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BÜCHER UND ARTIKEL
DAS ZEITALTER DER TECHNISCHEN SYSTEME BOOT+BOOT=?
Bücher und Artikel / Und dann kam der Erfinder
In technischen Geschichtsbüchern wird das XNUMX. Jahrhundert als das Zeitalter des Dampfes bezeichnet. Die erste Hälfte des XNUMX. Jahrhunderts war das Jahrhundert der Elektrizität. Und welchem Jahrhundert gehört unsere Zeit an? Hier besteht kein Konsens. Manche sagen - das Alter des Atoms. Andere stammen aus dem Weltraumzeitalter. Vielleicht das Zeitalter der Chemie? Oder – das Zeitalter der Elektronik? Wenn ein Ingenieur, der zu Beginn des 150. Jahrhunderts lebte, die Technologie unserer Zeit sah, würde er vielleicht zunächst einmal von der starken Vergrößerung der ihm bereits vertrauten Maschinen überrascht sein. Autos mit einer Kapazität von weniger als einem Wagen haben sich zu leistungsstarken Muldenkippern entwickelt, die problemlos 200 bis XNUMX Tonnen transportieren können, und zu Überriesen, die eine ganze Bohrinsel transportieren können. Aus Flugzeugen, die kaum zwei oder drei Passagiere befördern konnten, entwickelten sich riesige Airbusse. Es erschienen kolossale Tanker mit einer Verdrängung von einer halben Million Tonnen. Turbinen, Kräne, Lokomotiven, Gebäude, Bagger, diverse Forschungseinrichtungen – alles ist um ein Dutzendfache größer geworden. Es scheint, dass es keine Rolle spielt – hundert Lastwagen mit einer Kapazität von jeweils eineinhalb Tonnen oder ein Lastwagen mit einhundertfünfzig Tonnen? Die Tragfähigkeit ist gleich, aber der Super-Truck erfordert zwanzigmal weniger Wartungspersonal und das Be- und Entladen geht zehnmal schneller. Viele erfinderische Probleme entstehen gerade aufgrund der rasanten Vergrößerung der Maschinen. Hier ist eine dieser Aufgaben. Problem 16. NACH DEM UNFALL
Ein schweres Transportflugzeug landete XNUMX Kilometer vom Flugplatz entfernt auf einem gepflügten Feld. Das Flugzeug wurde entladen, der Schaden untersucht: Risse, Dellen, die Haut war stellenweise abgerissen. Es ist notwendig, das Flugzeug zum Flugplatz und zur Reparaturwerkstatt zu liefern. Aber das Flugzeug wiegt über hundert Tonnen. Eine solche Maschine muss sehr vorsichtig transportiert werden, damit kein zusätzlicher Schaden entsteht. Experten trafen sich zu einem Treffen. Wenn das Flugzeug kleiner wäre, wäre alles einfach ... - Was gibt es da zu denken! rief der Werkstudent aus. Niemand lud ihn zu dem Treffen ein, aber er hatte eine Idee, die er unbedingt zum Ausdruck bringen wollte. - Auf ein Luftschiff geht es nicht. Lasst uns das Flugzeug abholen – und ... „Junger Mann“, sagte einer der Spezialisten traurig, „es gibt keine Luftschiffe mit einer solchen Tragfähigkeit.“ Ja, und man kann ein Notfallflugzeug nicht in die Luft heben. Also – keine Luftschiffe! Und dann tauchte ein Erfinder auf. „Ich bin anderer Meinung“, sagte er. - Das Luftschiff wird benötigt und nicht benötigt. Das Flugzeug muss angehoben werden und es ist nicht notwendig, es anzuheben ... Und er erklärte, wie man widersprüchlichen Anforderungen gerecht wird. Versuchen Sie zu erraten: Was hat der Erfinder vorgeschlagen? Maschinen wachsen rasant, aber nicht grenzenlos. Sie erhöhen sich um das Zehn-, Zwanzig-, Hundertfache ... Irgendwann kommt jedoch der Punkt, an dem weiteres Wachstum unrentabel wird. Dann verbindet sich eine Maschine mit einer anderen – ein neues technisches System entsteht, klein, aber mit Wachstumsreserven. Erinnern wir uns an die Geschichte des Schiffes. Die ersten Schiffe wurden mit Rudern angetrieben. Zuerst bauten sie Schiffe mit einer Ruderreihe, dann größere – mit Rudern in zwei, drei, vier Reihen ... Im alten Rom bauten sie einst ein Schiff mit dreißig Ruderreihen! Für die Ruderer war es schwierig, die Ruder gemeinsam zu betätigen. Und die Ruder selbst wurden sehr schwer: Der Abstand von den oberen Reihen zum Wasser überschritt zwanzig Meter. Und dann gab es noch Paddelsegelschiffe. Auch ihre Größe nahm zu, allerdings nicht aufgrund des Ruderhaufens. Jetzt wurden die Segel verbessert, und nach und nach machte es Spaß – Segelschiffe wurden zu Segelrudern und dann zu reinen Segelschiffen. Das rasante Wachstum der Segelausrüstung begann: Sie erhöhten die Anzahl der Masten, ihre Höhe, machten die Segel breiter, installierten zusätzliche Segel zwischen den Masten ... Dann entstand ein Segel-Dampfschiff, und alles wiederholte sich: Segel-Dampfschiffe nach und nach wich dem Dampfsegel und dann reinem Dampf. Jedes Mal, wenn sich A und B zum AB-System vereinen, entsteht etwas grundlegend Neues mit Eigenschaften, die A und B getrennt nicht haben. Auch wenn das System nach dem A + A-Schema gebildet wird, ist die Summe immer noch nicht 2A, sondern etwas mehr. Ein Boot plus ein Boot, zu einem System zusammengefasst, sind nicht mehr zwei Boote, sondern ein Katamaran mit höherer Stabilität, „Kippschutz – Brücke“. Dieses wichtigste Merkmal von Systemen zeigt sich deutlich im Rüsselkäferproblem. Problem 17. THERMOMETER FÜR WELVIES
Eines Tages trafen sich Wissenschaftler, um über den Umgang mit dem Langnasenkäfer zu diskutieren. Und dann stellte sich heraus, dass die Bedingungen für die Existenz des Käfers noch sehr wenig erforscht sind. Niemand wusste zum Beispiel, wie hoch die Körpertemperatur eines Rüsselkäfers ist. „Der Käfer ist klein“, sagte ein Wissenschaftler, „man kann ihn nicht mit einem gewöhnlichen Thermometer messen. „Wir müssen ein spezielles Gerät entwickeln“, stimmte ein anderer zu. Wir verschwenden viel Zeit... Und dann tauchte ein Erfinder auf. "Wir brauchen keine neuen Instrumente", sagte er. - Nehmen Sie ein gewöhnliches... Was denkst du, hat der Erfinder vorgeschlagen?
Dieses Problem wurde in der Pionerskaja Prawda veröffentlicht und dem Text wurde das Wort „Glas“ hinzugefügt. Der Erfinder sagte: „Nehmen Sie ein gewöhnliches Glas …“ Die Hälfte der von den Lesern gesendeten Antworten lautete: „Wir müssen ein Glas nehmen, es mit Wasser füllen, einen Rüsselkäfer hineinwerfen und die Temperatur mit einem gewöhnlichen Thermometer messen.“ Das ist natürlich die falsche Antwort: Der kleine Rüsselkäfer wird die Wassertemperatur kaum verändern. Die psychologische Trägheit hat mich im Stich gelassen: Da es ein Glas gibt, füllen wir es mit Wasser, deshalb existiert es ... In Aufgaben stecken oft Wörter – Fallen, die zu falschen Ideen führen. Daher gibt es in der Theorie der erfinderischen Problemlösung eine sehr wichtige Regel: Es ist notwendig, alle Sonderbegriffe aus den Problembedingungen zu entfernen und sie durch einfache Wörter zu ersetzen. Wenn in der Aufgabe beispielsweise „mikrometrische Schraube“ erwähnt wird, können Sie diese Wörter durch einfachere ersetzen – „eine Stange, die sich sehr genau bewegt“. Das Wort „Schrauben“ verschwand – und es wurde sofort klar, dass die Lösung nicht unbedingt mit „Einschrauben“ zusammenhängt. Wir werden jedoch später darüber sprechen. Nun zurück zur Aufgabe. Sie müssen ein Glas, eine Schachtel oder einen Beutel mit Rüsselkäfern füllen und die Temperatur mit einem gewöhnlichen Thermometer messen. Einhundert Rüsselkäfer bilden zusammen ein System mit neuen Eigenschaften. Die Abmessungen dieses Systems sind viel größer als die Abmessungen seiner Einzelteile, sodass die Temperaturmessung keine Schwierigkeiten bereitet. In jeder Ausgabe des Erfindungsbulletins finden Sie technische Neuerungen, die darin bestehen, dass gleiche oder unterschiedliche Gegenstände zu einem System zusammengefasst werden (denken Sie daran: Dies ist bereits der sechste Trick in Ihrer Sammlung). Hier zum Beispiel das Urheberrechtszertifikat Nr. 408586: Kesseleinheiten, die zuvor in einer Reihe angeordnet waren, sollten zu einem „Haufen“ – zu einem Block – zusammengebaut werden. Die Konstruktion wird vereinfacht, die Länge der Wasser- und Dampfleitungen wird reduziert, ein Schornstein reicht für den gesamten Block. In den Futterlagern wird ständig Wärme freigesetzt, die Räumlichkeiten müssen gekühlt werden. Und Räume für Tiere müssen dagegen beheizt werden. Im Autorenzertifikat Nr. 251801 wird vorgeschlagen, diese Gebäude zusammenzulegen: Die Wärme der Futterlager wird die Räumlichkeiten für die Viehhaltung beheizen. Bitte beachten Sie: Um ein System zu bilden, müssen Sie Objekte verbinden, damit eine neue Eigenschaft entsteht. Wenn Sie beispielsweise einfach ein Schneemobil (oder ein Motorrad) auf einem Motorboot installieren, entsteht keine Erfindung. Doch dem Erfinder, der das US-Patent Nr. 3935832 erhielt, gelang es, einen Motor einzusparen: Das Boot wird vom Motor des Schneemobils angetrieben. Es ist bereits ein System. Ein Jäger benötigt manchmal zwei Waffen mit unterschiedlichen Ladungen – eine Schrotflinte und eine Kugel. Aber die Jagd mit zwei Waffen ist unbequem: Ich habe mich darauf vorbereitet, mit einer Waffe zu schießen, aber es brauchte eine zweite, ich muss die Waffe wechseln, aber ich habe keine Zeit ... Zwei Waffen zusammenzubinden? Es war einmal. Und dann haben sie geraten: Im neuen System gibt es viele Gleichteile, man kann sie „reduzieren“. Warum braucht das „Bündel“ eigentlich zwei Hintern?! Die überflüssigen Teile wurden „reduziert“, das Ergebnis war eine moderne Doppelflinte. Ein weiteres (sehr schönes!) Beispiel. In Hüttenwerken werden Abfälle – Asche und Schlacke – auf dem Wasserweg durch Rohre transportiert. An den Innenwänden der Rohre bildet sich schnell eine dichte Kruste, die manuell entfernt werden muss. Viele Ingenieure haben darüber nachgedacht, konnten sich aber nichts einfallen lassen. Und andere Ingenieure kämpften damals mit der Aufgabe, die Rohre zu konservieren, durch die Kohleabfälle „verschmolzen“ werden. Scharfe Kohlestücke zerkratzen das Metall, der Verschleiß der Rohre konnte nicht verhindert werden. Der Erfinder Michail Iwanowitsch Scharapow schlug vor, aus diesen Rohren ein einziges System zu bilden. Zunächst passieren Asche und Schlacke die Rohre. An den Wänden bildet sich eine Kruste. Dann werden Kohleabfälle durch dieselben Rohre geleitet – sie reißen diese Kruste ab. Und wieder kommen Asche und Schlacke... Und jetzt zur Übung. Problem 18. Auf den Kopf gestellt Das Werk erhielt den Auftrag zur Herstellung großer Glasfilter in Form von Zylindern mit einem Durchmesser von einem und einer Höhe von zwei Metern. Direkte Durchgangslöcher sollten entlang des Filters verlaufen. Die Ingenieure sahen sich die Zeichnung an und schnappten nach Luft: In jeden Filter müssen Tausende dünner Löcher gebohrt werden. Wie macht man diese Löcher? - fragte der Chefingenieur seine Untergebenen. - Wirklich bohren? - Vielleicht, um eine lange Nadel zu erhitzen? .. - sagte der junge Ingenieur unsicher. Und dann tauchte ein Erfinder auf. - Keine Bohrer oder Nadeln erforderlich. „Alles muss auf den Kopf gestellt werden“, sagte er. - Nehmen... Was hat der Erfinder vorgeschlagen, was denken Sie? Das Problem enthält einen Hinweis: Sie müssen das Gegenteil tun. Wir werden keine Löcher in den Zylinder bohren, aber wir werden einen Zylinder machen ... aus Löchern. Nehmen wir Glasröhrchen, setzen sie zusammen – fertig ist ein Zylinder mit Löchern. Sie können keine Röhren, sondern Glasstäbe nehmen; Zusammengenommen bilden sie ebenfalls einen Zylinder mit Löchern. Drücken Sie ein Dutzend Bleistifte mit der Hand zusammen – das ist das Filtermodell. Ein solcher Filter ist nicht nur einfach herzustellen, er lässt sich auch schnell zerlegen und wieder zusammenbauen.
Übrigens, aufgepasst: Diese Erfindung kombiniert zwei Methoden. Der massive Zylinder wird durch viele dünne Röhren ersetzt – diese Technik nennt man Zerkleinern. Und dann wurde aus den Röhren ein System zusammengesetzt – eine Kombinationsrezeption. Solche Kombinationen (Technik und Antitechnik) werden häufig zur Lösung erfinderischer Probleme eingesetzt. Schließlich ist der Widerspruch „doppelt“ (sollte sein – sollte nicht sein, notwendig – nicht notwendig), daher muss der Schlüssel zu einem solchen Widerspruch „doppelt“ sein.
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