Евсюков С.А. - Учебник - Теории решения изобретательских задач (1249577), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Посадочная скорость самолета большая. В момент касания бетонногопокрытия колесо неподвижно. Из-за большого момента инерции оно не может мгновеннораскрутиться и какое-то время скользит. В этот момент происходит значительное истираниепокрышки.Износа покрышки не будет, если нижняя точка колеса будет иметь такую же скорость, что исамолет.Следовательно, нужно устройство для раскручивания колеса, но такое, которое бы неусложняло систему, чтобы его масса, габариты и энергоемкость стремились к нулю.Например, ставить на каждое колесо двигатель для его раскручивания недопустимо — этозначительно усложняет конструкцию, увеличивает вес конструкции.ТП: Если на шасси установить специальное устройство для раскручивания колеса, то этоусложнит систему, но устранит нежелательное явление — износ покрышки.ФП: Устройство для раскручивания колеса должно быть.
И его быть не должно, чтобы неусложнять систему и не увеличивать ее массу.ОЗ — колесо, покрытие взлетно-посадочной полосы (ВПП), ОВ — момент касания ВПП ивремя, когда самолет идет на посадку.Следуя принципу идеальности, нужно при минимальных усложнениях в системе обеспечитьтребуемое свойство.Значит, нужно попытаться использовать имеющиеся ресурсы в рассматриваемой ТС или НС.Во-первых, найти энергию, и, во-вторых, найти способ ее использования для преобразованияв механическое движение — вращение колеса.Здесь целесообразно сформулировать ИКР.ИКР: Колесо само раскручивается до встречи с бетонным покрытием.Самолет идет на посадку с большой скоростью, торможение происходит за счетаэродинамических сил.
Таким образом, имеется бесплатная энергия — скоростной напорвоздушной среды (рис. 7.5, а). Как его можно использовать для раскручивания колеса?Если свободно подвешенное на оси колесо находится в воздушном потоке, то из-заPage 66/111симметричности обтекания оно вращаться не будет.Рис. 7.6Получаем ФП: Колесо должно вращаться, чтобы в момент касания оно не скользило побетону, и оно не будет вращаться, так как нет условий для возникновения крутящегомомента.Значит, нужно создать крутящий момент.
Из приведенной схемы видно, что присимметричном обтекании момента не возникает. Следовательно, нужно сделать так, чтобысумма аэродинамических сил, действующая на нижнюю часть колеса, была больше, чем наверхнюю часть.Выберем изменяемый элемент. Очевидно, что он должен быть на самолете. Это может бытьлибо элемент рассматриваемой системы, то есть колесо, либо ближайшей надсистемы, вкоторую входит колесо, то есть шасси.Возможные решенияВвести еще один компонент в систему.На стойку шасси закрепить крыло, которое сделает несимметричным обтекание колесавоздушным потоком (см.
рис. 7.5, б).Изменить форму имеющегося компонента.Для согласования скоростей вращения колес и скорости полета самолета французскийизобретатель Х. Оливье предложил раскручивать колеса в полете. Для этого на боковойповерхности колес установить лопатки, которые позволяют раскрутить колеса под действиемнабегающего воздушного потока (рис. 7.5, в).Можно привлечь аналогию — вертушка анемометра, прибора для измерения скорости ветра.Задача 7.7. На кораблях, особенно военных, каждый квадратный метр площади на счету.Особенно важно, чтобы любые сооружения занимали как можно меньше места.
Но весьматрудно сократить вылет трапа, потому что он зависит от высоты и глубины ступенек. Сделатькаждую ступеньку выше (тогда их потребуется меньше) нельзя — затрудняется хождение. Асделать каждую ступеньку уже тоже нельзя, так как на ней должна уместиться ступня.Как сократить вылет трапа L (рис.
7.6, а)?Рис. 7.7Рассматриваемая система — трап состоит из однородных компонентов — ступенек, которыехарактеризуются двумя важными для поставленной проблемы параметрами: высотой h ишириной b ступеньки.ТП: Если ступеньки стандартной ширины b и высоты h, то удобно ходить, но при этом трапзанимает много места, имеет большой вылет L.Из этого ТП можно сформулировать два физических противоречия.ФП-1: Ступенька должна быть высокой, чтобы сократить вылет трапа, и она не должна бытьвысокой, чтобы удобно было ходить.ФП-2: Ширина ступеньки должна быть маленькой, чтобы сократить вылет трапа, и она должнабыть большой, чтобы удобно было ходить.Page 67/111Противоречия в задаче обусловлены двумя требованиями, с одной стороны, минимальныйвылет трапа (размерная характеристика) и, с другой стороны, удобством хождения, то естьантропологическим фактором.Первое требование ориентирует на поиск решения путем пространственных преобразованийили применения принципа динамизации (аналогия — складывающаяся стремянка).Второе — на анализ потребительных свойств этого устройства при использовании его попрямому назначению человеком, то есть выявление тех свойств трапа, которые были быдостаточны для удобного спуска и подъема.Здесь целесообразно обратиться к функциональному анализу ступенек — дать оценку уровнявыполнения ими своих функций, например, по трехбалльной шкале: адекватно, недостаточноили избыточно.Если создаваемая лестница не предназначена для организации встречного движенияпешеходов, то каждая ступенька поднимающимся или спускающимся человекомиспользуется не в полной мере.
Действительно, ведь человек ставит ногу только на однуступеньку, если он не решил по дороге отдохнуть или не затеял на лестнице разговор.Таким образом, длина ступеньки избыточна по выполняемой функции, для перемещения полестнице. И ее можно сократить, например, вдвое.Таким образом, мы получили ресурс для решения задачи. Возникает вопрос: можно ли этуизбыточность использовать для решения поставленной проблемы?Избыточная длина «подсказывает» использовать пространственный ресурс.Если длина ступеньки уменьшилась, то на ее место можно поставить следующую ступеньку.Таким образом, ступеньки можно расположить в шахматном порядке. Вылет трапауменьшится вдвое при сохранении удобства перемещения (см.
рис. 7.6, б)8. Приемы устранения технических противоречийКудрявцев А. В.В ТРИЗ детально рассмотрены и практически отработаны правила и подходы, позволяющиеформулировать ТП и ФП. Но как повысить вероятность нахождения решений, позволяющихустранять противоречия? Это можно сделать с помощью специальных приемов, созданных Г.С. Альтшуллером. Приемы устранения противоречий? это средства, инструменты,позволяющие устранять противоречия организованно, используя для этого накопленныйчеловечеством и систематизированный опыт.8.1.
Опыт изобретателей и его использованиеОпыт, накопленный поколениями новаторов, овеществлен в технике и технологиях. Но он нетолько окружает нас, скрытый во всех достижениях цивилизации. Он действительнособирается в патентах, хранящихся в патентных библиотеках. В настоящее время ужедесятки миллионов изобретений доступны любому человеку, заинтересовавшемуся ранеесозданными техническими решениями, этим интеллектуальным багажом человечества.Page 68/111Польза от изобретений не ограничивается только собственно найденным техническимрешением.
Во многих из них скрыт некий принцип, и этот принцип может быть выявлен, можетстать подсказкой при создании новых изобретений. Такое «перекрестное опыление»происходит постоянно. Наблюдая за открыванием дверей в трамвае, изобретатель создаетпринцип спуска спасательных шлюпок на воду, включающий использованиепневмоцилиндров. Разбирая старые игрушки своего ребенка, изобретатель берет в рукинадувного клоуна и вдруг понимает, как сделать опалубку с уникальными свойствами.Легенд на тему неожиданного и счастливого нахождения оригинальных решений «поаналогии» в среде изобретателей ходит множество.
Была даже предложена рекомендация,основанная на использовании случайно найденного опыта. Она получила название«музейного эксперимента» и состоит в том, что в случае затруднений при решенииизобретательской задачи предлагается побыть среди стимулирующей обстановки: в музее,где собраны предметы старины, на свалках технических вещей, в хозяйственных магазинах.Общепризнанно, что сопоставление своей задачи с иными техническими решениямиактивизирует мышление, позволяет «сработать» аналогиям.
Специалисты, использовавшиеподобные методы, достаточно тепло отзывались о этом подходе, но у него, конечно же, естьключевой недостаток — непредсказуемость, ненадежность получения эффективныхрешений. Везение, удача, счастливые совпадения выступают важнейшими компонентамиэтого подхода. Для большинства изобретателей в этом нет ничего удивительного инеобычного, ведь изобретение само по себе ассоциируется у многих с озарением.ТРИЗ видит своей важнейшей задачей снятие этой неопределенности, необходимости возарениях. Использование случайным образом собранных подсказок предлагается заменитьиспользованием массивов систематически собранной информации. Но что это заинформация? Что за основа переносится от одного изобретения на другое, позволяетсоздавать всё новые разработки? Рассмотрим, что это такое на примере.Пример 8.1.
Случайности, ставшие опытом (магнето Микулина).В своей автобиографии академик Микулин рассказывал о том, как он сделал первое в своейжизни техническое усовершенствование. Гимназистом он наблюдал за полетами Уточкина —одного из величайших российских авиаторов начала ХХ в.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
