ПриёмЭПП1 «Копия объекта»: использовать вместо объекта его копию.
Задача 6.48. В открытые платформы грузят брёвна. Контролёры измеряют диаметр каждого бревна, чтобы потом вычислить объём всех брёвен. Работа контролёров идёт очень медленно.
- Придётся задержать поезд, - сказал старший контролёр. – Сегодня никак не управимся.
Можно ли не задерживать поезд?
Решение. Да, можно, если измерять не сами бревна, а их копии. Достаточно сделать фотографии с торца гружёной платформы, а измерять диаметр брёвен по фотографиям можно и после ухода поезда.
Задача 6.49. Кузнечные штампы состоят из двух частей – неподвижной матрицы и подвижного пуансона. При установке штампа нужно добиться строгого прилегания базовых поверхностей пуансона к базовым поверхностям матрицы.
Как это сделать?
Решение. Так же, как это делает стоматолог, проверяя, правильно ли поставлена пломба на зуб. Между матрицей и пуансоном помещают копировальную бумагу и по характеру отпечатков судят о качестве прилегания.
Задача 6.50. Цех изготавливает металлические полые конусы вальцовкой из листа с последующей сваркой встык. Размеры конуса не имеют значения для решения задачи. Для определённости примем: высота 1000 мм, диаметр нижнего основания 1200 мм, диаметр верхнего основания 800 мм, толщина стенок 16 мм. После изготовления конуса нужно проверить размер и форму (круглость) его по внутренней поверхности. Для этого изготавливают несколько шаблонов – для каждого проверяемого сечения свой шаблон. Шаблоны поочерёдно вставляют внутрь конуса и, наблюдая на просвет, замеряют отклонения от заданной формы и размеров. Чем больше шаблонов, тем точнее контроль. Но каждый замер требует затрат материала, времени и труда.
Можно ли упростить контроль, не снижая его качества?
Решение. Число шаблонов можно сделать сколь угодно большим, не затрачивая дополнительных средств. Например, сделать его из воды. Конус помещают в ванну с водой большим основанием кверху. Постепенно выливая воду из ванны, фотографируют зеркало воды через определенные интервалы высоты и измеряют затем в каждом сечении не конус, а его фотоснимки.
Работая во Флоренции, Микеланджело нашёл изящный способ точного перенесения на камень пропорций восковых моделей. Он помещал модель в ванну и, постепенно сливая воду, обнажал выступающие части. Глядя только на выступающую часть модели, скульптор «послойно» обрабатывал мраморную глыбу.
Приём ЭПП2 «Природный аналог»: выполнить компоновку, структуру, принцип действия объекта аналогичными объекту живой природы.
Задача 6.51. Жак Ив Кусто рассказывал, что при подводных съёмках на озере Танганьика в Африке жизни аквалангистов часто угрожали бегемоты, весьма опасные в гневе (по данным статистики, в Африке от бегемотов гибнет больше людей, чем от крокодилов). Но опасность опасностью, а съёмки вести надо.
Какой же выход предложил Кусто?
Решение. Для съёмок был изготовлен специальный подводный корабль в форме бегемота, внутри которого и находились исследователи. Бегемоты спокойно проплывали мимо этого корабля, что позволило без проблем выполнить съёмки.
Задача 6.52. Проблема затупления режущих инструментов – одна из важнейших в технологии машиностроения. Технологи применяют самые разные меры, чтобы повысить износостойкость инструментов. Целые участки в цехе заняты их переточкой.
А как решаются подобные вопросы в живой природе? И нельзя ли позаимствовать полезный опыт?
Решение. В природе мы наблюдаем много вариантов решения подобной проблемы. Задумывались ли вы о том, почему не тупятся зубы грызунов? Дело в том, что они покрыты эмалью не кругом, как, например, у человека, а только с передней стороны. Чем больше работают зубы, тем больше истирается их задняя часть (дентин), тем острее они становятся. Вот и режущие инструменты можно сделать такой же конструкции – из двух слоёв, наружный из которых более твёрдый. Инструмент станет самозатачивающимся. Патент на резец такой конструкции биолог Александр Михайлович Игнатьев получил ещё в 1930 году. Но археологические исследования показали, что ещё в 11 веке новгородские кузнецы делали самозатачивающиеся ножи: к сердцевине лезвия из закалённой стали приваривали пластины мягкого железа. Жаль, что потом этот опыт был надолго забыт и лишь недавно вернулся к нам из-за рубежа.
Задача 6.53. Причина разрушения подводных бетонных сооружений – плотин, мостов, свай – явление кавитации: возникающие в воде во время прибоя пузырьки воздуха, ударяясь о твёрдую преграду, лопаются, или, как принято говорить, всхлопываются. Во время таких микровзрывов из тела сооружения вырываются мельчайшие частицы бетона. Для борьбы с этим явлением строят сложные и дорогостоящие защитные сооружения. Но это проблемы не решает.
Российский исследователь В.И.Сахаров обратил внимание, что подводные камни не разрушаются столетиями. Почему же они не подвержены кавитационному воздействию? И нельзя ли применить разгадку этого явления для защиты бетонных сооружений?
Решение. Сахаров установил, что от кавитационного воздействия камни защищает мох, который и принимает на себя микровзрывы. Это натолкнуло его на идею защиты подводных сооружений с помощью ворсистой оболочки.
«Космический мусорщик» будет иметь длинную телескопическую штангу с клеевым захватом, подобно языку лягушки, с помощью которого она ловит комаров.
Конструируя машину для подземной проходки, изобретатель Александр Требелев запустил крота в ящик с землёй и наблюдал за его работой. Оказалось, что крот всё время вертит головой, вдавливая грунт в стенки туннеля. Работающая по такому же принципу машина получила название «Крот».
Традиционный винт у моторной лодки заменён устройством, скопированным с устройства дельфиньего хвоста. Сделано оно из каучука и при движении совершает колебательные движения, напоминающие движения хвостового плавника дельфина. Кстати, у дельфина же заимствован принцип подводной локации целей, а именно непрерывное изменение частоты излучаемых сигналов, что существенно снижает их искажение.
А вот как использовал В.Г.Шухов такое природное явление, как гейзер. Когда иссякает давление нефтяного фонтана, нефть приходится вычерпывать из скважины, что дорого и непроизводительно. В.Г.Шухов предложил закачивать в нефтяной пласт воздух, пузырьки которого, поднимаясь на поверхность, поднимают и нефть.
Это интересно:
В местечке Амбуразе во Франции, в домике, где умер великий Леонардо да Винчи, выставлены копии его чертежей и моделей: аэроплан и вертолёт, каналы и ирригационные системы, металлургическая печь и прокатный стан, ткацкий и печатный станки, деревообрабатывающая и землеройная машины, танк и подводная лодка.
6.7. Вред – в пользу (ЭПВ)
