* * *

   Задача 1.1. При выплавке чугуна в домнах образуется расплавленный шлак (температура около 1000 °C). Его сливают в ковши на рельсовом ходу и увозят на шлакоперерабатывающие установки (использование жидкого шлака экономически выгодно, «переплав» твердого шлака нерентабелен). Шлак, залитый в ковш, охлаждается, на поверхности расплава образуется твердая корка. Чтобы вылить шлак из ковша, в корке пробивают – с помощью специального копрового устройства – два отверстия. На это нужно время, а шлак продолжает охлаждаться, толщина корки увеличивается… В итоге удается слить не более 60–70 % шлака. Ковши увозят на специальные эстакады, затвердевший шлак выбивают, грузят на автомашины и отправляют в отвалы, громоздящиеся вокруг заводов.

* * *

   Задача 1.2. Авиационный высотомер (альтиметр) работает, измеряя падение давления с высотой. В сущности, это обычный барометр, но шкала градуирована в единицах длины (высоты). Высотомер имеет две круговые шкалы (рис. 1): большая шкала показывает метры, малая – километры. Пилоты часто путали шкалы. Поэтому инженеры-психологи решили установить новый высотомер, на циферблате которого километры показывались бы на горизонтальной шкале, а метры – на круговой (рис. 2). Спроектировать такой прибор было поручено высококвалифицированным инженерам. С задачей они справились, но в результате получился сложный механизм с множеством шестеренок и колесиков. Трение в них было столь велико, что точность нового прибора оказалась сведенной на нет. Все попытки уменьшить число шестеренок ничего не дали. Тогда задача была передана человеку, мало знакомому с такого рода проблемами…

* * *

* * *

   Задача 1.3. В книге В. Губарева «Космическая трилогия» приведены слова одного из конструкторов спускаемого аппарата станции «Венера-8»: «Каждый грамм веса и кубический сантиметр пространства внутри „шарика“ использованы рационально. Могу заверить, что вам не удалось бы „впихнуть“ туда даже спичечный коробок. Такого плотного монтажа я не встречал ни в одной конструкции»^[5].

   Предположим, возникла необходимость «впихнуть» в «шарик» не спичечный коробок, а прибор весом в 6 кг. Как вы думаете, удалось бы «впихнуть» прибор или нет? Если нет – почему? Если да – каким образом?

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *

   Задача 2.1. Участникам дрейфующих полярных станций постоянно приходится сталкиваться с ситуацией, когда примерзают лыжи самолетов, лыжи, на которых стоят домики, и различное оборудование. Трогаться же с места в случае аварии (трещины, торошение льдов и т. д.) всегда надо быстро. Как быть?

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *

   Задача 2.2. Надо придумать сюжет для сказки (или краткий сюжет мультфильма). Используем для облегчения первого шага фантограмму. Возьмем традиционный сказочный персонаж – мышь. На фантограмме выберем строку «Область распространения» и колонку «Уменьшение». Получилось вполне осмысленное сочетание: «Область распространения мышей уменьшается». Остается «обыграть» эту исходную мысль, развернуть на ее основе сказочные события…

* * *

   Задача 2.3. Затонул корабль с ценным грузом. Извлечь груз было невозможно, решили поднимать весь корабль, используя для этого понтоны. Это пустые емкости («бочки»), их заполняют водой, опускают вниз, крепят к кораблю. Потом воду вытесняют сжатым воздухом, понтоны всплывают, поднимая корабль. К сожалению, корпус корабля был наполовину погружен в ил. Подъемной силы понтонов не хватало, чтобы преодолеть присасывающее действие ила. Водолазы начали борьбу с илом: размывали его струями воды и сжатого газа. Мощные землесосные установки откачивали взвесь ила. Казалось, еще несколько дней – и корпус будет очищен. Но наступила осенняя непогода, волны быстро нагоняли ил, он снова охватывал корпус затонувшего судна. Работу приходилось начинать сначала… Поступило предупреждение: через неделю ожидается жестокий и длительный шторм. Корабль следовало поднять и отбуксировать в док за три-четыре дня. Или же отказаться от спасения груза – «зимовки» под водой груз не выдержал бы. Специалисты помрачнели: все известные им средства были безуспешно испробованы. Требовалось буквально за несколько часов найти идею нового способа – эффективного, легко реализуемого…

   Какое предложение Вы внесли бы, если бы участвовали в спасательной экспедиции?

* * *

* * *

* * *

   Задача 3.1. У художника возникла идея оригинального браслета, состоящего из множества тонких золотых цепочек. Образец был изготовлен и представлен членам художественного совета. Браслет понравился, кто-то даже сказал, что такой браслет не стыдно преподнести Аэлите… Цепочки были сплетены из граненой проволоки, при малейшем движении в них вспыхивали бесчисленные золотистые искры… Однако совет единодушно отказался принять изделие и рекомендовать его в серию. Да и сам художник понимал, что трудоемкость изготовления браслета чрезмерно велика. Все упиралось в сложность основной операции – пайки звеньев. Сплести золотую цепочку нетрудно, есть даже автоматы, превращающие проволоку в цепочку. Но существует закон: всякое изделие из драгоценного металла должно представлять собой нераздельное целое. Подлинность изделия, его неподдельность удостоверяются государственным пробирным клеймом – не ставить же клеймо на каждое звено цепочки! Вся цепочка должна быть единым изделием, каждое звено надо пропаять, замкнув его припоем. Как это сделать, если метр цепочки весит грамм и звеньев там множество, а зазоры в них едва видны?

* * *

* * *

* * *

   Задача 3.2. При обогащении руды исходный продукт подают в наполненную жидкостью открытую цилиндрическую камеру. Жидкость вспенивают, а пена, несущая частицы руды, перехлестывает через край камеры. Для снятия пены используют лопастное устройство, расположенное под камерой: вращаясь, лопасти смахивают пену. При этом лопасти постепенно раскручивают и жидкость в камере, а это затрудняет отделение руды от пустой породы.

   Как предотвратить вращение жидкости в камере, не мешая лопастям смахивать пену?

* * *

   Задача 3.3. На речных судах мачты состоят из двух частей: неподвижная часть (стандерс) шарнирно соединена с подвижной (стойкой). При прохождении под мостом стойку опускают, а потом, когда мост останется позади, вновь поднимают. Весит стойка немало, поднимать и опускать ее сложно. Возникает задача, как упростить подъем-спуск стойки?

   Задача 3.4. Предположим, речное судно снабжено заваливающейся мачтой со стойкой длиной 6 м. На судне установили дополнительное палубное оборудование. Как теперь опускать стойку мачты, если свободного пространства (по горизонтали) осталось всего 3 м?

   Задача 3.5. Некоторые сельскохозяйственные объекты окружают забором, выполненным из железобетонных стоек. Иногда часть забора надо опустить. Для этого каждая стойка снабжена шарниром. Но стойки тяжелые, опускать-поднимать их сложно. Как быть?

   Задача 3.6. В трубе движется жидкость. Для очистки жидкости на первых циклах нужен керамический фильтр. Выполнен он в виде плоского круглого диска. После очистки жидкости фильтр бесполезно увеличивает гидравлическое сопротивление системы. Ваше предложение?

   Задача 3.7. В трубе, по которой движется газ, установлена поворотная заслонка. Иногда температура газа неконтролируемо меняется (повышается на 20–30 °C). С повышением температуры уменьшается плотность газа, падает количество газа, проходящего через трубу в единицу времени. Нужно обеспечить постоянный расход газа (для каждого угла поворота заслонки).

   Задача 3.8. Существует специальный вид фотографирования с использованием взрывного затвора: с помощью сильного электрического заряда уничтожают шторку, перекрывающую путь световому потоку. Решено было использовать этот принцип при киносъемке. Но киносъемка требует непрерывности, надо снимать один кадр за другим. Возникает проблема: каким образом быстро менять шторку, уничтоженную взрывом?

   Задача 3.9. На заводе, выпускающем сельскохозяйственные машины, был небольшой полигон для испытания машин на трогание с места и развороты. Завод получил заказ на поставку продукции в 20 стран. Выяснилось, что нужно проводить испытания на 100 видах почв. Чем больше полигонов – тем надежнее, испытания. Но с увеличением числа полигонов резко возрастает стоимость испытаний и, следовательно, стоимость продукции.

   Задача 3.10. Нужно предложить подземоход, способный передвигаться в земной коре со скоростью 10 км/ч при запасе хода в 300–400 км.

* * *

* * *

   Задача 3.11. Робин Гуд вскинул боевой лук, и стрела, со свистом рассекая воздух, устремилась к лазутчику, посланному шерифом…

   – Опять промазал! – воскликнул режиссер. – Метра на два выше. Подумать только: взяли дублером заслуженного мастера, чемпиона, а он мажет…

   – Давайте скомбинируем, – предложил кинооператор. – Отдельно снимем выстрел, отдельно – летящую стрелу. Потом дублер подойдет метра на три, станет вне кадра, и я сниму попадание. Смонтируем три куска.

   – Ни в коем случае! – возмутился режиссер. – Зрители прекрасно знают этот трюк. Надо снимать непрерывно: вот Робин Гуд отпускает тетиву, стрела летит и поражает предателя прямо в сердце. И всем видно, что Робин Гуд стрелял издалека. Мне нужна правда жизни.

   – Тогда снимайте без меня! – сердито сказал артист, игравший лазутчика. Он вытащил дощечку, спрятанную в верхнем кармане куртки. – Сам Робин Гуд не попал бы в такую цель. Ужас! Мне надо играть, а я думаю о том, что произойдет при малейшем отклонении стрелы…

   Подошел дублер, одетый в костюм Робин Гуда, виновато развел руками:

   – Даже на олимпиаде так не переживал. В последний момент невольно беру вверх, боюсь стрелять в человека…

   – Завтра уже не будет такой погоды, – вздохнул оператор. – Снять бы эпизод сегодня…

   Задача 4.1. В Народной Республике Бангладеш, как утверждает статистика, 13 миллионов финиковых пальм. За сезон каждая пальма может дать 240 литров сладкого сока, идущего на изготовление пальмового сахара. Но для сбора сока надо сделать надрез на стволе под самой кроной. А это 20 метров высоты!. Как быть?

* * *

   Задача 4.2. В а. с. 235856 описан дозатор для ферромагнитных материалов, отличающийся тем, что вместо механических задвижек использованы кольцевые электромагниты (рис. 9). При выключенном верхнем электромагните материал из бункера поступает в калиброванную трубу – до уровня нижнего (включенного) магнита. Затем включают верхний магнит и выключают нижний. Отмеренная доза материала проходит вниз по трубе. Надо предложить новую и более эффективную конструкцию подобного дозатора.

   Задача 4.3. Спортивный катамаран представляет собой два поплавка, соединенные площадкой, на которой стоит спортсмен. Чем больше расстояние между поплавками, тем устойчивее катамаран. Однако перевернувшийся катамаран – именно из-за высокой устойчивости – невозможно без посторонней помощи возвратить в первоначальное положение. Как быть?

   Задача 4.4. Возьмем за прототип дозатор, изображенный на рис. 8. Предположим, он уже динамизирован: высота площадки регулируется, корпус дозатора снабжен виброприводом. А что дальше? Помимо динамизации…

* * *

   Задача 4.5. Для сохранения рыбы после копчения ее надо заморозить. Кроме того, изолировать от воздуха. Испытали упаковку в виде пластикового мешка; пришли к выводу, что она помогает мало. Хранение в металлической упаковке исключено. Как быть?

* * *

* * *

* * *

* * *

   Задача 4.6. По конвейеру движутся одна за другой металлические детали, похожие на кнопки: круглая пластинка размером с гривенник, а в центре – стерженек высотой 5 мм. У одних «кнопок» стерженьки тупые, у других – острые. Нужно автоматизировать разделение «кнопок» по этому признаку. Способ должен быть простым и надежным.

* * *

* * *

* * *

* * *

   Задача 4.7. Имеется установка для испытания длительного действия кислот на поверхность образцов сплавов. Установка представляет собой герметично закрываемую металлическую камеру. На дно камеры устанавливают образцы (кубики). Камеру заполняют агрессивной жидкостью, создают необходимые температуру и давление. Агрессивная жидкость действует не только на кубики, но и на стенки камеры, вызывая их коррозию и быстрое разрушение. Приходится изготавливать камеру из благородных металлов, что чрезвычайно дорого. Как быть?

* * *

   Задача 4.8. В книге М. Борисова «Кратеры Бабакина» есть эпизод, связанный с проектированием станции «Луна-16». Нужно было снабдить станцию компактной и сильной электролампой для освещения лунной поверхности «под ногами» станции. Лампе предстояло выдержать большие механические перегрузки. Естественно, отобранные образцы придирчиво испытывали. И вот оказалось, что лампы не выдерживают перегрузок. Слабым местом было соединение цоколя лампы со стеклянным баллоном. Сотрудники Бабакина сбились с ног, пытаясь найти более прочные лампы… Как Выдумаете: что предложил в этой ситуации главный конструктор Георгий Николаевич Бабакин?

   Задача 5.2. Для временного перекрытия трубопроводов путем образования пробки закачивают быстротвердеющий полимерный состав. Недостаток способа состоит в том, что жидкость до отвердевания растекается. Пробка получается неоправданно длинная, это усложняет ее извлечение после ремонта трубопровода. Как быть?

   Задача 5.3. Дана смесь одинаковых по размерам и имеющих одну и ту же плотность кусочков коры и древесины (разрубили на щепки кривой ствол, с которого нельзя было снять кору). Как отделить кору от древесины?

   Задача 5.4. По трубопроводу перекачивают жидкий кислород. Несмотря на хорошую теплоизоляцию, часть кислорода переходит в газообразное состояние. Образуются маленькие пузырьки, более или менее равномерно распределенные по всему потоку. Между тем из трубопровода должен поступать в резервуар только жидкий кислород. Требуется найти простой способ отделения жидкого кислорода от пузырьков.

   Задача 5.5. Для направленного бурения скважины используют отклонитель; это изогнутая труба, установленная между турбобуром (или электробуром) и колонной труб, через которую прокачивают жидкость, приводящую в действие турбобур. Кривизна обычного отклонителя не поддается управлению с поверхности. Приходится часто прерывать бурение, поднимать всю колонну труб, чтобы заменить отклонитель. Как быть?

* * *

* * *

* * *

   Задача 5.6. Современная цементная печь – гигантская вращающаяся труба (длина до 250 м, диаметр до 7 м). Расположена труба наклонно, и вдоль нее медленно передвигается поток сырья – цементного клинкера. Над сырьем несутся раскаленные газы. Даже неспециалист может представить, насколько трудно передать тепло от газа к сырью: ведь газ соприкасается только с поверхностью сырьевого потока. Чтобы улучшить условия теплопередачи (от этого зависят производительность и экономичность), давно было предложено навешивать внутри печи цепные завесы. Металлические цепи помогают переносу тепла от газа к сырью… и увеличивают пылеобразование, размалывая обжигаемое сырье. После изобретения цепных завес наступила пауза, тянувшаяся десятки лет. Если хотели улучшить теплопередачу, просто навешивали дополнительные цепи. В современной печи общий вес цепей превышает 100 тонн. Естественно, появился поток мельчайших изобретений на тему «повесим цепи не так, атак»… «Цепная завеса выполнена с дополнительными цепями, закрепленными на основных цепях и свободно висящими между ними» (а. с. 226453), «Концы цепей прикреплены к гибкому элементу, выполненному, например, из цепи» (а. с. 260484). «Цепи другим концом прикреплены к корпусу печи» (а. с. 310095).

   Чем больше цепей будет в печи, тем большую долю тепла газов можно использовать. Но чем больше цепей, тем выше сопротивление движению газов и сильнее пылеобразование. Чтобы газу было удобнее двигаться, цепей не должно быть вообще. А чтобы теплу удобнее переходить от газа к цементному клинкеру, все пространство печи должно быть заполнено цепями. Четко выраженное техническое противоречие! Как его преодолеть?

* * *

   Задача 5.7. «Говорят, что изобретать – это значит преодолевать техническое противоречие силой логического мышления. Но если так, прежде всего надо увидеть, выделить и определить противоречие. В частном случае с обработкой гидратцеллюлозной нити оно было налицо: чтобы удерживать давление внутри аппарата и не позволять пару уходить в окружающее пространство, надо сделать отверстия для входа и выхода нитей как можно меньшими. Но это затрудняет заправку нитей, более того, делает практически невозможной эксплуатацию аппарата. Чтобы без труда заправить нить, скажем, шомполом, нужны отверстия диаметром 10–15 мм, но тогда немыслима герметизация аппарата».

* * *

* * *

   Задача 6.1. Австрийский музей решил купить во Франции картину известного художника. Подлинность ее была подтверждена группой компетентных экспертов. В их присутствии нотариус поставил на обратной стороне холста печать, удостоверяющую подлинность картины. В австрийском музее, куда со всеми предосторожностями она была доставлена, провели повторную экспертизу. Оказалось, что картина – подделка. Как это могло случиться?

* * *

   Задача 6.2. Гвоздь – моносистема. Что получится, если перевести эту моносистему в полисистему? А главное – какой выигрыш это даст?

* * *

   Задача 6.3. В одном итальянском музее была похищена историческая ценность – этрусская ваза. Вывезти ее за пределы страны без документов было невозможно. Получить документы незаконно тоже не удалось. И все-таки ваза была вывезена, причем по неподдельным документам. Как это удалось осуществить?

   Задача 6.4. Иглу швейной машины с запасом катушек цветных нитей можно рассматривать как полисистему с нулевой связью. При многоцветных изделиях часто приходится менять катушки. К какой системе надо перейти? Как это конкретно сделать?

* * *

* * *

   Задача 6.5. Рыболовы установили, что рыба охотнее берет наживку, если видит, что к наживке устремилась конкурентка – другая рыба. Тут уже не до сомнений – брать или не брать. Обязательно брать! И рыба мчится к наживке…

* * *

   Задача 6.6. В кинофильме «Алгоритм изобретения» (Центр-научфильм, 1974) приведен пример запаздывания изобретения. Сначала был разработан способ гидравлического ослабления угольного пласта импульсами давления. Только через семь лет появилось следующее изобретение, резко – и без затрат! – повысившее эффективность исходного способа: импульсы стали подавать с частотой, равной частоте собственных колебаний расшатываемого массива (а. с. 317797).

   Задача 6.7. Предположим, на одной из планет системы Тау Кита обнаружена жизнь. Правда, всего лишь в виде планктона. Автоматы доставили на Землю образцы воды с крохотными (50–100 мкм) комочками живой материи. Сразу же возникла задача: как наблюдать «инопланетян» в микроскоп, если они находятся в постоянном броуновском движении? Посмотришь в микроскоп и ничего не разглядишь: тау-китяне, как сказано у поэта, «то явятся, то растворятся»…

* * *

   Задача 6.8. Современный супермаховик представляет собой катушку, на которую с натягом намотана тонкая стальная лента. Такой маховик очень прочен, но, разумеется, и для него существует критическая скорость, превысив которую маховик начинает разрушаться под действием центробежных сил. Первая фаза разрушения – расслоение наружных витков ленты. Чтобы увеличить критическую скорость, стали проклеивать ленту тонким слоем очень прочного клея. Критическая скорость возросла. Но все-таки хотелось бы получить маховик с еще более высокой критической скоростью… Как быть?

* * *

   Задача 6.9. В центрифуге в течение длительного времени (несколько дней) идут химические реакции. Необходимо поддерживать температуру 200 °C. Для этого используют электромагнитное поле – оно нагревает расположенный внутри центрифуги ферромагнитный диск. В ходе реакций то выделяется, то поглощается энергия. Чтобы выдержать заданную температуру, надо регулировать мощность электромагнитного поля, а для этого необходимо знать, какова температура внутри центрифуги. Ваше предложение?

   Задача 6.10. Нужен паяльник, в котором автоматически поддерживалась бы определенная температура.

   Задача 6.11. Возьмем в качестве прототипа паяльник с наконечником, имеющим определенную точку Кюри. Нужно усовершенствовать паяльник.

* * *

* * *

   Задача 6.12. Полистироловые катушки обмотаны тонким изолированным проводом и имеют металлические ножки. Припаивали провод к ножкам, окуная его в ванну с припоем при 280 °C. Однако при этом требовалась зачистка концов провода. Для устранения этой операции решили вести пайку при температуре припоя 300 °C (изоляция при этой температуре сгорала). Но при 300 °C происходил перегрев, полистирол размягчался, ножки перекашивались. Как вы поступили бы в этой ситуации?

   «Если нужен избирательно-максимальный режим (максимальный режим в определенных зонах – при сохранении минимального режима в других зонах), поле должно быть:

   – либо максимальным; тогда в места, где необходимо минимальное воздействие, вводят защитное вещество (1.1.8.1);

   – либо минимальным; тогда в места, где необходимо максимальное воздействие, вводят вещество, дающее локальное поле, например термитные составы – для теплового воздействия, взрывные составы – для механического воздействия (1.1.8.2).

Примеры

   А. с. 264619. Дня запайки ампулы с лекарством горелку включают на максимальный режим, а избыток пламени отсекают, погружая корпус ампулы в воду (высовывается только верхушка капилляра).

   А. с. 743810. В зазор между свариваемыми деталями закладывают смесь, выделяющую при сварке локальное тепло».

   Задача 6.13. При осаждении металлов электролизом из водных растворов возникает проблема отделения осадка (продукции) от катода (инструмента). Операция эта весьма трудоемка и производится вручную (красноречиво само название операции – «сдирка»). Как быть?

* * *

   Задача 6.14. Из описания к а. с. 903090: «Известен способ шлифования деталей инструментом в виде баллона из эластичного материала, рабочая поверхность которого покрыта абразивом. Шлифование происходит в условиях постоянного прижима инструмента к заготовке. Для равномерного прижима абразива к обрабатываемой поверхности баллона вводят ферромагнитные частицы, образующие суспензию, а инструмент прижимают путем воздействия на нее постоянным магнитным полем. Реализация данного способа позволяет повысить равномерность прижима абразива к обрабатываемой поверхности и точность обработки. Однако одновременно вследствие увеличения площади контакта круга с заготовкой повышается температура в зоне резания и усиливается затупление абразива, что приводит к повышению шероховатости обрабатываемых поверхностей и снижает производительность процесса…» Как быть?

   Если введение ферромагнетиков и/или намагничивание затруднены, следует воспользоваться взаимодействием внешнего электромагнитного поля с контактно подведенными и/или неконтактно индуцированными токами или взаимодействием этих токов между собой.

Пример

   А. с. 865200. Способ съема ягод со шпалерных культур путем колебания шпалерных проволок с привязанными к ним побегами, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат и повреждений шпалерных культур, берут магнит с постоянным по направлению магнитным полем, между полюсами располагают шпалерные проволоки, по которым пропускают переменный ток, и вдоль упомянутых проволок перемещают магнит.

* * *

* * *

   Задача 7.1. Для окончательной сверхточной обработки отверстия (хонингование алмазными брусками) в ванадиевых сплавах используют специальный радиально-раздвижной инструмент – весьма сложный и дорогой. Для новых изделий потребовалась еще большая точность. Попробовали сделать новый инструмент – по принципу действия такой же, как и раньше, но с более тонкой регулировкой. Ничего не получилось: инструмент оказался слишком сложным, капризным, раздвижной механизм быстро выходил из строя. Что вы предложите в этой ситуации?

   Задача 7.2. Для сохранения низких температур используют экранновакуумную изоляцию: между двумя стенками создают вакуум и подвешивают тонкие экраны (пленка, фольга), отражающие тепловое излучение. Экранов много, между ними должны быть промежутки. Чтобы смонтировать такую многослойную конструкцию и обеспечить ее устойчивость, приходится протягивать – от стенки до стенки – крепежные элементы. А по этим элементам просачивается тепло. Противоречие: экраны надо как-то фиксировать, чтобы конструкция в любом положении была устойчивой, и нельзя фиксировать, чтобы по фиксирующим элементам не проходило тепло…

   Задача 7.3. Рабочий орган чувствительного гальванометра – рамка, помещенная между полюсами магнита и имеющая зеркальце. Для устранения вредных колебаний рамки (следовательно, для повышения чувствительности прибора) используют жидкостное или магнитоиндукционное демпфирование. Однако жидкостное демпфирование уменьшает диапазон регистрируемых частот, а магнитоиндукционное – гасит вредные колебания лишь частично. Как быть?

* * *

   Задача 7.4. На соревнованиях по прыжкам в воду у спортсменов иногда бывают серьезные травмы. Неудачный прыжок – и человек больно «шлепается» о воду. Что вы можете предложить?

   Задача 7.5. Известен способ бестраншейной прокладки трубопроводов продавливанием (например, под полотном железной дороги). Для уменьшения сопротивления между боковыми стенками трубы и грунтом в скважину подают воду. Как усилить действие воды?

* * *

* * *

   Задача 7.6. Ответственные детали приборов и механизмов хранят упакованными в пластиковую пленку. После удаления пленки необходимо убедиться, что на приборе или механизме не осталось ни малейших кусочков налипшей пленки. Как это сделать?

   Задача 7.7. При горячей прокатке надо подавать жидкую смазку в зону соприкосновения металла с валками. Существует множество систем подачи смазки: самотеком, с помощью разного рода «щеток» и «кистей», под напором (т. е. струйками) и т. д. Все эти системы очень плохи: смазка поступает в нужные места неравномерно и в недостаточном количестве, большая часть смазки разбрызгивается, загрязняет воздух; нужно иметь десять разных режимов смазки – известные способы не обеспечивают такую регулировку.

* * *

   Задача 7.8. В строительстве – наряду со сборным железобетоном – применяют и бетон монолитный, используя деревянную или металлическую опалубку (форму). При изготовлении высоких (длинных) сооружений (колонны, столбы и т. п.) выгодна скользящая металлическая опалубка. Представьте себе, что взяли метровый отрезок металлической трубы, поставили вертикально, поместили внутрь (тоже вертикально) несколько металлических стержней (это – арматура) и все внутреннее пространство наполнили свежей бетонной смесью. Когда бетон затвердел, к арматуре приварили продолжение, трубу подняли на метр и снова наполнили внутреннее пространство свежей бетонной смесью. После ее затвердения получится второй участок изделия – высота колонны или столба увеличится до двух метров. И так далее.

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *

   Задача 8.1. Ледокол продвигается во льдах по принципу клина. Если лед имеет толщину 2–3 м, скорость ледокола не превышает скорости пешехода (4 км/ч). Сто лет – со времени появления первого ледокола – скорость наращивали в основном за счет увеличения мощности двигательной установки. У современного ледокола мощность двигателей на тонну водоизмещения в 5–6 раз больше, чем у океанских лайнеров. Двигатели и обслуживающие их системы занимают до 70 % длины корпуса. Груз транспортируют на судах, идущих за ледоколом.

* * *

* * *

   Задача 8.2. Толстый нож преодолевает большое сопротивление резания (до 120 т), но портит древесину, вызывая сколы и трещины, выдергивая волокна. Чем тоньше нож, тем меньше повреждения, но тонкий нож не выдерживает усилий, необходимых для резания. Заменять «ножевой» способ резания (например, пильным) нельзя. Как быть?

* * *

* * *

Решение по АРИЗ

1.3. Схемы ТП.

* * *

   Задача 8.3. При искусственном опылении растений поток воздуха от воздуходувки переносит пыльцу. Но растения в процессе эволюции выработали способность быстро закрывать цветы (смыкать лепестки) при сильном ветре. А слабый ветер плохо переносит пыльцу. Как быть?

Решение по АРИЗ

* * *

   Задача 8.4. Для изучения вихреобразования макет парашюта (вышки и т. п.) размещают в стеклянной трубе, по которой прокачивают воду. Наблюдение ведут визуально. Однако бесцветные вихри плохо видны на фоне бесцветного потока. Если окрасить поток, наблюдение вести еще труднее: черные вихри совсем не видны на фоне черной воды. Чтобы выйти из затруднения, на макет наносят тонкий слой растворимой краски: получаются цветные вихри на фоне бесцветной воды. К сожалению, краска быстро расходуется. Если же нанести толстый слой краски, размеры макета искажаются, наблюдение лишается смысла. Как быть?

Решение по АРИЗ

* * *

   Задача 9.1. В центре города находится старинная башня. Возникло опасение, что грунт под фундаментом башни проседает. Необходимо проверить, действительно ли башня опускается. Для этого нужно установить теодолит на какой-нибудь «твердой точке» и дважды – с определенным интервалом – провести съемку. Ближайшая «твердая точка» (невысокая скала) находится в трехстах метрах от башни, в городском парке. Однако увидеть со скалы башню невозможно: площадь, на которой стоит башня, окружена высокими жилыми домами. Как быть?

* * *

   Задача 9.2. Для многих целей требуются жидкости особой оптической чистоты, содержащие минимальное количество нерастворимых примесей. Крупные частицы можно обнаружить по отражению света. Однако мелкие пылинки (диаметром до 300 А) известными оптическими методами обнаружить не удается: слишком мало света (даже лазерного) они отражают. Нужен оптический способ, позволяющий определить, есть ли в жидкости мельчайшие пылинки и сколько их.

   Задача 9.3. Схема электроконтактной наплавки проста. На поверхности заготовки (допустим, это вал, диаметр которого надо увеличить) размещают присадочную проволоку и прижимают ее электродом-роликом. Заготовку и ролик вращают, подводя к ним импульсы тока, расплавляющие проволоку. При многих достоинствах способ имеет существенный недостаток – быстро возникают дефекты поверхности ролика (подплавленные участки, раковины и т. д.). Приходится прерывать процесс, менять ролик. Расходуются ролики быстро, поэтому их необходимо восстанавливать. Для этого с ролика снимают стружку, а затем обновляют рабочую часть поверхности, напрессовывая электропроводный материал. Восстановленный таким образом ролик имеет весьма ограниченный срок службы из-за сравнительной непрочности напрессованного слоя. Строго говоря, даже после одного оборота напрессованный на ролике слой уже деформируется – из-за этого снижается точность обработки. Какой эффект следует применить, чтобы решить задачу?

* * *

* * *

   Задача 9.4. В технике широко используют червячные передачи. Их недостаток – нельзя получить высокие передаточные числа в одной ступени (а много ступеней – громоздко и большие потери на трение). Чтобы получить высокое передаточное число, надо уменьшить угол подъема нитки червяка, а при малых углах подъема червячная передача работает плохо – растут потери на трение. В справочнике И. И. Артоболевского «Механизмы в современной технике» (1980, т. 4, с. 425–454) приведены схемы различных червячных механизмов, причем не раз повторяется предупреждение: «Передача возможна только при достаточно большом угле подъема нитки червяка…» Физическое противоречие: угол подъема нитки червяка должен быть как можно меньше, чтобы обеспечить высокое передаточное число (10 000, 100 000, 1 000 000), и должен быть как можно больше, чтобы передача работала надежно и с малыми потерями энергии.

* * *

* * *

   Задача 9.5. Поверхность рабочих валков листового прокатного стана быстро изнашивается. Как быть?

* * *

   Задача 9.6. Для очистки воды от растворимых неорганических соединений фосфора используют сорбирующие свойства гидроокиси железа. Тончайший порошок гидроокиси хорошо «ловит» соединения фосфора, но как потом отделить порошок гидроокиси от воды? Осадок гидроокиси плохо фильтруется, плохо отстаивается, легко взмучивает воду, когда ее пытаются слить. Словом, вместо одного загрязнения получается другое… Как быть?

* * *

   Задача 9.7. В а. с. 547665 описан индикатор давления – прибор, показывающий, есть ли в пневмосистеме давление. Представьте себе вертикальную трубку, внутри которой может перемещаться ярко окрашенный поршень – шарик. Верхний срез трубки закрыт выпуклым стеклом – это окно индикатора. Нижний срез подсоединен к контролируемой магистрали. Если в магистрали нет давления, шарик находится внизу. В окно видна внутренняя поверхность трубки – белая или черная. Появилось давление – шарик идет вверх, прижимается к стеклу, окно резко меняет цвет, становится красным или оранжевым (в зависимости от окраски шарика).

   Конструкция привлекает своей простотой. Однако нетрудно заметить присущее этой конструкции противоречие. Если шарик плотно прилегает к стенкам трубки, требуется определенное давление, ниже которого прибор не сработает. Если же шарик пригнан неплотно, газ просачивается между стенками трубки и шариком, давление уравнивается – шарик падает, заставляя индикатор «врать». Нужно устранить противоречие, сохранив при этом присущую индикатору простоту.

* * *

* * *

   Задача 9.8. Перед сортировкой коконов их надо сориентировать подлинной оси. Коконы имеют разные диаметры, поэтому устройства, рассчитанные на некий несуществующий «средний кокон», работают плохо. Пробовали применять пневмоустройства – тоже не очень удачно: пневматика сложна, требует подвода энергии. Как быть?

* * *

* * *

   Задача 9.9. В сосуде с жидкостью размещены источник ультразвука и биологический препарат. Ультразвук распространяется во все стороны, на биологический препарат попадает небольшая часть излучения, идущая по прямой линии «источник – препарат». Да еще некоторая часть колебаний, случайно отраженных от стен сосуда. Как повысить эффективность установки?

* * *

   Задача 9.10. Для контроля стерильности воды в нее окунают металлическую пластинку, пронизанную множеством мельчайших пор. Затем пластинку извлекают и прикладывают к одной ее стороне «промокашку», которая отсасывает воду с другой (второй) стороны пластины. На этой, второй, стороне бактерии остаются «на мели» (они не могут пройти сквозь поры). Зафиксировав таким образом «добычу», приступают к «поштучному» подсчету числа пойманных бактерий (это число характеризует степень стерильности воды). Подсчет ведут «построчно» с помощью микроскопа. Операция эта весьма трудоемкая. Как вести анализ в полевых условиях без микроскопа?

* * *

   Задача 9.11. Уилсон Бентли всю жизнь посвятил фотографированию снежинок. Он начал работу в 1885 г. и пятьдесят лет спустя опубликовал результаты – 2 тысячи фотографий. Книга Бентли до сих пор остается ценнейшим пособием по изучению снежинок. Но специалисты утверждают, что за всю историю Земли на ее поверхность ни разу не упали два совершенно одинаковых ледяных кристаллика – все они отличаются друг от друга величиной, рисунком, числом молекул воды. Так что 2 тысячи снимков – это лишь крохотная часть великолепного снежного мира.

   Нужен простой и эффективный способ фотографирования снежинок, доступный каждому фотолюбителю. Правда, снимки – всего лишь копии. Хорошо бы изобрести способ длительного хранения «живых» снежинок. Чтобы собрать коллекцию…

* * *

* * *

* * *

   Задача 10.1. Для изготовления штампа применяют металлическую плиту (210 x 300 мм) почти с 16 тыс. полусферических углублений, в которые по чертежу укладывают двухмиллиметровые стальные шарики. Когда рельефный рисунок выложен, включают электромагнит, расположенный внутри плиты, и шарики прочно прилипают к ее поверхности. К сожалению, сборка идет вручную, медленно: на укладку шариков в одну плиту затрачивается до 14 часов^[31]. Нужно усовершенствовать этот способ.

* * *

* * *

   Задача 10.2. Освещенность залитой солнцем белой стены в 1000 раз выше освещенности темного подъезда. Между тем самым лучшие белила всего в 60 раз ярче черной краски. Многие пейзажи выглядят так, словно мы видим их через солнцезащитные очки или пыльное окно. Как быть?

* * *

   Задача 10.3. Фонтан – старинная техническая система. Пора «перейти в надсистему», т. е. объединиться с какой-то другой системой. Кое-что в этом направлении сделано: фонтан объединяют с музыкальными и световыми устройствами. Но давайте подойдем с позиций ТРИЗ. Идеально было бы объединить фонтан с… пустотой. Как это сделать?

   Задача 10.4. Чтобы извлечь остатки зубной пасты из почти пустого тюбика, нужно прокатать тюбик карандашом. Это – принцип действия перистальтического насоса: ролики бегут вдоль шланга, прижимая его к корпусу насоса и перемещая находящееся в шлангах вещество. В журнале «Техника – молодежи» № 3 за 1977 г. на с. 63–64 рассказано о множестве конструкций перистальтических насосов. Но все они – на макроуровне. А как должен выглядеть перистальтический насос на микроуровне? Чем заменить гибкий шланг (это не очень надежный элемент – он не выдерживает длительной работы) и ролики?

   Задача 10.5. Это очень серьезная задача… В море на глубине 500 м обнаружен большой и очень прочный деревянный сундук с золотом – сокровища отчаянного пирата Флинта. Сундук на две трети врос в ил. Для подъема нужна сила в 100 т. В вашем распоряжении понтон соответствующей грузоподъемности и подводная телекамера. Как прикрепить понтон к сундуку? Водолазы на такой глубине работать не могут. Подводного аппарата с манипуляторами нет.

   Задача 10.6. Вы, наверное, не раз видели – по телевидению или в кино, как создают плотины взрывным методом. Ошеломляет быстрота: взрыв – и вырастает гора земли… Есть, правда, одна неприятная деталь. Выброшенный взрывом грунт оседает рыхлой, неплотной массой. Конечно, под действием собственной тяжести грунт уплотняется – но мало. Неуплотненный грунт плохо держит воду. Как быть?

   Задача 10.7. Сигналы внеземных цивилизаций сначала интересовали только фантастов, придумавших десятки видов сигнализации: от «астрального тока» до гравитационных волн. В 50-е годы поисками космических сигналов занялась наука. Гигантские антенны радиотелескопов упорно прослушивали небо. Астрофизики терпеливо изучали спектры звезд – нет ли оптических сигналов?. Парадокс: сигналы должны быть, ибо нет никаких оснований считать нашу планету единственным очагом разума в безграничной Вселенной; но сигналов нет или их не удается обнаружить. Иногда возникает надежда («Посмотрите, какая периодичность у этих радиоимпульсов!.»), однако неизменно оказывается, что все можно объяснить природными причинами.

* * *

1. Принцип дробления.

2. Принцип вынесения.

3. Принцип местного качества.

4. Принцип асимметрии.

5. Принцип объединения.

6. Принцип универсальности.

7. Принцип «матрешки».

8. Принцип антивеса.

9. Принцип предварительного антидействия.

10. Принцип предварительного действия.

11. Принцип «заранее подложенной подушки».

12. Принцип эквипотенциальности.

13. Принцип «наоборот».

14. Принцип сфероидальности.

15. Принцип динамичности.

16. Принцип частичного или избыточного действия.

17. Принцип перехода в другое измерение.

18. Использование механических колебаний.

19. Принцип периодического действия.

20. Принцип непрерывности полезного действия.

21. Принцип проскока.

22. Принцип «обратить вред в пользу».

23. Принцип обратной связи.

24. Принцип «посредника».

25. Принцип самообслуживания.

26. Принцип копирования.

27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности.

28. Замена механической схемы.

29. Использование пневмо- и гидроконструкций.

30. Использование гибких оболочек и тонких пленок.

31. Применение пористых материалов.

32. Принцип изменения окраски.

33. Принцип однородности.

34. Принцип отброса и регенерация частей.

35. Изменение агрегатного состояния объекта.

36. Применение фазовых переходов.

37. Применение теплового расширения.

38. Применение сильных окислителей.

39. Применение инертной среды.

40. Применение композиционных материалов.

Часть 1

Анализ задачи

   Шаг 1.1. Условия мини-задачи

   Шаг 1.2. Конфликтующая пара: изделие и инструмент

   Шаг 1.3. Графические схемы ТП-1 и ТП-2

   Шаг 1.4. Что является главным производственным процессом

   Шаг 1.5. Усилить конфликт

   Шаг 1.6. Формулировка модели задачи

   Шаг 1.7. Применение стандартов^[37]

   Основная цель первой части АРИЗ – переход от расплывчатой изобретательской ситуации к четко построенной и предельно простой схеме (модели) задачи.

Шаг 1.1.

   Записать условия мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

   Техническая система: для (указать назначение) включает (перечислить основные части системы).

   Техническое противоречие 1 (ТП-1): (указать).

   Техническое противоречие 2 (ТП-2): (указать).

   Необходимо при минимальных изменениях в системе (указать результат, который должен быть получен).

   Пример. Техническая система для приема радиоволн включает антенну радиотелескопа, радиоволны, молниеотводы, молнии.

   ТП-1: если молниеотводов много, они надежно защищают антенну от молний, но поглощают радиоволны.

   ТП-2: если молниеотводов мало, то заметного поглощения радиоволн нет, но антенна не защищена от молний.

   Необходимо при минимальных изменениях обеспечить защиту антенны от молний без поглощения радиоволн.

   (В этой формулировке следует заменить термин «молниеотвод» словами «проводящий стержень», «проводящий столб» или просто «проводник».)

   Примечания:

   А. Мини-задачу получают из изобретательской ситуации, вводя ограничения: все остается без изменений или упрощается, но при этом появляется требуемое действие (свойство) или исчезает вредное действие (свойство). Переход от ситуации к мини-задаче не означает, что взят курс на решение небольшой задачи. Наоборот, введение дополнительных требований (результат должен быть получен «без ничего») ориентирует на обострение конфликта и заранее отрезает пути к компромиссным решениям.

   Б. При записи 1.1 следует указать не только технические части системы, но и природные, взаимодействующие с техническими. В задаче о защите антенны радиотелескопа такими природными частями системы являются молнии и принимаемые радиоволны (если они излучаются природными космическими объектами).

   В. Техническими противоречиями (ТП) называют взаимодействия в системе, состоящие, например, в том, что полезное действие вызывает одновременно и вредное. Или введение (усиление) полезного действия либо устранение (ослабление) вредного действия вызывает ухудшение (в частности, недопустимое усложнение) одной из частей системы или всей системы в целом.

   Технические противоречия составляют, записывая одно состояние элемента системы с объяснением того, что при этом хорошо, а что – плохо. Затем записывают противоположное состояние этого же элемента, и вновь – что хорошо, что плохо.

   Иногда в условиях задачи дано только изделие; технической системы (инструмента) нет, поэтому нет явного ТП. В этих случаях ТП получают, условно рассматривая два состояния (изделия), хотя одно из них заведомо недопустимо. Например, дана задача: «Как наблюдать невооруженным глазом микрочастицы, взвешенные в образце оптически чистой жидкости, если эти частицы настолько малы, что свет обтекает их?»

   ТП-1: Если частицы малы, жидкость остается оптически чистой, но частицы невозможно наблюдать невооруженным глазом.

   ТП-2: Если частицы большие, они хорошо наблюдаемы, но жидкость перестает быть оптически чистой, а это недопустимо.

   Условия задачи, казалось бы, заведомо исключают рассмотрение ТП-2: изделие менять нельзя! Действительно, в дальнейшем мы будем исходить (в данном случае) из ТП-1, но ТП-2 даст дополнительные требования к изделию: маленькие частицы, оставаясь маленькими, должны стать большими…

   Г. Термины, относящиеся к инструменту и внешней среде, необходимо заменять простыми словами для снятия психологической инерции. И это потому, что термины: навязывают старые представления о технологии работы инструмента: «ледокол колет лед» – хотя можно продвигаться сквозь льды, не раскалывая их; затушевывают особенности веществ, упоминаемых в задаче: «опалубка» это не просто «стенка», а «железная стенка»; сужают представления о возможных состояниях вещества: термин «краска» сводится к традиционному представлению о жидкой или твердой краске, хотя краска может быть и газообразной.

Шаг 1.2.

   Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

   Правило 1. Если инструмент по условиям задачи может иметь два состояния, надо указать оба состояния.

   Правило 2. Если в задаче есть пары однородных взаимодействующих элементов, достаточно взять одну пару.

   Пример. Изделия – молния и радиоволны. Инструмент – проводящие стержни (много стержней, мало стержней).

   Примечания:

   А. Изделием называют элемент, который по условиям задачи надо обработать (изготовить, переместить, изменить, улучшить, защитить от вредного действия, обнаружить, измерить и т. д.). В задачах на обнаружение и изменение изделием может оказаться элемент, являющийся по своей основной функции собственно инструментом, например шлифовальный круг.

   Б. Инструментом называют элемент, с которым непосредственно взаимодействует изделие (фреза, а не станок; огонь, а не горелка). Инструментом являются стандартные детали, из которых собирают изделие. Например, набор частей игры «Конструктор» – это инструмент для изготовления различных моделей.

   В. Один из элементов конфликтующей пары может быть сдвоенным. Например, даны два разных инструмента, которые должны одновременно действовать на изделие, причем один инструмент мешает другому. Или даны два изделия, которые должны воспринимать действия одного итого же инструмента: одно изделие мешает другому.

   Примечания.

   ТП-1: много проводящих стержней

   ТП-2: мало проводящих стержней

   Пример:

   А. В табл. 1 приведены схемы типичных конфликтов. Допустимо использование нетабличных схем, если они лучше отражают сущность конфликта.

   Б. В некоторых задачах встречаются многозвенные схемы конфликтов, например:

   Такие схемы сводятся к однозвенным: если считать Б изменяемым изделием или перенести на Б основное свойство (или состояние) А.

   В. Конфликт можно рассматривать не только в пространстве, но и во времени.

   Так, в задаче об опылении цветов сильный ветер вначале закрывает лепестки, из-за чего затем не переносит пыльцу, хотя это он может делать хорошо. Такой подход позволяет иногда четче выделить задачу, которую надо решать.

   Г. Шаги 1.2 и 1.3 уточняют общую формулировку задачи. Поэтому после шага 1.3 необходимо вернуться к 1.1 и проверить, нет ли несоответствий в линии 1.1 – 1.2 – 1.3. Если несоответствия есть, их надо устранить, откорректировать линию.

Шаг 1.4.

   Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции технической системы, указанной в условиях задачи).

   Указать, что является главным производственным процессом.

   Пример. В задаче о защите антенны радиотелескопа главная функция системы – прием радиоволн. Поэтому выбрать следует ТП-2: в этом случае проводящие стержни не вредят радиоволнам.

   Примечания:

   А. Отдавая предпочтение одной из двух схем конфликта, мы выбираем и одно из двух противоположных состояний инструмента. Дальнейшее решение должно быть привязано именно к этому состоянию. Нельзя, например, подменять «малое количество проводников» каким-то «оптимальным количеством». АРИЗ требует обострения, а не сглаживания конфликта. «Вцепившись» в одно состояние инструмента, мы в дальнейшем должны добиться, чтобы при этом состоянии появилось положительное свойство, присущее другому состоянию. Проводников мало, и увеличивать их число мы не будем, но в результате решения молнии должны отводиться так, словно проводников очень много.

   Б. С определением главного производственного процесса (ГПП) иногда возникают трудности в задачах на измерение. Измерение почти всегда производят ради изменения, т. е. обработки детали, выпуска продукции. Поэтому ГПП в измерительных задачах – это ГПП всей измерительной системы, а не измерительной ее части. Например, необходимо измерять давление внутри выпускаемых электроламп. ГПП – не измерение давления, а выпуск ламп. Исключением являются только некоторые задачи на измерение в научных целях.

Шаг 1.5.

   Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

   Правило 3. Большая часть задач содержит конфликты типа «много элементов» и «мало элементов» («сильный элемент» – «слабый элемент» и т. д.). Конфликты типа «мало элементов» при усилении надо приводить к одному виду – «ноль элементов» («отсутствующий элемент»).

   Пример. Будем считать, что вместо «малого количества проводников» в ТП-2 указан «отсутствующий проводник».

Шаг 1.6.

   Записать формулировку модели задачи, указав:

   1) конфликтующую пару;

   2) усиленную формулировку конфликта;

   3) что должен сделать вводимый для решения задачи икс-элемент (что он должен сохранить и что должен устранить, улучшить, обеспечить и т. д.).

   Пример. Даны отсутствующий проводник и молния. Отсутствующий проводник не создает помех (при приеме радиоволн антенной), но и не обеспечивает защиту от молний. Необходимо найти такой икс-элемент, который, сохраняя способность отсутствующего проводника не создавать помех (антенне), обеспечивал бы защиту от молний.

   Примечания:

   А. Модель задачи условна, в ней искусственно выделена часть элементов технической системы. Наличие остальных элементов только подразумевается. Так, в модели задачи о защите антенны из четырех элементов, необходимых для формулировки задачи (антенна, радиоволны, проводники молния), остались только два, остальные упоминаются в скобках – их можно было бы вообще не касаться.

   Б. После шага 1.6 следует обязательно вернуться к 1.1 и проверить логику построения модели задачи. При этом часто оказывается возможным уточнить выбранную схему конфликта, указав в ней Х-элемент, например, так:

   В. Икс-элемент не обязательно должен оказаться какой-то новой вещественной частью системы. Икс-элемент – это некое изменение в системе, некий икс вообще. Он может быть равен, например, изменению температуры или агрегатного состояния какой-то части системы или внешней среды.

Шаг 1.7.

   Проверить возможность применения системы стандартов к решению модели задачи. Если задача не решена, перейти ко второй части АРИЗ. Если задача решена, можно перейти к седьмой части АРИЗ, хотя и в этом случае рекомендуется продолжить анализ со второй части.

   Примечание. Анализ по первой части АРИЗ и построение модели существенно проясняют задачу и во многих случаях позволяют увидеть стандартные черты в нестандартных задачах. Это открывает возможность более эффективного использования стандартов, чем при применении их в исходной формулировке задачи.

Часть 2

Анализ модели задачи

Часть 3

Определение ИКР и ФП

Часть 4

Мобилизация и применение ВПР

   Шаг 4.1. Моделирование «маленькими человечками» (ММЧ)

   Шаг 4.2. «Шаг назад от ИКР»

   Шаг 4.3. Применение смеси ресурсных веществ

   Шаг 4.4. Замена имеющихся ресурсных веществ

   Шаг 4.5. Применение веществ, производных от ресурсных

   Шаг 4.6. Введение электрического поля

   Шаг 4.7. Введение пары «поле – добавка вещества, отзывающегося на поле»

   Ранее – на шаге 2.3 – были определены имеющиеся ВПР, которые можно использовать бесплатно. Четвертая часть АРИЗ включает планомерные операции по увеличению ресурсов: рассматриваются производные ВПР, получаемые почти бесплатно путем минимальных изменений имеющихся ВПР. Шаги 3.3–3.5 начали переход от задачи к ответу, основанному на использовании физики; четвертая часть АРИЗ продолжает эту линию.

   Правило 4. Каждый вид частиц, находясь в одном физическом состоянии, должен выполнять одну функцию. Если частицы Ане справляются с действиями 1 и 2, надо ввести частицы Б; частицы А выполняют действие 1, а частицы Б – действие 2.

   Правило 5. Введенные частицы Б можно разделить на две группы: Б-1 и Б-2. Это позволяет «бесплатно» – за счет взаимодействия между уже имеющимися частицами Б – получить новое действие – 3.

   Правило 6. Разделение частиц на группы выгодно и в тех случаях, когда в системе должны быть только частицы А; одну группу частиц А оставляют в прежнем состоянии, у другой группы меняют главный для данной задачи параметр.

   Правило 7. Разделенные или введенные частицы после отработки должны стать неотличимыми друг от друга или от ранее имевшихся частиц.

   Примечание. Правила 4–7 относятся ко всем шагам четвертой части АРИЗ.

Шаг 4.1.

   Метод ММЧ. а) используя метод ММЧ (моделирование «маленькими человечками»), построить схему конфликта; б) изменить схему А так, чтобы «маленькие человечки» действовали, не вызывая конфликта; в) перейти к технической схеме.

   Примечания:

   А. Метод моделирования «маленькими человечками» состоит в том, что конфликтующие требования схематически представляют в виде условного рисунка (или нескольких последовательных рисунков), на котором действует большое число «маленьких человечков» (группа, несколько групп, «толпа»). Изображать в виде «маленьких человечков» следует только изменяемые части модели задачи (инструмент, икс-элемент).

   «Конфликтующие требования» – это конфликт из модели задачи или противоположные физические состояния, указанные на шаге 3.5. Вероятно, лучше последнее, но пока нет четких правил перехода от физической задачи (3.5) к ММЧ, легче рисовать «конфликт» в модели задачи.

   Шаг 4.1 (б) часто можно выполнить, совместив на одном рисунке два изображения: плохое действие и хорошее действие. Если события развиваются во времени, целесообразно сделать несколько последовательных рисунков.

   Внимание! Здесь часто совершают ошибку, ограничиваясь беглыми набросками, небрежными рисунками. Хорошие рисунки: а) выразительны и понятны без слов; б) дают дополнительную информацию о физпротиворечии, указывая в общем виде пути его устранения.

   Б. Шаг 4.1 – вспомогательный. Он нужен, чтобы перед мобилизацией ВПР нагляднее представить, что, собственно, должны делать частицы вещества в оперативной зоне и близ нее. Метод ММЧ позволяет отчетливее увидеть идеальное действие («что надо сделать») без физики («как это сделать»). Благодаря этому снимается психологическая инерция, фокусируется работа воображения. Таким образом, ММЧ – метод психологический. Но моделирование «маленькими человечками» осуществляется с учетом законов развития технических систем. Поэтому ММЧ нередко приводит к техническому решению задачи. Прерывать решение в этом случае не надо, мобилизация ВПР обязательно должна быть проведена.

   Пример. а) Человечки внутри мысленно выделенного столба воздуха ничем не отличаются от человечков воздуха за пределами столба. Те и другие одинаково нейтральны (на рисунке это показано условно: человечки держат друг друга, руки у них заняты, человечки не хватают молнию) б) По правилу 6 надо разделить человечков на две группы: человечки вне столба пусть остаются без изменений (нейтральные пары), а человечки в столбе, оставаясь в парах (т. е. оставаясь нейтральными), пусть высвободят одну руку, как бы символизируя их стремление притянуть молнию.

   (Возможны и другие рисунки. Но в любом случае ясна необходимость разделить человечков на две группы, изменить состояние человечков в столбе.) в) Молекула воздуха (в столбе), оставаясь нейтральной, должна быть более склонна к ионизации, распаду. Простейший прием – уменьшение давления воздуха внутри столба.

   Внимание! Цель мобилизации ресурсов при решении мини-задачи не в том, чтобы использовать все ресурсы. Цель иная – при минимальном расходе ресурсов получить один максимально сильный ответ.

Шаг 4.2.

   Если из условий задачи известно, какой должна быть готовая система и задача сводится к определению способа получения этой системы, можно использовать метод «шаг назад от ИКР». Изображают готовую систему, а затем вносят в рисунок минимальное демонтирующее изменение.

   Например, если в ИКР две детали соприкасаются, то при минимальном отступлении от ИКР между деталями надо показать зазор. Возникает новая задача (микрозадача): как устранить дефект?

   Разрешение такой микрозадачи обычно не вызывает затруднений и часто подсказывает способ решения общей задачи.

Шаг 4.3.

   Определить, решается ли задача применением смеси ресурсных веществ.

   Примечания:

   А. Если бы для решения могли быть использованы ресурсные вещества (в том виде, в каком они даны), задача, скорее всего, не возникла или была бы решена автоматически. Обычно нужны новые вещества, но введение их связано с усложнением системы, появлением побочных вредных факторов и т. д. Суть работы с ВПР в четвертой части АРИЗ в том, чтобы обойти это противоречие и ввести новые вещества, не вводя их.

   Б. Шаг 4.3 состоит (в простейшем случае) в переходе от двух моновеществ к неоднородному бивеществу.

   Может возникнуть вопрос: возможен ли переход от моновещества к однородному бивеществу или поливеществу? Аналогичный переход от системы к однородной бисистеме или полисистеме применяется очень широко (отражен в стандарте 3.1.1). Но в этом стандарте речь идет об объединении систем, а на шаге 4.3 рассматривается объединение веществ. При объединении двух одинаковых систем возникает новая система. А при объединении двух «кусков» вещества происходит простое увеличение количества.

   Один из механизмов образования новой системы при объединении одинаковых систем состоит в том, что в объединенной системе сохраняются границы между объединившимися системами. Так, если моносистема – лист, то полисистема – блокнот, а не один очень толстый лист. Но сохранение границ требует введения второго (граничного) вещества (пусть это будет даже пустота). Отсюда шаг 4.4 – создание неоднородной квазиполисистемы, в которой роль второго – граничного – вещества играет пустота. Правда, пустота – необычный партнер. При смешивании вещества и пустоты границы не всегда видны. Но новое качество появляется, а именно это и нужно.

Шаг 4.4.

   Определить, решается ли задача заменой имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

   Пример. Смесь воздуха и пустоты – это воздух под пониженным давлением. Из курса физики 9-го класса известно, что приуменьшении давления газа уменьшается и напряжение, необходимое для возникновения разряда. Теперь ответ на задачу об антенне практически полный. А. с. 177497: «Молниеотвод, отличающийся тем, что, с целью придания ему свойства радиопрозрачности, он выполнен в виде изготовленной из диэлектрического материала герметически закрытой трубы, давление воздуха в которой выбрано из условия наименьших газоразрядных градиентов, вызываемых электрическим полем развивающейся молнии».

   Примечание. Пустота – исключительно важный вещественный ресурс. Она всегда имеется в неограниченном количестве, предельно дешева, легко смешивается с имеющимися веществами, образуя, например, полые и пористые структуры, пену, пузырьки и т. д.

   Пустота – это не обязательно вакуум. Если вещество твердое, пустота в нем может быть заполнена жидкостью или газом. Если вещество жидкое, пустота может быть газовым пузырьком. Для вещественных структур определенного уровня пустотой являются структуры нижних уровней (см. примечание 37). Так, для кристаллической решетки пустотой являются отдельные молекулы, отдельные атомы и т. д.

Шаг 4.5.

   Определить, решается ли задача применением веществ, производных от ресурсных (или применением смеси этих производных веществ с «пустотой»), Примечание. Производные ресурсные вещества получают изменением агрегатного состояния имеющихся ресурсных веществ. Если, например, ресурсное вещество – жидкость, к производным относятся лед и пар. Производными считаются и продукты разложения ресурсных веществ. Так, для воды производными будут водород и кислород. Для многокомпонентных веществ производные – их компоненты. Производными являются также вещества, образующие при разложении или сгорании ресурсные вещества.

   Правило 8. Если для решения задачи нужны частицы вещества (например, ионы), а непосредственное их получение невозможно по условиям задачи, требуемые частицы надо получить разрушением вещества более высокого структурного уровня (например, молекул).

   Правило 9. Если для решения задачи нужны частицы вещества (например, молекулы) и невозможно получить их непосредственно или по правилу 8, требуемые частицы надо получать достройкой или объединением частиц более низкого структурного уровня (например, ионов).

   Правило 10. При применении правила 8 простейший путь – разрушение ближайшего вышестоящего «целого» или «избыточного» (отрицательные ионы) уровня, а при применении правила 9 простейший путь – достройка ближайшего нижестоящего «нецелого» уровня.

   Примечание. Вещество представляет собой многоуровневую иерархическую систему. С достаточной для практических целей точностью иерархию уровней можно представить так: минимально обработанное вещество (простейшее техновещество, например проволока); «сверхмолекулы»: кристаллические решетки, полимеры, ассоциации молекул; сложные молекулы; молекулы; части молекул, группы атомов; атомы; части атомов; элементарные частицы; поля.

   Суть правила 8: новое вещество можно получить обходным путем – разрушением более крупных структур ресурсных веществ или таких веществ, которые могут быть введены в систему.

   Суть правила 9: возможен и другой путь – достройка менее крупных структур.

   Суть правила 10: разрушать выгоднее целые частицы (молекулы, атомы), поскольку нецелые частицы (положительные ионы) уже частично разрушены и сопротивляются дальнейшему разрушению; достраивать, наоборот, выгоднее нецелые частицы, стремящиеся к восстановлению.

   Правила 8–10 указывают эффективные пути получения производных ресурсных веществ из «недр» уже имеющихся или легко вводимых веществ. Правила наводят на физэффект, необходимый в том или ином конкретном случае.

Шаг 4.6.

   Определить, решается ли задача введением вместо вещества электрического поля или взаимодействием двух электрических полей.

   Пример. Известен способ разрыва труб скручиванием (а. с. № 182671). При скручивании трубы приходится механически зажимать, это вызывает их деформацию. Предложено возбуждать крутящий момент в самой трубе – за счет электродинамических сил (а. с. № 342759).

   Примечание. Если использование ресурсных веществ – имеющихся и производных – недопустимо по условиям задачи, надо использовать электроны – подвижные (ток) или неподвижные. Электроны – «вещество», которое всегда есть в имеющемся объекте. К тому же электроны – вещество в сочетании с полем, что обеспечивает высокую управляемость.

Шаг 4.7.

   Определить, решается ли задача применением пары «поле – добавка вещества, отзывающегося на поле» (например, «магнитное поле – ферровещество», «ультрафиолет – люминофор», «тепловое поле – металл с памятью формы» и т. д.)

   Примечание. На шаге 2.3 рассмотрены уже имеющиеся ВПР. Шаги 4.3–4.5 относятся к ВПР, производным от имеющихся. Шаг 4.6 – частичный отход от имеющихся и производных ВПР: вводят «посторонние» поля. Шаг 4.7 – еще одно отступление: вводят «посторонние» вещества и поля.

   Решение мини-задачи тем идеальнее, чем меньше затраты ВПР. Однако не каждая задача решается при малом расходе ВПР. Иногда приходится отступать, вводя «посторонние» вещества и поля. Делать это надо только при действительной необходимости, если никак нельзя обойтись имеющимся ВПР.

Часть 5

Применение информфонда

Часть 6

Изменение или замена задачи

Часть 7

Анализ способа устранения ФП

Часть 8

Применение полученного ответа

Часть 9

Анализ хода решения

Схемы типичных конфликтов в моделях задач

1. Противодействие

   А действует на Б полезно (сплошная стрелка), но при этом постоянно или на отдельных этапах возникает обратное вредное действие (волнистая стрелка). Требуется устранить вредное действие, сохранив полезное действие.

   Примеры:

   – задача об отделении опалубки после затвердевания бетона (Техника и наука, 1981, № 5–7);

   – задача о размыкателе (Техника и наука, 1981, № 3–5);

   – задача о мешалке для расплава стали (Техника и наука, 1981, № 8).

2. Сопряженное действие

    на Б в чем-то оказывается вредным действием на это же Б (например, на разных этапах работы одно и то же действие может быть попеременно полезным и вредным). Требуется устранить вредное действие, сохранив полезное.

   Пример:

   – задача о вводе порошка в расплав металла (Техника и наука, 1980, № 8).

3. Сопряженное действие

   Полезное действие А на одну часть Б оказывается вредным для другой части Б. Требуется устранить вредное действие на Б₂, сохранив полезное действие на Б₁.

   Пример:

   – задача о «Бегущей по волнам» (Техника и наука, 1981, № 2).

4. Сопряженное действие

   Полезное действие А на Б является вредным действием на В (причем А, Б и В образуют систему). Требуется устранить вредное действие, сохранив полезное и не разрушив систему.

   Пример:

   – задача о кабине стратостата (Техника и наука, 1980, № 2).

5. Сопряженное действие

   Полезное действие А на Б сопровождается вредным действием на само А (в частности, вызывая усложнение А). Требуется устранить вредное действие, сохранив полезное.

   Пример:

   – задача о паяльнике (Техника и наука, 1980, № 4).

6. Несовместимое действие

   Полезное действие А на Б несовместимо с полезным действием В на Б (например, обработка несовместима с измерением). Требуется обеспечить действие В на Б (пунктирная стрелка не меняя действия А на Б.

   Примеры:

   – задача об измерении диаметра шлифовального круга в процессе работы (Техника и наука, 1980, № 7);

   – задача о киноаппарате и гермошлеме (Техника и наука, 1981, № 9).

7. Неполное действие или бездействие

   А оказывает на Б одно действие, а нужны два равных действия. Или А не действует на Б. Иногда А вообще не дано: надо изменить Б, а каким образом – неизвестно. Требуется обеспечить действие на Б при минимально простом А.

   Примеры:

   – задача о смазке валков при прокате (Техника и наука, 1981, № 7–8);

   – задача о получении высокого давления (Техника и наука, 1979, № 6).

8. «Безмолвие»

   Нет информации (волнистая пунктирная стрелка) об А, Б или взаимодействии А и Б. Иногда дано только Б. Требуется получить необходимую информацию.

9. Нерегулируемое (в частности, избыточное) действие

   А действует на Б нерегулируемо (например, постоянно), а нужно регулируемое действие (например, переменное). Требуется сделать действие А на Б регулируемым (штрих-пунктирная стрелка).

   Примеры:

   – задача о сливе стекла из ковша (Техника и наука, 1979, № 10);

   – задача об ампуле (Техника и наука, 1981, № 9).

Задача об обнаружении частиц

Ситуация

   Для многих целей нужны жидкости особой оптической чистоты, содержащие минимальное количество нерастворимых примесей. Крупные частицы можно обнаружить по отражению света. Однако мелкие пылинки (диаметром до 300 ангстрем) известными оптическими методами обнаружить не удается: света (даже лазерного) они отражают слишком мало. Нужен оптический способ, позволяющий определить, есть ли в жидкости мельчайшие пылинки и сколько их.

   Пылинки немагнитные, сделать их магнитными нельзя.

Решение

   Шаг 1.1. Мини – задача. ТС для наблюдения частиц, взвешенных в жидкости оптической чистоты, включает жидкость и частицы. ТП-1: если частицы малы, жидкость остается оптически чистой, но частицы невозможно наблюдать невооруженным глазом. ТП-2: если частицы большие, они хорошо наблюдаемы, но жидкость перестает быть оптически чистой, а это недопустимо. Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить возможность наблюдения частиц невооруженным глазом.

   Шаг 1.2. Конфликтующая пара. Изделие – частицы. Инструмент – глаз (это плохой, неменяемый инструмент).

   Шаг 1.3. Схемы ТП:

   ТП-1. Размеры частиц малы:

   ТП-2. Размеры частиц велики:

   Шаг 1.4. Выбор ТП. ТП-2 – это формальное ТП, приведенное в соответствии с примечанием 3. Поэтому и выбор ТП в этой задаче формален: по условиям задачи мы обязаны выбрать ТП-1.

   Шаг 1.5. Усиление ТП. Надо увидеть еще более мелкие частицы, например инородные молекулярные включения.

   Шаг 1.6. Модель задачи. Даны мельчайшие частицы в жидкости. Мельчайшие частицы, хотя и не портят жидкость, абсолютно невидимы невооруженным глазом. Необходимо ввести икс-элемент, который, не воздействуя вредно на жидкость, делал бы заметными мельчайшие частицы.

   Шаг 1.7. Применение стандартов. После формулировки модели задачи суть конфликта свелась к тому, что в систему надо ввести какие-то добавки и в то же время нельзя вводить ничего. Ясно, что эти добавки должны быть не инородными, а своими – «оптически-жидкостными». «Своя» добавка – это вариация оптической жидкости, получаемой по стандартам 5.1.1.9, 5.5.1. Однако для показа работы АРИЗ мы продолжим анализ по алгоритму.

   Шаг 2.1. Оперативная зона. Поверхность мельчайшей частицы и «околочастичное пространство».

   Шаг 2.2. Оперативное время. Т₁ – время наблюдений, Т₂ – время до наблюдений.



   ШАГ 2.3. Вещественно-полевые ресурсы.

   Внутрисистемные ВПР:

   1) глаз;

   2) частицы.

   Внешнесистемные ВПР: оптическая жидкость.

   Надсистемные ВПР: воздух.

   Шаг 3.1. ИКР-1. Икс – элемент, абсолютно не усложняя систему и не портя оптической жидкости, в течение ОВ (времени наблюдений) в пределах ОЗ делает частички видимыми.

   Шаг 3.2. Усиленный ИКР. Поскольку инструмент (глаз) неизменен, то по примечанию 24 икс-элемент надо заменить на элемент внешней среды: оптическая жидкость сама делает частицы видимыми.

   Шаг 3.3. ФП на макроуровне. Жидкость должна увеличивать частицы, чтобы они были видимыми, и не должна увеличивать частицы, потому что она не обладает такими свойствами по условиям задачи.

   Шаг 3.4. Микро-ФП. Оптическая жидкость должна содержать в себе «увеличительные» («отличительные») частицы, чтобы делать мельчайшие частицы видимыми, и не должна содержать инородных («увеличительных», «отличительных») частиц, потому что они загрязняют оптическую жидкость.

   Шаг 3.5. ИКР-2.ОЗ (жидкость в «околочастичном» пространстве) в течение ОВ (времени наблюдений) должна сама обеспечивать наличие (появление) в себе «увеличительных» частиц, которые после наблюдения должны исчезать.

   Шаг 4.5. Производные ВПР. Задача четко решается на этом шаге применением веществ, производных от оптической жидкости. Такими веществами являются «газ оптической жидкости» и «лед оптической жидкости».

   Контрольный ответ. Оптическую жидкость импульсно нагревают, получая перегретую жидкость. Мельчайшие частицы в ней играют роль центров закипания, и на них образуются пузырьки. Жидкость находится под небольшим вакуумом, и пузырьки начинают быстро расти. Фотографируя их, получают информацию о самих частицах (Химия и жизнь, 1975, № 4. – С. 66). Абсолютный аналог – пузырьковая камера, в которой тоже работает нагретая жидкость. Теоретически подходит и второй путь – замораживание: мельчайшие частицы будут играть роль центров кристаллизации. Но насколько такие центры наблюдаемы, без экспериментов с конкретными жидкостями сказать трудно. Пузырьки в жидкости можно получить не только импульсным нагревом – охлаждением, но и импульсным сбросом давления.

   Пример. А. с. 479030: «Способ определения момента появления твердой микрофазы в жидкостях путем пропускания через жидкость ультразвукового излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, амплитуду давления пропускаемого излучения выбирают ниже кавитационной прочности жидкости и регистрируют появление твердой микрофазы по возникновению кавитационной области».

Задача об обнаружении бактерий

8-ЗД. Обобщение полученного результата

Ответ на задачу 10.5:

Сокровища Флинта, или Взгляд на техническую систему сквозь магический кристалл оператора РВС

Ответ на задачу 10.7:

Статуи в пустыне, или Неизбежность схватки с противоречием, преграждающим путь к решению

Класс 1

Построение и разрушение вепольных систем

   1.1. Синтез веполей

   1.1.1. Синтез веполя

   1.1.2. Переход к внутреннему комплексному веполю

   1.1.3. Переход к внешнему комплексному веполю

   1.1.4. Переход к веполю на внешней среде

   1.1.5. Переход к веполю на внешней среде с добавками

   1.1.6. Минимальный режим действия на вещество

   1.1.7. Максимальный режим действия на вещество

   1.1.8. Избирательно-максимальный режим

   1.2. Разрушение веполей

   1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества

   1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ

   1.2.3. Оттягивание вредного действия поля

   1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля

   1.2.5. «Отключение» магнитных связей

1.1. Синтез веполей

   Главная идея этого подкласса четко отражена в стандарте 1.1.1: для синтеза работоспособной технической системы необходимо – в простейшем случае – перейти от невеполя к веполю. Нередко построение веполя наталкивается на трудности, обусловленные различными ограничениями на введение веществ и полей. Стандарты 1.1.2–1.1.8 показывают типичные обходные пути в таких случаях.

1.1.1. Синтез веполя

   Если дан объект, плохо поддающийся нужным изменениям, и условия не содержат ограничений на введение веществ и полей, задачу решают синтезом веполя, вводя недостающие элементы.

   Например:

   Способ деаэрации порошкообразных веществ, отличающийся тем, что с целью интенсификации процесса деаэрацию проводят под действием центробежных сил.

Авторское свидетельство № 283885

   Даны два вещества – порошок и газ, сами по себе невзаимодействующие. Введено поле, образовался веполь:

   Другой пример.

   Гравитационное поле и спиленное дерево еще не образуют вепольной системы – нет второго вещества, поэтому поле не обрабатывает дерево. По а. с. № 461722 падающее дерево встречает на своем пути ножевое устройство, которое срезает сучья:

   Чтобы дозированно подавать сыпучие или жидкие вещества, необходимо нанести их ровным слоем на легкоудаляемый материал (например, бумагу). При подготовке такого «бутерброда» происходит переход от одного вещества к двум, а для удаления основы веполь достраивают введением поля (например, теплового или механического).

Авторское свидетельство № 305363

   Способ непрерывного дозирования сыпучих материалов по весу в единице объема, например абразива, при ускоренных износных испытаниях двигателя внутреннего сгорания, отличающийся тем, что с целью повышения точности абразив предварительно наносят равномерным слоем на поверхность гибкой ленты из легковоспламеняющегося вещества, подают ее с заданной скоростью в зону нагрева и сжигают, а абразив отводят к испытуемому объекту.

   Аналогично проводят микродозирование по а. с. № 421327: раствор биохимических препаратов наносят на бумагу, а получение необходимой микродозы осуществляют отделением требуемой площадки плоского носителя.

Задача 1

   При горячей прокатке надо подавать жидкую смазку в зону соприкосновения металла с валками. Существует множество систем подачи смазки: самотеком, с помощью разного рода «щеток» и «кистей», под напором (т. е. струйками) и т. д. Все эти системы очень плохи: смазка разбрызгивается, поступает в нужные места неравномерно и в недостаточном количестве, большая часть смазки теряется, загрязняет воздух. Нужно иметь десять разных режимов смазки – известные способы не обеспечивают такую регулировку.

   Требуется способ смазки, который обеспечит поступление в нужные зоны необходимого количества смазки – без ее потерь и без существенного усложнения оборудования.

Решение задачи 1 по стандарту 1.1.1:

   Способ подачи жидкой смазки в очаг деформации при горячей прокатке отличается тем, что с целью исключения загрязнения окружающей среды и сокращения расхода жидкой смазкой пропитывают носитель, который подают в очаг деформации с прокаливаемым металлом. В качестве носителя используют материал, ликвидирующийся при температуре деформации, например, в результате сгорания или испарения (в частности, бумажную ленту).

   Веполи часто приходится образовывать при решении задач на выполнение операций с тонкими, хрупкими и легко деформирующимися объектами. На время выполнения этих операций объект объединяют с веществом, делающим его твердым и прочным, а затем это вещество удаляют растворением, испарением и т. д.

Авторское свидетельство № 182661

   Способ изготовления тонкостенных трубок из нихрома, включающий волочение и промежуточные отжиги в вакууме, отличающийся тем, что с целью получения трубок с толщиной стенок 0,01 мм и обеспечения при этом допуска отклонения по толщине стенки в пределах 0,002–0,003 мм, повышения выхода годного волочение на последних операциях доводки осуществляют на алюминиевом стержне, удаляемом после обработки вытравливанием щелочью.

Авторское свидетельство № 235979

   Способ изготовления резиновых шаров-разделителей путем формования и вулканизации резиновой оболочки на ядре, отличающийся тем, что с целью придания шару необходимых размеров ядро формируют из смеси измельченного мела с водой с последующей просушкой и разрушением твердого ядра после вулканизации жидкостью, вводимой с помощью иглы.

1.1.2. Переход к внутреннему комплексному веполю

   Если дан веполь, плохо поддающийся нужным изменениям, и условия задачи не содержат ограничений на введение добавок в имеющиеся вещества, задачу решают переходом (постоянным или временным) к внутреннему комплексному веполю, вводя в В₁ или В₂ добавки, увеличивающие управляемость или придающие веполю нужные свойства:

   Здесь В₁ – изделие, В₂ – инструмент, В, – добавка; скобками обозначена внутренняя комплексная связь (внешняя комплексная связь обозначается без скобок).

Авторское свидетельство № 265068

   Способ проведения массообменных процессов с вязкой жидкостью. Жидкость предварительно газируют.

Авторское свидетельство № 1044879

   Клапан для токсичных и взрывчатых веществ. Клапан заполнен легкоплавким припоем, в который введены ферромагнитные частицы (с внешней стороны установлен электромагнит).

Пояснения

   Нередко по условиям задачи даются два вещества, причем оба они плохо взаимодействуют с полем. Веполь как бы есть (все три элемента заданы) и его как бы нет, он не «складывается». Простейшие обходные пути в этом случае состоят во введении добавок – внутренних (в одно из веществ) и наружных (на одно из веществ). Такие веполи получили название комплексных (стандарты 1.1.2 и 1.1.3).

   Иногда одно и то же решение – в зависимости от постановки задачи – может быть записано и как постройка веполя, и как постройка комплексного веполя. Например: «Как визуально обнаружить маленькие капельки жидкости?» Решение: синтез веполя – в жидкость предварительно вводят люминофор и освещают зону поиска ультрафиолетовым светом (а. с. № 277805). Возможна иная постановка той же задачи: «Как обнаружить неплотности в агрегате холодильника?» Здесь веществами являются «неплотности» и протекающие сквозь них капли жидкости. Люминофор – добавка, образующая внутренний комплекс с веществом жидкости.

1.1.3. Переход к внешнему комплексному веполю

   Если дан веполь, плохо поддающийся нужным изменениям, а условия содержат ограничения на введение добавок в имеющиеся вещества В₁ или В₂, задачу решают переходом (постоянным или временным) к внешнему комплексному веполю, присоединяя к В₁ или В₂ внешнее В₃, увеличивающее управляемость или придающее веполю нужные свойства:

   Предположим, в условиях задачи на обнаружение неплотностей в агрегате холодильника имеется ограничение: люминофор нельзя вводить в жидкость. В этом случае вещество-обнаружитель может быть расположено на наружной поверхности агрегата (а. с. № 311109). Возникает внешний комплексный веполь.

1.1.4. Переход к веполю на внешней среде

   Если дан веполь, плохо поддающийся нужным изменениям, а условия содержат ограничения на введение в него или присоединение к нему веществ, задачу решают достройкой веполя, используя в качестве вводимого вещества имеющуюся внешнюю среду.

Авторское свидетельство № 175835

   Саморазгружающаяся баржа по а. с. № 163914 отличается тем, что с целью повышения надежности возврата баржи в исходное положение после разгрузки при любых углах крена и опрокидывания она выполнена с балластной килевой цистерной, имеющей в наружных стенках отверстия, постоянно сообщающиеся с забортным пространством.

   Нужно иметь тяжелый киль и нельзя иметь тяжелый киль. Выход: сделать киль из воды. В воде такой киль ничего не весит, а когда баржа опрокинута, киль оказывается в воздухе и приобретает вес. Вода не успевает вытечь из отверстий – киль возвращает баржу в нормальное положение.

   Если необходимо менять вес движущегося тела, а это сделать нельзя, то телу надо придать форму крыла и, меняя наклон крыла к направлению движения, получить дополнительную направленную вверх или вниз силу.

Авторское свидетельство № 358689

   Центробежный датчик угловой скорости, содержащий двуплечие рычаги и грузы, отличающийся тем, что с целью уменьшения габаритов и веса грузы выполнены в виде крыла для создания дополнительной подъемной силы при вращении.

Авторское свидетельство № 167784

   Центробежный тормозного типа регулятор числа оборотов роторного ветродвигателя, установленный на вертикальной оси ротора, отличающийся тем, что с целью поддержания скорости вращения ротора в малом интервале числа оборотов при сильном увеличении мощности грузы регулятора выполнены в виде лопастей, обеспечивающих аэродинамическое торможение.

Авторское свидетельство № 526399

   Дебалансный вибратор, содержащий вал, дебаланс и устройство для крепления дебаланса к валу на заданном расстоянии от вала, отличающийся тем, что с целью увеличения возмущающей силы дебаланс выполнен в виде тела, имеющего в поперечном сечении профиль крыла.

1.1.5. Переход к веполю на внешней среде с добавками

   Если внешняя среда не содержит веществ, необходимых для построения веполя по стандарту 1.1.4, эти вещества могут быть получены заменой внешней среды, ее разложением или введением в нее добавок.

Авторское свидетельство № 796500

   В опорном узле скольжения используют смазку (в данном случае – это внешняя среда). Для улучшения демпфирования смазку газируют, разлагая ее электролизом.

1.1.6. Минимальный режим действия на вещество

   Если нужен минимальный (дозированный, оптимальный) режим действия, а обеспечить его по условиям задачи трудно или невозможно, надо использовать максимальный режим, а избыток убрать. При этом избыток поля убирают веществом, а избыток вещества – полем. Избыточное действие обозначено двумя стрелками:

Авторское свидетельство № 242714

   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.

Авторское свидетельство № 907503

   Способ дозирования тонера (включающий добавку в двухкомпонентный проявляющий состав тонера) по мере его расхода в процессе проявления, отличающийся тем, что с целью повышения качества изображения добавку тонера осуществляют в количестве, превышающем максимальный расход тонера на проявление одной копии, а из проявляющего состава одновременно с проявлением удаляют избыточное количество тонера.

1.1.7. Максимальный режим действия на вещество

   Если нужно обеспечить максимальный режим действия на вещество, а это по тем или иным причинам недопустимо, максимальное действие следует сохранить, но направить его на другое вещество, связанное с первым:

Авторское свидетельство № 120909

   При изготовлении предварительно напряженного железобетона нужно растянуть стальные стержни. Для этого их нагревают. От тепла стержни удлиняются, и в таком виде их закрепляют. Однако если вместо стержней использовать проволоку, ее надо нагревать до 700 °C, а, допустим, нагрев только до 400 °C (при большом нагреве проволока теряет свои свойства). Предложено нагревать нерасходуемый жаропрочный стержень, который от нагрева удлиняется и в таком виде соединяется с проволокой. Охлаждаясь, стержень укорачивается и растягивает проволоку, оставшуюся холодной.

1.1.8. Избирательно-максимальный режим

   Если нужен избирательно-максимальный режим (максимальный в определенных зонах при сохранении минимального в других), поле должно быть максимальным.

1.1.8.1. Избирательно-максимальный режим: поле максимальное

   В первом случае в места, где необходимо минимальное воздействие, вводят защитное вещество.

1.1.8.2. Избирательно-максимальный режим: поле минимальное

   Во втором – в места, где необходимо максимальное воздействие, вводят вещество, дающее локальное поле, например, термитные составы – для теплового воздействия, взрывные составы – для механического воздействия (1.1.8.2).

Авторское свидетельство № 264619

   Для запайки ампулы с лекарством горелку включают на максимальный режим, а избыток пламени отсекают, погружая корпус ампулы в воду (так, что высовывается только верхушка ампулы).

Авторское свидетельство № 743810

   В зазор между свариваемыми деталями закладывают экзотермическую смесь, выделяющую при сварке локальное тепло.

Задача 2

   Имеются полистироловые катушки с тонким изолированным проводом и металлическими ножками. Припайку провода к ножкам осуществляли окунанием в ванну с припоем при 280 °C. Однако при этом требовалась зачистка концов провода. С целью повышения производительности было предложено вести пайку при температуре припоя 380 °C. При этой температуре изоляция провода сгорает, происходит лужение провода. Однако при такой температуре ножки катушки перегреваются, полистирол размягчается и ножки перекашиваются, а это недопустимо. Как быть?

Решение задачи 2 по стандарту 1.1.8.2:

   Ножки с концами проводов предварительно окунают в экзотермическую смесь с температурой сгорания 350–400 °C, а затем пайка ведется как раньше – окунанием в припой с температурой 280 °C. Изоляция сгорает при вспышке экзотермической смеси, а полистирольная катушка не размягчается.

1.2. Разрушение веполей

   В подкласс 1.2 входят стандарты на разрушение веполей и устранение или нейтрализацию вредных связей в них. Наиболее сильная идея этого подкласса – мобилизация необходимых элементов за счет использования имеющихся вещественно-полевых ресурсов. Особенно важен стандарт 1.2.2, по которому функции нового вещества выполняет уже имеющееся в системе, но видоизмененное вещество.

1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества

   Если между двумя веществами в веполе возникают сопряженные – полезное и вредное – действия (причем непосредственное соприкосновение веществ сохранять не обязательно), задачу решают введением между веществами постороннего третьего вещества, дарового или достаточно дешевого:

   (Волнистой стрелкой обозначено взаимодействие, которое по условиям надо устранить.)

Авторское свидетельство № 937726

   При взрывном уплотнении стенок скважины взрывные газы, выполняя полезную функцию, одновременно оказывают и вредное действие – приводят к образованию трещин в стенках. Предложено «окутать» шнуровой заряд оболочкой из пластилина: давление передается, трещин нет.

Авторское свидетельство № 724242

   Способ гибки ошипованной трубы намоткой ее в холодном состоянии на гибочный шаблон отличается тем, что с целью повышения качества при гибке трубы на радиус менее трех наружных диаметров трубы при намотке трубы ее шипы погружают в слой эластичного материала, например полиуретана.

Авторское свидетельство № 460148

   Способ изготовления изделий без снятия поверхностного слоя материала, например пластическим деформированием в технологической среде с последующей очисткой (например, ультразвуковой) в моющей жидкости. Отличается тем, что с целью интенсификации процесса очистки на поверхность изделия перед обработкой наносят вещество, удаляющееся в моющей жидкости легче, чем технологическая среда.

Авторское свидетельство № 880889

   Способ упаковки и консервации изделий со сложно-рельефной поверхностью, предусматривающий окунание их в расплав полимера. Отличается тем, что с целью облегчения съема упаковки перед окунанием в расплав вводят подслой, содержащий парообразующее вещество.

1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ

   Если между двумя веществами в веполе возникают сопряженные – полезное и вредное – действия, причем непосредственное соприкосновение веществ сохранять не обязательно, а использование посторонних веществ запрещено или нецелесообразно, задачу решают введением между веществами третьего, являющегося их видоизменением.

   Вещество В, может быть введено в систему извне в готовом виде или получено (действием П₁ или П₂) из имеющихся веществ. В частности, В, может быть «пустотой», пузырьками, пеной и т. д.

Авторское свидетельство № 412062

   Способ предупреждения кавитационной эрозии гидродинамических профилей, например подводных крыльев, путем покрытия поверхности профиля защитным слоем. Отличается тем, что с целью повышения его эффективности при одновременном снижении гидродинамического сопротивления профиля защитный слой создают беспрерывным намораживанием на поверхности корки льда по мере разрушения ее от кавитации, поддерживая толщину защитного слоя в установленных пределах, исключающих оголение и ее эрозию под действием кавитации.

Авторское свидетельство № 783154

   Способ транспортирования пульпы по трубопроводу, включающий подачу пульпы в трубопровод и перемещение по нему. Отличается тем, что с целью снижения износа трубопровода наружную стенку последнего охлаждают до образования на внутренней его поверхности слоя замороженной пульпы.

Задача 3

   При осаждении металлов электролизом из водных растворов возникает проблема отделения осадка (продукции) от катода (инструмента). Операция эта весьма трудоемкая и производится вручную (красноречиво само название операции – «сдирка»). Как быть?

Решение задачи 3 по стандарту 1.2.2:

   Между катодом и слоем осажденного на катод металла должна быть прослойка – легко образующаяся, электропроводная, легко разрушающаяся. По а. с. № 553309 такую прослойку получают, покрывая катод рыхлым губчатым слоем осаждаемого металла, который наносят электролитически в режиме предельного тока.

1.2.3. Оттягивание вредного действия поля

   Если необходимо устранить вредное действие поля на вещество, задача может быть решена введением второго элемента, оттягивающего на себя вредное действие поля:

Авторское свидетельство № 152492

   Для защиты подземных кабельных линий от повреждений, вызываемых образованием в грунте морозобойных трещин, заранее прорывают узкие прорези («трещины») в стороне от трассы кабеля.

   Для защиты труб от разрыва при замораживании в трубе размещают надувную пластмассовую вставку (шланг). Замерзая, вода расширяется и сдавливает мягкую вставку, а труба остается целой.

1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля

   Если между двумя веществами в веполе возникают сопряженные – полезное и вредное – действия, причем непосредственное соприкосновение веществ – в отличие от стандартов 1.2.1 и 1.2.2 – должно быть сохранено, задачу решают переходом к двойному веполю, в котором полезное действие остается за полем П₁, а нейтрализацию вредного действия (или превращение вредного действия во второе полезное действие) осуществляет П₂:

Авторское свидетельство № 755247

   Для опыления цветок обдувают воздухом. Но цветок от ветра закрывается. Предложено раскрывать цветок воздействием электрического заряда.

Авторское свидетельство № 589482

   Автоматическая система с обратной связью возбуждает в фундаментных опорах колебания, равные по величине, но противоположные по направлению колебаниям, возникающим при работе технологического оборудования.

1.2.5. «Отключение» магнитных связей

   Если надо разрушить веполь с магнитным полем, задача может быть решена с применением физэффектов, «отключающих» ферромагнитные свойства веществ, например размагничиванием при ударе или при нагреве выше точки Кюри:

Авторское свидетельство № 397289

   Способ контактной приварки ферропорошков. Перед подачей в зону приварки порошок нагревают до точки Кюри. Это предотвращает выталкивание порошка магнитным полем сварочного тока.

Авторское свидетельство № 312746

   Способ внутреннего шлифования путем воздействия на изделие ферромагнитной средой, которую приводят в движение посредством вращающегося магнитного поля. Отличается тем, что с целью интенсификации обработки изделий из ферромагнитного материала последние нагревают до температуры, равной или выше точки Кюри.

Класс 2

Развитие вепольных систем

   2.1. Переход к сложным веполям

   2.1.1. Переход к цепному веполю

   2.1.2. Переход к двойному веполю

   2.2. Форсирование веполей

   2.2.1. Переход к более управляемым полям

   2.2.2. Дробление инструмента

   2.2.3. Переход к капиллярно-пористому веществу

   2.2.4. Динамизация веполя

   2.2.5. Структуризация поля

   2.2.6. Структуризация вещества

   2.3. Форсирование согласования ритмики

   2.3.1. Согласование ритмики поля и изделия (или инструмента)

   2.3.2. Согласование ритмики используемых полей

   2.3.3. Согласование несовместимых или ранее независимых действий

   2.4. Феполи (Комплексно-форсированные веполи)

   2.4.1. Переход к «протофеполю»

   2.4.2. Переход к феполю

   2.4.3. Использование магнитной жидкости

   2.4.4. Использование капиллярно-пористой структуры феполя

   2.4.5. Переход к комплексному феполю

   2.4.6. Переход к феполю на внешней среде

   2.4.7. Использование физэффектов

   2.4.8. Динамизация феполя

   2.4.9. Структуризация феполя

   2.4.10. Согласование ритмики в феполе

   2.4.11. Переход к эполю – веполю с взаимодействующими токами

   2.4.12. Использование электрореологической жидкости

2.1. Переход к сложным веполям

   Повышение эффективности веполей может быть достигнуто прежде всего переходом от простых веполей к сложным – цепным и двойным. Усложнение здесь относительно небольшое, между тем переход обеспечивает появление новых и усиление уже имеющихся качеств, прежде всего управляемости системы.

2.1.1. Переход к цепному веполю

   Если нужно повысить эффективность вепольной системы, задачу решают превращением одной из частей веполя в независимо управляемый веполь и образованием цепного веполя:

   (В₃, или В₄, в свою очередь, может быть развернуто в веполь.)

Авторское свидетельство № 428119

   Устройство для заклинивания, содержащее клин и клиновую прокладку с нагревательным элементом, отличающееся тем, что с целью облегчения извлечения клина клиновая прокладка выполнена из двух частей, одна из которых легкоплавкая.

Авторское свидетельство № 1052351

   Сборный инструмент, в котором корпус состоит из двух концентрично расположенных втулок (вместо одного цилиндра). Втулки сопряжены между собой с гарантированным натягом и выполнены из материалов с различным коэффициентом линейного расширения, выбранных из условия сохранения гарантированного натяга и создания осевого натяга в инструменте.

   Если в технической системе имеется объект, который движется или должен двигаться под действием силы тяжести вокруг некоторой оси, и надо управлять движением этого объекта, задача решается введением в данный объект вещества, управляемо движущегося внутри объекта и вызывающего своим движением перемещение центра тяжести системы.

Авторское свидетельство № 27176 3

   Самоходный кран с подвижным противовесом.

Авторское свидетельство № 508427

   Трактор с подвижным центром тяжести для работы на крутых склонах.

Авторское свидетельство № 329441

   Качающийся дозатор имеет ковш, постепенно заполняемый жидкостью, и противовес. Когда ковш наполняется, дозатор наклоняется и выливает жидкость. Однако такой дозатор слишком рано начинает подниматься – часть жидкости остается в ковше. Предложено в противовесе сделать канал, в котором свободно перемещается шарик. При опрокидывании ковша шарик смещается к оси, передвигает центр тяжести системы и тем самым удерживает ковш наклонным до полного слива жидкости.

   Цепной веполь может образовываться и при развертывании связей в веполе. В этом случае связь В₁ – В₂ встраивается в звено П₂ – В₃:

Патент Англии 824047

   Предлагается устройство для передачи вращения с одного вала к другому (муфта), содержащее наружный и внутренний роторы, охваченные электромагнитом. В зазоре между роторами находится магнитная жидкость, твердеющая в магнитном поле. Если электромагнит не включен, роторы свободно вращаются относительно друг друга. При включении электромагнита жидкость приобретает твердость и жестко связывает роторы, то есть позволяет передавать вращающий момент.

2.1.2. Переход к двойному веполю

   Если дан плохо управляемый веполь и нужно повысить его эффективность, причем замена элементов этого веполя недопустима, задача решается постройкой двойного веполя путем введения второго поля, хорошо поддающегося управлению:

Авторское свидетельство № 275331

   Способ регулируемого расхода жидкого металла из разливочного ковша, отличающийся тем, что с целью безаварийной разливки гидростатический напор регулируют высотой металла над отверстием разливочного стакана, вращая металл в ковше электромагнитным полем.

Задача 4

   Установка для получения искусственных шаровых молний представляет собой реактор («бочку»), внутри которого находится гелий (давление до 3 атм.). Под действием мощного электромагнитного излучения в гелии возникает плазменный шнуровой разряд, стягивающийся в сферический сгусток плазмы. Для удержания этого сгустка в центральной части «бочки» используют соленоид, кольцеобразно расположенный вокруг «бочки». Изменились условия опыта – резко повысилась мощность ЭМ-излучения. Плазма стала горячее и, следовательно, менее плотной, более легкой. Плазменный шар стал всплывать вверх. Чтобы удержать молнию в центре «бочки», попробовали повысить мощность соленоидного кольца. Ничего не получилось: молния поднималась вверх – только чуть медленнее. Сотрудники П. Л. Капицы предложили демонтировать установку, строить новую, имеющую значительно более сильную соленоидную систему. Но П. Л. Капица нашел другое решение. Какое?

Решение задачи 4 по стандарту 2.1.2:

   Дан неэффективный (неуправляемый) веполь: гравитационное поле, плазменный разряд, газ. Необходимо ввести второе (управляемое) поле. Каким оно может быть? Гравитационные, тепловые, электромагнитные поля отпадают по условиям задачи. Остаются различные механические поля, прежде всего – поле центробежных сил.

   «Идея заключалась в том, чтобы завертеть по кругу газ… Вместе с газом завертелся и сам разряд и перестал всплывать… А заставляли газ непрерывно вращаться самые обычные воздуходувки, хорошо знакомые всем по домашнему пылесосу. Впрочем, именно пылесос и был использован на первых порах» («Химия и жизнь», 1971, № 3, с. 8).

2.2. Форсирование веполей

   Общая идея шести стандартов, входящих в этот подкласс, заключается в увеличении эффективности веполей – простых и сложных – без введения новых полей и веществ. Достигается это форсированным использованием имеющихся вещественно-полевых ресурсов.

2.2.1. Переход к более управляемым полям

   Если дана вепольная система, ее эффективность может быть повышена заменой неуправляемого (или плохо управляемого) рабочего поля управляемым (хорошо управляемым) полем, например заменой гравитационного поля механическим, механического – электрическим и т. д.

Авторское свидетельство № 989386

   Способ определения поверхностного натяжения жидкостей методом максимального давления в капле, выдавливаемой из капилляра, отличающийся тем, что с целью экономии дорогостоящих материалов, повышения воспроизводимости результатов и расширения круга исследуемых материалов максимальное давление создают с помощью центробежных сил, при этом измеряют скорость вращения жидкости в капилляре в момент выдавливания капли.

Авторское свидетельство № 496146

   Способ очистки электролита в процессе электромеханической обработки, основанный на отделении продуктов анодного растворения, отличающийся тем, что с целью повышения качества очистки электролит до входа в рабочий зазор пропускают через электростатическое поле.

Авторское свидетельство № 1002259

   Способ сгущения биосуспензий путем аэрации и флотации в псевдосжиженном слое частиц дисперсного материала в присутствии поверхностно-активного вещества и коагулянта, отличающийся тем, что с целью повышения степени сгущения биосуспензий микроорганизмов активного ила в качестве дисперсного материала в зоне аэрации используют частицы из ферромагнетиков, а в зоне флотации – из сегнетоэлектриков.

2.2.2. Дробление инструмента

   Если дана вепольная система, ее эффективность может быть повышена путем увеличения степени дисперсности (дробления) вещества, играющего роль инструмента:

   Пояснения:

   А. Символом В^м обозначено вещество, состоящее из множества мелких частиц (песчинки, порошок, дробинки и т. д.).

   Б. Стандарт 2.2.1 отражает одну из основных закономерностей развития технических систем – тенденцию к измельчению инструмента или его части, непосредственно взаимодействующей с изделием.

Авторское свидетельство № 272737

   При последовательной перекачке разных жидкостей по одному трубопроводу использовались поршневые и шаровые разделители. Работали они плохо, быстро истирались, застревали и т. д. Предложено ввести в зону контакта жидкостей разделитель из дробинок размерами 0,3–0,5 мм с плотностью, равной средней плотности жидкостей.

Авторское свидетельство № 354145

   В щите для выемки угольных пластов вместо балок большого диаметра предложено использовать пучки из тонкомерных стержней. Видна линия дальнейшего развития: от пучков стержней к пучкам нитей.

2.2.3. Переход к капиллярно-пористому веществу

   Особый случай дробления вещества – переход от сплошных веществ к капиллярно-пористым. Переход этот осуществляется по линии: «сплошное вещество – сплошное вещество с одной полостью – сплошное вещество со многими полостями (перфорированное вещество) – капиллярно-пористое вещество – капиллярно-пористое вещество с определенной структурой (и размерами) пор».

   По мере развития этой линии увеличивается возможность размещения в полостях-порах жидкого вещества и использования физических эффектов:

Авторское свидетельство № 243177

   Устройство для передачи усилий от опоры копра на фундамент. Отличается тем, что с целью обеспечения равномерности давления на фундамент выполнено в виде плоского замкнутого сосуда, заполненного жидкостью.

Авторское свидетельство № 878312

   Огнепреградитель, содержащий корпус с размещенными между решеток гранулами насадки, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности работы огнепреградителя гранулы насадки выполнены полыми из легкоплавкого материала и заполнены огнетушащим веществом.

Авторское свидетельство № 403517

   Нагревательный стержень-паяльник выполнен не сплошным, а капиллярно-пористым. Благодаря этому можно отсасывать припой при демонтаже паяных соединений.

Авторское свидетельство № 493252

   Пучок капиллярных трубок (вместо одного крупного баллончика) образует устройство, аккуратно наносящее клей.

Авторское свидетельство № 713697

   Экструзионная головка, содержащая корпус с рабочим каналом, облицованным пористым материалом, и со штуцером для подвода смазки в рабочий канал через облицовку. Отличается тем, что с целью повышения экономичности путем возможности подачи смазки под сниженным давлением облицовка выполнена двухслойной, причем наружный слой выполнен с большим размером пор, чем внутренний, контактирующий с расплавом.

2.2.4. Динамизация веполя

   Если дана вепольная система, ее эффективность может быть повышена путем увеличения степени динамизации, то есть перехода к более гибкой, быстро меняющейся структуре системы:

   Пояснения:

   А. Треугольным символом с волнистой линией обозначена динамичная вепольная система, перестраивающаяся в процессе работы.

   Б. Динамизация В₂ чаще всего начинается с разделения В₂ на две шарнирно соединенные части. Далее динамизация идет по линии: «один шарнир – много шарниров – гибкое В₂».

   В. Динамизация П в простейшем случае осуществляется переходом от постоянного действия поля (или П совместно с В₂) к импульсному действию.

Авторское свидетельство № 324990

   Опора для шпалерных насаждений, выполненная в виде столба для крепления шпалерной проволоки, отличающаяся тем, что с целью использования самой опоры для осеннего пригибания ветвей, подвязанных к проволоке, она выполнена из двух шарнирно соединенных частей.

Авторское свидетельство № 943392

   Способ обработки тампонажного раствора путем воздействия на него магнитным полем, отличающийся тем, что с целью повышения качества тампонажного раствора воздействие магнитным полем ведут в импульсном режиме.

   Эффективная динамизация системы может быть осуществлена за счет использования фазовых переходов первого рода (например, замерзание воды или таяние льда) или второго рода (например, эффект «памяти формы»).

Авторское свидетельство № 280867

   Способ соединения токоподводящих шин электролизных ванн легкоплавким составом, помещенным в зазоры между концами шин. Отличается тем, что с целью снижения окисления сплава и улучшения электрического контакта между шинами количество тепла, отводимое от контактного соединения, регулируют так, чтобы при работе ванны поддерживать сплав в твердом состоянии, а при демонтаже и монтаже контактного соединения – в жидком.

Авторское свидетельство № 710736

   Устройство для гибки петель из проволоки, содержащее смонтированные в корпусе оправку и гибочный инструмент, отличающееся тем, что с целью упрощения конструкции оно имеет нагреватель для гибочного инструмента. При этом гибочный инструмент выполнен из термообработанного материала, например из титано-никелевого сплава, способного при нагревании принимать полученную в процессе термообработки конфигурацию, восстанавливаемую до первоначальной при охлаждении.

2.2.5. Структуризация поля

   Если дана вепольная система, ее эффективность может быть повышена переходом от полей однородных или имеющих неупорядоченную структуру к полям неоднородным или имеющим определенную пространственную структуру (постоянную или переменную):

   Пояснения. Значок # над буквой П указывает, что поле имеет определенную пространственно-временную структуру.

Авторское свидетельство № 504538

   Способ фумигации (окуривания ядовитым газом) помещений на судах. Пункт 1 формулы изобретения: используют звуковое поле. Пункт 3: источники звука работают в противофазе и создают стоячие волны.

Авторское свидетельство № 715341

   Частицы порошка заряжают разноименным электричеством. Наносят слой одного порошка на слой другого и перемещают их в неоднородном электрическом поле. При движении порошки быстро смешиваются.

Авторское свидетельство № 1044333

   Для отделения из потока слабомагнитных тонких фракций предложено использовать неоднородное магнитное поле, создаваемое рифленой пластиной.

   Если веществу, входящему в веполь (или могущему войти), должна быть придана определенная пространственная структура, то процесс следует вести в поле, которое имеет структуру, соответствующую требуемой структуре вещества:

Авторское свидетельство № 536874

   Способ профилирования материала (типа пруткового) путем наложения на заготовку ультразвуковых колебаний и ее пластической деформации, отличающийся тем, что с целью получения на заготовке периодического профиля синусоидального характера заготовку подвергают действию ультразвуковых колебаний так, чтобы расположение пучностей и узлов ультразвуковой волны соответствовало выступам и впадинам профиля, после чего осуществляется процесс пластического деформирования заготовки в осевом направлении.

   Если надо перераспределить энергию поля, например с целью концентрации, или, наоборот, создать зоны, где действие поля не проявляется, следует перейти к использованию стоячих волн.

Авторское свидетельство № 1085767

   Способ заточки стеклянных микропипеток, установленных под углом к подложке, на которую помещают свободный абразив, отличающийся тем, что с целью повышения производительности из абразива посредством возбуждения стоячей волны формируют валик, в который помещают обрабатываемый кончик микропипетки.

   Стандарт 2.2.5 часто используют в сочетании со стандартом 1.2.5 (отключение магнитных связей).

Авторское свидетельство № 729658

   Способ изготовления ферритовых изделий со сложным магнито-проводом, включающий прессование ферритовой плиты с последующим обжигом и выполнением в ней нерабочих зон, отличающийся тем, что с целью повышения механической прочности изделий нерабочие зоны выполняют с местным нагревом до потери магнитных свойств.

Авторское свидетельство № 880570

   Способ сборки штампа по чертежу путем размещения на электромагнитной плите составляющих формообразующих элементов и последующего закрепления их на плите пропусканием через нее тока. Отличается тем, что с целью повышения производительности труда формообразующие элементы штампа выполняют из термомагнитного сплава, размещают их на плоскости электромагнитной плиты равномерно, посредством инфракрасных лучей проецируют на них изображение чертежа, нагревают освещенные участки до температуры перехода через точку Кюри, после чего через электромагнитную плиту пропускают ток.

Задача 5

   Предположим, что на одной из планет системы Тау-Кита обнаружена жизнь. Правда, всего лишь в виде планктона. Автоматы доставили на Землю образцы воды с крохотными (50–100 микрон) комочками живой материи. Сразу же возникла задача: как наблюдать «инопланетян» в микроскоп, если они находятся в постоянном броуновском движении? Посмотришь в микроскоп и ничего не разглядишь: тау-китяне, как сказано у поэта, «то явятся, то растворятся»…

   Чтобы вести наблюдение с помощью микроскопа, объект нужно остановить и некоторое время (1–2 минуты) подержать на месте. Требуется предложить идею способа фиксирования микрообъектов в жидкости (в условиях максимально близких к естественным).

   Для сведения. Частицы планктона практически неспособны к самостоятельному передвижению. Они перемещаются вместе с водой либо за счет броуновского движения.

Решение задачи 5 по стандарту 2.2.5:

Авторское свидетельство № 523397

   Создают стоячую волну. Частицы фиксируются в узлах.

2.2.6. Структуризация вещества

   Если дана вепольная система, ее эффективность может быть повышена переходом от веществ однородных или имеющих неупорядоченную структуру к веществам неоднородным или имеющим определенную пространственную структуру (постоянную или переменную):

   Значок # над буквой В указывает, что вещество имеет определенную пространственно-временную структуру.

Авторское свидетельство № 713146

   Способ изготовления пористых огнеупоров: для создания направленной пористости используют выгорающие шелковые нити.

   Если нужно получить интенсивное тепловое воздействие в определенных местах системы (точках, линиях), в эти места следует заранее ввести экзотермические вещества.

2.3. Форсирование согласования ритмики

   Подкласс 2.3 включает стандарты по форсированию веполей особенно экономичными способами. Вместо введения или существенного изменения веществ и полей стандарты подкласса 2.3 предусматривают чисто количественные изменения – частот, размеров, массы. Таким образом, значительный новый эффект достигается при минимальных изменениях системы.

2.3.1. Согласование ритмики поля и изделия (или инструмента)

   В вепольных системах действие поля должно быть согласовано по частоте (или сознательно рассогласовано) с собственной частотой изделия (или инструмента).

Авторское свидетельство № 614794

   Устройство для массажа синхронно с ударами сердца. В стенку ванны, куда помещают больного, вмонтирована диафрагма насоса, передающего лечебной жидкости или грязям импульсы по команде датчика, контактирующего с телом больного.

Авторское свидетельство № 787017

   Способ низведения камней мочеточников путем введения в мочеточник петли, закрепления ее на камне и приложения тянущего усилия. Отличается тем, что с целью увеличения числа видов и размеров низводимых камней, а также уменьшения травмирования мочеточника и болевых ощущений частоту тянущих усилий выбирают кратной частоте перистальтики мочеточника.

Авторское свидетельство № 317797

   Способ предварительного ослабления угольного пласта путем воздействия на породы искусственно создаваемых импульсов, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности ослабления на массив, предварительно приведенный в возбужденное состояние, воздействуют направленными импульсами с частотой, равной частоте собственных колебаний массива.

Авторское свидетельство № 856706

   Способ дуговой сварки плавящимся электродом, при котором на дугу воздействуют импульсным высокочастотным магнитным полем, отличающимся тем, что с целью повышения производительности процесса дуговой сварки магнитное поле генерирует с частотой пульсации, равной собственной частоте электрода.

Авторское свидетельство № 641229

   Способ работы шлаковой шахты путем сжигания в ее полости топлива, отличающийся тем, что с целью улучшения вытекания шлака сжигание топлива осуществляют в пульсирующем режиме с частотой колебаний, равной собственной частоте колебаний шахты.

Авторское свидетельство № 307896

   Способ безопилочного резания древесины при помощи изменяющего свои геометрические размеры режущего инструмента, отличающийся тем, что с целью снижения усилия внедрения инструмента в древесину резание ее осуществляют инструментом, частота пульсации которого близка к собственной частоте колебаний перерезаемой древесины.

Авторское свидетельство № 940714

   Способ распускания закристаллизовавшегося в сотах меда, включающий размещение сотов с медом в электромагнитном поле СВЧ. Отличается тем, что с целью исключения деформации сотов одновременно с обработкой в электромагнитном поле СВЧ соты с медом охлаждают, а обработку в электромагнитном поле проводят при частоте поля, равной резонансной частоте диполей воды.

Примеры на антирезонанс:

Авторское свидетельство № 514141

   Уплотнение торцового типа с двумя и более концентрично расположенными торцовыми парами, отличающееся тем, что с целью повышения надежности при работе в условиях значительных вибраций торцовые пары выполнены с частотами собственных колебаний неравными и некратными друг другу.

Авторское свидетельство № 714509

   Провод электропередачи, содержащий один или несколько повивов проволок, отличающийся тем, что с целью увеличения эксплуатационной надежности провода путем уменьшения амплитуды колебания провода при гололедно-ветровых нагрузках диаметр одной из проволок внешнего повива больше диаметра остальных.

Задача 6

   В пятом номере бюллетеня «Изобретения. Открытия» за 1985 г. на стр. 99 приведена формула а. с. № 1138511: «Способ закрепления несвязных пород, включающий нагнетание в породы тампонажного раствора, отличающийся тем, что с целью снижения затрат путем увеличения радиуса закрепления пород во время нагнетания тампонажного раствора ему и окружающим породам сообщают колебания». Спрогнозируйте следующее техническое решение, закономерно развивающее изобретение по а. с. № 1138511.

Решение задачи б по стандарту 2.3.1:

   Очевидная аналогия с приведенным выше а. с. № 317797, по которому ослабление горной породы достигается нагнетанием жидкости в резонанс с частотой разрушаемого массива. По а. с. № 1138511 надо не ослаблять, а укреплять массив горной породы. Следовательно, следующее изобретение рассогласует (а может быть, и согласует) частоту нагнетания тампонажного раствора с собственной частотой горного массива.

2.3.2. Согласование ритмики используемых полей

   В сложных вепольных системах должны быть согласованы (или сознательно рассогласованы) частоты используемых полей.

Авторское свидетельство № 865391

   Способ обогащения тонкоизмельченных сильномагнитных руд, включающий воздействие на руду бегущим магнитным полем и вибрациями. Отличается тем, что с целью повышения эффективности процесса сепарации бегущее поле включают синхронно вибрациям.

Авторское свидетельство № 521107

   Способ нанесения покрытий электрическими разрядами с использованием наносимого материала в виде порошка, включающий импульсную подачу тока с наложением магнитного поля. Отличается тем, что с целью повышения твердости и обеспечения мелкозернистости структуры покрытий наложение магнитного поля осуществляют импульсами, причем каждому импульсу магнитного поля соответствует импульс тока.

2.3.3. Согласование несовместимых или ранее независимых действий

   Если два действия, например изменение и измерение, несовместимы, одно действие осуществляют в паузах другого. Помните: паузы в одном действии должны быть заполнены другим полезным действием.

Авторское свидетельство № 336120

   Способ автоматического управления термическим циклом контактной точечной сварки (преимущественно деталей малых толщин), основанный на измерении термоэлектродвижущей силы, отличающийся тем, что с целью повышения точности управления при сварке импульсами повышенной частоты измеряют термоэлектродвижущую силу в паузах между импульсами сварочного тока.

Авторское свидетельство № 343722

   Способ производства тонких широких листов раскаткой на неподвижной опорной поверхности, отличающийся тем, что с целью получения повышенной ширины листа лист по частям раскатывают в поперечном направлении с продольным перемещением листа во время пауз рабочими движениями валка.

Авторское свидетельство № 778981

   Способ электрохимической обработки деталей импульсным рабочим током с индукционным нагреванием их в процессе обработки, отличающийся тем, что с целью повышения производительности труда индукционный нагрев производят в паузах между импульсами рабочего тока.

2.4. Феполи (комплексно-форсированные веполи)

   Форсирование может идти сразу несколькими стандартными путями. Наибольшему форсированию поддаются феполи (то есть веполи с дисперсным ферровеществом и магнитным полем).

2.4.1. Переход к «протофеполю»

   Если дана вепольная система, ее эффективность может быть повышена путем использования ферромагнитного вещества и магнитного поля:

   Пояснения:

   А. Стандарт о применении ферромагнитного вещества, не находящегося в измельченном состоянии. Речь идет о «протофеполях», «полуфеполях» – структуре на пути к феполям.

   Б. Стандарт применим не только к простым веполям, но и к комплексным, а также к веполям, включающим внешнюю среду.

Авторское свидетельство № 794113

   Способ укладки дренажа, включающий отрывку траншеи с одновременной укладкой в нее труб, заделку стыков труб фильтрующим материалом и засыпку траншеи грунтом. Отличается тем, что с целью повышения качества укладки путем устранения смещения труб (одна относительно другой) поверхность дренажных труб и фильтрующий материал перед укладкой в траншею покрывают слоем ферромагнетика и намагничивают.

Авторское свидетельство № 499898

   Питатель (преимущественно для образования порошково-воздушной смеси), содержащий герметичную емкость с разгрузочной горловиной, воздухопроводящим и расходным трубопроводами, смесительную камеру и механизм подачи порошка. Отличается тем, что с целью повышения ресурса механизма подачи его рабочий орган выполнен в виде гибкого ферромагнитного элемента, например стального троса, размещенного по оси разгрузочной горловины, последняя выполнена из парамагнитного материала между емкостью и смесительной камерой, а привод гибкого элемента осуществлен от последовательно подключаемых электромагнитов, смонтированных вокруг разгрузочной горловины с ее наружной стороны.

2.4.2. Переход к феполю

   Чтобы повысить эффективность управления системой, необходимо перейти от веполя или «протофеполя» к феполю, заменив одно из веществ феррочастицами (или добавив феррочастицы) – стружку, гранулы, зерна и т. д. – и использовав магнитное или электромагнитное поле.

   Эффективность управления повышается с увеличением степени дробления феррочастиц, поэтому развитие феполей идет по линии: «гранулы – порошок – мелкодисперсные феррочастицы».

   Эффективность повышается также с увеличением степени дробления вещества, в которое введены феррочастицы. Развитие здесь идет по линии: «твердое вещество – зерна – порошок – жидкость»:

   Пояснения:

   А. Переход к феполям можно рассматривать как совместное применение двух стандартов – 2.4.1 (введение ферровещества и магнитного поля) и 2.2.1 (дробление вещества).

   Б. Превратившись в феполь, вепольная система повторяет цикл развития веполей – но на новом уровне, так как феполи отличаются высокой управляемостью и эффективностью. Все стандарты, входящие в группу 2.4, можно считать своего рода «изотопами» нормального ряда стандартов (группы 2.1–2.3). Выделение «фепольной линии» в отдельную группу 2.4 оправдано (во всяком случае на этом этапе развития системы стандартов) исключительным практическим значением феполей. Кроме того, «фепольный ряд» удобен как тонкий исследовательский инструмент для изучения более грубого «вепольного ряда» и прогнозирования его развития.

Авторское свидетельство № 1045945

   Распылитель, содержащий емкость для жидкости с патрубками подачи и слива жидкости и электрод, соединенный с высоковольтным источником, отличающийся тем, что с целью повышения дисперсности электроаэрозоля и упрощения эксплуатации распылителя снаружи емкости расположена обмотка из провода, а внутри размещены гранулы из магнитно-твердого материала, намагниченные в магнитном поле.

Авторское свидетельство № 1006598

   Способ предотвращения образования льда на поверхности водоема, включающий создание на защищаемой поверхности теплоизоляционного слоя, образованного из гранул водонепоглощающего теплоизоляционного материала легче воды. Отличается тем, что с целью повышения надежности защиты путем ликвидации сноса теплоизоляционного материала течением теплоизоляционный слой, выполненный из гранул металлизированного ферромагнетиками материала, размещают между противоположно направленными магнитными полями.

Авторское свидетельство № 1068693

   Мишень для стрельбы из лука. Выполнена в виде кольцевого электромагнита, заполненного сыпучим ферромагнитным материалом.

Авторское свидетельство № 329333

   Пневматический дроссель с электромагнитным управлением, в корпусе которого расположен канал для прохода воздуха, с каналом соединены входной и выходной штуцеры, электромагнит, обмотка которого соединена с клеммами подачи входных сигналов, и клапан. Отличается тем, что с целью повышения надежности и упрощения конструкции дросселя его клапан выполнен в виде ферромагнитного порошка, расположенного между сетками, установленными в канале.

Авторское свидетельство № 708108

   Способ временного перекрытия трубопровода путем закачки в него композиции, способной отвердевать до образования герметизирующего тампона, отличающийся тем, что перед закачкой в трубопровод с целью повышения эффективности в композицию добавляют дисперсный адсорбент с ферромагнитными свойствами, а в процессе закачки в зоне формирования герметизирующего тампона на композицию воздействуют магнитным полем.

Авторское свидетельство № 933927

   Способ разрушения горных пород, заключающийся в том, что разрушение ведут жидкостью, содержащей ферромагнитные частицы, на которые воздействуют электромагнитным полем.

Задача 7

   Стальную проволоку изготавливают волочением через фильеру. При этом проволока быстро изнашивает фильеру, диаметр отверстия в ней (а следовательно, и диаметр проволоки) увеличивается, фильеру приходится часто менять. Как быть?

Решение задачи 7 по стандарту 2.4.2:

   Один из типичных случаев, когда решением является переход от веполя к феполю. А. с. № 499912: «Способ бесфильерного волочения стальной проволоки, включающий деформацию растяжением, отличающийся тем, что с целью получения проволоки постоянного диаметра без перегибов и нагрева, необходимую деформацию осуществляют путем протягивания проволоки через ферромагнитную массу, помещенную в электромагнитное поле».

2.4.3. Использование магнитной жидкости

   Эффективность феполей может быть повышена путем перехода к использованию магнитных жидкостей – коллоидных феррочастиц, взвешенных в керосине, силиконе или воде. Стандарт 2.4.3 можно рассматривать как предельный случай развития по стандарту 2.4.2.

Авторское свидетельство № 1124152

   Устройство для снижения гидравлического сопротивления в трубопроводе, содержащее средства для создания кольцевого пристеночного слоя маловязкой жидкости, отличающееся тем, что с целью снижения затрат средство для создания кольцевого пристеночного слоя выполнено в виде постоянных магнитов, установленных на внешней поверхности трубопровода на расстоянии равном 0,5–10 их ширины, при этом в качестве маловязкой жидкости используют магнитную жидкость.

Авторское свидетельство № 1068574

   Плотина с изменяемым агрегатным состоянием, включающая закрепленную на флютбете замкнутую оболочку из эластичного материала и заполнитель, отличающаяся тем, что с целью повышения надежности в работе плотины внутри оболочки размещен каркас из токопроводящей спирали, а в качестве заполнителя принята твердеющая в магнитном поле ферромагнитная жидкость.

Авторское свидетельство № 438829

   Заглушка, например для герметизации трубопровода и горловин, выполненная в виде стакана под уплотнитель, отличающаяся тем, что с целью сокращения времени установки и снятия заглушки на наружной поверхности стакана установлена электромагнитная катушка, а в качестве уплотнителя используется ферромагнитная жидкость.

Авторское свидетельство № 740646

   Магнитное транспортное устройство, преимущественно для транспортировки внутри герметичных камер, содержащее перемещаемый от привода в немагнитном трубопроводе ведущий магнитный элемент и связанную с ним через постоянный магнит ведомую тележку, расположенную вне трубопровода. Отличается тем, что с целью повышения надежности работы ведущий элемент выполнен из магнитной жидкости.

Авторское свидетельство № 985076

   Применение магнитной жидкости в качестве закалочной среды.

2.4.4. Использование капиллярно-пористой структуры феполя

   Эффективность феполей может быть повышена за счет использования капиллярно-пористой структуры, присущей многим фепольным системам.

Авторское свидетельство № 1013157

   Устройство для пайки волной припоя выполнено в виде магнитного цилиндра, покрытого слоем ферромагнитных частиц. Основное назначение – удаление излишков припоя. Одновременно пористая структура используется для подачи (как фитиль) флюса из внутренней полости цилиндра.

2.4.5. Переход к комплексному феполю

   Если нужно повысить эффективность управления системой путем перехода к феполю, а замена веществ феррочастицами недопустима, переход осуществляют построением внутреннего или внешнего комплексного феполя, вводя добавки в одно из веществ:

Авторское свидетельство № 751778

   Способ транспортирования деталей с помощью грузоподъемного электромагнита, отличающийся тем, что с целью обеспечения транспортирования немагнитных деталей последние предварительно засыпают магнитомягкими сыпучими материалами.

2.4.6. Переход к феполю на внешней среде

   Если нужно повысить эффективность управления системой путем перехода от веполя к феполю, а замена веществ феррочастицами (или введение добавок в вещества) недопустима, то феррочастицы следует ввести во внешнюю среду и, действуя магнитным полем, менять параметры среды, а следовательно, управлять находящейся в ней системой (стандарт 2.4.3):

Авторское свидетельство № 469059

   Способ демпфирования механических колебаний путем перемещения металлического неферромагнитного подвижного элемента между полюсами магнита, отличающийся тем, что с целью уменьшения времени демпфирования в зазор между полюсами магнита и подвижным элементом вводят магнитную жидкость и меняют напряженность магнитного поля пропорционально амплитуде колебаний.

   Если в системе используются поплавки или одна часть системы является поплавком, то в жидкость следует ввести ферромагнитные частицы и управлять кажущейся плотностью жидкости. Управление можно также вести, пропуская сквозь жидкость ток и действуя электромагнитным полем.

Авторское свидетельство № 527280

   Манипулятор для сварочных работ, содержащий поворотный стол и узел, выполненный в виде поплавкового механизма, шарнирно соединенного со столом через кронштейн и помещенного в емкость с жидкостью. Отличается тем, что с целью увеличения скорости перемещения стола в жидкость введена ферромагнитная смесь, а емкость с жидкостью помещена в электромагнитную обмотку.

   В качестве внешней среды могут быть использованы также электрореологические жидкости, управляемые электрическими полями.

2.4.7. Использование физэффектов

   Если дана фепольная система, ее управляемость может быть повышена за счет использования физических эффектов.

Авторское свидетельство № 452055

   Способ повышения чувствительности измерительных магнитных усилителей, заключающийся в использовании термического воздействия на сердечник магнитного усилителя. Отличается тем, что с целью снижения уровня магнитных шумов при работе усилителя поддерживают абсолютную температуру сердечника равной 0,92–0,99 температуры Кюри материала сердечника (использован эффект Гопкинса).

2.4.8. Динамизация феполя

   Если дана фепольная система, ее управляемость может быть повышена путем динамизации, то есть перехода к гибкой, меняющейся структуре системы:

Авторское свидетельство № 750264

   Устройство для контроля толщины стенок полых изделий из немагнитных материалов, содержащее индуктивный преобразователь с измерительной схемой и ферромагнитный элемент, расположенные по разные стороны контролируемой стенки. Отличается тем, что с целью повышения точности измерения ферромагнитный элемент выполнен в виде надувной эластичной оболочки, покрытой ферромагнитной пленкой.

Авторское свидетельство № 792080

   Способ имитации почвенной массы в устройствах для испытания рабочих органов сельскохозяйственных машин, предусматривающий введение в ее состав ферромагнитных частиц. Отличается тем, что с целью расширения условий испытания рабочих органов сельскохозяйственных машин на частицы воздействуют электромагнитным полем, напряженность которого регулируют.

Задача 8

   Из описания к а с. 903090: «Известен способ шлифования деталей инструментом в виде баллона из эластичного материала, рабочая поверхность которого покрыта абразивом. Шлифование происходит в условиях постоянного прижима инструмента к заготовке. Для равномерного прижима абразива к обрабатываемой поверхности в баллон вводят ферромагнитные частицы, образующие суспензию, а инструмент прижимают путем воздействия на него постоянным магнитным полем. Реализация данного способа позволяет повысить равномерность прижима абразива к обрабатываемой поверхности и точность обработки. Однако одновременно, вследствие увеличения площади контакта круга с заготовкой, в зоне резания повышается температура, усиливается затупление абразива, что приводит к повышению шероховатости обрабатываемых поверхностей и снижает производительность процесса…» Как быть?

Решение задачи 8 по стандартам 2.4.3, 2.4.7, 2.4.8:

   Постоянный прижим абразива заменяют переменным, круг вибрирует, трение уменьшается. С этой целью вводят дополнительное переменное магнитное поле, действующее на ферросуспензию (динамизация). Чтобы действие магнитного поля на ферросуспензию было максимальным, частицы суспензии выполняют из материала с магнитострикционными свойствами (использование физического эффекта).

2.4.9. Структуризация феполя

   Если дана фепольная система, ее эффективность может быть повышена переходом от полей однородных или имеющих неупорядоченную структуру к полям неоднородным или имеющим определенную пространственную структуру (постоянную или переменную):

Авторское свидетельство № 545479

   Способ магнитной формовки профильных изделий из термопластов. В качестве пуансона используют ферропорошок, на который налагают температурное поле, превышающее в местах наименьшей вытяжки точку Кюри:

   Если веществу, входящему в феполь (или могущему войти в феполь), должна быть придана определенная пространственная структура, то процесс следует вести в поле, со структурой, соответствующей требуемой структуре вещества:

Авторское свидетельство № 587183

   Способ получения ворса на поверхности термопластического материала, при котором ворс образуют путем вытяжки поверхностных слоев материала с последующим охлаждением. Отличается тем, что с целью повышения производительности и увеличения возможности управления процессом ворсообразования перед операцией вытяжки в поверхностные слои материала вводят ферромагнитные частицы, производят нагрев термопластического материала до температуры его плавления, а вытяжку осуществляют путем извлечения ферромагнитных частиц посредством их контакта с электромагнитом.

2.4.10. Согласование ритмики в феполе

   Если дана «протофепольная» или фепольная система, ее эффективность может быть повышена согласованием ритмики входящих в систему элементов.

Авторское свидетельство № 698663

   Предложено при вибромагнитной сепарации материала вращающееся магнитное поле реверсировать синхронно с вибрациями. При этом уменьшается сила сцепления между частицами материала и повышается эффективность разделения.

Авторское свидетельство № 267455

   Способ транспортирования ферромагнитных сыпучих и кусковых материалов путем сообщения им отрывной вибрации, отличающийся тем, что с целью повышения скорости транспортирования на вибрируемый материал в начале фазы его отрыва воздействуют импульсным магнитным полем, бегущим по направлению транспортирования. Причем длительность магнитных импульсов устанавливают равной фазе отрыва вибрируемого материала.

2.4.11. Переход к эполю – веполю с взаимодействующими токами

   Если введение ферромагнетиков или намагничивание затруднены, следует воспользоваться взаимодействием внешнего электромагнитного поля с контактно подведенными или неконтактно индуцированными токами или взаимодействием этих токов между собой.

Авторское свидетельство № 994726

   Способ разрушения горных пород: для силового воздействия пропускают импульсный ток по двум параллельным проводникам.

Авторское свидетельство № 1033417

   Способ захвата и удержания металлических немагнитных изделий, отличающийся тем, что с целью повышения его надежности в процессе захвата и удержания изделия через его тело в зоне действия магнитного поля пропускают электрический ток в направлении, перпендикулярном силовым линиям магнита.

Авторское свидетельство № 865200

   Способ съема ягод со шпалерных культур путем колебания шпалерных проволок с привязанными к ним побегами, отличающийся тем, что с целью снижения затрат труда и снижения повреждений шпалерных культур берут магнит с постоянным по направлению магнитным полем, между полюсами которого располагают шпалерные проволоки, по ним пропускают переменный электрический ток, а вдоль проволок перемещают магнит.

   Пояснения:

   А. Если феполи – системы, в которые введены ферромагнитные частицы, то эполи – системы, где вместо ферромагнитных частиц действуют (или взаимодействуют) токи.

   Б. Развитие эполей, как и развитие феполей, повторяет общую линию: простые эполи – комплексные эполи – эполи на внешней среде – динамизация – структурирование – согласование ритмики. Материал по эполям накапливается, его анализ покажет, целесообразно ли выделить стандарты по эполям в отдельную группу.

   В. Стандарт на эполи предложен И. Л. Викентьевым. (С.-Петербург).

Задача 9

   При распиливании драгоценных камней и чистых кристаллов применяют очень тонкие пильные полотна: чем тоньше полотно, тем меньше отходов. Привод полотна может быть любым (ручным, механическим, электромагнитным и т. д.). Сложность состоит в обеспечении строго постоянной по величине и направлению силы прижатия ко дну паза (пропила, разреза). Постоянство величины силы обеспечивает однородность плоскости после разрезания (без помутнений, температурных напряжений и т. д.). Непостоянство силы по направлению – гарантия сколов. Нужна идея способа, дающего строго постоянную силу прижатия полотна.

Решение задачи 9 по стандарту 2.4.11:

   В приведенном выше а. с. № 865200 решается противоположная задача: обеспечение колебаний шпалерной проволоки (проволока ничем в принципе не отличается от тонкого пильного полотна). Решение задачи 9 аналогично а. с. № 865200, только ток, естественно, используют не переменный, а постоянный (нужно не возбуждать колебания, а гасить их). Ответ – а. с. № 465311.

2.4.12. Использование электрореологической жидкости

   Особая форма эполей – электрореологическая суспензия (взвесь тонкого кварцевого порошка, например в толуоле), с управляемой вязкостью. Если неприменима феррожидкость, может быть использована электрореологическая жидкость.

Авторское свидетельство № 425660

   Дебалансный возбудитель колебаний. Дебалансы размещены в электрореологической жидкости.

Авторское свидетельство № 495467

   Электрореологическая жидкость с изменяемой вязкостью использована в амортизаторе транспортного средства.

Авторское свидетельство № 931471

   Применение электровязкой суспензии в устройстве для резки материалов – в качестве зажимающей среды.

Авторское свидетельство № 934143

   Шланг, содержащий внутренний и наружный слои, между которыми расположены слои электропроводных нитей, разделенные между собой слоем гибкого изоляционного материала. Отличается тем, что с целью возможности управления жесткостью гибкий изолирующий материал выполнен пористым и пропитан электрореологической суспензией.

Класс 3

Переход к надсистеме и на микроуровень

Класс 4

Стандарты на обнаружение и измерение систем

   4.1. Обходные пути

   4.1.1. Вместо обнаружения и измерения – изменение системы

   4.1.2. Использование копий

   4.1.3. Последовательное обнаружение изменений

   4.2. Синтез измерительных систем

   4.2.1. Синтез измерительного веполя

   4.2.2. Переход к комплексному измерительному веполю

   4.2.3. Переход к измерительному веполю на внешней среде

   4.2.4. Получение добавок во внешней среде

   4.3. Форсирование измерительных веполей

   4.3.1. Использование физэффектов

   4.3.2. Использование резонанса контролируемого объекта

   4.3.3. Использование резонанса присоединенного объекта

   4.4. Переход к фепольным измерительным системам

   4.4.1. Переход к измерительному «протофеполю»

   4.4.2. Переход к измерительному феполю

   4.4.3. Переход к комплексному измерительному феполю

   4.4.4. Переход к измерительному феполю на внешней среде

   4.4.5. Использование физэффектов

   4.5. Направление развития измерительных систем

   4.5.1. Переход к измерительным бисистемам и полисистемам

   4.5.2. Переход к измерению производных

4.1. Обходные пути

   Измерения и обнаружения в системах обслуживают главное – «измерительное» – действие. Поэтому желательно так перестроить главное действие, чтобы оно исключало необходимость (или сводило к минимуму) измерительно-обнаружительного действия. Конечно, не в ущерб точности.

4.1.1. Вместо обнаружения и измерения – изменение системы

   Если дана задача на обнаружение или измерение, целесообразно так изменить систему, чтобы вообще отпала необходимость в решении этой задачи.

Авторское свидетельство № 505706

   Способ индукционного нагрева деталей. Для самофиксации заданной температуры между индуктором и деталью помещают соль с температурой плавления равной заданной температуре.

Авторское свидетельство № 471395

   Индукционная печь для нагрева токами промышленной частоты, включающая тигель и индуктор, отличается тем, что с целью поддержания заданного режима нагрева тигель выполнен из ферромагнитного материала, точка Кюри которого равна заданной температуре нагрева.

4.1.2. Использование копий

   Если дана задача на обнаружение или измерение и при этом нельзя применить стандарт 4.1.1, то целесообразно заменить непосредственные операции над объектом операциями над его копией или снимком.

   Вместо непосредственного обмера бревен, погруженных на железнодорожную платформу, измерение ведут по фотоснимку, сделанному в определенном масштабе.

Авторское свидетельство № 241077

   Измерение деформаций оболочек затруднено тем, что оболочки являются частью громоздкой конструкции. Предложено изготавливать слепки (до деформации и после нее) и вести измерения на слепках.

   Если нужно сравнить объект с эталоном с целью выявления отличий, то задачу решают оптическим совмещением изображения объекта с эталоном, причем изображение объекта должно быть противоположно по окраске эталону или его изображению. Аналогично решают задачи на измерение, если есть эталон или его изображение.

Авторское свидетельство № 350219

   Контроль пластинки с просверленными отверстиями ведут, совмещая желтое изображение пластинки с синим изображением эталона. Если на экране появляется желтый цвет, значит, в контролируемой пластинке отсутствует отверстие. Появление синего цвета означает, что на пластинке есть лишнее отверстие.

Авторское свидетельство № 359512

   Способ сличения объектов, заключающийся в проектировании изображений сличаемых объектов на экран и совмещении идентичных участков изображений. Отличается тем, что с целью повышения надежности процесса сличения, изображения сличаемых материалов проецируются на экран контрастными, например, негативное и позитивное или красное и синее.

4.1.3. Последовательное обнаружение изменений

   Если дана задача на измерение и нельзя применить стандарты 4.1.1 и 4.1.2, то целесообразно перевести ее в задачу на последовательное обнаружение изменений.

Авторское свидетельство № 186366

   При добыче медных руд камерным способом образуются огромные подземные залы, камеры. От взрывов и по другим причинам потолок (кровля) камер местами отслаивается, падает. Необходимо регулярно следить за состоянием потолка, измерять образующиеся «ямы». Но как это сделать, если потолок на высоте пятиэтажного дома? Предложено при подготовке камер заранее бурить в кровле скважины – сбоку, над потолком – и закладывать в них разноцветные, люминесцирующие вещества. Если в каком-то месте выпала порода и образовался купол, это легко обнаружить по свечению люминофора. А по его цвету можно судить о высоте образовавшегося купола.

   Пояснения. Любое измерение производится с определенной степенью точности. Поэтому в задачах на измерение, даже если речь в них идет о непрерывном измерении, всегда можно выделить элементарный акт измерения, состоящий из двух последовательных обнаружений. Рассмотрим, например, задачу об измерении диаметра шлифовального круга. Измерение надо вести с определенной (и отнюдь не безграничной) точностью. Допустим, требуется точность в 0,01 мм. Это значит, что круг можно рассматривать состоящим из концентрических окружностей, причем расстояние между окружностями 0,01 мм. Задача сводится к вопросу: как обнаружить, что совершился переход от одной окружности к другой? Фиксируя такие переходы и зная их число, мы всегда можем вычислить диаметр круга.

   Переход от расплывчатого понятия «измерение» к четкой модели «два последовательных обнаружения» резко упрощает задачу.

4.2. Синтез измерительных систем

   В синтезе измерительных систем проявляется тактика, типичная для синтеза «изменительных» систем: любым путем достроить веполь, вводя недостающие вещества или поля. Отличается синтез измерительных веполей тем, что структура веполя должна обеспечить получение поля на выходе.

4.2.1. Синтез измерительного веполя

   Если невепольная система плохо поддается обнаружению или измерению, задачу решают, достраивая простой или двойной веполь с полем на выходе:

Авторское свидетельство № 269558

   Способ обнаружения момента начала кипения жидкости (то есть появления в жидкости пузырьков В₂). Через жидкость пропускают ток – при появлении пузырьков резко возрастает электрическое сопротивление.

Авторское свидетельство № 305395

   Способ обнаружения и счета инородных включений в жидкости, отличающийся тем, что с целью повышения чувствительности исследуемую среду облучают электромагнитными колебаниями сверхвысокой частоты и регистрируют форму и амплитуду рассеянных частицами колебаний, по которым судят о количестве включений в жидкости.

   Примечание. Вепольные группы типичны для ответов на задачи по обнаружению и измерению.

Задача 12

   Как зафиксировать образование первых трещин при испытаниях на усталость металлических образцов, например шатуна?

Решение задачи 12 по стандарту 4.2.1:

Авторское свидетельство № 246901

   От приведенного выше изобретения по а. с. № 269558 ситуация отличается только агрегатным состоянием исследуемого вещества. Но электрическое сопротивление твердого тела при появлении трещин резко возрастает – как и электрическое сопротивление жидкости при появлении пузырьков. Предложено пропускать по исследуемому образцу электрический ток.

4.2.2. Переход к комплексному измерительному веполю

   Если система (или ее часть) плохо поддается обнаружению или измерению, задачу решают переходом к внутреннему или внешнему комплексному веполю, вводя легко обнаруживаемые добавки:

Авторское свидетельство № 277805

   Способ обнаружения неплотностей в холодильных агрегатах, заполненных фреоном и маслом (преимущественно в домашних холодильниках), отличающийся тем, что с целью повышения точности определения мест утечек в агрегат вместе с маслом вводят люминофор, освещают агрегат в затемненном месте и определяют места утечки по свечению люминофора в просачивающемся через неплотности масле.

Авторское свидетельство № 110314

   Способ определения фактической площади контакта поверхностей, отличающийся тем, что для окрашивания поверхностей применяют люминесцентные краски.

4.2.3. Переход к измерительному веполю на внешней среде

   Если систему трудно обнаружить или измерить в какой-то момент времени и нет возможности ввести в объект добавки, то эти добавки, создающие легко обнаруживаемое и легко измеряемое поле, следует ввести во внешнюю среду, по изменению состояния которой можно судить об изменении состояния объекта:

Авторское свидетельство № 260249

   Для контроля износа двигателя нужно определить количество «стершегося» металла. Частицы его поступают во внешнюю среду – масло. Предложено добавлять в масло люминофоры: металлические частицы являются гасителями свечения.

4.2.4. Получение добавок во внешней среде

   Если во внешнюю среду нельзя извне ввести добавки по стандарту 4.2.3, то эти добавки могут быть получены в самой среде, например, ее разложением или изменением агрегатного состояния.

   В частности, в качестве таких добавок нередко используют газовые или паровые пузырьки, полученные электролизом, кавитацией и другими способами.

   Задача об измерении скорости потока жидкости в трубе (введение добавок извне исключено по условиям задачи). Решение: метку получают, используя кавитацию, дающую скопление мелких и потому устойчивых пузырьков.

4.3. Форсирование измерительных веполей

   Измерительные веполи могут быть форсированы применением физических эффектов и за счет согласования ритмики.

4.3.1. Использование физэффектов

   Если дана вепольная система, то эффективность обнаружений и измерений может быть повышена за счет использования физических эффектов.

Авторское свидетельство № 170739

   Исчезновение люминесцентных свойств у некоторых веществ в присутствии очень небольшого количества влаги.

Авторское свидетельство № 415516

   Резкое изменение показателя преломления света у алмазного зерна при изменении температуры.

   В частности, желательно, чтобы вещества в веполе образовывали термопару, «безвозмездно» дающую сигналы о состоянии системы. «Сигнальное поле» может быть получено также за счет индукции.

Авторское свидетельство № 715838

   Подшипник скольжения, содержащий подключенную к блоку защиты термопару и антифрикционный вкладыш, установленный в токопроводящей обойме, контактирующей с токопроводящим корпусом. Отличается тем, что с целью повышения быстроты действия защиты от перегрева термопара образована обоймой и корпусом.

Авторское свидетельство № 1046636

   Способ регистрации разрушенных изделий, включающий нанесение на контролируемую поверхность чувствительного слоя, отличающийся тем, что с целью повышения надежности в качестве чувствительного слоя используют магнитную пленку, на которой размещают токопроводящий контур, а о разрушении изделий судят по ЭДС индукции, возникающей в контуре.

4.3.2. Использование резонанса контролируемого объекта

   Если невозможно непосредственно обнаружить или измерить происходящие в системе изменения, а также пропустить сквозь систему поле, то задачу решают возбуждением в системе резонансных колебаний (во всей системе или какой-то ее части), по изменению частоты которых можно определить происходящие в системе изменения.

Авторское свидетельство № 271051

   Способ измерения массы вещества (например, жидкого) в резервуаре, отличающийся тем, что с целью повышения точности и надежности измерения возбуждают механические резонансные колебания системы «резервуар – вещество», измеряют их частоту, по величине которой судят о массе вещества.

Авторское свидетельство № 244690

   Способ определения линейного веса движущейся нити, заключающийся в том, что нить располагают на двух опорах, одной из которых сообщают механические колебания. Отличается тем, что с целью повышения точности измерения в качестве задатчика частоты колебаний опоры используют измеритель резонансных колебаний нити, а линейный вес определяют по частоте колебаний на выходе измерителя.

Авторское свидетельство № 560563

   Способ контроля выдаивания долей вымени животных при машинном доении, включающий определение степени опорожнения вымени по измерению физических свойств его с помощью известных устройств. Отличается тем, что с целью повышения точности контроля определение степени опорожнения долей вымени ведут по изменению уровня и частоты акустических колебаний, возникающих в них.

Задача 13

   Как контролировать – не прерывая работу – процесс электролитического полирования прецизионных лент?

Решение задачи 13 по стандарту 4.3.2:

   Решение идентично а. с. № 244690. По а. с. № 486078 предложен способ контроля процесса электролитического полирования прецизионных лент путем замера электрического параметра и косвенного определения геометрических размеров, отличающийся тем, что с целью повышения точности ленту размещают в магнитном поле, подключают к генератору и измеряют частоту собственных колебаний.

4.3.3. Использование резонанса присоединенного объекта

   Если невозможно применить стандарт 4.3.2, то о состоянии системы судят по изменению собственной частоты объекта (внешней среды), связанного с контролируемой системой.

Авторское свидетельство № 438873

   Способ измерения количества материала в кипящем слое (например, в аппарате для обжига цементного клинкера), отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения количество материала определяют по изменению амплитуды автоколебаний газа над кипящим слоем.

4.4. Переход к фепольным измерительным системам

   Измерительные веполи имеют особенно выраженную тенденцию перехода в фепольный ряд.

4.4.1. Переход к измерительному «протофеполю»

   Веполи с немагнитными полями имеют тенденцию перехода в «протофеполи», то есть веполи с магнитным веществом и магнитным полем.

Авторское свидетельство № 222892

   Способ обнаружения герметизированных отверстий (например, в подводной части корпуса законсервированного корабля), отличающийся тем, что с целью повышения надежности и ускорения процесса поиска местонахождения герметизирующего отверстия в патрубок отверстия перед его герметизацией закладывают излучающий элемент (например, постоянный магнит с направлением создаваемого им магнитного поля по нормали к наружной обшивке корпуса), обнаруживают это отверстие при помощи индикатора (например, магнитометра) по наибольшей величине напряженности магнитного поля.

4.4.2. Переход к измерительному феполю

   Если нужно повысить эффективность обнаружения или измерения «протофепольными» и вепольными системами, то необходимо перейти к феполям, заменив одно из веществ ферромагнитными частицами (или добавив ферромагнитные частицы) и обнаруживая или измеряя магнитное поле:

Авторское свидетельство № 239633

   Способ определения степени затвердевания (размягчения) полимерных составов, отличающийся тем, что с целью неразрушающего контроля в состав вводят магнитный порошок и измеряют изменение магнитной проницаемости состава в процессе его затвердевания (размягчения).

4.4.3. Переход к комплексному измерительному феполю

   Если нужно повысить эффективность обнаружения или измерения системы путем перехода к феполю, а замена вещества ферромагнитными частицами недопустима, то переход к феполю осуществляют построением комплексного феполя, вводя добавки в вещество:

Авторское свидетельство № 754347

   Гидроразрыв пласта осуществляют, действуя жидкостью под давлением на горную породу. Для контроля за жидкостью в нее вводят ферропорошок и осуществляют магнитный каротаж.

4.4.4. Переход к измерительному феполю на внешней среде

   Если нужно повысить эффективность обнаружения или измерения системы путем перехода от веполя к феполю, а введение феррочастиц недопустимо, то феррочастицы следует ввести во внешнюю среду.

   При движении модели корабля в воде возникают волны. Для изучения характера волнообразования в воду добавляют частицы ферропорошка.

4.4.5. Использование физэффектов

   Если нужно повысить эффективность фепольной измерительной системы, необходимо использовать физические эффекты, например переход через точку Кюри, эффекты Гопкинса и Баркгаузена, магнитоупругий эффект и т. д.

Авторское свидетельство № 115128

   Способ измерения температуры при помощи индуктивного датчика, свойства магнитопровода которого изменяются в зависимости от изменения его температуры, отличающегося тем, что с целью повышения точности измерений магнитопровод датчика разогревают (или охлаждают) до температуры внешнего магнитопровода, что вызывает резкое изменение его проницаемости (эффект Гопкинса).

Авторское свидетельство № 1035426

   Сигнализатор уровня жидкости, содержащий камеру из немагнитного материала, внутри которой помещен магнит, определяющий положение уровня жидкости, а снаружи – магнитоуправляемый контакт. Отличается тем, что с целью повышения надежности работы устройства магнит внутри камеры закреплен на высоте контролируемого уровня и покрыт термочувствительным материалом, точка Кюри которого ниже температуры контролируемой жидкости.

Авторское свидетельство № 332758

   Устройство для непрерывного индукционного нагрева штучных заготовок, перемещаемых с регулируемой скоростью под действием подающего механизма, связанного с электродвигателем, в камеру высокочастотного нагрева с цилиндрическим индуктором. Отличается тем, что с целью обеспечения автоматического контроля и регулирования температуры нагрева заготовок оно снабжено индукционной катушкой, устанавливаемой в нагревательной камере индуктора в зоне нагрева заготовок до температуры, вызывающей потерю магнитных свойств, и связанной с ней и электродвигателем исполнительной преобразующей схемой.

Авторское свидетельство № 266029

   Магнитная муфта скольжения, содержащая корпус и многополюсный ротор с постоянными магнитами, отличающаяся тем, что с целью обеспечения автоматического включения и выключения муфты при заданной температуре она снабжена шунтами, установленными между полюсами ротора и выполненными из термореактивного материала, имеющего характеристику магнитной проницаемости с точкой Кюри, соответствующей заданной температуре, а корпус и ротор изготовлены из материала с точкой Кюри, соответствующей температуре выше заданной («би-системный» переход через точку Кюри).

Авторское свидетельство № 504944

   Способ измерения усилия, заключающийся в изменении микроструктуры элемента, имеющего доменную структуру, и преобразовании изменений микроструктуры в электрический сигнал. Отличается тем, что с целью повышения чувствительности и точности измерения в нем регистрируют число скачкообразных изменений микроструктуры элемента, по которому судят о величине измеряемого усилия (эффект Баркгаузена).

Авторское свидетельство № 563556

   Способ измерения толщины металлопокрытий, заключающийся в том, что металлопокрытие подвергают электролитическому растворению, окончание которого фиксируют по сигналу электролитического взаимодействия с основой. Отличается тем, что с целью повышения точности измерения немагнитных металлопокрытий на ферромагнитной основе в качестве сигнала электролитического взаимодействия с основой используют шумы Баркгаузена.

4.5. Направление развития измерительных систем

   Развитие измерительных веполей совершается обычными системными переходами, но имеет и специфические особенности.

4.5.1. Переход к измерительным бисистемам и полисистемам

   Эффективность измерительной системы – на любом этапе развития – может быть повышена путем перехода к бисистеме и полисистеме.

   Пример. Задача об измерении температуры тела маленького жука-долгоносика. В стакан помещают много жуков. Между жуками возникает внутренняя среда, температура которой равна температуре жуков. Измерение ведут с помощью обыкновенного медицинского термометра.

Авторское свидетельство № 256570

   Устройство для измерения длины прыжка воднолыжника. Если под трамплином установить два микрофона: один над водой, а другой под водой, то разность времени прохождения воздушной и подводной волн будет пропорциональна длине прыжка.

4.5.2. Переход к измерению производных

   Измерительные системы развиваются в направлении: измерение функции – измерение первой производной функции – измерение второй производной функции.

Авторское свидетельство № 998754

   Способ определения напряженного состояния горного массива, при котором измеряют не само электросопротивление породы (как было раньше), а скорость изменения электросопротивления.

Класс 5

Стандарты на применение стандартов

Задачи на применение стандартов

Рекомендации по использованию системы стандартов

Контрольные ответы

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *

* * *