Текст книги "ТРИЗ. Как решить любую проблему"

Глава 2. Основы ТРИЗ

Цель и принципы ТРИЗ

В своих работах Г. С. Альтшуллер раскрыл цель ТРИЗ – быстро найти оптимальное решение, не тратя лишнее время на пробы и ошибки. Для этого изобретатель, используя творческое мышление, должен отсекать неэффективные пути решения. Чаще всего ТРИЗ используют, чтобы ускорить и оптимизировать процесс изобретательства, исключив все элементы случайности. Результатом ТРИЗ должны стать эффективные и малозатратные способы достижения цели.

По мнению Г. С. Альтшуллера, ТРИЗ должен был противопоставляться методу проб и ошибок и перебору вариантов. На оба этих способа всегда уходило слишком много времени и, в худшем случае, ресурсов. Чтобы оптимизировать свою работу по поиску решений, нужно было следовать основным принципам ТРИЗ:

• Принцип объективности законов развития системы.

В мире не существует ничего хаотичного, и все развивается заранее определенным способом. Именно поэтому любые решения должны быть объективными, не быть за гранью недостижимого и соответствовать закономерностям мира.

• Принцип противоречия.

Развитие следует за решением противоречий. Наиболее эффективные решения должны справляться с этими противоречиями.

• Принцип идеальности.

Результат задачи должен достигнуть идеального решения при минимальных усилиях. Эффективные решения должны задействовать те ресурсы, которые уже есть в распоряжении изобретателя, и не искать новые.

• Принцип конкретности.

Любая задача имеет такие особенности, которые облегчат или усложнят ее решение. Нужно учитывать эти особенности, чтобы добиться эффективного результата.

Функции ТРИЗ

Назовем основные функции ТРИЗ:

1. Генерация идей: ТРИЗ помогает генерировать новые и инновационные идеи для решения различных задач.

2. Прогнозирование: ТРИЗ показывает, как будут развиваться системы, и на основе этого предлагает перспективные и принципиально новые решения.

3. Развитие творческого мышления: ТРИЗ способствует развитию творческого мышления и навыку решения сложных задач.

4. Анализ проблем: ТРИЗ позволяет анализировать проблемы и находить оптимальные решения.

5. Улучшение процессов: ТРИЗ может использоваться для улучшения существующих процессов и технологий.

6. Обучение и развитие: ТРИЗ может быть использована для обучения и развития персонала в организациях.

7. Повышение эффективности: ТРИЗ помогает повысить эффективность работы и снизить затраты на ресурсы.

8. Решение конфликтов: ТРИЗ может помочь в разрешении изобретательских конфликтов и достижении компромиссов.

9. Мотивация и вовлечение: ТРИЗ стимулирует мотивацию и вовлечение сотрудников в процесс принятия решений.

10. Управление рисками: ТРИЗ можно использовать для управления рисками и предотвращения нежелательных последствий.

11. Инновации и предпринимательство: ТРИЗ помогает развивать предпринимательские сферы, создавая новые продукты и услуги; снижает себестоимость изделий и технологий; повышает потребительские качества; выявляет и устраняет причины брака и аварийных ситуаций и т. д.

Структура ТРИЗ

Структурно ТРИЗ состоит из девяти составляющих, каждая из которых находится в одном из двух разделов. Обозначим их и рассмотрим каждую по отдельности.

Первый раздел – методы решения задач. В него входят:

• Законы развития систем.

• Информационный фонд ТРИЗ.

• Вепольный анализ (структурный вещественно-полевой анализ) систем.

• Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ).

• Метод выявления и прогнозирования аварийных ситуаций и нежелательных явлений («диверсионный подход»).

• Методы системного анализа и синтеза.

• Функционально-стоимостный анализ.

Второй раздел – развитие творческих качеств. Он включает в себя:

• Методы развития творческого мышления (РТМ).

• Теория развития творческой личности (ТРТЛ).

• Теория развития творческих коллективов (ТРТК).

Законы развития систем

Принципы, определяющие то, как разные системы меняются и развиваются в течение времени, называются законами развития систем. Эти законы описывают, как системы взаимодействуют друг с другом, развиваются, а также адаптируются к окружающей среде. Чтобы разработать необходимые улучшения для систем, нужно знать их законы и то, как они функционируют.

Законы развития систем делятся на три группы: статику, кинематику и динамику.

Статика – это совокупность законов, определяющих начало жизни технических систем. Суть статики заключается в том, что синтез отдельных частей в едином целом, в конце концов, даст жизнь любой технической системе. В статику входят три закона: закон полноты частей системы, закон энергетической проводимости системы и закон согласования ритмики частей системы.

Закон полноты частей системы

Чтобы техническая система была жизнеспособна, основные ее части хотя бы на минимальном уровне должны быть рабочими. Основными частями каждой технической системы называют: трансмиссию, орган управления, рабочий орган и двигатель.

Суть закона заключается в том, что техническая система должна иметь все эти четыре части, которые пригодны хотя бы на минимальном уровне, потому что без них даже работоспособная часть может оказаться неработоспособной, подобно двигателю внутреннего сгорания в неподходящей для него подводной лодке.

Таким образом, можно сделать вывод: техническая система является управляемой, когда хотя бы одна ее часть управляема, то есть ее свойства можно менять по своему желанию тому, кто ею управляет.

Закон энергетической проводимости системы

Техническая система жизнеспособна, когда во всех ее частях есть сквозной проход для энергии. Это очень важно, потому что любая техническая система может преобразовывать энергию. Передавать энергию от двигателя к рабочей части необходимо для существования всей системы.

Передавать энергию можно по-разному. Существует вещественный способ – использование вала, рычагов, шестерни и т. п.; полевой – магнитное поле; вещественно-полевой – передача энергии с помощью потока заряженных частиц. Изобретатель должен знать, какой из видов передачи энергии окажется наиболее эффективным в его случае.

Таким образом, можно сделать вывод: чтобы иметь возможность управлять частью технической системы, нужно обеспечить энергетическую проводимость между этой частью и органами управления.

Закон согласования ритмики частей системы

Чтобы обеспечить жизнеспособность любой технической системы, нужно согласовать ритмику всех ее отдельных частей, то есть частоты колебаний, периодичность и т. п.

Теперь рассмотрим три закона, которые относятся к кинематике. Эти законы определяют развитие технических систем, которые не зависят от любых технических и физических факторов.

Закон увеличения степени идеальности системы

Идеальная техническая система – это та система, у которой нулевые вес, объем и площадь, но при этом она до сих пор эффективно выполняет свою работу. Таким образом, идеальность системы – это когда система отсутствует, а функции ее сохраняются и эффективно выполняются. Все системы развиваются с расчетом на то, чтобы увеличить степень своей идеальности.

Идеальной технической системы достигнуть достаточно трудно, потому что на деле все системы с целью развития становятся более тяжелыми и крупными. Возникает парадокс, когда в системе больше составных частей для более эффективной работы, и при этом она достигает высокой степени идеальности. К примеру, можно увидеть этот парадокс в развитии самолетов, автомобилей и т. п. Каждое улучшение самолета или автомобиля было направлено на то, чтобы увеличить эффективную скорость системы, сделать ее идеальнее. Достаточно сравнить скорость на одной дистанции современного автомобиля со старым автомобилем, чтобы наглядно увидеть возрастающую степень идеальности.

Это объясняется тем, что такие вторичные процессы, как увеличение скорости, мощностей и т. д., маскируют первичные процессы повышения степени идеальности технической системы. Когда решаешь изобретательскую задачу, стоит помнить, что следует ориентироваться именно на увеличение степени идеальности, потому что она является отличным критерием для корректировки задачи и оценивания полученного ответа.

Закон неравномерности развития частей системы

Суть этого закона заключается в том, что развитие частей системы идет неравномерно. Выходит, что чем сложнее система, тем неравномернее развитие ее частей. Этот закон является причиной возникновения большинства технических и физических противоречий, которые должны решать изобретательские задачи.

Закон перехода в надсистему

Когда системой уже исчерпаны все возможности для развития, она включается в надсистему в качестве одной из ее частей. Дальнейшее развитие этой системы происходит на уровне надсистемы.

Теперь рассмотрим динамику, в которую входят законы, отражающие развитие современных систем под действием конкретных технических и физических факторов. Законы статики и кинематики являются универсальными, то есть их можно применять во все времена и не только к техническим системам. Динамика же рассматривает главные тенденции развития технических систем именно в современном мире.

Закон перехода с макроуровня на микроуровень

Суть этого закона заключается в том, что развитие рабочих частей системы начинается на макроуровне, а затем переходит на микроуровень. К примеру, колеса автомобиля или винты самолета на начальном уровне не являются совершенными частями системы. По прошествии времени эти составляющие механизмов усовершенствуются, станут меньше, компактнее и эффективнее в использовании. В дальнейшем их развитие на макроуровне окажется невозможным. Таким образом, система, сохранив свою функцию, перестроится, и ее рабочие органы будут действовать на микроуровне, то есть с помощью молекул, электронов, атомов и т. д. Переход с макро– на микроуровень – это то, к чему стремятся все современные технические системы.

Закон увеличения степени вепольности

Этот закон гласит, что развитие технических систем идет в направлении увеличения степени вепольности, то есть невепольные системы стремятся стать вепольными. Вепольные системы развиваются с помощью перехода от механических полей к электромагнитным.

Информационный фонд ТРИЗ

Информационный фонд ТРИЗ включает в себя ресурсы ТРИЗ, приемы решения технических противоречий, систему стандартов на решение изобретательских задач и технологические эффекты. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Ресурсы ТРИЗ

Ресурсы – это те средства, с помощью которых решаются изобретательские задачи. Существует несколько видов ресурсов:

• Материально-вещественные – это любые осязаемые предметы в окружении, то есть деньги, еда, мебель и даже отходы.

• Информационные – это источники информации, то есть книги, интернет-статьи, социальные каналы.

• Человеческие – это сами люди, их мировоззрение, культура, опыт прошлого.

• Энергетические – электрическая энергия, свет ламп, напряжение.

• Время. Если рассматривать время с точки зрения ТРИЗ, то лучший признак эффективной работы – это экономия времени посредством запуска сразу нескольких процессов.

• Пространство – это площадь, объем, пустота.

Приемы устранения технических противоречий

Г. С. Альтшуллер посвятил годы на анализ более 40 тысяч патентов разнообразных изобретений, чтобы понять, как в голову изобретателя может прийти та или иная идея. Проведя тщательное исследование, он сформулировал основные постулаты ТРИЗ:

1. Техника развивается закономерно. При решении задач и развитии систем необходимо использовать законы развития технических систем.

2. Любую изобретательскую задачу можно классифицировать и в соответствии с видом задачи выбрать вид решения.

3. Для решения сложных изобретательских задач необходимо выявить и разрешить противоречие, находящееся в глубине задачи.

На основе данных постулатов Г. С. Альтшуллеру удалось выделить 40 основных приемов для устранения технических противоречий, которые лежат в основе большинства проблем. Их решение – одна из основных задач ТРИЗ.

Техническое противоречие – это ситуация, при которой устранения одного недостатка приводит к появлению нового. Например, если увеличить прочность самолета, то увеличится и его вес. В результате поднять устройство в воздух будет гораздо сложнее.

Всего существует три вида противоречий:

1. Административное противоречие – противоречие между потребностью и возможностью ее удовлетворения. К примеру, если нужно устранить какой-либо недостаток, а как – неизвестно.

2. Техническое противоречие – противоречие между определенными частями, качествами или параметрами системы, как в примере с самолетом.

3. Физическое противоречие – предъявление диаметрально противоположных свойств к определенной части технической системы. Это означает, что часть системы или объекта находится в двух взаимоисключающих состояниях одновременно: горячее-холодное, гибкое-жесткое, длинное-короткое и т. п.

Для эффективной работы изобретатель должен иметь в своем инструментарии 40 наиболее эффективных приемов для устранения противоречий. Здесь будут представлены краткие описания данных приемов с примерами, большинство которых являются изобретательскими патентами из разных стран (СССР, США, Япония). Стоит учитывать, что применять эти принципы можно не только в технической сфере, но и во многих других.

1. Принцип дробления:

a) разделить объект на независимые части;

b) выполнить объект в разобранном состоянии;

c) увеличить степень дробления объекта.

Пример: Нужна изгородь для загона овец. С одной стороны, она должна их ограждать, а с другой – если одна из овец все же вырвется, то пропустить только ее и не сломаться, иначе в пролом уйдут остальные. Достаточно сделать простой шарнир, и овца прорвется наружу, не сломав изгороди, а пружина вернет жердь на место.

2. Принцип вынесения: отделить от объекта мешающую часть (мешающее свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство).

Пример: Мы привыкли рассматривать многие объекты как набор традиционных и неотъемлемых друг от друга частей. В набор вертолета, например, входят и баки с горючим. Обычный вертолет и правда вынужден возить горючее. Однако в тех случаях, когда вертолет курсирует по определенному маршруту, горючее можно оставить на земле. К примеру, на электровертолете бензиновый двигатель заменен электромотором, а баков вообще нет.

3. Принцип местного качества:

a) перейти от однородной структуры объекта к неоднородной;

b) разные части объекта должны выполнять различные функции;

c) каждая часть объекта должна находиться в наиболее благоприятных для ее работы условиях.

Пример: Способ сушки зерна риса, отличающийся тем, что с целью уменьшения образования трещиноватых зерен рис перед сушкой разделяют по крупности на фракции, которые сушат раздельно с использованием разных режимов.

В течение истории развития большинства машин использовался принцип местного качества. Многие машины постепенно дробились, и для каждой части создавались наиболее благоприятные внешние условия.

4. Принцип асимметрии:

a) перейти от симметричной формы объекта к асимметричной;

b) если объект уже асимметричен, то увеличить степень асимметрии.

Пример: На основе данного принципа созданы тиски со смещенными губами. В отличие от обычных, они позволяют зажимать в вертикальном положении длинные заготовки.

5. Принцип объединения:

a) соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты;

b) объединить одновременно однородные или смежные операции.

Пример: По принципу однородности изобретено спасательное водолазное устройство с применением шлем-масок для вывода на поверхность людей, оказавшихся в воздушных мешках отсеков затонувших судов. Устройство отличается от аналогичных тем, что с целью повышения эффективности спасательных операций оно выполнено в виде одной или двух шлем-масок, снабженных шлангами и арматурой для присоединения к штуцерному крану, который вмонтирован в водолазный скафандр. От него производится регулирование подачи воздуха в шлем-маски.

6. Принцип универсальности: объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.

Пример: Можно рассмотреть танкер, оборудованный нефтеперегонной установкой, который разработан в Японии. Смысл этого устройства заключается в совмещении во времени процессов транспортировки и переработки нефти.

7. Принцип «матрешки»:

a) один объект размещен внутри другого, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т. д.;

b) один объект проходит сквозь полости в другом объекте.

Пример: Рассмотрим способ хранения и транспортировки разнородных по вязкости нефтепродуктов в корпусе плавучей емкости, который отличается от аналогичных тем, что высоковязкие нефтепродукты располагаются внутри отсеков, заполненных не вязкими сортами нефтепродуктов, чтобы уменьшить потерю тепла первых.

8. Принцип антивеса:

a) компенсировать вес объекта соединением с другим объектом, который обладает подъемной силой;

b) компенсировать вес объекта взаимодействием со средой с помощью аэро– и гидродинамических сил.

Пример: При создании сверхмощных турбогенераторов возникла сложная задача: как уменьшить давление ротора на подшипники. Решение состояло в том, что над турбогенератором установили сильный электромагнит, компенсирующий давление ротора на подшипники.

9. Принцип предварительного антидействия:

a) заранее придать объекту напряжения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям;

b) если по условиям задачи необходимо совершить какое-то действие, надо заранее совершить антидействие.

Пример: Как сделать вал прочнее, не увеличивая его наружный диаметр? Вал – это деталь машины, составленная из вставленных одна в другую предварительно закрученных под углом труб. Таким образом вал предварительно получает деформацию, противоположную той деформации, которая возникает во время работы. Крутящий момент должен сначала снять эту предварительную деформацию, и только после этого начнется деформация вала в «нормальном» направлении. Ко всему прочему, составной вал весит вдвое меньше равного ему по прочности обычного монолитного.

10. Принцип предварительного действия:

a) заранее выполнить требуемое действие (полностью или хотя бы частично);

b) заранее расставить объекты так, чтобы ими можно было воспользоваться без затраты времени на доставку и с наиболее удобного места.

Пример: Окраска древесины до того, как дерево срубили: красители поступают под кору дерева и разносятся соками по всему стволу.

11. Принцип «заранее подложенной подушки»: компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее подготовленными аварийными средствами.

Пример: Изобретатель Эмануэль Трикилис, чтобы бороться с пропажей книг в американских библиотеках, предложил прятать в переплеты кусочек намагниченного металла. При выдаче книги библиотекарь размагничивает этот металлический вкладыш, проталкивая книгу под специальной электрической спиралью. Если посетитель попытается уйти, взяв незарегистрированную книгу, то спрятанный в двери прибор среагирует на магнитный вкладыш в переплете.

12. Принцип эквипотенциальности: изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект.

Пример: Можно рассмотреть контейнеровоз, в котором груз не поднимается в кузов, а только приподнимается гидроприводом и устанавливается на опорную скобу. Такая машина работает без крана и перевозит значительно более высокие контейнеры.

13. Принцип «наоборот»:

a) вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие;

b) сделать движущуюся часть объекта или внешней среды неподвижной, а неподвижную – движущейся;

c) перевернуть объект «вверх ногами», вывернуть его.

Пример: В инженерии существует способ вибрационной очистки металлоизделий в абразивной среде, отличающийся от аналогичных тем, что с целью упрощения процесса очистки движения вибрации сообщают обрабатываемой детали, а не абразиву.

14. Принцип сфероидальности:

a) перейти от прямолинейных частей к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба и параллелепипеда, к шаровым конструкциям;

b) использовать ролики, шарики, спирали;

c) перейти от прямолинейного движения к вращательному, использовать центробежную силу.

Пример: Устройство для вварки труб в трубную решетку. В этом изобретении электродами служат катящиеся шарики.

15. Принцип динамичности:

a) характеристики объекта или внешней среды должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы;

b) разделить объект на части, которые способны перемещаться относительно друг друга;

c) если объект неподвижен, то нужно сделать его подвижным, динамичным.

Пример: Рассмотрим транспортное судно, корпус которого имеет цилиндрическую форму. Чтобы уменьшить осадку судна при полной загрузке, его корпус следует выполнить из двух раскрывающихся шарнирно-сочлененных полуцилиндров.

16. Принцип частичного или избыточного действия: если трудно получить 100 % требуемого эффекта, надо получить «чуть меньше» или «чуть больше», и тогда задача при этом существенно упростится.

Пример: Рассмотрим способ борьбы с градом, когда с помощью реагента (например, йодистого серебра) кристаллизуется градовое облако. Более эффективный способ заключается в том, что с целью резкого сокращения расхода реагента и средств его доставки осуществляют кристаллизацию не всего облака, а лишь его локальной части.

17. Принцип перехода в другое измерение:

a) трудности, связанные с движением или размещением объекта по линии, можно устранить, если дать объекту возможность перемещаться в двух измерениях, то есть на плоскости. Выходит, что задачи, связанные с движением или размещением объектов в одной плоскости, устраняются при переходе к пространству в трех измерениях;

b) использовать многоэтажную компоновку объектов вместо одноэтажной;

c) наклонить объект или положить его «на бок»;

d) использовать обратную сторону данной площади;

e) использовать оптические потоки, падающие на соседнюю площадь или обратную сторону имеющейся площади.

Пример: Известный советский изобретатель Д. Киселев, долгое время работавший над совершенствованием долота для бурения нефтяных скважин, рассказывает в своей книге «Поиски конструктора»:

«В долоте также каждый подшипник обладает определенной грузоподъемностью, и, если увеличить их число, дать меньшую нагрузку каждому, можно улучшить условия их работы, предотвратить износ. Именно по этому пути шла все время моя мысль в поисках различных схем размещения подшипников. Но мешали габариты долота, малое пространство, на котором я имел возможность располагать необходимое мне количество шариков и роликов. Теперь же я вдруг увидел решение, вот оно, рядом. На одном и том же участке поверхности можно разместить большее количество “элементов” подшипников в два яруса, как размещаются люди и вещи в купе пассажирских вагонов. Я даже рассмеялся: так просто было это решение, тщетно разыскиваемое много месяцев».

18. Принцип использования механических колебаний:

a) привести объект в колебательное движение;

b) если такое движение уже совершается, то увеличить его частоту вплоть до ультразвуковой;

c) использовать резонансную частоту;

d) применить вместо механических вибраторов пьезовибраторы;

e) использовать ультразвуковые колебания в сочетании с электромагнитными полями.

Пример: Рассмотрим способ осаждения пыли с использованием магнитного поля. Оптимальный вариант этого способа заключается в том, что воздух подвергают одновременному воздействию акустического и магнитного полей.

19. Принцип периодического действия:

a) перейти от непрерывного действия к периодическому;

b) если действие уже осуществляется периодически, то изменить его периодичность;

c) использовать паузы между импульсами для другого действия.

Пример: Рассмотрим способ контроля исправности термопары путем ее подогрева и проверки наличия в цепи электродвижущей силы. С использованием принципа можно уменьшить время контроля. Чтобы это сделать, следует нагреть термопару периодическими импульсами тока, а в промежутки времени между импульсами проверить наличие термоэлектродвижущей силы.

20. Принцип непрерывности полезного действия:

a) вести работу непрерывно, то есть все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой;

b) устранить холостые и промежуточные ходы.

Пример: Рассмотрим способ транспортировки сахара-сырца на судах. Оптимальный способ отличается от аналогичных тем, что с целью снижения стоимости транспортировки путем устранения свободных пробегов, используют танкеры, которые после разгрузки от нефтепродуктов или других жидких грузов, очистки и обработки моющими средствами, загружают сахаром-сырцом.

21. Принцип проскока: вести процесс или отдельные его этапы (например, вредные или опасные) на большой скорости.

Пример: Устройство для разрезания тонкостенных пластмассовых труб большого диаметра. Особенность устройства состоит в том, что нож рассекает трубу очень быстро. Так она не успевает деформироваться.

22. Принцип «обратить вред в пользу»:

a) использовать вредные факторы (в частности, вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта;

b) устранить вредный фактор за счет сложения с другими вредными факторами;

c) усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.

Пример: Можно для защиты подземных кабельных линий от повреждений, вызываемых образованием в грунте морозобойных трещин, заранее прорыть узкие прорези в стороне от трассы кабеля.

Это довольно простой принцип, суть которого – допустить то, что кажется недопустимым! К сожалению, не все изобретатели им пользуются, так как боятся пользоваться недостатками или портить собственные механизмы.

23. Принцип обратной связи:

a) ввести обратную связь;

b) если обратная связь есть, то изменить ее.

Пример: Рассмотрим оптимальный способ автоматического запуска конвейера. Он отличается от аналогичных тем, что измеряет мощность, потребляемую двигателем конвейера во время работы, фиксирует ее в момент остановки и полученный сигнал, обратно пропорциональный весу материала на конвейере, подает на пусковой двигатель в момент запуска. Это делается с целью экономии энергии, которая потребляется во время запуска.

24. Принцип «посредника»:

a) использовать промежуточный объект, переносящий или передающий действие;

b) на время присоединить к объекту другой легкоудаляемый объект.

Пример: Рассмотрим способ подвода электрического тока в жидкий металл. С помощью него ток к основному металлу подводят охлаждаемыми электродами через промежуточный жидкий металл, температура плавления которого ниже, а плотность и температура кипения выше, чем у основного металла. Это делается, чтобы снизить электрические потери.

25. Принцип самообслуживания:

a) объект должен сам себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные операции;

b) использовать отходы.

Пример: Сооружение каналов оросительных систем из сборных элементов. Этот способ отличается от аналогичных тем, что после монтажа начального участка канала его торцы закрывают временными диафрагмами. Готовый участок канала затопляют водой, а последующие элементы, также закрытые с торцов временными диафрагмами, сплавляют по этому участку канала. Это делается с целью упрощения транспортировки изделий.

26. Принцип копирования:

a) вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии;

b) заменить объект или систему объектов их оптическими копиями (изображениями). Использовать при этом изменение масштаба, то есть увеличить или уменьшить копии;

c) если используются видимые оптические копии, перейти к копиям инфракрасным и ультрафиолетовым.

Пример: Рассмотрим наглядное учебное пособие по геодезии, выполненное в виде написанного на плоскости художественного панно. Оно выполнено по данным тахеометрической съемки и в характерных точках местности снабжено миниатюрными геодезическими рейками. Это сделано с целью последующей геодезической съемки с панно изображения местности.

27. Принцип дешевой недолговечности взамен долговечности: заменить дорогой объект набором дешевых объектов, поступившись при этом некоторыми качествами, например долговечностью.

Пример: Можно привести пример пеленки одноразового использования. Она содержит наполнитель типа промокашки. Существует много патентов такого типа: на одноразовые термометры, мусорные мешки, зубные щетки и т. д.

28. Принцип замены механической схемы:

a) заменить механическую схему оптической, акустической или «запаховой»;

b) использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом;

c) перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных – к меняющимся во времени, от неструктурных – к имеющим определенную структуру;

d) использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами.

Пример: Рассмотрим способ проведения процессов, например каталитических, в системах с движущимся катализатором. Он отличается от аналогичных тем, что при нем используется движущееся магнитное поле, а катализатор имеет ферромагнитные свойства. Это делается с целью расширения области применения.

29. Принцип использования пневмо– и гидроконструкций: вместо твердых частей объекта использовать газообразные и жидкие: надувные и гидронаполняемые, воздушную подушку, гидростатические и гидрореактивные.

Пример: Рассмотрим опору для сферического резервуара, включающую основание, которое отличается от аналогичных тем, что с целью снижения напряжений в оболочке резервуара основание опоры выполнено в виде заполненного жидкостью сосуда с вогнутой крышкой из эластичного материала. Эта крышка принимает форму опираемой на нее оболочки резервуара.

30. Принцип использования гибких оболочек и тонких пленок:

a) вместо обычных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки;

b) изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких пленок.

Пример: Чтобы уменьшить потери влаги, испаряющейся через листья деревьев, американские исследователи опрыскивают их полиэтиленовым «дождем». На листьях создается тончайшая пластмассовая пленка. Растение, укрытое пластмассовым одеялом, развивается нормально благодаря тому, что полиэтилен значительно лучше пропускает кислород и углекислый газ, чем пары воды.

31. Принцип применения пористых материалов:

a) сделать объект пористым или использовать дополнительные пористые элементы, такие как вставки, покрытия и т. д.;

b) если объект уже пористый, предварительно заполнить поры каким-нибудь веществом.

Пример: Рассмотрим систему испарительного охлаждения электрических машин. В этой системе активные части и отдельные конструктивные элементы выполнены из пористых металлов, например, пористых порошковых сталей, пропитанных жидким охлаждающим агентом, который при работе машины испаряется и таким образом обеспечивает кратковременное, интенсивное и равномерное ее охлаждение. Это делается, чтобы исключить необходимость подвода охлаждающего агента к машине.