И тут появился изобретатель
Шрифт:
А теперь тренировочные задачи, попробуйте их решить.
Задача 12. Тонкие и толстые
Завод получил заказ на изготовление большой партии овальных стеклянных пластин толщиной в 1 миллиметр. Нарезали прямоугольные заготовки, оставалось сгладить их края так, чтобы получились овалы. Но при обработке на шлифовальном станке тонкие пластины часто ломались.
— Много брака, — пожаловался рабочий мастеру. — Нельзя ли сделать пластины потолще?
— Ни в коем случае! — ответил мастер. — Нам заказали
И тут появился изобретатель.
— Ага, физическое противоречие! — воскликнул он. — Заготовки должны быть толстые и тонкие. Это противоречие можно разделить во времени: пусть заготовки на время обработки станут толще…
Как это сделать?
Задача 13. Упрямая пружина
Представьте себе, что нужно сжать спиральную пружину (длина ее 10 сантиметров, диаметр 2 сантиметра), положить плашмя между страницами книги и закрыть книгу так, чтобы пружина не разжалась.
Сжать пружину можно двумя пальцами. Но потом придется разжать пальцы, иначе не закроешь книгу. И пружина разожмется… С такой ситуацией столкнулись инженеры, собирая один прибор. Нужно было сжать пружину, уложить и закрыть крышкой. Как это сделать, чтобы пружина не разжалась?
— Связать, — сказал один инженер. — Иначе эту пружину не переупрямишь.
— Нельзя, — возразил другой. — Внутри прибора пружина должна быть свободной.
И тут появился изобретатель.
— Прекрасно! — воскликнул он. — Пружина должна быть свободной и несвободной, сжатой и несжатой. Раз есть противоречие, значит, перед нами изобретательская задача. Чтобы ее решить, надо…
Как бы вы решили эту задачу?
Эра технических систем
Лодка + лодка =?
В книгах по истории техники XIX век называют «веком пара», первую половину XX века — «веком электричества». А к какому веку относится наше время? Тут нет единого мнения. Одни говорят — «век атома». Другие — «космический век». Может быть, «век химии»? Или — «век электроники»?
Если бы инженер, живший в начале XX века, увидел технику наших дней, его, пожалуй, прежде всего поразило бы резкое увеличение размеров уже знакомых ему машин. Автомобили вместимостью меньше повозки превратились в мощные самосвалы, легко перевозящие 150-200 тонн, в сверхгиганты, несущие на себе целую буровую установку. Самолеты, с трудом поднимавшие двух-трех пассажиров, выросли в гигантские аэробусы. Появились колоссальные танкеры водоизмещением около миллиона тонн. Турбины, подъемные краны, локомотивы, здания, экскаваторы, различные исследовательские установки — все стало в десятки раз крупнее.
Казалось бы, не все ли равно — сто грузовиков вместимостью по полторы тонны
каждый или один грузовик, везущий полторы сотни тонн? Грузоподъемность одна и та же, но для обслуживания сверхгрузовика нужно в двадцать раз меньше людей, да и погрузка и разгрузка идут раз в десять быстрее. Многие изобретательские задачи возникают именно из-за стремительного увеличения размеров машин. Вот одна из таких задач.Задача 14. После аварии
Тяжелый транспортный самолет совершил аварийную посадку на вспаханное поле в двухстах километрах от аэродрома. Самолет разгрузили, осмотрели повреждения: трещины, вмятины, местами сорвана обшивка. Необходимо доставить самолет на аэродром, в ремонтную мастерскую. Но самолет весит свыше ста тонн. Транспортировать такую махину надо очень осторожно, чтобы не было дополнительных повреждений. Специалисты собрались на совещание. Будь самолет поменьше, все было бы просто…
— Что тут думать! — воскликнул студент-стажер. На совещание его никто не приглашал, но у него была идея, которую ему очень хотелось высказать. — Тут без дирижабля не обойдешься. Подцепим самолет и…
— Молодой человек, — грустно сказал один из специалистов, — нет дирижаблей с такой грузоподъемностью. Да и нельзя аварийный самолет поднимать в воздух. Так что — никаких дирижаблей!
И тут появился изобретатель.
— Не согласен, — сказал он. — Дирижабль нужен и не нужен. Самолет надо поднимать и не надо поднимать…
И он объяснил, как выполнить противоречивые требования. Попробуйте догадаться, что предложил изобретатель?
Машины растут быстро, но не безгранично. Они увеличиваются в десять, двадцать, сто раз… Однако наступает момент, когда дальнейший рост становится невыгодным. Тогда одна машина объединяется с другой — возникает новая техническая система, небольшая, но имеющая резервы для роста.
Вспомним историю корабля. Первые корабли приводились в движение веслами. Сначала строили корабли с одним рядом весел, потом покрупнее — с веслами в два, три, четыре ряда… В Древнем Риме однажды соорудили корабль с тридцатью рядами весел! Гребцам было трудно согласованно работать веслами. Да и сами весла стали очень тяжелыми: расстояние от верхних рядов до воды превышало двадцать метров.
А потом появились корабли весельно-парусные. Их размеры тоже увеличивались, но уже не за счет нагромождения весел. Теперь совершенствовались паруса, и постепенно весельно-парусные корабли стали парусно-весельными, а затем и чисто парусными. Начался быстрый рост парусного оснащения: увеличивали число мачт, их высоту, делали паруса шире, устанавливали дополнительные паруса между мачтами… Потом был создан парусно-паровой корабль, и все повторилось: парусно-паровые корабли постепенно уступили место паро-парусным, а затем и чисто паровым.
Каждый раз, когда происходит объединение А и Б в систему АБ, возникает нечто принципиально новое, обладающее качествами, которых нет порознь у А и Б. Даже если система образуется по схеме А+А, все равно сумма равна не 2А, а чему-то большему. Одна лодка плюс одна лодка, объединенные в систему, это уже не две лодки, а катамаран с более высокой устойчивостью, «непереворачиваемостью».