Владимир Петров - Законы развития систем

— (рис. 7.126б).

— Вещество с однойполостью A1→вещество с двумяполостями A2 →вещество со многимиполостями A3- A4(рис. 7.126в).

Рис. 7.126. Линии развития капиллярно-пористого материала (КПМ)

Они представлены вместе на рис. 7.127.

В общем виде система развивается по всем трем направлениям, а все состояния могут быть описаны в виде морфологической матрицы, где в качестве морфем, помимо указанных трех составляющих может быть еще четвертая — виды технологических эффектов.

В упрощенном виде эту закономерность можно представить в виде схемы (рис. 7.127).

Рис. 7.127. Общая схема перехода к КПМ

Где

КПМ # — КПМ со структурированными капиллярами,

µКПМ # — µКПМ со структурированными капиллярами.

7.5.5.2. Тенденция развития автомобильных шин

Продемонстрируем тенденцию перехода к КПМ, закономерностью развития автомобильных шин.

Пример 7.183. Первые шины.

Первоначально шины представляли собой сплошную резину. Это соответствует этапу 2 (рис.7.126а). Такая шина частично амортизировала тряску при движении, но амортизация была недостаточной и одинаковой для любых дорог.

Пример 7.184. Надувная шина.

Для улучшения амортизации изобрели надувную шину (этап A, рис. 7.126а), которая до сегодняшнего дня является самой распространенной. Эта шина лучше амортизирует тряску, и с помощью изменения давления в шине можно приспосабливаться к различным дорогам и к погодным условиям, так как изменяется форма той части шины, которая соприкасается с дорогой. Таким образом, происходит структуризация полости.

Следующим этапом в развитии шин было деление их на две ( A2) и более ( A3, A4) секций (рис. 7.126в), которые отдельно накачиваются.

Пример 7.185. Секционная шина.

Предложена шина 345, состоящая из двенадцати секций (рис.7.128). Теоретически в такой шине могли проколоться все 12 секций.

Такая шина соответствует этапам A4(рис.7.126 в).

Рис. 7.128. Секционная шина. Патент США 2 859 791

Пример 7.186. Многосекционная шина.

В дальнейшем число таких секций увеличивалось. Шина уже делилась не только в радиальном, но и в продольном направлениях (рис. 7.129). Эти шины уже не боялись прокола, но их нужно было долго накачивать — каждую камеру отдельно.

Рис. 7.129. Многосекционная шина

Разрешение этого противоречия — в соединении отдельных секций в единый патрубок с помощью трубок. Теперь можно накачивать сразу все секции шины, но шина стала значительно тяжелее. Возникло новое противоречие. Для того, чтобы шина была более надежной, количество камер в ней должно быть, как можно больше, но большое количество камер усложняет накачивание, а соединение всех камер системой трубок утяжеляет шину.

Обычное мышление подсказывает, что нужно вернуться назад и не увеличивать число камер в шине. ТРИЗное мышление подсказывает обратное — нужно еще более увеличить число камер, выполняя главное действие, и устранить вредное действие — трудности при накачивании. В идеале шина вообще не должна накачиваться.

В результате переходим к шинам из капиллярно-пористого материала (КПМ) — этап C(рис. 7.126а).

Пример 7.187. Шина с пенополиуританом.

Сомпания «Синэйр» (США) впервые выпустила шины, заполнены пенополиуританом (рис.7.130). Такие шины не боятся прокола 346.

Разработаны различные модификации этих шин.

Рис. 7.129. Многосекционная шина

Виток спирали замкнулся. Мы снова пришли к сплошной шине на новом качественном уровне ( отрицание отрицания ), и ей присущи почти те же противоречия, что и раньше. Шина не прокалывается, но имеет постоянную жесткость. Как сделать шину более управляемой?

Разрешение противоречия в следующем этапе развития — поры делаются вполне определенной структуры и размеров этап C2

(рис. 7.127).

Определенным сочетанием ячеек различных форм и размеров можно получить различную жесткость шин, но такое управление жесткостью нединамично, а задано заранее.

Следующий этап в развитии — заполнение пор веществом, например, жидкостью этап C3(рис. 7.127). Шины становятся с более управляемой жесткостью.

Для дальнейшего увеличения или уменьшения давления шины должны «научиться» быстро подавать и убирать жидкость из пор, но делать это с помощью обычных насосов невозможно, так как в капиллярах своя гидродинамика. Разрешение этого противоречия требует согласования уровней решений. Капилляры — это микроуровень , а насосы — макроуровень .

Необходимо использовать насосы на микроуровне, т. е. нужно использовать физические, химические и прочие технологические эффекты C4(рис. 7.127). Прежде всего, следует использовать капиллярные эффекты , описаны ранее.

7.5.6. Линия увеличения «пустотности»

Эта тенденция, разработанная Г. С. Альтшуллером, представляет собой одно из направлений закономерности управления веществом(рис. 7.131).

Рис. 7.131. Схема закона изменения связанности

Линия пустотности в чем-то повторяет тенденции увеличения степени дробления и перехода к КПМ, но имеет свои особенности.

Приведем сокращенный вариант статьи, в полном объеме она изложена на сайте официального фонда Г. С. Альтшуллера 347.

Стремление технических систем объединиться с пустотой обусловлено действием закона увеличения степени идеальности.

Пустота дает возможность объекту увеличить (без утяжеления) число возможных функций.

Анализ патентного фонда показал, что существует линия увеличения пустотности, основные элементы которой показаны на рис. 7.132.

Рис. 7.132. Линия увеличения «пустотности» 348

Где

— сплошной объект;

— пустота вне прямого контакта с объектом;

— пустота соприкасается с объектом;

— пустота частично «вклинивается» в объект;

— пустота находится внутри объекта;

— раздробленная пустота;

— сквозная пустота (пустая трубка в сплошном объекте);

— капиллярная структура;

— цеолитовая структура (трубки образованы молекулами);

— пустота выделяется из объекта в результате физэффекта (например, возникновение пузырьков при кипении жидкости);

— пустота, выделяемая при химическом разложении вещества (например, выделение газа при реакции разложения).

Нетрудно заметить общее направление линии: увеличивается взаимодействие между объектом и «пустотой» — вплоть до превращения этих компонентов в единую систему. Наличие общего направления не означает, однако, что в принципе невозможен «обратный ход»; встречаются задачи на устранение вредной или ненужной «пустоты». Существуют и боковые линии: на каждом этапе возможно увеличение динамичности, структурированности, переход к би- и полисистемам.