"Правила игры" для изобретателя

      Отбрасывая все случайное и несущественное, вепольные формулы дают представление о самой сути преобразований (синтезе, развитии) технических систем, позволяют записать на едином техническом языке ход решения любой изобретательской задачи. Поэтому анализ вещественно-полевых структур в тех частях ТС, где возникают противоречия при их преобразовании, называют вепольным анализом.       Вепольный анализ предлагает общую формулу, указывающую направление решения задачи. Это направление сильно зависит от исходных условий задачи. Возьмите любую из предыдущих решенных задач: стоит немного изменить условие и ход решения может быть совсем иным. Например: в головку спички ничего нельзя вводить или нельзя подавать хладагент в полую штангу робота и т.д. Тогда как решать, какой ход выбрать? Существует ряд правил синтеза веполей. Одно из них мы уже разобрали: 1. Невепольные системы (один элемент) или неполные вепольные системы (два элемента) должны быть достроены до полного веполя: Нередко в условиях задачи уже даны два вещества и поле, но они плохо взаимодействуют между собой и их нельзя заменить на другие. Веполь как бы есть (все три элемента заданы), и его как бы нет, он не "складывается". То же иногда получается и при достройке веполя. Значит нужно улучшить веполь: увеличить управляемость веществ, обеспечить требуемое действие поля, изменить в нужную сторону характер взаимодействия элементов. Есть несколько правил на преобразование веществ и полей в веполях. 2. Введение в вещество добавок (легко управляемых, с нужными свойствами) с образованием комплексного веполя. При этом добавку вводят: а) внутрь вещества (внутренний комплексный веполь) или б) снаружи (если введение внутрь запрещено условиями) - внешний комплексный веполь. Пунктиром показано отсутствующее взаимодействие, скобками - внутренняя комплексная связь (внешняя - без скобок). Примеры: а) внутренний комплексный веполь - увлажнение ткани (задача 2); вспенивание лака (задача 3); о процессе износа режущего инструмента судят по последовательному появлению разноцветных вставок, запрессованных на определенных глубинах от режущей кромки (а. с. 905 417); б) внешний комплексный веполь - добавка ферропорошка в крупу (задача 16); для производства полых пористых металлических шариков металл наносят на полистирольные шарики, которые затем растворяют в органическом растворителе (пат. США 3 371 405); чтобы не смять при обработке тонкостенную оболочку, ее гофры заполняют легкоплавким металлом, который удаляют после обработки (а.с. 776 719). 3. Если в систему запрещено вводить посторонние вещества, то задачу решают введением имеющегося во внешней среде вещества с образованием веполя на внешней среде, т.е. в качестве В3 используют вещество, которое уже есть в окружающей систему среде (воздух, вода, грунт и т.д.); используются свойства этих веществ или способность их взаимодействия с веществом системы: ВВС - вещество внешней среды Левая часть формулы - то же, что и в предыдущих формулах. Примеры:       Для создания хорошего контакта с льдом ультразвуковой излучатель (при измерении глубины реки через лед) присыпают снегом и утрамбовывают его (а.с. 900 233).       Для очистки железнодорожных путей используют набегающий на тепловоз поток воздуха, направляя его под нужным углом с помощью щитков и отверстий (а.с. 1 054 483).       В частности, если нужно менять вес движущегося тела, а вес менять нельзя, то телу надо придать форму крыла и, меняя наклон крыла к направлению движения, получить дополнительную, направленную вверх или вниз силу.       "Гонки улучшают породу автомобилей" - таков девиз всех автомобильных соревнований. Но гоночные автомобили в отличие от обычных развивают огромные скорости - как обеспечить им надежное сцепление с дорогой? Все машины снабжаются плоскостями, имеющими профиль перевернутого самолетного крыла ("антикрыло"). Кроме того, отверстия отвода воздуха от радиатора, кромки и поверхности кузова расположены так, чтобы под днищем автомобиля создавалось значительное разряжение. 4. Если внешняя среда не содержит нужных веществ, то это вещество может быть получено заменой внешней среды, ее разложением или введением в нее добавки - образуется веполь на внешней среде с добавками:I Примеры:       Для повторного использования отходов пластмассы их вначале сортируют по крупности на вибросите. Но в вибросите частицы электризуются от трения друг о друга и слипаются в большой комок. Оператор пытается разбить комки палкой и... получает высоковольтный разряд статического электричества. Поэтому предложено обдувать вибросито ионизированным воздухом, который нейтрализует возникающие заряды.       Прежде чем поставить свиней на откорм, им надо сделать прививки, чтобы в стаде не разразилась эпидемия. Можете представить себе, сколько будет хлопот и визга, если пользоваться шприцем. В Германии поступают иначе: животных загоняют на полчаса в камеру, где они дышат горячим воздухом, насыщенным аэрозольными капельками вакцины. 5. Если нужен минимальный (дозированный) режим действия, а обеспечить его по условиям задачи трудно или невозможно, то используется максимальный режим, а избыток убирают. При этом избыток поля убирают веществом, а избыток вещества - полем: Избыточное действие показано двумя стрелками. Примеры:       Чтобы при пожаре стальной каркас высотного здания не перегрелся и не потерял устойчивость, полые колонны и другие элементы заполняют водой, которая циркулирует внутри каркаса, а при закипании воды пар сбрасывается в атмосферу.       Для получения тонкого слоя краски на изделие наносят избыточное покрытие, окуная изделие в бак с краской. Затем изделие вращают и центробежные силы сбрасывают избыток краски (а.с. 242 714). 6. Если нужно обеспечить максимальный режим действия на вещество, а это недопустимо, то максимальное действие направляют на другое вещество, связанное с первым:       Например, при изготовлении предварительно напряженного железобетона нужно растянуть проволоку. Для этого ее нагревают, от тепла она удлиняется, и в таком виде ее закрепляют. Чем выше температура, тем больше удлинение. Однако при температуре выше 4000С она недопустимо портится. Предложено (а.с. 120909) нагревать нерасходуемый жаропрочный стержень, который от нагрева удлиняется и в таком виде соединяется с проволокой. Охлаждаясь, стержень укорачивается и растягивает проволоку, оставшуюся холодной. 7. Если нужен избирательно-максимальный режим (максимальный режим только в определенных зонах), то поле должно быть: либо максимальным, тогда в местах, где необходимо минимальное воздействие, вводят защитное вещество; например, пористая пластинка, преграждает путь пламени к возгораемым местам детали, но свободно пропускает тепло для нагрева всей детали (а.с. 1 000 033): либо минимальным, тогда в месте, где необходимо максимальное воздействие, вводят вещество, дающее локальное поле; например, термитные составы - для дополнительного теплового воздействия (в зазор между свариваемыми деталями - а.с. 743 810), взрывные составы - для механического воздействия (способ чеканки: художник фломастером рисует задуманное на медном листе, затем наносит пульверизатором в нужных местах взрывчатое вещество, лист кладут на резиновую "наковальню" и взрывают заряд):

ЗЛОСЧАСТНЫЙ ДЕТАНДЕР Когда ребят подвели к установке по сжижению гелия, сотрудник лаборатории, выполняющий роль гида, сказал: - А это тот самый детандер, который я обещал вам показать, - он ткнул указкой в высокий металлический цилиндр - Высота его 3 м, диаметр 25 см. Раз в квартал мы его осматриваем, снимаем крышку. Каждый раз, как назло, происходит какая-нибудь неприятность. Вы, я слышал, из кружка юных изобретателей? Ну-ка попробуйте решить задачу: однажды при осмотре в него случайно упал теннисный мячик. Как его достать простым, подручным способом? Мы сначала даже запаниковали: даже самого худого человека туда не спустишь, голова проходит, уши нет... А рука, даже с сачком для бабочек, не дотягивается до дна. Тут кто-то вспомнил, что в метро видел захваты, которым и достают упавшие на рельсы предметы. Сбегали, выпросили на полчаса, но и захват оказался коротковатым. Как быть? Ребята помолчали немного, потом кто-то сказал: - Надо достроить веполь. - Что достроить? - не понял сотрудник. - Ну, в общем, чтобы возникла и сработала система по выниманию мяча, надо добавить к имеющемуся В1 (мяч) еще одно вещество и поле. Поле должно выталкивать мяч оттуда... Вернее, так: второе вещество должно создавать поле, которое и вытолкнет мяч из дека... этого, как его? - Детандера. Ну, а более конкретно? - Если можно, то проще всего залить воду. Или опустить на дно конец шланга и сжатым воздухом... - Правильно! Мы его водой. Но в следующий раз - безобразие! - туда упала стальная отвертка. Попало, конечно, тому, кто заслужил. И что вы тут достраивать будете? Веполь или как там он у вас называется? - Да, но теперь надо магнитное поле использовать! - воскликнул другой кружковец, - отвертка плюс магнит на веревочке. - Хорошо. Будем считать, что и эту задачу вы решили. Так вот, при очередном осмотре, несмотря на принятые предосторожности, туда снова уронили... на этот раз медное "безыскровое" зубило. Это уже посерьезнее: не всплывает, не примагничивается. Как быть? - Все равно веполь надо достраивать. Только в качестве второго вещества надо взять... Как вы думаете, что?