Как решаются изобретательские задачи (стр. 6 )

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 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. 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 (барометрическая спираль) сама дает показания высоты в километрах.

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 (геометрический и физический эффекты). Стоимость такого решения несколько рублей за работу по передвижению и наладке.

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).

Рис. 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.

3.20…ТП: ЕСЛИ концы проводов вместе с ножками катушки окунуть в ванну с высокой температурой припоя, ТО изоляция с концов проводов сгорает и провода тут же облаживаются и припаиваются, НО сильное тепловое поле ванны перегревает и портит катушки. ЕСЛИ использовать ванку с не очень высокой температурой, ТО катушки не портятся, НО изоляция проводов не сгорает (необходима дополнительная операция удаления изоляции с концов проводов)Идеально: ванна сама обеспечивает очистку концов проводов от изоляции, не перегревая катушку. Очевидно, из двух вариантов подхода к решению, которые обычно выдвигают слушатели занятий по изучению ТРИЗ): охлаждать катушку при перегреве концов в ванне или перегревать только концы проводов, не действуя на катушку; ближе к идеальному решению второй подход - обеспечить перегрев в малой зоне концов проводов. Итак, имеется неполный веполь: конец провода с изоляцией BI и слабое тепловое поле Пт: для перевода к полному веполю нужно в систему ввести B2 (BХ), которое обеспечит требуемый перегрев только BI. Такое BХ в химики называют экзотермическим веществом, оно должно иметь температуру вспышки ниже допустимой температуры ванны - решение основано на химическом эффекте "выделения энергии веществом" (примером такого вещества может быть порох и т. п.). Концы проводов предварительно макают в ванночку с расплавом или раствором такой смеси, а затем в ванн с припоем - здесь вспышка "пороха" обеспечивает снятие изоляции путем ее сгорания и припой тут ее обеспечивает лужение концов провода, ножек катушки и их спаивание, соединение. (рис.42)

3.21…ТП: ЕСЛИ спиленное дерево падает (на бок), ТО с одного бока частично обламывается его ветви, НО для полного удаления сучьев нужна специальная операция (в основном, дерево при этом только губит подрост на поляне). Идеально: падающее дерево самообламывает на себе сучья, не используя дополнительного источника энергии. Имеются BI (дерево) и ПГРАВ., их взаимодействие не производит полезной работы потому, что нет инструмента B2: имеется неполный веполь ПГР - BI перейдем к веполю ПГ—BI—B2. В а. с.461722 в качестве такого B2 применен кольцевой нож, схватывающий ствол дерева, подающий почти вертикально.

3.22…ТП: ЕСЛИ ввести в трубу быстротвердеющий полимерный состав, ТО поврежденную трубу можно перекрыть, НО жидкий состав до затвердевания успевает сильно растечься, затрудняя ремонт трубы после остановки агрегата. Идеально»: жидкий полимер, введенный в трубу, сам стоит на месте около дыры (в месте ввода), пока полностью не затвердеет.

В большом числе технических решений их высокая эффективность (форсирование веполей) обеспечена за счет построения веполей на магнитном поле и добавок ферромагнитного вещества в виде порошка. Такие веполи позволяют обеспечить динамичность и управляемость систем. Так, например, для обработай (овализации) зерен абразива предложено смешать эти зерна с ферромагнитным порошком (ФМП) и вращать смесь магнитным полем (а. с. 319460); для очистки проволоки от скалины предложено пропускать проволоку через абразивный ФМП, сжимаемый магнитным полем (а. с. 332332);для распыления расплава полимерного состава предложено вести в расплав ФМП и пропускать расплав через зону действия знакопеременного магнитного поля (а. с. 387570). См. также решения задач 3.15, 3.16 и др.

3.23…ТП: ЕСЛИ использовать микроскоп большого увеличения, ТО "таукитян" (микробов) можно в принципе разглядывать, HО они колеблются и не удерживаются в фокусе объектива. Идеально: жидкость сама удерживает "таукитян" в точке фокуса, не нанося им повреждений (замораживанием).

В данной системе нет такого действия жидкости (ВI) на "таукитян", которое удерживало бы их (В2) на месте; нужно ввести некое ПХ, которое через ВI удерживало бы В2 на месте. Требуемое ПХ должно так структурировать жидкость, чтобы она удерживала бы микрочастицы на месте:

ВI В2 => Пх -----> ВI* ------> В2

3.24.. ТП: ЕСЛИ стальную проволоку протаскивать через фильеру, ТО проволока очищается от скалины, НО скалина быстро изнашивает фильеру, увеличивая диаметр отверстия. Идеально: фильера сама сохраняет постянпый диаметр отверстия, хотя фильера изнашивается. Решение в а. с. 333933 за счет использования абразивного ФМП, сжимаемого магнитным полем (физоэффект).

3.25.. ТП: ЕСЛИ опускать раскаленную деталь в ванну с маслом, ТО масло кипит (тем самым полезно действуя на деталь, охлаждая ее с целью закалки), НО пары масла соприкасается на воздухе с раскаленной деталью и загорается, распространяя вокруг ванны копоть. Идеально: пары кипящего масла сами не загораются... Идея об использовании негорючего масла не плоха, но она сильно изменяет систему такое масло очень дорогое и недоступно сегодня. Остается изменить среду - заменить воздух на самый дешевый и доступный газ, не поддерживающий горения масла (принцип "инертности"). Это углекислый газ (CO2). Имеется в системе (пар масла) В1 и (воздух) В2, которые вредно взаимодействует из-за сильного ПТЕПЛОТА. Введение СО2 - это В3, распределяющий В1 и В2 - является неидеальным, сильно усложняет систему, т. к. углекислый газ под действием ПT быстро улетучивается из-за разогревания. Идеально было бы, чтобы СО2 сам образовывался в системе под действием имеющегося вредного Пт, не образуя копоти (так как при горении масла образуется и С и СО2. Предложено ввести в масло такую добавку, которая резко усилит и облегчит выделение СО2 из масла под действием ПT. Требуется химический эффект "выделения вещества - газа", прием "усиление инертности среды".

3.26.. ТП: ЕСЛИ судно на подводных крыльях развивает высокую скорость, ТО приобретает большую подъемную силу, НО резко усиливается разрушение поверхности крыльев кавитационарными пузырьками. ЕСЛИ на поверхность крыльев наносить защитное покрытие, ТО разрушение стальной поверхности крыльев ослабится, НО это покрытие, ТО разрушение стальной поверхности крыльев ослабится, НО это покрытие разрушается и его часто надо восстанавливать (обслуживание крыльев сильно усложняется). ЕСЛИ не наносить защитное покрытие, ТО обслуживание остается простим, НО разрушается поверхность стальных крыльев. Идеально: поверхность крыльев сама непрерывно защищается от разрушения кавитацией слоем из ресурсов, не усложняя обслуживание. Наиболее доступный ресурсом в данной системе является вода.

Между крылом и водой здесь имеется полезное (подъемная сила) и вредное (кавитация) взаимодействия. Разрушить вредное взаимодействие введением 3-го вещества не удается, но это можно сделать по стандарту 1.2.2 (системы "Стандарты 76") - введением покрытия стальных крыльев "видоизмененной водой". Например, ледяной пленкой за счет введения через крылья в систему поля холода, таким образом, перехода к двойному веполю (стандарт 2.1.2):

ПМЕХ ---> В1 (крыло) <-\/\/\- В2 (вода) => ПМЕХ ---> В1 <--- В2 <--- Пхол

Это решение соответствует авт. сврис.40) Какое новое ТП возникло?

3.27.. ТП: ЕСЛИ ввести в полимер порошок свежеполученного металла, TО порошок будет перехватывать кислород, НО такой порошок окислится уже на операции введения (станет непригодным). ЕСЛИ порошок металла вводить в инертной среде, ТО - он при введении не окислится, НО процесс сильно усложняется. Идеально: металл сам появляется внутри полимера после или при образовании полимера, не усложняя процесс получения полимера.

Имеются В1 (жидкость - манометр, переходящая в процессе в твердый полимер) и поле тепла ПТ (под действием которого из жидкости образуется полимер), в соответствии со схемой достройки веполя нужно такое B2 вещество, которое в ходе процесса образования полимера выделяет металл - "перехватчик кислорода".

3.28 ТП: ЕСЛИ использовать сигнализацию с кнопками, ТО при опасности ее можно включить, НО психологически парализованные служители фактически ее не включают. Идеально: система сигнализации сама включается в случав нападения без движения рук или ног людей, например, используя измерения физиологических функций людей под воздействием парализующего их страха. Новое ТП: ЕСЛИ использовать такую систему, ТО срабатывание системы сигнализации при нападении улучшается, НО вероятными становятся ложные сигналы опасности из-за угнетенного психологического состояния отдельных служителей по битовый мотивам.

3.29. ТП: ЕСЛИ поместить уровень за поворотом колена, ТО он покажет положение плиты, НО увидеть эти показания невозможно (при вытаскивании уровня показания изменяются). ЕСЛИ разрушить готовую боковую стену, ТО увидеть показания уровня можно, НО плохо, что стену нужно разрушить. Идеально: уровень, установленный в невидимой зоне, сам сохраняет свое состояние при его вытаскивании (сохраняет свои показания). Показания уровня зависит от взаимодействий поля гравитации ПГ, жидкости B1 и пузырька B2. При установке эта связь должна быть подвижной, после установки она должна стать неподвижной противоречие может быть разрешено во времени.