Бесплатная техническая библиотека

КУРС НА ИКР

Книги и статьи / И тут появился изобретатель

 Комментарии к статье

Недавно произошла такая история. Один инженер занимался металло-лакирующей смазкой. Это обычная смазка, в которую добавлено несколько про центов тонкоизмельченного металлического порошка. В процессе работы частицы металла оседают на трущиеся поверхности и защищают их от износа. Чем меньше зазор между поверхностями, тем мельче должны быть частицы металла в смазке. Возникает техническое противоречие: чем мельче частицы металла, тем лучше смазка, но тем труднее ее приготовить.

Если действовать по теории решения изобретательских задач, надо, прежде всего, представить себе идеальный конечный результат (ИКР), то есть ответить на вопрос: что хотелось бы получить в самом идеальном случае? ИКР - фантазия, мечта. ИКР недостижим. Но он прокладывает путь к решению. Помните, мы сравнивали теорию решения изобретательских задач с мостом? Так вот, ИКР - одна из главных опор этого моста.

Каков идеальный конечный результат для задачи о смазке? Ответить нетрудно: идеально было бы измельчить частицы металла до предела, до отдельных атомов. Теория решения изобретательских задач дает, как видите, парадоксальную подсказку: "Трудно получить мелкие частицы металла? Значит, будем получать сверх-сверх-сверх - мелкие частицы - это намного легче".

Здесь теория умолкает, для следующего шага нужна химия.

Масло с крупными частицами металла - это механическая взвесь. Если раздробить частицы металла, получим коллоидный раствор. Наконец, если измельчить металл до атомов или ионов, получится истинный раствор. Теперь можно уточнить ИКР: идеально было бы иметь раствор металла в масле, то есть масло, а в нем отдельные атомы металла.

К сожалению, такой ИКР недостижим. Еще алхимики знали: подобное растворяется в подобном. Масло - вещество органическое, в нем хорошо растворяются органические вещества. А металлы, увы, не принадлежат к органическим веществам. На пути к ИКР возникает физическое противоречие: атомы металла должны быть растворены в масле (надо стремиться к ИКР!) и не должны быть растворены (нельзя нарушать законы химии!). Отступим чуть-чуть от ИКР: пусть в масле будут растворены не атомы, а молекулы, содержащие металл. Мы использовали уже знакомый вам прием "сделать чуть меньше требуемого": не удается измельчить вещество до атомов, ладно, пусть частицы вещества будут чуть крупнее - не атомы, а молекулы. И противоречие сразу исчезает. В масле нет атомов металла (есть молекулы) - и в масле есть атомы металла (они входят в молекулы, "спрятаны" в них).

Остается решить один вопрос: какие именно молекулы взять? Тут единственная и очевидная возможность. Молекулы должны содержать металл и должны быть органическими. Следовательно, нужно взять металлоорганическое соединение. Оно легко растворится в масле (органическое вещество легко растворяется в органическом веществе) и будет содержать атомы металла.

Чтобы решить задачу, пришлось использовать несколько простых понятий (ИКР, физическое противоречие, прием "сделать чуть меньше требуемого") и одно очень простое правило из химии (подобное растворяется в подобном). Правда, задача еще не решена до конца. Молекулы металлоорганического вещества содержат атомы металла, но ведь нам нужно, чтобы атомы металла были не в соединении, а отдельно... Тут снова придется вспомнить химию. Чтобы атом металла выделился из молекулы, молекулу нужно разложить. Как это сделать? На уроках химии вы ставили такие опыты: нагревали вещество и при определенной температуре оно разлагалось. Масло в процессе работы нагревается от трения. Если мы возьмем металлоорганическое вещество, разлагающееся при повышении температуры, задача будет полностью решена.

А теперь посмотрим, как решалась эта задача на самом деле.

Инженер сначала искал решение методом проб и ошибок. Он пробовал самые различные способы измельчения металлов, ставил опыты, пытался найти решение в литературе... Шли годы, и вот однажды в книжном магазине инженер услышал, как кто-то из покупателей попросил продавца дать ему справочник по металлоорганическим соединениям. Инженер задумался. Металлоорганические вещества включают металл - раз; они - органические вещества, значит, растворяются в масле - два... Но ведь именно такое сочетание и требуется! Инженер купил справочник, полистал его и сразу же нашел подходящее вещество - кадмиевую соль уксусной кислоты.

В рассказах об изобретениях часто приводятся такие случаи. Они типичны при работе методом проб и ошибок. Человек ищет решение наугад и даже не догадывается, что к задаче можно подойти научно: сформулировать ИКР, определить физическое противоречие. Задача не поддается, и человек пытается использовать все, что он видит или слышит. Хорошо, что кто-то попросил в магазине справочник по металлоорганическим веществам. Если бы не эта случайная подсказка, кто знает, сколько еще лет продолжались бы поиски...

В предыдущей главе мы сформулировали прием: "Если в какое-то вещество надо ввести добавку другого вещества, но по каким-то причинам этого нельзя сделать, следует использовать в качестве добавки имеющееся вещество, немного его изменив". Что значит "немного изменив"? Изменения могут быть физические: нагреть, охладить, взять вещество в другом агрегатном состоянии и т. д. И химические: взять вещество не в чистом виде, а в виде соединения, из которого оно может выделиться, или, наоборот, взять простое вещество, а потом, когда оно сыграет свою роль, перевести его в химическое соединение.

Приведу еще один интересный пример использования этого приема. Кристаллы окиси алюминия выращивают из очень чистого расплава. Нельзя даже плавить окись алюминия в платиновом тигле: в расплав могут попасть атомы платины. В сущности, это изобретательская задача с четким физическим противоречием: сосуд должен быть, чтобы расплав не разлился, и сосуда не должно быть, чтобы расплав не загрязнился. Придется плавить окись алюминия в... окиси алюминия. Возьмем любой сосуд, наполненный окисью алюминия, и будем нагревать окись так, чтобы расплавилась только центральная часть. Получится расплав окиси алюминия в "тигле" из твердой окиси алюминия. Для нагрева надо использовать электромагнитную индукцию: источник энергии при этом не соприкасается с нагреваемым веществом.

Все прекрасно, но твердая окись алюминия - диэлектрик, она не проводит электрический ток. Значит, нет и электромагнитной индукции. Правда, расплавленная окись - проводник. Но для плавления нужен нагрев, а нагрева не будет, поскольку твердая окись - диэлектрик...

С задачами так бывает часто: осилишь одно противоречие, возникает другое, третье... Как в беге с препятствиями: преодолел один барьер, а за ним еще барьер и еще...

Итак, физическое противоречие: в окись алюминия необходимо добавить кусочки металла, чтобы возникала электромагнитная индукция, и нельзя добавлять кусочки металла, потому что загрязнение окиси недопустимо. Изобретение, позволившее преодолеть это противоречие, оказалось удивительно простым. В окись алюминия перед началом плавки вводят кусочки алюминия. Алюминий хорошо проводит электрический ток, поэтому под действием индукции он быстро нагревается сам и нагревает окись алюминия - она начинает плавиться. Теперь алюминий не нужен, расплавленная окись сама проводит ток. И алюминий исчезает: при высокой температуре он просто-напросто сгорает, превращаясь в окись алюминия. А окись, естественно, не загрязняет окиси...

Попробуйте решить простую задачу. Чтобы получить ответ, надо сделать только два шага. Первый шаг: представьте себе идеальное решение. Действуйте так, словно вы - волшебник. Вещи подчиняются вашим приказам... Второй шаг: подумайте, как получить идеальное решение без перестроек и переделок - самыми минимальными изменениями.

Задача 33. БАЛЛОН ВЕЖЛИВО ДОЛОЖИЛ...

Во многих домах газовые горелки работают на сжиженном газе. Запасают такой газ в металлических баллонах. Если топлива осталось мало, хозяйка должна подумать о скорой замене баллона. Но как узнать, что жидкость в баллоне почти израсходована?

А что предложите вы? Учтите, приделывать к баллону стеклянные трубки нельзя, это опасно.

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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Гибридные смарт-карты вместо загранпаспартов 29.12.2014 Рост туристических потоков между государствами в ближайшие четыре года приведет к активизации рынка электронных загранпаспортов и виз, считают в TechNavio. Электронные загранпаспорта и визы используются для установления личности человека, пересекающего границу. Как правило, информация о личности хранится на чипе смарт-карты и включает в себя уникальный идентификационный номер и цифровую подпись. Данные, хранящиеся на чипе, защищаются ключом PKI, при помощи которого производится аутентификация, что сильно снижает вероятность подделки паспорта. Для этой же цели на чипе хранятся биометрические данные владельца - цифровое фото и отпечаток пальца или изображение радужки глаза. Среднегодовой прирост рынка е-загранпаспортов и е-виз с 2015 по 2019 г. составит 30,17%. Чем больше людей путешествуют за границу в деловые и туристические поездки, тем больше становится потребность в эффективном контроле границ. Для того чтобы повысить безопасность туристов и снизить риск террористических атак, Международная организация гражданской авиации (ICAO) обязала своих членов внедрять электронные загранпаспорта, напоминают аналитики. Это не в последнюю очередь влияет на темпы роста рынка. Основным трендом на глобальном рынке е-загранпаспортов станет популяризация гибридных (контактно-бесконтактных) смарт-карт, утверждают эксперты. Гибридные карты позволяют передавать одну и ту же хранимую информацию по различным интерфейсам, тем самым интегрируясь с разными видами считывателей и систем обработки паспортных данных. Это избавляет от необходимости вводить несколько разных карт для разных типов документов и обеспечивает простоту взаимодействия карты с системами контроля границ различных государств. Основными поставщиками е-загранпаспортов и виз, в том числе с гибридным интерфейсом, станут гиганты рынка смарт-карт - Gemalto, Giesecke and Devrient, Morpho и Oberthur Technologies. Также успехов на этом поприще добьются такие вендоры как 4G Identity Solutions, ASK, CardLogic, DataCard, Eastcompeace, HID Global, Infineon Technologies, IRIS и Muhlbauer Group. Кроме того, по словам Файзала Гауса (Faisal Ghaus), вице-президента TechNavio, особой ценностью будут обладать гибридные смарт-карты семейства MIFARE от NXP Semiconductors. Этот продукт, по мнению аналитиков, станет лидером на рынке гибридные е-загранпаспортов. "Карты MIFARE обладают функциональностью, которая повышает скорость транзакций, поддерживают продвинутые технологии защиты данных, надежны, просты в использовании, и мы ожидаем, что именно они будут двигать рынок электронных загранпаспортов и виз в ближайшие годы", - заявил он.

Другие интересные новости:

▪ Наушники с возможностью прогнозирования намерений

▪ Антимоскитный состав для одежды

▪ У водорослей обнаружены глаза

▪ Дрон найдет человека по голосу

▪ Светоделительная крыша для солнечной теплицы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микроконтроллеры. Подборка статей

▪ статья Электрическая клемма из тюбика. Советы домашнему мастеру

▪ статья Как в Древнем мире определяли время? Подробный ответ

▪ статья Проведение демонстрационных опытов по биологии. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Что брать с собой для поисковых работ с металлоискателем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Не касаясь карт руками. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026