Владимир Петров - Структурный анализ систем

Рис. 4.17. Установка для получения искусственной шаровой молнии

Разбор задачи

Представим задачу в вепольном виде (4.9).

Дан неэффективно управляемый веполь:

В 1 — молния;

П 1 — гравитационное поле, действует на молнию;

В 2 — газ, который не уравновешивает действие гравитационного поля.

Чтобы повысить управляемость рассмотренного веполя необходимо ввести противодействующее поле П 2в соответствии со схемой (4.10).

Поле П 2должно противодействовать гравитационному полю П 1. Эффективнее всего было бы использовать электромагнитное поле, но для этого нужно было бы полностью переделывать установку. В соответствии с тенденцией развития веполей первоначально следует использовать механические поля 10 10 Грубо эта тенденция представляет собой переход от гравитационного поля к механическому и электромагнитному. Детально она описана в Петров Владимир. Законы развития систем: ТРИЗ / Владимир Петров. [б. м.]: Издательские решения, 2018. — 894 с. — ISBN 978-5-4490-9985-3 . Наиболее эффективное в данном случае — поле центробежных сил.

П. Л. Капица предложил завертеть газ, придавая ему непрерывное вращение. Вместе с газом завертелся и сам разряд и перестал всплывать… Газ заставляли непрерывно вращаться воздуходувки, хорошо знакомые всем по домашнему пылесосу. Впрочем, именно домашний пылесос и был использован на первых порах (рис. 4.18).

П 2 — центробежное поле.

Рис. 5.31. Создание центробежных сил с помощью пылесоса

Вредное действие устраняется переходом к смешанному веполю, в котором вводимое вещество В 3генерирует поле П 2, нейтрализующее вредное действие поля П 1(4.11).

Задача 2.10. Искусственная шаровая молния (продолжение)

Поле центробежных сил П 2создается турбиной В 3(4.12).

Вредное действие устраняется переходом к смешанному веполю, в котором на вводимое вещество В 3под воздействием поля П 3, генерируя поле П 2, нейтрализующее вредное действие поля П 1(4.13) .

Задача 4.11. Извлекание шарика

Условия задачи

Не редки случаи, когда необходимо извлечь завальцованный в корпус шарик (рис. 4.19). Для этого приходится ломать конструкцию. Как вытащить шарик, не ломая конструкцию?

Рис. 4.19. Шарик, завальцованный в корпус

Разбор задачи

Представим задачу в вепольном виде (4.14).

Дан веполь с вредной связью:

В 1 — корпус;

П 1 — поле механических сил, удерживающее шарик в корпусе ;

В 2 — шарик.

Вредная связь может быть устранена введением В 3, которое под воздействием поля П 3генерирует поле П 2, нейтрализующее вредное действие поля П 1. В соответствии со схемой (4.13) для данной задачи структурное решение можно представить схемой (4.15).

Согласно схеме (4.15) необходимо ввести В 3, которое под воздействием поля П 3создаст П 2, выталкивающее шарик.

Один из вариантов решения.

Под шарик В 2заранее вводят каплю жидкости В 3(рис. 4.20), которую при необходимости нагревают (поле П 3) и испаряющаяся жидкость создает давление (поле П 2), выталкивающее шарик В 2из корпуса В 1( фазовый переход первого рода).

Рис. 5.33. Введение капли жидкости под шарик

Вредное действие между веществом и полем устраняется введением вещества В 2и поля П 3в преобразовательном веполе (4.16) или введением вещества В 2и поля П 2в видоизменительном веполе (4.17), или вместо поля П 2может вводиться третья вариация того же поля П “„ 1 (4.18) . Введенное поле ( П 3, П 2или П “„ 1) воздействует на введенное вещество В 2,вещество, которое меняет свойство В 2, управляя полем П ” 1.

Задача 4.12. Автомобильное стекло

Условия задачи

Водитель может быть ослеплен светом фар следующего за ним автомобиля в зеркало заднего вида (рис. 4.21). Как быть?

Рис. 4.21. Ослеплен светом фар

Разбор задачи

Представим задачу в вепольном виде (4.19).

Дан веполь с вредной связью:

В 1 — зеркало заднего вида;

П « 1 — свет фар, от сзади идущего автомобиля (оптическое поле);

П « 1 — отраженный свет, воздействующий на водителя.

Воспользуемся схемой (4.17).

Недостаток может быть устранен, если заднее стекло автомобиля покрыть электрохромной пленкой В 2(оксид никеля и электропроводящий слоя оксида олова). Здесь использован электрохромный эффект 11 11 Электрохромный эффект — это явление в тонких пленках связано с реверсивными процессами инжекции или экстракции катионов (H + , Li, Na, K и др.) и электронов в пленке и заключается в обратимом изменении оптических свойств материала (светопропускания, цвета и т. д.). . Коэффициент прозрачности таких стекол меняется под действием электрического тока П 2. Получаются управляемые тонированные стекла. Это позволяет водителю изменять интенсивность света П ” 1, поступающего снаружи. Таким образом, управляют полем П ” 1, изменяя поле П 2. Подобные пленки используют и вместо жалюзи (рис. 4.22).

Рис. 4.22. Электрохромная пленка

Вредное действие между веществом и полем устраняется заменой вещества В 1на другое вещество В 2и введением поля:

— П 3(4.20);

— П 2в веполе на видоизменение (4.21);

— третья вариация поля П “„ 1 (4.22) .

Введенное поле ( П 3, П 2или П “„ 1) воздействует на В 2, которое управляя полем П 2или П ” 1.

Задача 4.13. Диод

Условия задачи

Диод пропускает ток в одну сторону и не пропускает в другую. Он это делает всегда. Чтобы сделать управляемый процесс, ставят, например, реле. Это значительно усложняет систему. Как быть?

Разбор задачи

Представим задачу в вепольном виде (4.23).

Дан веполь с неуправляемой связью:

В 1 — диод;

П « 1 — напряжение переменного тока;

П « 1 — напряжение постоянного тока.

Пунктирная стрелка показывает, что действие недостаточное (неуправляемое).