Евсюков С.А. - Учебник - Теории решения изобретательских задач (1249577), страница 14
Текст из файла (страница 14)
1152944).Эффективно применение отходов многих производств и для создания новых строительныхматериалов. Так, в ЦНИИ промышленных зданий и сооружений (Москва) сделали прочный иморозостойкий силикатный кирпич, на 94 % состоящий из отходов производства, 84 % —отходы обогащения фосфоритов, 10 % — молотый топливный шлак и фосфогипс и лишь 6 %известь.На железнодорожном транспорте в последнее десятилетие образовались большие запасыжелезобетонных шпал старых типов, непригодных для повторной укладки в путь. Типичныйотход производства. Так вот, предложено использовать их для создания ряжевых подпорныхстенок для удержания откосов насыпей земляного полотна от обрушения. Такая конструкцияимеет ряд существенных достоинств: хороший водоотвод, высокую производительность примонтаже, устойчивость к атмосферным воздействиям, низкую стоимость.Найти применение для отслуживших свой срок автомобильных шин — серьезная проблемадля стран с развитой автомобилизацией.
Поистине огромное количество шин выходит изстроя. В самом деле, где можно использовать износившиеся автомобильные покрышки?Предприятия, занимающиеся сбором вторичного сырья в нашей стране, берут их неохотно:регенерировать трудно или попросту нельзя, измельчать в крошку при наличииметаллического корда не всегда умеем. И потому по всей нашей стране горят коптящиекостры. Расточительно? Весьма.Над проблемой их рационального использования думают многие инженеры, не умеющиеPage 40/111равнодушно проходить мимо валяющегося добра.
И находят интересные решения. Так,специалисты Волгоградгидростроя предложили использовать изношенные покрышки длязащиты берегов Волги от размывания. Скрепленные между собой они образуют на береговомоткосе гибкие ковры, гасящие набегающую волну и способствующие образованию песчаныхнаносов. Если же покрышки соединить между собой болтами и гайками, перейти к объемнымконструкциям, то можно использовать их в качестве строительных блоков для стен гаражей,складов, мастерских. Так и поступили инженеры в Англии, Канаде и США. А вот в Болгариинаучились перерабатывать покрышки в кровельный материал, напоминающий черепицу, ноболее легкий и прочный, более устойчивый к непогоде.
Причем, новый материал можетиспользоваться и для декоративной облицовки стен.Такое многообразие определяется большим перечнем свойств, заложенных в геометрии иматериале старой покрышки. Она упруга, кругла, пуста и потому весит меньше кирпича ижелезобетона. В то же время прочна и стойка к атмосферным воздействиям.Дополнив этот перечень и включив воображение, каждый может попытаться найти еще многополезных и эффективных применений такого, казалось бы, малополезного отхода.Не меньшей проблемой является утилизация и бой стеклянной тары, тех самых стекляшек,которые зачастую являются причиной прокола велосипедных, мотоциклетных и дажеавтомобильных (нет, не изношенных, а вполне годных) шин.
Хорошо известно, что стекломожет сохранять неизменными свои свойства тысячелетиями. Если его не утилизировать, тоза относительно короткий срок битое стекло может стать кошмаром человечества. Правда,стекло легко расплавить и заново сформировать из него нужный продукт, будь это оконныйлист или молочная бутылка. Надо его только собрать да потратить определенное количествоэнергии.Но можно поступить опять же по-другому. Перед автодорожниками постоянно стоит задачаповышения качества дорог, их долговечность.
Вот какую несложную технологию переработкибытового стекла предложил сотрудник СоюздорНИИ А. Сурманян. Стекло перемалывается впорошок. Затем к нему добавляется некоторое количество песка и клея. Эту смесь наносят наподложку из бумаги и укладывают на свежий бетон, бумагой вверх, приглаживают иоставляют до полного затвердения.
Когда по этому участку дороги пойдут машины, онибыстро сотрут шинами бумажную подложку. Стеклянно-песочная крышка обладает большойтвердостью, и дорога прослужит на несколько лет дольше обычного. Кроме того,шероховатая поверхность обеспечивает лучшее сцепление колес с дорогой, а значит,повышает безопасность движения и расходы топлива.Отходы производства могут образовывать и комплексы с другими ресурсами: пространством,энергией, веществами. По-видимому, всякий комплекс сильнее одиночного ресурса, т. к.обладает большим разнообразием свойств.
Это же относится и к комплексам с отходами.Еще в 1968 г. изобретатель Н. И. Самарин начал первые опыты по созданию огородов… наводе. На небольших плотиках, свесив корешки прямо в воду, растут у него огурцы, помидоры,зеленый лук… Какие же преимущества имеет водный огород по сравнению с традиционным?Изобретатель подсчитал, что сегодня в пруды, где разводят рыбу, вносят до сотен центнероворганических и минеральных веществ на гектар поверхности водоема. Рыбы потребляют неболее 60 % этого «бульона», остальное лишь загрязняет воду. Если же на понтонахспециальной конструкции разместить лотки, наполненные смесью перегноя с донным илом изтех же прудов (вещественный ресурс), то на том же пруду (пространственный ифункциональный ресурсы) можно дополнительно выращивать хороший урожай овощей.
Водапрудов служит одновременно и своеобразным аккумулятором тепла (энергетический ресурс),значит, овощи зреют, как в парнике, и даже в условиях средней полосы можно выращивать подва урожая в сезон! Лучше живется и самой рыбе. Как показывают замеры, рыбья молодьнабирает в таких прудах на 10–12 % больше веса — ведь корни растений эффективноPage 41/111очищают воду. И, наконец, для облегчения поиска ресурсов можно воспользоватьсяследующим алгоритмом.Алгоритм поиска ресурсовКак же все-таки практически использовать ВПР при решении технических задач?Наиболее простым представляется построение, например, двумерной таблицы, в которой погоризонтали и вертикали рассматривают одни и те же ресурсы, например: инструменты,побочные изделия, внешнюю среду.В таблицу следует включить все ВПР и отдельной строкой — пустоту.Такая таблица позволит просмотреть последовательно не только простые ВПР, но и ихкомбинации, по крайней мере, парные.
Иногда на этом этапе могут возникнуть и болеекомплексные системы из ВПР: тройные и более высоких порядков.Рассмотрим такую задачу.Пленочное гидрозащитное покрытие котлована нужно защитить от воздействия солнечныхлучей, иначе оно быстро разрушится. Для этого его можно покрыть слоем грунта, которыйвыравнивают бульдозером. Бульдозер хорошо разравнивает грунт, но во времяпередвижения часто рвет гидрозащитную пленку. Как быть?Вепольная модель этой задачи строится по типу полного веполя с вредным взаимодействиеммежду веществами:где В1 — пленка (изделие);В2 — бульдозер (инструмент);П — механическое поле.По стандарту 1.2.1.
между В1 и В2 следует ввести вещество В3, желательно даровое илидостаточно дешевое:Необходимо найти вещество B3, причем твердое, прочное, способное выдержать нагрузки отгусениц бульдозера.Попробуем оценить имеющиеся ВПР:•инструмент: бульдозер, его оборудование;•изделие: сама пленка, ее толщина, другие размеры, прочность;•побочные: отходы производства (пульпа, состоящая из воды и твердых частиц);•внешняя среда: воздух, вода, грунт, магнитное поле Земли, гравитационное поле,температурное поле среды;Проведем предварительный анализ этих ВПР, чтобы уменьшить размерность будущейдвумерной таблицы.По результатам анализа можно исключить из рассмотрения:•бульдозер, так как вряд ли целесообразно изменять стандартную машину, имеющуюуниверсальное назначение;Page 42/111•магнитное поле Земли;•саму пленку, так как она не обладает требуемой прочностью, а сделать ее многослойной,по-видимому, невозможно.Теперь построим таблицу, в которой укажем все оставшиеся ресурсы.Комбинации ВПРТаблица симметрична, поэтому достаточно рассмотреть только верхний треугольник.
Знаком«плюс» будем обозначать разумные сочетания ВПР, позволяющие получить вещество стребуемыми характеристиками.Анализ ВПР четко приводит нас к мысли о необходимости создания твердого вещества изводы, либо из смеси воды с твердыми частицами (или из влажных твердых частиц — грунта)с помощью низких температур в зимний период.И действительно, дождавшись зимы, можно залить котлован водой или даже пульпой, а пополучившемуся поверх пленки льду разровнять бульдозером слой грунта.
Весной ледрастает, и грунт окажется на пленке.Кроме того, с помощью таблицы можно получить и другой вариант:грунт формируют в опалубке, увлажняют, замораживают и в таком виде укладывают поверхпленки.Как видим, анализ ВПР позволяет находить неплохие, а главное — легко внедряемыерешения технических задач.Выше мы рассмотрели вещественно-полевые ресурсы, необходимые для образованиятехнической системы, дали их классификацию и порядок выявления и применения.
Однакодля успешного решения задач изобретатель должен обладать рядом других, внутренних поотношению к своей личности ресурсов. Это, во-первых, человеческие качества, которые мыназываем качествами творческой личности и о которых речь пойдет несколько позже.Важнейшим ресурсом также является и профессиональная подготовка инженера, тот багажпрофессиональных и естественнонаучных знаний, приобретаемых в вузе и составляющих егоинженерную эрудицию.Мир «физичен». Техника изменяется не только в соответствии с законами своего развития(ЗРТС), но ее функционирование осуществляется в соответствии с законами физики, химии,биологии и т. д. Именно поэтому при анализе решаемой задачи важно максимально глубоковскрыть причину конфликта в изучаемой системе.
Как раз на этом пути и могут быть полученынаиболее эффективные, говоря языком ТРИЗ, наиболее идеальные решения. Опытпреподавания в вузах и общения со студентами свидетельствует, что у студентов, а зачастуюи у преподавателей естественнонаучного цикла отсутствуют достаточные представления оприменимости соответствующих знаний в практике проектной деятельности инженера.В действительности же эти знания не только вырабатывают научное мировоззрениеспециалиста, что, безусловно, важно, но и являются прямым инструментом преобразованиятехносферы.
На практике эти инструменты реализуются в виде применения их приразработке новых технических систем физических, химических, геометрических и другихэффектов и явлений. Изучению этих инструментов будет посвящена одна израссматриваемых в дальнейшем тем.В заключение этой темы рассмотрим остроумный пример решения проблемы только за счетвнутренних (ближних) ресурсов.Page 43/111Условия проблемы формулируются так. Для орошения земель в Австралии и Южной Америкенужна пресная вода. Предлагается для ее получения использовать айсберги Антарктиды,транспортируемые в нужное место.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
