Эвристика Методические указания к решению творческих технических задач (стр. 4 )

НЭ (Нежелательный эффект): Реле времени - штука аналоговая, погрешности его работы мешают работе выключателя станка. Проще заменить аналоговое электрическое реле цифровым механическим прибором - дозатором. Но дозатор, в отличие от конденсатора, "не разряжается", накапливает воду. Как сделать, чтобы случайные импульсы воды не накапливались?

ТП. Е с л и есть дозатор, т о он отключает станок, н о ловит все импульсы.

Е с л и нет дозатора, т о случайные импульсы не ловятся,

н о не ловятся и полезные.

ИКР. Дозатор ловит полезные, не ловя случайные импульсы.

Р. Форма.

-16-

Вероятное решение. Как сделать так, чтобы маленькая часть жидкости не попадала в чашку, а попадала только большая? Сделали струю, бьющую снизу, а трубопровод сделан с коленом, т. е. жидкость поднимается сначала снизу вверх, а потом уже поворачивает вниз и течет в чашку. Так вот, размеры такие, что маленькая порция жидкости просто стекает обратно, не успевая перевалить через колено [14. 1985, 1. С. 17].

27. Электростатический распылитель

Уже давно для уменьшения расхода лакокрасочных материалов, лучшего их закрепления на обрабатываемой поверхности применяют распылители электростатического типа. Все замечательно, но к их электродам подают высокое напряжение, достигающее десятков киловольт. Работая с таким устройством, нужно быть предельно осторожным, строго соблюдать правила безопасности. Что же получается? Красится хорошо, но работать опасно. Как быть? Если убрать провода, то станет безопасно, но не будет хорошего качества окраски.

НЭ: Опасная работа.

ТП: Е с л и пользоваться высоковольтным напряжением, т о хорошо красится, н о опасно для жизни. Е с л и не использовать высоковольтное напряжение, т о безопасно, н о красится не очень хорошо.

ИКР. При использовании высоковольтного напряжения и красится хорошо,

и безопасно работать. Напряжение высокое, а опасности нет.

Р. Свойства вещества распылителя.

Вероятное решение. Пусть проводов нет, но электроды содержат заряд.

Вместо электродов применили электреты - материалы, которые, будучи однажды заряженными, долгое время сохраняют свой первоначальный заряд [14. 1986. 1. С. 12].

28. Ремонт проводов

Если обрываются провода ЛЭП или электроконтактные провода на железной дороге, то их восстанавливают довольно грубо: используют плашечно-болто-вые зажимы - довольно массивные медные алюминиевые устройства. При этом имеют место большой расход материалов, коррозия и ослабление резьбовых соединений, местный перегрев, потери энергии. Каждые полгода

надо проверять эти соединения. Но это полбеды, к этому привыкли. А вот

если соединять таким образом контактные провода, то возникает проблема:

токосъемник на полной скорости (свыше 100 км/ч) бьется о "ступеньку".

Как быть? Сварку применять неудобно. Термитная сварка непригодна для

проводов, несущих силовую нагрузку. Как это сделать?

- 17 -

НЭ: Токосъемник разрушается в месте механического соединения.

ТП: Е с л и соединять зажимами, т о получают хороший электрический

контакт, н о портится токосъемник. Е с л и соединять по-другому,

т о токосъемник не портится, н о "по-другому" соединять неудобно.

ИКР. Хорошо бы, чтобы концы проводов САМИ соединялись.

Р. Рассмотрим формулу всей физики - М1АТЭМ2ЭмХ. М1 - Механика.

(Здесь также: А - акустика и колебание тел; Т - теплота, колебание

молекул; Э - электричество, движение электронов; М2 - магнетизм;

Эм - электромагнитные волны; Х - химические явления и эффекты.)

Вероятное решение. Предложена сварка взрывом. Чрезвычайно быстро возрастающее давление вызывает интенсивную пластическую деформацию материала. Происходит межмолекулярная и даже межатомная диффузия, "схватывание" металла по всей поверхности соприкосновения, т. е. фактически сварка. Получается быстрое соединение и с малым расходом материалов [14. 1983. 9. С. 15].

29. Замена электричества механикой

Существует технология упрочнения деталей с помощью электрогидравличес-кого (ЭГ) эффекта. Но эта сложная аппаратура недоступна колхозным мас-терским. Как быть? Как упрочнять?

НЭ: Недоступна аппаратура электрогидравлического удара.

ТП: Е с л и применить ЭГ-удар, т о получается упрочнение, н о нет аппаратуры. Е с л и нет ЭГ-удара, т о не надо доставать аппаратуру,

н о не получается упрочнения деталей.

ИКР. И аппаратуры нет, и упрочнение получается.

Р. Рассмотрим М1АТЭМ2ЭмХ. Здесь М1 - Механика.

Вероятное решение. Отремонтированные детали упрочняют в ванне с жидкостью, в которой давление повышается при ударе об ее поверхность массивного твердого тела, например бетонной плиты с высоты 10 м. (Это такое простое решение?!) [14. 1983. 9. С. 12].

30. Применение электроосмоса

Продвижение воды сквозь пористую перегородку под воздействием электрического поля назвали электроосмосом. Есть и обратный эффект - при протекании (продавливании) жидкости через пористую перегородку на ее противоположных поверхностях возникает разность потенциалов. Сюда еще можно присоединить электрофорез. Тогда получатся электрокинетические явления. Какие практические задачи можно решать с применением электроосмоса?

- 18 -

1) Мелиораторы, осушая участок территории, сооружают систему каналов или дренажных труб, по которым грунтовая вода отводится в водоем или реку. При этом уровень грунтовых вод удается понизить на 0,8-1,2 м. Чтобы исключить затопление глубоких котлованов, в грунт забивают иглофильтры. Грунтовая вода поступает в эти иглофильтры и откачивается насосами. Но грунтовые воды все же попадают в котлован. Как быть? К иглофильтрам подводится минус напряжения, забивается положительный электрод, подключается генератор. Грунтовая вода "отталкивается" от плюса, увеличивается глубина водопонижения.

2) Сыреют стены, нарушена гидроизоляция фундамента постройки. Стены подвалов и первых этажей домов покрыты пятнами сырости. Как быть? Вбить в стену положительные стержни, а рядом со стеной - отрицательные. Через несколько недель сырость уйдет.

Пассивный и активный способы.

3) Когда возводят намывную плотину, грунт, превращенный в пульпу, по трубам перекачивают к нужному месту. А потом надо осушить плотину. Когда в намываемом грунте много глинистых мелкодисперсных фракций, водоотдача сильно замедляется. Как быть? В середину плотины минус, по краям - плюс, вода попадает в специальный водоотвод, расположенный в середине плотины и уходит в слив.

4) При работе землеройных машин почти 40% энергии затрачивается на преодоление трения между поверхностью рабочего органа и грунтом. Влажный грунт налипает и намерзает на кузова. Как быть? Плюс - в грунт, минус - на рабочие органы и кузова. Тонкий слой воды на поверхности позволит легко скользить грунту.

5) Забивание свай выгодное, но энергоемкое дело. Как уменьшить, а точнее, регулировать трение между грунтом и сваей? Минус на сваю, плюс на грунт. Интересно, что вы еще сможете предложить?

ИС (изобретательская ситуация): В ненужное место, к капиллярным деталям попадает вода.

НЭ: Удалить испарением, мелиорацией и еще чем-либо воду трудно.

Р. Рассмотрим МАТЭМЭмХ. Применим Э - Электричество.

Вероятное решение. Электроосмос [14. 1983. 9. С. 8-10].

31. Электропитание для радиостанции

Партизанам в годы ВОВ нужны были радиостанции - передавать информа-цию. А радиостанциям - батареи электропитания. Отрядов партизан много, они передвигаются скрытно, всем батареи просто так не доставишь. Как быть?

- 19 -

В идеале батарея должна быть вечной - не кончаться, иметь неограниченный срок службы. Как это сделать?

НЭ: Доставка батарей для питания радиостанций - трудное дело.

ТП: Е с л и доставлять батареи, т о есть связь с отрядами, н о

доставлять трудно. Е с л и не доставлять батареи, т о нет трудностей,

н о нет радиосвязи.

ИКР: И батареи не доставляются, и связь не прерывается. Или :

батареи САМИ восстанавливаются.

Р. Рассмотрим МАТЭМЭмХ. Э - Электрические свойства вещества.

Вероятное решение. Выход из положения нашел академик . По его предложению были сконструированы и изготовлены походные котелки с дном из термоэлементов. В них наливалась вода, и когда она нагревалась на огне костра, то за счет перепада температур (воды и возду-ха) вырабатывался электрический ток для радиостанций [14. 1980. 5, с. 34].

32. Как снять кору с дерева?

Специальные ножи снимают кору хорошо, но не совсем чисто. Чем лучше подгоняешь нож к одному дереву, тем труднее подогнать нож ко всем деревьям. Как быть?

НЭ: Ножи снимают с дерева не всю кору.

ТП: Е с л и сделать маленький нож, т о он лучше подойдет к любой поверхности, н о уменьшается его производительность. Е с л и делать

большой нож, т о увеличивается производительность, н о нож уже не подойдет к любой поверхности.

ИКР: И производительность высокая, и поверхность любая.

Пусть нож САМ подстраивается под поверхность.

Р. Рассмотрим МАТЭМЭмХ. Внутренний ресурс - вода.

Вероятное решение. Вместо ножей работает устройство СВЧ-подогрева, выполненное в виде трубы, через которую проходят обрабатываемые стволы. Вероятно, работает насыщенность коры влагой. "Содранная" кора отсасывается вентиляторами [14. 1980. 5. С.6].

33. Газовая электролизная установка

Установка для получения водородно-кислородной газовой смеси электролизом воды включает электролизер 1, водяной затвор 2, охладитель-обогатитель 3, шланги 4 и 5. Электролизер содержит пластины (электроды) 6, между которыми закреплены резиновые кольца 7. Пространства внутри колец соединены между собой отверстиями 8 в пластинах и заполнены водным раствором щелочи. При прохождении электрического тока через этот раствор вода разлагается на водород и кислород.

- 20 -

Образовавшаяся газовая смесь из электролизера следует через водный затвор и шланг 4, охладитель-обогатитель и по шлангу подается на горелку 10. Количество произведенной газовой смеси зависит от силы тока, Рис. 8