Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач - Страница 42

Задача 60

Ответ на задачу 59 разверните в таблицу «расположение частей — агрегатные состояния изделия». Используйте приведенные в тексте книги примеры изобретений для заполнения некоторых клеток таблицы. Попытайтесь заполнить пустые клетки схемами. Какое применение может быть у этих схем? Нет ли среди них новых изобретений?

Все-таки можно ли изобретать без теории? Без вепольного анализа, без дотошных операций по АРИЗ, без всей этой нелегкой науки? Можно. Вот типичный пример.

Сталь выплавляют в конверторах — огромных металлических тиглях с внутренней футеровкой (облицовкой) из огнеупорного кирпича. Каждые 7-10 дней футеровка сгорает, приходится прекращать работу, охлаждать конвертор, выламывать футеровку и выкладывать ее заново. Возникла идея: менять тигель конвертора целиком. Но конвертор — это сооружение высотой с восьмиэтажный дом; слишком сложно снимать тигель с подшипников, а потом устанавливать заново. Как же быть? Над этой проблемой долго размышлял изобретатель канд. техн. наук В. Горелов. Проблема не поддавалась, шли «пустые» пробы. И вот однажды… «Дочке необходимо было купить игрушку, — рассказывает Горелов. — Блуждая рассеянным взглядом по магазинным полкам, залюбовался русскими матрешками, красиво оформленными и выстроившимися за своей «мамой», в которую остальные вставляются одна в другую. Что-то они напоминали, но что? Прошел мимо, а потом вернулся — вспомнил! Да ведь если убрать верхнюю часть и пристроить руки-цапфы — это же конвертор, в который вкладывается чуть меньший корпус с футеровкой» («Изобретатель и рационализатор», 1976, № 9, с. 20).

Ну, а если бы В. Горелов не зашел в «Детский мир»? Или если бы в тот день на полках магазина не стояли матрешки?.. Конечно, задачу так или иначе решили бы, но с еще большими потерями времени.

Обратимся теперь к таблице основных приемов [13]. Нужно повысить «удобство ремонта» (строка 34). Если идти известными путями (снимать весь тигель), потребуется дополнительное время на установку отремонтированного тигля. Колонка 25 («потери времени») или 32 («удобство изготовления»); приемы в первой клетке: 32, 1, 19, 25; во второй: 1, 35, 11, 10. Прием 1 — разделить объект на части. Именно этот прием и обнаружил В. Горелов, «блуждая рассеянным взглядом». (Матрешка уже реализована в конструкции тигля, так как футеровка находится внутри корпуса. Суть изобретения в отделении футеровки, поэтому «рассеянный взгляд» должен был зафиксировать именно разобранную матрешку).

Другая задача и другой изобретатель — канд. техн. наук А. Белоцерковский: «…к идеальной жидкости для гидроэкструзии предъявляются два взаимоисключающих требования: в зоне действия ее на заготовку жидкость должна быть маловязкой и хорошо передавать высокое гидростатическое давление, а в зоне герметизации и трения (на входе плунжера в контейнер) жидкость должна быть высоковязкой с хорошими смазочными свойствами. Мы предпринимали многочисленные попытки скомбинировать такую жидкость из различных компонентов, обращались в институты химического профиля, терпеливо изучали литературу и патенты. Подходящую жидкость найти не удавалось. Решение пришло внезапно и в самом неподходящем для научного творчества заведении — в коктейль-холле. Как-то субботним вечером мы рассеянно поглядывали на манипуляции девушки-барменши, ловко сбивающей многослойные искрящиеся напитки. Тогда-то и возникла простая до нелепости идея: что, если сделать «коктейль» и в контейнере для гидро- экструзии (а. с. № 249 906). Попробовали — и действительно все прошло отлично» («Изобретатель и рационализатор», 1970, № 12, с. 21).

Физическое противоречие лежит на виду, решение задачи предельно облегчено. Сразу ясно, что противоречивые свойства мало разделить в пространстве. Следовательно, могут быть две и только две возможности: 1) взять одну жидкость и создать разные условия в разных частях машины; 2) взять две жидкости и разделить их в пространстве, причем жидкости не должны смешиваться друг с другом. Изобретатель долгое время видел только первый путь, да и то частично: искал жидкость, которая в разных частях машины ведет себя по-разному. Любой слушатель общественной школы изобретательского творчества знает, что есть жидкости, меняющие вязкость в магнитном или электрическом поле; есть жидкости, меняющие вязкость в зависимости от температуры, от градиента скорости в слоях… Но проще идти вторым путем: пусть в разных частях машины работают разные жидкости. Для этого надо подобрать несмешивающиеся жидкости («коктейль») — вязкую и маловязкую. Интересно сопоставить рассказ изобретателя и давным-давно опубликованный комментарий к одной из учебных задач [12, с. 176]:

«…Мы налили в контейнер для гидроэкструзии… маловязкую рабочую жидкость — попросту говоря, воды… В полость контейнера мы залили слой высоковязкой жидкости с плотностью ниже плотности воды… минеральное масло марки СУ».

«…Главное требование — не смешиваться с нефтью… Все вещества бывают либо органические, либо неорганические. Еще алхимикам было известно, что «подобное растворяется в подобном». Нефть — вещество органическое. Значит, экран должен быть неорганическим. Самая распространенная неорганическая жидкость — вода».

Конечные ответы совпадают: вода и масло, вода и нефть. В обоих случаях состав «коктейля» один и тот же…

Порой трудно понять, почему в поисках идеи «блуждают рассеянным взглядом» где угодно, но только не там, где следовало бы «блуждать» в первую очередь — в книгах по теории решения изобретательских задач. Ведь можно просто перебрать 40 основных приемов, этому даже учиться не надо…

Инженер Ю. Портнягин столкнулся с задачей, очень похожей на ту, которую решал В. Горелов: нужно было ускорить ремонт печи, на этот раз стекловаренной. Дно печи выкладывают огнеупорными шамотными брусьями — на это уходит 90 % времени, затрачиваемого на ремонт. Все дело в том, что брусья должны плотно прилегать друг к другу, поэтому их приходится обрабатывать вручную. Ю. Портнягин был на лекциях по ТРИЗ и знал, что существуют 40 приемов. Поэтому решение задачи пошло иначе. «Перебирая приемы решения изобретательских задач, — пишет Ю. Портнягин («Изобретатель и рационализатор», 1973, № 4, с. 28), — я все время ломал голову, как же сделать, чтобы швы между брусьями были минимальными? Есть такой прием — усилить вредный фактор и превратить его в полезный… Мысленно увеличиваю — шире и шире… Что дальше? Вот что: надо это пространство с неровными криволинейными стенками засыпать высокоогнеупорным бетоном… Наши экономисты подсчитали экономический эффект от облегчения труда -103 руб. 36 коп. за каждый кубометр кладки!.. Комитет по делам изобретений выдал мне на этот способ авторское свидетельство № 270 209».

Простая мысль — посмотреть список приемов, но как редко она возникает! Главный конструктор проекта Д. Цитрон рассказывает об изобретении, основанном на применении… «воздушного мешка»; как мы видели, это весьма распространенный прием, и в литературе по ТРИЗ нетрудно найти примеры его использования. Но Д. Цитрон обнаружил его не в книгах, а…среди игрушек сына: «Разбирая однажды с сыном его старые игрушки, увидел надувного резинового клоуна. То, что я искал!» («Изобретатель и рационализатор», 1972, № 5, с.12).

Еще один любопытный пример. Сформулируем его в виде задачи.

Задача 61

Существуют так называемые металлоплакирующие смазки. В них на 90 % обычного масла приходится 10 % тонко измельченного металлического порошка. При работе порошок создает на трущихся поверхностях тончайший защитный слой металла. Приготовление смазок очень простое — путем механического перемешивания.

Но такие смазки не годятся, если зазор между трущимися поверхностями меньше гранул порошка. Можно, конечно, сильнее истереть порошок — сделать коллоидный раствор. Но и в этом случае получаются слишком большие частицы. Больше измельчать — значит перейти от коллоидного раствора к истинному раствору (в истинном растворе металл содержался бы в виде молекул, атомов или ионов). Но металлы не растворяются в масле. Как быть?