Административное противоречие.

Основные признаки — несоответствие в производственной ситуации желае­мого и действительного. Возникновение противоречий между технической системой и человеком или природой. Обострение старых и появление многих новых технических и социальных задач на уровне надсистемы.

Причины — отсутствие новой или исчерпание возможностей старой техни­ческой системы для удовлетворения повышенной или вновь возникшей потреб­ности.

Последствия — повышение вредного влияния на надсистему, природу, че­ловека.

Условия разрешения — анализ ситуации. Локализация нежелательного яв­ления, перевод в подсистему и выявление технического противоречия.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ.

Основные признаки — ухудшение каких-либо частей системы при улучшении других. Возникновение нескольких новых технических задач на уровне системы.

Причины — исчерпание возможностей технической системы. Неверный выбор места изменения системы. Борьба со следствием, а не с причиной.

Последствия — усложнение системы и надсистемы, резкое повышение мате­риальных и экономических затрат.

Условия разрешения — проведение причинно-следственного анализа, выявле­ние первопричины возникновения нежелательного явления и микрозадачи в под­системе. Определение физического противоречия.

ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ.

Основные признаки — возникновение противоречивых требований к физи­ческому состоянию одного элемента подсистемы. Выявление одной новой физи­ческой задачи на уровне подсистемы.

Необходимость внесения изменений в один элемент или в часть его.

Причины — несоответствие состояния вещества элемента или вида энергии требуемому.

Последствия — усложнение системы, введение новых элементов и новых ви­дов энергий.

Условия разрешения — уточнение физических требований по времени и пространству. Задействование ранее неиспользуемых веществ и энергий, имею­щихся в системе, подсистеме и надсистеме. Использование знаний законов при­роды.

 

Отметим, что задача может быть удовлетворительно решена на любом этапе ее обработки. Это зависит от имеющегося опыта и знаний. Но чаще всего приходится уточнять задачу, добираясь до одного-единственного противоречия на физическом уровне.

Как это делать и какие инструменты использовать при раз­личных уровнях противоречий, мы узнаем в следующих главах. А пока вашему вниманию предлагаются задачи, которые не по­хожи друг на друга, но для своего решения потребуют единого подхода. Воспользуйтесь основными принципами разрешения фи­зических противоречий (приложение 1).

Задача № 27. Известен способ подъема затонувших кораб­лей с использованием понтонов — стальных цилиндров объемом от 50 до 5000 м3. Их заполняют водой, опускают на дно и прикрепляют к корпусу затонувшего судна. Затем со спасательного судна по шлангам подают сжатый воздух, вытесняя из понтонов воду. Понтоны всплывают, поднимая корабль на поверхность. Способ применим лишь на относительно небольших глубинах — несколь­ко десятков метров. С увеличением глубины — несколько сот метров — компрессоры спасательного судна не в состоянии развить давление воздуха, способного вытеснить воду из понтонов. Увеличение мощности компрессоров наталкивается на их чрезмер­ную сложность и энергоемкость. Это техническое противоречие. Сформулируйте ИКР по отношению к воде, которая находится в понтонах, выявите возникающее физическое противоречие и разрешите его, используя знания школьной физики.

Задача № 28. В одной из латиноамериканских стран во время профессионального матча по боксу спортсмены и их тренеры столкнулись с загадкой. Довольно средний боксер неожиданно одержал ряд побед, причем все — накаутом.

Проигравшие рассказали, что в начале боя его удары были вполне обычны, но постепенно тяжелели, достигая через неко­торое время страшной силы, как будто боксер бил не обыкновен­ной перчаткой, а камнем. Но перчатки перед боем проверяет судья, в них ничего не спрячешь. Менять конструкцию перчатки не допускается. Как спортсмен превращал мягкую перчатку в твердую?

3 а д а ч а № 29. Плужковый сбрасыватель сыпучих материа­лов с ленты конвейера должен плотно и сильно прижиматься к поверхности ленты. Однако при этом лента недопустимо быстро изнашивается. Как устранить износ ленты?

3 а д а ч а № 30. Как перейти речку, не замочив обувь? Пред­ложите как минимум четыре способа.

Задача № 31. На некоторых нефтеперерабатывающих за­водах первичный подогрев нефти осуществляется в трубчатых змеевиках, которые с внешней стороны обогреваются рядом фа­кельных форсунок. Для повышения производительности установ­ки увеличили факел горелок. Большое пламя стало касаться по­верхности труб, возникли участки местного перегрева, приводя­щие к пригару нефти. Пришлось убавить факел, но тогда нефть не успевала прогреваться. Как увеличить факел, избежав прямого контакта пламени с поверхностью трубы?

Задача № 32. Один крестьянин нашел старинный кувшин. Как только он открыл его, оттуда, как и положено в сказках, вылетел злой джин.

Я должен убить всякого, кто выпустит меня на волю,—
сказал джинн.— Так я запрограммирован, и ничто не сможет оста­
новить меня!

А ты можешь выполнить мою одну последнюю просьбу? - спросил крестьянин.

Конечно! Я всемогущий, я мгновенно выполняю все, но затем ты простишься с жизнью. Приказывай любое, кроме того, чтобы я не убивал тебя или чтобы я убил сам себя. Я жду одну минуту!

Прошла минута, крестьянин отдал приказ и остался жив, хотя условия не были нарушены. Что было приказано джинну?

3 а д а ч а № 33. Как предотвратить истирание днища ковша экскаватора?

 

 

 

Высшей истинностью обладает то, что является причиной следствий, в свою очередь истинных. Аристотель

 

 

ПЕРВОПРИЧИНА ПЕРВОЗАДАЧИ

(Решение изобретательских задач на уровне административного противоречия)

Начиная со школы мы привыкаем к тому, что условию задачи следует безоговорочно доверять. Если в условии сказано, что есть Л и б и надо найти Х, мы ищем этот X, считая, что А и Б достоверны и достаточны. В изобретательской практике это поло­жение не соблюдается. Более того, прилежное следование усло­виям необработанной изобретательской задачи может значитель­но усложнить получение ответа или даже сделать его невоз­можным.

Представьте, что перед вами обычная шахматная задача в три хода, которую вы решаете без труда. Но вот кто-то, прежде чем предложить ее вам, поставил на доску произвольно еще деся­ток фигур. Бывшая простенькая задача теперь невероятно услож­нилась, и решить ее стало практически невозможно.

Подобное часто случается в изобретательской практике. Но нельзя, да и не у кого требовать: «Поставьте правильно задачу, тогда я ее решу». Переформулирование задачи, освобождение ее от лишних фигур и есть первый творческий этап изобретателя. Правильно сформулированная задача уже сама дает ответ.

Как очистить производственную ситуацию от «лишних фигур»? Как преодолеть административное противоречие, порождающее неопределенность действий?

Помните, как победил Кощея Бессмертного сказочный Иван-царевич? Вначале он попал в непроходимые лесные дебри, среди которых обнаружил огромный дуб. Затем на этом дубе был найден сундук. Когда он разбился, из него выскочил заяц. Поверженный заяц превратился в утку, которая, будучи сбитой, выронила яйцо. Так Иван-царевич, все более упрощая ситуацию, выходил к своей мини-задаче. И вот в его руках добытая из яйца игла, не­сущая смерть Кощея. Переломить иглу надвое не составило труда.

Как видим, и в сказке не сразу дело делается. Трудная за­дача по борьбе с Кощеем постепенно упрощалась, становилась более доступной и легко выполнимой.

Подобное происходит и с изобретательской задачей. Ее нуж­но также постепенно «раздевать», снимая слой за слоем, пока она не превратится в мини-задачу с четким противоречием -иглой, которая уже не потребует больших усилий для своего переламывания. Это и есть начальный этап в технологии изобре тательства. Познакомимся с этим этапом поближе.

Основной принцип преодоления административного противоре­чия сформулировал еще в прошлом веке незабвенный Козьма Прутков: «Отыщи всему начало, и ты многое поймешь!» Послу­шаемся его совета.

Однажды фирма «Сименс и Шуккерт» попросила у П. Л. Ка­пицы консультацию, чтобы выяснить, почему не работает электро­двигатель очень важной машины. Сумма гонорара была назначена солидная — 10 тыс. марок. Капица осмотрел машину, потом взял молоток и ударил по коренному подшипнику,— двигатель зара­ботал. Фирме стало обидно платить деньги, и она попросила ученого составить нечто вроде письменной калькуляции. Он со­ставил: «Один удар молотком — 1 марка, 9999 марок за то, что знал, куда ударить».

В чем главная заслуга Капицы? Он увидел причину — несо­осность подшипников, и достаточно было одного удара молотком, чтобы устранить эту причину.

Очень часто в изобретательской практике поиск места «уда­ра» и составляет главную заботу изобретателя. За примером далеко ходить не надо.

В одной заводской котельной в январскую стужу резко снизи­лось производство пара, идущего на технологические нужды. Телефон ла столе начальника цеха надрывался от тревожных звон­ков. А в это время сам начальник вместе с кочегарами бил ку­валдой по стенке угольного бункера, пытаясь разбить смерз­шуюся глыбу угля, которая зависла и перекрыла все выходное от­верстие.

Такое было уже не раз, но, в отличие от случая с П. Л. Капи­цей, здесь не знали, куда бить, чтобы восстановить работоспособ­ность системы, т. е. подачу угля из бункера. Еще ранее были испытаны мощные вибраторы, прикрепленные к стенке бункера. Здание небольшой котельной ходило ходуном, но уголь в бункере по-прежнему оставался мерзлым монолитом.

Изучили патентную литературу. Изобретатели предлагали сот­ни хитроумных приспособлений для раскалывания в бункере смерзшегося угля: от огромной механической клюки, которая вращалась бы внутри бункера, вороша уголь, и кончая лазерной пушкой. Но затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию таких устройств превышали стоимость самой котельной...

Что же делать? Устанавливать самоходную кувалду помощ­нее (такие изобретения уже есть) или уж сразу сверхробота с суперкомпьютером и с двумя кувалдами? А может быть, вер­нуться к истокам задачи? И найти место, время и элементы, которые участвуют в возникновении причины нарушения сыпу­чести угля?

Проследим технологическую цепочку прохождения угля. На открытом складе экскаватор загружает углем самосвал. Здесь проблемы нет — уголь хотя и промерзший, но сыпучий. Вот самосвал привез уголь и выгрузил его в бункер. При выгрузке уголь тоже, хорошо сыпался, и не было больших глыб. А вот на выходе из бункера появляются смерзшиеся глыбы. Откуда они взялись? Что нарушилось? Проанализируем, какой элемент мог этому способствовать. Таким элементом оказался теплый воздух котельной, который через выходное отверстие проникает вглубь бункера, где охлаждается, и имеющаяся в нем влага конденси­руется на поверхности угля. Замерзая, эта влага и смораживает частицы угля между собой. Итак, причина найдена. Что надо сделать?

Конструктивных решений может быть много, но согласно тре­бованиям идеальности лучшее то, при котором окружающий ко­тельную холодный воздух сам будет препятствовать поступлению теплого воздуха котельной в бункер. Для этого достаточно поста­вить вентилятор, который будет закачивать в бункер холодный воздух и вытеснять оттуда теплый. Оттайка угля прекратится и сохранится его сыпучесть. К сожалению, мы очень часто начинаем изменять техническую систему там, где идут последствия, а не там, где возникает при­чина. Отсутствие системного мышления, о котором мы говорили ранее, наказывается непроизводительными затратами, а порой лишними ненужными работами.

В механосборочном цехе одного из крупных предприятий был объявлен конкурс. Требовалось выдать из контейнера и ориенти­рованно подать в штамп мелкие детали сложной формы. Было ис­пытано много устройств, но все они оказались неэффективными или ненадежными. Творческий коллектив конструкторов работал день и ночь. Но когда проанализировали задачу в прошлом и бу­дущем системы, то оказалось, что решать-то ее не надо.

Дело в том, что впереди по технологической цепочке эти детали при гальванизации уже ориентировались, нанизываясь на стержень перед опусканием в ванну. Потребовалось только схо­дить в соседний цех и попросить, чтобы детали после гальвано­обработки не снимали со стержней, а укладывали в контейнер вместе с ними. Задача решилась не решаясь!

А теперь иная ситуация. При скармливании скоту различных трав, посеянных и выращенных на заливных лугах, необходимо смешивать их в определенных пропорциях. С этой целью были разработаны и испытаны несколько типов машин. Какую машину предложите вы? Или по крайней мере какой принцип положите в ее основу?

Не спешите. Отложите на минуту книгу и подумайте над вашей конструкцией.

В свое время эта задача была предложена читателям об­ластной иркутской газеты. В десятках писем содержались идеи самых фантастических машин. Это был фонтан конструкторских идей — захваты, транспортеры, дозаторы и даже роботы с вилами наперевес. И все они, подгоняемые ЭВМ, старательно перемеши­вали одну кучу травы с другой. А что у вас?

Давайте подумаем, когда и где первоначально возникла за­дача по смешиванию трав? Разве в зимние месяцы? Нет. Задача возникла раньше, еще осенью, как только привезли траву на фер­му. А может быть, еще раньше? Действительно, как только мы скосили траву, сразу же появилась необходимость перемешать ее с другой травой. А если быть еще более смелым? То есть как только трава начинает расти, она уже должна быть перемешана в нужных пропорциях!

Вот мы и вышли на место и время возникновения задачи. Но там никакой технической системы нет. Вот и хорошо, мы теперь не будем гадать — какой элемент должен быть идеальным. Им должна быть трава! Итак, трава сама еще на поле смешивается в нужных пропорциях. Как это сделать?

Перед нами теперь совершенно новая задача, и свое внимание перенесем в поле, где растут травы. Мы видим, как там работает сенокосилка и как в ее бункер по очереди попадает то люцерна, то клевер... Необычная, невозможная ситуация, подумаете вы. А все-таки, как достичь такого? Выход один — травы нужно засеять полосами — 10м люцерны, 10 м клевера и т. д. Тогда при скашивании поперек этих полос в бункер сенокосилки будут попадать травы уже перемешанные и не нужно никакой машины. Это решение признано изобретением и уже внедрено. Осуществляя этот способ, придется только учитывать физиологическую совме­стимость выращиваемых растений.

Как видите, решение нашлось после того, как было обнаружено начало задачи. Хочется особо отметить, что чем дальше от перво­причины пытаются решать проблему, тем более сложным и энерго­емким получается решение.

Иногда, делая причинно-следственный анализ производствен­ной ситуации, в поисках первопричины приходится уходить в да­лекую надсистему, где мы не властны что-либо изменить. Часто это тот случай, когда выявленное административное противоречие порождено неразрешенным административным противоречием надсистемы. Но и в этом случае, чем дальше от последствий вы уйдете в сторону первопричины, тем легче, надежней и с меньшими затратами решится проблема в вашей системе.

Нужно отметить одну особенность. Неразрешенное админи­стративное противоречие, как правило, сопровождается массой измерительных задач. Можно смело утверждать, что там, где есть измерительные и контрольные устройства, там нерешенная «изменительная» задача в подсистеме или в надсистеме. Действи­тельно, все контрольные приборы нужны, чтобы контролировать величину вредных последствий где-то нерешенной или плохо решенной первозадачи. Поэтому, если встречается какая-либо задача на измерение, нужно попытаться найти причину ее появ­ления и устранить ее в том месте, где она возникла. Другими словами, надо измерительную задачу попытаться перевести в «изменительную», чтобы отпала нужда в каких-либо измерениях.

Подведем итоги. Разрешение административного противоречия осуществляется проведением причинно-следственного анализа по технологической цепочке производственного процесса.

Поиск причины в прошлом считается завершенным, если уда­лось обнаружить тот единственный элемент, который порождает всю цепочку вредных последствий. Этот же элемент можно попы­таться разложить на его составные части, вплоть до молекуляр­ного уровня, на котором зарождается первопричина первозадачи. В этом случае мы сразу выходим на физическое противоречие, и решение становится очевидным. Анализ последствий в будущем ведется с целью проверки, не исчезает ли задача сама и действи­тельно ли последствия являются вредными. Следует заметить, что при анализе, двигаясь по технологической цепочке, можно на каждой операции сформулировать свою задачу и решить ее, но главной и основной будет та, которая расположена в районе первопричины. А сейчас для приобретения опыта попробуйте решить реаль­ные задачи, взятые из заводских темников. Попытайтесь выявить первопричину возникновения задачи, ее зону, имеющиеся в ней элементы, составить для них идеал и реализовать его.

3 а д а ч а № 34. К открытому накопительному бункеру подъез­жают самосвалы и выгружают в него руду. Со временем возле бункера образуется насыпь, которая мешает подъезжать самосва­лам. Был объявлен конкурс на лучшее предложение по механизи­рованной уборке насыпи. Что бы вы предложили?

3 а д а ч а № 35. б цехе имеется несколько ванн с кислотой для протравливания деталей. Над ваннами установлены квадратные вытяжные трубы, которые из-за коррозии быстро выходят из строя. Порой проходит 2—3 недели, и уже требуется их замена. В цехе таких установок много, поэтому потребность в ремонте и изго­товлении вентиляционных труб большая. С этой целью была орга­низована специальная бригада. Для работы ей нужно простое уни­версальное устройство для гибки вентиляционных труб различных размеров. Как помочь бригаде?

3 а д а ч а № 36. При лазерной резке металлических труб кап­ли расплавленного металла попадают на внутреннюю поверхность трубы и прилипают к ней. Предложите устройство для зачистки труб от пристывших капель.

 

ЗАЛП ИЗ СОРОКА СТВОЛОВ

(Решение изобретательских задач на уровне технического противоречия)

В одном из домов отдыха произошел любопытный случай. В номере жил веселый симпатичный механик, и все было бы хо­рошо, если бы не регулярно повторяющееся по ночам событие, вы­водящее из себя соседей. Дело в том, что механик храпел, хра­пел не только громко, но и разнообразно. Рулады, выводимые им, не повторялись. К ним невозможно было привыкнуть. Механика будили, но едва он успевал положить голову на подушку, как снова превращался в рычащего льва. Снова вставали, будили, объясня­ли... Наконец, растеряв остатки сна, соседи механика по номеру приступили к анализу сложившейся ситуации. Что же это полу­чается? Надо спать, а вместо этого приходится вставать, чтобы «глушить» механика.

Административное противоречие здесь, как говорится, налицо. Нужно спать, но делать это невозможно. Можно, конечно, спря­тать голову под подушку, но там жарко и душно. К тому же мощные звуки долетают и сюда. Можно было бы перейти в другую комнату, но это потребует сложных ночных переговоров с новыми соседями и администрацией. Итак, определилось техническое про­тиворечие — уменьшение вредных факторов приводит к потере «производительности» отдыха. Кому-то пришло в голову подставить к изголовью кровати механика микрофон, который подклю­чили к здесь же расположенному мощному динамику. Эффект превзошел все ожидания.

Механик всхрапнул, и тут страшный крик репродуктора согнал его с кровати. Ничего не понимая, он снова полез в кровать и только заснул, как рев разгневанного репродуктора снова вы­бросил его на пол. Так повторилось еще несколько раз. Но через час все уснули. Спал и механик, он дышал особенно тихо. Был достигнут почти идеал — храпящий будил сам себя. Кстати, се­годня уже во многих странах мира выпускаются подобные акусти­ческие аппараты, излечивающие от храпа.

Описываемый прием относится к разряду «обратить вред в пользу». Он очень распространен в технике. Например, если в новый поршневой двигатель подавать запыленный воздух, то это ускоряет приработку трущихся деталей двигателя. Раньше всегда берегли двигатель от пыли, но оказалось, что его обкатку целе­сообразней вести при снятом воздухоочистителе.

Известно, сколь велика разрушительная сила мчащегося вод­ного потока. А вот специалисты из «Гидростальконструкции» предложили разделить его на несколько рукавов, закрутить их в противоположные стороны и столкнуть друг с другом. Обессилев в борьбе с самим собой, поток быстро теряет свою разрушительную силу. Приведенные примеры взяты из различных областей техни­ки, но вы уже, вероятно заметили, что все они разрешены с по­мощью одного принципа: «обратить вред в пользу». Что это -случайность или закономерность? А как в других случаях? Ана­лиз многих тысяч изобретений выявил, что при всем многообразии технических противоречий большинство из них разрешается 40 основными приемами (см. приложение 3).

Работа по составлению списка таких приемов была начата Г. С. Альтшуллером еще на ранних этапах становления теории решения изобретательских задач. Для их выявления понадобился анализ более 40 тыс. авторских свидетельств и патентов. Приемы эти и сейчас представляют для изоаретателей большую эвристи­ческую ценность. Их знание во многих случаях позволяет облег­чить поиск ответа.

Сразу же может возникнуть мысль, а нельзя ли заложить эти приемы в ЭВМ и доверить ей решение изобретательских задач? Пробовали это делать, но результатышока не обнадеживающие.

Приемы указывают лишь общее направление и область, где мо­гут быть сильные решения. Конкретный же вариант решения они не выдают. Эта работа остается за человеком.

Как пользоваться приемами? Это можно делать двумя спосо­бами. Просматривать их все, подбирая наиболее удобный для решения данной задачи. Со временем каждый прием отложится у вас в памяти и их подбор не будет составлять труда. Ведь запом­нили же мы азбуку, хотя там тоже более 30 букв. Перебирая возможности каждого приема к конкретной задаче, можно выйти на несколько неплохих решений. Еще раз отметим, что сами приемы не дают конкретного решения и не освобождают от обязанности думать. Причем, думать активно, дерзко, допуская невероятное.

Допустим, что вы решили увеличить надежность автомобиль­ной шины, чтобы ей не был страшен прокол гвоздем. Начнем решать. Первым из списка вам встретился прием «Дробление». Что, это значит? Это значит, что автомобильную камеру нужно... раздробить! Как? Вы даже в мыслях не можете допустить такое. Камеру нужно всегда беречь, чтобы она была целой, а тут сове­туют «раздробить». «Чепуха какая-то!» — скажете вы.

А теперь ознакомьтесь с решением, которое признано изобре­тением. В нем камера раздроблена, в полном смысле этого слова, и выполнена в виде набора сотен эластичных мячей, помещен­ных в шину. Теперь даже десяток воткнувшихся в шину гвоздей не вызовет чувство досады у водителя автомобиля. А теперь воспользуемся таблицей (см. приложение 4). В вертикальной ко­лонке таблицы находят тот параметр, который нужно улучшить, в горизонтальной колонке — который недопустимо ухудшается, если использовать известные способы. На пересечении выбранных колонок считывают номера приемов, рекомендуемых в этом случае. Таким образом, раскладывают техническое противоречие на две части и находят прием его преодоления.

Конечно, никакая таблица не поможет, если неверно опреде­лено техническое противоречие или произошла ошибка в выборе задачи.

Проверим работу таблицы на практике, ибо, как говорил Д. Кардано, ученый, изобретатель карданного вала, живший в XV веке, «рассуждение при решении проблемы должно составлять главное, но господином должен быть все же эксперимент».

Ситуация следующая. Однажды Эдисону понравился молодой человек, изъявивший желание работать в его лаборатории. Слу­шая его планы на будущее, великий корифей изобретательства согласно кивал головой. Когда же поток красноречия дебютанта немного иссяк, Эдисон спросил его: «Какое бы вы хотели сделать свое самое великое изобретение?» — «Я хочу изобрести такой растворитель, который бы(растворял все вещества на земле!» -«Хорошая мысль,— сказал Эдисон и, немного подумав, доба­вил: — А в чем же вы будете хранить ваше чудо?»

Не спешите иронизировать по поводу претензий к молодому изобретателю. Проблема хранения агрессивных жидкостей дейст­вительно существует, и ее следует решать. Кстати, это не очень трудная задача. Нетрудная потому, что в ней ярко выражено техническое противоречие, и, следовательно, легко найти приемы его преодоления.

В свое время задача о растворителе была решена школьни­ками. Попробуйте и вы свои силы.

В вертикальной колонке таблицы найдите то, что необходимо изменить. В данном случае подходит графа «Потери вещества», т. е. растворителя. В горизонтальной колонке ищите то, что вас более всего не удовлетворяет, если пользоваться обычными спосо­бами. Это «Надежность». На пересечении выбранных вертикаль­ных и горизонтальных колонок найдите рекомендуемые приемы. Ими будут 10, 29; 39 и 35-й (приложение 3). Согласно приему 10 надо «заранее расставить части объекта так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места». То есть предлага­ют разделить растворитель на части, которые могли бы вступить в действие и стать агрессивными только после их объединения. Прочитав эту рекомендацию, вы, скорее всего, придете к мысли, что будущий растворитель должен состоять из нескольких компо­нентов, каждый из которых сам по себе нейтрален, но вместе они образуют агрессивное вещество. Как видите, проблема хране­ния снята. Именно так хранят, например, ракетное топливо, которое состоит из двух главных компонентов — горючее (жидкий водород) и окислитель (четырехокись азота). Но это еще не все.

Прием 29 рекомендует: «Вместо твердых частей используйте газообразные или жидкие вещества». Следуя этому совету, чудо-растворитель нужно удерживать на воздушной подушке. Он бу­дет висеть в воздухе, не касаясь стенок сосуда, в котором нахо­дится.

А прием 35 советует изменить агрегатное состояние раствори­теля. Переведем его из жидкого состояния в твердое, т. е. заморо­зим. В таком виде любой растворитель неактивен, а следова­тельно, не воздействует на материал сосуда, в котором хра­нится.

Обратимся теперь к приему 39. По нему хранение раствори­теля нужно вести в вакууме. Если этот вакуум в невесомости, растворитель крупной каплей будет неподвижно висеть внутри сосуда, не касаясь его стенок.

Итак, мы нашли четыре способа хранения «всерастворяющего» растворителя. Жаль, что у нового сотрудника Эдисона не было в кармане приемов устранения технических противоречий и табли­цы их применений.

Теперь вернемся в наш индустриальный век. Представьте, что вы попали в заготовительный цех металлургического завода. Лязг и грохот обрабатываемого металла, всполохи электросварки, резкие пронзительные звонки крановых механизмов оглушили и ослепили вас.

Увы, и сегодня еще есть такие цехи, и работающим в них людям приходится применять наушники и темные очки. Однако такая экипировка лишает их возможности услышать или уви­деть сигналы пожарной, например, тревоги. Как быть? Если снабдить каждого работающего индивидуальным радиоприемни­ком — это не поможет, в цехе слишком много помех для радио­сигналов, и они неузнаваемо исказятся. Итак, нам нужно улучшить информацию, но мы наталкиваемся на ненадежность известных способов.

Для преодоления этого противоречия рекомендуется прием 28:«Замена механической схемы оптической, акустической, запаховой».

Оптические и звуковые сигналы, как мы /уже выяснили, не­эффективны. Остается запаховый способ сигнализации. Решаем по общеобменной вентиляции в момент пожарной опасности по­давать в цех резко пахнущее, относительно безвредное химическое вещество, например этилмеркаптан. Почувствовав невыносимо резкий и весьма неприятный запах, даже самые недисциплиниро­ванные быстро покинут помещение. Цель достигнута, как гово­рится, и «дешево» и «сердито».

Остается заметить, что использование запахов в технике ста­новится все более популярным. Ампулы с пахучим веществом помещают в ответственные тяжелонагруженные детали машин. По мере износа этих деталей разрушается помещенная в них ампула, и запах дает сигнал о необходимости ремонта. В этом случае механик, обслуживающий механизм, не прослушивает его, а как бы «обнюхивает». И кто знает, может быть, когда-нибудь будет возможна такая картина. На очередное техническое обслужива­ние в автосервис поступила машина «Жигули». Мастер, усиленно раздувая ноздри, осматривает машину: «Что это у вас радиатор пахнет ромашкой? Никак крыльчатка насоса поизносилась. Заме­ним. А рулевая тяга в вашей машине уже чуть-чуть пахнет фиал­кой — надо менять вкладыши...»

А теперь попробуйте проверить по таблице задачу об оттайке грунта под опорами ЛЭП, которую вы разбирали раньше

(см. с. 61). Для решения ее нужно было знать о величине оттайки нижних слоев грунта. Пытаясь выяснить это с помощью известных способов, вы столкнулись с техническим противоречием: с повы­шением степени информативности (24-я графа по вертикали) усложняется контроль (37-я графа по горизонтали). Рекомендо­ванные приемы преодоления этого противоречия — 35 и 33.

Согласно приему 35 надо использовать изменение агрегатного состояния объекта, т: е. грунта. Вы, собственно, так и поступили, хотя пришли к этой мысли несколько иным путем.

Используя прием 33, вы должны были изготовить информи­рующее устройство из тех же материлов, из каких состоит грунт. И поступили именно так, использовав грунтовую воду.

Чтобы научиться свободно владеть приемами и таблицей, нужно решить несколько сотен задач. Только тогда можно рассчи­тывать на успех. Согласитесь, рискованно выходить на ринг, толь­ко прочитав наставление по боксу. Нужна длительная упорная тренировка.

А теперь попробуйте решить несколько задач самостоятельно, используя для этого приемы и таблицу. Для нетерпеливых есть подсказки в конце книги.

3 а д а ч а 37. Концентрированная серная кислота поставляет­ся на предприятия в стеклянных бутылях емкостью 30...40 л. Часто возникает необходимость выдавать из бутылки кислоту не­большими порциями. Наклонять бутыль рискованно: серная кис­лота — источник повышенной опасности для персонала. Можно выдавливать кислоту, загоняя в бутыль воздух, но стекло -хрупкий материал, и служба техники безопасности запрещает такой метод. Однако выход был найден. Какой?

3 а д а ч а 38. Известно, к каким последствиям может привести замороженная в тепловых радиаторах вода. Внесите минималь­ные изменения в конструкцию радиаторов, позволяющие не до­пустить его разрывов при замерзании воды.

Задача 39. Как с помощью обычного медицинского термо­метра измерить температуру комнатной мухи?

Задача 40. Нужно визуально проверить качество поверх-'ности миниатюрных прецизионных шариков для подшипников, диаметр шариков 0,2...0,5 мм. Применение микроскопа сложно, трудоемко и непроизводительно. Здесь повышение точности изме­рения наталкивается на сложность контроля. Исходя из этого противоречия, найдите по таблице соответствующий принцип и решите задачу.

Задача 41. На гоночных автомобилях очень важно наблю­дать за положением передних рулевых колес. Но эти же колеса обладают большим лобовым сопротивлением, в результате кото­рого снижается скорость автомобиля. Сопротивление можно уменьшить, накрыв колеса обтекателями, но тогда они не будут видны гонщику и возможен сход автомобиля с трассы. Как быть?3 а д а ч а 42. Нужно транспортировать влажную глину шнеко-вым винтовым питателем, но глина прилипает/ к поверхности шнека и не продвигается вперед. Как быть?

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЙ РАЗГОВОР

(Решение изобретательских задач на уровне физического противоречия)

 

Ранее вы выяснили, что качественное изменение техники воз­можно только через преодоление противоречий. Другого пути нет.

Иногда удача в решении задачи приходит на стадии адми­нистративного противоречия. Но это при условии, если удается, используя многоэкранную схему мышления и причинно-следст­венный анализ, точно найти первопричину задачи: как правило, там обнаруживается один элемент — «виновник». На стадии тех­нического противоречия задачу можно решить с помощью спе­циальных приемов. И здесь чем точнее определено техническое противоречие, тем эффективнее применение приемов. В обоих случаях успех определяется величиной приближения к физи­ческому противоречию. А для того чтобы нам более ярко выявить его, к элементу, который является первоисточником всех забот, предъявляют требование идеальности (идеального конечного ре­зультата— ИКР). Вот здесь сразу выявляется, «кто есть кто». Это, так сказать, общая стратегия подхода к решению изобре­тательской задачи. А тактика заключается в применении общих диалектических принципов разрешения физических противоречий. Эти принципы сформулированы в приложении 1. Основные из них — разрешение противоречивых требований во времени и в про­странстве. При этом используются системные свойства объектов и свойства фазовых переходов вещества из одного агрегатного состояния в другое.

Один из этих принципов или оба сразу применяются в реше­нии любой изобретательской задачи.

Сложности в применении принципов возникают тогда, когда еще не ясна физика явлений, происходящих в оперативной зоне, и нечетко выявлен тот элемент, к которому предъявляется физи­ческое противоречие. Напомним, что под физическим противоре­чием понимается случай, когда к одному элементу или даже к его части предъявляются противоположные по физическому со­стоянию требования. Например, объект должен быть тяжелым и легким или горячим и холодным и т. п.

А теперь разберем несколько задач.

Помните, как благородный Портос из знаменитых «Трех муш­кетеров» приказал своему портному снять с него мерку для но­вого костюма, но при этом он запретил притрагиваться к себе? Что было делать бедному портному? К счастью, он оказался догад­ливым и разрешил это противоречие, измеряя Портоса не там,где тот стоял, а...• в зеркале. Таким образом, противоречие было разрешено разнесением действий в пространстве.

Можно было бы разрешить эти противоречия и во времени, т. е. дождаться, когда Портос станет менее знаменитым и позво­лит к себе притрагиваться.

А можно было тому же портному воспользоваться и систем­ными переходами. Старый костюм, как «прошлое» Портоса, мог служить объектом для измерения. Вариантов много. Важно, кото­рый из них в данных условиях и в данное время осуществим.

А вот задача из сегодняшних забот.

Необходимо уложить в грунт ребристую стеклянную трубу пе­ременного диаметра. Откопали траншею, уложили трубу и засы­пали ее песком. Сразу же выяснилось, что труба лопнула. Повто­рили все сначала, тщательно спланировав дно траншеи и убрав все камушки. Результат оказался тот же. Предлагалось уклады­вать трубу на поролон. Но где его столько найти? Да и дорого.

Читая задачу, вы, вероятно, уже мысленно ведете поиск фи­зического противоречия. Но вы его не найдете, пока не уточните оперативную зону изменений, т. е. место возникновения неже­лательного явления, и не выделите в нем элемент, испытывающий противоречивые п

⇐ Предыдущая123456

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: