Задания турнира рыцарей Задание 1. Герои пьесы Шекспира "Сон в летнюю ночь" - эльфы,феи.Акте- ры обычно играли их в пышных средневековых костюмах,чтобы пока- зать, что действие происходит в старину.Но один режиссер ре- шил,что это неправильно.Феи и эльфы - персонажи народных ска- зок,они не должны быть роскошно одеты.Получилось противоре- чие:костюмы должны быть пышными, чтобы казаться старинными,и должны быть простонародными.Как быть? Задание 2. В машинах для получения жидкого гелия самая важная де- таль-детандер представляет собой вертикально стоящую тру- бу,высотой около трех метров и диаметром около десяти сантимет- ров.Однажды в эту трубу уронили поочередно резиновый мячик,же- лезный болт и медную гайку. Как доставали эти предметы? Задание 3. Художнику И.С.Телятникову в 1942 году была поручена разра- ботка ордена Александра Невского.На ордене должен был быть портрет полководца,причем такой,чтобы сразу было ясно кто это.Но не сохранилось ни портретов,ни описаний внешности русского князя.Как быть? Задание 4. Во время профессионального матча по боксу спортсмены и их тренеры столкнулись с загадкой.Довольно средний боксер неожи- данно одержал ряд побед над кандидатами в призеры, причем все - нокаутом.Проигравшие рассказали,что в начале боя его удары были обычными,но постепенно крепчали,достигая через некоторое время такой силы, будто боксер бил не обыкновенной перчаткой,а кам- нем. Но перчатки перед боем проверяет судья, булыжник в них не спрячешь.Что же происходило? Задание 5. В трубе под большим давлением течет вода. Но появилось от- верстие,сквозь которое бьет струя. Нужно заделать дыру,но по производственным причинам нельзя отключить магистраль.Заплату приваривают под большим давлением воды.Сварка идет нормально пока не доходит до самого последнего участка сварного шва.Когда пытаются его заварить,струя под давлением "выдувает" расплав- ленный металл и ничего не получается.Как быть? Задание 6. В двадцатых годах была выведена новая порода кроликов Рекс с ценным плюшевым мехом.Вывоз кроликов этой породы из Германии был запрещен.Но советский биолог Александр Сергеевич Сереб- ровский,находившийся в это время там в научной командиров- ке,вернувшись домой,развел в СССР этих необыкновенных кроли- ков.Как же ему это удалось? Задание 7. Дан параллелепипед из стекла.Как непосредственно измерить его большую диагональ,не разрушая его и не прибегая к вычисле- ниям? Задание 8. Нелегко определить,какую освещенность предпочитают те или иные растения.Нужны длительные опыты: высадить растения,осве- щать их по-разному,ждать какие лучше будут расти.А если требу- ется еще узнать, какая освещенность "приятна" растению в разном возрасте, в разное время суток?Как же быть? Задание 9. Из-за неожиданно суровой зимы в водопроводной трубе обра- зовались ледяные пробки.Как их ликвидировать? Задание 10. Известный шахматист Иоганн Цукерторт,один из трех сильней- ших шахматистов мира того времени,заключил пари с двумя другими ( Стейницем и Блекберном ),которые были сильнее его,что прове- дет с ними сеанс одновременной игры вслепую,набрав при этом не менее одного очка. Цукерторт пари выиграл,но благодаря не шах- матному искусству,а собственной изобретательности.Как ему это удалось? Задание 11. Контразведка задержала шпиона.Было известно,что секретные сведения "спрятаны" в записной книжке или на магнитофонной кассете с песнями.Но никакие,самые тщательные исследования за- писей в книжке,прослушивания кассеты на любых частотах даже с помощью ЭВМ не позволили узнать секрет.Как же его обнаружить? Задание 12. Как с помощью химической реакции получить магнитное поле? Задание 13. Во время Великой Отечественной войны в жгучие декабрьские морозы на одном из уральских заводов необходимо было установить мощный пресс для штамповки листов брони танков.Основание пресса весом в несколько тонн нужно было опустить в подготовленную для него яму,но не было подъемных кранов. А ждать нельзя,танки нуж- ны фронту.Как быть? Задание 14. Жильцы частного пансиона,в котором поселился американский физик Роберт Вуд,подозревали,что жареное мясо на завтрак хозяй- ка готовит из остатков обеда,собранных с тарелок. Через несколько дней Вуд представил неопровержимые доказательства не- добросовестности хозяйки.Как ему это удалось? Задание 15. В террариуме зоопарка сотни ядовитых змей однажды понадо- билось измерить длину каждой из них.Как быть? Задание 16. В астрономической обсерватории ведут поиск новых и сверх- новых звезд.Для этого ежедневно фотографируют один и тот же участок неба.И хотя он невелик,на нем в телескоп видно несколь- ко десятков тысяч звезд.Как среди них обнаружить новую звез- ду,которой вчера еще не было? Задание 17 Однажды на стройке возникла проблема:нужно было измерить горизонтальность плиты,расположенной за поворотом вентиляционо- го хода.Такой замер сделать легко с помощью обычного жидкостно- го уровня с воздушным пузырьком,да вот беда просунуть туда уро- вень еще можно,а вот заглянуть - никак. Полдня промучились,пы- таясь как-то приспособить зеркала, потом решили ломать уже го- товую бетонную стенку. Нельзя ли обойтись без этого? Задание 18. На химическом заводе между двумя цехами необходимо было положить трубопровод из стеклянных труб.Выкопали траншею,насы- пали песок и стали укладывать трубы.Но из-за совсем небольших неровностей дна, трубы стали ломаться,особенно при засыпке их землей. Можно было бы,конечно,выровнять дно траншеи очень точ- но, но это долго и дорого.Как быть? Задание 19. При изготовлении стальных труб очень важно отрезать от слитка заготовку точно заданного веса - тогда все трубы будут иметь нужную длину.А слитки имеют разные размеры и форму. Как быть ? Задание 20. Как разбить число 10 на два числа,в произведении дающих 40 ? Задание 21. Для полного осаждения мути на дно пробирки ( при исследо- вании чистоты воды )требуется несколько часов.Сегодня для уско- рения этого процесса используют центрифуги или специальные ак- тиваторы (например, химическое осаждение ),но это требует доро- гой и сложной аппаратуры . Однажды изобретатель показал такой "фокус":взял пробирку с жидкостью в руки,отвернулся,недолго "поколдовал" над ней и показал всем осажденную муть.Как ему это удалось? Задание 22. Корпус плавильной печи охлаждается водой,циркулирующей по трубам,проложенным позади огнеупорного слоя.Иногда трубы проры- ваются,поток воды попадает в расплавленный металл,что приводит к взрыву.Как предотвратить взрыв,сохранив водяное охлаждение? Задание 23. В капле воды миллионы микробов.Как отделить одного из них для наблюдения под микроскопом? Задание 24. В карьерах скапливаются отработанные газы от экскаваторов и самосвалов. Известен способ проветривания карьеров,при кото- ром грязный воздух нагревают,чтобы он стал легче и поднимался вверх.Однако нагретый воздух перемешивается с холодным,и это снижает эффективность проветривания. Как,сохранив прежний способ,снизить смешивание горячего грязного и чистого холодного воздуха? Задание 25. Довольно много инкубаторских цыплят гибнет в первые сутки после вылупления из яиц из-за отсутствия рефлекса на местополо- жение корма и воды.Приходится надеяться,что некоторые из них случайно найдут и то и другое,а другие станут им подражать.Как уменьшить потери цыплят? Задание 26. При протезировании ног очень важно,чтобы искусственная но- га была точь-в-точь как другая,живая.Казалось бы,сделать это несложно - снять слепок с живой ноги и отлить в нем искуствен- ную. Но так не получается,потому что две левые или две правые ноги никому не нужны.Как же быть? Задание 27. Одним из видов боевых действий авиации является прикрытие своих наступающих войск от возможной бомбардировки противника. Истребители прикрывают войска,летая на небольшой высоте с малой скоростью,чтоб не расходовать много горючего.Но при появлении противника они оказываются в очень невыгодном положении:у них нет запаса высоты и большой скорости, что очень важно для успе- ха боя.А патрулировать на большой высоте нельзя:можно не успеть прикрыть войска.Как быть? Задание 28. Лучший самолет войны Ил-2 разработан под руководством С.В.Ильюшина При создании самолета было решено много изобрета- тельских задач.Вот одна из них.Поподание пули в бензобак,запол- ненный горючим,не очень опасно . Но если бак не полон,пустое пространство заполняется парами бензина,которые легко взрыва- ются.Как обеспечить пожароопасность при неполном баке? Задание 29. Отправляясь на охоту,медведица оставляет своих малышей од- них. А при возвращении медвежата ведут себя очень странно:едва завидев приближающуюся маму,они залезают на тонкие деревца.По- чему? Задание 30. "Ну конечно,телепатия существует,я сам это проверил!" зая- вил однажды Уильям Крукс,знаменитый физик,президент Лондонского королевского общества.Вот что он рассказал:"Ко мне пришли два брата,оба высокие,с пронзительными черными глазами. Они проде- лывали удивительные вещи.Я запер одного из них в подвал,второго поместил в комнату на четвертом этаже своего дома.Этому второму я тихо говорил первое пришедшее на ум слово.Телепат клал мне руки на плечи и долго вглядывался в глаза.После этого я запирал комнату и спускался в подвал к первому.Тот тоже обнимал ме- ня,вглядываясь в глаза,а потом безошибочно называл сказанное мной слово! Я ручаюсь,что никакой связи между братьями не бы- ло!" Телеппаты оказались жуликами.Но как их разоблачить? Задание 31. На месте преступления найдена пуговица,обычная, от мужской рубашки.А вот и сама рубашка,изъятая у подозреваемого И действительно,четыре оставшиеся на ней пуговицы точь-в-точь как найденная пришиты на машине, а пятая - вручную и немного отли- чается от остальныхВсе ясно! Улики налицо! Но не тут-то было... На злополучной пуговице остались нитки,причем часть ниток обор- вана,а часть - целые стежки.Целые нитки могут сохраниться толь- ко в том случае,если пуговица вырвана грубо,с "мясом",на рубаш- ке в этом месте должна остаться дырка.А ее нет.Значит не та пу- говица?Но между стежками застряла ниточка ткани,именно такой,из которой сшита рубашка.В чем же дело? Задание 32. Однажды молодой художник взялся написать портрет старого некрасивого банкира.Друзья предупреждали его:зря взялся! Если нарисует похожим,банкир не заплатит,скажет,что портрет пло- хой.Если художник приукрасит его,старый скупец тоже откажется платить,на этот раз придравшись к отсутствию сходства.Друзья оказались правы."Это не я, а какое-то чучело!" - вспылил банкир и ушел,не заплатив ни копейки.Однако через несколько дней он снова появился у художника и с трудом уговорил его продать зло- получный портрет за цену,в десять раз больше первоначальной. Что же произошло? Задание 33. Из истории известно,что английский король Ричард Львиное Сердце, возвращаясь из второго крестового похода,бесследно исчез по пути домой. (Впоследствии выяснилось,что его пленил и заточил в крепость герцог Австрийский.) Найти Ричарда взялся трубадур Блондель Нельский.Он очень любил своего короля - рыца- ря и поэта, с которым они вместе сочинили и спели немало песен.Но как найти Ричарда? Расспрашивать нельзя, можно постра- дать самому. Получается,что можно проехать мимо темницы,в кото- рой томится друг, и не знать, что он - за стеной. Как быть? РАЗЪЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ В космических аппаратах одна из многих операций, которые не- обходимо выполнять, - соединение и разъединение трубопроводов. Как разъединить трубопроводы так, чтобы в после разъединения из них не вылилось ни капли жидкости? Предполагается, что весь трубопровод заполнен перекачиваемой жидкостью и нет возможности полностью удалить ее оттуда перед ра- змыканием. Жидкость может быть и ядовитой, и агрессивной, поэтому тре- буется высокая надежность устройства. Устройство должно быть универсальным и подходить для любого класса жидкостей. Предварительное замораживание жидкости в месте разъединения недопустимо. Рекомендации: Область сильных решений связана с динамизацией системы, дос- тройкой и развитием веполей: - переход к материалам с памятью формы, которые под действием температуры оттесняют жидкость от зоны контакта; - переход к гибким элементам дает идею гибкого пе- режимаемого шланга (ресурс - давление жидкости - для пережимания шланга); - использование газовых пузырей для оттеснения жидкости и пережимания шланга; - конструкция пористого штуцера с динамизи- рованной пористостью. ИЗВЛЕЧЕНИЕ СТРУЖКИ ИЗ ОТВЕРСТИЙ В детали изготавливают глубокое отверстие и затем в нем на- резают резьбу. Часть стружки при этом падает на дно отверстия. Иногда ее пытаются доставать, выдувая струей сжатого возду- ха, но стружка иногда может застревать и не выдуваться, а если она вылетает слишком быстро, то может поранить станочника. Деталь может быть очень тяжелой и изменять ее положение нельзя. Как быть? Рекомендации: Дана изобретательская ситуация: можно решать несколько за- дач. Среди них: 1. Как улучшить извлечение стружки из отверстия при помощи воздуха? 2. Как вообще извлекать стружку из отверстий? 3. Как не допустить попадания стружки в отверстия? Решение задачи 3 предпочтительно с позиций ФСА, так как уби- рается причина, приводящая к возникновению задачи. Задачу 2 хорошо бы решить, так как ее решение применимо к проблеме извленчения стружки не только из отверстий после нареза- ния резьбы, но и к проблеме вообще очистки полостей. Задача 1 наиболее узкая, хотя также может быть решена. Представителями завода БЕЛАЗ предложено решение задачи 3: перед нарезанием резьбы заполнить отверстие смазкой (например, солидолом). При нарезании резьбы метчик опускается вниз и вытес- няет смазку из отверстия. Смазка увлекает с собой образовавшиеся стружки. Использован ресурс: движение метчика. Достроен цепной веполь: введено дополнительное вещество (смазка) и поле потока смазки. ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОЩАДИ РИСУНКА НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ Площадь рисунка, нанесенного на металлическую поверхность, определяют, сканируя очень тоненький световой луч по ее поверхно- сти и измеряя интенсивность отраженного сигнала. Используется отличие в коэффициенте отражения лучей от пове- рхностей с различной окраской: от металлической поверхности инте- нсивность отраженного луча большая. Суммируют время получения си- гнала одной интенсивности и по нему определяют площадь рисунка. Чтобы увеличить производительность измерения выгодно увели- чить площадь луча, но при этом падает точность измерения. Как быть? Рекомендации: Задача содержит хорошо сформулированное техническое противо- речие: точность измерения и производительность различны при раз- личных площадях луча света. Решение может быть получено при изме- нении формы луча. Первый шаг: маленький луч "скопировать" и вести сканирование несколькими лучами. Следующий шаг: много лучей сливаются в тоненькую полоску, которой сканируют рисунок за один проход на всю ширину. При этом суммируют величины яркости лучей в отдельные моменты времени. Просматривается принципы геометрического оператора: следу- ющий шаг - переход от линии к плоскости: освещать всю плоскость и по яркости отраженного сигнала определять закрашенную площадь. ЗАГЛУШКИ ДЛЯ ТРУБЫ Имеется набор трубок слегка отличающегося диаметра. В эти трубки необходимо вставить заглушки так, чтобы они хорошо держа- лись в отверстии. Если заглушки большие, то они хорошо держатся в толстых трубках, но в самые маленькие не входят. Если заглушки маленькие, то они входят во все отверстия, но из больших выпадают. Как быть? Рекомендации: Задача простая, вариантов ответа может быть множество. Подходят и эллиптическая эластичная заглушка и звездчатая и еще много всего... Эту задачу интересно рассматривать с точки зрения мобилиза- ции ресурсов: пространственные, функциональные и пр. Ресурсом может быть и материал заглушки и среда (воздух) и движение заглушки во время ее фиксации. УПРАВЛЕНИЕ РЕАКЦИЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА При попадании гранул натрия в воду начинается бурная химиче- ская реакция с выделением водорода. Необходимо обеспечить управляемость реакции: времени ее на- чала и окончания. Ограничения. Аппарат Киппа слишком инерционен при больших количествах за- гружаемых компонентов. Если их смешать заранее, то удобно для процесса, но натрий и вода вступают в реакцию преждевременно и реакцией трудно управ- лять. Если не смешивать заранее, то реакцию можно вызвать в нужное время, но отдельная подача натрия и воды усложняет систему. Замораживание воды не решает проблему, так как выделение тепла от реакции натрия с водой значительно превышает теплоту плавления (таяния) льда. Как быть? Рекомендации: Задача представлена в виде изобретательской ситуации, поэтому первоначально встает вопрос, какую задачу решать. При решении задачи о дозировании доступа воды к натрию были найдены следующие решения: - водяная эмульсия в жидкости, не вступающей в реакцию с на- трием (изменением концентрации воды в эмульсии можно управлять скоростью реакции); - гранулы натрия должны иметь оболочки с отверстиями, через которые жидкость поступает вовнутрь. Они изготовлены из магнитно- го материала и ориентируются магнитным полем. Если отверстия нап- равлены вверх, то реакция идет; при смене направления поля кап- сулы поворачиваются отверстием вниз - реакция прекращается; - дозирование воды при выделении из химсоединений - криста- ллогидратов; - дозирование натрия путем нанесения его на эластичную ленту и обеспечения дозированной подачи натрия. ПРОСВЕЧИВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ПОТОКОМ СВЕТА Между источником света и фотоприемником помещают исследуемый объект. По величине потока света, попадающего в фотоприемник, су- дят о степени прозрачности объекта. Но при изменении освещенности в помещении, а также при изме- нении напряжения в сети в результаты измерения вносятся ошибки. Если установить около фотоприемника экрана таким образом, чтобы он не пропускал поток света из помещения, то при этом одно- временно теряется часть информации о потоке, света проходящем че- рез исследуемый объект. Как быть? Луч света от источника разделяют на два, один направляют к фотоприемнику через исследуемый объект, а другой - минуя его. Та- ким образом, можно вычесть из сигнала помеху, связанную с величи- ной напряжения в сети. ОЧИСТКА ФИЛЬТРА Очистка традиционного решетчатого фильтра = ? Очистка воды от песчаной взвеси. Рекомендации: Задача решается переходом к динамизированной структурированной полисистеме: перед самим фильтром ставят реше- тку, которая дробит поток жидкости на много маленьких потоков, которые размывают налипшие на фильтр загрязнения. СОХРАНЕНИЕ ДИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ При осушке метана от паров и капель воды его пропускают че- рез раствор диэтиленгликоля (ДЭГ), где из газа удаляется капли воды. Далее газ, насыщенный парами ДЭГ, проходит через патронный фильтр, представляющий несколько слоев плотной ткани вперемешку со слоями сетки. При малой скорости потока газа ДЭГ хорошо отделяется от газа и по ткани фильтра стекает в поддон. Но при этом низка производи- тельность очистки. При большой скорости потока производительность высока, но поток газа выдувает из патронного фильтра капли ДЭГ. Дорогосто- ящий ДЭГ теряется. Как быть? Рекомендации: Решение задачи по приемам выводит на идею структуризации по- тока газа, выдуваемого из патронного фильтра. Поток надо органи- зовать так, чтобы газ попеременно проходил через различные учас- тки фильтра и происходило выжимание фильтра "неработающих" учас- тков фильтра за счет энергии потока газа. Другой способ структуризации: газ на выходе из ткани фильтра специальным колпаком направляют по касательной к поверхности филь- тра, заставляя капли перемещаться по его поверхности вниз в под- дон. Те капли, которые срываются все-таки с поверхности фильтра должны при смене направления потока отделиться от него и уйти в поддон. ОЧИСТКА КАНАЛОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ В каналах для подачи смазки к коленчатому валу двигателя остаются прилипшие загрязнения, которые затем попадают в масло и далее на шейки коленчатых валов, оставляя там царапины, что недо- пустимо. Прокачивание чистым маслом не гарантирует полную очистку ка- налов. Как быть? При решении задачи по стандартам может быть получено решение (при достройке цепного веполя) о введении в систему вещества и поля: ввести вещество, которое намертво приклеивает имеющиеся за- грязнения к стенкам камеры. При форсировании веполей может быть получена цепочка: ершик; гибкий динамизированный ершик; реактивный ершик, передвигаемый струями магнитной жидкости; затем добавляются вибрации; магнитный или пьезоершик и т.д. ПРИВАРКА МИКРОПРОВОДА При приварке микропровода (толщиной 0,04 мм) к контактам на плате его пропускают через капилляр и приваривают к одному конта- кту. Затем капилляр приподнимают и перемещают к другому контакту. При этом микропровод вытаскивается из капилляра. Далее капилляр опускают вниз и осуществляют приваривание ко второму контакту. При опускании капилляра вниз микропровод при- обретает форму дуги между двумя контактами. Для повышения производительности увеличивают скорость пере- мещений капилляра. В результате из-за трения микропровода о стен- ку капилляра микропровод интенсивно перегибается на кромке капил- ляра и после приварки сильно искривляется из-за чего возможны за- мыкания между проводами дорожками и т.д. Использование шаблонов для формирования дуги сильно усложня- ет работу. Применение изолированного провода недопустимо. Рекомендации: Решение задачи приводит к идее продувания воздуха через ка- пилляр: воздух увлекая проволоку вниз , во-первых, предотвращает сильный ее изгиб при вытаскивании из капилляра, а, во-вторых, ре- зко снижает ее трение о стенки и кромку капилляра. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОГО КОНТАКТА Имеется плата с 1 000 контактных точек. Необходимо пристыко- вать одновременно к каждой из точек по одному контакту в виде иголки. Чтобы проткнуть окисную пленку, усилие прижатия каждой игол- ки должно быть не менее 70 г. Для тысячи иголок это усилие - чрезвычайно велико. Как обеспечить надежный контакт, применяя минимальное (в пределе нулевое) усилие. Как быть? Рекомендации: Задача хорошо решается по стандартам. Получается цепочка ре- шений, отражающая законы развития технических систем. Основные этапы: - введение жидкости, не позволяющей окисляться поверхностям, но пропускающей электрод; - введение поля ( электрического, химического); - переход к бисистеме приводит к идее биконтактов из раз- личных материалов, нерабочая поверхность которых выполняет роль протекторной защиты и окисляется, предотвращая окисление их рабо- чих поверхностей (электрохимические ячейки). ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОНТАКТА При изготовлении многослойных печатных керамических плат для обеспечения контроля необходимо подвести к контрольным точкам плат более 2 000 электродов. Эти подпружиненные электроды выступают из специальной жес- ткой пластины. Однако при спекании размеры платы уменьшаются (происходит усадка до 10% при размерах платы 100 мм) и в результате электроды не попадают в точки контактов. Диаметр электродов - 0,8 мм, диаметр контактной точки - 0,8 мм. Как быть? НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЙ ЩЕТКОЙ Одним из эффективных способов нанесения покрытий на повер- хность металла является нанесение их металлической щеткой. Для этого к поверхности металла подносят вращающуюся щетку, например, медную. Медные проволочки зачищают поверхность метал- ла , освобождают от загрязнений и активируют. При контакте следующих проволок с такой поверхностью про- исходят микросварка меди и стали и на стальной поверхности по- является слой меди. Однако после нанесения определенного слоя меди происоходит контакирование медных проволок с уже омедненной поверхностью и нарастание слоя прекращается. Как увеличить толщину слоя? Анализ физики процесса приводит к пониманию того, что про- цесс нанесения прекращается из-за того, что разрыв зоны микросва- рки медь- медь происходит равновероятно во всех точках и задача заключается в том, как сместить зону разрыва к поверхности медной проволоки. ЛЕД В ХОЛОДИЛЬНИКЕ При расширении фреона в трубках холодильных установок влага, содержащаяся в нем, конденсируется, охлаждается вместе с фреоном и превращается в лед. Трубки закупориваются, холодильник прекра- щает выполнять функцию охлаждения. Как быть? В этой изобретательской ситуации в первую очередь следует разобраться какую задачу следует решать: очистки фреона от влаги, или предотвращение образования льда, предотвращение сцепляемости льда и стенок трубки. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА Температуру расплавленного чугуна определяют, погружая тер- мопару, защищенную керамикой, непосредственно в чугун. Одной тер- мопары при этом хватает на одно измерение. Измерять пирометром температуру металла плохо, так как на поверхности чугуна плавает слой шлака, температура которого отли- чается от температуры чугуна. Встраивать термопару в футеровку печи тоже нежелательно, так как точность измерений снижается из-за постоянного износа фу- теровки (кроме того, последнюю необходимо довольно часто заме- нять) и непостоянства уровня металла в печи. Как быть? Задача на разрушение вредной связи. Необходимо между корпу- сом термопары и расплавленным металлом ввести защитное вещество, являющееся видоизменением либо металла, либо керамики, или ресур- сное вещество. Традиционный тризовский путь - "наморозить" на керамику ме- талл, но для этого необходимо найти источник холода. При анализе практических возможностей реализации решения были выявлены следующие возможности. Продувать через полости термопары воздух, который будет ее охлаждать и вызывать намораживание металла. Воздухом же (а лучше инертным газом) можно формировать в жи- дком металле углубление (оттесняя шлак). Термопара может быть изолирована от жидкого чугуна газо- вым пузырем. КРЕПЛЕНИЕ ПАНЕЛЕЙ К ОПОРАМ Железобетонные панели устанавливают между двумя опорами и крепят сваркой (арматура к арматуре). Однако сварка портит противокорозионное покрытие арматуры, поэтому потенциально это место мажет разрушиться под действием коррозии. Как быть? Задача решалась при помощи ИМ-Э. Получена идея крепления при помощи щеточных конструкций. Роль щетки выполняет торчащая под углом к панели арматура, которая препятствует выпадению панели из зазора между опорами. Возможно и дальнейшее развитие этой идеи. СОЕДИНЕНИЕ ДВУХ ОБОЛОЧЕК Необходимо соединить два тонкостенных контейнера. Соедини- тельный части имеют вид цилиндра некруглой формы. Фланцевое соединение требует большое количества места и тру- доемко при сборке. Соединение типа "телескоп" имеет большую слож- ность и трудоемкость при сборке из-за большого количества кре- пежных деталей (части оболочек необходимо свинчивать, чтобы со- единение не развалилось при перемещении). Как быть? Задача решалась по приемам для варианта соединения "телес- коп". Предложено вообще выкинуть (свернуть) все крепежные детали На одной из соединяемых деталей можно сделать несколько углубле- ний, а на другой отгибающиеся защелки. ЗАДАЧА О ПАРАШЮТЕ Как визуализировать вихри при изучении взаимодействия пара- шюта с потоком жидкости? Известное в ТРИЗ решение предусматривает формирование при помощи электролиза мелких пузырьков, за перемещениями которых ле- гко наблюдать. Это решение не очень хорошее, так как сами пузырьки, стре- мясь всплыть, перемещаются вверх и искажают изучаемые вихри. При помощи ИМ-Е можно получить несколько новых решений: По функции "изменять электромагнитное излучение" один из эффектов эффект Максвелла. В потоках жидкости (и в вихрях тоже) возникает анизотропия и поэтому изменятся поляризация луча света, проходящего через жидкость. Поместив поляризую пластинку, можно по изменениям интенсив- ности света наблюдать вихри. -- По функции "измерять показатель преломления" система выдает муаровый эффект. Изучаемые вихри можно поместить между двумя пластинами с на- несенными на них рисками. По изменению искажений муаровых полос можно наблюдать вихри. Эффекты можно усилить, если в жидкости будут присутствовать вытянутые молекулы а свет проходящий через нее будет поляризо- ванный. ЗАДАЧА О СБОРЕ КЛЮКВЫ Крупноплодную клюкву (диаметр ягод около 20мм) собирают на плантациях при помощи комбайна, который специальными гребенками срывает ягоды с кустов и бросает на сетчатый конвейер. Вместе с ягодами срываются и отдельные веточки, в которых запутываются ягоды. В зоне разгрузки ягоды должны проваливаться в отверстия сетчатого конвейера (диаметр 40мм), но вместе с ветками уносится и часть ягод. Как быть? НАНЕСЕНИЕ КЛЕЯ Робот наносит равномерную полосу клея по сложному контуру. Однако во время поворотов скорость форсунки уменьшается и клей наносится с избытком. Если регулировать скорость подачи клея в форсунку, то систе- ма становится слишком сложной (нужен плунжер, шарико-винтовая па- ра, серводвигатель, счетчик ЧПУ и пр.). Как быть? Первоначально пользователем ставилась задача о том, как с наименьшими потерями изготовить шарико-винтовую пару. Однако после построения идеальной модели задача свелась к поиску конструкции форсунки, которая сама регулирует подачу клея. МАССАЖ ГОЛЕНОСТОПНОГО СУСТАВА После выполнения операций на голеностопном суставе рекомен- дуется проводить его массаж, чтобы обеспечить более быстрое за- живление раны. Однако при использовании роликового массажера (для повышения эффективности массажа и снижения его трудоемкости) происходит ра- схождение шва. Как быть? После анализа проблемы со специалистом было выяснено, что при ручном массаже швы расходятся значительно реже. Причина расхождения швов в случае роликового массажера: на- личие "вредной" тангенциальной составляющей усилия, которая зас- тавляет ткани тела человека работать на растяжение. То есть необходимо решить мини-задачу, как при выполнении массажа роликовым массажером убрать тангенциальные напряжения, сохранив нормальные. УДАЛЕНИЕ КОЛЬЦЕВОЙ СТРУЖКИ ИЗ ТРУБЫ При выполнении операции отрезки трубы на токарном автомате в последний момент образуется кольцевая стружка, которая заскаки- вает в трубу. При отрезании каждой детали стружка попадает в каждую следу- ющую деталь. При выполнении одной из следующих операций (штамповка) эта стружка может быть причиной брака. Как быть? Анализ ситуации по методике свертывания позволяет получить набор задач: - как предотвратить образование кольцевой стружки? - как извлечь кольцевую стружку при выполнении последующей операции? - как сделать, чтобы стружка сама выскакивала из полости? - как предотвратить попадание стружки в отверстие? - .... Для решения задачи требуется анализ ресурсов на каждом пере- ходе. АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОИСК ИНСТРУМЕНТА Обеспечить автоматический поиск инструмента путем считывания достоверной кодовой информации, расположенной в виде носителя кода на объекте, характеризующем данный инструмент (тело инструмента, оправка и др.), из их множества расположенных в "магазине" ин- струментов. При решении задачи пользователь выбрал в качестве исходной ситуации схему: через носитель информации - пластинку с отверсти- ями - и ряд оптических элементов проходит луч света. Далее электрооптическое устройство проводит анализ информа- ции. Решалась задача, как снизить количество помех, которые могут возникнуть вследствие перекрытия отверстий в пластинке грязью. Задача решается при замене оптической схемы считывания инфо- рмации на магнитную, при которой загрязнения не вносят искажений в информацию. (Пользователь однако не принял решения и продолжал развивать "свою" оптическую схему, по которой у него был задел) ЗАЩИТА ОТ ПАРОВ МАСЛА В кузнечно-прессовых цехах быстро движущиеся детали (валы, направляющие) смазывают жидкой смазкой. Эта смазка при нагреве испаряется, а при быстрых перемещени- ях разбрызгивается, засоряя атмосферу цеха. Как быть? Одним из основных затруднений при решении задачи является выбор самой задачи. Пользователь оказался не в состоянии ответить на уточняющие вопросы: из каких частей оборудования, в какие моменты времени и при каких условиях рассеивается смазка. Была выбрана задача, придумать конструкцию уплотнений ко- жуха, которые предотвращают вылетание паров и капель смазки за пределы кожуха. Одно из решений: создание воздушной пробки (печка Маслова) + капиллярная прокладка, которая впитывает из этой пробки пары масла. ВИБРОБУНКЕР При движении в вибробункере плоских деталей иногда происхо- дит их наслаивание, что нарушает их ориентацию и далее приводит к сбою на последующих операциях. Как быть? Анализ задачи при помощи системы стандартов позволяет выя- вить несколько направлений решения: от простого механического сталкивателя до согласования полей (изменить динамику колебаний). Основные затруднения пользователя - полное отсутствие анализа ситуации. ВАКУУМНОЕ НАПЫЛЕНИЕ При напылении карбида титана на твердосплавные пластинки по- следние помещают на приспособление в виде спирали. Из-за неравномерности ориентации пластинок по времени отно- сительно ионного потока происходит неравномерное нанесение пок- рытия. Как быть? Задача простая. Она сводится к повышению динамизации сис- темы: за счет ресурсов необходимо обеспечить поворот (постоянный или периодический) напыляемых деталей. ПОДВЕСКА АВТОМОБИЛЯ Для уменьшения кренов кузова автомобиля при поворотах в под- веске автомобиля предусмотрен стабилизатор - торсион, связывающий кузов и оси автомобиля. При повороте автомобиля кузов стремится наклониться, но этот торсион, скручиваясь, передает усилия на оси и уменьшает крен. Однако при отсутствии наклона кузова автомобиля возможна ситуация, при которой одно колесо наезжает на препятствие. В этом случае торсион также скручивается неоправданно увеличивая жес- ткость подвески и ухудшая плавность хода. Как быть? Задача сводится к тому, что в нужные моменты времени - при крене кузова - необходимо, чтобы стабилизатор был присоединен к к кузову автомобиля (или был целостным), а в остальные моменты времени был отсоединен (или состоял из подвижных друг относитель- но друга частей). Одно из возможных решений - гидроопора: над и под стер- жнем стабилизатора в опоре кузова изготавливают полости, заполнен- ные жидкостью и соединенные между собой клапаном. При открытом клапане стержень амортизатора свободно перемещается в гидроопоре, так как жидкость свободно перетекает из одной полости в другую. При закрытом клапане перетекания не происходит и стержень амортизатора жестко фиксируется в опоре. ОТСОС ТОПЛИВА В одной из новых конструкций автомобиля приходится приме- нять конструкцию топливного бака, в которой посередине бака име- ется возвышение (под баком в этом месте проходит вал). Если использовать стандартный способ отсоса топлива одним патрубком, то в одной из половин бака может остаться топливо. Кроме того, даже в обычных баках имеется проблема: при дли- тельных виражах автомобиля топливо может скапливаться в какой-то части бака, и через всасывающий патрубок в систему попадает воз- дух. Как быть? В качестве исходной ситуации был выбран разветвляющийся шланг: один патрубок забирает топливо из одной части бака, а дру- гой - соответственно, из другой. Задача переформулирована в следующую: как сделать, чтобы па- трубок пропускал топливо, но не пропускал воздух (чтобы не было подсоса воздуха). При решении задачи по стандартам разрабатывалась идея "умно- го" патрубка, который пропускает только топливо. Были сформулиро- ваны требования к умному веществу и произведен поиск ресурсов. Пользователь не принял задачу и решал задачу умного клапана, расположенного в точке разветвления шланга. При анализе ситуации по методике свертывания было сформули- ровано несколько новых интересных задач. УВЕЛИЧЕНИЕ ОБЪЕМА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ Один из способов перехода на другой вид топлива - изменение объема камеры сгорания. К двигателям подсоединяют дополнительные камеры. Однако проблема в том, чтобы сделать простое устройство для оперативного их открытия и закрытия: залил бензин другой марки и очень быстро нужно или открыть или, наоборот, перекрыть соедини- тельную полость. Задача свелась к необходимости вставить в соединительную по- лость нечто вроде самоварного краника. ОТВЕТЫ НА ЗАДАНИЯ ТУРНИРА РЫЦАРЕЙ ТВОРЧЕСТВА 1.Противоречие:костюмы должны быть пышными,чтобы казаться старинными,и не должны быть пышными,чтобы казаться простонарод- ными.Разрешение противоречия в пространстве. Часть платья роскошная,а часть - простонародная.Одно из решений - грубые заплаты на нарядных платьях. 2.Достроим веполь.В1-резиновый мячик (болт,медная гайка). Нужно ввести В2 и поле П.В случае резинового мячика это вода и поле архимедовых сил; железного болта - магнит и магнитное по- ле; медной гайки - вода и тепловое поле (охлаждение жидким азо- том,гайка вмерзает в лед и поднимается вместе с ним либо под действием архимедовых сил воды,либо одновременно с гайкой вмо- раживается и веревка). 3.Художник сделал Александра Невского на портрете похожим на артиста Н.Черкасова, который играл роль князя в известном всем фильме. 4.Обращенная задача: как сделать, чтобы в перчатке ока- зался камень? Противоречие: нужно взять камень, чтобы сильно ударить, и нельзя взять, потому что это обнаружит судья. Разре- шение во времени: камень или что-то подобное должно появиться во время боя. Усиленный ИКР: камень получается из ресурсов. Ре- шение: боксер присыпал бинты быстро схватывающимся цементом, который, смешиваясь с влагой от потеющих рук, застывал. Вариант - быстро твердеющая жидкость. 5.Противоречие: небольшое отверстие должно оставаться, чтобы дать выход струе, и оно должно оставаться, чтобы можно было заварить заплату целиком. Разрешение в пространстве - от- верстие расположено там, где не нужно варить. Разрешение во времени: отверстие должно быть во время сварки и его не должно быть после окончания работы. Решение:заплата с небольшим кра- ном, который открыт пока идет сварка и наглухо закрывается после ее окончания. 6.Противоречие: вывезенные кролики должны быть породы Рекс, чтобы развести их в стране, и не должны быть породы Рекс, чтобы не нарушить закон. Решение: были вывезены помеси обычных кроликов с кроликами породы Рекс. Признаки породы Рекс - ре- цессивные, появились только во втором поколении. 7.Противоречие: параллелепипед нужно разбить, чтобы изме- рить большую диагональ (попасть внутрь), и нельзя разбить, по- тому что запрещено по условию задачи. Прием - использование ко- пии, модели. Решение: на столе отмечается точка, в которой на- ходится нижняя вершина параллелепипеда, затем параллелепипед сдвигается на расстояние, равное его длине. Измеряется расстоя- ние от отмеченной точки до ближайшей верхней вершины. 8.ИКР: растение само показывает, где ему лучше. Решение: растение устанавливается на тележке с двигателями, которые включаются от датчиков, расположенных на листьях растения. Из- вестно, что растение, когда не хватает света, тянется к нему, а если света избыток отодвигается. Датчики фиксируют микродвиже- ния растений и включают соответствующий двигатель. "Переехав" - 2 - несколько раз с места на место, растение "выбирает" наилучший режим освещения. 9.Достроим веполь.В1 - ледяная пробка.Нужно ввести В2 и поле П, например тепловое поле. Решение: пропустить по трубам электрический ток,который нагревает их и растопит пробку. 10.Обращенная задача: как сделать, чтобы более слабый шах- матист с гарантией выиграл хотя бы одну партию у двух более сильных шахматистов (либо сделал две ничьи)? Нужно использовать ресурсы - шахматистов противников. Решение: Цукерторт не играл, а только передавал своим противникам ходы друг друга. В конеч- ном итоге шахматисты играли между собой. Ничьи или одна победа были обеспечены, даже если бы Цукерторт вообще не умел играть в шахматы. 11.Шпион использовал изобретательский прием "сделать нао- борот". На магнитной пленке запись была сделана механическим способом (карандашом),а листы записной книжки были изготовлены с добавками ферромагнитного порошка,благодаря чему на них можно было сделать магнитную запись. 12.Задача на преодоление психологической инерции. Источни- ком магнитного поля может быть электрический ток, вырабатывае- мый аккумулятором,гальваническим элементом. Очень много хими- ческих реакций, в результате которых возникает электрический ток, обязательным спутником которого является магнитное поле. 13.Усиленный ИКР: пресс опускается в яму с помощью ресурсов. Дело было зимой, значит, есть холод. И всегда най- дется вода. Решение: яма заливалась водой, на поверхность обра- зовавшегося льда подтаскивали тяжелую станину, а затем растап- ливали лед горелками. 14.Обращенная задача: как незаметно пометить остатки мяса за обедом, чтобы распознать их потом за завтраком. Задача на обнаружение. В1 - мясо. Необходимо ввести В2, являющееся источ- ником легко обнаружимого поля. Решение: Вуд посыпал остатки мяса за обедом хлористым литием, который ни по вкусу,ни по вви- ду ничем не отличается от обычной соли (хлористого натрия). За завтраком Вуд сжег кусочек мяса и с помощью спектрографа наблю- дал красную линию лития. 15.Первая группа решений - на прием "использование копии": фотографирование, измерение сброшенной кожи. Другое решение - змея сама вытягивается на линейке. Для этого можно использовать стеклянную трубку с делениями, через которую по очереди пропол- зают змеи. 16.ИКР для задач "на обнаружение" : видно только то, нуж- но. Применен прием "использование копий" в сочетании с систем- ным переходом (объединение системы с антисистемой). Решение : на позитив (белые точки звезд на фоне) накладывают вчерашний негатив. (черные точки звезд на прозрачной пленке). Все звезды, кроме новой, которой вчера не было, совпадут и не будут видны. 17.Противоречие:уровень должен находиться за стенкой, что- бы измерять то, что нужно, и должен находиться снаружи, чтобы на него можно было посмотреть. Разрешение в пространстве: сна- - 3 - чала уровень там, потом - снаружи. Но для этого пузырек должен быть зафиксирован. Решение: заморозить уровень во время нахож- дения за стенкой. Другое решение - уровень из легкоплавкого ма- териала. 18.ИКР: одно выравнивается с помощью ресурсов. Противоре- чие: дно должно быть жидким, чтобы выравниваться, и должно быть твердым, чтобы поддерживать трубы. Разрешение во времени:во время укладки дно жидкое, а потом затвердевает. Решение: дно траншеи заливается пульпой - смесью песка с водой. Потом вода уходит в землю, оставляя ровный слой песка. 19.Решение: измерение массы заготовки по весу вытесненной воды. 20.Задача - психологическая ловушка. Вместо того, чтобы в уме пытаться разбить число 10 на два, нужно составить систему уравнений и решить. Ответ: +5 -15i и -5 -15i .Произведение этих комплексных чисел равно 40,а сумма 10. 21.Скорость осаждения зависит от свойств среды, размера осаждаемых частиц и от длины пути, который должны пройти осаж- дающиеся частицы.Свойства среды и размеры частиц изобретателю не изменить, положив пробирку на бок. Подержав ее так некоторое время,изобретатель осторожно вернул ее в вертикальное положе- ние.При этом осевшая муть сползла на дно. 22.Нужно разрушить вредный веполь:В1 - вода, В2 - ме- талл,поле давление,толкающее воду из трубы в печь к метал- лу.Можно попытаться разрушить его введением противополя.Самое простое - ввести обратное давление Но повышать давление в печи нельзя.Решение:прокачивать воду при пониженном давлении. 23.ИКР:микроб с помощью ресурсов отделяется от остальных. Решение:рядом с культурой микробов капают каплю чистой жид- кости,затем обе капли с помощью иглы соединяют тончайшей дорож- кой,по которой микробы могут переходить по одному из одной кап- ли в другую. Как только один микроб перешел,дорожка разрыва- ется. 24.Вредный веполь:В1 - нагретый воздух,В2 - холодный воз- дух,между ними вредное поле конвекции,перемешивания. Разрушаем веполь,вводя между В1 и В2 третье вещество. Одно из решений - наполнять горячим грязным воздухом оболочку аэростата и вы- пускать его,подняв аэростат на большую высоту.Другое решение - нагретый воздух пропускается через мыльный раствор и наполнен- ные загрязненным воздухом мыльные пузыри взлетают над карь- ером,лопаясь на большой высоте. 25.Множество только что вылупившихся цыплят - типичная од- нородная полисистема.В соответствии с законами развития,чтобы она была управляемой,среди цыплят должен появиться лидер,знаю- щий,где корм и вода. Предложение подсаживать в группу "новорож- денных" цыплят возрастом 3-4 дня с уже выработанным рефлексом на пищу и воду, резко снижает гибель малышей. 26.Противоречие:нужно сделать слепок,чтобы искуственная нога была похожа на живую,и нельзя сделать слепок потому что получаются две правые ноги. Решение:слепок делается в виде тон- - 4 - кой пленки, которая потом выворачивается наизнанку. 27.Противоречие:самолет должен быть высоко, чтобы иметь преимущество в воздушном бою, и должен быть низко,чтобы хорошо прикрывать войска. Или:скорость самолета должна быть боль- шой,чтобы иметь преимущество в бою,и должна быть малой, чтобы не расходовать много горючего.Разрешил это противоречие во вре- мени выдающийся советский летчик,трижды Герой Советского Союза Александр Иванович Покрышкин.Он предложил новый метод патрули- рования: чередование высоты и скорости,как на качелях. Истреби- тели с большой высоты резко снижались,а затем снова взмывали вверх.Таким образом,была и высокая скорость,и большая высота. Поскольку при пикировании самолета бензин почти не расходу- ется,получалась экономия горючего. И тактически метод был выго- ден. 28.Противоречие:бак самолета должен быть полон, чтобы не опасаться пожара от попадания пули, и бак не должен быть по- лон,так как бензин в полете расходуется.Решение:заполнять пустое пространство негорючим газом,например углекислотой.Но тогда получается новое противоречие:нужно брать с собой баллон с углекислым газом,чтобы постепенно перекачивать его в бензо- бак, и нельзя возить его с собой,чтобы не перегружать самолет. Значит,нужно найти негорючий газ среди ресурсов. Например,это могут быть выхлопные газы. 29.Обращенная задача:как заставить медвежат залезть на де- рево? Проще всего - их испугать.Но тогда они полезут на любое дерево,не обязвтельно тонкое. В каких случаях тонкое дерево за- щищает лучше чем толстое? Очевидно,когда оно выдерживает медве- жат, но не выдерживает кого-то более тяжелого.Но кого? Реше- ние:медвежата плохо видят и не сразу узнают маму.А вдруг это чужой взрослый медведь,который может обидеть? Вот и получается - тонкое дерево взрослого медведя не выдерживет. 30.Для разоблачения жуликов необходимо обнаружить между ними не телепатическую,а вполне реальную связь.Обращенная зада- ча: как эту связь создать? Очевидно,для этого нужно использо- вать ресурсы.У нас такой ресурс есть - сам Крукс.Но как сде- лать,чтобы Крукс переносил информацию, не подозревая об этом? Брат,находящийся в подвале, может воспринимать информацию толь- ко с помощью пяти органов чувств (исходим из того,что, телепа- тическое,не существует),то есть глпзами,на слух (Крукс молчал), обоняния (с его помощью трудно передать слово),вкус.Увидеть слово можно только написанным. Записка? Как ее передать? Из условия задачи известно,что оба брата обнимали Крукса.Реше- ние:записка с загаданным словом незаметно прикреплялась к спине Крукса одним жуликом ( он писал,засунув руку в карман) и снима- лась вторым во время объятий. 31.Обращенная задача: как сделать,чтобы нитки на пуговице остались целы, а дырки на рубашке,от которой она оторвана не оказалось? Противоречие: нитки должны проходить через ткань ру- башки , чтобы пуговица была пришита, и не должны проходить че- рез ткань,чтобы на ней не образовались дырки при отрыве. Разре- шение во времени: сначала прошить пуговицу нитками без ткани потом подложить ткань и пришить снова. Выяснилось, что такие случаи на фабрике бывают. Работница случайно закладывает в ма- шину пуговицу без ткани,делает несколько стежков, а потом заме- - 5 - тив ошибку, подкладывает ткань и пришивает пуговицу правиль- но.Вот и получается, что при отрыве пришитой таким образом пу- говицы часть стежков может остаться целыми, а дырки в рубашке не будет. 32.Решение: художник поместил портрет на выставке под наз- ванием "Скупец". Над жадным банкиром потешался весь город, и ему пришлось заплатить большую сумму,чтобы,став владельцем портрета, забрать его с выставки и спрятать. 33. Задача на обнаружение, причем двойное: сначала Ричард должен узнать,что его разыскивает друг,потом найти способ дать себя обнаружить. Достроим веполь В1-Ричард, В2-трубадур, а поле П нужно ввести. Ричард и трубадур могут друг друга либо увидеть , либо услышать. Но увидеть очень сложно,а вот услышать можно. Решение с использованием ресурсов: трубадур ходил по дорогам и пел песни, сочиненые вместе с Ричардом и известные только ему. И однажды он услышал из подвала подхваченный припев.