаяиндукциявырабатываетсигнал(например,
звуковой)предупреждениеобопасности.Нотепловоеполе(илизвуковое,
световое)-этоинформация,котораявсежеможетпройтимимо
сознаниячеловекавсложныхрабочихусловиях.Главнаятенденция
развитияинформационно-измерительных-превращениеихв
"изменительные"системы(производящиедействиебезвыдачи
информации
человеку).Тогдапрощеполучатьэлектрическийток(петляпровода
в
одежде)ииспользоватьегодляуправлениямышцамичеловека:
например,кконцампроводаподключитьпластинчатыеэлектроды,
вшитые
вбельеуоснованиямышцруки,-припоявлениитокамышцы
сократятся,рукисами"отлетят"отопасноговысоковольтного
источника.
Задача38.Полностьюистершиесяколесаэтопорошок,колесаизпорошка.Вместошиннадоиспользовать
ферропорошок,авместоободов-электромагниты.
Задача
40.А.с.187577:устройствосзамкнутымпроточнымканаломдля
тренировкипловцов.Пловецостаетсянаодномместе,плывяна
любые
дистанции.
Задача41.А.с.841
959:надоиспользоватьзакон
Архимеда!Грузоподъемноеустройствоподнимаетзаготовку
вертикально
ипостепенноопускаетвемкостьсводойилимаслом,пообъему
вытесненнойжидкостисудятовесепогруженнойвданныймомент
части
заготовкииразмечают
ее.
Авторыизобретения,
вовремявспомнившиезнаменитыйзакон,жалуются(Изобретательи
рационализатор.-1982.-N8.-С.25)натрудностьвнедрения
способавдействующеепроизводство:негдеразмещать
грузоподъемный
механизм,емкость,тратитсявремянаподнимание-опускание.
Идеальнее
былобыизмерятьвесчастейзаготовкивгоризонтальном
положении:вотзаготовкавдвигаетсячерезбоковыеотверстияв
емкость,размечается...Ноприэтомвытекаетжидкостьиземкости.
Аможноли
сделать,чтобыневытекала?Такуюжидкостьвыуже
знаете...
Задача42.Контрольногоответа
нет.
Задача43.Контрольногоответанет.
ГЛАВА4.
"МикеланджелопротивМедичи".Скульптура
должнабытьискаженной,чтобыпародироватьМедичи,инедолжна
быть
искаженной,чтобыневредитьскульптору.Микеланджелопридал
скульптурамидеальноправильныелицаиусадилихвпозы
мыслителей.
Современники,знавшиекривыелицаиглупостьМедичи,сразу
понимали,вчемдело.
"Новотраздалсяголосшумный..."УГлинки
партиюГоловыисполняетспрятанныйхор,поющийвунисон
(полисистема
изоднородныхэлементов).
"Вседеловтрубе".Если
В1-дыряваятруба,тонеобходимодостроитьвепольи
перейтиккомплексномувеполю:
Гдеименнонаходитсядырка,
неизвестно,поэтому"заплатка"должнабытьнавсютрубу,т.е.
внутрь
протаскиваюттрубу-"заплатку".Можноиспользоватьпластиковую
трубу
(рукав)изпленки,смоченнуюклеем,еенадуваютгорячимвоздухом
и
выдерживаютнекоторое
время.
Другойвариант:
полотняныйшлангпропускаютмеждудвумясоседнимиколодцами,
надуваютсжатымвоздухом,междустенкамишлангаитрубы
накачивают
жидкийцементно-известковыйраствор,спустя72чраствор
твердеет,прочнозаделываяповрежденныеместа.
ГЛАВА5.
"Какобманутьсинтезатор?"Героирассказа
послемногихпробиошибокрешаютэтузадачу-онизаказывают
синтезаторупроизвестисамогосебя.Второйсинтезаторвыдаетим
еще
одинтребуемыйэлементи...третийсинтезаторит.д.
"Надо
спастись".Героипьютводуиимитируютсмерть,лодка
торжественно
хоронитлюдейнамелководье.
"Предсмертная
просьба".Надосказатьроботу:"Убейменячерез100лет".
ПРАКТИКУМ
ЗАДАЧ
ПО
РЕШЕНИЮ
ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ
Задача61.Лопнувшийвоздушныйшарикобдает
неумелогобрадобреямыльнойпеной...
Задача62.Идея
простейшегорешения:настенкеизложницыкрепитсяпрозрачный
цилиндр,разделенныйнадвечасти(верхнююинижнюю)
наклонной
перегородкой,вперегородке-отверстие,закрытоелепесткомиз
биметалла,вверхнюючастьпомещаютшарики.Повысилась
температура,заслонкаизбиметаллаотогнетсяиодиншарик
провалитсявниз.Как
песочныечасы...Реальнаяконструкциянесколькосложнее:для
обеспеченияпроскокатолькоодногошарикаустанавливаютдва
лепестка,одиннаддругим,нарасстоянии,равномдиаметру
шарика.
Появилисьимодификацииэтогоустройства-техническая
системаразвиваетсявсвязисувеличениемтребованийкглавной
полезнойфункции.Воткаквыглядитформулаизобретенияпоа.с.1
069931:"Счетчикчислазаливоквизложницы,содержащийзубчатое
колесоирабочуюбиметаллическуюпластину,отличающийсятем,
чтос
цельюповышениянадежностивработеонснабженплатформой,
выполненнойизтеплоизоляционногоматериала,установленнойна
осис
возможностьювращенияидополнительнойкорректирующей
биметаллическойпластиной,закрепленнойвместесрабочей
пластиной
наплатформе,насвободномконцекорректирующей
биметаллической
пластинывращающеесяустройство,находящеесявзацеплениис
зубчатым
колесом,приэтомобебиметаллическиепластиныснабжены
фиксирующими
упорами,арабочаяпластина-теплопроводом".
Задача
63.Представьтесебедвекартинки:диаметрдоипосле
восстановления.Вотдиаметрувеличиваетсяна0.01мм...Какэто
осуществить?Сотаядолямиллиметра-этомикроперемещение.По
указателюфизэффектов(см.Приложение)простейшийспособнагревание.Итак,нагреваем,диаметрувеличивается,аостываясновауменьшается.Какзакрепитьэтоувеличение?Вотгдезадача.
Можетбытьнагретыйпалец
надеватьнаоправку?Нотогдаснятьпалецбудетневозможно.
Оправка
должнабыть,иеенедолжнобыть.
Хорошийприем-передача
функцииинструментачастиизделия.Вданномслучаепустьроль
оправкивыполняютвнутренниеслоипальца.Еслибыстроохладить
внутреннююповерхность,тоинаружная,остывая,неуменьшит
диаметр.
Изобретателипоступилиименнотак:внутрьнагретогодо800град.
С
пальцаподаютподдавлениемструюхолоднойводы,внутренние
слои
быстрозатвердеваютиобразуютжесткийсвод,мешаятемсамым
сжаться
внешнимслоям.Обратитевнимание,какточнораспределены
функции
междувнутреннимиивнешнимислоями:сначала,прирезком
охлаждении
внутреннихслоев,внешниенедаютимсжаться,апотом,при
охлаждениивнешних,внутренниенедаютсжатьсявнешним.Это
решение
предложенова.с.495367,550437.
Задача64.В
системеимеетсяВ1-грунт(мерзлый,талый)иПТЕПЛ.-тепловое
поле,надодостроитьвепольдотакназываемогоизмерительного
веполя:
т.е.В2
должнооткликаться(выдаватьсигнал-полеП)надействие
оттаивающегогрунта(В1)илинапрямую-надействие
тепловогополя(ПТЕПЛ.).
Рассмотримоба
варианта.
1.При
оттаиваниименяютсямеханическиеифизическиехарактеристики
грунта:онразжижается,частицынесвязанымеждусобой,
появляетсявода,грунтстановитсяпроводникомтока,изменяются
егоакустические
свойстваит.д.Отсюдаирешения:а)появившаясяводазамыкает
контактыивспыхиваетлампочкаилипосылаетсярадиосигнал;
б)пьезокристалл,освобождаясьотольда,изменяетсвоючастоту
колебаний;
в)размороженнаяпружинавыталкиваетнаповерхность
яркийзнакит.п.
Можноразвитьвеполь-заменить
В2илидобавитькнемутретьевещество:например,фитиль,нижний
конецкоторогоопущенвемкостьсрастворомяркойкраски,
вмороженнуювгрунтнакритическойглубине(оттаявшаякраска
поднимаетсяпофитилю,инаповерхностирасплываетсяяркое
пятно).
2.Припрямом
преобразованиитепловогополявсигнальноеполенадо
использовать
физэффекты:термомеханические(биметалл,нитинол),
термоэлектрический(появлениетермоэдс),термомагнитный
(переход
черезточкуКюри).
Можно
использоватьигеометрическиеэффекты:накритическойглубине
расположитьемкостьскипящимпри00Сгазомилис
раствором,выделяющимгаз-газпошлангупоступитна
поверхностьи
надуетвоздушныйшарсяркойокраской.Водородможет,например,
хранитьсявгидридномсостоянии(см.указательхимэффектовв
Приложении).Образующаясяпритаянииводаможетрастворить
специальноположенныемеждудвумяэлектродамисоли,и
получится
простейшийхимическийисточниктока,которыйобеспечитработу
радиопередатчика.
Задача65.Небольшуючастьпровода
(илистержень,скрепленныйспроводом)можновыполнитьиз
нитинола
(сплав,обладающийэффектомпамятиформы)стемпературной
точкой
измененияформывнужноминтервалетемператур:придостижении
критическойтемпературынитиноловыйэлементбудет
укорачиваться
(изгибаться,приниматьформуволныит.п.)инатягивать
провод.
Задача66.Задачанаразрушениевредноговеполя
путемвведениятретьеговещества,являющегосявидоизменением
угля,нонеотличимогоотконечногопродукта,т.е.используюткокс
(а.с.
722934).
Задача67.Поливнуюводупропускаютчерез
электролизер,электродыкоторогосделаныизсплава:75%марганца
и
25%меди(оптимальноесоотношениеэтихмикроэлементовдля
большинствапочвнашейстраны).Посколькуэлектродысделаныиз
сплава,влюбомихсечениисодержатсяназванныемикроэлементыв
одинаковойпропорциииводаполучаетстрогоопределенноеих
количество-дозированиенаатомарномуровне.
Задача
68.Хорошегоответанет.Надоразрушитьвредныйвеполь.Как?
Сделатьинструментычерными?Тогдаонибудутпоглощать
излучениебез
отражения,ноибудутчрезмерногреться.Рассеиватьизлучение?
Физикиостановилисьнатакомрешении(Письмавжурнал
технической
физики.-1986.-N4.-Т.12.-С.231):кповерхностиинструмента
привариваютсякорундовыешарики40-50мкм-онирассеиваютлуч
не
нагреваясь.Ноэтопревращаетгладкуюповерхностьвшероховатую,
легкозагрязняющуюсяиплохоотмывающуюся...
Задача
69.Покаестьлишьпростейшееизобретение(а.с.1273264):классная
доскаввидебесконечнойлентынадвухбарабанах,верхний
барабанприводной,нижнийопущенвваннусводой,где
расположены
щетки,счищающиеисмывающиемелсленты.
Задача
70.Прощевсегорасположитьвфутеровкенакритическойглубине
слойвещества,котороебыдавалоокраскупламени,
фосфоресцирующие
вещества,сверхмалыедозырадиоактивныхизотоповит.п.При
истончениифутеровкидокритическойтолщиныпоявитсяхорошо
видимый
илипростоулавливаемыйсигнал.
ГЛАВА6.Лучшаяпланка...Контрольного
ответанет.
Шеренгаманекенов.а.с.612679:надувной
манекен.
Динамизациявспортзале.Контрольногоответа
нет.
Задача80.А.с.845872:внутриполого
маховика
располагаютархимедовуспиральидебалансввидешариков,при
вращениивалаподдействиемцентробежнойсилышарики
перемещаютсяпо
спираликперифериимаховикаискапливаютсяуперегородки.
ПРАКТИКУМ
ЗАДАЧ
ПО
РЕШЕНИЮ
ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ
Задача84.Всетризадачирешаютсяпоодному
правилу:веществодолжностатьнеотличимымотпродукта,т.е.надо
использоватьэтотсамыйпродукт.Вкачествебалластаиспользуют
нитритниобия.Разогревведутгазообразнымкислородом.Стержень
выполняютизтогожеметалла.
Задача85.Надо
разрушитьвредныйвеполь:ввестимеждуповерхностьюковшаи
грунтом
третьевещество,являющеесявидоизменениемпервогоиливторого.
Это
третьевеществобудетрасходоватьсянакаждомциклекопания,
поэтому
нетсмыслаиспользоватьвеществоковша.Используемгрунтилиего
составляющие.Сухойгрунтненалипает,авовлажноместьвода-ее
и
надоиспользоватьвкачествепрослойки:
Нокакзаставитьводувыделяться
наковше,бытьпрослойкоймеждуметалломигрунтом?Надо
использоватьфизэффект-электроосмос:приподаченаковш
отрицательногопотенциалаводабудетперемещатьсявпорахгрунта
и
выделятсянаповерхностиметалла:
Уточненнаясхема
решения-двойнойвепольдляразрушенияпервичноговредного
веполя.
Задача86.А.с.1024311:выхлопныегазыиз
глушителяпоступаютвкузовсамосвалаиочищаются,проходячерез
толщугорноймассы.
Задача87.Налицоактера
накладываетсягрим(морщины,полосыит.п.)краснойкраской,
сцена
снимаетсясначаласкраснымисветофильтрами,азатемфильтры
постепенноубираются,делаявидимымгрим(ХанютинЮ.
Реальность
фантастическогомира.-М.:Искусство.1977.С.260-272).
Задача88.Приборпогружаютвкислуюсреду
(хорошийэлектролит)-рабочуюсредуприбора-иподключаютк
источникуслабоготока:еслитокесть,покрытиеимеетсквозные
дефекты.
Задача89.А.с.1076637:лопаткиколеса
насосасамименяютуголнаклонавзависимостиоттемпературы
перекачиваемойжидкости-полыелопаткивыполненыизупругого
материалаизаполненылегкокипящимгазом(приповышении
давленияв
полостилопаткачутьизменяетуголнаклона).
Задача
90.НадоиспользоватьВПР:воздухсодержитсявзамурованных
гробницахегипетскихфараонов,встаринныхпредметахобихода
(песочныечасы,морскиекомпасы,телескопы,подзорныетрубы,
запаянныесосудысзатонувшихкораблей);вмузееоднойизфирм,
выпускающейдутыеметаллическиесолдатскиепуговицы,лежитих
продукцияс1812г.
Аналогичноерешениеиспользовалишвейцарские
гляциологиигеографы,исследовавшиеизменениеальпийских
ледников,-изучилиоколо500пейзажейза350лет,накоторыхбыли
изображены
Альпы.
Задача91.Контрольногоответа
нет.
Задача92.Кперспективнымспособамотносятся:1)взрывной,
предложенныйвФРГ(Изобретательирационализатор.-1987.
-N2.-С.26),покоторомунаучасткетрубызакрепляютмуфтус
взрывчатымвеществом,-взрывсжимаетстенкитрубы;2)
использование
сильныхтоков-тысячиамперзамикросекундыполностью
останавливают
трещину(Наукаижизнь.-1976.-N8.-С.111).
Задача
93.ПатентСША4114443:вморозильникставитсябутылочкаиз
прозрачногопластика,наполовинузаполненнаяводой,лучше
подкрашенной.Послезамерзанияводыбутылочкапереворачивается
набок.Еслибылооттаивание,тообразуетсягоризонтальныйслой
воды,которыйприпоследующемвключениихолодильникаснова
замерзает.По
толщинеэтогослояльдаможносудитьопродолжительности
периода
размораживания.
ПРАКТИКУМ
ЗАДАЧ
ПО
РЕШЕНИЮ
ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ
Задача97.Используютледянные
дробинки.
Задача98.Используютхимэффект:при
соединенииводородаикислородаобразуетсякапляводы,кислородв
полостиприсоскиисчезает-присоскавакуумируетсяипрочно
прилипаеткстене.Дляинициацииреакциииспользуется
электрическая
искра-вприсоскевстроеныдветонкиепроволочки(электроды),а
снаружиконтактыдляобычнойбатарейки(достаточноодинраз
коснутьсяихполюсамибатарейки).Откудаберетсяводород?Тут
может
бытьнесколькорешений,например,навнутреннейповерхности
присоски
нанесентонкийслойгидрида,которыйприпропусканиитокачутьчуть
нагреваетсяивыделяетводород.
Задача99.Контрольного
ответанет.
Задача100.Используютхимэффект:внутрь
мячавкладываюттаблеткиизсмесинитританатрияихлористого
аммония,принагреванииодновременносвулканизациейпротекает
окислительно-восстановительнаяреакциясобразованием
азота.
Задача101.Использованпростейшийгеомэффектколоколпревратиливколесо:"Колоколсейвезетсяособым
способом,обложенныйбревнами,вродеколеса,шириноюдодвух
сажениимеет
весусовсемскреплениемдо1500пуд,подкоторыйзапрягается15
лошадей."
Задача102.а)Используют...парашют.Он
уложенвнебольшойвыемкевстенештрека,надпроходомвисит
маленький("сигнальный")парашютик;взрывнаяволнарывком
дергает
"сигнальный"парашютик,которыйраскрываетбольшой-он
полностью
перекрываетпроход(гаситволну)иеголегкозатемубратьнаместо.
б)Очагпожара-сильныйпоглотителькислорода,всегдасуществует
сильнаятягавоздухавегосторону,ееинужноиспользовать:на
тележкуставятпарус.
Задача103.Втаблеткидобавляют
рвотныйпорошок.
Задача104.Контрольногоответа
нет.
Задача105.Контрольногоответанет.
Задача
106.Черезпроволокупропускаютэлектрическийток,аснаружи
включаютсильныйэлектромагнит.
Задача
107.Контрольногоответанет.
Задача
108.Использоватькопии(например,фотоснимки).
Задача
109.Используетсяпьезоэффект:принатяжениипроволокипо
пьезокристаллуударяетбоекиживотноеполучаетудар
током.
Задача110.Контрольногоответа
нет.
Задача111.Контрольныеответы:
А.с.1004
819-Способанализадисперсногосоставааэрозоляпутем
осаждения
частицнафильтрующуюповерхность,отличающийсятем,чтос
целью
ускоренияпроцесса,измерениеколичестваосадкаосуществляютпо
электрическомузарядуперенесенномучастицамиприподаче
разности
потенциалов,арегенерациюфильтрующейповерхностипроизводят
путем
периодическогоизмененияразностипотенциаловнавсей
поверхности.
А.с.1635073-1.Способопределениядисперсности
исчетнойконцентрациичастицаэрозоля,получаемогораспылением
жидкости,заключающийсявулавливаниичастицнаполимерную
прозрачнуюподложкуипроведениеизмерений,отличающийсятем,
чтос
цельюупрощенияспособа,повышенияпроизводительностии
точности
измерения,используютподложку,выполненнуюизполимерного
материала,растворимоговраспыляемойжидкости,иизмеряют
отпечатки
капель,полученныенаподложке.2.Способпоп.1,отличающийся
тем,чтодляводногоаэрозолявкачествематериалаподложки
используют
пленкуизполиэтиленоксида.
А.с.896394(Объединенныйинститут
ядерныхисследований)-Способопределениясчетнойконцентрации
капельиихсреднегоразмера.Предложенускоренныйспособ
измерения
параметровкапельтумана,основанныйнаопределенииразности
световыхпотоков,прошедшихчерезнегативныеизображения
подложкидо
фиксациинанейкапельипосле.
В
начало
ТРИЗ
Ю.П.Саламатов
КАК
СТАТЬИЗОБРЕТАТЕЛЕМ
Пособиедлясамостоятельногоизучениятеории
решенияизобретательскихзадач
!Книгапубликуется
насайтесличногоразрешенияавтора!
СОДЕРЖАНИЕ
ОКНИГЕ
ИЕЕАВТОРЕ
К
ЧИТАТЕЛЮ
ЧТОМОЖЕТДАТЬ
КНИГАЛИЧНОВАМ?
КАКПОЛЬЗОВАТЬСЯ
КНИГОЙ?
1. МИЛЛИОНПРОБИОДНА
ЖИЗНЬ
2. МОНОПОЛИЯНАТВОРЧЕСТВО?-ЕЕ
ПРОСТОНЕТ!
СОПЕРНИЧАЯСЭДИСОНОМ
ИСКРА
СЛУЧАЯМОЖЕТИНЕВСПЫХНУТЬ
НАДЕЖДЫ,КОТОРЫЕНЕ
ОПРАВДАЛИСЬ
СНИМЕМ
ПОКРОВТАИНСТВЕННОСТИ
ТАБУ
НАСЛАБОЕРЕШЕНИЕ
3. КВАНТЫ
ТЕОРИИ
ЗАДАЧИБЕЗ
ПРОТИВОРЕЧИЙ?ПОЖАЛУЙСТА
"ПРАВИЛАИГРЫ"ДЛЯ
ИЗОБРЕТАТЕЛЯ
ДОГАДКАПО
ФОРМУЛАМ
ЦЕПНАЯ
РЕАКЦИЯТЕХНИЧЕСКИХРЕШЕНИЙ
МЕСТОПОЕДИНКАФЕПОЛЬ
ЗАДАЧИ
ДЛЯТРЕНИРОВКИ
4. ШАГ
ЧЕРЕЗБАРЬЕР
СЛОМАТЬ
КОМПРОМИСС
ПЯТЬ
УРОВНЕЙТВОРЧЕСТВА
СЧЕГОНАЧИНАЕТСЯ
СИСТЕМА?
СЕКРЕТЫ
ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙЗАЩИТЫ
5. УПРАВЛЯЕМОЕ
ВООБРАЖЕНИЕ
НИКАКИХЧУДЕС-ВСЕПО
ЗАКОНАМ
ЗДРАВЫЙСМЫСЛ
ФАНТАЗИИ
ПРОТИВОРЕЧИЯ-КЛЮЧК
ИСТИНЕ
НА
ПУТИКИЗОБРЕТЕНИЮ
ОСНОВЫ
СИЛЬНОГОМЫШЛЕНИЯ
ПРАКТИКУМПО
РЕШЕНИЮИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХЗАДАЧ
6. ИЩИТЕ
ТРУДНЫЕЗАДАЧИ
В
ЕДИНОМРИТМЕ
СТАНДАРТНА
СМЕЛОЕРЕШЕНИЕ
ЕСЛИНУЖНОВЕЩЕСТВО
-ВОЗЬМЕМПУСТОТУ
МАГИЯ
МАЛЕНЬКИХЧЕЛОВЕЧКОВ
ИЗОБРЕТЕНИЯ,
ЗАКАЗАННЫЕМЕЧТОЙ
7. ВЕКТОР
ИДЕАЛЬНОСТИ
СИСТЕМАНА
ВОЛНАХЭВОЛЮЦИИ
ОРИЕНТИРВ
МЕНЯЮЩЕМСЯМИРЕ
ВЫНЕСЕМ
ТРИВИАЛЬНОЕЗАСКОБКИ
ПРАКТИКУМПО
РЕШЕНИЮИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХЗАДАЧ
8. СТРАТЕГИЯПЛЮС
ТАКТИКА
ГОТОВНОСТЬК
ДЕЙСТВИЮ
СУММАИНФОРМАЦИИ:
УКАЗАТЕЛЬЭФФЕКТОВДЛЯ
ИЗОБРЕТАТЕЛЯ176
УВИДЕТЬБУДУЩЕЕ
9. ПРОГРАММИРУЕМ
НЕОЖИДАННОСТИ
СИСТЕМЫ:ВОЗВЕДЕНИЕВ
СТЕПЕНЬ
ИЗОБРЕТАТЕЛЯМИ
СТАНОВЯТСЯ
ПРАКТИКУМПО
РЕШЕНИЮИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХЗАДАЧ
УТОЧНИМ
СХЕМУРЕШЕНИЯТЕХНИЧЕСКИХЗАДАЧ
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. УКАЗАТЕЛЬ
ФИЗИЧЕСКИХЭФФЕКТОВ
2. УКАЗАТЕЛЬ
ХИМИЧЕСКИХЭФФЕКТОВ
3. УКАЗАТЕЛЬ
ГЕОМЕТРИЧЕСКИХЭФФЕКТОВ
4. ТЕХНИЧЕСКИЕ
ФУНКЦИИЭФФЕКТОВ
5. ОТВЕТЫ
КЗАДАЧАМ
ОКНИГЕИЕЕ
АВТОРЕ
Первое
изданиекниги"Какстатьизобретателем"вышлов1990г.в
издательстве"Просвещение"(Москва)тиражом100тысяч
экземпляров.В
товремяэтобылобычныйтираж,иегодаженехватилодля
свободной
продаживкнижныхмагазинахстраны.Тиражразошелсяпо
библиотеками
поцелевымзаказамшкол,институтов,техникумови
многочисленных
участниковсуществовавшеготогда"незримогоколледжа"ТРИЗ
(теории
решенияизобретательскихзадач)-что-тооколодвухсот
региональных,мелкихикрупныхгрупп,кружковиуниверситетов
научно-технического
творчества.Книгасразусталабиблиографическойредкостью.
Необходимостьвее
INTERNET-изданиидлясамогоширокогочитателяочевиднаавтору
удалосьсовместитьпочтинесовместимое:четкоеиполное
изложение
новой,вомногомпарадоксальной,научнойтеориисясными
достаточно
популярнымизложениемвсехееправил,законовиприемов
решения
изобретательскихзадач.Всеположениятеориииллюстрированы
множествомпримеров(изобретений)иснабженыметодическим
аппаратом
длясамостоятельнойтренировкиврешениитворческихпроблемреальныхизобретательских
задач.
Автор,СаламатовЮрий
Петрович,доцент,кандидаттехническихнаук,автор50изобретений
и
многочисленныхпубликаций,втомчислетрехкнигпоТРИЗ.
Занимается
изучениемиразвитиемтеорииболее25лет.С1980г.является
членом
ОЛТИ-общественнойлабораториитеорииизобретательства
(руководительГ.С.Альтшуллер).В1982-1991гг.обучалинженерови
научныхработниковвКрасноярскомуниверситетенаучнотехнического
творчестваприкраевомсоветеНТО(научно-техническихобществ).
С
1989г.директорКрасноярскогофилиалалаборатории
изобретающих
машин,ас1998г.-организаторидиректорИститута
инновационного
проектирования(INSTITUTEOFINNOVATIVE
DESIGN).
Неменееважной
причинойINTERNET-изданиякнигиявляетсястремление
сохранить
отечественныйприоритетимировоепервенствовразработкеэтого
научногонаправления.ЗарубежомТРИЗактивноосваиваетсяво
многих
странах.Существуетнесколькодесяткованглоязычныхсайтовв
"мировойпаутине",посвященныхтолькоТРИЗ.Даннаякнига(и
другие
книгиавтора)переводятсянамногиеязыки.Воттолькодвессылки
на
англоязычноеияпонскоеизданиекниги"Какстатьизобретателем"
(расширенныеварианты)поддругими
названиями:
YuriSalamatov
"TRIZ:THERIGHTSOLUTIONATTHERIGHTTIME:AGuideto
InnovativeProblemSolving"EditedandadaptedbyValeriSouchkov.
TranslatedfromRussianbyMariaStrogaiaandSergeiYakovlev.
PublishedbyInsytecB.V.1999.TheNetherlands.E-mail:
info@insytecс.com.Webaddress:www.insytecс.com
YuriSalamatov"TRIZ
Philisophy:TheHeartofCreativeProblemSolving",SuperInventive
TechniqueTRIZSeriesVol.5,(TranslatedbyToruNakagawaand
MithubishiResearchInstitute,PublishedbyNikkeiBP,Tokyo,Japan,Nov.
17,2000."TRIZHomePageinJapan":http://www.osaka-gu.ac.jp
Далее
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
30
Размер файла
473 Кб
Теги
1990, изобретатель, просвещения, статья, саламатов
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа