ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ
по курсу УПиНИР
гр. ПС2-41
Для зачета по курсу каждый студент должен представить предварительно подготовленный в письменном виде адаптированный «под себя» и исключающий повторы перечень контрольных вопросов и рекомендаций для целенаправленного поиска решений, составленный на основе известных перечней такого типа, а также ответить на вопросы по билетам. Вопросы билетов по теоретической части курса см. в файле «ВОПРОСЫ к зачёту по курсу УПНИП2». В каждом билете по практической части содержатся вопросы одного из двух возможных видов и указана задача, для которой нужно отвечать на представленные вопросы.
Виды вопросов в билетах
1. Рассмотрев проблемную ситуацию, выявить внешние (поверхностные, административные), углубленные (технические) и обостренные (физические) противоречия, указав идеальный конечный результат
Найти аналогии различных видов для проблемной ситуации и/или выявленных противоречий
2. Определить основные функции разрабатываемого устройства (способа, процесса, системы) и предложить варианты реализаций каждой из функций
Найти аналогии различных видов для разрабатываемого устройства (способа, процесса, системы), и его функций
Внимание! При сдаче зачета нужно не решать доставшуюся задачу, а отвечать на содержащиеся в билете вопросы!
Перечень задач
1. Разлив жидкого металла из ковша осуществляется из донного отверстия под действием сил тяжести. Такой разлив осуществляется неравномерно, так как зависит от высоты столба жидкого металла (от гидростатического напора). Как сделать разлив равномерным?
2. Аппарат для абразивной обработки деталей сложной формы представляет собой коаксиально расположенные две трубы. По внутренней трубе движется воздух, а по наружной - частицы абразива. На конце наружной трубы расположено сопло, формирующее струю абразива. Сопло быстро изнашивается, и его приходится менять. Как сделать не изнашиваемое сопло?
3. При наклеивании новых обоев из стен удаляют шурупы, на которых крепились ковры, книжные полки и т. д. Возможно, что придется вернуть некоторые предметы на старое место. Как найти отверстия в стене?
4. На метеостанции требовалось зимой, в лютые морозы четыре раза в сутки опускать в прорубь приборы для замеров параметров воды и взятия проб. Работа осложнялась тем, что прорубь примерно через 2 часа полностью замерзала и ее приходилось ломом пробивать заново. Никаких сложных механизмов на метеостанции нет. Как освободить работника метеостанции от ручной работы по пробиванию проруби?
5. Из замкнутого резервуара с непрозрачными стенками в химический реактор поступает агрессивная и ядовитая жидкость. Требуется измерять скорость истечения этой жидкости, однако никаких измерительных устройств на пути этой жидкости ставить нельзя.
6. Маховики используется, как аккумуляторы энергии. Чем больше их диаметры и масса, тем больше энергии они аккумулируют, но чем больше диаметр и скорость вращения, тем больше силы разрыва маховика. Как быть?
7. На кораблях, особенно военных, каждый квадратный метр площади на счету. Особенно важно, чтобы любые сооружения занимали как можно меньше места. Но весьма трудно сократить вылет трапа, потому что он зависит от высоты и глубины ступенек. Сделать каждую ступеньку выше (тогда их потребуется меньше) нельзя - затрудняется хождение. А сделать каждую ступеньку уже тоже нельзя, так как на ней должна уместиться ступня. Как сократить вылет трапа?
8. В авиационных топливных баках находится не только керосин, но и атмосферный воздух, который содержит влагу. На больших высотах при отрицательной температуре за бортом эта влага конденсируется на стенках баков и стекает в керосин. Так как вода тяжелее керосина, она опускается вниз и постепенно накапливается. Баки как бы понемногу "сосут" воду из атмосферного воздуха. При движении вода может смешиваться с керосином, ухудшая качество подаваемого к двигателям топлива. Еще хуже то, что при низкой температуре при полете на больших высотах вода, проходя по охлажденным трубопроводам, может замерзнуть и, в виде кристаллов льда, попасть в топливные фильтры. Фильтры, забитые льдом, перестают пропускать керосин. Двигатели без поступления топлива, как известно, останавливаются, со всеми вытекающими последствиями. Накопившуюся в топливных баках воду нужно периодически сливать. Если это делать часто, то воды в баках не будет ни капли, но обслуживание самолетов удлинится и станет значительно дороже (сливается с водой и керосин). На самолетах десятки баков, многие из них расположены в крыльях на высоте пяти - шести метров, добраться до них не так просто. Необходимо уменьшить (исключить) влияние атмосферной влаги на качество топлива и надежность его подачи из баков к двигателям, не увеличивая при этом трудоемкость обслуживания самолетов.
9. На фармацевтическом заводе возникла проблема по запайке ампул с лекарством. Ампулы с лекарством устанавливают в кассету. В кассете содержится 25 ампул. Кассету подают к коллективной горелке. Против каждого язычка пламени оказывается ампула. Язычки пламени в горелке точно отрегулировать невозможно, поэтому их пламя не равномерно. Одни язычки пламени большие, а другие маленькие. Большие язычки пламени хорошо запаивают ампулу, но перегревают (портят) лекарство. Маленькие язычки пламени не портят лекарство, но не запаивают ампулу. Как сделать, чтобы все ампулы были запаяны, но ни одна не испорчена?
10. У крупных современных танкеров тормозной путь составляет несколько километров. В связи с этим возрастает вероятность попадания таких судов в аварию. Что только не предпринимают, чтобы сократить тормозной путь: реверс винта; поворот руля на 90°; тормозные парашюты – все мало эффективно. Каким способом можно сократить тормозной путь крупных танкеров?
11. Моды постоянно меняются, и вот пришла мода делать платья из большого количества кусков материалов различного цвета или из материалов с разноцветными рисунками. Но как подобрать цвет нитки, чтобы шов не был виден?
12. При движении судна на подводных крыльях, на крыле, вследствие кавитации, образуется эрозия (из-за «разъедания» материала в водновоздушной среде при нагрузках) и крыло теряет свою эффективность. Как быть?
13. Способ крепления предметов на вертикальных поверхностях, не обязательно плоских, позволяющий простые перемещения этих предметов.
14. Система, обеспечивающая простой съем информации с приборов, расположенных на столбах на высоте, превышающей рост человека (как минимум - на длину вытянутой руки). При этом должны быть обеспечена защита от вредных атмосферных факторов и затруднено несанкционированное механическое воздействие на приборы.
Примечания: 1. Одна и та же задача может использоваться в билетах разного вида.
2. Номера задач не являются номерами билетов.
