Бесплатная техническая библиотека

ЗНАКОМЬТЕСЬ: ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОТИВОРЕЧИЯ

Книги и статьи / И тут появился изобретатель

 Комментарии к статье

Теперь в вашем арсенале три приема, и вам может показаться, что дальше всё просто: нужно освоить сотню приемов - и тогда не страшна ни одна задача. Увы, всё гораздо сложнее. Поясню это на примере.

Существуют трубосварочные станы, обладающие очень высокой производительностью. В цехе устанавливают рулон металлической ленты и, постепенно разматывая его, подают ленту в стан. А оттуда со скоростью примерно 1 метр в секунду выходит готовая труба.

Всё прекрасно, но изготовленную трубу надо разрезать. Допустим, длина каждого отрезка десять метров. Значит, отрезать десятиметровую трубу нужно за десять секунд. И не только отрезать трубу, но и вернуть режущее устройство (оно уйдет вместе с трубой на десять метров) в начальное положение.

Режущее устройство, похожее на дисковую пилу, называют летучим. И в самом деле режущий диск "летает" взад-вперед с огромной скоростью: резать приходится на ходу, труба непрерывно выходит из стана.

Посмотрите, что получается. Чтобы резать быстро, нужно мощное режущее устройство. Такое устройство неизбежно оказывается тяжелым, громоздким; режет оно быстро, но передвигается медленно. Если же сделать режущее устройство полегче, оно будет быстро передвигаться, но медленно резать. Заколдованный круг! Выбрать что-то среднее? Так и делают. В результате "летучий" нож и режет неважно, и передвигается не очень быстро... Приходится в полтора-два раза уменьшать скорость сварки трубы. Обидно!

Наверное, вы уже подумали о приеме "сделать заранее". Действительно, разрезать ленту намного проще, чем разрезать трубу: быстрый удар ножа - и лента разрублена. Но задачу это, увы, не решает. Представьте себе киноаппарат или магнитофон, которые работают на коротеньких кусках ленты. Сколько будет хлопот с заправкой и наладкой! Высокая производительность трубосварочных станков как раз и достигнута за счет непрерывности процесса, от этого нельзя отказаться.

Задачу долгое время не удавалось решить. Ценой разных ухищрений повышали скорость "полета" режущих устройств, но тут же снижалась точность - трубы выходили то длиннее, то короче. Приходилось сооружать сложные электронные системы контроля: точность повышалась, но машина становилась дорогой, капризной, ненадежной.

Разумеется, в конце концов появился изобретатель. Он предложил использовать одновременно два приема: "сделать заранее" и "сделать чуть меньше". Суть второго приема в том, что, если какое-то действие нельзя осуществить полностью, его надо выполнить частично. То есть ленту надо не отрезать, а надрезать. Если после сварки посильнее дернуть трубу, она сама отделится. Красивое изобретение, правда? "Летучее" режущее устройство вообще не нужно. Труба проходит внутри электромагнита; импульс тока, рывок - и отделяется нужный отрезок...

Как видите, "хитрость" тут в сочетании двух приемов. Порознь эти приемы ничего не дают. А из ста приемов можно получить десять тысяч сочетаний по два приема! Если же учесть, что могут быть сочетания и трех, четырех, пяти приемов, то число "ключей" к задачам становится практически безграничным... И мы возвращаемся к необходимости наугад перебирать варианты.

Некоторые приемы были известны еще в конце прошлого века. Изобретатели, психологи, разные специалисты приводили списки, иногда включавшие до двадцати - тридцати приемов. Не раз казалось, что остается сделать немногое - пополнить списки, классифицировать приемы - и, пожалуйста, можно решать любые задачи. Но обнаружилось, что одиночные приемы применяются не так уж часто и количество сложных, составных, комплексных приемов астрономически велико. Никак не удавалось уйти от метода проб и ошибок.

А если подойти к проблеме с другой стороны и попытаться понять, откуда берутся изобретательские задачи и вообще что это такое - изобретательская задача?

Возьмем хотя бы задачу о резке труб. Существовала техническая система - комплекс машин и устройств для изготовления труб. Одну из частей этой системы - сварочный стан улучшили, сделали более мощным. И возникло техническое противоречие: стан мог вести сварку с большой скоростью, а режущее устройство не успевало отрезать трубы. Чем больше скорость сварки, тем тяжелее работать режущему устройству. Попробовали переделать это устройство, и снова возникло техническое противоречие: увеличишь мощность ножа - выиграешь в скорости резания, но проиграешь в утяжелении устройства, замедлится его перемещение.

Технические системы, подобно живым организмам, состоят из взаимосвязанных частей. Если "просто так" увеличить одну часть системы, это отрицательно скажется на других ее частях. Поэтому изобретательские задачи всегда содержат два требования: надо улучшить какую-то часть (какое - то свойство) системы и при этом не ухудшить другие ее части (другие свойства) или всю систему в целом. Сделать изобретение - значит преодолеть техническое противоречие.

Задача 8. ВЕЗДЕХОД НА МАРСЕ

В одном фантастическом рассказе описана экспедиция на Марс. Космический корабль опустился в долину с очень неровной поверхностью: всюду холмы, ямы, камни. Космонавты быстро снарядили вездеход - колесный, с большими надувными шинами. Но на первом же крутом склоне вездеход опрокинулся набок.

Учтите, у космонавтов не было возможности переделывать вездеход.

Эту задачу тоже напечатали в "Пионерской правде". В большинстве писем был такой ответ: "Под днищем вездехода подвесить груз. Центр тяжести станет ниже, машина будет устойчивее". Не спешите выдвигать свою идею, давайте сначала оценим чужие предложения. У нас теперь есть критерий для оценки: преодолевается техническое противоречие или нет?

Груз, подвешенный под днищем машины, повысит ее устойчивость. Но одновременно ухудшится проходимость: груз будет цепляться за выступы в почве, за камни. Техническое противоречие!

Были и другие предложения: выпустить воздух из шин, чтобы они просели наполовину; снабдить вездеход дополнительной парой боковых колес; экипажу высовываться из окон и дверей и держать равновесие, как это делают мотогонщики...

Нетрудно заметить, что в каждом из этих предложений выигрыш связан с проигрышем. Просевшие наполовину шины резко замедлят движение вездехода. Дополнительные колеса - серьезное усложнение конструкции, а мастерских на Марсе нет. Заставлять космонавтов выполнять опасные акробатические трюки - недопустимый риск... Избежать противоречий так трудно, что автор одного из писем признался: "Ничего не могу придумать. Пусть космонавты идут пешком..."

Представьте себе моряка, который не знает, что рифы и скалы надо обходить. Примерно так выглядит изобретатель, не учитывающий, что нужно обязательно устранять технические противоречия. Помните задачу об измерении давления газа внутри лампы? Идея разбивать лампы была запатентована, но изобретения фактически не получилось: противоречие не было устранено. Чем больше ламп мы разобьем, тем точнее будет проверка... и тем больше получится брака, лома!

Прежде чем сказать: "Я решил изобретательскую задачу!" - обязательно спросите себя: "Какое противоречие я устранил?" Подвесить груз к вездеходу нетрудно, но подвешивать надо как можно ниже, а чем ниже расположен груз, тем чаще он будет задевать за камни и выступы. Попытка повысить устойчивость машины, не применяя изобретательской хитрости, приводит к ухудшению проходимости машины: вездеход перестает быть вездеходом...

Используем теперь такую хитрость: пусть груз будет расположен очень низко, у самого грунта, но не снаружи, а внутри вездехода. Спрячем груз в... колеса! Поместим туда металлические шарики или круглые камни - пусть перекатываются... Такое изобретение запатентовано в Японии для повышения устойчивости автопогрузчиков, тягачей, автокранов. Запомните этот прием, он называется "матрешка": для экономии места можно расположить один предмет внутри другого.

Задача и ответ - два берега реки. Попытка сразу угадать ответ - все равно что попытка перепрыгнуть с берега на берег. Технические противоречия, приемы образуют мост. Теория решения изобретательских задач - это, в сущности, наука о том, как возводить незримые мосты, по которым мысль приходит к новым идеям.

Впрочем, противоречия и приемы правильнее сравнить с опорами моста. Перепрыгнуть с опоры на опору тоже не так просто: нужна догадка, чтобы перейти от задачи к противоречию и от противоречия к приему. Кроме опор необходимы балки, соединяющие опоры, - вот тогда получится хороший мост, по которому можно спокойно и уверенно, шаг за шагом, перейти от задачи к ответу.

О таком мосте мы еще поговорим. Пока важно одно: изобретателю необходимо находить и преодолевать технические противоречия. С этой простой идеи и начинается теория решения изобретательских задач.

Дальше >>

Смотрите другие статьи раздела И тут появился изобретатель.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Миниатюрные антенные переключатели для мобильных телефонов 11.03.2003 Фирма EPCOS выпустила самые миниатюрные в мире антенные переключатели для мобильных телефонов. Микросхема В7630 имеет размеры всего 3,8x3,8 мм, высоту 1,3 мм и экономит до 40% места, занимаемого переключателями других фирм. Производители мобильных телефонов могут благодаря этому улучшить характеристики телефонов.

Другие интересные новости:

▪ Первый 5G-смартфон

▪ Сыр из дрожжей

▪ Монитор сна

▪ Зафиксировано снижение вибрации Земли

▪ Правильно подобранная диета повышает успеваемость детей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки. Подборка статей

▪ статья Базар житейской суеты. Крылатое выражение

▪ статья Как Эдит Пиаф помогала бежать из немецких лагерей французским военнопленным? Подробный ответ

▪ статья Ольха европейская. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Термометр для газового водонагревателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зайцы из пустого шарфа. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025