Владимир Петров - Стандарты изобретательства

Как быть?

Разбор задачи

Самостоятельно.

Решение

В спускаемом аппарате был центровочный груз, чтобы аппарат занимал строго определенное положение в пространстве. Конструкторы догадались заменить центровочный груз прибором, который одновременно выполнял свои функции и функции груза 217 217 Губанов В. 110 минут среди тайн. Правда, 22.12.1978. .

Задача 9.30. Шины самолета

Условие задачи

В момент касания колеса шасси самолета посадочной полосы колесо сильно стирается. Это происходит из-за очень большого трения, возникающего в результате разности скоростей движения самолета и неподвижной посадочной полосы. Как правило, такие колеса меняются после нескольких посадок. Это очень дорого.

Как быть?

Разбор задачи

Нужно использовать стандарт 2.3.2. Согласование ритмики П 1и П 2.

Соответственно, нужно согласовать эти скорости и сделать разницу скоростей как можно меньше или равной нолю. Следовательно, нужно или делать «бегущую» посадочную полосу, или раскрутить колесо шасси. Естественно, значительно легче раскрутить колесо. Для этого нужно использовать имеющиеся ресурсы — набегающий поток.

Решение

На боковой поверхности колеса сделали направляющие (лопатки).

Набегающий поток раскручивает колесо, и оно крутится точно с той же скоростью, с которой движется самолет 218 218 Пат. Франции 2 600 619. .

Задача 9.31. Чистые помещения

Условие задачи

Производство электроники, медицинских препаратов, некоторые научные исследования и т. д. требуют особо чистых условий. Например, для производства микроэлектроники требуются комнаты в 10 000 раз чище операционных в больницах.

«Чистая комната» первого класса — самая чистая и содержит не более одной пылинки на кубический фут (0,0283 м 3). Как быть?

Разбор задачи

Таким образом, для поддержания стабильныхусловий чистоты требуется динамизация(постоянная смена воздуха). Т. е. применение стандарта 2.4.8. Динамизация.

Решение 1

Гигантские системы фильтрации воздуха полностью меняют воздух в чистых комнатах примерно 10 раз в минуту, уменьшая вероятность повреждения микросхем переносимыми воздухом частицами.

Возникает новая задача

Такие помещения не могут быть полностью герметизированы. Должны входить и выходить люди, поступать материалы для производства и выходить готовые изделия. В связи с этим воздух из нечистых помещений может проникать в чистые помещения.

Как быть?

Разбор задачи

Можно использовать стандарт 2.2.2. Дробление В 2.

Решение 2

Создали систему постепенного перехода из нечистого помещения в более чистые и далее — в помещения более высокого класса.

Новая задача

Даже эти предосторожности не исключают проникновение пылинок в самые чистые помещения. Как быть?

Разбор задачи

Можно использовать стандарт 2.3.2. Согласование ритмики П 1и П 2.

Решение 3

В более чистых помещениях создается избыточное давление воздуха по отношению к смежным с ним помещениям (менее чистым). Это основной принцип обеспечения чистоты в «чистых комнатах» (рис. П.11).

Рис. П.11. Основной принцип работы «чистой комнаты»

Количество приточного воздуха должно превышать вытяжку минимум на 20% при условии, что самая чистая комната находится в центре здания, и не менее 30% при наличии в помещении остекления, допускающего инфильтрацию. Это обеспечивает движение воздуха из более чистой комнаты в смежные помещения с более низкой степенью чистоты по мере убывания требований.

Задача 9.32. Видимость в снегопад

Условие задачи

Когда во время ливня или снегопада водитель машины включает фары (особенно дальний свет), то он видит перед собой глухую стену из дождя или снега. Как быть?

Разбор задачи

Можно использовать стандарт 2.3.2. Согласование ритмики П 1и П 2.

Решение

В Университете Карнеги-Меллон придумали остроумное решение этой проблемы. С помощью видеокамер компьютерная система отслеживает положение снежинок (или дождевых капель) и предсказывает их дальнейшую траекторию, после чего выключает на короткие промежутки времени соответствующие лучи многолучевых «интеллектуальных фар» (в прототипе был использован обычный DLP-проектор). Как показали эксперименты, с такой системой водитель даже во время метели не замечает 70—80% снежинок, при этом средняя интенсивность света фар снижается всего на 5% 219 219 Популярная механика. 2012, №11. С. 22. .

Задача 9.33. Падение дрона

Условие задачи

Падение дрона с высоты в случае отказа двигателей может представлять угрозу безопасности людей. Снабжение дронов парашютом усложняет конструкцию и увеличивает вес.

Как быть?

Разбор задачи

ИКР: Дрон должен сам замедляться в воздухе, как это делает парашют.

Можно использовать стандарты 1.1.4. Веполь на внешней среде и 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью П 2.

Решение

В 2015 году был получен патент на дрон, корпус которого выполнен в виде пропеллера (рис. П.12). При падении дрона встречный поток воздуха воздействует на пропеллер, создавая подъемную силу и замедляя падение дрона 220 220 Патент США 2015/0158581 A1. Flying machine. DE 102013225304 A1 .

Рис. П.12. Дрон. Патент США 2015/0158581 A1

Данный эффект можно наблюдать при падении семени клена. Он получил название авторотации. Это явление многие наблюдали, запуская вращающийся винт в воздух. Винт сначала взмывал в воздух, а затем плавно опускался на землю. Это явление используется у вертолетов. Так же опускалась запущенная игрушка вертолет, когда у нее кончался завод. Подобные игрушки продолжают создаваться (рис. П.13) 221 221 Патент США 6 811 460 B1. Flying toy vehicle. WO2005/016477A1 .

Рис. П.13. Летающая игрушечная машина. Патент США 6 811 460

Задача 9.34. Транспортная система Юницкого

Условие задачи

Транспортная система Юницкого представляет собой железную дорогу, расположенную над землей на столбах, а рельсы — это система предварительно напряженных тросов.

Одно из основных преимуществ этой дороги в том, что она занимает минимальную площадь на земле — только для столбов. Желательно максимально сократить количество столбов, т. е. увеличить пролет, но это уменьшает жесткость конструкции. Как быть?

Разбор решения

Воспользуемся стандартом 2.1.1. Цепные веполи.

Соединим две транспортные системы, которые будут поддерживать одна другую и компенсировать нагрузки.