Задача 32 о железном порошке, засыпанном в полимер, как вы, наверное, заметили, очень похожа на рассмотренный в третьей главе пример со смазкой. И ответ тот же: нужно использовать соединение железа, которое распадается в горячем полимере.
Сложнее задача 38 о нефтепроводе. Жидкости, идущие по трубопроводу «стык в стык», отделяют друг от друга прочным резиновым шаром-разделителем. Что ж, применим оператор РВС. Начнем мысленно уменьшать размеры шара. Вместо одного большого шара — множество футбольных мячей. Или теннисных. Или еще меньше — дробинок… В этой идее уже что-то есть: пробку и в самом деле можно сделать из множества дробинок, плавающих в жидкости. Выдано даже авторское свидетельство на такую пробку. Все логично: жесткая пробка должна смениться пробкой динамичной, это соответствует общей тенденции развития технических систем.
А если продолжить мысленный эксперимент? Перейдем от дроби к еще более мелким частицам — молекулам. Возникает идея пробки из жидкости или газа. Газовая пробка не сможет быть разделителем — нефть пройдет сквозь газ. А вот жидкая пробка возможна. Один нефтепродукт, например, керосин, затем водяная «пробка», а за ней другой нефтепродукт, скажем, бензин. У жидкой пробки огромные преимущества: она никогда не застрянет в трубопроводе и свободно пройдет через насосы промежуточных станций. Но и недостаток у этой пробки существенный. Нефтепродукты, идущие до пробки и после нее, будут проникать в жидкий разделитель. Головная и хвостовая части пробки постепенно смешаются с нефтепродуктами. Отделить эти нефтепродукты от воды трудно, на конечной станции пробку и попавшие в нее нефтепродукты придется выбросить.
Сформулируем ИКР: жидкое вещество пробки, прибыв в резервуар на конечной станции, должно само отделиться от нефти. Тут только две возможности — жидкость становится твердым веществом и выпадает в осадок или превращается в газ и улетучивается. Переход в газ заманчивее: твердый осадок надо отфильтровывать, а газ исчезнет. Значит, нужно вещество, которое при высоком давлении (в нефтепроводе давление в десятки атмосфер) будет жидким, а при нормальном давлении — газообразным.
Вспомните старый принцип: подобное растворяется в подобном. Нефть — вещество органическое, а нам надо, чтобы пробка не растворялась в нефти. Следовательно, для пробки нужна неорганическая жидкость. Дешевая, безопасная, инертная по отношению к нефтепродуктам… Имея столь подробный перечень примет, нетрудно найти подходящее вещество по справочнику. Обыкновенный аммиак обладает всеми интересующими нас качествами. Пробка из жидкого аммиака надежно разделит идущие по трубопроводу жидкости. В дороге пробка частично смешается с нефтепродуктами, но это не страшно: на конечной станции аммиак превратится в газ, а нефть останется в резервуаре.
После того, как мы придумали пробку из жидкости, можно смело браться за задачу 42 о корпусе корабля. По условиям задачи корпус должен стать гибким, подвижным. Что ж, давайте представим себе, что обшивка корпуса сделана из… жидкости. Дикая, конечно, идея, но теперь у нас есть некоторый опыт превращения твердого в жидкое… К тому же, оператор РВС и моделирование маленькими человечками ведут именно к этой идее.
Итак, вместо стального листа — «лист» жидкости. Первая забота: как сделать, чтобы жидкость не разлилась? Придется с двух сторон поставить гибкие оболочки, например, из плотной резины. А чтобы вода не вылилась, нужно соединить оболочки перегородками. Получится стенка, собранная из резиновых грелок. Смешно… Однако некоторые изобретатели считают, что примерно так устроена шкура дельфина. Были построены модели, обтянутые подобными оболочками. Выяснилось, что модели при буксировке испытывают пониженное сопротивление воды: гибкие оболочки создают меньше вихрей. Но все-таки искусственные гибкие покрытия работали намного хуже, чем шкура живого дельфина. Дельфин может изменять форму поверхности шкуры, приспосабливаясь к меняющимся внешним условиям. А искусственные покрытия были безжизненными, им не хватало подвижности, они не могли «играть», меняя форму. Возникла новая задача: как управлять формой каждого участка гибкого покрытия?
(Обратите внимание: нередко одна задача порождает другую, образуется цепочка задач. Надо идти вперед, не останавливаясь на полдороге.)
Задачу об «оживлении» гибкой оболочки вы должны решить легко. Ведь это задача на перемещение; нужно управлять движением жидкости, находящейся под гибкой оболочкой. Построим веполь: добавим в жидкость ферромагнитные частицы и будем управлять ее перемещением с помощью электромагнитов. Авторское свидетельство № 457 529 на это изобретение выдано не кораблестроителям, а физикам из Института электродинамики Украинской Академии наук…
Остается последний вопрос: могут ли быть корабли вообще без корпуса?
Такие корабли уже давно существуют, и вы их знаете. Это — плоты. Корпуса у них нет, ведь бревна, из которых они сделаны, — это груз. Но во время плавания бревна служат и корпусом. В английском патенте № 1 403 191 описан корабль с длинным, как у змеи, корпусом из металлических ящиков-контейнеров. Крохотная «голова» — буксирующая часть с двигателем — тянет гибкое «туловище», собранное из контейнеров.
А теперь задачи для самостоятельного решения.
Задача 46. Алиби есть, но…
В одном из выпусков альманаха «Мир приключений» была напечатана повесть И. Багряка «Оборотень». В один и тот же вечер, говорилось в этой повести, были убиты гангстер Морган и ученый Лео Лансаре. В первом убийстве подозревался конкурирующий с Морганом гангстер Фойт, во втором — профессор Грейчер. Однако каждый из подозреваемых представил доказательства своего алиби. В конце концов следователь уличил преступников. Но как им удалось совершить преступление, сохранив алиби?
Задача 47. Отключается сам…
На выставке демонстрировался электрический паяльник, отключающийся при перегреве.
— Как он устроен? — спросил один из посетителей.
— Вероятно, есть датчик, измеряющий температуру, — предположил другой посетитель. — При перегреве датчик дает сигнал, специальное реле отключает паяльник.
И тут появился изобретатель.
— Нет ни датчика, ни реле, — сказал он. — Паяльник отключается сам. Вся хитрость в том, что…
Как вы думаете, в чем хитрость?
Проверить свой ответ вы сможете, заглянув в журнал «Радио» № 1, 1978, стр. 58.
Задача 48. Будет стоить дешево
В учебнике физики для девятого класса нарисованы различные типы электрических конденсаторов. Самый простой конденсатор представляет собой две металлические пластинки, разделенные изолятором, например, воздухом. Чем меньше воздушный промежуток, тем больше емкость конденсатора. На заводе, изготавливающем наглядные пособия для школ, сделали конденсатор, пластинки которого перемещались с помощью микрометрического винта.
— Плохо, — сказал директор завода, осмотрев прибор. — Пластинки дешевые, но из-за микрометрического винта прибор стоит дорого.
— А что делать? — возразил главный инженер. — Для опытов нужно очень точно перемещать пластинки.
И тут появился изобретатель.
— Прибор будет дешевым! — сказал он. — Нужно сделать…
Вероятно, вы и сами догадались, что сделать. Задача нетрудная.