Технология творческого мышления - Марк Меерович

Проблема 2

ЦЕНТРИФУГА Г.Х. ПОДОЙНИЦЫНА29

При изготовлении одной детали сложной формы потребовалось обжать ее жидкостью со всех сторон во вращающемся состоянии. При этом было поставлено важное условие: давление на деталь должно быть связано с числом оборотов. В общем, как в центрифуге, только наоборот. По мнению технологов, таким образом достигались наилучшие свойства поверхности.

Серьезные специалисты от задачи отмахнулись: кто же будет заниматься глупостями, которые явно противоречат законам природы! А Г.Х. Подойницын, хорошо знакомый с «маленькими человечками», пригласил их в соавторы.

— Сейчас вы работаете так (рис. 9.3), — сказал изобретатель.

— А я хочу, чтобы вы работали вот так (рис. 9.4).

— Чтобы мы так работали, — посмотрев на задание, ответили МЧ, — надо, чтобы кто-то толкал нас к детали, не обращая внимания на то, что мы стремимся от нее уйти. Для этого нужна еще одна группа «человечков». Стенка на стенку (рис. 9.5).

Ведь уйти мы хотим под действием центробежной силы — как только деталь начнет вращаться. И чем быстрее она вращается, тем сильнее нас от нее отбрасывает. Значит, их сила тоже должна расти с увеличением скорости вращения детали, но быстрее, чем наша сила (рис. 9.6).

При вращении же больше сила у того, кто тяжелее. Значит, новые «человечки» должны быть тяжелее нас (рис. 9.7).

А чтобы мы в драке не смешивались, нас надо сразу разделить!

Так появилось решение, противоречащее на первый взгляд всем законам физики. В центрифугу заливают две разные жидкости (масло и ртуть). При вращении центрифуги давление ртути внутрь, на масло, и через него — на деталь оказывается боґльшим, чем давление масла на ртуть, и это давление на деталь пропорционально числу оборотов центрифуги (рис. 9.8).

В 1988 г. один из авторов этой книги (М.И. Меерович) проводил занятия по ТРИЗ с учениками 9–10-х классов средней школы № 36 г. Одессы (сейчас — Ришельевский лицей). Аббревиатуру «ММЧ» ребята однажды расшифровали как «моделирование мыслящими человечками». Чтобы руководить «мыслящими человечками», нужно действительно не бояться смелых идей и обладать сильным воображением. И результаты тогда могут быть самыми неожиданными...

На одном из занятий решали классическую задачу о дозаторе жидкости «Капризная качалка» из книги Г. Альтова (литературный псевдоним Г.С. Альтшуллера) «И тут появился изобретатель...» Приводим описание полностью.

Проблема 3

«КАПРИЗНАЯ КАЧАЛКА»

Дозатор жидкости сделан в виде качалки (рис. 9.9). В левой части дозатора — емкость для жидкости. Когда емкость наполнена, дозатор наклоняется влево, и жидкость выливается. При этом левая часть становится легче, дозатор возвращается в исходное положение. К сожалению, дозатор работает неточно: выливается не вся жидкость. Как только часть жидкости выльется, облегченная емкость уходит вверх — получается «недолив». Сделать емкость побольше и смириться с тем, что в ней остается часть жидкости? Но качалка капризна: «недолив» зависит от многих причин (вязкость жидкости, трение в опорах дозатора и т.д.). Нужно устранить «недолив» как-то иначе.

Используем метод ММЧ. На качелях «девочки» (жидкость) и «мальчики» (противовес в правой части дозатора). Вот принят груз (рис. 9.10), и левая часть качелей пошла вниз (рис. 9.11).

Но, как только спрыгнули одна-две «девочки», левая часть качелей уходит вверх (рис. 9.12).

Как сделать, чтобы все «девочки» успевали спокойно сойти с качелей? Ответ очевиден: пока «девочки» будут сходить, «мальчики» должны подвинуться к середине качелей (рис. 9.13), а потом вернуться в исходное положение (рис. 9.14).

Иными словами, часть противовеса должна быть выполнена в виде подвижного грузика, чтобы менялось положение центра тяжести противовеса.

Теперь перейдем от модели к реальной конструкции. Грузик в правой части дозатора должен легко перемещаться туда-сюда. Ясно, что лучше всего сделать грузик в виде шарика (рис. 9.15).

Задача решена. Мы вышли на ответ, используя метод ММЧ. Нетрудно заметить, что при этом выявлено и устранено физическое противоречие (момент силы, действующий на правую часть дозатора — противовес, должен быть малым во время слива, чтобы вся жидкость сливалась, и момент силы должен быть большим во время заливки металлом, чтобы емкость доверху наполнялась жидкостью). Можно отметить и другое: дозатор, не имевший подвижных частей, теперь стал «динамичным», т.е. техническая система вступила в третий этап развития. Следовательно, все идет, как надо, решение найдено хорошее»30.

— Решение, действительно, хорошее, — медленно и как-то нерешительно сказал Сережа Швенк. Он вообще редко подавал голос. — А если «мальчишки» попадутся ленивые и не захотят бегать туда-сюда? Пусть «девчонки» САМИ (он подчеркнул это слово) перемещаются в емкости и тем самым меняют момент силы. Для этого нужно только изменить форму емкости.

Подошел к доске и уверенно провел кривую линию (рис. 9.16).

— Правильно?

— Абсолютно! Конечно, переделывать ковш под такую форму емкости значительно труднее, чем установить подвижный груз. Но теоретически решение абсолютно верное! Можно использовать при изготовлении нового ковша!

И еще один образец творчества. Во время поиска решения проблемы Г.Х. Подойницына в лицее № 208 (г. Киев) кто-то из десятиклассников на вопрос преподавателя «Чем вообще создают давление?» ответил: «Поршнем!» — «Поршнем?!» — переспросил преподаватель. Оставалось задать несколько наводящих вопросов, и появилось новое решение — без ртути и сосуда сложной формы (рис. 9.17).

В курсе ТРИЗ тема «Метод ММЧ» — это несколько часов занятий, поиск решения десяти-пятнадцати проблем. Предлагаем вам еще несколько — для самостоятельной работы.

Проблема 4

О ВЫЕДЕННОМ ЯЙЦЕ

Если бы речь шла об одном яйце, можно было бы, как говорится, целиком и полностью согласиться с вашей улыбкой. Но на крупных комбинатах общественного питания варят вкрутую тысячи яиц, очищать их от скорлупы приходится вручную, и эта работа отнимает очень много времени.

Попробуйте решить эту задачу с коллегами сначала методом мозгового штурма или синектики. И запишите все идеи, которые они предложат. Можете не сомневаться, что кто-нибудь предложит вывести породу кур, которая несет яйца без скорлупы. А потом продемонстрируйте им, как изящно работает АРПС, и скорлупа сама отлетает от поверхности яйца. Не забудьте только напомнить коллегам, что яйца варят в автоклавах — больших кастрюлях, которые закрываются герметично и в которых можно менять давление. Заодно вспомните один из разделов физики...

Проблема 5

О ВОДОСТОЧНОЙ ТРУБЕ

Это образец задачи, которая с грохотом заявляет о себе, а мы ее не слышим и проходим мимо. Возникает она обычно весной, когда днем под солнечными лучами снег на крышах начинает таять и вода стекает по водосточным трубам. Но к вечеру становится холоднее, вода в трубах замерзает, образуются ледяные пробки. Держатся они за счет сцепления льда со стенками трубы. На следующий день солнышко опять греет, и металлическая труба быстро нагревается. Слой льда, который прилегает к поверхности трубы и держит пробку в трубе, оттаивает, пробка отрывается от стенок, с грохотом летит вниз и по дороге ломает все изгибы водосточных труб. Известны случаи, когда страдали прохожие. Как быть?

Поговорите с «маленькими человечками». Только спокойно и уважительно. И с теми, которые будут падать вместо льда, и с теми, которые будут их держать. Они помогут вам сохранить водосточные трубы, не перестраивая все здание.

Проблема 6

О ГЕРМЕТИЗАЦИИ КАБИНЫ СТРАТОСТАТА

Это одна из многих блестящих находок выдающегося французского изобретателя Огюста Пикара. Суть проблемы в следующем. Для регулирования подъемной силы стратостата нужно, сидя в кабине (гондоле), открывать и закрывать клапан на шаре. Радиотехника в то время была развита слабо, систем дистанционного управления не было, и для управления клапаном использовался обыкновенный стальной тросик. Чтобы управлять клапаном, тросик должен свободно проходить через крышу гондолы. Иными словами, в крыше должно быть отверстие. Но гондола должна быть герметично закрыта, иначе на большой высоте из нее выйдет весь воздух, и пилот — стратонавт — задохнется. Как быть?

Проблема — яркий пример того, как от какого-то, казалось бы, пустяка зависит успех огромного проекта. Посоветуйтесь с «маленькими человечками». Объясните им, какими свойствами они должны обладать, чтобы разрешить четко поставленное ФП: кабина должна быть герметичной — и должна иметь отверстие. Как им расположиться...