Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №8

Чего не сделаешь ради здоровья…

РАБОТА НАД ОШИБКАМИ

Закончилась наша "экзаменационная сессия", пора подводить итоги.

Ошибка, которая встречается чаще всего: мнение о том, что с помощью приемов или без них, но фантазирование — дело достаточно простое. Да, простое — теперь, когда мы изучили десятки приемов развития фантазии и познакомились с самыми фантастическими изобретениями и открытиями писателей и ученых! Но простота эта кажущаяся, и я в этом не раз убеждался, разбирая ответы и сравнивая их с контрольными решениями.

Многие дают на задачи вовсе не те ответы, какие можно найти в литературе по РТВ. Что ж, это замечательно — если задача действительно имеет неоднозначное решение. А если решение единственное?

Вот письмо Евгения П. Евгений предлагает свое решение задачи об измерении площади страны на карте. Зачем использовать такой сложный метод, как вырезание страны по контуру и взвешивание? А если дома нет точных весов? По мнению Евгения, есть способ, куда более простой. Нужно разложить карту на столе, мелкими гвоздиками обозначить контуры границы, а потом по этим гвоздикам-вешкам протянуть нить. Иными словами, измерить поточнее не площадь страны, а длину ее границы. Потом эту нить снять и сложить из нее прямоугольную фигуру. А площадь прямоугольника измерить ведь трудностей не составляет — нужно всего лишь умножить длину на ширину, это и в школе проходят. И не нужно сложностей, лишняя фантазия приводит к лишним затратам усилий…

Было бы все так просто в жизни! Ошибка достаточно типична, потому я и привел этот пример. Когда начинаешь фантазировать, бывает, что забываешь о том, что учил в школе. Полет фантазии необходим, но нужно и с землей связь поддерживать.

На самом деле, ведь сама-то задача возникла потому, что НЕЛЬЗЯ измерить площадь сложной фигуры, измерив длину ее периметра. Площадь такой фигуры вовсе не равна площади прямоугольника с таким же периметром, и это тоже — предмет изучения на школьных уроках математики. Для того, чтобы измерить длину границ государства, не нужно, кстати, прибивать карту к столу гвоздиками, достаточно купить в магазине простенький прибор, называемый курвиметром. Но для измерения площадей пока (и это действительно так!) не придумали такого же простого способа. Вот и приходится включать фантазию и… взвешивать карту.

Предлагали читатели и свое решение задачи о движении воздуха под потолком заводского цеха. Напоминаю контрольный ответ: нужно запустить под потолок мыльные пузыри, которые будут двигаться по ветру и показывать, куда устремляются воздушные потоки. Анатолий М. предложил иное решение: нагревать воздух до такой степени, чтобы его движение стало видно невооруженным глазом, как становятся видимыми струи теплого воздуха в жаркий летний день.

Неплохая идея, но… Во-первых, она противоречит условию (напоминаю: в условиях задачи нельзя менять НИЧЕГО), а во-вторых, требует дополнительного и сложного оборудования. А ведь главное условие хорошей работы фантазии стремление к ИКР, идеальному конечному результату: как получить нечто, делая для этого как можно меньше! Мыльные пузыри — самый простой, самый красивый и самый точный из всех предложенных методов. Кстати, именно по этой причине автор изобретения и получил в свое время свидетельство.

А вот с задачей о подсолнухах многие не справляются. Мало кто отвечает так, как нужно: подсолнух смотрит на солнце вовсе не всегда, а лишь на отдельных этапах своей жизни. Прием-то нужно использовать простой: разделение во времени. Но никто не решается использовать именно этот прием. Почему? Психологическая инерция: нас ведь с детства приучили думать, что подсолнух смотрит на солнце всегда…

Итак, мы завершили первое знакомство с курсом РТВ — развития творческой фантазии. Теперь вы можете приступить к более углубленным занятиям ТРИЗ — теорией решения изобретательских задач. Полученные навыки вам наверняка помогут. Желаю успехов!

СУМАСШЕДШИЕ ИДЕИ

Молния в кармане

Ю. Бородатый

Рекуператоры (устройства по "возвращению" энергии в промышленную электросеть) помогут адаптации к современным условиям использования ветроэнергетики и малых гидроэлектростанций. Эти виды энергии сейчас называют "нетрадиционными", хотя это действительно традиционные, служившие людям с незапамятных времен в виде парусов, поилок для скота, мельниц и т. д.

Но как быть, когда в сети вовсе нет тока? При увеличении количества малых электростанций (а такая тенденция уже давно наметилась во всем мире) они смогут обойтись без основной электростанции, а пока приходится выключать "захлебнувшийся" рекуператор. Можно, конечно, заряжать дармовой энергией аккумуляторы, но плотность хранения энергии в электрохимических аккумуляторах мала: у свинцово-кислотных — 64 кДж/кг, у никель-кадмиевых 110 кДж/кг, у топливных элементах (при различных сроках разрядки) от 15 до 150 кДж/кг. Есть еще "горячие" аккумуляторы с расплавленным электролитом (300…600 °C), например, серно-натриевые, у которых плотность составляет 800 кДж/кг, но КПД их мал.

Может обратиться к маховику? Сплошной диск равной прочности имеет плотность 120 кДж/кг, супермаховик из ленты — 150 кДж/кг, супермаховик из специального волокна — 650 кДж/кг.

Еще в 1791 г. русский механик И.П.Кулибин построил двухместный экипаж, движимый расположенным на запятках слугой. В этом праавтомобиле были заложены элементы, которые начинают использовать в транспорте только сейчас: маховичный аккумулятор и рекуперативный тормоз. Маховик известен с незапамятных времен. Сегодня маховики помещают в вакуумную камеру для уменьшения потерь на трение о воздух. Вместо подшипников применяют магнитные опоры.

Подняв скорость маховика вдвое, мы повышаем его кинетическую энергию вчетверо. Вот почему главное направление развития маховичных аккумуляторов — повышение числа оборотов, а значит, и прочности. Если изготовить маховик из очень прочного кварцевого волокна, то удастся повысить плотность энергии до 5000 кДж/кг. А если использовать углеродное волокно со структурой алмаза, то плотность повысится до 15000 кДж/кг!

Наряду с плотностью энергии аккумуляторы характеризуются плотностью отдаваемой мощности. И тут маховику равных нет. Конечно, отбор мощности от современных маховиков возможен только электрическим путем, никакая механика не в состоянии выдержать такую плотность энергии.

Тем не менее у электрохимических и маховичных аккумуляторов есть достойный конкурент — тепловой аккумулятор, в котором энергия хранится в сильно нагретых веществах, находящихся на грани перехода из одного своего состояния в другое. Такие аккумуляторы запасают громадное количество энергии, значительно больше, чем любой другой тип аккумулятора. Именно такими типами аккумуляторов являются наше Солнце, плазма Земли, шаровые молнии и др. Плотность хранения энергии в них максимальна.

Еще в 1995 г. автор этих строк пытался изготовить камеру для "бездонного" аккумулирования. Устройство ее простое. Прочная и герметичная камера состоит из двух изолированных друг от друга электродов. Камера заполняется водой. При напряжении 2 В вся вода разлагается на водород и кислород. Затем предполагалось поджечь смесь высоким напряжением. Первая конструкция не выдержала высокого давления, и газы вырвались из нее наружу. Своими исследованиями мне удалось "заразить" выпускника Львовского университета Р.Стасива. Его камера с учетом моего опыта была изготовлена куда прочнее (см. рисунок).

Вместо пластмассовых прокладок применена эпоксидная смола, в конструкции камеры использовалась инструментальная сталь. Прокладка крышки была изготовлена из тонкой медной фольги. Объем камеры сильно уменьшен, но тогда этому не придали значения (у шаровых молний есть критический диаметр, достигнув которого они взрываются).

Испытания Ростислав проводил сам, что также недопустимо. Ему удалось полностью разложить в камере объемом менее наперстка всю воду. Омметр, подключенный к камере, показывал "обрыв", что означало полное отсутствие воды.