Файл: Корнеев С.Г. Алгебра и гармония.pdf

Рис. 1.

18

ет противоположная тенденция — стремление к умень­

шению размеров. Вообще говоря, тенденций много, и они различны. Однако в конечном счете все эти тен­ денции «нацелены» в одну точку, которую можно ус­ ловно назвать «идеальной машиной». Основные при­ знаки «идеальной машины» состоят в следующем:

вес, объем и площадь объекта, с которым машина работает (то есть транспортирует, обрабатывает и т. п.), совпадают или почти совпадают с весом, объемом и

площадью самой машины; все части «идеальной машины» все время выполняют

полезную работу в полную меру своих расчетных воз­ можностей.

Машины существуют не «сами по себе»: они созданы для выполнения той или иной работы. Чем меньше в машине обслуживающих частей, тем ближе машина к идеальной. Рассмотрим в качестве примера самолет (рис. 1). Крылья, шасси, хвостовое оперение — все это нужно для того, чтобы поднять в воздух людей и груз Если зачеркнуть лишнее, останется летающая кабина. К этому идеалу и стремятся, проектируя самолеты с большой кабиной и относительно небольшими «обслу­ живающими» частями.

3.Всякая машина состоит из частей, между которы­ ми существует органическая связь. Поэтому изменение одной части машины вызывает определенные измене­ ния и других ее частей.

4.В силу различных причин, на каждом этапе разви­

19

тия машины создаются условия, наиболее благоприят­ ные для преимущественного изменения одной из ее частей. В результате эта часть «обгоняет» в своем развитии другие части, изменение которых происходит сравнительно медленными темпами.

5. Начиная с некоторого момента, внесение новых усовершенствований в наиболее развитую часть ма­ шины теряет смысл. Изменение этой части уже не улучшает характеристик машины — они определяются теперь показателями отстающих частей. Так возникают противоречия между частями (или свойствами) ма­ шины.

История машин и процессов представляет собой ис­ торию появления и устранения технических противоре­

сходными средствами. Поэтому изобретатель во мно­ гих случаях может плодотворно использовать приемы, уже найденные в других, более развитых системах.

Изобретательских задач много, они практически не­ исчислимы. Но типов технических противоречий, со­ держащихся в этих задачах, относительно мало. Это и делает возможным создание теории изобретательства.

20

Рис. 2.

21

Изучив основные типы технических противоречий и способы их устранения, изобретатель получит возмож­ ность решать широкий круг задач.

С МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТЬЮ

Понимание закономерностей технического «прогрес­ са» во многом определяет уровень творческого ма­ стерства изобретателя. В большинстве случаев, про­ следив логику развития машины, изобретатель может предвидеть, что появится в будущ ем. На рис. 2 по­ казано, например, как идет борьба за скорость в су­ достроении. Отчетливо видна основная тенденция — стремление поднять корпус судна над водой. Естест­ венно предположить, что подводные корабли должны стать крылатыми.

При решении конкретных задач (даже относительно небольших) изобретателю необходимо видеть буду­ щее. Это нужно и для правильного выбора задачи, и для определения содержащегося в задаче техническо­ го противоречия, и для правильной оценки решения. Многие изобретения, в сущности, представляют собой исправление ошибок, ранее допущенных кем-то из-за незнания азов развития техники. Вот недавно в жур­ нале «Изобретатель и рационализатор» была опубли­ кована такая заметка:

«Удивительно простая вещь: снаружи железобетон­

22

ного электрического столба сверху донизу провели провод. Если в основных проводах возникнет перена­ пряжение или в столб ударит грозовой разряд, из­ лишняя «порция» тока уйдет в землю. Но ведь парал­ лельно этому проводу железобетонный столб прони­ зывает металлическая арматура. Почему бы ей не служить одновременно заземлением? Это и предло­ жили инженер проектно-конструкторского бюро Тауткус и начальник формовочного цеха Вильнюсского за­ вода железобетонных изделий Валонис.

В прошлом году электромонтажники Литвы устано­ вили десятки тысяч столбов, на которых не было спе­ циального провода для заземления. Только за одни

год они сберегли 118 тонн стали и более сорока тысяч рублей».

Когда ставили деревянные столбы, специальный за­ земляющий провод был необходим. И потому сущест­ вовала оправданная система «столб— заземление». За­ тем одну часть (столб) изменили (сделали железобе­ тонными), а другую часть так и оставили без измене­ ний. Хотя следовало бы проверить, не внесло ли это

каких-либо качественных изменений в систему. Сде­ лать проверку можно с математической точностью. Надо определить разность между новой и первона­ чальной системой. Итак: (столб ж.-б. + заземление) — (столб дер. -I заземление) = ?

Уточним понятие «железобетон». Это значит «бетон плюс железная арматура». А с точки зрения электро-

23

проводимости, можно будет записать про железобе­ тонный столб: «непроводник плюс проводник». Отсюда

Раскроем скобки и получим ответ: «проводник», то есть заземление.

Новое, таким образом, состоит здесь в том, что появилась железная арматура, могущая служить за­ землением. Это новое и должно было вызвать соот­ ветствующие изменения в системе. Тот, кто впервые спроектировал железобетонный столб, должен был убрать ставшее ненужным заземление. Должен был, но не убрал. Это сделали впоследствии рационализа­ торы Тауткус и Валонис.

Такой анализ задачи является методом определения разности. Пользуясь им, можно решать и более слож­ ные задачи. Надо из нового «вычесть» старое и опре­ делить, как использовать «разность». Если новое не вносит качественных изменений, то в ответе будет нуль (например, если вместо железобетонных столбов взяли бы просто бетонные опоры).

Вот еще одна, трудно разрешимая на первый взгляд

24

а вместо веревок стали использовать трехмиллиметро­ вую проволоку.

Потребность в столбиках огромная: за семилетие их

более дешевых строительных материалов нет. Задачу можно сформулировать так: «Найти способ подвески виноградных кустов вообще без каких бы то ни было

столбиков».

Задача нелегкая. Вряд ли ее удастся решить наугад,

потом появились железобетонные столбики и прово-' лока. «Вычтем» из нового старое: (столбики ж.-б. -|-

проволока) — (столбики дер. -[- веревка) = ?

25

По условиям задачи, нужно найти решение, при ко­ тором вообще отпала бы необходимость в любых столбиках. Поэтому можно упростить выражение, вы­ черкнув из него и железобетонные и деревянные стол­

должна одновременно быть опорой для ветвей и под­

26