Задачи: разделение щепы, фильтр из металлоткани. 7 Система стандартов риз. 36 8 Использование химэффектов в изобретательстве 39
| Вид материала | Задача |
- Фильтр каталитической очистки газа, 31.85kb.
- Лекция №14-2008. Система стандартов российской федерации по защите информации, 198.62kb.
- Политика в области качества и охраны окружающей среды ОАО «соломбальский лдк», 22.18kb.
- Питания состоит из: топливный бак, топливный фильтр отстойник, топливный насос, карбюратор, 56.92kb.
- А. И. Майоров 2009 г. Техническое задание, 31.77kb.
- Система стандартов безопасности труда система управления охраной труда в организации, 3661.78kb.
- Темы курсовых работ по курсу «Практический аудит» Система нормативного регулирования, 15.99kb.
- Национальный стандарт российской федерации система стандартов безопасности труда система, 959.36kb.
- 2. Международное разделение труда, научно-техническая революция (нтр) и мировое хозяйство, 137.35kb.
- 2. Международное разделение труда, научно-техническая революция (нтр) и мировое хозяйство, 138.91kb.
Шаг 1.2 Инструмент-дуга (мощная и слабая), изделие-катод.
Шаг 1.3 ТП-1: Мощная дуга хорошо режет лист, но быстро разрушает катод, ТП-2: слабая дуга не разрушает катод, но плохо режет лист.
Шаг 1.4. Выбор ТП: основная функция ТС - быстро резать лист мощной дугой. Выбираем ТП-1.
Шаг 1.5 Усиление ТП: Очень мощная дуга прекрасно режет лист, но мгновенно разрушает катод,
Шаг 1.6 Модель задачи: Даны очень мощная дуга и катод. Дуга быстро режет, но мгновенно разрушает катод. Надо ввести Х-элемент, который предотвращает разрушение катода, не мешая дуге быть очень мощной.
Шаг 1.7 Преобразование веполя:
Имеется мощная дуга и катод, дуга плохо действует на катод (можно учесть и ЭП-источник дуги); для улучшения веполя надо ввести Пх: механическое? Акустическое? Тепловое - есть. Химическое в плазме не действует. Электрическое - есть. Магнитное? Электромагнитное? Не ясно.
Шаг 2.1 ОЗ: поверхность катода и примыкающая часть дуги.
Шаг 2.2 ОВ: Т1 - все время горения дуги (минуты, часы), Т2 - до дуги.
Шаг 2.3 ВПР: инструмент – плазма, Птепл, Пмагн, Псвета дуги; изделия - материал катода: медь и тугоплавкая вставка.
НС – воздух, сопло, вода охлаждения, разрезаемый лист, Пдавл, Пхол. Вне системы - воздух атмосферы, поля Земли
Типичные ошибки: мало пишут ВПР из-за торопливости; (решать надо медленно, быстрое "думание" - решение по шаблонам).
Шаг 3.1 ИКР-1: Х-элемент, абсолютно не усложняя ТС и не вызывая вредных действий, во время горения дуги и проводника (катода) предотвращает разрушение проводника, не мешая дуге быть сильной. (Такое подчеркнутое действие лучше, чем, как иногда пишут, "устраняет" разрушение - профилактика лучше исправления!).
Шаг 3.2 ИКР-1 (усиленный): плазма дуги сама предотвращает разрушение проводника, являясь очень сильной.
Шаг 3.3 Макро-ФП: плазма дуги у проводника должна быть горячей, чтобы дуга была очень сильная, и должна быть холодной, чтобы предотвратить разрушение проводника.
Шаг 3.4 Микро-ФП: Частицы плазмы дуги должны быть соединены с поверхностью проводника, чтобы существовала очень горячая дуга, и не должны быть соединены с поверхностью, чтобы не разрушать эту поверхность проводника.
Шаг 3.5 ИКР-2: Во время горения дуги вблизи поверхности проводника-катода сами появляются и исчезают частицы, соединяющие плазму дуги с проводником.
(Модель ИКР: рука должна держать горячую картошку и не может держать... Горячая картошка перекидывается из руки в руку, контактируя с рукой лишь краткий миг, чтобы не успеть обжечься).
Шаг 3.6 Вепольное преобразование:
Имеются В1 - горячие частицы плазмы и В2 - поверхность проводника, В1 плохо действует на В2, перегревает ее; нужно в ТС ввести Пх, которое будет передвигать из точки в точку В2 горячие В1 по какой-то линии (например, замкнутой, окружности или эллипсу), так чтобы в каждой точке не успела В2 перегреться. Поскольку В1 - заряженные быстродвижущиеся частицы, то движением их можно управлять с помощью движущегося магнитного поля:
В1 ~ В2 => В1 ------- В2 (бегающее МП).
По патенту США заставили плазму дуги бегать с помощью воздуха. По Б.Л.Злотину и др. плазму заставили бегать с помощью МП (дополнительной катушки вокруг сопла).
Шаг 4.2 "Шаг назад от ИКР":
Пусть плазма дуги "вытащила" кусочек проводника, как можно починить эту яму в нем?... Вставить кусочек "обратно" невозможно, он уже умчался по току дуги. Пусть эта ямка заполнится окружающим её веществом проводника-катода. Это возможно только тогда, когда оно является жидким - расплавленной медью. В этом, случае ямка быстро залечивается, но ямку с жидким металлом нельзя удержать, если плазмотрон работает по схеме рис. 41;
Рис. 42 Плазмотрон с расплавленным катодом
сверху листа кверху дном - он выльется. По принципу "наоборот" школьники из Кишеневского ДПШ предложили электрод в виде стакана с расплавленной медью подводить снизу разрезаемого листа. Первый дополнительный эффект - разрезаемый металл тут же выливается из разреза, второй дополнительный эффект такого предложения, как оказалось, состоит в том, что работа выхода электронов из жидкой меди в 10 раз меньше, чем из твердой [ИР, 1991, № 2, с.].
Рис. 43 Старый способ фиксации (удерживания) ЭРЭ над ПП при пайке
4.8. УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОРАДИОЭЛЕМЕНТОВ
На печатной плате (ПП) необходимо зафиксировать в определенном положении 150-200 электрорадиоэлементов (ЭРЭ), так чтобы нижний обрез каждого ЭРЭ был над платой на высоте 2 мм, а концы ножек ЭРЭ выступали под ПП на 0,5 мм - для групповой пайки волной припоя. Известен способ, по которому на выводы ЭРЭ надевают прокладки из вещества, удаляемого затем растворением. Эта дополнительная операция усложняет процесс. Другой способ - использовать изогнутые концы-выводы ЭРЭ, "зиги". Оба способа плохи: прокладки и зиги задерживают пары кипящего флюса - отсюда непропай, установка прокладок и ЭРЭ с зигами весьма трудоемка. Нужен способ простой, надежный, высокопроизводительный.
Ход решения
Шаг 1.1 ТС для установки ЭРЭ включает ПП с отверстиями и ЭРЭ с выводами. НЭ-1: на прямых ножках ЭРЭ не фиксируются (проваливаются) в отверстиях ПП. СУ: для их фиксации (закрепления) на ножках делают "зиги-замки". НЭ-2: зиги затрудняют установку ЭРЭ в отверстиях ПП (не позволяют автоматизировать сборку).
ТП-1: Если делать ножки ЭРЭ с зигами, то ЭРЭ хорошо закрепляются в отверстиях ПП, но такие ЭРЭ плохо, трудно устанавливать в нужные отверстия ПП, в нужные позиции.
ТП-2: Если оставить ножки ЭРЭ прямыми, то ЭРЭ хорошо устанавливаются в нужные отверстия ПП, но ножки ЭРЭ не закрепляют в нужном положении, на нужной высоте ЭРЭ над ПП.
Необходимо при минимальных изменениях обеспечить хорошую, легко автоматизируемую установку ЭРЭ и их четкое закрепление на нужной высоте.
Шаг 1.2 Инструмент - "изгибатель" ножек (есть, нет), изделие - ножки ЭРЭ.
Шаг 1.3 ТП-1: Если использовать изгибатель, то ножки хорошо закрепляются, но вводится лишняя операция (получения зигов) и плохо устанавливать ножки с зигами.
ТП-2: Если нет изгибателя, то ножки легко вставить, установить (например, с помощью подставки - пластинки под ПП), но ножки не закрепляются.
Шаг 1.4 Выбор ТП: главная функция - возможность автоматизации установки ЭРЭ с прямыми ножками (без зигов), выбираем ТП-2.
Шаг 1.5, МЗ: Даны прямые ножки ЭРЭ и отсутствующая опора. Без опоры легко устанавливать ножки ЭРЭ, но нет их закрепления после удаления подставки. Нужно ввести Х-элемент, который обеспечивает закрепление ножек, не мешая их установке в нужные места ПП.
Шаг 1.7 Преобразование веполя:
Имеются 2 вещества В1 - прямая ножка и В2 - "пустая опора", В2 не закрепляет В1 - вредное взаимодействие; по стандартам в этом случае возможны: введение В3=Вх (неизвестного вещества) или В1:(зиг?), или В2, - какое-то заполнение "пустоты", опоры, или введение Пх (?).
2. ВПР
Шаг 2.1 ОЗ: "пустая опора" - пространство 2 мм от нижнего обреза ЭРЭ до поверхности ПП.
Шаг 2.2 ОВ: от начала установки ЭРЭ в гнезда ПП до конца полного набора ЭРЭ можно удерживать на нужной высоте над ПП подставкой - пластиной; Т1 - после удаления этой пластины до окончания пайки волной припоя и закрепления ЭРЭ затвердевшим припоем.
Шаг 2.3 ВПР: "пустой опоры" – воздух; ножек ЭРЭ - металл ножки, П нет, НС: ПП - пластмасса и медные пленки, временная подставка - Пмех;
ВнеС: воздух, поля Земли (гравитационное, МП и др.).
3. ИКР и ФП
Шаг 3.1 ИКР-1: Х-элемент, абсолютно не усложняя ТС и не вызывая вредных действий, закрепляет ножки ЭРЭ в нужном положении (ЭРЭ в 2 мм над ПП) после удаления подставки до окончания пайки, не мешая установке ножек на ПП.
Шаг 3.2 Усиление ИКР: заменим Х-элемент на воздух...
Воздух сам закрепляет ножки ЭРЭ, не мешая их установке.
Шаг 3.3 Макро-ФП: Воздух должен быть неплотным, чтобы не мешать установке, и должен быть плотным, чтобы закреплять, удерживать ЭРЭ.
Шаг 3.4 Микро-ФП: Частицы "воздуха" должны быть несвязанными, чтобы воздух на месте опоры был неплотным, и должны быть связанными, чтобы воздух был плотным.
Шаг 3.5 ИКР-2: Частицы "воздуха" сами расступаются при установке ножек ЭРЭ и сами являются плотными, связанными для удержания ЭРЭ над ПП.
Шаг 3.6 Вепольное преобразование:
Имеются В1 - частицы воздуха и В2 - ножки ЭРЭ, частицы сами расступаются, но не удерживают ЭРЭ; для того чтобы частицы удерживали они должны быть плотным, твердыми, а чтобы легко расступались, должны быть шариками, порошком. Итак, после установки ножек ЭРЭ в нужные позиции с помощью пластины под ПП насыпать на поверхность ПП достаточной толщины на 2-4 мм диэлектрических шариков, которые не взаимодействуют с припоем, если теперь пластину - подставку убрать, то слой шариков удержит ЭРЭ на нужной высоте над поверхностью ПП. Для технического решения необходимо выбрать подходящие шарики, установить вокруг ПП бортики, удерживающие шарики на поверхности ПП. В этом сущность решения по а.с. 884180, ход решения описан автором [И.Горчаковым "Приключения" /Техника и наука, 1962, № 2, с.18-19].
Шаг 8.3 Обобщение найденного частного принципа: зажимать, закреплять можно любые детали с помощью шариков - вот в а.с. 826000 шарики прочно удерживают металлическую штангу анкерной крепи.. А.с.510350: рабочие части тисков для зажима деталей сложной формы, каждая часть твердая (стальной шарик, втулка), а в целом зажим податливый, меняет форму, Новое методическое обобщение: вся система наделяется свойством С, а ее части - свойством анти-С.
Рис. 44 Засыпка шариков для ЭРЭ над ПП во время последующей пайки (после удаления нижней пластины-подставки)
4.9. ИСПЫТАНИЕ МАКЕТОВ В ПОТОКЕ ВОДЫ
Для изучения вихреобразования макет парашюта (вышки и т.п.) размещают в стеклянной трубе, по которой прокачивают воду. Наблюдения ведут визуально или киносъемкой. Однако, бесцветные вихри плохо видны на фоне бесцветного потока. Если окрасить поток наблюдение вести еще труднее. На макет наносят тонкий слой растворимой краски - получаются цветные вихри на бесцветном фоне. К сожалению, краска быстро расходуется. Если нанести толстый слой краски, размеры макета искажаются - наблюдения лишаются смысла. Как быть?
Ход решения
Шаг 1.1 ТС для наблюдения вихрей включает прозрачную трубу, поток воды, вихри в потоке, макет, слой растворимой краски на макете. ТП-1: Если слой краски тонкий, то он не искажает макет,
но окрашивает вихри кратковременно, ТП-2: Если слой краски толстый, то он окрашивает долго, но искажает макет и вихри.
Необходимо при минимальных изменениях в ТС обеспечить длительные испытания без искажений. (Под словом "краска" надо иметь в виду "другое вещество, отличное от воды по цвету или прозрачности, или другим оптическим свойством", которого должно быть много, неисчезающее количество).
Шаг 1.2 Инструмент - слой краски (толстый, тонкий), изделие - вихри.
Шаг.1.3 ТП-1: тонкий слой краски не искажает вихри, но быстро исчезает.
ТП-2: толстый слой краски действует долго, но искажает вихри.
Шаг 1.4. Выбор ТП: главная цель ТС - точные наблюдения вихрей, поэтому выбираем ТП-1.
Шаг 1.5 Усиление ТП: Если краски нет, то абсолютно нет искажения, но вихря не видно.
Шаг 1.6 МЗ: Даны "отсутствующая" краска и вихри. Отсутствующая краска не искажает вихри, но и не окрашивает их. Необходим такой Х-элемент, который обеспечивает длительную окраску вихря, не внося искажений.
2. ВПР
Шаг 2.1 ОЗ: поверхность макета и прилегающий слой воды.
Шаг 2.2 ОВ: все время наблюдения (достаточно, неограниченно долго).
Шаг 2.3 ВПР: инструмента - место "отсутствующей краски"' заняла вода; изделия - вода (вихри воды), поля движения воды, давление воды; НС: насос труба, средства наблюдения вихрей. Вне-С: воздух, давление воздуха, поля Земли.
3. ИКР и ФП
Шаг 3.1 ИКР-1: X - элемент, абсолютно не усложняя ТС и не вызывая вредных явлений, обеспечивает длительную окраску вихрей, сохраняя способность отсутствующей краски не искажать макет и вихри.
Шаг 3.2 Усиление ИКР: заменим X - элемент на "воду у поверхности макета". Вода сама обеспечивает длительную "окраску" вихрей без искажения.
Шаг 3.3 Макро-ФП: у поверхности макета должна быть только вода, чтобы там не было краски, и должна быть "не-вода", чтобы долго окрашивать вихри.
Шаг 3.4 Микро-ФП: В ОЗ у поверхности макета должны быть молекулы воды и должны быть молекулы «не-воды», чтобы отличаться от воды.
Шаг 3.5 ИКР-2: Часть молекул воды у поверхности макета сами превращаются в молекулы «не-воды», чтобы сделать вихри видимыми.
Шаг 3.6 Вепольное преобразование:
Имеются В1 – деталь макета и В2 – вода, между ними нет такого взаимодействия, которое сделало бы вихри воды видимыми, для этого в модель ТС надо ввести Пх. Какое Пх? Имеющиеся Пмех – движения воды не обеспечивает видимости, его вариант – акустическое поле не улучшает взаимодействие; если ввести тепловое поле – нагреть воду до температуры близкой к точке кипения воды, то в вихрях возникает зона слабого разрежения, при пониженном давлении такая вода закипит и выделит пузырьки пара, которые будут сопровождать вихрь некоторое время, пока не сожмутся и не растворятся в окружающей воде – не ясно, достаточная ли продолжительность времени существования паровых пузырьков, «окрашивающих» вихрь? Не велик ли расход энергии?
Р
ис. 45 Схема наблюдения вихрей в потоке воды с помощью электролизаЭлектрическое поле, приложенное к детали макета, произведет электролитическое разложение воды, точнее водного раствора соли (добавленной для электропроводности воды), выделяются долгоживущие пузырьки газов – водорода, если деталь макета является катодом, эти пузырьки будут уносится потоком вихря (если скорость струй достаточна) и «окрашивать» этот поток. Такой ответ рассмотрен в журнале [Юный техник, 1981, №11, с.12].
НЭ: подъем пузырьков в воде искажает вихрь. Электролиз является процессом химического разложения воды – при этом кроме газа в воде остаются «остатки разложившихся молекул воды». В данном случае при выделении водорода остаются анионы ОН-, которые придают раствору щелочные свойства - эти анионы движутся вместе с водой, ее вихрем. В отличие от пузырьков на них не действуют силы по закону Архимеда. Можно далее воспользоваться химическими свойствами этого аниона - он может окрашивать бесцветный индикатор фенолфталеин, добавленный в раствор, или изменять цвет какого-либо другого индикатора. Можно рассчитать по свойствам индикаторов, что концентрация ионов ОН- - должна быть около 10-5 моль/л и должна быть соответствующая сила тока. Испытания в Уфимском авиационном институте подтвердили пользу фенолфталеина. (Рис. 45).
3. ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ТРЕНИРОВКИ ПО Т Р И З
5.1. При горячей прокатке надо подавать жидкую смазку в зону соприкосновения металла с валками. Существует много систем подачи смазки: самотеком по валку, с помощью щеток, струйками под напором и пр. Все эти системы плохи, т.к. смазка не попадает непосредственно в зону соприкосновения, разбрызгивается, поступает неравномерно, нерегулируемо и в недостаточном количестве – большая часть смазки теряется, загрязняя окружающий воздух. Нужна идея способа смазки, которая обеспечит поступление нужного количества смазки в нужные зоны – без потерь и существенного усложнения оборудования.
5.2. Крупу с личинками для уничтожения последних надо прогреть заданное время 15 мин. при 65 +_ 0,5°С. Как быть?
5.3. Необходимо очищать отработанные горячие (300-400°С) агрессивные газы от немагнитной пыли - например, дымовые газы цементной печи. Для этого используют фильтры из многослойной металлической ткани, которые хорошо очищают газ. Но когда они забиваются пылью, их приходится менять и длительное время обрабатывать для очистки - очень трудно извлечь пыль из пор ткани. Как быть?
5.4. Нужно нагревать стальные заготовки под обработку давлением до 1000-1200°С. Однако, выше 800°С поверхность заготовок интенсивно окисляется и обезуглероживается. Как предотвратить окисление поверхности, сохранив способ нагрева заготовок контактными или индукционным способами? Применение обмазок и покрытий нежелательно, применение защитной атмосферы усложняет процесс.
5.5. В а.с. 578984 описан способ очистки отработанного масла путем фильтрации масла через пористый магнитный метало-керамический фильтр, хорошо улавливающий стальные частицы. Как улучшить это способ?
5.6. При обработке деталей на установке электро-гидравлического удара раздается очень сильный вой. Это "бочка", заполненная водой, в которую помещают обрабатываемую деталь и производят электрический разряд. Нужно бочку закрывать крышкой, но она тяжела и работа с нею замедляет процесс, снижает производительность установки. Как быть?
5.7. При распиловке драгоценных камней и чистых кристаллов применяют очень тонкие стальные полотна - чем тоньше полотно, тем меньше отходов. Привод полотна может быть любым: ручным, механическим, электромагнитным... Сложность состоит в обеспечении строго постоянной по величине и направлению силы прижатия полотна ко дну пропила. Это постоянство обеспечивает однородность плоскости после резания: без помутнений, температурных напряжений и т.п. Постоянство силы по направлению - гарантия от сколов. Как ее обеспечить?
5.8. Задача о разгоне шарика: металлический шарик, имитирующий метеорит, разгоняют в струе газов до 8 км/с, затем шарик ударяет по испытуемому объекту. П
отребовалось увеличить Рис.46 Шарик-метеорит (задача 5.8)
скорость шарика до 16 км/с - необходимое ускорение не выдерживает никакой самый прочный или пластичный материал, шарик разваливается на куски. Попытались уменьшить ускорение, увеличив время и путь разгона – шарик в плазме испарился от перегрева.
Если добиваться скорости встречи за счет движения объекта, то стоимость установки баснословно вырастает. Как быть? Решить по АРИЗ-85В. (Рис. 46).
5.9. Как передвигать образец под электронным микроскопом? Под оптическим микроскопом его двигают микрометрическим винтом с точностью 1 микрон. Здесь надо в 100 раз точнее, но такой редуктор очень дорого стоит и не дает требуемой точности, требует термостабилизации его деталей. Как быть?
5.10. Для окончательной сверхточной обработки отверстия (хонингования алмазными брусками) в ванадиевых сплавах используют специальный - радиально-раздвижной инструмент - весьма дорогой и сложный. Для новых изделий нужна еще более высокая точность. Попробовали сделать инструмент по такому же принципу действия, но с еще более тонкой регулировкой. Ничего не получилось - инструмент оказался слишком сложным, капризным; быстро выходит из строя. Что делать?
5.11. Широко применяют нанесение металлических покрытий на поверхности изделий химическим путем. Изделие помещают в ванну с горячим раствором соли металла (никеля, золота, меди и др.). В растворе идет реакция восстановления, и на поверхности оседает металл из раствора. Обычно изделие бывает металлическим, но бывает также пластмассовым.
Процесс происходит тем быстрее, чем выше температура. Но при высокой температуре раствор саморазлагается, металл выпадает в виде хлопьев и на стенках ванны, из-за мути ухудшается качество металлизации. Раствор быстро теряет рабочее свойство, до 75 % химикатов идет в отходы. Химические стабилизирующие добавки не эффективны. Как повысить скорость процесса?
5.12. Как быстро перегородить горящий штрек в шахте мешками глиной? Мешки запасены в нише в том месте, где нужно при пожаре делать перегородку. Если кидать мешки быстро, то горноспасатели успеют выстроить стенку, но пожар пройдет сквозь дырки в стенке. Если мешки хорошо укладывать, то пожар сквозь стенку не пройдет, но спасатели не успеют выложить стенку и попадут в огонь. Как быть?
5.13 При вырезании полировальных кругов из толстых войлочных листов слишком много войлока уходит в отходы. Как быть?
5.14 При монтаже печатных плат используют много-компонентный клей типа эпоксидного - длительность приготовления клея 30-40 мин., рабочее время клея 45 мин. Потом клей застывает, фактическое его использование составляет 15%. Как уменьшить расход клея? Эффект 3-5 тыс. руб. в год.
5.15. На полярной станции имеется труба диаметром 60 мм, а нужна труба диаметром 100 мм. Как быть?
5.16. Для предохранения платы с радиодеталями от климатических воздействий ее покрывают лаком. При термосушке лакового покрытия из платы выделяется микропузырьки газа, которые прокалывают еще не просохшую пленку лака. В местах прокола при использовании платы происходит ее разрушение. Для ликвидации таких проколов сушку ведут в вакуумной камере, но такая сушка дорогая и сложная. Предложите более эффективное решение.
5.17 Золотые цепочки изготавливают в две стадия: золотую проволоку превращают в цепь из звеньев с помощью высокопроизводительного автомата, затем остается сварить все стыки в звеньях. Звеньев много, размеры их малы - 1 м цепочки весит 1 г. Сварить вручную неэффективно. Как быть?
5.18 Были разработаны бесследные электрические торпеды, при их испытании нужно следить за их местонахождением и днем, и ночью, и в шторм. Один раз такая торпеда стукнула в борт корабля испытателей. Как быть?
5.19. Космонавт С.Савицкая рассказала о тех трудностях, с которыми она столкнулась в открытом космосе: скафандр становится надутым и чтобы пошевелить пальцами в перчатках, нужно прикладывать большие усилия. Завинтить винт и простой перчаткой сложно, а в надутых перчатках такая простая задача становится практически не выполнимой. Как работать в открытом космосе?
5.20 Первоначально были заданы природой условия существования человека. В настоящее время все больше потребностей человек удовлетворяет с помощью техники: в тепле, жилище, пище, воде, дыхании, одежде... Окружающий человека мир вырождается... Человек теряет красоту ландшафта. Как сохранить неутилитарные функции природы? И бесполезно всплескивать руками: «Ах, как все плохо!..» Возможно только обострение противоречия: как жить в мире без природы? - обратного пути нет. Человек уже частично компенсировал потери природы - вместо природного шума он придумал более разнообразный мир музыки. Как быть с другими функциями природы – как жить без них, чем их заменить?
5.21. При производстве ферритов надо железный порошок быстро нагреть до 1000 °С за 0,25 с и резко охладить на 200 °С. Как быть?
5.22 Гермошлем скафандра устроен так, что космонавт не может приложить окуляр киноаппарата непосредственно к глазу. А снимать шлем в космосе не всегда можно. Как быть?
5.23 Для получения пористых полимеров берут жидкий мономер или олигомер и насыщают его углекислым газом под давлением. Затем жидкость нагревают, идет процесс полимеризации и одновременно происходит газификация твердеющей массы пузырьками газа. Получается пенопласт. Недостаток способа: необходимость применять высокое давление - оборудование сложное и дорогое. Как быть?
5.24. Для дозирования агрессивных жидкостей применяют краны из эластичных трубок и прижимных планок. Регулируя расстояние между планками, меняют сечение трубок. Если приходится перекачивать пульпу - взвесь твердых частиц в жидкости, то кран быстро забивается твердыми частицами, легко выпадающими осадок. Как быть?
5.25 После зарядки агрегатов абсорбционных холодильников водно-аммиачным раствором сварные швы проверяют, оклеивая их лакмусовой бумагой. Метод очень трудоемок. Предложите более совершенный метод контроля швов агрегата.
5.26 При производстве изделий из оргстекла накапливается много обрезков. Для утилизации мелких обрезков использовали нагревание в котле - образующийся при этом мономер снова используют для получения оргстекла. Со временем из-за изменения изделий стали накапливаться в основном длинномерные обрезки, которые плохо укладываются на обогреваемых поверхностях котла. Так как оргстекло плохо проводит тепло, тепло стало использоваться с малой эффективностью. Как улучшить эффективность нагрева длинномерных обрезков в том же котле? (рис. 47)
Рис. 47 Котёл-утилизатор оргстекла (задача 5.26)
5.27 Существуют поплавковые сигнализаторы уровня топлива: к поплавку подводят проводник, при заполнении емкости поплавок соприкасается с металлическим потолком, электрическая цепь замыкается и подается сигнал на прибор. Недостаток: при соприкосновении контактов образуются искры - были случаи взрывов. Как быть?
5.28 Сточные воды очищают от масел и смол, вводя в поток крупинки глины. Потом надо как-то выловить эти крупинки. Фильтры, отстойники, центрифуга - все это неэффективно. Как быть?
5.29 В металлоплакирующей смазке может содержаться 10% тонкоизмельченного порошка металла. При работе такой порошок создает на трущихся поверхностях тончайший защитный слой металла. Но такие смазки не годятся, если зазор между трущимися поверхностями меньше гранул порошка - даже частицы коллоидного размера оказываются слишком большими. Еще измельчить? Но это означает перейти к истинному раствору, а металлы не растворяются в масле. Как быть?
5.30 При проведении химико-технологических операций в аппаратах - реакторах возникает необходимость передачи водных растворов в больших объемах из одного аппарата в другой, расположенный в том же уровне (объем до 100 м3). Агрессивные свойства растворов не позволяют осуществить их передачу насосами существующих конструкций. Высокая температура (85-95°С) исключает возможность передачи вакуумированием принимающего аппарата. Поэтому используют сжатый воздух давлением - 3-4 атм (3-4*105 Па), избыток которого после завершения передачи сдувается в атмосферу после очистки. При этом отработанный воздух содержит в виде газов, паров и аэрозолей вредные частицы
5.31 Известен способ осаждения гидроксидов металлов из растворов с помощью водных растворов щелочей. При применении его к растворам соединений металлов в органических растворителях (керосине, бензоле и т.п.) образуются 3 слоя: осадок гидроксида, водный и органические слои. Для быстрого достижения полноты осаждения необходимо интенсивное перемешивание слоев. При этом аморфный осадок захватывает заметное количество обоих фаз. Поэтому некоторая переменная доля осадка всегда собирается на границе раздела фаз, образующейся после перемешивания и отстоя. Такой осадок теряется при сливе жидких фаз. Как уменьшить потерю осадка?
Рис. 48 Фрагмент технологической схемы передачи горячего раствора из одного аппарата в другой (задача 5.30).
5.32 Процесс окисления этилена при участие катализатора сопровождается выделением большого количества тепла. При существующей технологии реакция происходит на весьма ограниченной площади решетки с катализатором, где он контактирует с сырьем. Очень большое выделение тепла может привести к взрыву, поэтому делают крупногабаритные системы сложных конструкций, чтобы рассредоточить и отвести тепло, нельзя ли так изменить способ, чтобы в малогабаритном реакторе получить большие количества окисленного этилена и исключить возможность взрыва?
5.33 Процесс селективного гидрирования ацетилена в этанатиленовой фракции происходит на катализаторах с выделением большого количества тепла. В результате при проведении процесса в адиабатическом реакторе температура в слое катализатора значительно в недопустимо повышается - перепад температур достигает 40-60°С. Известные катализаторы имеют температурный интервал селективной работы, при котором достигается требуемая степень очистки от ацетилена, не более 15-25°С. Поэтому наблюдаются большие потери этилена. Сооружение изотермических реакторов или реакторов с промежуточным охлаждением сильно усложняет реактор и удорожает процесс. Нельзя ли так изменить процесс, чтобы в адиабатическом реакторе повысить селективность?
5.34 Известен способ групповой запайки стеклянных ампул: они, будучи заполнены лекарством или вакциной, располагаются вертикально в кассетах 5x5 капиллярами вверх, подводят сверху групповую горелку - против каждого капилляра оказывается горелка. Пламя оплавляет капилляры. Пламя горелок неравномерно: часть капилляров не прогревается и не оплавляется. Если усилить подачу газа, то увеличится производительность и будет гарантирован прогрев всех капилляров, но некоторые ампулы будут перегреты - лекарство в них испортится. Пламя горелок плохо поддается точному регулированию. Как быть?
5.35 Окисление оксида азота воздухом технически просто и дешево. Однако, полученный при атом диоксид азота сильно разбавлен азотом воздуха. Низкая концентрация диоксида азота не позволяет получать азотную кислоту высокой концентрации. Использование чистого кислорода сильно усложняет и удорожает процесс. Как быть?
5.36 Получение бензола из менее ценных его алкил-производных осуществляют гидродеалкилированием - по реакции с водородом:
CH3C6H5 + H2 = C6H6 + CH4
процесс осуществляют при 700-800°С без катализатора под давлением 2,7*106 Па (20-70 атм). Недостаток способа в использовании жаропрочных сортов стали. Кроме того, в ходе процесса на стенках реактора отлагается кокс, снижающий коэффициент теплопередачи - поэтому приходится еще сильнее повышать температуру стенок реактора, чтобы реакционная смесь приобрела требуемую температуру. Применение катализаторов, содержащих хром или благородные металлы, позволяет снизить температуру реактора на 100°С. Но на катализаторах отлагается кокс, который дезактивирует их. Для регенерации катализатора процесс прерывают, выжигают кокс продувкой воздуха - таким образом вновь активируют катализатор. Как избавиться от простаивания аппаратуры?
5.37 В мокрых золоуловителях котлов образуется сульфит кальция, который плохо растворяется в воде - образуются отложения, золоуловитель приходится ремонтировать. Ваше предложение?
5.38 В электромагнитных полях силовых кабелей и других электрических устройств образуется озон, разрушающий полимерные диэлектрики. Как бороться с озонной коррозией?
Рис. 49 Светокопировальная машина. 1-лампа, 2-изогнутое стекло, 3-калька-чертежи, 4-светочувствительная бумага, движущееся полотно.
5.39 Имеется светокопировальная машина с большим изогнутым стеклом. Стекло разбито, заказать его невозможно. Поэтому заменили его оргстеклом. В машине по стеклу движущееся полотно протягивает кальку с чертежом и светочувствительную бумагу. От трения кальки об оргстекло на них появляются электрические заряды - калька-чертеж прочно застревает в машине. Как быть? (Рис.49)
5.40. При осаждении металлов электролизом из водных растворов возникает проблема отделения осадка-изделия от катода. Производят ее вручную - операция "сдирка" очень трудоемкая. Как быть?
5.41. Для длительных испытаний прочности деталей в условиях агрессивной среды используют прочные камеры. К испытываемому образцу подвешивают груз (массой 0,02-2 кг). Камеру герметично закрывают и нагревают. Размер камеры 400x300x300, толщина стенок 10 мм, масса 100 кг. Как определить момент разрыва образца? Сигнальные устройства внутри камеры быстро выходят из строя.
5.42 Как быть в ТС по задаче 5.41, если масса груза уменьшается в 10-100 раз?
5.43 Загрязненные подошвы обуви после входа в чистое помещение распространяет грязь на значительное расстояние. Если у входа обмывать подошвы, то, во-первых, распространяются мокрые следы от обуви, во-вторых, качество обмыва сильно зависит от наличия наблюдателя-уборщицы. Нужно предложить для предприятий массового обслуживания (школ, магазинов, цехов и т.п.) устройство или способ эффективного обмыва подошв обуви без помощи наблюдателя и без распространения следов.
Рис. 50 Схема работы ткацкого станка СТБ. 1-ткань; 2-нити основы; 3-рамка-подбивки нити утка; 4-протягиватель нити утка; 5-нить утка; 6-ловушка для протягивателей; 7-барабан ткани; 8-ударник.
5.44. В ткацких цехах, как и во многих производствах, очень шумно. В ткацком станке СТБ (заводов Текстильмаш в Чебоксарах и Новосибирске) очень сильно шумят узлы: ударник нитко-протягивателя и ловушка для него, кулачки и вибрирующая рамка прибивания утковой нити и др. В среднем шум станка при числе ударов 200 в мин 85 дБ, а в центре над рамкой 88 дБ (норма 80 дБ); разрабатывают станки на 400 ударов в мин. а у них шум достигает 95 дБ.
Как снизить шум до нормы или уменьшить частоту шума с 1000-4000 Гц до 100-400 Гц? Данные станки универсальные, для любого вида ткани - пневмо- или гидро- станки их заменить не могут. (Рис. 50)
5.45 Имеются металлические трубы квадратного сечения, их внутреннею поверхность надо покрыть стеклянной футеровкой толщиной в несколько миллиметров. Если бы трубы были круглые, кусок сплавленного стекла можно было бы "размазать" центробежными силами. Как быть с квадратными трубами?
5.46 Для очистки воды от растворимых соединений фосфора смешивают ее с гидроксидом железа (3). Мелкие частицы гидроксида хорошо "ловят" соединения фосфора; но как потом отделить такие частицы, насыщенные водой? Осадки гидроксидов плохо фильтруются (быстро забивают, "заливают" фильтры), медленно отстаиваются, легко взмучиваются в воде, когда ее после отстоя сливают. Вместо одного загрязнения получается другое (происходит вторичное загрязнение воды). Как быть?
4. 0ПИСАНИЯ ХОДА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ РАЗДЕЛОВ 2.1-2.3
4.1 РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ РАЗДЕЛА 2.1
Главное при решении этих задач - добиться четкой формулировки ТП (технического противоречия): 1) ЕСЛИ что-то сделать обычными инженерными приемами (не считаясь с потерями), ТО нечто улучшается, НО другое недопустимо ухудшается. 2) ЕСЛИ этого НЕ делать, ТО нет ухудшения, НО нет требуемого улучшения.
2 примера 1.1 и 1.2 рассмотрены в разделе 2.1, здесь приведен ход решения задач 1.3-1.8.
Рис. 51. Решение О.Пикара задачи о выводе троса из гондолы. 1-трос; 2-затвор с жидкостью; 3-колесо затвора; 4-бухта троса; 5-гондола;H-уравновешивание разности давлений.
1.3. ТП: ЕСЛИ откопать основание стойки светофора, ТО его можно перенести в другое место, НО это долго, сложно, дорого. По авт. св-ву 259949 предложено (по приему "дробление-объединение") выполнить стойку из обрезков трубы, соединенных шарнирно между собой.
1.4. ТП: ЕСЛИ гвозди забивать полностью по шляпку, ТО они держат доски прочно, НО при разборке трудно вытащить гвозди без повреждения досок. ЕСЛИ забивать шляпки не полностью, ТО гвозди легко вытащить, НО такие гвозди держат доски плохо. Эти ТП разрешает (прием "разрешение ТП в пространстве") гвоздь с двойной шляпкой: гвоздь забивается плотно по нижней шляпке, а за верхнюю вытаскивается.
1.5. ТП: ЕСЛИ сделать в кабине отверстие для троса большими, ТО трос будет свободно разматываться (без заедания), НО кабина потеряет герметичность. ЕСЛИ сделать отверстие малым, ТО кабина будет герметичной, НО трос заест и клапан стратостата тут же откроется при подъеме. Таким образом, отверстие одновременно должно быть и большим, и малым. Большое отверстие хорошо пропускает трос. Для того чтобы оно не пропускало воздух, отверстие следует перекрыть - твердым и газом нельзя, остается жидкостью (прием "изменение агрегатного состояния"): чтобы жидкость не вытекла, "отверстие" должно иметь дно. (А чтобы трос проходил, дна не должно быть). Это - гидрозатвор (как под раковиной умывальника) - геометрический эффект. Осталось подобрать соответствующую жидкость: у воды плотность 1,0 и высота столба должна быть до 10 м – много..., у ртути - 13,6 и высота столба достаточна 0,76 м, что для размеров гондолы вполне приемлемо. Хотя пары ртути ядовиты, но в полете на 1-2 суток их вредным действием можно пренебречь - что и сделал О.Пикар. (Рис. 51)
1.6. ТП: ЕСЛИ фильтр стоит поперек потока, ТО он вначале полезен - чистит жидкость, НО потом, после очистки вреден – увеличивает сопротивление. Очевидное решение: после очистки жидкости фильтр надо повернуть - разрешение ТП "во времени".
1.7 ТП: ЕСЛИ регулировать установку заслонки автоматически в зависимости от температуры газа, ТО можно поддерживать постоянный расход газа, НО система автоматики сложная.
Идеальное решение: заслонка сама поддерживает постоянный расход газа при некоторых произвольных колебаниях его температуры. То есть при нагревании заслонка открывается больше, в при охлаждении меньше; сама - значит под действием нагрева, теплового поля, которое есть в системе (ресурса ТС).
1.8 ТП: ЕСЛИ экран на поверхности нефти имеет малый зазор со стенками резервуара, ТО испарение нефти с поверхности мало, НО такой экран заедает. ЕСЛИ у экрана, большой зазор со стенками, ТО экран не заедает. НО будет большая площадь испарения. Идеально: экран не заедает и с очень малым, отсутствующим зазором. Такой экран не может быть твердым, не может быть газом, должен не смешиваться с нефтью (например, быть водой) и быть легче нефти - свойства подходят к воде, но она тяжелее нефти...
Примечание: на задачи 1.7 и 1.8 смотрите контрольные решения.
4.2. РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ РАЗДЕЛА 2.2
В данных задачах требуется сформулировать идеальное решение: выбранный элемент технической системы (ТС) сам устраняет (лучше "предупреждает") основной недостаток ТС, не ухудшая хороший показатель системы. Эффективные решения в соответствии с таким ИКР разрешают ТП путем использования имеющихся ресурсов подсистемы, системы или надсистемы (вещества, энергии, время, пространства, информации и пр., готовые или производные и т.п.).
В разделе 2 приведены 2 примера решений задач, примерами являются также разборы решений задач 1.7 и 1.8.
2.3. ТП: ЕСЛИ в бак с горючим проходит воздух, ТО горючую жидкость легко подавать в мотор, НО в баке образуется взрывчатая смесь воздуха и паров жидкости. ИКР: идеальный бак такой, в котором (несмотря, на образование смеси паров и газа) эта смесь не взрывается при попадании в бак горячей пули. Химический эффект - "инертный газ": смесь в баке не должна содержать кислорода - ресурсом такого газа на самолете являются выхлопные газы двигателя, часть которых следует подавать в бак. Это решение использовано на ИЛ-2.
2.4 ТП: ЕСЛИ якорь с лапами, ТО он хорошо держит на мягких грунтах морского дна. НО не держит на скальном грунте. ЕСЛИ сделать якорь очень тяжелым, ТО он будет держать на любом грунте, НО будет снижать грузоподъемность судна. ИКР: якорь (точнее "хваталка") сам держится за любой грунт дна, имея массу и размеры обычного якоря. "Хваталка" в скальный грунт дна не может влезть, она должна держаться за поверхность скалы, а между нею и скалой остается вода. Эта вода тогда будет помогать "хвататься", если она станет твердой, льдом - (прием "изменения агрегатного состояния"). Наша "хваталка" должна стать морозильником - для отделения такого якоря ото дна "хваталку" нужно согреть.
2.5. ТП: Если в обычном альтиметре одну стрелку заставить двигаться горизонтально, ТО задача будет решена, НО придется усложнить передачу, из-за чего снизится точность показаний. ЕСЛИ передачу не усложнять, ТО точность показаний будет приемлемой (сохранится), НО задача не будет решена. Идеально: когда передачи нет, а стрелка указателя движется горизонтально - часть системы (барометр
2.6. ТП: ЕСЛИ заменить сортировщицу фотоэлементами, ТО ручной труд будет ликвидирован, НО система контроля будет сложной или точность сортировки ухудшится. Идеально: пусть таблетка сама себя сортируется по массе, не усложняя контроля.
Решение: приемный стол отодвинуть на такое расстояние от лотка выдачи, чтобы таблетки со сколами не долетали до стола и попадали в приемник брака (геоме
2.7. ЕСЛИ в сосуд на слой более тяжелой жидкости налить более легкую, ТО можно получить несколько слоев в сосуде, НО из-за высокой их подвижности эти слои в момент приливания перемешиваются. Идеально: нижний слой» сам неподвижен, когда наливается верхний
На задачи 2.5 и 2.7 даны контрольные ответы.
4.3 РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ РАЗДЕЛА 2.3
При решении этих задач необходимо сформулировать ТП, выявить в данной ТС «инструмент» и «изделие» (связанные с ТП), определить ресурсы ТС, наметить идеальное решение (ИКР), определить вид исходной структуры веполя ТС и характер связей в веполе (полезные, вредные, достаточные, недостаточные или избыточные и т.п.), рассмотреть требуемое преобразование веполя (добавление В или П, характер нанесения связей в веполе, требование усложнения или форсирование веполя и т.п.). В разделе 3 примеры решений задач 3.1 и 3.2.
3.3. ТП: ЕСЛИ поплавки катамарана сильно раздвинуть, ТО резко увеличивается его устойчивость, НО после переворачивания его трудно вернуть в исходной состояние. (Это важно для спортивного парусного катамарана, а грузовой катамаран станет слишком широким и пройдет не через любой шлюз). Идеально: пусть перевернутый катамаран сам станет пригодным для использования в качестве спортивного катамарана. Техническое решение (ТР): сделать такой катамаран одинаковым сверху и снизу и снабдить мачту подвижным креплением, так чтобы было достаточно просто перевернуть одну мачту (опираясь на принцип "динамичности" - прием 15 из списка приемов разрешения ТП). Это патент Англии 1373642.
Рис. 52 Барометрическая спираль (задача 2.5).
Рис. 53 А и Б летят навстречу (задача 3.5).
Рис. 54 Шарик в ножке микрометра. 1-ножка; 2-добавка "пороха"; 3-шарик. (задача 3.13)
На основе этого же приема корпуса грузового катамарана делают подвижными, так чтобы они могли при необходимости сдвигаться и раздвигаться.
3.4 ТП: ЕСЛИ детали очищать пескоструйкой, ТО достигается эффективная механизированная очистка деталей, НО часть песка задерживается в полости деталей, Инструмент в ТП (В1) – плотность, изделие (В2) - песок: характер взаимодействия - В1 "вредно" удерживает В2. Поля Пх считаем пока нет, т.к. имеющееся механическое (Пмех) не способно "вытрясти" песок В2 из полости В1. Идеально (ИКР): песок сам удаляется из полости без дополнительных хлопот, обеспечив хорошую очистку поверхности детали. Физическое противоречие (ФП): чтобы обеспечить очистку детали, частицы песка должны быть жесткими, твердыми: чтобы самим удаляться из полости де тали, частицы должны быть текучим или лучше "летучими". Это противоречие можно "разделить во времени": вначале частицы твердые, потом "летучие". Для придания частицам "летучести" рассмотрим разные Пх (просмотрим с помощью «МАТЭМЭмХ»: Пмех не позволяет "вытрясти" песок. Пакуст - тоже, Птеп: может обеспечить фазовый переход твердого тела в жидкое или газообразное (при условии замены вещества "песка"), Пхим может позволить растворить «песок» или превратить его в газ, Пэл, Пмагн или Пэламагн - не ясны их возможности.
3.5. ТП: ЕСЛИ 2 распыленные жидкости А и В подавать навстречу друг другу, ТО обеспечивается образование продукта АВ требуемыми свойствами, НО качество продукта невысокое из-за наличия в нем также частей АА и ВВ. Идеально: одинаковые частицы сами отталкиваются друг от друга, не мешая столкновению разных частиц и образованию АВ. ФП: чтобы образовывать только АВ, должны сталкиваться только разные частицы, но вследствие броуновского движения случайно сталкиваются между собой и одинаковые частицы (нет между ними силы отталкивания одноименных зарядов), пусть частицы А имеют один заряд, а В - другой заряд, в результате вероятность столкновения одинаковых частиц резко уменьшается (использован физэффект). (Рис. 53).
3.6. ЕСЛИ в двери сделать легко открывающийся лаз, ТО своя кошка будет сама входить к выходить, НО и чужая кошка токе войдет в дом. ЕСЛИ закрыть лаз на задвижку, ТО чужая кошка в дом не пройдет, НО и своя кошка тоже пройти сама в дом не может. Идеально: лаз сам узнает (по сигналу "я свой") свою кошку, обеспечивая открывание защелки без наблюдателя. «Свою кошку» можно отличить по "принципу предварительного действия" - снабдить свою кошку таким источником сигнала (поля Пх), который наверняка отсутствует у чужих кошек. Просмотрев МАТЭМЭмХ, выявим, что кошка обладает магнитным полем (Пмагн) - по патенту США на кошку надевают Бантик или ошейник с вделанным магнитиком. У лаза это магнит замыкает цепь, например, с герконом, которая включает электромагнит защелки и тем самым освобождает дверцу лаза для своей кошки, которая сразу же сама захлопывается и не открывается перед чужой кошкой без магнита. Решение может быть улучшено путем разрешения нового ТП: ЕСЛИ надеть кошке бантик е магнитом, ТО своя дверь для нее откроется, НО бантик кошка может потерять (у нее могут его снять).
3.7 Чтобы планетоход не опрокидывался, нужно как можно ниже иметь его центр тяжести. ТП: ЕСЛИ укрепить под дном его корпуса тяжелый груз, ТО центр тяжести понизится и улучшится устойчивость, НО этот груз снизит проходимость планетохода через кочки, камни. ЕСЛИ такой груз под дном не размещать, ТО проходимость через кочки сохранится, НО недостаточна устойчивость к опрокидыванию. Итак, груз нужен и вреден одновременно. Идеально: центр тяжести снижен при сохранении проходимости через кочки.
3.8. ТП: ЕСЛИ детскую мебель красить, ТО она удовлетворяет эстетическим требованиям, НО дети быстро сдирают с мебели краску. Идеально было бы, если бы было окрашено все дерево - тогда и после обдирки поверхностного слоя мебель будет окрашенной, да и этот слой труднее отодрать, чем слой краски, но готовая древесина не впитывает краску. Предложено разрешить противоречие по принципу "предварительного исполнения", разрешениям во времени: окрашивать дерево заранее, во время его роста с соками естественного питания.
3.9. ТП: ЕСЛИ обрабатывать тонкие стеклянные пластинки на шлифовальном станке, ТО можно их изготовить, НО значительная их часть при этом ломается. Идеально: в момент обработки на шлифовальном станке стеклянная пластина толстая, оставаясь тонкой в конечном изделии. Решение по принципу "объединения" или по стандарту перехода от моносистемы к би-поли-системе: склеить из тонких пластин на время обработки на станке толстый пакет, потом расклеить (расплавить, растворить клей).
3.10. ТП: ЕСЛИ сжать пружину приспособлением, ТО ее можно поместить на место в приборе, НО так как перед закрытием края приспособление надо убрать - пружина выскакивает со своего места. ЕСЛИ пружину связать, ТО она не выскакивает при закрывании крышки, НО пружина в приборе должна быть свободной. Идеально: «связка» пружины сама исчезает, освобождая пружину под крышкой. Например, "связка" при сборке была твердой, а потом "исчезла" (растаяла, растворилась, испарилась, улетучилась...).
3.11. ТП: ЕСЛИ взять змею в руки, ТО можно замерить ее длину, НО она может укусить руку. Идеально: при измерении змея сама становится неподвижной... Живая змея станет неподвижной при пониженной температуре. НО она при этом будет свернута в клубок... По "принципу копирования" неподвижной является фотография змеи - пусть змея сама переползает из колонного угла террариума в теплый через прозрачную длинную трубку, тогда в этой трубке змей по очереди можно сфотографировать.
3.12 ТП: ЕСЛИ отрезанная труба сама скатывается по рельсам, ТО устройство простое и надежное, НО труба по рельсам подпрыгивает и сильно шумит. ЕСЛИ рельс покрыть резиной, ТО шум из-за подпрыгивания уменьшится, НО удар трубы о трубы в конце остается и резина быстро изнашивается. ЕСЛИ рельсы заменить на цепной конвейер для труб (для плавного их спуска), ТО шум уменьшится (в том числе в конце пути), НО устройство станет сложным и ненадежным. Идеально: рельсы сами замедляют скатывание труб (не давая им подпрыгивать) без снижения надежности устройства спуска труб. Сейчас на трубу действует только гравитационное поле, необходимо ввести также Пх, действующее через рельс на трубу.
3.13. ТП: ЕСЛИ шарик вытащить из ножки с помощью захвата с большим усилием, ТО вынуть шарик можно, НО поверхность шарика сильно повредиться во многих точках дуги прижатия захвата. ЕСЛИ подать давление изнутри ножки (просверлив в ней отверстие), ТО повреждений шарика дополнительных не будет, НО будет повреждена ножка точного прибора (вероятно, уменьшится точность показаний). Идеально: внутренний объем ножки сам выталкивает шарик изнутри, не повреждая ни шарика, ни ножки. Требуется источник силы выталкивания - имеется "вредное" взаимодействие ножки и шарика (условно "вредное" - на стадии вынимания шарика и полезное во время работ микрометра), необходимо Пх для силы выталкивая. Для источника этой силы есть небольшой объем конуса (ресурс пространства) глубже упора шарика в выемке ножки. Там можно разместить 1-2 мм3 вещества, которое в момент извлечения шарика должно резко увеличить свой объем - перейти в газообразное состояние: под действием, например, не очень высокой допустимой температуры вещество испарить или разложить в газ (требуется физический или химический эффект «газ появляется»). (Рис. 54)
3.14 ТП: ЕСЛИ опрыскивать растения обычным способом (сверху) очень большой дозой, ТО какая-то часть капель случайно попадает и на нижнюю) сторону листа, НО доза опрыскиваемой жидкости-яда становится недопустимо большой. ЕСЛИ опрыскивать требуемой дозой, ТО доза сохраняется, НО капли жидкости - яда практически не попадают на нижнюю сторону листа.
Идеально: капли сами попадают на листья равномерно со всех сторон без увеличения требуемой дозы жидкости-яда. Пока на капли действует только одна сила гравитации (Пмех). В системе В1 (капля) - В2 (нижняя сторона листа) отсутствует требуемое поле Пх их притяжения... (Рис. 55).
3.15 ТП: ЕСЛИ в сосуд Дьюара поместить полировальный порошок, ТО это не трудно сделать, НО нечем порошок привести в движение. Идеально: порошок сам движется вдоль стенок, прижимаясь к ним силой, действующей извне. То есть, имеются В1 (порошок) и В2 (стенка), требуется ввести в систему Пх, обеспечивающее взаимодействие - движение порошка вдоль стенок сосуда. Нужно какое-то поле из МАТЭМЭмХ: если вращать сосуд Дьюара, ТО при слабом вращении порошок будет скользить по стенкам, НО без прижатия; при сильном вращении порошок будет сильно прижат к стенкам, НО не будет проскальзывать вдоль стенок - не будет полировать. Кажется, других сил, непосредственно действующих на порошок, получить нельзя. Как быть?
Рис. 55 Опрыскивание растений (задача 3.14).
Р
ис. 56 Припаивание проводов к ножкам катушек. 1-катушка; 2-ножка; 3-конец провода; 4-очень горячий расплав; 5-горячий расплав; 6-добавка экзотермической смеси. (3.20)3.16 ТП: ЕСЛИ вытягивать из расплава пластмассы ворсинки крючками, ТО ворс будет образовываться, НО многие ворсинки обрываются. Крючки нужны, крючки вредны... Идеально: ворсинки сами вытягиваются из расплава без крючков и обрыва. В системе имеем только расплав В1, нет инструмента В2 и Пх. Нужно ввести такое В2, которое хорошо поддается действию легко управляемого поля - таким полем может быть магнитное поле, тогда В2 - ферромагнитный порошок: начальное состояние В1, переходим к веполю Пмагн → В2 → В1. Использован физэффект.
3.17 ТП: ЕСЛИ использовать набор отклонителей (изогнутых труб), ТО скважину можно отклонить в нужную сторону на нужный угол, НО для смены отклонителей нужно каждый раз поднимать всю колонку труб (большие затраты времени и средств). ЕСЛИ использовать один отклонитель, ТО подъем колонны для установки и смены отклонителя нужно произвести всего два раза, НО одним отклонителем нельзя обеспечить достаточно большое отклонение скважины. Идеально: отклонитель сам изгибается в нужное время в нужную сторону на нужный угол постепенно без подъема колонны труб. Речь идет об увеличении степени управляемости (в соответствии с законом повышения степени динамичности системы). Имеется только один элемент - "отклонялка" в модели системы - "невеполь", нужно ввести для построения веполя к В1 (трубе) В2 (некое вещество) и Пх (поле, обеспечивающее переменный угол изгиба В1 или пары взаимосвязанных В1-В2). Такой парой взаимодействующих веществ предложена труба из биметалла, которая управляемо изгибается под действием теплового поля электронагревателя (последнее легко регулируется с поверхности изменением силы электротока). Применены "предварительное действие" и физэффект.
3.18…ТП: ЕСЛИ испытываемые кубики погрузить в камере в кислоту, ТО проводятся требуемые испытания на коррозию кубиков, НО имеет место сильная коррозия камеры. ЕСЛИ камеру сделать из платины, ТО растворяться камера практически не будет, НО дорого. Идеально: простая, дешевая камера абсолютно не растворяется при проведении требуемых испытаний. Чтобы проводить испытания, камера должна контактировать с кислотой; чтобы камера не растворялась, она не должна контактировать с кислотой. Противоречия разрешаются по принципу "наоборот": предложено кислоту налить в полости испытуемых кубиков, которые ставятся в сухую камеру - контакт между кислотой и камерой исключается.
3.19 ТП: ЕСЛИ самолет после аварии поднимать дирижаблем, ТО можно равномерно распределись нагрузку на поврежденную машину (чтобы не нанести ей дальнейших повреждений), НО дирижабля нет и поднимать в воздух поврежденный самолет нельзя. ЕСЛИ не использовать дирижабль. ТО опасности подъема нет, НО при перевозке такого самолета тягачом его повреждения недопустимо усилятся. Идеальная "поднималка" (дирижабль) "нежно" поддерживает поврежденный самолет по всей его площади, не мешая тягачу везти его