Крылья для Икара. Как решать изобретательские задачи - страница 30
и В] — и задача решена.
Задача 14. После сборки агрегатов холодильников нужно проверить, нет ли течи в агрегатах, не проходит ли сквозь неплотности и отверстия рабочая жидкость. Очень важно обнаружить даже маленькую просочившуюся капельку жидкости. Но сделать это трудно: приходится очень тщательно осматривать каждый участок агрегата, а на это требуется слишком много времени. Что вы предлагаете?
Модель этой задачи построить нетрудно: дано вещество (капелька жидкости), требуется его обнаружить:
В,----
Пунктирная стрелка заменяет слова «нужно получить сигнал на выходе». Поскольку сигнал — это поле (акустическое, электромагнитное, оптическое и т. д.), допустимо записать модель и так:
в,—- п
Теперь мы, не задумываясь, можем сказать, как надо преобразовать модель задачи, чтобы прийти к ответу. Для построения веполя недостает второго вещества, следовательно, его необходимо ввести:
п
Если бы «сигнальное поле» можно было получить от Вь задача просто не возникла бы. Поэтому в правой части записи стрелка к П может идти только от В2. Очевиден и смысл решения:
В] не дает хорошего «сигнального поля», и мы идем в обход — добавляем в В1 некое вещество В2, которое перемещается вместе с Вь но в отличие от него способно создавать «сигнальное поле». Задача свелась к подбору вещества В2. Здесь тоже существуют определенные правила, о них мы поговорим позже, а пока посмотрим ответ на задачу 14. По авторскому свидетельству № 277 805 в рабочую жидкость холодильника добавляют очень небольшое количество люминофора и освещают агрегат холодильника ультрафиолетовым светом. Даже самая маленькая капелька, если она просочилась, начинает ярко светиться.
Уточним теперь вепольную запись решения:
В этой записи П' означает поле на входе (невидимое ультрафиолетовое излучение), П"— поле на выходе (видимое излучение люминофора), легко поддающееся управлению (обнаружению, измерению, изменению). Вепольные формулы такого типа вообще очень характерны для решения задач на обнаружение и измерение. При этом вещество В2 и поля П' и П" могут быть самыми различными, но группа
п'
 | II |
сохраняется во всех случаях, поскольку мы имеем дело с одним и тем же типом преобразования. Как в химии: например, запись
Н*+ ОН' —Н>20
соответствует определенному типу реакции (нейтрализация). При этом безразлично, какая конкретно взята кислота (серная, соляная и т. п.) и какая взята щелочь (гидроокись калия, гидроокись натрия и т. д.). Запись говорит лишь о типе реакции.
Вообще вепольные формулы во многом схожи с формулами химическими. Подобно химическим формулам, отражающим глав-
иые химические признаки вещества — состав и структуру его молекул, вепольные формулы отражают главную физическую особенность технической системы — вещественпо-нолевой состав и структуру. Химические формулы позволяют записывать превращения веществ, идущие по определенным законам. Точно так же вепольные формулы дают возможность записывать преобразования технических систем, подчиняющиеся своим законам. Типичным химическим реакциям (соединения, разложения и т. д.) соответствуют типичные вепольные преобразования.
ПЯТЬ ПРОСТЫХ ПРАВИЛ
Простейшее правило вепольных преобразований нам уже знакомо, остается точнее его сформулировать.
1. Правило достройки веполя. Если по условиям задачи дала иевепольная система (один элемент) или неполная вепольная система (два элемента), то для решения за-дачи необходимо достроить систему до XV- "Я полного веполя.
Правило это вытекает из самого ноня-Лгу\ ,'тия «веполь»: работоспособная техниче-ская система должна, как минимум, иметь два вещества и поле. В изобретательской практике часто встречаются задачи типа: «Дано одно вещество, нужно им управлять (обнаруживать, измерять, изменять, перемещать и т. д.)». Распространенная ошибка состоит в том, что рассматривают различные варианты прямого действия на вещество. Правило 1 указывает эффективный обходный путь и позволяет сразу сказать, каким будет тип ответа на задачу (добавить вещество, добавить поле и т. д.).
Переход от одного вещества (или одного поля) к веполю равносилен применению группы приемов, устраняющих физическое противоречие. Например, в задаче о запайке ампул физическое противоречие состоит в том, что огонь должен действовать на ампулы, чтобы их запаивать, и не должен действовать на ампулы, чтобы их не перегревать. При построении веполя подобные противоречия автоматически снимаются благодаря тому, что поле действует через второе вещество (или в присутствии второго вещества) ; действие есть и действия (непосредственного) нет.