Бесплатная техническая библиотека

ФЕПОЛЬ ИЗ РОДА ВЕПОЛЕЙ

Книги и статьи / И тут появился изобретатель

 Комментарии к статье

А теперь одна из самых трудных задач. Впрочем, вы уже не раз видели, что трудная задача трудна только до тех пор, пока мы не знаем законов развития технических систем.

Задача 22. ПОЛИГОН-УНИВЕРСАЛ

На заводе, выпускавшем сельскохозяйственные машины, был небольшой полигон - участок земли, обнесенный забором. На полигоне испытывали новые конструкции машин: как они трогаются с места, как разворачиваются. И вот стало известно, что в ближайшее время заводу предстоит выпускать машины для многих стран, причем каждой из этих стран нужны машины, рассчитанные на разные почвы.

Что для этого нужно - как вы думаете?

Надеюсь, вы не станете предлагать:

- разделить один полигон на сто сорок мелких (заводской полигон очень невелик);

- возить машины для испытаний в разные страны (каждую новую машину приходится испытывать десятки раз; представляете, какие потребуются расходы?);

- менять почву на полигоне так, как меняют арену в цирке (сто сорок передвижных "арен" - это гигантское сооружение);

- замораживать и размораживать почву (это слишком медленно);

- вывозить и привозить разные виды грунта (это медленно и очень дорого)...

Подобные идеи дают выигрыш в чем-то одном. Но ведут к проигрышу в другом. А нам надо преодолеть техническое противоречие: научиться менять свойства почвы на полигоне, не расплачиваясь за это недопустимым усложнением, удорожанием, увеличением полигона.

Давайте, прежде всего, запишем условия задачи. Что дано? Дана почва, обозначим ее буквой В1 (вещество). Нужно научиться управлять свойствами В1, действуя на В1 какими-то силами. Обозначим эти силы буквой П (поле сил). Получается такая схема:

Полей в физике известно четыре: гравитационное, электромагнитное (в частности, электрическое и магнитное поля) и два поля ядерные - так называемые слабые и сильные взаимодействия. В технике применяют еще и термины "тепловое поле", "механическое поле". Итак, шесть полей. Сразу отбросим ядерные поля: нам ведь нужно очень простое решение задачи. Отбросим и гравитационное поле: управлять силой тяжести наука пока не научилась.

Остаются три поля. Теперь понятно, почему задача трудная. Почва не отзывается на действие электромагнитных сил и очень неохотно отзывается на действие механического и теплового полей. Отчетливо видно физическое противоречие: поле П должно действовать на вещество В1 - этого требуют условия задачи - и поле П не должно действовать на вещество В1, ибо имеющиеся в нашем распоряжении поля плохо управляют свойствами данного вещества. Такое противоречие встречается во многих задачах. И преодолевают его всегда одним и тем же путем. Если нельзя обеспечить прямое действие п на В1, надо пойти в обход. Пусть поле П действует на вещество В1 через какое-то другое вещество В2, которое хорошо отзывается на действие того или иного поля:

Действие есть (в обход), и действия (прямого) нет...

Допустим, мы решили использовать магнитное поле. Каким в этом случае должно быть вещество В2 Ответ очевиден: надо взять ферромагнитное вещество, скажем железный порошок, который легко смешивается с В1. Намагниченные частицы притягиваются друг к другу. Чем сильнее магнитное поле, тем больше и силы притяжения. Смесь "почва плюс ферромагнитный порошок" в сильном магнитном поле может приобрести прочность гранита. И может быть рыхлой и подвижной, как песок в пустыне...

Итак, если в какое-то вещество добавить железный порошок, то с помощью магнитного поля можно легко менять свойства этого вещества, управлять им - сжимать, растягивать, изгибать, перемещать и т. д. Теперь у вас кроме восьми приемов еще два комплекса приемов: сочетание "раздробить - объединить" и сочетание "добавить магнитный порошок и действовать магнитным полем". Причем это последнее сочетание обладает исключительной силой. Вот несколько примеров.

Танкеры иногда сбрасывают в океан воду, загрязненную нефтью. За это полагается крупный штраф, но как доказать, что нефть сброшена именно с данного корабля? Недавно был предложен остроумный способ. При погрузке в нефть добавляют мельчайшие магнитные частицы (для каждого корабля - частицы с определенными магнитными свойствами). Обнаружив в океане нефтяное пятно, патрульный корабль берет пробу нефти и по магнитным меткам легко находит виновного в загрязнении воды.

При изготовлении древесностружечных плит желательно, чтобы продолговатые стружки располагались не как попало, а по длине плиты - это повышает ее прочность. Но как это сделать? Ведь не будешь поворачивать каждую стружку вручную... Изобретатель предложил использовать магнитный порошок. Частицы порошка прочно вцепляются в каждую стружку, а магнит поворачивает стружки так, как нужно.

Можно заставить магнитный порошок прицепиться и к волокнам хлопка. Это намного упростит прядение и ткачество, волокна будут подчиняться действию магнитных полей. Потом частицы порошка нетрудно смыть: качество ткани не ухудшится.

Если добавить магнитные частицы в состав, из которого делают головки спичек, получатся "омагниченные" спички - их легко укладывать в коробки. Вообще, добавка магнитных частиц в любое изделие часто помогает автоматизировать укладку.

А теперь очень легкая задача. Собственно, она нисколько не легче задачи об испытательном полигоне. Но вы должны решить задачу без всяких затруднений.

Задача 23. НУ, ЗАЯЦ, ПОГОДИ!

Для съемки мультфильма делают множество рисунков. В каждом метре кинопленки - 52 рисунка, а в десяти минутном фильме - свыше 15000! На одной киностудии решили снять контурный фильм. Снимают контурный фильм так. На фанерном щите художник выкладывает рисунок цветным шнуром. Оператор снимает кадр, художник передвигает шнур, снова оператор снимает кадр и так далее. Все таки проще передвигать шнур, чем делать целый рисунок.

Как вы думаете что предложил изобретатель?

"Триумвират", включающий вещество, ферромагнитный порошок и магнитное поле, получил название феноль (от слов "ферромагнитный порошок" и "иоле"). Но ведь такие "триумвираты" можно строить и с другими полями. Вспомните хотя бы задачу 15 - об упрямой пружине. Наверное, вы догадались, что пружину надо "упрятать" в лед, а для этого составить "триумвират" из теплового ноля П1, пружины В1 и льда В2:

Управлять пружиной непосредственно очень неудобно - в этом суть задачи. Управляют ею, намораживая и размораживая лед (лучше всего сухой лед, чтобы при таянии не было воды).

В задаче 9 об укрупнении капель жидкости дано одно вещество - капли. Можно сразу сказать: для решения задачи понадобится еще одно вещество и поле. В простейшем случае можно добавить в жидкость ферромагнитные частицы и управлять "слипанием" капель с помощью магнитного ноля.

А если нельзя добавлять в жидкость никаких посторонних частиц?

Возникает противоречие: второе вещество должно быть - и второго вещества не должно быть. Разделим поток на две части, зарядим одну из них положительно, другую - отрицательно. Противоречие устранено! У нас одно вещество, мы не добавляли других веществ - и все-таки у нас как бы два разных вещества... Система из двух веществ и электрического поля построена, задача решена: разноименно заряженные капли будут слипаться. Такой системой легко управлять, увеличивая или уменьшая величину зарядов.

"Триумвираты" с любыми полями (не только магнитными) условно названы "веполями" (от слов "вещество" и "поле"). Так что феполь - частный случай веполя. Как прямоугольный треугольник - частный (хотя и очень важный) случай треугольника вообще.

Я не случайно сравнил веполи с треугольниками. Понятие "веполь" играет в теории решения изобретательских задач столь же важную роль, как и понятие "треугольник" в математике. Треугольник - минимальная геометрическая фигура. Любую сложную фигуру можно разбить на треугольники. И если мы умеем решать задачи с треугольниками, мы осилим задачи с любыми другими фигурами. Так и в технике: если мы умеем решать задачи "на веполь", то справимся и с задачами, связанными со сложными техническими системами.

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:

Эстроген для терапии приливов при менопаузе 17.10.2026

Менопауза сопровождается не только прекращением менструаций, но и целым рядом физиологических изменений, которые у некоторых женщин заметно влияют на самочувствие и качество жизни. Одними из наиболее распространенных проявлений становятся так называемые вазомоторные симптомы - прежде всего внезапные приливы жара и ночная потливость. Теперь специалисты Американской коллегии врачей предложили обновленный подход к их лечению, распределив доступные методы на три линии терапии в зависимости от эффективности, надежности доказательств и стоимости. Основное место в новых рекомендациях заняла гормональная терапия эстрогеном. После анализа данных 90 исследований эксперты определили ее как наиболее предпочтительный вариант для пациенток, которым такое лечение не противопоказано. Женщинам с сохраненной маткой рекомендуется сочетание эстрогена с прогестогеном, тогда как после удаления матки может применяться только эстроген. По оценке авторов рекомендаций, такая терапия лучше других рассмотренны ...>>

Печатный сенсорный интерфейс с распознаванием пользователей 17.10.2026

Сенсорные поверхности давно стали привычной частью электроники, однако большинство таких интерфейсов требует достаточно сложной конструкции с электродами, проводниками и специальными чувствительными слоями. Японские инженеры предложили значительно более простой подход: превратить обычный прозрачный лист ПВХ в сенсорную панель при помощи лазерного принтера. При этом нанесенный рисунок способен не только фиксировать движение пальца, но и помогать системе различать пользователей. Разработкой занималась команда Технологического института Сибаура. Создание интерфейса сводится к нанесению тонером специального узора непосредственно на пластиковый лист. В отличие от традиционных сенсорных панелей, внутри такой поверхности не требуется размещать электроды или прокладывать провода. Регистрация возникающих сигналов и их последующая интерпретация выполняются отдельной электронной системой. В основе технологии лежит трибоэлектрический эффект - возникновение электрического заряда при контакте ...>>

Глюкозамин и когнитивные нарушения 16.10.2026

С возрастом нарушения памяти и мышления становятся все более распространенной проблемой, однако причины того, почему у одних людей легкие когнитивные изменения остаются стабильными, а у других со временем перерастают в деменцию, до сих пор изучены не полностью. Новая работа исследователей Университета Флориды в США указывает на возможную связь одного из широко используемых пищевых добавок с таким переходом. Речь идет о глюкозамине, который обычно принимают для уменьшения дискомфорта в суставах и поддержания их здоровья. Специалисты проанализировали обезличенные медицинские записи UF Health, охватывающие период с 2012 по 2024 год. С помощью искусственного интеллекта они изучили информацию о пациентах с болезнью Альцгеймера и другими связанными с ней деменциями, а также о людях с легкими когнитивными нарушениями. Последние характеризуются заметными проблемами с памятью или мышлением, которые уже выходят за рамки обычных возрастных изменений, но при этом еще не обязательно существенно ...>>

Случайная новость из Архива Новые двигатели Toyota 15.04.2014 Компания Toyota представила новые бензиновые двигатели с рабочим объемом 1,0 и 1,3 литра, отличающиеся повышенной эффективностью работы и низким расходом топлива. Силовые установки функционируют по циклу Аткинсона. В таких агрегатах рабочий ход (3-й такт цикла Отто) увеличен за счет усложнения кривошипно-шатунного механизма. Цикл Аткинсона позволяет получить хорошие экологические показатели и экономичность, но требует высоких оборотов. На малых оборотах двигатель выдает сравнительно небольшой момент и может заглохнуть. Силовые установки с циклом Аткинсона с компьютерным регулированием времен тактов применяются в гибридных автомобилях Toyota Prius, Lexus GS 450h и Lexus CT 200h. Новые установки рассчитаны на самостоятельное использование, без дополнительного электрического мотора. Агрегат объемом 1,0 литра имеет степень сжатия 11,5:1. Эта трехцилиндровая установка выдает 68 лошадиных сил мощности, а крутящий момент составляет 95 ньютон-метров. Заявленный расход топлива составляет всего 3,9 литра на 100 км пробега. Термический коэффициент полезного действия равен 37 %. 1,3-литровый двигатель с четырьмя цилиндрами обладает степенью сжатия 13,5:1. Термический коэффициент полезного действия составляет 38 %. В силовых установках применяется ряд инновационных технологий. Это, в частности, система сдвига фаз газораспределения Variable Valve Timing intelligent Electric (VVT-iE), система рециркуляции выхлопных газов с охлаждением Exhaust Gas Recirculation (EGR), впускной канал особой конструкции и пр. К 2015 году Toyota намерена выпустить 14 модификаций силовых установок на базе новых 1,0- и 1,3-литровых двигателей.

Другие интересные новости:

▪ 4 ТБ от Western Digital

▪ Вещи дарят радость

▪ 5G-антенна в экране смартфона

▪ Кокосы в консервах

▪ Шоколад улучшает зрение

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. Подборка статей

▪ статья Анафема. Крылатое выражение

▪ статья Что означает надпись Novus ordo seclorum на однодолларовой купюре? Подробный ответ

▪ статья Страхование ответственности за причинение вреда в случае аварии

▪ статья Сабвуфер для дома, для семьи. Некоторые хитрости. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Горелка для газопламенной пайки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026