ЧЕТЫРЕ
ЗАДАЧИ
Способности,
как и мускулы, растут при тренировке.
Академик В. Обручев.
Нетерпеливый
читатель может спросить: «Ну, а как с вдохновением? Изучение законов развития
машин — это хорошо, но ведь надо учитывать и вдохновение. Разве творчество
возможно без вдохновения?»
Что ж,
пусть читатель решит четыре задачи. Это несложные задачи; в дальнейшем мы легко
решим их с помощью методики. Условия задач содержат все необходимые сведения, и
читатель имеет полную возможность проверить силу вдохновения.
Итак, задачи.
ЗАДАЧА О
ТРЕХ БАЛЛОНАХ
Имеются три металлических баллона для хранения
сжатого газа (например кислорода). Первый баллон
(транспортный) заполнен газом под давлением в 200 атмосфер. Два других баллона
(рабочие) пустые. Емкость каждого из них равна половине емкости транспортного
баллона. Нужно перевести весь газ из транспортного баллона в рабочие.
Рис. 2.
Известны, вообще говоря, два способа (рис. 2). Первый
способ состоит в том, что транспортный баллон прямо подсоединяют к двум другим.
Очевидно, что в этом случае во всех баллонах установится одинаковое давление в 100
атмосфер и половина газа остается в транспортном баллоне. Второй способ намного
сложнее: газ перекачивается из большого баллона в два других при помощи специального
компрессора. Так можно перевести из транспортного баллона в рабочие весь газ, но
обязательно потребуется сложное оборудование — компрессор высокого давления.
Задача и заключается в том, чтобы найти способ
полностью переводить газ из транспортного баллона в рабочие без применения дополнительного
оборудования (насосов, компрессоров и т. д.)
Заметим, кстати, что задача эта не выдумана. С ней
приходится сталкиваться на практике, например в авиации. На самолетах стоят небольшие
кислородные баллоны, а запасают кислород в крупных транспортных баллонах. Вот и
приходится при перезарядке самолетных баллонов либо использовать специальные компрессорные
станции, либо просто подсоединять транспортный баллон к заряжаемым
и мириться с потерей давления, с неполной перезарядкой.
ЗАДАЧА О
ПРОВЕРКЕ ЦИФЕРБЛАТНЫХ ПРИБОРОВ
На заводе, выпускающем циферблатные
контрольно-измерительные приборы, последний этап производства — проверка готовых
приборов. Производится она так: контролер устанавливает проверяемый прибор
рядом с выверенным эталонным образцом и сличает показания обоих приборов в
нескольких точках шкалы. Если уменьшить число контрольных точек, скорость
проверки возрастет, но снизится точность контроля. И наоборот, если увеличить
число контрольных точек, то повысится точность, а скорость проверки снизится.
Ну, а как
добиться одновременно очень быстрого и очень точного контроля? Попробуйте найти
простой способ вдвое, втрое, вчетверо повысить число контрольных точек и
одновременно проиграть в скорости проверки.
ЗАДАЧА О
БАШЕННЫХ ЧАСАХ
Часы, расположенные на высоких зданиях (когда-то такие часы были
именно башенными, их устанавливали только на башнях должны иметь большой
циферблат и, соответственно, сложный громоздкий механизм. С увеличением
высоты расположения часа резко возрастают трудности, связанные с созданием и
эксплуатацией громадного часового механизма. Стоимость башенных часов всегда
являющихся уникальными, весьма высока. Механизм их будет специального ухода.
Поэтому больших башенных часов очень немного.
Попробуйте
предложить простую по устройству и эксплуатации дешевую и надежную систему
башенных часов, которые могли б быть установлены на высотных зданиях, скажем,
на высоте 12-15 этажей.
Очевидно,
что решения могут быть разными. Некоторые из них уже запатентованы. Но, быть
может, вам удастся найти и нечто отличающееся...
ЗАДАЧА О
ТРАНСПОРТИРОВКЕ ТОЛСТОЛИСТОВОЙ СТАЛИ
Эта задача взята из опубликованной в журнале «Изобретатели рационализатор»
статьи АЛ. Фишкиса, начальника техбюро сварки Московского автозавода имени Лихачева. Вот что
говорится статье:
«Транспортировка
и хранение толстолистовой стали на большинстве заводов
осуществляются более или менее одинаково. Листы на эстакаде либо прямо в
цехе складываются в стопы и не сортируются по толщине: как правило, места для
этого не хватает. Бывает частенько так, что лист нужной толщины лежит где-то в
середине громоздкой, тяжелой металлической стопы.
Рис. 3.
Каково вытаскивать его оттуда — трудно себе представить.
А создавать специальные склады, где листы будут разложены по толщине, очень дорого.
Что же делать? Выход прост: ставить листы вертикально, на ребро (рис. 3). В
этом случае отпадает необходимость растаскивать краном стопу, чтобы достать
один нужный лист. Однако безопасно транспортировать при помощи захватов в
вертикальном положении листы весом более тонны пока не удается. А ведь бывают
листы весом и в 20 и в 30 тонн!
Нужен эффективный, надежно работающий, не требующий
специальных зажимных механизмов, простой по конструкции захват для транспортировки
листов в вертикальном положении».
* * *
Читатель, вероятно, спросит: а как узнать, правильно
ли найденное решение или нет?
Что ж, методика дает ответ и на этот вопрос. А
пока я расскажу поучительную историю, которая поможет читателю правильнее
оценивать технические идеи.
НОВЕЛЛА О ПОЧТИ ГЕНИАЛЬНОМ ИЗОБРЕТЕНИИ
Это случилось в конце сороковых годов, когда
методика еще только испытывалась. Однажды в бюро рационализации и изобретательства
пришел моряк-гидрограф.
- Тут все говорят про методику, — сказал он мне.
– Это верно?
И таинственно оглянулся. Я тоже таинственно оглянулся
и ответил:
— Верно.
Моряк
положил на стол карту земных полушарии, аккуратно
разгладил ее и объяснил, что в таком случае он имеет задач «Шикарную задачу»,
как он выразился. Я посмотрел на моря» (казалось, он сошел со страниц романов
Стивенсона), посмотрел на измятую карту (она была
вырвана из какого-то старого атласа) и решил, что речь идет о кладе.
Разумеется, клад зарыт на острове, координаты которого неизвестны.
— Причем здесь
клад?! — возмутился моряк, выслушав мое осторожное замечание, что методика изобретательства
не может помочь в отыскании кладов. — Нужно изобретение! Вот карта, видите? Так
сказать, изображение земного шара. И это изображение спроецировано на плоскость.
Отсюда — искажения при любой проекции. На глобусе нет искажений, но он возмутительно
громоздок!
Да, все
было ясно. При использовании карт смирились с некоторыми искажениями, зато
выигрывали в компактности и простоте. Используя глобусы, выигрывали в
наглядности и отсутствии искажений, но мирились с громоздкостью, сложностью
изготовления.
— Пятьсот
лет такое положение. А может, и больше, — мрачно сказал моряк. — Что тут сделает
методика?
Я скромно
ответил, что методика позволяет решать подобные задачи в течение пяти минут. Моряк
недоверчиво кашлянул и смотрел на часы.
Решение было
найдено через три минуты: нужны надувные глобусы. В «нерабочем» состоянии они будут
очень компактны, в «рабочем» вполне заменят обычный глобус. Можно будет иметь карманные
«атласы» различных глобусов, и все это дешево и просто.
— Гениально!
— воскликнул моряк. Но тут же уточнил. — То есть почти гениально. Посмотрим, как
око... гм, как оно получится.
Это разозлило
меня: чего, собственно, смотреть?! есть — и все.
Через два
дня я уже отправлял заявку на «наглядное географическое пособие,
отличающееся...» Месяц спустя прибыл ответ. Мне
отказали в выдаче авторского свидетельства. Нет, с новизна все обстояло
благополучно, никто не догадался запатентовав «почти
гениальное» изобретение. Полезность — в принципе - тоже не вызвала сомнений. Отрицательное
решение было мотивировано так: «Оказавшись в руках школьника, такое «учебное
пособие» немедленно превратится в обычный мяч, что никак не будет способствовать
воспитанию уважения к нашей планета Земле».
Это был совершенно уникальный отказ! С такой
мотивировкой мне еще не приходилось сталкиваться. Я горел желанием немедленно
опротестовать это решение. И вот в одной из школ был поставлен эксперимент. Преподавательница
географии пригласила класс двух учеников и показала им надувные глобусы. Надо
полагать, это были довольно дисциплинированные ребята. Они чинно вошли в класс,
вежливо поздоровались и принялись рассматривать глобус. И вдруг один из них
неуловимым движением выбил из рук другого «учебное пособие». Глобус устремился
к потолку. Началось именно то, что «никак не могло способствовать воспитанию уважения
к нашей планете Земле».
Я вышел
из класса и осторожно прикрыл за собой дверь. В этот момент я услышал взрыв:
«почти гениальное» изобретение лопнуло. В буквальном смысле слова.
* * *
Чтобы дать правильную оценку найденной идее,
надо представить себе изобретение не в виде единичного экспериментально
образца, а осуществленным и внедренным предельно широко. Надо представить себе,
во что обойдется такое внедрение и что оно даст,
просто или сложно будет осуществить внедрение, удобно или неудобно будет
пользоваться изобретением при массовом внедрении.
Идею изобретения следует испытывать всесторонне
и жестко, безжалостно. Хорошие технические идеи имеют большой «запас прочности»,
они выдержат любое испытание.
