Бесплатная техническая библиотека

КЛЮЧИ К ЗАДАЧАМ

Книги и статьи / И тут появился изобретатель

 Комментарии к статье

Разберем теперь некоторые задачи, приведенные в предыдущих главах. Это облегчит вам самостоятельное решение других задач.

Начнем с задачи 11 - об окраске древесины. Решается она так: дерево окрашивают до того, как оно срублено. Раствор краски подают к корням, и краска вместе с соками разносится по всему дереву.

Нетрудно решить и задачу 13 - об обработке тонких листов стекла: на время обработки их складывают вместе, в толстую пачку.

В задаче 16 - о самолете, потерпевшем аварию, - есть подсказка: дирижабль надо использовать и дирижабль не надо использовать. Под крыльями самолета, потерпевшего аварию, укладывают продолговатые эластичные баллоны и наполняют их

сжатым воздухом. Баллоны осторожно приподнимают самолет. А внизу, под баллонами, установлены тележки; можно буксировать самолет. Дирижабля нет, и он как бы есть; самолет поддерживается баллонами с газом...

Задачу 20 - о катамаране - нетрудно решить, если вы вспомните, что технические системы на третьем этапе развития становятся перестраивающимися, динамичными, меняющимися. Изобретатель Е. И. Лапин получил авторское свидетельство № 524 728 на катамаран, корпуса которого соединены подвижными стойками и могут при необходимости сближаться. На таком катамаране легче проходить узкие речные шлюзы.

Сходное решение и у задачи 24 - о земснаряде. Трубопровод должен стать динамичным, подвижным. В хорошую погоду он будет держаться наверху, а в плохую - опустится вниз.

Любопытно, что и задача 25 (винт для Карлсона) тоже решается переходом к динамичной, меняющейся конструкции. Винт должен быть большим в полете и маленьким, когда Карлсон не летает. Для этого лопасти винта надо сделать из тонких пластинок и свернуть их как игрушку "язык". При вращении винта центробежные силы развернут пластинки, они станут большими. Винт остановится - и пластинки свернутся...

Интересно отметить, что группа изобретателей получила недавно авторское свидетельство на спасательное устройство, в точности скопированное с игрушки "язык". Длинная эластичная трубка свернута в рулон. Стоит в такую трубку подать сжатый газ, и она быстро развернется и потянется от корабля к утопающему...

Задачи 23 (съемка контурного фильма) и 26 (укладка алмазных зерен), вообще говоря, очень трудны. Но вы знаете правило: в вещество надо добавить ферромагнитный порошок и управлять перемещением вещества с помощью магнитного поля. Вместо шнура берут трубку и наполняют ее ферромагнитным порошком. Или же просто пропитывают нити клеем и обсыпают их железными опилками. Нити укладывают на фанерный щит и управляют ими с помощью сильных магнитов, расположенных позади щита.

С алмазами чуть сложнее. На них приходится напылять тонкий слой железа. А далее всё так же: действуют магнитным полем, укладывая пирамидки вершинами вверх.

Эти задачи похожи на задачу 57 - об охотнике. Чтобы поле действовало на вещество, надо добавить какое-то другое вещество, умеющее отзываться на действие ноля. К охотнику надо добавить еще одно "вещество", восприимчивое к звуковому полю...

В задаче 27 - об укладке фруктов - надо использовать правило разрушения веполей: между двумя сталкивающимися плодами должно находиться третье вещество, похожее на плод. Например, мягкий шарик. Бросим в коробку десятка два таких шариков, они будут смягчать удары. Коробка установлена на вибрирующем столе, поэтому легкие шарики всегда находятся в верхнем слое, отважно принимая на себя удары падающих плодов.

Тут, правда, возникает вопрос: а как быть с этими шариками, когда коробка наполнится? Не перекладывать же их вручную в следующую коробку... Задачи на перемещение объектов вам хорошо известны. В шарик встраивают магнитную пластинку. Над коробкой помещают электромагнит. Когда коробка наполнится, включают электромагнит, и шарики "выпрыгивают" из коробки. Конвейер убирает полную коробку и ставит на ее место пустую. Электромагнит выключают, шарики "прыгают" в коробку, можно подавать плоды...

Задача 38 - о железном порошке, засыпанном в полимер, - как вы, наверное, заметили, очень похожа на рассмотренный в третьей главе пример со смазкой. И ответ тот же: нужно использовать соединение железа, которое распадается в горячем полимере.

Сложнее задача 44 - о нефтепроводе. Жидкости, идущие по трубопроводу встык, отделяют друг от друга прочным резиновым шаром - разделителем. Что ж, применим оператор РВС. Начнем мысленно уменьшать размеры шара. Вместо одного большого шара - множество футбольных мячей. Или теннисных. Или еще меньше - дробинок, плавающих в жидкости. Выдано даже авторское свидетельство на такую "пробку". Все логично: жесткая "пробка" должна смениться "пробкой" динамичной, это соответствует общей тенденции развития технических систем.

А если продолжить мысленный эксперимент? Перейдем от дроби к еще более мелким частицам - молекулам. Возникает идея "пробки" из жидкости или газа. Газовая "пробка" не сможет быть разделителем - нефть пройдет сквозь газ. А вот жидкая "пробка" возможна. Один нефтепродукт, например керосин, затем водяная "пробка", а за ней другой нефтепродукт, скажем, бензин. У жидкой "пробки" огромные преимущества: она никогда не застрянет в трубопроводе и свободно пройдет через насосы промежуточных станций. Но и недостаток у этой "пробки" существенный. Нефтепродукты, идущие до "пробки" и после нее, будут

проникать в жидкий разделитель. Головная и хвостовая части "пробки" постепенно смешаются с нефтепродуктами. Отделить эти нефтепродукты от воды трудно, на конечной станции "пробку" и попавшие на нее нефтепродукты придется выбросить.

Сформулируем ИКР: жидкое вещество "пробки", прибыв в резервуар на конечной станции, должно само отделиться от нефти. Тут только две возможности - жидкость становится твердым веществом и выпадает в осадок или превращается в газ и улетучивается. Переход в газ заманчивее, твердый осадок надо отфильтровывать, а газ сам исчезнет. Значит, нужно вещество, которое при высоком давлении (в нефтепроводе давление в десятки атмосфер) будет жидким, а при нормальном давлении - газообразным.

Вспомните старый принцип: подобное растворяется в подобном. Нефть - вещество органическое, а нам надо, чтобы "пробка" не растворялась в нефти. Следовательно, для "пробки" нужна неорганическая жидкость. Дешевая, безопасная, инертная по отношению к нефтепродуктам... Имея столь подробный перечень примет, нетрудно найти подходящее вещество по справочнику. Обыкновенный аммиак обладает всеми интересующими нас качествами. "Пробка" из жидкого аммиака надежно разделит идущие по трубопроводу жидкости. В дороге "пробка" частично смешается с нефтепродуктами, но это не страшно: на конечной станции аммиак превратится в газ, а нефть останется в резервуаре.

После того как мы придумали "пробку" из жидкости, можно смело браться за задачу 48 - о корпусе корабля. По условиям задачи корпус должен стать гибким, подвижным. Что ж, давайте представим себе, что обшивка корпуса сделана из... жидкости. Дикая, конечно, идея, но теперь у нас есть некоторый опыт превращения твердого в жидкое... К тому же, оператор РВС и моделирование маленькими человечками ведут именно к этой идее.

Итак, вместо стального листа - "лист" жидкости. Первая забота: как сделать, чтобы жидкость не разлилась? Придется с двух сторон поставить гибкие оболочки, например, из плотной резины. А чтобы вода не вылилась, нужно соединить оболочки перегородками. Получится стенка, собранная из резиновых грелок. Смешно... Однако некоторые изобретатели считают, что примерно так устроена "шкура" дельфина. Были построены модели, обтянутые подобными оболочками. Выяснилось, что модели при буксировке испытывают пониженное сопротивление воды: гибкие оболочки создают меньше вихрей. Но все-таки искусственные гибкие покрытия работали намного хуже, чем "шкура" живого дельфина. Дельфин может изменять форму поверхности "шкуры", приспосабливаясь к меняющимся внешним условиям. А искусственные покрытия были безжизненными, им не хватало подвижности, они не могли "играть", меняя форму. Возникла новая задача: как управлять формой каждого участка гибкого покрытия?

(Обратите внимание: нередко одна задача порождает другую, образуется цепочка задач. Надо идти вперед, не останавливаясь на полдороге.)

Задачу об "оживлении" гибкой оболочки вы должны решить легко. Ведь это задача на перемещение; нужно управлять движением жидкости, находящейся под гибкой оболочкой. Построим веполь: добавим в жидкость ферромагнитные частицы и будем управлять ее перемещением с помощью электромагнитов. Авторское свидетельство № 457 529 на это изобретение выдано не кораблестроителям, а физикам из Института электродинамики украинской Академии наук...

Остается последний вопрос: могут ли быть корабли вообще без корпуса?

Такие корабли уже давно существуют, и вы их знаете. Это плоты. Корпуса у них нет, ведь бревна, из которых они сделаны, - это груз. Но во время плавания бревна служат и корпусом. В английском патенте № 1 403 191 описан корабль с длинным, как змея, корпусом из металлических ящиков - контейнеров. Крохотная "головка" - буксирующая часть с двигателем - тянет гибкое "туловище", собранное из контейнеров...

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 Робот ходит по воде 02.09.2025 На протяжении столетий ученые наблюдали за тем, как природа решает задачи, с которыми человек сталкивается только в последние десятилетия. Одним из самых ярких примеров такого "биологического инженерного подражания" стала новая разработка международной команды исследователей, которые сумели создать миниатюрного робота, способного стремительно передвигаться по поверхности воды. Идея возникла благодаря наблюдению за удивительными насекомыми - водомерками рода Rhagovelia, живущими в быстрых реках. До недавнего времени способность уверенно перемещаться по водной глади оставалась для инженеров почти недостижимой целью. Роботы успешно справлялись с доставкой грузов, исследованием планет или даже проведением операций, но удержаться и тем более разогнаться на воде они не могли. Вдохновившись уникальными возможностями Rhagovelia, ученые обратились к тонким механизмам, позволяющим этим насекомым скользить по поверхности с невероятной скоростью и маневренностью. Размером всего с зернышко риса, водомерки демонстрируют способности, которые кажутся почти невозможными. Они достигают скорости до 120 длин собственного тела в секунду и способны выполнять резкие повороты всего за 50 миллисекунд. Словно паря над водой, они показывают, что природа давно придумала решения, о которых инженерам только предстоит узнать. Ключ к разгадке оказался в необычных веерообразных структурах на средней паре ног насекомого. Долгое время считалось, что ими управляют мышцы, однако биомеханик Виктор Ортега-Хименес из Калифорнийского университета в Беркли после пяти лет наблюдений доказал, что этот процесс полностью пассивен. Веера раскрываются и складываются благодаря силам поверхностного натяжения и капиллярным эффектам, без участия мускулатуры. Когда ножка водомерки касается поверхности воды, веер мгновенно распахивается, увеличивая площадь соприкосновения и усиливая отталкивание. Этот процесс происходит примерно в десять раз быстрее, чем моргает человеческий глаз. Как только нога поднимается, структура тут же складывается, не мешая движению. Дополнительную роль играет и гидрофобность поверхности конечностей: вода не задерживается на них, не утяжеляя насекомое. Чтобы рассмотреть устройство таких вееров, ученые использовали сканирующий электронный микроскоп. Оказалось, что они состоят из множества тонких щетинок, каждая из которых покрыта еще более мелкими ворсинками. Именно эта многоуровневая структура обеспечивает уникальные свойства, которые ранее не были известны исследователям. Используя эти открытия, специалисты из университетов США и Южной Кореи создали миниатюрного робота, получившего название Rhagobot. Его снабдили крошечным веером весом всего один миллиграмм, который точно воспроизводит работу природного аналога. В результате робот научился разгоняться, тормозить и менять траекторию прямо на поверхности воды, имитируя движения насекомого с поразительной точностью.

Другие интересные новости:

▪ OLED-дисплей с плотностью пикселей 10000 PPI

▪ Канадские озера исчезают

▪ Туристический чемодан с электроникой

▪ Аккумулятор из медной пены

▪ Быстрые и гибкие электрические цепи для носимой электроники

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по физике. Подборка статей

▪ статья Патологическая физиология. Шпаргалка

▪ Какие были предпосылки к кризису и крушению Первой Французской империи? Подробный ответ

▪ статья Продавец, реализующий продукты питания с потреблением на месте. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Автосигнализация с управлением на ИК-лучах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Индикатор перегрузки стабилизатора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026