Выявлены следующие виды развития:
1.1 Онтогенез — развитие единичной, конкретной АС от рождения до смерти.
1.2. Геногенез — развитие поколения, семейства АС.
1.3. Филогенез — видовое развитие АС.
1.4. Эволюция — развитие АС всех видов.
ЗАКОНЫ ОНТОГЕНЕЗА.
Существует система законов движения, в соответствии с которой происходят
любые изменения. Это закон единства и борьбы противоположностей,
закон перехода количественных изменений в качественные и закон
двойного отрицания.
Существует система законов филогенеза, в соответствии с которой
в активной системе закрепляются свойства и признаки, повышающие выживаемость
активной системы как вида, класса. Это закон возрастания активности,
закон возрастания защищенности, закон стремления к идеальности
и закон стремления к гармонии.
Но существует еще и система законов, в соответствии с которой происходят
прижизненные изменения активной системы. Это система законов онтогенеза.
В классической ТРИЗ некоторые из этих законов описаны как законы «Статики» (http://www.altshuller.ru/triz/zrts1.asp. )
Это закон полноты частей системы, закон «энергетической проводимости»
системы и закон согласования ритмики частей системы.
Кроме этих, специфически онтогенетических законов в онтогенезе
действуют и законы движения, и законы филогенеза.
Рассмотрим подробно механизмы действия этих законов в филогенезе.
1. ЗАКОН ПОЛНОТЫ АКТИВНОЙ СИСТЕМЫ.
Г.С. Альтшуллер формулирует закон таким образом:
Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической
системы является наличие и минимальная работоспособность основных
частей системы.
Эта формулировка относится только к искусственной части активной
системы и по умолчанию предполагает наличие человека,
управляющего такой технической системы.
Мы же формулируем закон для активной системы, которая способна
производить изменения и без участия человека.
Формулировка закона.
Система только тогда активна (способна производить изменения),
когда она полна.
То есть активная система с необходимостью должна иметь
полный набор органов (подсистем).
Генрих Саулович Альтшуллер, вслед за классиками марксизма, утверждает,
что «Каждая техническая система должна включать четыре основные
части: двигатель, трансмиссию, рабочий орган и орган управления».
Однако, такая система не способна работать без участия человека.
В настоящее время существуют технические системы, способные
производить изменения самостоятельно. Это роботы и беспилотные
аппараты, заводы -автоматы.
Такие, полные технические системы содержат девять частей (блоков):
1. Инструмент (рабочий орган);
2. Преобразователь энергии (трансмиссия);
3. Источник энергии;
4. Орган управления;
5. Преобразователь команд ;
6. Источник команд;
7. Источник решений;
8. Преобразователь информации;
9. Датчик.
Рис.1 Полная техническая система.
Если техническая система не является полной,
то при производстве изменений, роль ее недостающий частей
выполняет человек или животное, или и человек и животное вместе.
ЗАКОН ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ.
В изложении Г.С.Альтшуллера закон звучит так:
«Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической
системы является сквозной проход энергии по всем частям системы».
Поскольку в законе полноты Альтшуллер учитывал только четыре основные
части ТС, постольку и закон проводимости получился усеченным.
На самом деле необходимым условием принципиальной жизнеспособности
активной системы является сквозной проход по всем частям системы
не только энергии, но еще и вещества, команды и информации.
Наглядно это изображено на Рис. 1. Желтые стрелки изображают сквозной
проход вещества, красные – энергии, синие – команды,
а голубые – информации.
Эти обстоятельства требуют изменить и название закона и его формулировку.
ЗАКОН СКВОЗНОГО ПРОХОДА:
Необходимым условием жизнеспособности активной системы является
сквозной проход через нее вещества, энергии, команды и информации.
Третий закон «Статики» — закон согласования ритмики частей
технической системы звучит так :
«Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической
системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности)
всех частей системы».
Этот закон можно рассматривать как частный случай закон стремления к гармонии.
Части активной системы должны быть согласованы не только по частоте колебаний
и периодичности, но и по химическому составу, и по температуре,
и по давлению, и по многим другим параметрам.
ЗАКОНЫ ФИЛОГЕНЕЗА
По закону единства и борьбы противоположностей (ЗЕБП), все
активные системы (АС) постоянно находятся в состоянии борьбы
друг с другом за ресурсы — пространство, время, вещество, энергию,
информацию.Победа в этой борьбе, зависит от качества АС, которое
обеспечивается количественными характеристиками (параметрами) системы,
в соответствии с законом перехода количественных изменений в
качественные (ЗПКК). Победившая АС имеет больше шансов на
воспроизводство, и постепенно
вытесняет (отрицает) менее качественные системы, в соответствии
с законом двойного отрицания. Результатом действия законов движения
является эволюционная эффективность (ЭЭ)– совокупность качеств,
обеспечивающих выживаемость АС.
Образно, взаимосвязь законов можно представить в виде
«древа развития», корнями которому служат законы движения,
а ветвями — законы развития. Ствол древа развития — эволюционная эффективность
(термин предложен Сергеем Малкиным), численное значение которой
отражается формулой красоты, интегрирующей законы развития.
Красота — это субъективное восприятие эволюционной эффективности.(Определение Алексея Захарова)
Демонстрацию действия законов развития можно посмотреть здесь:
Рис.4. Древо развития.
Формулировка закона возрастания активности: Гиперболизация — это пропорциональное увеличение размеров. Рис.2. Круизный лайнер «Poesia». Рис.3. Аэробус А380. Рис.4. Дирижабль «Гинеденбург». Рис.5. Самая крупноколиберная пушка «Дора». Рис.6. Снаряд для «Доры».
Мультипликация — это увеличение количества инструментов. Мультипликация позволяет умножить активность ТС во столько раз, во сколько раз увеличивается количество инструментов. Рис.2. Мультипликация двигателей и шасси у самолета «Мрия». Рис.3. Четыре ствола у пулемета «Шилка». Рис.4. Шесть стволов у «Минигана». Рис.5. Восемь колес у бронетранспортера. Рис.6. Более сотни этажей у небоскреба. Рис.7. Двенадцать цилиндров у ДВС. Рис.8. Несколько десятков вагонов у товарного поезда.
Интенсификация — это сокращение времени на производство единичного изменения. Интенсификация позволяет повысить активность инструмента без увеличения его размеров и увеличения количества инструментов. Частные случаи интенсификации — повышение производительности у станков, повышение быстродействия у компьютеров, увеличение скорострельность у оружия, повышение скорости химической или ядерной реакции . Рис.2. Cамый быстродействующий на сегодня ноутбук — ThinkPad T43. Рис.3. Пистолет-пулемет «Узи». Скорострельность — 600 выстрелов в минуту. Рис.4. Быстрая химическая реакция — взрыв. Рис.6. Быстрая ядерная реакция. Ядерный взрыв.
Повышение ранга ТС — это усложнение структуры ТС, путем добавления к ней недостающих органов — преобразователя энергии к инструменту, источника энергии к машинке, органа управления к агрегату и т.д. Самый высокий ранг имеют роботы и полностью автоматизированные системы.
Активная система в филогенезе, приобретает только такие изменения, которые наращивают или хотя бы не снижают ее активность.
Поскольку человеческую составляющую изменить трудно, основная доля изменений падает на искусственную подсистему активной системы (ИПАС).
Пути наращивания активности:
Иногда гиперболизация является единственным путем наращивания активности.
Например, длина моста диктуется шириной водной преграды, размеры транспортного средства — количеством одновременно перевозимых пассажиров, размеры орудия — требуемой дальнобойностью.
Рис.1. Беспилотный автомобиль.
Рис.2. Завод-автомат HAUS-KONZEPT.
Рис.3. Беспилотный самолет MQ-9 Reaper.
Рис.4. Американский самозарядный миномет.
Рис.5. Домашний робот ULTIMATE WALL-E.
Рис.6.Боевой робот.
Рис.6.Автономное подводное средство (АПС).
Рис.1. Принципы, обслуживающие закон возрастания активности.
А = ГхКхИ/P
Где:
А — активность.
Г – габариты рабочей части инструмента.
К — количество инструментов.
И — коэффициент интенсивности.
Р — ранг АС.
Общая активность считается по формуле:
А общ.= ТхА
Где:
А общ. – общая активность системы.
Т – фактическое время работы АС до первого отказа.
А – мгновенная активность.
Из формулы мгновенной активности вытекает алгоритм повышения активности искусственной подсистемы активной системы (ИПАС):
1. Максимально увеличить размеры рабочей части инструмента.
2. Максимально увеличить количество инструментов одной АС.
3. Максимально увеличить интенсивность эксплуатации инструментов:
3.1. Если есть холостые ходы, то устранить.
3.2. Если совершаются возвратно-поступательные движения, то преобразовать их во вращательные.
3.3. Если совершаются вращательные движения, то довести частоту вращения до максимально возможной.
3.4. Если частота вращения максимальна, то добавить к механическому воздействию еще и акустическое, тепловое, химическое, электрическое, магнитное или электромагнитное (принцип суперпозиции).
3.5. Если уже используется не механическая воздействие, то применить принцип суперпозиции или заменить воздействие на еще более интенсивное.
3.6. Максимально сконцентрировать воздействие инструмента на сырье или полуфабрикат.
Формулировка закона возрастания защищенности:
Активная система в филогенезе, приобретает только такие изменения, которые наращивают или хотя бы не снижают ее защищенность.
Для того, чтобы система сохраняла активность, должны выполнятся требования законов существования – закона полноты частей АС и их работоспособности и сквозного прохода ресурсов сквозь АС. С ростом активности систем, находящихся в условиях борьбы (ЗЕиБП), растут угрозы существованию каждой из АС. Шансов на победу в этой борьбе, при одинаковой активности, больше у той АС, которая лучше защищена. Отсюда вытекает закон возрастания защищенности (ЗВЗ).
Активность – это способность и возможность производить изменения или противостоять им. То есть закон возрастания защищенности имеет две ветви. Первая ветвь требует наращивания способности производить изменения, вторая ветвь требует наращивания способности противостоять изменениям. Вторая ветвь ЗВА и есть закон возрастания защищенности (ЗВЗ).
Защищенность АС определяется :
Оборона — это активная форма защиты. Обороноспособность территорий обеспечивают самолеты — истребители бомбардировщиков и зенитно — ракетные комплексы (ЗРК), обороноспособность судов и танков — системы активной защиты (САЗ)
Рис.2. Переносной зенитно-ракетный комплекс (ПЗРК)
Рис.3. Зенитно-ракетный комплекс «Оса».
Рис.4. Зенитно-ракетный комплекс «Тор».
Рис.5. Зенитно-ракетный комплекс «Триумф».
Рис.6. Корабельная система активной защиты «Кинжал».
Рис.7. Корабельная система активной защиты «Каштан».
Рис.8. Танковая система активной защиты «Заслон».
Рис.8. Танковая система активной защиты «Дрозд».
Неузвимость — это отсутствие слабых мест – величина, обратная уязвимости.
Н=1/У
Уязвимость системы – это вероятность полной потери функциональности системы в
течение гарантийного срока эксплуатации. Уязвимость всей системы — это
произведение уязвимости ее подсистем.
У= У1хУ2хУ3 …..
Таким образом, уязвимость системы растет с увеличением количества ее подсистем и с
ростом уязвимости каждой из подсистем и их соединений, связей. Уязвимость всей
системы определяется уязвимостью самого слабого элемента (узла, соединения).
Неуязвимость достигается путем уменьшения количества элементов (принцип
объединения), заключения всего объекта в оболочку — капсулу (принцип инкапсуляции)
и каждого элемента в отдельности. Капсула может быть полной, как у подводной
лодки, батискафа, сейфа или частичной, как у пехотинца — щит, каска, латы.
Рис.2. Огнезащитный сейф.
Рис.3. Бронепоезд.
Рис.4. Броненосец «Петропавловск»
Рис.5. Танк.
Рис.6. Бронетранспортер
Рис.7. Бронированный «Мерседес»
Рис.8. Бронежилет «Кираса»
Рис.9. Химическая защита.
РЕГЕНЕРАЦИЯ (от позднелат. regeneratio — возрождение, возобновление) — это восстановление исходных свойств элементов технических систем. Близкие по значению понятия — восстановление, реставрация.
Рис.2. Восстановление алмазного инструмента.
Рис.3. Восстановление шейки вала.
Рис.4. Установка для регенерации отработанного масла.
Рис.5. Установка для регенерации воздуха.
Рис.6. Реставрация фотографии.
Рис.7. Реставрация лепнины.
Рис.8. Самособирающийся робот.
Рис.1. Принципы, обслуживающие закон возрастания защищенности.
З= Ох R /У
Где:
З- защищенность
О- обороноспособность.
R- регенеративная способность.
У – уязвимость.
Из формулы защищенности вытекает алгоритм наращивания защищенности:
1. Определить все возможные угрозы АС.
2. Разработать активную защиту от каждой из этих угроз.
3. Дублировать однократно или многократно все блоки АС и обеспечить автоматическую замену вышедшего из строя блока.
4. Разработать пассивную защиту от каждой из угроз, определенных в п.1 (Принцип инкапсуляции)
5. Объединить между собой все формы защиты.
Формулировка закона стремления к гармонии:
Активная система в филогенезе, приобретает только такие изменения, которые снижают или хотя бы не наращивают количества и остроты конфликтов.
Конфликт – это столкновение , снижающее функциональность.
Элементарный конфликт – конфликт, состоящий из двух объектов и одного воздействия.
Воздействие – попытка произвести изменение.
Активный участник конфликта – воздействующий объект
Пассивный участник конфликта – объект, испытывающий воздействие.
Закон единства и борьбы противоположностей вынуждает АС бороться за собственное существование. Ради победы в этой борьбе система наращивает свою активность и защищенность. Это в свою очередь требует увеличения расходов ресурсов – пространства, времени, вещества, энергии, информации. А закон стремления к идеальности требует снижения расходов ресурсов. Лучший способ удовлетворить требованиям сразу трех законов — это снижение накала борьбы, еще лучше – полный выход из борьбы. Это порождает закон стремления АС к гармонии (бесконфликтности) Конфликт можно устранить только двумя способами — разделением конфликтующих сторон в пространстве или разделением конфликтующих сторон во времени.
Гармоничность АС может быть выражена формулой:
Г = 1/O1+O2
Где:
Г – гармоничность.
О1 – острота внутренних конфликтов.
О2 – острота внешних конфликтов.
Острота конфликта определяется его типом.
Наиболее острым конфликт является такой, результатом которого может быть разрушение одного из участников или его подсистемы.Это отношения типа «хищник – жертва». Если один объект связан с другим, и эта связь нарушает функциональность одного из объектов, то это отношения типа «хозяин – паразит». Если один объект препятствует перемещениям другого, функция которого состоит в перемещении, то это отношения «пилот – препятствие». Если один объект загрязняет другой объект, к которому предъявляются требования по чистоте, то это отношения «деготь – мед». Если один объект пытается обнаружить другой, а этот другой должен оставаться скрытым,то это отношения «датчик – искомый объект».
Присвоим конфликту типа «датчик-искомый объект» — остроту, равную 1, конфликту типа «деготь – мёд» — 2, конфликту типа «хозяин-паразит» — 3, конфликту типа «пилот – препятствие» — 4, конфликту типа «хищник –жертва» — 5.
Оценка гармоничности позволит правильно расставить приоритеты, установить правильную очередность решения технических задач
Алгоритм гармонизации.
1. Выявить все внутренние конфликты.
2. Выявить все внешние конфликты.
3. Если конфликты сложные, то выделить в них ключевые элементарные конфликты.
4. Определить типы конфликтов и ранжировать их по основанию «острота», пользуясь следующей шкалой:
1- «датчик-искомый объект»;
2- «деготь – мёд»
3- «хозяин — паразит»
4- «пилот – препятствие»
5- «хищник – жертва» .
5. Устранить конфликты один за другим, начиная с самого острого, пользуясь конфликтным анализом.
6. Если конфликт не устранен, то воспользоваться АРИЗ 85 В, начиная со 2 части, поскольку первая часть, на самом деле, посвящена анализу сложного конфликта и выявлению ключевого элементарного конфликта.
7. Добавить решенную по АРИЗ-85 задачу в реестр задач-аналогов.
КОНФЛИКТ И ПРОТИВОРЕЧИЕ.
Как в ТРИЗ, так и в других науках, конфликт отождествляется с противоречием. Это грубая логическая ошибка. Попытаемся исправить эту ошибку.
Конфликт – это (в дословном переводе) столкновение.
Конфликт – явление объективное, существующее независимо от нашего о нем мнения.
Элементарное столкновение (конфликт) предполагает наличие двух объектов и
воздействия. В элементарном конфликте всегда один из участников активен, второй
пассивен, поэтому элементарный конфликт не симметричен.
Конфликт поддается изменениям. Его можно ослабить, усилить, остановить, разрешить в
пользу активного или в пользу пассивного участника.
Рис.1. Схема элементарного конфликта
Противоречие – это два взаимоисключающих требования, предъявленные одному явлению.
Противоречие предполагает наличие субъектов, предъявляющих требования, поэтому противоречие – явление субъективное, зависящее от мнения предъявителей. Противоречие предполагает наличие одного объекта(явления) и двух требований, предъявленных к нему. Противоречие симметрично, поскольку все равно, в каком порядке предъявляются требования. Кроме того, противоречие не поддается попытке усиления, поскольку сама формулировка имеет придельную форму, полное взаимное исключение требований. Дальше двигаться некуда.
Рис.2. Схема противоречия
Таким образом, имеем четыре критерия отличия конфликта от противоречия.
1. Конфликт объективен, противоречие субъективно.
2. В структуре конфликта два объекта, а в структуре противоречия – один.
3. Противоречие симметрично, конфликт не симметричен.
4. Конфликт поддается изменениям, противоречие же не поддается изменениям.
Оно или есть, или его нет.
Почему так важно отличать конфликт от противоречия? Потому что процедура работы с
ними разная, и результаты тоже разные. Конфликт разрешается путем разделения
конфликтующих сторон в пространстве или во времени, или усиливается, если это
необходимо для главного производственного процесса (ГПП). А противоречие
устраняется или снятием одного из требований или одновременным удовлетворением
противоречивых требований. То есть, результатом устранения противоречия является
или его отсутствие, или дуализм — одновременное существование в единстве двух
противоположностей.
При решении технических задач очень важно правильно расставить приоритеты.
В реальности существует только конфликт, к каждому из элементов которого могут
быть сформулированы противоречия. В классической ТРИЗ (в АРИЗ-85В) все наоборот —
сначала формулируется противоречие (ТП), а потом, усиливается формулировка
конфликта. Для этого приходится производить подмену понятия «противоречие» на
понятие «конфликт». А это требует отождествления понятий конфликта и противоречия.
Это легко можно усмотреть в формулировке шага 1.4.: «Выбрать из двух схем конфликта
(ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного
производственного процесса» ( http://www.altshuller.ru/triz/ariz85v-1.asp)
В то время как ТП-1 — техническое противоречие№1,
а ТП-2- техническое противоречие №2.
То есть, предлагается из двух противоречий выбрать один конфликт.
КОНФЛИКТНЫЙ АНАЛИЗ
Очень часто изобретательская задача содержит сложный конфликт. Для решения такой задачи необходимо сложный конфликт разбить на элементарные и разрешать элементарные конфликты по отдельности. При этом часто случается так, что элементарный конфликт, описанный в задаче, уже разрешен другими изобретателями. Поэтому, прежде чем применять тяжелую артиллерию АРИЗ 85В, попробуйте воспользоваться реестром задач-аналогов. Для быстрого отыскания подходящей группы задач-аналогов и служит конфликтный анализ.
Для анализа любого, произвольно взятого конфликта, нам понадобится уточнить определения некоторых понятий:
Конфликт – это столкновение объектов или процессов.
Воздействие – попытка произвести изменение.
Изменение — разница между исходным и конечным (промежуточным) состояниями.
Элементарный конфликт – конфликт, состоящий из двух объектов и одного воздействия.
Активный участник конфликта – воздействующий объект
Пассивный участник конфликта – объект, испытывающий воздействие.
Кроме того, нам понадобится еще и классификация воздействий. Предлагаю следующую классификацию:
1. Разрушение ;
2. Защита;
3. Перемещение;
4. Торможение;
5. Сцепление
6. Расцепление;
7. Смешивание;
8. Очистка;
9. Обнаружение;
10. Сокрытие.
Для удобства пользования предлагаемым инструментом, назовем объекты,
которые производят или пытаются произвести указанные изменения соответственно:
1. Хищник ;
2. Жертва;
3. Пилот;
4. Препятствие;
5. Паразит
6. Хозяин
7. Дёготь;
8. Мед;
9. Датчик;
10. Искомый объект.
Не трудно заметить, что перечисленные объекты образуют пары, в которых одни объект активный, а второй – пассивный. Всего получается пять пар:
1. «Хищник – жертва»;
2. «Пилот- препятствие»;
3. «Хозяин – паразит»;
4. «Дёготь – мёд»;
5. «Датчик – искомый объект».
Это и есть классификация элементарных конфликтов по основанию «вид воздействиия» Такая классификация позволяет быстро отыскать аналогичную, уже решенную задачу, в реестре задач-аналогов.
В АРИЗ85В введено понятие технического противоречия (ТП).
ТП – это ухудшение одних параметров при попытке улучшения других.
По существу, определение ТП – это предвзятое описание элементарного конфликта. Предвзятость возникает из-за того, что решатель всегда стоит на стороне главного производственного процесса (ГПП), для которого одни изменения параметров являются желательными, а другие – не желательными.
Конфликтный анализ предлагает сначала непредвзято определить тип конфликта, а только после его определения сделать выбор в пользу ГПП.
Для распознавания типа конфликта достаточно следующих признаков.
1. Если в задаче требуется разрушить или защитить, то это отношения типа «хищник-жертва»
2. Если в задаче требуется что –то переместить или предотвратить перемещение, то это отношения типа «пилот-препятствие».
3. Если требуется отделить что-то от чего-то или наоборот, присоединит что-то к чему-то, то это отношения типа «хозяин-паразит»
4. Если требуется что-то очистить от чего-то, или смешать что-то с чем-то, то это отношения типа «дёготь – мёд».
5. Если в задаче требуется обнаружить что-то или наоборот, скрыть что-то от чего –то, то это отношения типа «датчик – искомый объект».
АЛГОРИТМ КОНФЛИКТНОГО АНАЛИЗА.
Шаг №1. Определить всех участников сложного конфликта.
Шаг №2. Разбить сложный конфликт на элементарные.
Шаг№3. Выделить ключевой для главного производственного процесса (ГПП) элементарный конфликт.
Шаг №4. Определить вид ключевого конфликта, пользуясь классификацией воздействий и классификацией элементарных конфликтов.
Шаг №5. Определить объект, в чью пользу необходимо разрешить ключевой конфликт, то есть объект, необходимый для выполнения ГПП.
Шаг №6. Составить список доступных вещественных и энергетических ресурсов.
Шаг №7. Отыскать такое решение в реестре задач-аналогов(см. приложение №1), в котором используются ресурсы, определенные на шаге №6 как доступные.
Шаг №8. Трансформировать решение в соответствии с предъявленными в задаче требованиями.
Если решение не найдено, то продолжить решение задачи по АРИЗ85В,
начиная со второй части.
Примеры решения задач с помощью конфликтного анализа
Приложение №1. РЕЕСТР ЗАДАЧ — АНАЛОГОВ
ОТНОШЕНИЯ ХИЩНИК-ЖЕРТВА
Задачи, требующие решения в пользу хищника
1. Как очистить быстро и много перцев, семечек, арахиса, грецких орехов ?
(Загрузить в герметичную емкость, медленно нарастить давление и резко сбросить).
2. Задача о транспортировке доменного шлака. При транспортировке горячего (1000градусов) доменного шлака на переработку в ковшах на железнодорожных платформах шлак охлаждается и застывает. Приходится пробивать отверстие в твердой корке. Для облегчения пробивки на поверхность шлака наливают воду, которая позволяет получить пористую теплоизолирующую легко удаляющуюся корку.
3 . Как облегчить сдирку меди , осажденной электрохимическим путем с электродов ?
(Перед осаждением меди на электрод, проводят осаждение в режиме высокого тока. Образовавшаяся при этом губчатая медь легко разрушается)
4. Как ускорить разделение трубы , сваренной из стальной ленты , на отдельные куски ?
(Перед сваркой трубы из ленты, на ленте делают косую насечку, которая впоследствии превращается в кольцевую. По этой насечке и обламывают трубу)
5. На металлическую поверхность наносится толстый слой изоляционного материала, который потом необходимо удалить. Для этого под изоляцию заранее подкладывают стальную проволоку. Если проволока тонкая, она легко режет изоляцию, но может порваться. Если проволока толстая, она не рвется, но возрастают усилия разрезания. Как быть. (пропустить ток через проволоку)
Задачи, требующие решения в пользу жертвы.
1. Задача о разрушении трубы шариками.
По изогнутой металлической трубе сжатым воздухом прогоняются стальные шарики. В месте изгиба от ударов шариков труба разрушается. Как быть?
(К месту изгиба прикладывают магнит, который удерживая шарики,формирует из них защитную подушку)
2. Задача о кавитации подводного крыла.
Крыло судна на подводных крыльях довольно быстро разрушается кавитацией. Никакие твердые покрытия не спасают его от разрушения. Как быть?(Крыло охлаждают до появления тонкой пленки льда)
3. Задача о колесе пушки.
Колеса пушек при попадании в них пуль и снарядов теряют свою форму, что приводит к потере мобильности. Как быть? (Камеры пушек –сорокопяток заполняли жидкой резиной, которая твердела на воздухе и , тем самым, латала дыры)
4. Задача о прокладке стеклянного трубопровода.
Стеклянный трубопровод лопается из-за неровностей дна при засыпке канавы и надавливании колес транспорта. Как быть?(Перед закладкой трубопровода канаву заполняют пульпой из речного песка и воды)
5. Задача о безизносном трении.
(Эффект Крагельского-Гаркунова заключается в том, что смазку в паре трения – сталь- медный сплав делают электролитической. Частички меди латают изношенные участки стальной части пары трения)
6. По трубопроводу транспортируют железорудную пульпу. Задвижка, закрывающая трубопровод постоянно изнашивается. Что делать? ( трубу перекрывают самой пульпой с помощью магнитного поля )
7. Пробоины в подводной части корабля заделывают сетью, наполненной эластичными гранулами. Аналогично защищается скафандр космонавта от метеоритных пробоин. Резиновое связующее с порошком наполнителя само закупоривает отверстия.
8. Для постоянного самообновления шероховатости автопокрышки в ее состав вводят растворимые в воде вещества.
9. Для защиты от кавитации применяют ворс
10. Для защиты персиков от удара о дно корзины в корзину помещают поролоновые шарики с феррочастицами внутри. После наполнения корзины шарики извлекают магнитным полем.
11. Задача о кальке.
Лопнувшее стекло светокопировальной машины заменили на оргстекло. При протягивании кальки с чертежом она стала электризоваться и прилипать к оргстеклу, рваться. Как быть?(Протянуть по стеклу кальку без чертежа. Она прилепится. Поверх кальки без чертежа протягивать кальку с чертежом)
12. При попадании пуль или снарядов в бензобак самолета взрыв, казалось бы, неизбежен. Однако вспышка возможна только тогда, когда часть бака уже пуста и заполнена бензино-воздушной смесью. Как снизить вероятность взрыва, не допустив образования такой смеси?
13. В лампе накаливания нить постепенно испаряется и перегорает. При этом вольфрам, оседая на стенках колбы, снижает прозрачность. Как быть? ( Если в колбу добавить фтор или хлор, то атомы этих элементов будут захватывать атомы вольфрама и отдавать их при случайном соприкосновении со спиралью, восстанавливая нить. )
14. Задача о защите радиатора батареи.
В сильные морозы радиаторы батарей в подъездах лопаются из-за перемерзания. Как их защитить?( В каждое звено батареи помещают резиновый мячик, который забирает на себя лишние механические напряжения)
15. Задача об укреплении трубы.
Изношенные водопроводные трубы смазывают изнутри клеевым составом, вставляют в них резиновый шланг и приклеивают шланг к трубе, прижимая сжатым воздухом.
16. Задача о транспортировке стекла по рольгангу.
При транспортировке горячего стекла по рольгангу на стекле появляются канавки. После этого требуется шлифовать стекло. Предложено транспортировать стекло по оловянной ванне.
17. Для предотвращения разрушения свай на них надевают трубу, в которую насыпают песок, а сверху размещают наголовник.
18. В огромном нефтяном резервуаре необходимо провести небольшой ремонт, например, приварить кран. Но для этого необходимо после выпуска нефти тщательно промыть резервуар, чтобы не осталось паров нефти, иначе произойдет взрыв. В результате такой ремонт получается длительным и обходится очень дорого. Как быть?(Резервуар заполняют выхлопными газами и проводят работы в акваланге)
Задачи, требующие решения в пользу и хищника и жертвы.
1.В герметичной стальной камере проводят испытания образцов сплавов на химическую стойкость — погружают образцы в агрессивную жидкость и создают необходимые давления и температуры. Агрессивная жидкость разъедает стенки камеры и быстро ее разрушает. Как быть ?
( Образцы изготавливают в форме ванночек и агрессивную жидкость заливают только в образцы )
2. Ампулы с лекарством запаивают пламенем горелки. При этом лекарство нагревается и портится. Как быть? (Для запайки ампул с лекарством , их помещают в воду и запаивают нерегулируемым пламенем)
3. Виток с током индукционной печи разогревается собственным током и плавится раньше, чем нагреется деталь, которую надо закалить. Как быть?
( Кольцо индуктора печи СВЧ изготавливают в форме трубки, по которой прокачивают холодную воду)
4. Для сбора сока финиковых пальм необходимо сделать надрез на стволе под самой кроной. Если вырубать ступеньки, то пальма погибнет, а забираться на гладкий ствол весьма трудно. Как быть ? ( Ступеньки начинают вырубать пока пальма еще маленькая и по мере роста их добавляют.)
5. Перед расфасовкой крупы необходимо уничтожить попавших туда вредителей. Для этого крупу подвергают термической обработке. Традиционный метод приводит к местному перегреву крупы. Предложено использовать для нагрева переменное магнитное поле, воздействующее на дробинки с точкой Кюри 65 градусов, перемешанные с частичками крупы.
ОТНОШЕНИЯ «ПИЛОТ-ПРЕПЯТСТВИЕ»
Задачи , требующие решения в пользу пилота.
1. Как вписать длинный автобус в крутой поворот?
( Разделить и соединить шарнирно — гармошкой )
2. Как вставить прямой жесткий стержень в изогнутую трубку.
(Разделить на части и соединить шарнирами)
3. Как пропустить шаровой разделитель нефтепродуктов через насосную станцию?
(Изготовить его в виде ферромагнитных дробинок, скрепленных магнитным полем)
4. Как замыкать контакты вакуумного взрывателя в режиме свободного падения?
(Замыкатель делают в виде нескольких колец разных диаметров. Падая каждое кольцо замыкает свою пару контактов, не нарушая режима свободного падения)
5. Задача о ледоколе.
Как сделать ледокол абсолютно проходимым?
(Разделить его на подводную и надводную часть с магнитной и радио связью)
6. Как отшлифовать сосуд Дюара изнутри?
(С помощью феррочастиц, управляемых магнитным полем)
( Все эти задачи решаются дроблением пилота и соединением его частей )
7. Как доставить газ в затонувшую подводную лодку, если насосы не способны его закачать на такую глубину.
( Разложить воду на кислород и водород электролитическим путем ).
8. Как залить густой сироп в шоколадную бутылочку ?
(Сироп замораживается в форме содержимого бутылочки и обливается шоколадом)
9. Задача о доставке колокола.
В весеннюю распутицу надо было доставить колокол в церковь. Колеса телеги, на которую погрузили колокол, вязли в грязи, и телегу не могли сдвинуть с места даже 75 лошадей. Как доставить колокол в церковь с помощью шестерки лошадей?
(Обить колокол досками в форме цилиндра, сделав из него колесо с широким ободом, к оси шарнирно прикрепить постромки и запрячь в них лошадей)
10. Задача о перемещении рельсов.
Как перемещать рельсы без подъемных устройств и машин минимальными затратами труда?
(Делают магнитные накладки в виде полуколес и перекатывают рельсы)
11. Задача об опылении арахиса.
При сильном ветре цветок арахиса закрывается. Предложено воздух подавать импульсно.
Электризовать воздух.
Задачи, требующие решения в пользу препятствия.
1. Как определить наклон плиты обычным уровнем в труднодоступном месте?
(Помещают уровень в это место и замораживают жидкость в сосуде)
2. Как разливать горячий металл через расширяющееся отверстие?
(Раскручивают его регулируемым электромагнитным полем)
3. Как предотвратить подъем шаровой молнии вверх в испытательной камере ?
(Раскрутить воздух в камере с помощью пылесоса, например)
4. Как предотвратить вылетание шариков из камеры, сохранив прозрачность окна?
( Окно камеры, в которой летают стальные шарики перекрывают быстровращающимися лопастями вентилятора)
5. Как предотвратить распространение тумана?
(Вокруг душа делают водяной конус)
6. Как предотвратить испарение воды из бака
(На поверхность воды наливают растительное масло)
7. Как заварить дыру в трубе, по которой течет вода?
(Приварить открытый кран, а потом кран закрыть)
8. Как остановить воду в трубе без крана ?
( Заморозить)
9. Как перекрыть шахту в момент взрыва ?
(Подвесить полураскрытый парашют)
10. Как затормозить поток воздуха или жидкости, если нельзя использовать добавок?
(Разделить поток на два и столкнуть их друг с другом)
11. При спускании корабля со стапелей он может переуглубиться и удариться о дно . Для предотвращения удара прикрепляют понтоны. Изящнее прикреплять подводные крылья.
12. СП сопротивляются экструзии. Это используется для крепления тяг строительной конструкции.
13. Для фиксации детали сложной формы используются мешочки с песком.
14. Внутри молотка насыпан песок, который гасит отдачу.
15. Задача о нанесении полимерной заплатки.
Полимерным составом латают отверстия в трубе, не прекращая прокачки жидкости.
Состав увлекается потоком жидкости и растекается по трубе, что приводит к
перерасходу материала. Как быть?
( В полимерный состав добавляются феррочастицы, которые удерживают магнитным полем)
16. Система водяного охлаждения доменной печи прохудилась. Останавливать процесс нельзя. Если же вода попадет в зону расплавленного металла, может произойти взрыв. Как быть?. Предложено прокачивать воду не повышенным, а пониженным давлением.
Задачи, требующие решения в пользу и пилота и препятствия.
1. Как стрелять сквозь винт самолета ?
(Изготавливают синхронизатор), Толкающий винт, Винт на верхнем крыле.
2. Как пропустить штангу через перпендикулярный ей трос ?
(Изготавливают механический или магнитный шлюз)
3. Задача о молниеотводе.
Антенна радиотелескопа защищается от молний стальными молниеотводами, которые экранируют сигнал. Для исключения экранирования используют разрядники – стеклянные трубки с откаченным воздухом. Они свободно пропускают радиоволны и защищают антенну от молнии.
4. Термокран. Два материала с разным коэффициентом теплового расширения.
5. Лыжи подбивают мехом. Они хорошо скользят по шерсти и сопротивляются против.
6. Задача о гранате.
В горах Афганистана небольшая группа душманов, засевших в огневой точке среди скал остановила колонну советских военных автомашин у входа в тоннель и стала безнаказанно их расстреливать. Водитель одной из машин, находившейся на горе бросил гранату и уничтожил огневую точку. Однако граната взрывается через три секунды после броска, а полет гранаты занимал 10 секунд. Как солдату удалось задержать взрыв гранаты?
7. Задача о шаровом разделителе.
Когда по нефтепроводу перекачивают два разных нефтепродукта между ними помещают резиновый шаровой разделитель для предотвращения смешивания. На определенных расстояниях на нефтепроводе стоят насосные станции, повышающие давление. Когда шаровой разделитель подходит к станции, процесс перекачки останавливают и разбирают насос для того чтобы перенести разделитель. Как обеспечить перенос разделителя не прерывая процесса перекачки нефтепродуктов?
ОТНОШЕНИЯ «ХОЗЯИН-ПАРАЗИТ»
Отношения «хозяин — паразит» возникают когда одно вещество
входит в нежелательную связь с другим веществом.
Задачи, требующие решения в пользу хозяина.
1.По трубопроводу перекачивают нефть. На стенках труб оседает парафин. Парафин периодически снимают прокачивая по трубам растворитель. Это очень неудобно. Как быть?
(Растворитель добавляют в нефтепродукт)
3. Задача о пригорании продукта к сковороде.
(Сковороду покрывают тефлоновой пленкой)
4. Задача о примерзании лыж домиков полярных станций.
(Лыжи ставят на куски льда)
5. Задача о морских буровых колоннах.
На опоры морских буровых колонн намерзает лед, что приводит к деформации и излому опор. Как быть?
(По трубам опоры прокачивают выхлопные газы двигателя)
6. Задача о намерзании льда на провода высоковольтных линий.
В северных районах на провода линий электропередач намерзает лед, что может привести к обрыву проводов, разрушению изоляторов. Как быть?
(На провода на некотором расстоянии вешают фееромагнитые кольца с точкой Кюри около ноля градусов Цельсия.)
7. Задача о клине.
Клин после забивки очень трудно извлечь из щели. Как быть?
( Клин изготавливают разъемным из двух или нескольких частей)
8. Для того чтобы стержень легче извлекался из спеченного материала на него предварительно наматывают проволоку и снимают виток за витком после спекания.
9. Асбоцементные детали укатывают катком. Для сбрасывания налипшего асбоцемента на каток закрепляют один конец спирали, другой – свободен и намотан несколько витков. При накатывании на спираль она деформируется и сбрасывает налипший асбоцемент.
10. Для предотвращения налипания или намерзания материала на ленту конвейера ее непрерывно коптят продуктами неполного сгорания дешевого топлива.
11. После операции калибровки штампованную цилиндрическую кружку литрометра невозможно без больших усилий снять с калибровочной матрицы. Как облегчить операцию? (Использовать эффект памяти формы, металл, сильно отличающийся от металла кружки по коэффициенту теплового расширения)
12. Во время снегопада щель между стрелкой и рельсом заносит снегом и перевод стрелки становится невозможным. Для предотвращения засорения, в пространство между стрелкой и рельсом закладывают поролон.
13. Вагончики полярных станций приходится часто перемещать по льду. Для того, чтобы избежать примораживания, их ставят на пластины из льда.
14. Для очистки длинной трубы телескопа от пыли один из ученых запустил туда кошку и напугал ее собакой.
Задачи, требующие решения в пользу паразита.
12. Задача об отделении бракованных банок.
По конвейеру после отпаривания перемещаются стеклянные банки. Как отделить целые банки от банок с дефектами?
( Над конвейером пропускают резиновую ленту, к которой присасываются остывающие целые банки. Банки с дефектами падают в промежуток между конвейерами.
13. Задача о фиксации полимерного состава.
Полимерным составом латают отверстия в трубе, не прекращая прокачки жидкости. Состав увлекается потоком жидкости и растекается по трубе, что приводит к перерасходу материала. Как быть?
( В полимер вводят феррочастицы и удерживают их магнитным полем)
14. Бесшпоночное соединение валов. Валы срезают на ус и соединяют трубкой.
15. Для запайки тончайших золотых цепочек используют фосфорсодержащие флюсы. Пронося смоченную во флюсе цепочку над пламенем горелки, воспламеняют фосфор, который запаивает звенья.
16. Для захвата детали используют щеточную конструкцию (ежик, репейник),
17. Захват промышленного робота перемещается по длинной полой штанге, опираясь на фторопластовую втулку. Если поверхность штанги смочить водой, то трение втулки о штангу снизится еще больше. Пытались поставить распылители воды, но капли попадали в ненужные места. Как обеспечить равномерное покрытие водой всей поверхности штанги? (Штангу охлаждают. На ней конденсируется вода из воздуха)
Задачи, требующие решения и в пользу хозяина и в пользу паразита
1. Некоторые хрупкие приборы покрывают защитной пленкой для транспортировки, но после транспортировки пленка должна быть удалена. Как быть?
(Под пленку наносят легко испаряющееся вещество, которое при нагревании отделяет пленку от поверхности прибора)
2. Как извлечь стальной шарик, зачеканенный в глухое отверстие?
( Заранее поместить в отверстие каплю воды, а когда надо извлечь нагреть до кипения)
3. В костюме горноспасателя жидкий кислород идет сначала на охлаждение костюма, а потом на дыхание.
4. Для сопряжения цилиндрических деталей используют песок.
ОТНОШЕНИЯ «ДЕГОТЬ-МЕД»
Задачи, требующие решения в пользу меда
1. Задача о выведении пузырьков из бетонных колонн.
Из высоких бетонных колонн при заливке трудно вывести пузырьки. Наличие пузырьков резко снижает прочность колонны и ухудшает ее наружный вид. Как быть?
(В бетон добавляют феррочастицы, вокруг опалубки наматывают провод и пропускают переменный ток).
2. Задача об отделении пузырьков газа от жидкого кислорода. При транспортировке жидкого кислорода по трубе, в нем образуется газообразный кислород. Как избавиться от пузырьков?
( Жидкий кислород раскручивают в центрифуге и удаляют из центральной части газообразный кислород)
3. Задача о разделении опилок разных марок стали.
В контейнере имеются опилки трех разных марок стали. Необходимо отделить их друг от друга для отправки на переплавку. Как быть.
(Опилки поднимают магнитом и нагревают. У разных марок стали разные точки Кюри и они будут осыпаться при разной температуре)
4. Задача об отделении черных дисков от белых на конвейере.
По конвейеру движутся легкие алюминиевые диски, окрашенные с одной стороны в белый, с другой стороны в черный цвет. Необходимо удалить диски, лежащие белой стороной вверх. Как быть?
( На ленту конвейера наносят парафин и облучают детали инфракрасными лучами. Черные диски успевают нагреться и приклеиться к ленте, светлые не успевают и падают )
5. Задача об отделении острых кнопок от тупых.
По конвейеру движутся детали по форме напоминающие канцелярские кнопки. Одни из них с острым наконечником, другие — с тупым. Как отделить тупые кнопки от острых?
(Над конвейером устанавливают металлическую пластину и подают высокое напряжение для образования коронного разряда. Корона острых кнопок будет ярче )
6. Задача об отделении целых таблеток от сколотых.
На фармацевтической фабрике перед упаковкой таблеток проверяют их на целостность. Как автоматизировать процесс?
(Таблетки направляют на наклонную плоскость. Целые таблетки, прокатываясь по наклонной плоскости успевают набрать скорость и перескакивают через щель. Сколотые таблетки падают в контейнер, находящийся под щелью)
7. Задача об удалении примесей газа из отсеков корабля.
После транспортировки химических веществ в отсеках корабля накапливаются вредные вещества, которые необходимо периодически удалять. Как быть?
(Отсеки заполняют пеной, которую потом удаляют традиционными способами)
8. Задача о пористом кирпиче.
Необходимо изготовить кирпич с направленной пористостью. Как это сделать?
(В глину добавляют волокнистый материал, высушивают и обжигают. При обжиге волокна выгорают)
9. Для разделения алмазных зерен по размерам используют вибрацию и поверхностное натяжение. На поверхность воды насыпают алмазные зерна которые надо разделить и накладывают вибрацию.
10. Псевдоожижение или виброкипение сыпучих тел под действием вибрации используют для селекции различных фракций СТ. Более мелкие и тяжелые частицы тонут, а более крупные и легкие всплывают.
11. На вращающийся барабан с ворсом падают корнеплоды и камни. Камни утопают в ворсе, корнеплоды попадают на конвейер.
12. Жесткостью ферромагнитных волосков можно управлять магнитным полем.
13. Для разделения двух расплавленных металлов на слои используют стоячую ультразвуковую волну. Более тяжелый металл собирается в узлах, более лекгкий — в пучностях.
14. Для очистки запыленного воздуха, засасываемого пылесосом, он пропускается через воду.
Задачи, требующие решения в пользу дегтя
1. Задача об испытаниях воздушных фильтров двигателей внутреннего сгорания.
Для испытания фильтров двигателя внутреннего сгорания в него необходимо подавать в определенном порядке и определенными порциями разные загрязняющие примеси. Как автоматизировать процесс?
(Примеси наносят на бумажную ленту, которую подают к фильтру и сжигают)
2. Задача о подаче жидкой смазки в прокатный стан.
(Для равномерной подачи жидкой смазки в прокатный стан, ее наносят на бумажную ленту, которая сгорает прикасаясь к раскаленному металлу, а смазка остается на валах)
3. Вращающаяся щетка смешивает жидкость и газ
4. Корм скоту изготавливают в виде смеси из разных трав. Для этого скошенные травы перемешивают с помощью специальных дозирующих устройств. Проще было бы посеять все травы вместе, как на лугу, но тогда их трудно обрабатывать и одни травы будут угнетать рост других. Как быть? (травы сеют узкими полосами и скашивают поперек полос. Смешивание происходит прямо в машине, идущей за косилкой).
5. Для смешивания арахисового масла с крахмалом используют ультразвук, совпадающий по частоте с собственной частотой колебаний частичек крахмала.
Задачи, требующие решения в пользу и дегтя и меда.
1. Задача о бесконтактной плавке окиси бериллия.
Для получения кристаллической окиси бериллия, плавят порошкообразную окись в индукционной печи. Но порошкообразная окись не восприимчива к электромагнитному полю, восприимчив расплав. Поэтому необходима добавка металла. Но металл загрязняет порошок и портит кристалл. Как быть?
(Для затравки используют металлический бериллий. Он, окисляясь, превращается в окись бериллия и не загрязняет порошка)
2. Задача о пескоструйной обработке.
Во время пескоструйной обработки деталей сложной формы песок попадает в труднодоступные места, откуда его трудно извлечь. Как быть?
(Предложено вместо песка использовать частички сухого льда)
3. Задача об измерении скорости движения нити.
При перематывании нити с прядильного аппарата на бобину, она вытягивается, в результате чего теряется часть прочности и толщины. Необходимо контролировать степень вытягивания нити. Как быть, если окрашивать нить нельзя?
(На нить сажают «электрическую метку» через равные промежутки времени, а потом измеряют эти промежутки прибором, реагирующим на заряд)
2. Задача о тарелочках для стендовой стрельбы.
Первое золото на олимпийских играх в Греции принес России стрелок по летающим мишеням выбив 149 из 150. Тарелочки – керамические. После попадания в них пули осколки загрязняют территорию на большой площади. Как избежать загрязнения?
3. Пуля для стрельбы – свинцовая. Свинец и его соединения вредны для здоровья людей. Как избежать загрязнения и пулями?
ОТНОШЕНИЯ «ДАТЧИК-ОБЪЕКТ»
Задачи, требующие решения в пользу датчика.
1. Для подсчета количества бактерий, осевших на промокашке в полевых условиях выращивают колонию бактерий, которая легко видна не вооруженным глазом.
2. Для усиления отпечатков пальцев выращивают бактерий, питающихся человеческим жиром. Они хорошо видны.
3. Для регистрации заряженных частиц используют перегретую жидкость или перегретый пар. (Пузырьковая камера, камера Вильсона )
4. Для определения горизонтальности фундамента роют канаву по периметру и заливают водой.
5. Для определения формы внутренней поверхности сосуда заливают воду и фотографируют ее на разных уровнях.
6. Для определения распределения давлений между верхней и нижней плитой пресса между ними помещают белую бумагу и копировальную. По отпечаткам судят о давлении.
7. Распределение потоков воздуха в коровнике определяют по мыльным пузырям.
8. Распределение потоков воды при моделировании спуска с парашютом определяют по пузырькам, получающимся при электролизе.
9. Для определения толщины полированных стальных лент, их помещают в магнитное генератора и измеряют собственную частоту.
10. Для определения засоренности фильтра добавляют пахучее вещество.
11. Для обнаружения выпадения пломбы под нее закладывают лимонную кислоту.
12. Во взрывчатку добавляют феррочастицы, с разной точкой Кюри. По этой метке легко узнать откуда взята взрывчатка.
13. Для измерения толщины стенок пустотелого сосуда в нем надувают оболочку, покрытую феррочастицами, а с наружной стороны измеряют магнитное поле.
14. Для определения осаждения веществ в тканях растений и животных используют радиоактивные вещества — меченые атомы.
15. Для регулярного контроля состояния кровли выработки бурят скважину в кровле и закладывают разноцветные люминофоры. По цвету судят о высоте образовавшегося купола.
16. Для определения мест утечки хладагента из холодильника, в хладагент добавляют люминофор и освещают ультрафиолетовым светом.
17 Задача об охотнике и собаке.
Глухой охотник для отыскания собаки, обнаружившей дичь завел еще одну собаку, которую не отпускал с поводка.
18. Для определения диаметра шлифовального круга , на его торец наносят проводящий слой и по сопротивлению этого слоя судят о диаметре круга.
19. Для измерения толщины стенок сосуда в него заливают проводящую жидкость и измеряют сопротивление стенки.
20 При появлении крена самолета пилот ощущает щекотание со стороны крена на животе это разгружает его зрительный аппарат.
21. Для определения давления газа внутри лампы накаливания используют коронный разряд, яркость которого сильно зависит от давления.
22. Обнаружение частиц в оптически чистой жидкости. Жидкость нагревают импульсно. Частицы пыли служат центрами закипания и вокруг них образуются легко видимые пузырьки. Можно переохладить жидкость, тогда пылинки будут служить центрами кристаллизации.
23. Как измерить силу прижатия контактов геркона, не разрушая его. (ЦБС)
24. На тонкую пленку из полистирола напылён тончайший слой алюминия. Требуется определить силу сцепления между полистиролом и алюминием. (Постепенно увеличивать заряд до появления шелушения. В момент появления шелушения сила адгезии равна силе электростатического отталкивания)
Задачи, требующие решения в пользу сокрытия объекта.
1. Радиосообщение уплотняют и отправляют в виде короткого импульса, который невозможно засечь.
2. Человек заколот острым предметом, из комнаты никто не выходил, из окон никто ничего не выбрасывал, но орудие убийства не могут найти.
3. Задача о краже спирта из бойлера.
Из бойлера охраняемого перевозчика регулярно пропадает спирт, хотя с момента наполнения бойлера до момента слива спирта никто к перевозчику не подходил. Каким образом водитель ворует спирт?
(Внутри бойлера сверху подвешено ведро, которое водитель забирает после работы)
4. Задача о краже спирта из бочек на перевалочной базе.
На перевалочной базе из стальных бочек пропадает спирт. С базы бочки уходят полными и концентрация спирта равна 96%. Но когда спирт приходит на место назначения, концентрация становится значительно ниже. Каким образом служители перевалочной базы воруют спирт?
5. Для подавления шума, появляющегося во время резки металла, в зону резания подают пену.
Формулировка закона стремления к идеальности:
Активная система в филогенезе приобретает только такие изменения, которые не снижают ее идеальности (беззатратности).
По определению Г. С. Альтшуллера, « идеальная техническая система — это система, вес, объем и площадь которой стремятся к нулю, хотя ее способность выполнять работу при этом не уменьшается. Иначе говоря, идеальная система — это когда системы нет, а функция ее сохраняется и выполняется».
Для того, чтобы выполнить требования закона стремления к идеальности необходимо придерживаться следущих принципов:
Идеальная ТС не имеет размеров. Это не возможно, как не возможна и сама идеальная ТС. Однако, развитие всех ТС идет в направлении уменьшения размеров на столько, на сколько это позволяет ситуация. Для того, чтобы следовать этому направлению, необходимо придерживаться принципа миниатюризации. Миниатюризация — это уменьшение размеров.
Рис.1. Маленький автомобиль.
Рис.2. Самый маленький ноутбук.
Рис.3. Самый маленький мобильный телефон
Рис.4. Самый маленький проектор 105x58x25 мм «.
Рис.5. Самый маленький действущий револьвер
Рис.6. Самый маленький GPS-приёмник.
Рис.7. Самый маленький дисплей.
Рис.8. Самая маленькая флеш-карта на 8 гигабайт.
Рис.9. Самый маленький робот-шпион.
Рис.10. Летающий робот-шпион «Муха».
Рис.11. Летающий робот-шпион COM-BAT (летучая мышь)(15см).
Рис.12. Миниатюрная видеокамера,прикрепленная к таракану.
Рис.13. Американский двухколесный автомобиль.
Рис.14. Японский электромобиль.
Идеальная ТС ничего не весит. Отсутствие веса ТС не достижимо, так же как и безразмерность, но к нему надо стремится. Для этого используются тонкие оболочки и пленки,»пустота», пузыри, пена, композиционные материалы и т.п.
Рис.1. Самый легкий самолет.
Рис.2. Самый легкий вертолет.
Рис.3. Самый легкий велосипед.
Рис.4. Самый легкий спортбайк (97 килограммов).
Рис.5. Самый легкий мобильный телефон.
Рис.6. Самый легкий ноутбук.
Рис.7. Самая легкая лодка.
Рис.8. Самый легкий мотокультиватор.
Рис.9. Самый легкая комнатная модель аэроплана.
Идеальная ТС не тратит ни каких ресурсов — ни вещества, ни энергии, ни информации. Это, конечно, тоже не возможно, но ТС развиваются именно в этом направлении — в направлении снижения затрат, экономии ресурса.
Рис.1. DA40TDI- самый экономичный четырехместный самолет.Расходует 12 литров керосина на 1 час полета.
Рис.2. Самый экономичный автомобиль. Расходует 1 л дизельного топлива на 100км пути.
Использование отходов, бросовых, копеечных материалов, даровой или дешевой энергии — это тоже движение по пути принципа беззатратности.
Рис.3. Черепица из отходов пластика.
Рис.4. Пряжа из отходов прядильного производства..
Рис.5. Брикеты из отходов угледобывающей промышленности.
Рис.6. ДСП- плиты из отходов деревообрабатывающий промышленности.
Рис.7. Солнечная электростанция.
Рис.8. Ветровая электростанция.
Рис.9. Приливная электростанция
Использование «умных веществ» позволяет повысить ранг ТС без усложнения конструкции — без добавления датчиков, преобразователей информации, источника решения и источнка команд. То есть снизить затраты на создание устройств информационного уровня.
Рис.7. Саморасправляющийся стент из нитинола (сплава с памятью формы).
Рис.8. Использование биметаллической пластины для отключен тока при коротком замыкании.
Рис.9. Сплав Вуда позволяет стабилизировать температуру объекта. Пока весь кусок не расплавиться, температура не будет превышать 65 градусов.
Исходя из этого, идеальность можно выразить формулой:
I=1/VxmxЗ
Где:
I- идеальность
V- объем
m – масса
З – затраты ресурса (вещества, энергии, информации).
Из этой формулы вытекает алгоритм наращивания идеальности:
1. Максимально уменьшить габариты ИПАС:
1.1. Если дана объемная система, то перейти к плоской.
1.2. Если дана плоская система, то перейти к линейной.
1.3. Если дана линейная система, то перейти к точечной.
1.4. Если дана точечная система, объединить ее с другими точечными системами.
2. Максимально снизить массу системы:
2.1. От тяжелых материалов перейти к более легким.
2.2. От сплошных материалов перейти к ажурным.
2.3. От однородных материалов перейти к композиционным.
2.4. Использовать тонкие оболочки и пленки.
2.5. Использовать пористые вещества, пузыри.
2.6. Использовать «пустоту».
3. Максимально снизить расходы энергии:
3.1. Применить принцип эквипотенциальности.
3.2. Устранить утечки энергии, если они есть.
3.3. Использовать отходы энергии.
3.4. Использовать природные источники энергии – ветряную, приливную, солнечную энергию, энергию волн и течений.
4. Максимально снизить расходы вещества.
4.1. Использовать многократно возвратную тару, упаковочные материалы, СОЖ, техническую воду, лакокрасочные материалы, отходы.
4.2. Максимально снизить расходы информации.
4.3. Использовать «умные вещества».
4.4. Организовать обратную связь.
4.5. Использовать датчики.
4.6. Использовать бортовые компьютеры, программное управление