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:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Случайная новость из Архива Био-цемент 18.03.2023 Биоинженеры из технического университета Дании придумали, как сократить выбросы углекислого газа в строительной отрасли. Генетически модифицированные бактерии захватывают углекислый газ и используют его для создания карбоната кальция - одного из основных элементов цемента. Для своего производства исследователи использовали гены коралловых полипов. Эти животные строят под водой "огромные здания" - коралловые рифы - известковые структуры, напоминающие по составу цемент. Биоинженеры перенесли гены от этих живых организмов к бактериям. Модифицированные микроорганизмы производят фермент, связывающий углекислый газ в карбонат кальция (известняк). Высокие температуры при нагреве цемента в процессе изготовления приводят к выделению углекислого газа. Только в 2021 году, по оценке авторов исследования, при производстве этого строительного материала в атмосферу было выброшено около 2,9 млрд т углекислого газа. Это около 7% от общего количества выбросов. Основная идея новой технологии состоит в том, чтобы создать производство замкнутого цикла. Инженеры предлагают использовать биореактор, который будет улавливать углекислый газ, выделяющийся при нагревании и превращать его в известняк. Готовый материал можно будет снова использовать для производства цемента. В настоящее время исследователи опробовали свою технологию только в лаборатории. Для масштабирования производства потребуется повысить стойкость бактерий для промышленного применения и модифицировать производство цемента. Технология имеет особые требования к биореактору, объясняют биоинженеры. Модифицированные бактерии, как и кораллы, работают в жидкой среде, а готовый материал - твердый. Поэтому при проектировании реактора нужно создать метод простой транспортировки готового карбоната кальция из биореактора.

Другие интересные новости:

▪ Водород из орехов

▪ Туннель затыкается огромной пробкой

▪ Созданы чистые красные светодиоды

▪ Одноплатный ПК Orange Pi Prime

▪ Термопаста Xigmatek Xi-3 HDT

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электротехнические материалы. Подборка статей

▪ статья Детская хирургия. Конспект лекций

▪ статья Как несовершенное знание английского языка помогло открыть заменитель сахара? Подробный ответ

▪ статья Электромонтер связи и радиофикации. Должностная инструкция

▪ статья Реле времени. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сетка вещания телевизионных каналов России. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025