<<
>>

ПРОВЕРЬТЕ СВОЕ РЕШЕНИЕ Ответы и краткие разборы задач

Прием 11 —принцип «заранее подложенной подушки». Через ключ можно замкнуть электрическую цепь пуска станка, чтобы при вставлении ключа невозможно было пустить станок. Либо снабдить ключ пружиной, выталкивающей его из патрона, как только рука отпустила ключ.
Прием 36—принцип применения фазовых переходов. Детали примораживают к столу шлифовального станка. Прием 30—принцип использования гибких оболочек и тонких пленок. Чтобы исключить перемешивание газа с воздухом, было предложено собирать газ в большие шары — аэростаты, которые поднимают высоко вверх, где из них выпускают газ, а потом возвращают их вниз. Но это сложно, особенно для движущегося самосвала. Улучшить решение позволяет прием 27 — принцип «дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности». Вместо шаров используют мыльные пузыри. Для этого горячий выхлопной газ пропускают через пленкообразующий раствор (попросту — мыльный раствор). Пузыри поднимаются вверх, где лопаются. Вредные газы уходят из карьера.
Прием 28—принцип замены механической схемы. Через тонкую проволоку пропускают электрический ток. Усилия разреза уменьшаются, исключается возможность разрыва проволоки. Приемы 3 и 35 — принцип местного качества и принцип изменения физико-химических параметров объекта. Выпаривание алкоголя вёдут при пониженном давлении при относительно низкой (40—50°С) температуре. Приемы 11 и 31—принцип «заранее подложенной подушки» и принцип применения пористых материалов. В сосуд помещают заранее хорошо сжимаемый вкладыш, например, из пенопласта. Годится и обычный резиновый мячик. Прием 2 — принцип вынесения: использование для отпугивания записанного на магнитофонную пленку птичьего крика опасности. Прием 8 — принцип антивеса: парящий воздушный шарик или воздушный змей. Прием 15 — принцип динамичности: двигающееся пугало. Прием 13 — принцип «наоборот»: приманивать птиц на другое место. Прием 18 — принцип использования механических колебаний: пугало, качающееся под действием ветра либо специального привода. Прием 23 — принцип обратной связи: пугало, изменяющее свое положение или состояние при приближении птиц. Прием 25 — принцип самообслуживания. Прием 26 — принцип копирования: птицы пугаются, увидев самих себя в зеркале. Прием 27 — принцип дешевой недолговечности: обычное пугало, которое часто заменяют. Прием 28 — принцип замены механической схемы: использование электрических, акустических, других полей. Например, недавно изобретено пугало в виде оклеенного кусочками зеркал шара (такие шары применяют для создания эффекта «падающего снега»). Вращаясь, шар постоянно пускает солнечные «зайчики», которых птицы очень боятся. Прием 33 — принцип однородности: птицы боятся чучела хищной птицы. Прием 9 — принцип предварительного антидействия. Поскольку в момент флаттера летчик не мог удержать в руках штурвал, чтобы направить его вверх и сбросить скорость, М. Л. Галлай решил сделать так, чтобы самолет даже во время нормального полета все время «хотел» устремиться вверх. Реализовать это можно было по- разному, например, просто привязывать штурвал резиновым жгутом так, чтобы его все время тянуло «на себя». В нормальном полете пилот удерживает штурвал в нужном положении и не дает самолету уйти вверх. Но как только штурвал вырвется из рук, самолет взмоет свечой, скорость упадет, вибрации прекратятся.
На практике М. Л. Галлай обошелся даже без жгута, воспользовавшись ресурсами, имеющимися в самолете,— устройствами для облегчения управления — триммерами. Обычно триммеры настраивают так, чтобы при горизонтальном полете пилот держал штурвал без усилий.

А в этом случае летчик триммеры перестроил, чтобы они «тянули» самолет вверх... Прием 33—принцип однородности. В цистерну помещают одну хищную рыбу, которая непрерывно «гоняет» всех перевозимых рыб. Приемы 1 и 15—принцип дробления и принцип динамичности. Прием 32—принцип изменения окраски. Вместе с невидимым электронным лучом излучается пучок света, позволяющий точно прицелиться. Приемы 10 и 17—принцип предварительного действия и принцип перехода в другое измерение. Разные травы высеваются узкими параллельными полосками, а уборка трав ведется поперек рядов. Травы смешиваются прямо в кузове машины, идущей за косилкой. Прием 39—принцип применения инертной среды. Резервуар заполняют углекислым газом или водой. Сварщик работает в акваланге. Этикетка-термин. Первое место на конкурсе заняло предложение изготавливать бутылки-«кактусы» — колючие бутылки, легко узнаваемые на ощупь (взрослые могут хлебнуть яду из-за того, что не смотрят на этикетки). А дети не захотят играть с неприятной на ощупь «колючкой». Каждый микроб — маленький человечек. Как отделить его от других? Нужно отвести его на другое место, но не дать остальным за ним последовать. Строим мост, по которому может пройти только один человечек, и как только он перешел на другую сторону, мост разрушаем. В 1748 г. аббат Спланцани, один из первых ис- следователей-микроскопистов, капнул рядом две капли: одну с микробами, а вторую — стерильную и провел между ними иглой водяную дорожку, на которую навел микроскоп. После того, как первый микроб «проследовал» по ней, он уничтожил дорожку. Микроб был «пойман». Психологическая инерция подталкивает нас использовать для разогрева мерзлой земли кипяток — у него большой запас тепла. Недавно было предложено делать наоборот — лить на землю холодную воду. Она замерзает, «отбирая» при этом холод у мерзлоты. Получается сверху лед, а под ним — оттаявшая сухая земля. Сушка — тоже термин. На самом деле нужно не сушить, а отобрать лишнюю влагу. Это можно сделать, например, вымораживанием. Д. И. Менделеев предложил обрабатывать мокрый порох спиртом, жадно поглощающим воду. Стандарт 2.2.1. Переход к более управляемым полям. Заменить неуправляемые архимедовы силы, зависящие только от силы
тяжести, на центробежные. Струю сильно перегретой жидкости направляют с высокой скоростью по касательной кольцевой камеры. Жидкость прижимается к стенкам камеры, а пар собирается в центре и становится совершенно сухим, так как центробежные силы играют роль сепаратора. Эффективность паросъема возрастает в десятки раз (рис. 8). Стандарт 1.1.1. Достройка веполя. Si — металл, В2 — вода. Вводим электрическое поле. Микроэлементы переходят в воду электрорастворением. Технически это осуществляется насадкой на поливной шланг втулки из соответствующего металла, к которому подведен один полюс маленькой батарейки, а другой — к воде. Стандарт 1.2.2. Разрушение вредного веполя введением вещества, являющегося модификацией имеющихся. В\ — стенка трубы, Вг — поток, включающий воду, кислоты, соли, песок, золу. Возможны два варианта. Первый: если охладить стенки трубы до отрицательных температур, на стенках будет образовываться корочка льда, защищающая стенки от разрушения. Второй: нагрев стенок свыше 100°С приведет к образованию накипи, осаждаемой из потока. Получается прочный твердый самовосстанавливающийся слой. Второй вариант, конечно, предпочтительнее: он не требует использования дефицитного на теплостанции холодильного оборудования. Стандарт 1.1.2. Внутренний комплексный веполь. В шарики вводят ферромагнитные частицы, предварительно намагниченные. Стандарт 1.1.1. На время уборки вводят поле П — холод. Замерзшие ягоды становятся твердыми и допускают механическую уборку. Это решение защищено авторским свидетельством, по которому ягоды охлаждают жидким азотом. Но портятся ли при этом ягоды? Неясно. Впрочем, было замечено, что уборка облепихи облегчается после заморозков. Задача эта очень актуальная, может быть, вы найдете более эффективное решение? Стандарт 1.1.1. Охлаждение клубочков в ванне с рассолом при температуре минус 50°С приводит к их охрупчиванию без






ущерба для зародышей. Хрупкие околоплодники легко разбиваются и просеиваются. Стандарт 1.2.2. Разрушение вредного взаимодействия введением модификации воды и (или) воздуха. Стандарт 5.3.5. Переход к двухфазовому состоянию — использование пены, пропускающей детали, но не пропускающей шум. Стандарт 1.1.2. Введение 5з — ферромагнитного порошка в припой. При пайке припой, смешанный с порошком, удерживается магнитным полем. Для этого на трубы надевают разъемные магнитные кольца. Стандарт 2.4.3. Форсирование веполя введением ферромагнитной жидкости. В полость сердца вводится коллоидный раствор ферромагнитных частиц в плазме крови, а сокращением сердца управляют с помощью переменного электромагнита, встроенного в операционный стол. Пакет стекла — полисистема. Эффективность полисистемы может быть повышена с помощью стандарта 3.1.2 — развитием связей между ее элементами. Листы стекла смазывают маслом, которое потом можно легко отмыть. Листы сцепляются под действием сил поверхностного натяжения, и пакет превращается в монолит. Он не разобьется даже после падения в легкой решетчатой упаковке со второго этажа. Стандарт 2.3.1. Необходимо согласовать ритмику действия инструмента и изделия. Яблоко вращается непрерывно, а человеку достаточно посмотреть на него два-три раза в разных положениях яблока. Проходя в поле зрения человека, каждое яблоко лежит неподвижно на конвейере, затем в соответствии со стандартами 2.2.5 и 2.2.6 ролики конвейера накатываются на выступ, поворачивая яблоки на полоборота. Яблоки снова неподвижны до следующего выступа. По стандарту 2.3.1 это решение можно улучшить, регулируя расстояние между выступами в зависимости от размеров фруктов (рис. 9). Стандарт 2.1.2. Форсирование веполя введением второго поля. Заряжают поток пыли и струю воды разноименным электричеством. Стандарт 5.2.3. Источником поля должны стать имеющиеся в системе вещества и поля. Электризация потоков осуществляется трением при их проходе через трубы, сделанные из соответствующих сортов пластмасс, дающих электризацию разных знаков, например из фторопласта и органического стекла. Стандарт 2.2.1. Замена поля. Вместо нагрева предложено'раскручивать бандажи до высокой скорости (600—1000 оборотов в минуту). Растяжение кольца вызывается центробежными силами. Стандарты 2.2.4 и 2.2.5. Переход к использованию полей, имеющих заданную пространственную структуру. Используется один твердый брусок, пригодный для последней стадии обработки,
а на первой стадии на него воздействуют ультразвуковыми колебаниями, создающими стоячие волны. Когда резцы устанавливают в тисках, они выравниваются по нижней кромке под действием гравитационного поля. А нам нужно их выровнять по верхней кромке, чтобы одинаково обработать. Нужно заменить поле (стандарт 2.2.1). Вместо гравитационного ввести, например, магнитное. Поверх резцов устанавливается магнитная пластина, под ее действием все резцы выравниваются по верхней кромке, их зажимают в тисках, а пластину убирают (рис. 10). Стандарт 2.2.1. Замена плохо управляемого механического поля на хорошо управляемое. Другое механическое поле — давление. Для крепления бумаги можно использовать вакуум, обеспечив отсос воздуха между бумагой и диском. Снабдим диск множеством отверстий для отсоса воздуха. Насос придется оставить. Нельзя ли обойтись без этого? Стандарт 5.2.1. Если нужно ввести поле, следует постараться использовать уже имеющиеся поля. Диск вращается, его можно превратить в центробежный вентилятор, сделав с наружной стороны лопатки. Теперь можно будет снимать бумагу с диска без его остановки (рис. 11).



Задачу можно решить и по стандарту 1.1.1 (считая, что от крепления с помощью гвоздей мы отказались, получаем недостроенный веполь: В\ — бумага, Вг — диск). Проверим другие поля. Тепловое — например, примораживать бумагу льдом. Решение возможное, хотя и хуже найденного. Электрическое — приклеивать бумагу электростатическим зарядом. В этом решении тоже есть недостаток — не исключена возможность разряда на человека. Магнитное — если абразив обладает магнитными свойствами. Вводить ферромагнитные частицы — сложно менять технологию изготовления бумаги.

Механическое — поле давления, о котором уже говорили. Гравитационное— неуправляемое поле. Таким образом, решение с отсосом воздуха самое эффективное. Для очистки воздуха в первую очередь требуется фильтрующее вещество — вещественный ресурс. Его много в надсистеме: добываемый в карьере щебень, другие продукты. Предложено вывести выхлоп грузовиков в кузов. Проходя через слой породы, выхлопные газы очищаются. Правда, такой способ годится только тогда, когда самосвал загружен. Впрочем, когда машина идет вниз порожняком, мотор работает практически на холостом ходу и делает мало выхлопных газов.
Безусловно, это только одно из возможных решений. В карьере могут быть и другие ресурсы. Например, на Севере в качестве набивки фильтров иногда используют снег... В задаче имеется противоречие: барабан должен быть заторможен, чтобы не путалась проволока, и не должен быть заторможен, чтобы не ухудшать работу системы. Противоречие можно разрешить во времени: торможение должно появиться только в момент прекращения натяжения. Для отведения барабана от тормоза или тормоза от барабана нужен энергетический ресурс. У нас есть сила натяжения проволоки, она и должна отводить барабан от тормоза. В момент прекращения натяжения барабан должен вернуться к тормозу. Для этого можно поставить возвратную пружину или использовать другой ресурс — гравитационное поле. Пусть барабан под действием собственной тяжести скатывается к тормозу. Этого легко достичь, если закрепить ось барабана с возможностью перемещения. В одном положении барабан под собственной тяжестью прижимается к тормозу, в другом — свободнее вращается. Перемещение оси осуществляется силой напряжения и силой тяжести при прекращении натяжения (рис. 12). Противоречие:              фильера должна быть нагрета, чтобы
обеспечивать хорошую калибровку, и не должна быть нагрета, чтобы провод при остановке не спекался; как и в предыдущей задаче, разрешается во времени. Когда протяжка есть, она должна быть нагретой, когда протяжки нет — холодной. Соответственно близки и решения: фильера делается подвижной, закрепленной на пружине. Греется не сама фильера, а камера, в которую фильера «затягивается» под действием трения о провод. Интересно отметить, что эти две задачи — типичные аналоги по противоречию и использованию ресурса. Но как нелегко это увидеть без анализа задачи! Нужен энергетический ресурс. Есть только толчки при транспортировке. Их и можно использовать, только нужно преобразовать энергию толчков в энергию проворота ротора. Это не
сложно — достаточно надеть на ротор обычный маятник. Чтобы проворачивание было только в одну сторону, маятник соединяют с храповиком, не позволяющим ему качаться туда-сюда. Нужен информационный ресурс, свидетельствующий о работе стабилизатора. Во время его работы протекают электрические токи, с ними связаны магнитные поля. Самый простой вариант — использовать создаваемое трансформатором магнитное поле, которое притягивает подвешенный на пружине железный «флажок», чтобы его можно было видеть в специальном окошке. Появился красный флажок — стабилизатор работает. Лучшее решение можно получить, если использовать физический эффект — существуют вещества, способные светиться в электромагнитном поле. Нанести такое вещество в наружном месте — и индикатор готов! Нужен пространственный ресурс — пространство, которое можно было бы полезно использовать. Где его найти? Достаточно проследить, как человек поднимается по лестнице. Поставил в правой части ступеньки правую ногу, а левую... нет, не поставил на левую часть ступени, а перешагнул через нее и поставил на левую часть следующей ступеньки. Значит, левая часть предыдущей ступеньки лишняя. И правая часть следующей. И так через ступеньку то левую, то правую часть можно убрать. Ступеньки делаются вдвое выше и располагаются в шахматном порядке. Вылет трапа уменьшился вдвое при сохранении удобства перемещения (рис. 13).

Рис. 12. Сварочный              Рис. 13. Сокращение вылета лестницы
барабан              за счет шахматного расположения ступенек

Главная проблема — труд людей, которые должны ставить и снимать про^и. Нужно, чтобы эта операция выполнялась за счет ресурсов — требуется функциональный ресурс. Во-первых, необходимо закрыть соответствующее место, во-вторых, открыть это место
перед серебрением. Закрыть можно тем же лаком, которым покрывают все остальную поверхность. А открыть? Нет ли в технологии операции, которая может выполнить эту функцию? Конечно, есть. Это — механическая обработка. Нужно только разделить ее на две части: сначала обработать все не подлежащие серебрению поверхности, потом покрыть контакт лаком, затем провести механическую обработку поверхности, подлежащей серебрению. Вместе со слоем металла будет снят и лак. Контакт готов к серебрению! Требуется энергетический ресурс. У нас есть энергия аккумулятора, но ее недостаточно. Значит, нужно ресурс накопить. Например, раскрутить от аккумулятора сначала маховик, пусть он проворачивает двигатель, а свободный от нагрузки аккумулятор даст искру. Так, например, сделано в самолете АН-2. Требуется вещественный ресурс. Поступающая на мойку посуда покрыта жиром. Но ведь жиры — сырье для получения мыла. Нужно только их обработать щелочью. Посуду помещают в бак, заполненный натриевой содой. Начинается реакция, приводящая к превращению жиров в мыло. Можно сделать литниковые каналы и сам литник в виде какой-нибудь нужной детали. Например, для товара народного потребления. В технике для упрочения поверхности металлов применяют операцию цементации. Для этого деталь погружают в углеродсодержащую среду, например толченый древесный уголь, и нагревают в течение нескольких десятков часов. За это время углерод диффундирует в поверхность детали. Предложено насыщать поверхность углеродом в зоне электрической дуги, создаваемой между угольным электродом и поверхностью. Нужный эффект достигается за несколько минут. Задача 3.5 была решена введением в пенопластовые шарики маленьких магнитиков. Следовательно, наш ресурс — магнитное поле — информационный. Интересно, что он сам себя обнаружил: к сосуду стали прилипать небольшие стальные предметы. Уровень сжиженного газа можно теперь определять с помощью обыкновенного компаса. Советский изобретатель А. Г. Пресняков для лучшего смешивания топлива с воздухом предложил разместить на входе топлива в цилиндр маленькую турбинку. Ее вращает поток горючего, смешанного с воздухом, который сам же и закручивается, улучшая смешивание. А для улучшения ионизации топлива А. Г. Пресняков предложил предварительно ионизировать воздух радиоактивным излучением. Для этого внутри патрубка воздухоочистителя он установил медную пластинку, покрытую радиоактивным изотопом полония (210Ро). Этот изотоп дает излучение только в виде частиц, от которых защищает даже слой тонкой бумаги. Использование
производного ресурса — полученных после облучения активных центров. ...«Теперь самим на себе до дома тащить!»—сказал старый охотник. Он был огорчен. Не удалось использовать энергетический ресурс изделия — медведя...
Приложение
<< | >>
Источник: А. Б. Селюцкий. Правила игры без правил. 1999

Еще по теме ПРОВЕРЬТЕ СВОЕ РЕШЕНИЕ Ответы и краткие разборы задач:

  1. ГЛАВА 3 Святой Амвросий первое решение свое подтверждает Евангельской притчей о блудном сыне
  2. РЕШЕНИЕ АКАДЕМИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ
  3. 3.3 Решение задачи Коши
  4. 49. Процесс решения мыслительной задачи
  5. 2. Решение задачи классификации.
  6. Типовые задачи принятия решений
  7. Методика решения производственных задач
  8. Задачи принятия решений с субъективными моделями
  9. Стандарты на решение изобретательских задач
  10. Практикум по теории решения изобретательским задач
  11. 5 2 Поиск решения многокритериальной задачи о назначениях
  12. Различные группы задач принятия решений
  13. 3. Решение задачи идентификации (распознавания образов).
  14. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ АРИЗ-85-В