ЗАДАЧИ ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ

отправляется на следующий этап сборки. Периодически одну из деталей проверяют на коррозийную стойкость, для этого ее опускают в воду (если деталь плохо прокрашена, то появятся пятна ржавчины). Требуется полностью погрузить в воду металлическую деталь, окрашенную растворимой в бензоле краской. При этом краска не должна пострадать, а в бензол и воду не должно попасть никаких посторонних примесей. Как быть?

Задача 27. Сохранение вкусовых качеств выловленной в океане рыбы на протяжении всей длительной транспортировки до берега серьезная проблема: при замораживании в ней происходят необратимые биохимические изменения и тратится огромная энергия на поддержание холода, при перевозке живой рыбы в трюмах-бассейнах вкусовые качества также снижаются из-за малой подвижности рыбы в тесноте трюма. Второй способ все же наиболее экономичен, но как заставить рыбу не "засыпать"? Все, что ни пробовали, - мешалки, насосы, продувку воздухом, вибраторы, электрические разряды и другие физические воздействия - все бесполезно, рыба не двигалась. Нужна новая идея. Решение должно быть предельно простым: в систему не надо ничего вводить(или почти ничего), при этом рыба должна сама интенсивно двигаться. Ваше предложение?

Задача 28. При строительстве нефте- и газопроводов нужно быстро определять качество сварных швов. Старый способ (рентгенографический) требовал сутки на звено труб длиной 36 м. А за сутки успевали сварить сотни метров. Новая компактная

высокопроизводительная ультразвуковая установка была удобна в обращении: нужно прижать к шву щуп с шариком на конце и провести по всей его длине, как шариковой ручкой по бумаге. Но безошибочные показания будут только в том случае, если шарик ни разу не оторвется от поверхности шва, т.е. между шариком и швом не будет прослойки воздуха. Поверхность же шва очень неровная. В зарубежных установках для этого шов поливают водой - несколько литров на один шов. В наших условиях это не подходит: установка станет громоздкой из-за бака с водой, да и вода зимой замерзнет. Итак, жидкость должна быть, чтобы обеспечить хороший контакт, и ее не должно быть, чтобы не усложнять установку. Как быть?

Задача 29. Анекдотичный случай произошел с одним писателем (Изобретатель и рационализатор.- 1973.- N 6.- С.26): в качестве сувенира из поездки по послевоенной Германии он привез... кандалы ХIII в., сделанные каким-то известным мастером; демонстрируя друзьям это произведение ремесленного искусства, он надел кандалы на руки, и... они неожиданно защелкнулись на его запястьях. Отверстие для ключа есть, а самого ключа нет. После долгих мучений, попыток распиливания крепкой стали и пр. нашелся в Москве мастер, который с помощью изготовленных им отмычек сумел открыть хитрый замок.
Случай, конечно, неординарный, но теряют ключи не только от столь необычных замков. Мы живем, к сожалению, в мире замков: сейфы, квартиры, спецпомещения... Представьте, что в бюро добрых услуг появился мастер по открыванию любых замков. Каким универсальным ключом его надо снабдить - одним на все замки? Ваше предложение?

Задача 30. На консервном комбинате никак не удавалось механизировать пустяковую ручную операцию - очистку стручка перца. Вдоль медленно движущегося конвейера сидят десятки, сотни женщин и все равно не успевают вовремя обработать весь поступающий с полей перец. Операция простая: работница отрезает ножом самое слабое место стручка - дно вокруг плодоножки - и вычищает внутренности. Нужна идея высокопроизводительного способа. Загрузил, скажем, мешок перца в емкость, нажал кнопку - и все внутренности вместе с донышком вылетели из стручков.

Задача 31. Из заводской многотиражки: "Наш комбинат выпускает ватные одеяла. Последнюю операцию - чистку одеяла от ваты - производим вручную. Попытка механизировать этот трудоемкий процесс не увенчалась успехом. На других предприятиях (нам известно) одеяла чистят также вручную. Обращаемся с просьбой к изобретателям: помогите механизировать этот процесс. Директор комбината."
Придумайте, что можно здесь предложить. Представьте себе одеяло, пушинку ваты на нем, как сделать, чтобы она сама отлетела (отскочила) от одеяла?

Задача 32. Нередко освоение новых территорий начинается, к сожалению, со взрывов под водой, они нужны для прокладки подводных участков нефтепроводов, строительства плотин, сейсморазведки и т.д. При взрывах жестоко страдают подводные обитатели - на большом расстоянии от места взрыва образуется мертвая зона. Пробовали отпугивать рыб звуком, световыми импульсами, химическими веществами - рыбы лишь опускались на дно вблизи опасной зоны и впадали в оцепенение.
Как обеспечить их защиту от взрывной волны? Накрывать тяжелым колоколом, откачивать воду, сооружать мощные экраны неэффективно и дорого. А без надежной защиты Рыбнадзор запрещает проведение работ. Как быть?

Задача 33. Удивительная это сфера - человеческая психика! Человек может приспособиться ко всему, даже... во вред самому себе.
Вот краткая история борьбы конструкторов за безопасность движения на железных дорогах. В современных локомотивах комфортабельно, есть "автопилот". В результате на долгих и безлюдных перегонах машинисты стали засыпать. Тогда в кабинах начали ставить зуммер-будильник. Почувствовав, что его клонит ко сну, машинист должен был включить это устройство. Так он и делал. Но, находясь уже в полусне, тут же его бессознательно отключал. Поставили автоматические будильники, подчиняющиеся только графику движения. Но очень скоро машинисты привыкли спать под сигнал будильника. Зато бодрствующего человека зуммер раздражал, снижал его работоспособность. Тогда предложили сократить перегоны, устроить промежуточные остановки, требующие определенных манипуляций машиниста. Сон для большинства машинистов отступил (хотя были и такие, кто успевал заснуть и на коротких перегонах), но резко снизилась общая скорость движения.

В некоторых странах пошли другим путем: машинист должен постоянно сосать леденец с кофеином и одновременно витамины, уменьшающие его вредное действие. (Польша); машинист должен рукой или ногой нажимать специальную педаль, при этом, если педаль не нажимается или не отпускается, автоматически включается система экстренного торможения (Германия), но оказалось, что машинист может делать эти движения "по программе" во сне.

Конечно, без технической системы тут не обойтись, она должна будить машиниста или останавливать состав. А срабатывать она должна только в случае полной уверенности, что человек спит. Здесь-то и возникают трудности: какой признак сна использовать? Пробовали измерять кровяное давление - нет точности срабатывания; кроме того, носить постоянно на руке манжету или браслет, связанные с прибором, крайне неудобно. Медики говорят: "Постоянным и безусловным симптомом сна является отсутствие глотательных движений". Так появился прибор по а.с. 196 238: эластичную трубку с угольным порошком (датчик омического сопротивления) закрепляют на гортани - если человек долго не глотает, значит, спит. Но быть постоянно подключенным к проводам, да еще с петлей на шее... Также неудобны и "очки безопасности" (Германия), контролирующие частоту моргания машиниста (провода, электронный анализатор). Одна из последних разработок (а.с. 757 367) - электронное устройство Главного управления локомотивного хозяйства МПС РФ, которое непрерывно измеряет электрическое сопротивление кожи и определяет, не спит ли машинист. Опять провода, браслеты, датчики... Аналогичное решение запатентовано в Великобритании - кольцо на пальце с шипом, укол которого будит машиниста (если сопротивление кожи изменилось в "сонную" сторону).
Как же быть дальше? Может быть, можно придумать что-то проще, надежнее и эффективнее?

Задача 34. Рабочий орган хлопкоуборочных машин - шпиндель - представляет собой длинный металлический стержень с зубчиками, который вращаясь касается раскрытой хлопковой коробочки и наматывает на себя белые пушистые волокна. Затем шпиндель крутится в обратную сторону, волокна разматываются и сжатый воздух уносит их по трубам в бункер машины. Шпиндель быстро забивается пылью, растительным соком, листьями и др., приходится часто останавливаться и очищать его - на это уходит половина рабочего времени. Способ настолько плох, что вряд ли стоит его совершенствовать. Нужна новая идея. Поэтому за исходную модель лучше всего нужно взять неполный веполь: есть комочки хлопка, вот они отрываются от коробочки и сами летят... Куда и как?

Задача 35. В трубе установлен пористый керамический фильтр в виде кольца у стенки. Обычные фильтры (полностью перекрывающие сечение трубы) промывают обратным потоком чистой жидкости, поры очищаются от загрязнений. А как быть здесь?

Задача 36. Каких только способов уборки винограда не придумывали инженеры - механические ножи, вакуум-присоски, струи сжатого воздуха, вибрация. Но испытания в условиях реальных виноградников давали одни и те же результаты: механические "сборщики" работали вслепую - резали, давили и расплющивали ягоды, листья и ветки. Кроме как для уборки технических сортов винограда эти машины не годятся. Какой должен быть товарный вид у гроздей пищевого винограда, всем известно: спелые грозди, целые ягоды. Ручной сбор это обеспечивает, но уборочная страда растягивается на 30-40 дней, это недопустимо для такого скоропортящегося продукта. Нужна идея нового способа уборки: едет, допустим, машина между рядами, а грозди сами падают на полотно конвейера и подаются в кузов, в ящики.

Представьте себе виноградную плантацию. Ровные ряды подвязанных к проволоке лоз. Тяжелые спелые грозди, прикрытые листьями или свободные от них. Едет машина в междурядье, ее "рука" - рабочий орган - лишь касается наугад всех подряд гроздьев (где-то и через лист), и гроздья, мгновенно отделившись от лозы, падают или скатываются по наклонному желобу... Как сделать, чтобы только плодоножка, как по волшебству, рвалась (взрывалась, испарялась и т.п.), а все остальное не портилось?

Задача 37. При ремонте высоковольтных (во много тысяч вольт) установок и линий электропередач иногда возникают непредвиденные ситуации, вызывающие тяжелые последствия. Скажем, рабочий-ремонтник при включении тока (после устранения очередной неисправности) забывает надеть резиновые перчатки или другой рабочий, не видя работающего, включает ток и т.д. Необходимо предложить эффективный способ защиты от поражения электрическим током - такой, чтобы даже при желании рабочий не смог бы прикоснуться к проводу "под током".
В одном из рассказов С.Лема герой попадает на планету, где в принципе, невозможно убийство. Оказывается, воздух насыщен ЭВМ молекулярных размеров, они проникают в организм, внедряются в кожу и т.д. Во все ЭВМ заложена программа "не убий": замахнулся, допустим, человек с целью ударить другого человека, а ЭВМ, "сидящие" в мышцах, мгновенно срабатывают, и рука застывает в воздухе...
Нужен такой же принцип, но, естественно, без ЭВМ. Тока нет - человек свободно работает, ток появился - руки человека отбрасывает от провода какая-то сила.
Учтите, что абсолютное большинство высоковольтных установок и ЛЭП работают на переменном токе, т.е. вокруг проводника с током всегда есть переменное электромагнитное поле...

Задача 38. По одной из гипотез планеты Уран и Нептун покрыты... алмазным снегом. Недалеко то время, когда космонавты высадятся на эти планеты. Какими должен быть вездеход и его колеса - ведь об этот самый твердый материал быстро изотрутся колеса из любого вещества. Ваше предложение?

Задача 39. После многолетних исследований травм на производстве специалисты выяснили, что самым опасным инструментом в строительстве является... молоток. Оказывается, он "виноват" в 60% несчастных случаев (Социалистическая индустрия. - 1985. -1 дек. - С.3). Выходит, что древнейшее орудие труда требует усовершенствования: выросла потребность в безопасности - возникла изобретательская задача. Когда-то для безопасной работы с иглой придумали наперсток, но не делать же металлические перчатки для работы с молотком... Пытаются, правда, решить проблему путем выработки устойчивых навыков правильного обращения с молотком, например, по а.с. 1 267 464 предложено довольно сложное электронно-механическое устройство для обучения работе молотком, но вряд ли этот путь гарантировано исключит травмы.
Как быть?

Задачи 40. Зимние тренировки пловцов на дальние дистанции затруднены малой длиной бассейнов, пловец вынужден бесчисленное множество раз разворачиваться у стенок - это требует постоянного внимания и отнимает время. Как обеспечить непрерывный заплыв спортсмену в коротком бассейне? Бассейн должен быть одновременно и длинным (для пловца) и коротким (какой он и есть на самом деле) - сильное противоречие, не правда ли?

Задача 41. При производстве труб сначала в заготовке (стальной цилиндрической болванке метровой длины) делают отверстие на прошивном стане, затем полученную гильзу раскатывают на стане горячей прокатки, режут на части и подают в стан холодной прокатки, где заготовка превращается в трубу длиной в десятки метров. Затем трубу режут на стандартные длины. При этом образуется множество обрезков, которые идут на переплавку. Обрезки получаются из-за того, что длина разрезаемой на части готовой трубы (например, 37,5 м) далеко не всегда кратна стандартной длине (например, 8 м). Но длина готовой трубы зависит от горячекатанной заготовки, а размеры этих заготовок получаются с отклонением плюс-минус во много процентов от требуемых размеров. И ничего тут не поделаешь, такова технология горячей прокатки. Вот если бы удалось резать горячекатаную заготовку на части не по длине, а по весу - тогда не было бы отходов. Но как это сделать? Даже если взвесить всю заготовку и тем самым узнать, на сколько частей ее резать, то это ничего не дает: толщина ее стенки различна по длине, сечение то круглое, то овальное и т.д.
Конструкторы долго бились над этой задачей. Пробовали применить фотоэлементы, индуктивные датчики, приборы с гамма- и рентгеновским излучением - все это для того, чтобы быстро измерить параметры заготовки в нескольких сечениях и вычислить на ЭВМ длину очередной отрезаемой части. Точность этих методов невысока, да и сложность, капризность и дороговизна аппаратуры неприемлемы для производства.
Требуется идея простейшего метода разметки заготовки на равные по весу части. Ваше предложение?

Задача 42. Для подтягивания и удержания судна у причала или у борта другого судна используются швартовы - тросы (стальные, из растительных или синтетических волокон). Конец швартова бросают на причал, и его требуется закрепить на специальной чугунной или стальной тумбе. Эта, казалось бы, простая рабочая операция, сохранившаяся в неприкосновенности со времен парусного флота, оказалась в наше время одним из основных источников травматизма матросов (Военно-медицинский журнал. - 1986. - N 7. - С. 48). Тросы прижимают к тумбам руки зазевавшихся моряков, бьют их при соскальзывании или обрыве и т.д. Требуется новая идея швартовки судна при минимальном участии человека.

Рис.18 Гравитационный лифт Г. Вильчинского Эластичные камеры (1) сжимаются, а избыточное давление в них передаётся через трубопровод (2) в ёмкость (3). Поршень (4) перемещается, сжимая пружину (5). Когда человек вышел из приёмной камеры (6), пружина возвращает поршень в исходное положение, в смятые камеры поступает воздух и расправляет их