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LIBROS Y ARTÍCULOS
LA CIENCIA DE INVENTAR CLIC Y FÍSICA
Libros y artículos / Y luego vino el inventor
Has leído un tercio del libro. Si trata de resumir el significado de lo que lee de la manera más sucinta posible, obtiene algo como lo siguiente. Los problemas inventivos se han resuelto durante mucho tiempo (y todavía se están resolviendo hoy) mediante prueba y error. El método es ineficiente, por lo que se tuvo que gastar mucho esfuerzo, tiempo y dinero en resolver problemas. Las invenciones a menudo se retrasan durante muchos años. La revolución científica y tecnológica requería métodos de invención fundamentalmente nuevos. Ha aparecido la teoría de la resolución inventiva de problemas (TRIZ), que enseña a resolver problemas sin seleccionar opciones "vacías". La idea principal es la siguiente: los sistemas técnicos surgen y se desarrollan naturalmente; el estudio de estas regularidades proporciona técnicas: herramientas para resolver problemas inventivos. Las técnicas que conociste se pueden dividir en tres grupos: - varios trucos, por ejemplo, la técnica "hazlo por adelantado"; - técnicas basadas en el uso de efectos y fenómenos físicos, entre ellos se puede atribuir la técnica "cambiar el estado de agregación"; - técnicas complejas, que incluyen tanto la astucia como la física, por ejemplo, la construcción de fepolos. La mayoría de las veces, al resolver problemas inventivos, uno tiene que aplicar primero la astucia, luego la física. El éxito proviene de una combinación de ambos. Por lo tanto, el uso de la física en la resolución de problemas inventivos es una de las secciones más importantes de la teoría de la invención. Veamos cómo se acoplan la astucia y la física. Problema 29. ¡FUNCIONARÁ PARA SIEMPRE! En una planta, una máquina automática fallaba a menudo. Era una máquina muy buena, pero constantemente se echaba a perder un detalle simple: un tubo curvo a través del cual el aire comprimido impulsaba una corriente de pequeñas bolas de acero a alta velocidad. Las bolas golpearon la pared de la tubería en el giro y rompieron pedazos de metal. Al golpear la pared, cada bola dejó un rasguño apenas perceptible, pero en unas pocas horas las bolas atravesaron un tubo grueso y fuerte. - Pongamos dos cañerías, - dijo el capataz, - Mientras una esté funcionando, tendremos tiempo de reparar la otra. Y entonces apareció un inventor. - ¿Es un negocio: hacer reparaciones todo el tiempo? el exclamó. - Tengo una idea adecuada ... Te garantizo: ¡la máquina funcionará para siempre! Solo tomó cinco minutos implementar la idea de la invención. ¿Qué sugirió? Entonces, una sustancia (bolas de acero) interactúa mecánicamente con otra sustancia (paredes de tubería). Por lo tanto, se proporciona un su-campo innecesario (incluso dañino). En la planta, intentaron destruirla introduciendo una tercera sustancia: varias juntas, capas. Esto está mal: es necesario que la tercera sustancia al mismo tiempo proteja las paredes y no se derrumbe. Las mismas bolas pueden convertirse en esta sustancia. Solo inmóvil, detenido en la pared de la tubería. Si la curva de la tubería está cubierta con bolas desde el interior, las paredes dejarán de colapsar. Las bolas voladoras pueden eliminar una o más bolas de la capa protectora, pero su lugar se llena inmediatamente con una de las bolas que atraviesa la tubería. Aquí es donde termina el truco. Ahora necesitamos física simple: ¿cómo obtener una capa protectora de bolas? Tienes que usar imanes. Donde la tubería se dobla, colocamos un imán afuera. En el interior, una capa de bolas se adherirá inmediatamente a la tubería. ¡Problema resuelto! Es interesante notar que las granalladoras para el temple de piezas fueron ampliamente utilizadas por lo menos un cuarto de siglo antes de la aparición del certificado de autor No. 261 207 para protección magnética. Todos vieron el problema, pero lo resolvieron contrariamente a la teoría: instalaron juntas, hicieron las paredes del aparato con acero más fuerte ... Problema 30. GRÚA ALTA FINA El jefe del laboratorio químico invitó al inventor y le dijo: - Necesitamos controlar el flujo de gas que pasa por esta tubería de metal de un recipiente a otro. Disponemos de grifos con tapón de vidrio esmerilado, pero no aportan la precisión requerida: es difícil regular el tamaño del orificio por donde pasa el gas. - Por supuesto, - dijo el inventor, - también pondrías un grifo de samovar. El químico fingió no escuchar el comentario. - Es posible, - continuó, - poner un tubo de goma y una abrazadera. Pero esto no da la precisión requerida. - Abrazaderas, - se rió entre dientes el inventor. - Pinzas para la ropa... Aquí el químico no pudo resistirse: Hemos estado haciendo esto durante cientos de años. Intente encontrar una grúa no más complicada que una "pinza de ropa" o una "grúa samovar", pero diez veces mejor en precisión. - Una gota de astucia más física de noveno grado. hay que hacerlo asi... ¿Qué sugirió el inventor? Para un especialista en TRIZ, una grúa es un típico sistema de su-campo: cuerpo B1, pieza giratoria B2 y campo de fuerzas mecánicas Pmech. Bajo la influencia del campo Pmech, la parte B2 se mueve en relación con el cuerpo B1, por lo que la brecha entre B1 y B3 se ensancha o, por el contrario, se estrecha. Ya existe un Vefield, pero no funciona bien. Por lo tanto, tendremos que reemplazar el campo su, usar otro campo. ¿Cuál - eléctrica, magnética, electromagnética, térmica? Aquí es donde terminan los trucos y comienza la física. ¡El libro de texto de física de noveno grado tiene un capítulo completo sobre expansión térmica! Y solo necesitamos cambiar el ancho del espacio entre B1 y B2. Abrimos el libro de texto. Aquí está la descripción del experimento: una pelota pasa a través de un anillo calentado, que no ha pasado antes. El dibujo del anillo y la bola es un modelo terminado de nuestra grúa. Comparemos la solución obtenida con el certificado del autor No. 179 489: "Un dispositivo para dosificar pequeñas cantidades de gas, que consta de un cuerpo y una varilla firmemente acoplada a la superficie interna del cuerpo, caracterizado porque, para dosificar pequeñas cantidades de gas con un alto grado de precisión, el cuerpo está hecho de un material con un gran coeficiente de expansión térmica y la varilla está hecha de un material cuyo coeficiente de expansión térmica es mucho menor que el del material del cuerpo. Probablemente ya comprenda cómo funciona una grúa de este tipo. Cuando se calienta, el cuerpo se expande fuertemente y la barra débilmente. Hay una brecha. Cuanto más caliente es el caso, mayor es la brecha.
El sentido de la invención, como se puede apreciar, es que en lugar de mover grandes piezas, “piezas de hierro”, se propone utilizar la tensión y compresión de la red cristalina. Por cierto, es posible estirar y comprimir la red cristalina no solo con un campo térmico. "Algunos cristales, como el cuarzo, la sal de Rochelle y la turmalina, cambian de tamaño en un campo eléctrico: dependiendo de la dirección del campo, se comprimen o estiran" esto es de un libro de texto de física para el décimo grado. Este fenómeno se denomina efecto piezoeléctrico inverso. Bueno, usted mismo ya ha adivinado que el efecto piezoeléctrico inverso se puede utilizar para crear una microgrúa. También hay un efecto similar: la magnetoestricción: un campo magnético estira (o comprime) algunos metales. También una respuesta adecuada para el problema de la grúa. Problema 31. MIREMOS HACIA EL FUTURO Si necesita exprimir los restos de pasta de dientes de un tubo casi vacío, coloque el tubo sobre una superficie dura y enróllelo con un lápiz. Este es el principio de funcionamiento de una bomba peristáltica (ver Fig.): Los rodillos presionan la manguera flexible contra el cuerpo de la bomba y, al moverse, obligan al líquido o pasta a fluir a través de la manguera. Producimos veinte tipos de bombas peristálticas, - dijo el ingeniero jefe de la planta a su adjunto. - En los próximos meses dominaremos tres más. Pero, en principio, todas las bombas son iguales, solo difieren en tamaño y propósito. ¿Estas bombas cambiarán en el futuro? “Probablemente no cambie”, respondió el diputado. - Después de todo, el principio es el mismo. Y luego estaban los inventores. ¡Tres a la vez! Definitivamente habrá nuevas bombas, - aseguró el primer inventor. - El principio peristáltico permanecerá, pero la acción se moverá al nivel micro. Sugerimos usar efectos físicos para esto”, dijeron sus camaradas. - Disponemos de tres bombas peristálticas nuevas a estrenar. Los inventores comenzaron a desarrollar los planos... ¿Cómo crees que se pueden arreglar estas bombas? ¿Qué efectos físicos se utilizan en ellos? La transición del movimiento tosco de "piezas de hierro" al movimiento sutil de las moléculas, los átomos, es una regularidad en el desarrollo de la tecnología. De ahí el método para resolver muchos problemas: "la transición del nivel macro al nivel micro". Aquí, por ejemplo, el certificado de copyright No. 438 327: "Un giroscopio vibrante con masas puestas en movimiento oscilatorio por campos eléctricos o variables externos, caracterizado porque se utilizan electrones o iones cargados como masas oscilantes". En los giroscopios vibratorios convencionales, vibran cargas masivas: "pesos" montados en varillas. La idea de la invención es que las micropartículas -electrones o iones- se tomen como "pesos". Tal giroscopio es mucho más compacto, más preciso y más confiable. Cuando leyó sobre las cuatro etapas en el desarrollo de sistemas técnicos en el capítulo anterior, es posible que haya tenido una pregunta: bueno, los sistemas pasan por cuatro etapas, pero ¿qué sucede con los sistemas a continuación? Y luego hay dos posibilidades. Ya he hablado de uno: el sistema, habiendo alcanzado los límites del desarrollo, se une con otro sistema y forma un nuevo sistema más complejo: el desarrollo continúa. Por ejemplo, una bicicleta, combinada con un motor de combustión interna, se convirtió en una motocicleta. Surgió un nuevo sistema, el desarrollo continuó. A veces se cierra el camino a la integración con otros sistemas. Es necesario unir, y es imposible unir ... Tal contradicción se supera con la fragmentación: dividiremos el sistema en varias partes y construiremos algo nuevo combinando estas partes. La prohibición se refería a la asociación con sistemas de terceros, no violamos esta prohibición. Bueno, si no puedes ni unir ni dividir? Supongamos que la tarea está establecida: se requiere fortalecer las propiedades de "resorte" de un resorte en espiral, sin agregarle nada y sin aplastarlo. Supondremos que el resorte está hecho del acero más adecuado, no tiene sentido cambiar el acero.
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