Крылья для Икара. Как решать изобретательские задачи - страница 29

Кстати, о слове «треугольник». В математике изучение свойств треугольника имеет настолько важное значение, что выделено в специальный раздел — тригонометрию. Вызвано это тем, что треугольник — минимальная геометрическая фигура. Любую сложную фигуру можно представить в виде суммы треугольников. Умея определять стороны и углы треугольника, можно произвести любые вычисления, связанные со сложной фигурой. «Технический 1 реугольник» — система из двух веществ и поля — играет в решении изобретательских задач столь же важную роль, как геометрический треугольник в математике.

«Технический треугольник» получил название веполь (от слов «вещество» и «поле»), а раздел теории решения изобретательских задач, изучающий свойства веполей, называется веполъным анализом.

Понятие «поле» имеет в вепольном анализе широкий смысл: кроме четырех полей, «узаконенных» в физике (электромагнитное, гравитационное, поля сильных и слабых взаимодействий), веполь может включать «поля» тепловые и механические. В сущности, «поле» в веполе — это энергия, прикладываемая к инструменту или изделию для выполнения полезной работы.

Термин «вещество» тоже понимается в широком смысле слова: «веществами» могут быть, например, плотина и вода, винт и гайка, снаряд и танк, молоток и гвоздь... Предположим, рассматривается задача о повышении скорости движения ледокола во льдах. Для этой задачи простейшей моделью может служить веполь, включающий лед (изделие), ледокол (инструмент) и механическое поле сил, приложенных к ледоколу для взаимодействия ледокола со льдом. Реальный ледокол — сложная техническая система со многими свойствами. Но «ледокол», входящий в веполь,— просто вещество, взаимодействующее с другим веществом (льдом) благодаря полю механических сил. Нечто подобное мы имеем при записи формул химических веществ. Записав, например, формулу Н2О, мы отбрасываем множество признаков, присущих воде (масса, движение, температура, цвет и т. д.). Запись выделяет только главный для химии факт: молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

I Веполь — модель технической системы. Веполь условен и отражает только одно (но главное для данной задачи) свойство системы. Например, в задаче «Как повысить скорость движения ледокола во льдах?» веполь не включает воду, хотя реальный ледокол без воды не может двигаться. Для веполя в этой задаче

СО безразлично, является ли ледокол атомным, дизельным или паровым,— важно только механическое проникновение одного вещества в .другое.

Одна и та же техническая система в разных задачах может иметь различную вепольную модель. Например, в задаче «Как увеличить сопротивление ледокола сжатию льда?» лед играет роль инструмента, а обрабатываемым изделием является ледокол.

Пеполь — понятие простое, легко поддающееся наглядному граф и чсчжому изображению. Поле обозначают буквой П, вещества-буквами В1 (изделие) и В_>2 (инструмент), направление действия поля и веществ показывают стрелками. Например,

Испольный «язык» позволяет записывать — что дано (т. е. модель задачи) и что получено в результате решения. Вот запись решения задачи об окраске:

Волнистая стрелка символизирует неудовлетворительное взаи-модействие.*Двойная стрелка заменяет слова «для решения задачи надо перейти к». В1 — прибор (изделие), В_>2 — краска (часть инструмента, непосредственно взаимодействующая с изделием). Запись читается: «Модель задачи — два вещества, неудовлетворительно взаимодействующие друг с другом. Для решения задачи надо перейти к веполю, в котором механическое поле действует на изделие, взаимодействующее с краской».

Избыточное действие можно показать и двумя стрелками: прямой (полезная часть действия) и волнистой (вредная, ненужная часть действия). Поэтому запись решения задачи о запайке ампул выглядит так:

Тепловое поле избыточно действует на В] (изделие): часть действия полезна, а другая часть вредна. Для решения задачи необходимо перейти к веполю, в котором В2 (инструмент) пропускает полезное действие и задерживает вредное, ненужное. Эта запись наглядно показывает, в чем смысл построения веполя. Даны вещество и поле, плохо взаимодействующие друг с другом. Изменить это плохое взаимодействие трудно, и мы идем в обход — подбираем вещество В2, которое хорошо взаимодействует с полем. Такое вещество всегда легко подобрать. Остается обеспечить хорошее взаимодействие между В