суббота, 15 октября 2016 г.

Карточка №596 «В помощь горноспасателям»

ИСТОЧНИК:
*Альтшуллер Г., Шапиро Р. «Секрет» изобретательства // Юный техник. – 1958. – №12. – С. 37-42.
*Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. – М.: Московский рабочий, 1973. – С. 104-110.

СИТУАЦИЯ:
Сегодня, 15 октября 2016 года, исполняется 90 лет со дня рождения Генриха Альтшуллера, создателя Теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), изобретателя, писателя-фантаста. На протяжении всей своей сознательной жизни Генрих Саулович работал над основами науки, которая в настоящее время все отчетливее обретает очертания Общей теории сильного мышления. Традиционно 15 октября отмечается Международный день ТРИЗ.

Генрих Альтшуллер – автор ряда серьезных изобретений. При работе над этими техническими решениями он активно использовал разработанную им алгоритмическую методику изобретательства. Одна из самых ярких и интересных его работ связана с созданием холодильного костюма для горноспасателей.

В 1949 году Генрих Альтшуллер совместно со своим другом Рафаилом Шапиро принял участие в открытом конкурсе, проводившемся Министерством угольной промышленности. Перед изобретателями была поставлена считавшаяся ранее неразрешимой задача: создать холодильный костюм весом не более 28 кг, в котором можно было бы вести спасательные работы в горных выработках во время пожаров. Заметим, что температура в районе возгорания иногда превышает 100 градусов.

Проблема заключалась в том, что из общей доли снаряжения горноспасателя на холодильное устройство можно было выделить только 9 кг. Но такое количество любого холодильного вещества было явно недостаточным для двухчасовой работы (именно такой срок был указан в условиях конкурса). Расчеты показывали, что вес холодильного вещества, запасаемого в костюме, никак не мог быть меньше 15-20 кг. Но это нарушило бы предельно жесткие ограничения по весу всей системы. Ведь горноспасатели вынуждены носить с собой еще и довольно тяжелый кислородный аппарат, весивший около 12 кг. Как быть?

СИСТЕМНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ:
Вес холодильного вещества должен быть большим, чтобы обеспечить длительную работу аппарата, и вес холодильного вещества должен быть малым, потому что требуется нести на себе еще и кислород для дыхания.

РЕШЕНИЕ:
Альтшуллеру и Шапиро пришла в голову идея – вместо двух аппаратов (кислородного и холодильного) нужно иметь всего один! В системе намечалось использовать жидкий кислород. Испарение и нагревание кислорода гарантируют охлаждающее действие. А потом нагретый до нормальной температуры кислород идет на дыхание. Расчеты показали, что вся конструкция может весить всего 21 кг. Иными словами, появилась возможность иметь значительно больший запас холодильного вещества, что позволяло увеличить время работы горноспасателя.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЙ ПРИЕМ:
*Принцип универсальности:
а) один объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах

КОММЕНТАРИЙ:
Изобретатели разработали два варианта аппарата. И оба проекта получили на конкурсе высшие премии – первую и вторую. Принцип объединения дыхательного и холодильного аппаратов лег в основу современных газотеплозащитных костюмов. И впервые в мире эти костюмы были созданы в СССР.

…В свое время Карл Каутский эпиграфом к книге об экономическом учении Маркса взял такое изречение: «Мы хотим, чтобы нас меньше почитали, но зато прилежнее читали!». Я почему-то уверен, что под этими словами подписался бы и сам Генрих Альтшуллер, если бы его спросили: «Хотели бы вы, чтобы вся прогрессивная мировая общественность торжественно отмечала ваш юбилей?…»

КАТЕГОРИЯ:
ТРИЗ в горной промышленности



воскресенье, 9 октября 2016 г.

Карточка №595 «Перестрелка у Фолклендских островов»

ИСТОЧНИК:
*Злотин Б.Л., Зусман А.В. Решение исследовательских задач. – Кишинев, 1991. – С. 155, 171.
*Гарднер М. Теория относительности для миллионов. – М.: Атомиздат, 1967. – С. 122.

СИТУАЦИЯ:
Первая мировая война. Около Фолклендских островов происходит сражение английского и немецкого флотов. Английские судовые артиллеристы точно прицеливаются из хорошо пристрелянных орудий. Однако снаряды раз за разом падают значительно левее немецких кораблей. Как это объяснить?

СИСТЕМНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ:
Орудия должны быть точно пристреляны, потому что перед началом военных действий их пристреляли, и орудия не должны быть точно пристреляны, потому что снаряды при стрельбе отклоняются от цели.

РЕШЕНИЕ:
Перейдем к обращенной задаче, задав вопрос: как сделать, чтобы снаряды отклонялись от цели? Для отклонения снаряда нужна какая-то сила. В системе есть ресурсы изменения: вращение снаряда, силы Кориолиса. Что изменилось с момента пристрелки судовых орудий? Орудия пристреливались в Северном полушарии, а морской бой происходил южнее экватора. Но в разных полушариях силы Кориолиса действуют в противоположных направлениях. Это и приводило к ошибкам при стрельбе.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЙ ПРИЕМ:
*Обращение исследовательской задачи

КОММЕНТАРИЙ:
Вращение Земли вызывает отклонение снаряда и/или ракеты, летящих на север или юг, налево в южном полушарии и направо в северном. Явление это носит инерционную природу и называется кориолисовой силой (по имени французского инженера Кориолиса, который в начале XIX века его подробно проанализировал). Прямым следствием кориолисовых сил являются также циклоны и другие круговые движения в атмосфере.

КАТЕГОРИЯ:
ТРИЗ в военном деле
Исследовательская задача