Используем метод моделирования маленькими человечками. На качелях девочки (жидкость) и мальчики (противовес в правой части дозатора). Вот принят «груз» (рис. 2), и левая часть качелей пошла вниз (рис. 3). Но как только спрыгнули одна-две девочки, левая часть качелей уходит вверх (рис. 4). Как сделать, чтобы все девочки успевали спокойно сойти с качелей? Ответ очевиден: пока девочки будут сходить, мальчики должны подвинуться к центру качелей (рис. 5), а потом вернуться в исходное положение (рис. 6).
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. 7).
Задача решена. Мы вышли на ответ, используя метод ММЧ. Но нетрудно заметить, что при этом выявлено и устранено физическое противоречие («Момент силы, действующий на правую часть дозатора, должен быть малым, чтобы вся жидкость сливалась, и момент силы должен быть большим, чтобы емкость доверху наполнялась жидкостью»). Можно отметить и другое: дозатор, не имевший подвижных частей, теперь стал «динамичным», то есть техническая система вступила в третий этап развития. Следовательно, все идет как надо, решение найдено хорошее.
Задача 40. Вопреки физике?
Если вращать сосуд с жидкостью, центробежная сила заставит жидкость давить на стенки сосуда. Этим иногда пользуются в технике для обработки изделий давлением. Предположим теперь, что изделие расположили не у стенок, а в центре сосуда (рис. 8). Как заставить жидкость во вращающемся сосуде вопреки законам физики! давить не на стенки, а на изделие?
Применим метод ММЧ. Физическое противоречие: по условиям задачи «человечки-жидкость» должны давить на изделие (рис. 9), а по законам физики они обязаны давить в противоположную сторону (рис. 10). Будем действовать по обычной нашей логике: совместим несовместимое. Пусть одновременно происходят два противоположных действия (рис. 11). К сожалению, человечки давят только на стенки; давления на изделие нет. Значит, давление на стенки надо «перевернуть» (рис. 12). Но как это сделать? Если мы столкнем одну шеренгу человечков с другой, давление просто нейтрализуется (рис. 13). Как при соревнованиях по перетягиванию каната, когда силы команд равны Впрочем, ничто не мешает нам поставить в нижнюю шеренгу более сильных (более массивных) человечков (рис. 14). Вот и ответ! Пусть в сосуде будут две разные жидкости, например ртуть и масло (рис. 15). При вращении сосуда давление ртути пересилит давление масла и заставит масло давить на изделие. Красивое решение казалось бы совершенно нерешимой задачи
Попробуйте теперь самостоятельно применить метод ММЧ для решения задачи 38 о разделителе для нефтепровода. Представьте себе разделитель: группа «синих» человечков делит поток «красных» человечков на две части. Как должны действовать «синие» при движении по трубопроводу? Какой должна быть группа «синих», чтобы свободно проходить через насосы? И как надо вести себя «синим», когда транспортировка окончена и «синие» вместе с «красными» оказались в одном резервуаре?
Идеальная машина когда машины нет
Массивные, жесткие, неменяющиеся технические системы вытесняются системами легкими, воздушными, даже эфемерными, построенными из мелких частиц, молекул, атомов, ионов, электронов, управляемых полями. У идеальной машины вообще не должно быть веса, объема. Идеал когда действие осуществлено, а машины нет. Поэтому определение ИКР, то есть идеального конечного результата, это прием, основанный на использовании одной из главных закономерностей развития технических систем. И вместе с тем это психологический прием: ориентируясь на ИКР, человек перестает думать о старой, привычной форме машины. Переход к ИКР очень сильный прием, и существует множество правил, позволяющих точно сформулировать ИКР. Не будем вдаваться в тонкости. Важно главное: надо требовать, чтобы все происходило само собой, словно в сказке.
Задача 41. Как в сказке
В совхозе обсуждали проект новых парников.
Вообще-то неплохо, сказал директор, но механизации нет. Смотрите, вот крыша парника: легкая металлическая рама со стеклом или пленкой, закрепленная с одной стороны. Если температура внутри выше 20°, надо приподнять раму, а если ниже опустить. За день температура в парнике может измениться десятки раз. Что ж, все время вручную открывать и закрывать раму?
Почему вручную? сказал механик. Можно поставить приборы температурные реле. Изменится температура они включат электромоторы. К моторам пристроим шестерни, рычаги, тросы, чтобы поднимать и опускать раму.
Не пойдет, решительно возразил бухгалтер. У нас сотни парников, и на каждом вы установите машину. Слишком сложно и дорого.
Возникает техническое противоречие, подытожил директор. Выиграем в механизации, проиграем в усложнении и удорожании парников.
И тут появился изобретатель.
Сформулируем ИКР, сказал он. Чтобы было как в сказке. Хорошая формулировка ИКР плюс физика девятого класса и задача решена.
Как сформулировать ИКР для этой задачи? Что имел в виду изобретатель, упомянув о физике девятого класса?