3-1. Труба при перемещении помидоров воздушным потоком сама тормозит слишком быстрые помидоры.
3-2. См. рис. 38.
3-3. Не может тормозить слшпком быстрые помидоры нижняя стенка трубы, по которой они катятся.
3-4. а) Нам надо, чтобы помидор, подошедший к какому-то месту трубы слишком рано, не мог пройти дальше.
б) Стенка трубы в этом месте не имеет препятствий и пропускает любые помидоры.
в) Одно и то же место в стенке трубы должно быть то «пропускающим», то «непропускаю-щим».
3-5. На стенке трубы должны в нужный момент возникать и исчезать препятствия.
3-6. Помидор движется под действием воздушного потока. Чтобы помидор остановился, нужно в районе остановки уменьшить давление воздуха за помидором (или повысить давление воздуха перед помидором). В нужный момент в стенке должно образоваться отверстие - воздух уйдет в это отверстие. Таким образом, нижняя стенка трубы должна иметь периодически открываемые и закрываемые отверстия.
3-7. Открывать или закрывать отверстия сложно. Отверстия должны быть всегда открыты. Чтобы помидоры не проваливались, отверстия нужно сделать маленькими. Через отверстия мы можем нагнетать или отсасывать воздух. Надежнее отсасывать: это позволит при необходимости остановить помидор у того или иного отверстия.
3-8. Дно трубы имеет небольшие отверстия (рис. 39). Из отверстий отсасывается воздух: сначала из первого отверстия, затем из второго и т. д. Возникает бегущая волна разрежения; помидоры не будут двигаться быстрее этой волны.
Это решение совпадает с контрольным ответом (авторское свидетельство № 188364).
4-1. Мы получили возможность управлять движением помидоров, задавая нужный темп движения волны. Проигрыш - усложнение конструкции.
4-2, Чтобы упростить конструкцию, можно отказаться от подачи воздуха в трубу. Пусть бегущая волна разрежения сама передвигает помидоры от одного отверстия к другому. Если мы быстро переключим отсос с первого отверстия на второе, то воздух, втягиваемый во второе отверстие, подтянет помидор к этому отверстию. Затем, переключим отсос на третье отверстие - помидор тоже перейдет к этому отверстию и т. д.
Когда помидор продвинется на три-четыре отверстия, снова начнется отсос воздуха из первого отверстия.
Нижнюю стенку трубы можно сделать широкой и одновременно двигать целые шеренги помидоров.
Решение задачи 13 2-2. а) Толщина пластин стре- рис 39. Пневмотранспортер: МИТСЯ к ну- 2 - корпус, 2 - отверстия, 3 - ЛЮ. Допу- патрубки, 4 - источник вакуума.
стим^ толщина стала равной диаметру атома. Пластины придется собирать из отдельных атомов.
б) Если толщина пластин 1000 км, тоже придется со-
бирать пластины из отдельных частей.
в) Время изготовления изделия стремится к нулю.
Придется заранее подготовить элементы и собрать изделие, пользуясь какой-то быстродействующей силой.
г) Если на изготовление изделия дано 100 лет, мож-
но использовать медленные естественные процессы, скажем, осаждение частиц цз раствора.
д) Стоимость изготовления изделия равна 0. Пла-
стины должны самц собой возникать и соединяться… Как? Может быть, за счет каких-то вредных сил? Тогда мы не только сведем к 0 стоимость изготовления, но и получим бесплатно дополнительный эффект.
е) Если допустимая стоимость очень высока, можно
работать в условиях, когда меняются свойства материалов, например, соединять пластинки при обычной температуре, но очень высоком давлении. Оператор РВС не дал готового решения. Так бывает почти всегда. Смысл применения оператора РВС в том, чтобы расшатать барьеры и тем самым облегчить дальнейшее решение.
Рис. 40. К задаче 13, шаг 3-2.
2-3. Даны два материала - А (легкоплавкий и Б (тугоплавкий). Известными способами трудно получить из этих материалов тонкую «слоёнку».
2-4. а) Материал Л, материал Б. б) -
2-5. Материал Л.
(Он легче плавится, то есть легче изменяется.)
3-1. Материал А сам образует «слоёнку» с материалом Б.
*3-2. См. рис. 40.
Теперь видно, что процесс образования «слоёнки» состоит из двух действий. Надо, чтобы лежащие порознь материалы А и Б образовали один общий объем. А затем они должны определенным образом расположиться в этом объеме. Значит, можно уточнить ИКР.
Вот как уточнялся ИКР при решении этой задачи в Азербайджанском общественном институте изобретательского творчества (объектом был взят материал Б).
Слушатель: Материал Б сам влезает в А и упорядочение располагается в нем.
Преподаватель: Здесь два действия: «влезает» и «упорядочение располагается» - значит, и две задачи.
Слушатель: Первая легко решается. Чтобы материал Б «влез» в материал А, надо бросить Б в расплавленное А.
Преподаватель: Следовательно, мы можем заново сформулировать ИКР.
Слушатель: Б раздробилось, и частички сами расположились по плоскостям.
Преподаватель: Но здесь снова две задачи - «раздробить» и «расположить по плоскостям».
Рис. 41. Окончательный вариант шага 3-2 к задаче 13.
Слушатель; Раздробить легко. Можно заранее насыпать Б в виде порошка. Окончательная формулировка ИКР: порошок Б сам упорядоченно расположился в расплаве А (рис. 41)… Но если Б - магнитный материал, можно использовать магнитные силы. Они расположат частицы в определенном порядке. Потом расплав застывает- и задача решена.
Преподаватель: А если вещество Б из немагнитного материала?
Подсказки с мест: Использовать оптические силы… акустические… электрические…
Слушатель: Значит, есть следующие силы: электрические, магнитные, оптические, механические, акустические, ядерные…
Подсказка с места: Акустические! Создать в сосуде стоячие волны. Частицы Б соберутся в плоскостях, соответствующих узлам. В пучностях будет только вещество А. *
Это соответствует контрольному ответу: «Способ изготовления материалов слоистой структуры с заданным расположением слоев, отличающийся тем, что с целью получения тонкой периодической пространственной структуры взвесь частиц тугоплавкого вещества в расплаве легкоплавкого подвергается воздействию стоячего ультразвукового поля соответствующей частоты с последующим устранением поля и быстрым охлаждением расплава» (авторское свидетельство № 108894).
Ход решения этой задачи интересен тем, что отчетливо показывает механизм анализа. В задаче с большим поисковым полем постепенно уменьшается степень неопределенности, и поисковое поле становится меньше и меньше. В конце концов, все сводится к вопросу: какими силами можно управлять немагнитным порошком, нахо-
дящимся в жидкой среде? Сложная изобретательская задача превратилась в простую, решающуюся перебором нескольких вариантов.
В контрольном ответе сочетаются уже известные нам приемы (принцип дробления, принцип динамичности) и физический эффект, основанный на применении стоячих волн. Это типичная ситуация: упрощенная задача, полученная в результате анализа часто решается применением того или иного физического эффекта.
* * *
Есть изобретательские задачи, решенные только за счет использования физических эффектов и явлений. Вот, например, патент ГДР № 51194: для изменения диаметра дробинок используется влияние электрического поля на поверхностное натяжение жидкого металла; меняя интенсивность поля, управляют поверхностным натяжением, следовательно, и размером капелек, из которых получаются дробинки.
Иногда изобретение непосредственно вытекает из нового открытия. Таковы многочисленные изобретения, основанные на электрогидравлическом эффекте.
Иногда в изобретении использовано открытие, сделанное в незапамятные времена. Например, авторское свидетельство № 306036: «Рейсфедер, содержащий ручку с двумя створками и винтовую пару для разведения створок, отличающийся тем, что с целью повышения точности регулирования раствора створок он снабжен редуцирующим элементом, выполненным в виде двуплеч-ного рычага, одно плечо которого связано с винтовой парой, а другое контактирует со створкой рейсфедера». Изобретатель, как видим, применил рычаг - открытие, совершенное тысячелетия назад. Впрочем, здесь еще усматривается (хотя и где-то в глубине веков) исходное открытие. Бывает и так, что исходное открытие не имеет ни срока, ни автора, ни четкой формулировки. Взять хотя бы авторское свидетельство № 184219. «Способ непрерывного разрушения горных пород зарядами ВВ, отличающийся тем, что с целью получения мелких фракций, непрерывное разрушение поверхностного слоя производят микрозарядами…» Тут в первооснове сделанное неизвестно кем и неизвестно когда открытие, которое можно сформулировать примерно так: маленький молоток отбивает маленькие частицы, большой - большие…