Задача 23 Задача 24

© Альтшуллер Г.С., "Техника и наука", 1980, №12
ДЕВИЗ МУШКЕТЕРОВ,
ИЛИ КАК ДОЛЖНЫ ДЕЙСТВОВАТЬ ЧАСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

В задаче 22 предыдущего выпуска "Практикума" требовалось найти способ контроля формы сечения микропровода. Условия задачи указывали на одно вещество (микропровод), однако мы сразу стали рассматривать два вещества - микропровод и окружающий его воздух. Почему?

Если в задаче дано только одно вещество, по правилам вепольного анализа необходимо добавить еще одно вещество и поле. Но выбор вещества очень велик, и задача кажется весьма неопределенной. Какое взять вещество? Какое поле? Как все это связать в веполь?..

С позиций ТРИЗ не так уж трудно ответить на эти вопросы. Лучше всего иметь дело с идеальным веществом - когда вещества нет, а его функции тем не менее выполняются. В простейшем случае функции идеального вещества может выполнять внешняя среда. Провод окружен воздухом, значит, выгоднее всего использовать в качестве второго вещества именно воздух: он уже есть, его не надо вводить. Два вещества для построения веполя подобраны. Теперь остается вспомнить школьную физику и ответить на легкий вопрос: какое поле может вызвать взаимодействие между проводом и воздухом?

Вводя вещества и поля, необходимые для решения задачи, надо всегда стремиться... ничего не вводить, используя по совместительству то, что уже есть в системе и во внешней среде. Возьмем, например, задачу 15 ("ТиН", 1980, № 6): нужен способ регулирования потока жидкого кислорода. Дано одно вещество, для решения задачи требуется ввести второе вещество (играющее роль задвижки) и поле (перемещающее задвижку). По а. с. № 598030 задача решена так. Небольшая часть жидкого кислорода поступает в боковой отвод трубопровода, имеющий участок без теплоизоляции. Здесь жидкий кислород испаряется и возвращается в основной поток в виде струи газа, работающей как задвижка. Как видите, все "даровое" - и второе вещество, функции которого выполняет часть кислорода, и тепловое поле, возникающее благодаря разности температур жидкого кислорода и внешней среды.

В технической системе каждая часть должна работать не только за себя, но и за другие части, а иногда и за всю систему в целом. В свою очередь, система должна помогать каждой своей части. Помните, как у Дюма:

"А теперь, господа, - произнес д’Артаньян, не пытаясь даже объяснить Портосу свое поведение, - один за всех, и все за одного - это отныне наш девиз, не правда ли?.."

В учебники по проектированию технических систем этот принцип еще не попал, и потому даже в самых передовых отраслях техники возникают задачи, для решения которых приходится заново открывать мушкетерский девиз.

В конце 1978 г., когда "Венера-12" достигла утренней звезды, на страницах "Правды" была рассказана любопытная история. Однажды к конструкторам "Венеры" пришел ученый из Института геохимии и аналитической химии и попросил разместить в спускаемом аппарате "Венеры" еще один прибор весом в 6 кг. Конструкторы рассмеялись: о каких шести килограммах может идти речь, если аппарат уже сделан и каждый грамм веса рассчитан?! Но ученый настаивал: прибор надо разместить. В конце концов пришлось конструкторам всерьез отнестись к этой просьбе. И неожиданно пришла идея...

Вы, наверное, догадались, какая это была идея. Надо что-то убрать из аппарата и заставить прибор работать за себя и за это "что-то". В спускаемом аппарате "Венеры" был центровочный груз: увесистая гиря, необходимая для придания "шарику" определенного положения в пространстве. Идеальный груз - когда груза нет, а его функции по совместительству выполняет какой-то другой объект. Груз убрали, поставили дополнительный прибор, который попутно работал и в качестве центровочного груза.

Когда задача решена, ответ кажется очевидным. Но все не так просто: ведь одиннадцать "Венер" ушли в космос с центровочными грузами...

В первой печатной работе по ТРИЗ был сформулирован такой прием: "...на данную систему дополнительно переносятся функции другой системы, за счет устранения которой появляется возможность увеличить вес первой системы" ("Вопросы психологии", 1956, № 6, с. 48). Сейчас ясно, что это лишь частный случай общей закономерности: технические системы развиваются так, что входящие в них вещества и поля выполняют по совместительству все большее число функций.

Задача 23. Некоторое время назад в журналах "Мисайлз энд рокетс" и "Авиэйшн" появились сообщения о новом материале для внутренней отделки кабин космических кораблей. Материал этот имел необычные для конструкционных материалов свойства: в аварийной ситуации при длительном полете отделку можно было снять и... съесть. Обозреватель английского журнала "Нью-Сайентист" встретил эти сообщения насмешками: "Какой великолепный дождь технологических новшеств прольется теперь на нас! Взять хотя бы такой самый тривиальный шаг вперед, как создание съедобного автомобильного двигателя... Воцарится всеобщее процветание, особенно в тех отраслях промышленности, которые выпускают различные соусы, придающие особый вкус старой швейной машине или паре съедобных футбольных бутсов".

А как бы вы отнеслись к идее "съедобных" конструкционных материалов?

Иногда для совмещения функций требуются некоторые преобразования исходной системы. В таких случаях необходимо, чтобы преобразования были минимальными и не усложняли систему. Примечательна в этом отношении задача 19 ("ТиН", 1980, № 8). В ванну с расплавленным металлом снизу подают поток инертного газа, несущий порошкообразные немагнитные добавки. Газ, "пробулькав", уходит и уносит часть порошка. Как избавиться от этого недостатка? Ошибки при решении задачи связаны в основном с тем, что для выполнения новой функции (предотвращение потерь порошка) предлагают ввести ту или иную дополнительную систему. Между тем по условиям задачи уже дан веполь (газ, порошок, механическое поле потока), выгоднее обойтись внутренними ресурсами. При поступлении в расплав порошок должен устремиться не вверх, а в сторону. Нужна сила, отбрасывающая порошок. Подобная задача нам уже встречалась ("ТиН", 1979, № 10; разбор в № 6, 1980): пузырьки в потоке жидкости удалось отделить, закрутив поток и используя центробежную силу. Аналогично решается и задача 19: труба у ввода в ванну имеет изгиб, в потоке возникают центробежные силы, отжимающие порошок в сторону, в расплав металла (а. с. № 508532). Поток, таким образом, не только транспортирует порошкообразные добавки, но и выполняет работу по их отделению от газа.

Задача 24. Металлические детали необходимо нагреть (это делают с помощью электрического тока) для дальнейшей обработки. Выяснилось, что структура металла может получиться особенно хорошей, если нагрев вести в замкнутой камере под гидростатическим давлением в несколько тысяч атмосфер. В КБ начали проектировать мощную насосную установку. А как бы вы поступили на месте главного конструктора?

Ждем ваших писем.