Основная тенденция в развитии самоходных дождевальных агрегатов — увеличивать длину крыльев[46]. Чтобы несколько уменьшить консольную нагрузку на крылья, их снабжают опорными тележками с колесами. Так, например, устроен агрегат по патенту ФРГ № 1068940 (рис. 25, а). В английском патенте № 778716 крылья выполнены в виде шпренгельных (принцип дробления!) ферм (рис. 25, б). К сожалению, опорные тележки не избавляют от необходимости делать крылья жесткими и, следовательно, тяжелыми. Не случайно патент АРЕ № 2698 предусматривает самоходные опорные тележки. Круг, таким образом, замыкается: конструкция вновь усложняется.
Попробуем найти лучшее решение.
2—3. Дана система, состоящая из тележки, крыльев и расположенных на них распылителей воды. Увеличение длины крыльев сильно утяжеляет систему.
2—4. В принципе можно менять все элементы тележку, крылья и распылители. Но если мы решаем прямую задачу (увеличение размаха крыльев), тележка и распылители должны остаться неизменными. Поэтому
а) — крылья.
б) — тележка и распылители.
Рис. 25. Основная тенденция развития самоходных дождевальных агрегатов — увеличение длины крыльев: а — агрегат по патенту ФРГ № 1068940; б — в английском патенте № 778716 крылья сделаны в виде шпренгельных шарнирных ферм.
2—5. Крылья.
3—1. Крылья при поливе сами держатся над полем (при размахе в 200—300 м).
3—2. См. рис. 26.
3—3. Не выполняют требуемого действия «лишние» участки крыльев АБ и ВГ.
3—4. а) Нам надо, чтобы АБ и ВГ сами держались над землей.
б) Мешает вес этих частей.
в) Части АБ и ВГ должны что-то весить (это части конструкции) и в то же время веса у них не должно быть.
3—5. Части АБ и ВГ будут держаться над землей, если мы предельно уменьшим их вес (как в задаче о ледоколе предельно уменьшали ширину взаимодействующей со льдом части) или как-то уравновесим крылья.
3—6. Облегчение крыльев — путь, ведущий к надувным конструкциям. Этот путь рассмотрен в условиях задачи. Остается уравновешивание: к частям АБ и ВГ надо приложить силы, равные по величине силе веса этих частей и противоположные по направлению. Силы могут быть аэродинамические (у нас крылья), гидродинамические и т. д.
Рис. 26. К задаче 2, шаг 3—2: крылья сами себя держат гидрореактивной силой подаваемой в распылители воды.
3—7. Аэродинамические силы в данном случае малы.
Чтобы крылья сами себя держали, целесообразно использовать гидрореактивную силу подаваемой в распылители воды.
Напор воды в гидросистеме (23 м на концах крыльев) достаточен для самоподдержания леек. Расчет показывает, что легкая гидросистема может сама себя поддерживать и передвигать. Но даже если гидрореактивной силы было бы недостаточно, следовало хотя бы частично облегчить крылья. Пусть в нерабочем положении эти легкие крылья будут опущены вниз. При поливе гидрореактивная сила поднимет концы крыльев.
Алгоритм не избавляет изобретателя от необходимости думать. Одна и та же задача может быть решена на разных уровнях — в зависимости от индивидуальных качеств изобретателя. Проследим это на примере.
При горных работах раньше производили последовательные взрывы десяти зарядов в течение двух минут. Оператор успевал замыкать контакты цепи с электродетонаторами вручную. Но при новой организации горных работ необходимо за 0,6 сек. последовательно включить 40 контактов, причем промежутки между взрывами неравны и каждый раз меняются. Например, взрыв № 2 должен следовать через 0,01 сек. после взрыва № 1; взрыв № 3 — через 0,02 сек. после взрыва № 2 и т. д. В другой раз взрыв № 2 должен произойти через 0,03 сек. после взрыва № 1 и т. д. График включения желательно выдержать с точностью до 0,001 сек.
Нужен предельно простой, надежный и точный способ включения.
3—3. Дана система из 40 пар проводов (контактов) и 40 «замыкалок» (или одной подвижной «замыкалки»). Трудно замыкать контакты по графику.
(Электродетонаторы не входят в рассматриваемую систему. Надо замыкать контакты, а куда идет ток — безразлично.)
2—4. а) «Замыкалка». б) Контакты.
(В условиях данной задачи контакты — это просто концы проводов, которые надо замкнуть. Менять провода мы не можем: все равно будет что-то, проводящее ток А вот «замыкалку» можно менять как угодно. Если мы отнесем к «б» оба элемента — контакты и «замыкалку», — объектом станет внешняя среда. На шаге 3—3 выделится часть этой среды то, что находится между контактами. И дальнейшее решение совпадет с тем случаем, когда выбрана «замыкалка».)
46
Подробный обзор см. А. Кармишин. Дождевально-оросительные агрегаты М, изд ЦНИИПИ, 1965.