вании чистоты воды )требуется несколько часов.Сегодня для уско-
рения этого процесса используют центрифуги или специальные ак-
тиваторы (например, химическое осаждение ),но это требует доро-
гой и сложной аппаратуры . Однажды изобретатель показал такой
"фокус":взял пробирку с жидкостью в руки,отвернулся,недолго
"поколдовал" над ней и показал всем осажденную муть.Как ему это
удалось?
Задание 22.
Корпус плавильной печи охлаждается водой,циркулирующей по
трубам,проложенным позади огнеупорного слоя.Иногда трубы проры-
ваются,поток воды попадает в расплавленный металл,что приводит
к взрыву.Как предотвратить взрыв,сохранив водяное охлаждение?
Задание 23.
В капле воды миллионы микробов.Как отделить одного из них
для наблюдения под микроскопом?
Задание 24.
В карьерах скапливаются отработанные газы от экскаваторов
и самосвалов. Известен способ проветривания карьеров,при кото-
ром грязный воздух нагревают,чтобы он стал легче и поднимался
вверх.Однако нагретый воздух перемешивается с холодным,и это
снижает эффективность проветривания. Как,сохранив прежний
способ,снизить смешивание горячего грязного и чистого холодного
воздуха?
Задание 25.
Довольно много инкубаторских цыплят гибнет в первые сутки
после вылупления из яиц из-за отсутствия рефлекса на местополо-
жение корма и воды.Приходится надеяться,что некоторые из них
случайно найдут и то и другое,а другие станут им подражать.Как
уменьшить потери цыплят?
Задание 26.
При протезировании ног очень важно,чтобы искусственная но-
га была точь-в-точь как другая,живая.Казалось бы,сделать это
несложно - снять слепок с живой ноги и отлить в нем искуствен-
ную. Но так не получается,потому что две левые или две правые
ноги никому не нужны.Как же быть?
Задание 27.
Одним из видов боевых действий авиации является прикрытие
своих наступающих войск от возможной бомбардировки противника.
Истребители прикрывают войска,летая на небольшой высоте с малой
скоростью,чтоб не расходовать много горючего.Но при появлении
противника они оказываются в очень невыгодном положении:у них
нет запаса высоты и большой скорости, что очень важно для успе-
ха боя.А патрулировать на большой высоте нельзя:можно не успеть
прикрыть войска.Как быть?
Задание 28.
Лучший самолет войны Ил-2 разработан под руководством
С.В.Ильюшина При создании самолета было решено много изобрета-
тельских задач.Вот одна из них.Поподание пули в бензобак,запол-
ненный горючим,не очень опасно . Но если бак не полон,пустое
пространство заполняется парами бензина,которые легко взрыва-
ются.Как обеспечить пожароопасность при неполном баке?
Задание 29.
Отправляясь на охоту,медведица оставляет своих малышей од-
них. А при возвращении медвежата ведут себя очень странно:едва
завидев приближающуюся маму,они залезают на тонкие деревца.По-
чему?
Задание 30.
"Ну конечно,телепатия существует,я сам это проверил!" зая-
вил однажды Уильям Крукс,знаменитый физик,президент Лондонского
королевского общества.Вот что он рассказал:"Ко мне пришли два
брата,оба высокие,с пронзительными черными глазами. Они проде-
лывали удивительные вещи.Я запер одного из них в подвал,второго
поместил в комнату на четвертом этаже своего дома.Этому второму
я тихо говорил первое пришедшее на ум слово.Телепат клал мне
руки на плечи и долго вглядывался в глаза.После этого я запирал
комнату и спускался в подвал к первому.Тот тоже обнимал ме-
ня,вглядываясь в глаза,а потом безошибочно называл сказанное
мной слово! Я ручаюсь,что никакой связи между братьями не бы-
ло!" Телеппаты оказались жуликами.Но как их разоблачить?
Задание 31.
На месте преступления найдена пуговица,обычная, от мужской
рубашки.А вот и сама рубашка,изъятая у подозреваемого И
действительно,четыре оставшиеся на ней пуговицы точь-в-точь как
найденная пришиты на машине, а пятая - вручную и немного отли-
чается от остальныхВсе ясно! Улики налицо! Но не тут-то было...
На злополучной пуговице остались нитки,причем часть ниток обор-
вана,а часть - целые стежки.Целые нитки могут сохраниться толь-
ко в том случае,если пуговица вырвана грубо,с "мясом",на рубаш-
ке в этом месте должна остаться дырка.А ее нет.Значит не та пу-
говица?Но между стежками застряла ниточка ткани,именно такой,из
которой сшита рубашка.В чем же дело?
Задание 32.
Однажды молодой художник взялся написать портрет старого
некрасивого банкира.Друзья предупреждали его:зря взялся! Если
нарисует похожим,банкир не заплатит,скажет,что портрет пло-
хой.Если художник приукрасит его,старый скупец тоже откажется
платить,на этот раз придравшись к отсутствию сходства.Друзья
оказались правы."Это не я, а какое-то чучело!" - вспылил банкир
и ушел,не заплатив ни копейки.Однако через несколько дней он
снова появился у художника и с трудом уговорил его продать зло-
получный портрет за цену,в десять раз больше первоначальной.
Что же произошло?
Задание 33.
Из истории известно,что английский король Ричард Львиное
Сердце, возвращаясь из второго крестового похода,бесследно
исчез по пути домой. (Впоследствии выяснилось,что его пленил и
заточил в крепость герцог Австрийский.) Найти Ричарда взялся
трубадур Блондель Нельский.Он очень любил своего короля - рыца-
ря и поэта, с которым они вместе сочинили и спели немало
песен.Но как найти Ричарда? Расспрашивать нельзя, можно постра-
дать самому. Получается,что можно проехать мимо темницы,в кото-
рой томится друг, и не знать, что он - за стеной. Как быть?
РАЗЪЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ
В космических аппаратах одна из многих операций, которые не-
обходимо выполнять, - соединение и разъединение трубопроводов.
Как разъединить трубопроводы так, чтобы в после разъединения
из них не вылилось ни капли жидкости?
Предполагается, что весь трубопровод заполнен перекачиваемой
жидкостью и нет возможности полностью удалить ее оттуда перед ра-
змыканием.
Жидкость может быть и ядовитой, и агрессивной, поэтому тре-
буется высокая надежность устройства.
Устройство должно быть универсальным и подходить для любого
класса жидкостей.
Предварительное замораживание жидкости в месте разъединения
недопустимо.
Рекомендации:
Область сильных решений связана с динамизацией системы, дос-
тройкой и развитием веполей: - переход к материалам с памятью
формы, которые под действием температуры оттесняют жидкость от
зоны контакта; - переход к гибким элементам дает идею гибкого пе-
режимаемого шланга (ресурс - давление жидкости - для пережимания
шланга); - использование газовых пузырей для оттеснения жидкости
и пережимания шланга; - конструкция пористого штуцера с динамизи-
рованной пористостью.
ИЗВЛЕЧЕНИЕ СТРУЖКИ ИЗ ОТВЕРСТИЙ
В детали изготавливают глубокое отверстие и затем в нем на-
резают резьбу. Часть стружки при этом падает на дно отверстия.
Иногда ее пытаются доставать, выдувая струей сжатого возду-
ха, но стружка иногда может застревать и не выдуваться, а если
она вылетает слишком быстро, то может поранить станочника.
Деталь может быть очень тяжелой и изменять ее положение
нельзя. Как быть?
Рекомендации:
Дана изобретательская ситуация: можно решать несколько за-
дач. Среди них:
1. Как улучшить извлечение стружки из отверстия при помощи
воздуха?
2. Как вообще извлекать стружку из отверстий?
3. Как не допустить попадания стружки в отверстия?
Решение задачи 3 предпочтительно с позиций ФСА, так как уби-
рается причина, приводящая к возникновению задачи.
Задачу 2 хорошо бы решить, так как ее решение применимо к
проблеме извленчения стружки не только из отверстий после нареза-
ния резьбы, но и к проблеме вообще очистки полостей.
Задача 1 наиболее узкая, хотя также может быть решена.
Представителями завода БЕЛАЗ предложено решение задачи 3:
перед нарезанием резьбы заполнить отверстие смазкой (например,
солидолом). При нарезании резьбы метчик опускается вниз и вытес-
няет смазку из отверстия. Смазка увлекает с собой образовавшиеся
стружки.
Использован ресурс: движение метчика.
Достроен цепной веполь: введено дополнительное вещество
(смазка) и поле потока смазки.
ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОЩАДИ РИСУНКА НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Площадь рисунка, нанесенного на металлическую поверхность,
определяют, сканируя очень тоненький световой луч по ее поверхно-
сти и измеряя интенсивность отраженного сигнала.
Используется отличие в коэффициенте отражения лучей от пове-
рхностей с различной окраской: от металлической поверхности инте-
нсивность отраженного луча большая. Суммируют время получения си-
гнала одной интенсивности и по нему определяют площадь рисунка.
Чтобы увеличить производительность измерения выгодно увели-
чить площадь луча, но при этом падает точность измерения.
Как быть?
Рекомендации:
Задача содержит хорошо сформулированное техническое противо-
речие: точность измерения и производительность различны при раз-
личных площадях луча света. Решение может быть получено при изме-
нении формы луча.
Первый шаг: маленький луч "скопировать" и вести сканирование
несколькими лучами.
Следующий шаг: много лучей сливаются в тоненькую полоску,
которой сканируют рисунок за один проход на всю ширину. При этом
суммируют величины яркости лучей в отдельные моменты времени.
Просматривается принципы геометрического оператора: следу-
ющий шаг - переход от линии к плоскости: освещать всю плоскость и
по яркости отраженного сигнала определять закрашенную площадь.
ЗАГЛУШКИ ДЛЯ ТРУБЫ
Имеется набор трубок слегка отличающегося диаметра. В эти
трубки необходимо вставить заглушки так, чтобы они хорошо держа-
лись в отверстии.
Если заглушки большие, то они хорошо держатся в толстых
трубках, но в самые маленькие не входят.
Если заглушки маленькие, то они входят во все отверстия, но
из больших выпадают. Как быть?
Рекомендации: Задача простая, вариантов ответа может быть
множество.
Подходят и эллиптическая эластичная заглушка и звездчатая и
еще много всего...
Эту задачу интересно рассматривать с точки зрения мобилиза-
ции ресурсов: пространственные, функциональные и пр.
Ресурсом может быть и материал заглушки и среда (воздух) и
движение заглушки во время ее фиксации.
УПРАВЛЕНИЕ РЕАКЦИЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА
При попадании гранул натрия в воду начинается бурная химиче-
ская реакция с выделением водорода.
Необходимо обеспечить управляемость реакции: времени ее на-
чала и окончания.
Ограничения.
Аппарат Киппа слишком инерционен при больших количествах за-
гружаемых компонентов.
Если их смешать заранее, то удобно для процесса, но натрий и
вода вступают в реакцию преждевременно и реакцией трудно управ-
лять.
Если не смешивать заранее, то реакцию можно вызвать в нужное
время, но отдельная подача натрия и воды усложняет систему.
Замораживание воды не решает проблему, так как выделение
тепла от реакции натрия с водой значительно превышает теплоту
плавления (таяния) льда.
Как быть?
Рекомендации:
Задача представлена в виде изобретательской ситуации, поэтому
первоначально встает вопрос, какую задачу решать.
При решении задачи о дозировании доступа воды к натрию были
найдены следующие решения:
- водяная эмульсия в жидкости, не вступающей в реакцию с на-
трием (изменением концентрации воды в эмульсии можно управлять
скоростью реакции);
- гранулы натрия должны иметь оболочки с отверстиями, через
которые жидкость поступает вовнутрь. Они изготовлены из магнитно-
