<<
>>

Понятие о веполе


Переходя от ситуации к модели задачи, мы строим условную минимальную схему технической системы — два взаимодействующих вещества. Нечто подобное происходит, когда с помощью химических символов записывается формула соединения, например, Н20.
Два взаимодействующих вещества могут рассматриваться как своего рода «молекула» технической системы: если нет хотя бы одного вещества или взаимодействия — нет и работоспособной технической системы. Такая «молекула» получила название «ве- поль» — от слов «вещество» и «поле». Веществом обычно является изделие (точнее, подлежащая изменению или обнаружению часть изделия) и часть инструмента (внешней среды), непосредственно взаимодействующая с изделием. Например, в задаче 1 (о шлаке) взаимодействуют горячий жидкий шлак и холодный воздух над ним, в задаче 12 (о «кнопках»)—острие стерженька «кнопки» и воздух, в задаче 13 (о кубиках) — кубик и агрессивная жидкость. Эти взаимодействующие вещества принято обозначать так: Bi — изделие, В2 — инструмент. Под взаимодействием подразумевают поля (обозначая их буквой П) — физические (электромагнитные, гравитационные, поля сильных и слабых взаимодействий) и технические (механическое, тепловое). Данные по условиям задачи вещества обычно записывают в строчку, поля «на входе» — над строчкой, поля «на выходе» — под строчкой. Связи веществ и полей принято обозначать черточками (связь в общем виде) или стрелками, показывающими направление действия. Веполь должен иметь как минимум две связи, объединяющие три элемента, например:
"ч ИЧ В1~ В2 В1 В2 В1 “^2
П'
Вепольные формулы позволяют записывать преобразования при решении изобретательских задач, т. е. показывают, что дано и что получено. Отбрасывая все случайное и несущественное, ве-
польные формулы дают представление о самой сути преобразования. В этом смысле они вполне подобны химическим формулам. Правила, по которым составляются химические формулы, отражают объективно существующие законы (например, уравнивая коэффициенты в записи химической реакции, мы исходим из закона сохранения вещества), точно так же правила вепольных преобразований отражают объективно существующие законы развития технических систем.
Задача 14. Имеется термопластичный материал (пластмасса). Из него надо изготовить (при массовом производстве) листы размером 1 м2 с ворсинками. Высота ворсинок 10 мм. Прессование п другие подобные методы дают неудовлетворительные результаты — они слишком грубы для производства такого изделия. Нужен какой-то другой способ.
Контрольный ответ на эту задачу такой: в пластмассу добавляют мелкие ферромагнитные частицы, сверху подводят электромагнит в виде листа с выступами. Выступы соприкасаются с «омагниченной» пластмассой, и когда магнит приподнимают, то вытягивают столбики пластмассы, которые, застывая, образуют ворс. Запишем теперь решение задачи в вепольной форме:















Дано (левая часть формулы) вещество В\.
Двойная стрелка означает: для решения задачи необходимо перейти к . . . . Первая часть формулы — это полученная вепольная структура (простейший веполь). Механическое поле, как сказано в условиях задачи, не обеспечивает необходимого действия на Bi. Электромагнитному полю легко может быть придана структура, требуемая для формовки, но магнитное поле не действует на пластмассу. Пришлось пойти в обход: магнитное поле действует на вещество В2, которое связано с Bi и передает ему нужное действие. Очень трудно подобрать поле, которое хорошо взаимодействовало бы с веществом Bi (если это удается, изобретательская задача не возникает). Но почти всегда есть возможность подобрать подходящую пару П-В2. Тогда остается соединить Bi и В2, чтобы обеспечить нужное действие П на В\. Нетрудно заметить, что записанная обходная «реакция» дает формулу преодоления ФП: поле должно действовать на Bi и не должно (поскольку не может) действовать на Вь Строя вепольную систему, мы преодолеваем это противоречие.
Многие изобретательские задачи решаются по правилу до
стройки веполя: невепольная система (один элемент) или неполная вепольная система (два элемента) должны быть достроены до полного веполя.
Задача 15. Для направленного бурения скважины используют
отклонитель. Это изогнутая труба, установленная между турбобуром (или электробуром) и колонной труб, через которую прокачивают жидкость, приводящую в действие турбобур. Кривизна обычного отклонителя не поддается управлению с поверхности. Приходится часто прерывать бурение, поднимать всю колонну труб, чтобы заменить отклонитель. Как быть?
Эта задача также решается по правилу достройки веполя: дано одно вещество, надо перейти к веполю. Труба должна состоять из двух взаимосвязанных веществ и менять изгиб под действием поля. Решение заключается в применении биметаллической трубы и теплового поля. Запись выглядит так:



Птеп






Вещество Bi здесь разделено на две части, неодинаково воспринимающие действие теплового поля.
Разумеется, возможны и более сложные вепольные формулы. В частности, решение измерительных задач часто приводит к двойному веполю (ромб, составленный из двух треугольников):



Правило достройки веполя позволяет сразу определить, что надо ввести в систему: вещество, поле, два вещества, поле и вещество. Например, в задаче 8 (об измерении капель) даны два вещества В[ и В''—две капли разного диаметра. Для построения модели достаточно двух разных капель. Сразу можно сказать, что

для решения задачи необходимо ввести поле П, неодинаково действующее на разные капли:
гг



в,


Нередко по условиям задачи уже дан веполь, но неуправляемый или плохо управляемый (неудовлетворительные связи обозначают волнистыми линиями или стрелками).
Задача 16. Расплавленный металл сливают из ковша через донное отверстие. Скорость слива зависит от уровня металла в ковше: меняется уровень — меняется и скорость. Нужен способ регулирования скорости слива металла. Менять площадь донного отверстия сложно.
По условиям задачи веполь уже дан, но нет управляемых элементов, поэтому связи неудовлетворительны:
в.
Теоретически возможно такое решение: пусть гравитационное поле действует и на В2, т. е. пусть ковш В2 тоже падает:


-в.


Тогда, меняя скорость падения В2, можно регулировать скорость слива металла В^ Практически такое решение неудобно,

выгоднее построить двойной веполь, так как если на металл Bi действовать управляемым полем П, то будет обеспечена необходимая скорость слива, т. е. нужное взаимодействие между Bi и В2:



ч
П
Схемы достройки веполей всегда просты, вместе с тем они нередко открывают возможности, которые могли бы ускользнуть от внимания. Например, запись решения задачи 13 (о кубиках) выглядит так:



alt="" /> В,



Действие гравитационного поля на жидкость не передается кубику Вь нет связи между Bi и В2. Ее необходимо ввести, чтобы достроить веполь. Следовательно, жидкость должна опираться на кубик, который должен быть полым. Задача решена, однако теоретически есть и другая возможность построения веполя:
по себе прием весьма интересный: он может быть применен при решении задач, связанных с различными быстропротекающими процессами.
<< | >>
Источник: А. Б. Селюцкий. Дерзкие формулы творчества. 1988

Еще по теме Понятие о веполе:

  1. АНАЛИТИКИ ПОНЯТИЙ ГЛАВА ВТОРАЯ О дедукции чистых рассудочных понятий
  2. АНАЛИТИКИ ПОНЯТИЙ ГЛАВА ПЕРВАЯ О способе открытия всех чистых рассудочных понятий
  3. XII Предварительные эстетические понятия восприимчивости души к понятиям долга вообще
  4. § 1. Понятие, виды и форма сделок Статья 153. Понятие сделки
  5. Понятие страхования, основные страховые понятия
  6. ДЕДУКЦИИ ЧИСТЫХ РАССУДОЧНЫХ понятий РАЗДЕЛ ВТОРОЙ Трансцендентальная дедукция чистых рассудочных понятий
  7.     О ПОНЯТИЯХ
  8. 5. 1. СОЦИОЛОГИЧЕСКОЕ ПОНЯТИЕ
  9. 4.1. Структура понятия
  10. № 27. Польза понятий
  11. 4.2. Виды понятий
  12. Логика понятия.
  13. Об априорных понятиях