Генрих Альтшуллер - Найти идею

Несколько слов о терминах «вещество» и «поле». В вепольном анализе (т. е. анализе вещественно-полевых структур при синтезе и преобразовании технических систем) под «веществом» понимают не только вещество, но и технические системы и их части, а иногда и внешнюю среду. Например, если в задаче идет речь о повышении скорости движения ледокола, то вещество — это ледокол и лед.

Вещества принято записывать в вепольных формулах в строчку, поля на входе — над строчкой. Веполь вообще обозначают (без конкретизации) треугольником. Действие в вепольных формулах показывают стрелкой или линией (без конкретизации). Взаимодействие — стрелкой с двумя остриями.

Задача 5.4.По трубопроводу перекачивают жидкий кислород. Несмотря на хорошую теплоизоляцию, часть кислорода переходит в газообразное состояние. Образуются маленькие пузырьки, более или менее равномерно распределенные по всему потоку. Между тем из трубопровода должен поступать в резервуар только жидкий кислород. Требуется найти простой способ отделения жидкого кислорода от пузырьков.

Даны два вещества, ни одно из них не является инструментом. Кроме того, в системе нет поля. Тогда решение в общем виде Можно записать той же самой «реакцией», что и решение задачи 5.3, или, более точно, подчеркнув, что поле П должно действовать неодинаково на вещества В 1аи В 1б:

Введение нового поля, как отмечалось, вынужденное отступление от идеала. Поэтому используем уже имеющееся в системе механическое поле: если закрутить поток, центробежные силы сгонят пузырьки к оси трубопровода, откуда их нетрудно убрать.

Вы, наверное, уже заметили: той же «реакцией» можно записать решенную П. Л. Капицей задачу об удержании «молнии». Если закрутить гелий, центробежные силы отожмут плазму к оси «бочки». Правда, нет дарового механического поля, которое создавало бы центробежный эффект. Но Капица создал почти даровое поле, использовав для этого самый обычный домашний пылесос. Все гениальное — просто…

Еще одна задача на достройку веполя.

Задача 5.5.Для направленного бурения скважины используют отклонитель; это изогнутая труба, установленная между турбобуром (или электробуром) и колонной труб, через которую прокачивают жидкость, приводящую в действие турбобур. Кривизна обычного отклонителя не поддается управлению с поверхности. Приходится часто прерывать бурение, поднимать всю колонну труб, чтобы заменить отклонитель. Как быть?

Дано вещество, надо достроить веполь. Труба должна состоять из двух взаимосвязанных веществ и менять изгиб под действием поля. Техническое решение заключается в применении биметаллической трубы и теплового поля. Запись выглядит так:

Вещество В 1разделено на две части, неодинаково воспринимающие действие теплового поля.

Возможны и другие вепольные формулы. В частности, решение измерительных задач часто приводит к двойному веполю (ромб, составленный из двух треугольников):

Правило постройки веполя позволяет сразу определить, что надо ввести в систему: вещество, поле, два вещества, поле и вещество.

Теперь сформулируем еще два закона развития технических систем («динамика»),В отличие от предыдущих, они отражают тенденции развития современных систем.

1. Развитие технических систем идет в направлении увеличения управляемости (иногда говорят — в направлении увеличения вепольности):

— невепольные и неполные вепольные системы превращаются в полные веполи;

— простые веполи переходят в сложные;

— увеличивается количество управляемых связей;

— мобилизуются вещественно-полевые ресурсы (ВПР) — за счет более полного использования имеющихся и применения «даровых» веществ и полей;

— в веполи вводят вещества и поля, которые позволяют без существенного усложнения реализовать новые физические эффекты, расширить функциональные возможности системы и тем самым повысить степень ее идеальности.

2. Развитие современных технических систем идет в направлении увеличения степени дробления (дисперсности) рабочих органов. В особенности типичен переход от рабочих органов на макроуровне к рабочим органам на микроуровне.

Действие закона увеличения степени дробления рабочих органов (а заодно и неодолимость законов развития технических систем) можно проиллюстрировать на примере перестройки технологии изготовления листового стекла.

По старой технологии раскаленная стеклянная лента поступала на роликовый конвейер. Передвигаясь по конвейеру, лента выравнивалась, охлаждалась и застывала. Качество поверхности зависело от расстояния между соседними роликами, т. е. от диаметра роликов. Чтобы получить гладкую поверхность, нужны были ролики возможно меньшего диаметра, вплотную придвинутые друг к другу. Но чем меньше диаметр роликов, тем сложнее и дороже конвейер, тем больше хлопот с его налаживанием, эксплуатацией, ремонтом… Долгое время это противоречие пытались сгладить путем компромисса: диаметр роликов сохраняли довольно большим, лист получался волнистым, потом его дополнительно полировали. Но требования к качеству поверхности стекла росли. Увеличивались и требования к производительности, экономичности.

Однажды ко мне приехал сотрудник организации, занимавшейся проектированием линий для получения листового стекла. Гость попросил провести семинар по ТРИЗ, рассказал о существующей технологии, о необходимости сосредоточить усилия участников семинара на усовершенствовании роликового конвейера. Я охотно согласился, но признался, что меня смущает простота задачи, которую хотят сделать центральной. Далее произошел следующий разговор.

Гость:Это трудная задача, над ней думают и за рубежом.

Я:Ролики должны быть как можно мельче, так ведь?

Гость(терпеливо): Нет, ролики должны иметь оптимальный диаметр, иначе конвейер будет невообразимо сложным.

Я(упрямо): Ролики должны быть как можно мельче! Тогда стекло будет гладким… Но самые маленькие ролики — это молекулы. Или лучше — атомы. Атомы! Вот решение вашей задачи: стекло должно катиться на атомах. Атомы дешевы, не ломаются, дадут идеально ровную поверхность…

Гость(натянуто улыбаясь): Атомы? Интересно… Вы ведь пишете научную фантастику, не правда ли? Я что-то читал…