АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

НИКАКИХ ЧУДЕС - ВСЕ ПО ЗАКОНАМ

Второй закон, обеспечивающий жизнеспособность ТС, называется законом энергетической проводимости системы: необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы.
Следствие из второго закона: чтобы часть системы была управляемой, необходимо обеспечить энергетическую проводимость между этой частью и органом управления.
Любая ТС является проводником и преобразователем энергии. Если энергия не будет проходить сквозь всю систему, т.е. "застрянет" где-то, то какая-то часть ТС не будет получать энергию, значит, не будет и работать. Энергия, поступающая извне или вырабатывающаяся в двигателе, идет на обеспечение работы самой ТС (всех частей), на компенсацию потерь, на измерение (контроль) параметров работы частей системы и обрабатываемого изделия. Таким образом, надо всегда стремиться к тому, чтобы ТС была не только хорошим проводником энергии, но и обеспечивала минимальные потери энергии (потери при преобразовании, бесполезные отходы, унос с изделием).
Передача энергии от одной части ТС к другой может быть вещественной (вал, шестерня, удар и т.д.), полевой (магнитное поле, электрический ток и т.д.) и вещественно-полевой (например, поток заряженных частиц). Многие задачи сводятся к подбору поля и вида передачи, эффективных в данных условиях. При этом следует руководствоваться тремя правилами:

1. При синтезе ТС надо стремиться к использованию одного поля (одного вида энергии) на все процессы работы и управления в системе.
При развитии ТС (развертывании) любые новые подсистемы должны работать на энергии, проходящей сквозь систему, или на бесплатной энергии (из внешней среды, отходы от другой системы).

2. Если ТС состоит из веществ, менять которые нельзя, то используется поле, которое хорошо проводится веществами частей системы.

3. Если вещества частей системы можно менять, то плохо управляемое поле заменяют на хорошо управляемое по цепочке
гравитационное - механическое - тепловое - магнитное - электрическое - электромагнитное.
Одновременно заменяют вещества или вводят в них добавки, обеспечивающие хорошую проводимость энергии (вещества должны быть "прозрачными" для выбранного поля).

Все изобретательские задачи в технике делятся на два типа: задачи на изменение ТС (синтез, развитие) и задачи на измерение ТС (обнаружение, контроль параметров). В задачах первого типа направление движения энергии всегда от источника энергии (двигателя) через трансмиссию к рабочему органу и далее - к изделию. В задачах второго типа, наоборот, требуется уловить информацию (т.е. энергию или изменение энергии), исходящую от "изделия", т.е. той части ТС или любого процесса в природе и технике, которую (или который) мы измеряем (обнаруживаем, контролируем).
Закон помогает решать задачи. Знание, что в ТС нужна энергетическая проводимость, - уже часть ответа. Поэтому в ходе решения задачи полезно задавать самому себе вопросы:

• Есть ли в ТС сквозной проход энергии?
• Существует ли хорошая проводимость между частями ТС и органом управления?
• Какое поле лучше всего проводят вещества в ТС?
• Можно ли применить более управляемое поле?
• Какое поле лучше всего использовать для новой подсистемы (имеющееся в ТС или "даровое")?

Возьмем задачу 4 о "взбунтовавшихся" роботах. Существует ли хорошая проводимость между частями ТС (робота) и органом управления (человеком)? Нет, в этом-то как раз и состоит задача: как эффективно управлять роботом на расстоянии (выключать его)? Любые механические манипуляции (рубильники, кнопки и пр.) следует сразу отвергнуть - на них нет времени. Нужна мгновенная связь: раз! - и выключил. Здесь подходит только электромагнитное поле, оно действует на расстоянии. У оператора имеется микропередатчик с излучателем света - светодиодом (как маленькая красная лампочка) - нажал кнопку, и закодированный сигнал выключит робота или подаст ему любую другую команду. Но тут же возникает другая проблема: как точно (и быстро) попасть светом в приемное "окно" робота? Найдено остроумное решение - микропередатчик вмонтирован в очки оператора, для наводки достаточно посмотреть на робота (глаза наводятся очень точно!). Следующую задачу вы решите теперь не задумываясь.

Задача 49. Для пожарных машин и машин "скорой помощи", спешащих на вызов дорога каждая секунда. А если в светофоре горит красный свет? Тогда им приходится или терять драгоценное время, или мчаться наперерез машинам, создавая опасную ситуацию. Как быть?

На радиаторах этих машин устанавливается дополнительная фара, испускающая инфракрасные лучи. Детектор (приемник) на светофоре, приняв сигнал от машины, включает зеленый свет или задержит его переключение, если он уже горит, пока машина не минует перекресток. Дальность действия фары до 500 м.

Задача 50. Большие помещения (склады, ангары и т.п.) нет смысла отапливать зимой, так как они редко посещаются людьми, а хранящимся в них деталям и машинам холод не причиняет вреда. Но иногда людям приходится довольно долго работать в этих помещениях и при этом выполнять действия, требующие точных и быстрых движений. Теплая одежда мешает, сковывает движения. Снять ее невозможно - холодно, а работать в ней неудобно. Как быть?

Давно возникла идея снабжать человека индивидуальным подогревом (спираль, вшитая в тонкую рабочую одежду), это намного выгоднее обогрева всего помещения. Но быть подключенным к источнику тока или носить его с собой крайне неудобно. Идеальным было бы решение, когда "изделие" (человек) обрабатывалось бы на расстоянии. Энергия должна проходить к человеку сквозь воздух, без потерь (не нагревая воздух и другие предметы). Какое поле без потерь проходит через воздух? Электромагнитное - можно использовать инфракрасные лучи (ИК-нагрев) или радиоволны сверхвысокой частоты (СВЧ-нагрев). Например, недавно в США проведены исследования по обогреву человека СВЧ-излучением с длиной волны 1 см: излучение поглощается молекулами воды в подкожном слое и возникающие тепловые ощущения такие же, как обычно; для обогрева квартиры достаточно всего 60 Вт, т.е. энергии, расходуемой одной электролампочкой. Эта идея, кстати, была описана А.Беляевым в научно-фантастической повести "Изобретения профессора Вагнера" (1929 г.). Способ можно использовать и с другой целью: например, в ФРГ выпускается ИК-излучатель для защиты помещений (столовых, кондитерских и т.п.) от мух и других насекомых; излучение безвредно для человека, но полностью уничтожает насекомых на площади 250 м2. Изобретен также утюг с ИК-нагревом (а.с. 538 074): на внутреннюю стенку корпуса нанесено светоотражающее покрытие, а подошва прозрачная, утюгом можно гладить сразу после включения.
В системе должна быть также хорошая проводимость и для отходов энергии, например, быстрый отвод теплоты трения для предотвращения перегрева ТС. Остроумно применила это правило, но с прямо противоположными целями, группа антифашистов и советских военнопленных, работавших в войну на заводе фирмы "Даймлер-Бенц". Завод выпускал двигатели, часть которых была запрограммирована на аварию через определенное время работы. Ни одна проверка органов технического контроля Германии не смогла установить истинной причины аварий, и группа так и не были раскрыта. Суть введенного на заводе дефекта состояла в том, что после некоторой наработки двигателя прекращалась подача масла к шатунному подшипнику одного из поршней, подшипник перегревался и происходил отрыв шатуна с поршнем.
Задача 51. По а.с. 597 378 предложены лыжи с подогревом для лучшего натирания мазью: один из внутренних слоев лыж выполнен из стекловолокна с токопроводящим наполнителем. подключив контакты к сети, быстро нагревают лыжи и намазывают мазью. Что плохо в системе? Можно недогреть или перегреть. Каждая лыжа должна иметь розетку, которую надо закрывать от снега крышкой (ее легко потерять). Как улучшить систему?

Для вас это должен быть легкий вопрос - в стекловолокно надо ввести ферропорошок с точкой Кюри в нужном интервале температур и нагревать лыжи в переменном магнитном поле.
А вот две задачи на измерение с использованием уже имеющихся в ТС или "даровых" полей.

Задача 52. Требуется предложить идею простейшего прибора для прогнозирования ураганов, бурь, штормов.

Конечно же, здесь надо использовать поле, исходящее от очага возникновения урагана. Какое? Еще А.С.Попов ответил на этот вопрос. Его "грозоотметчик" успешно регистрировал атмосферные разряды. Этот же принцип использован в приборе Института физики Земли. АН РФ - проволока-антенна улавливает электромагнитное излучение, образующееся при зарождении сильных атмосферных вихрей, и от наведенного электрического тока звенит звонок. Необыкновенно просто - ураган сам звонит в звонок, извещая о своем приближении!

Задача 53. Крупные энергетические установки опутаны хитросплетениями труб и трубочек, каждая из которых периодически проверяется на герметичность. Для этого в трубы подают гелий и к каждому сварному шву и соединению прикладывают датчик специального газоанализатора. Метод этот затяжной и неэффективный - приходится наугад тыкать датчиком во все места в поисках утечек гелия. Кроме того, гелий - дорогой газ, хранится он в громоздких баллонах, их надо перетаскивать и т.д. Хорошо бы использовать воздух, но как определить место его выхода, ведь кругом тоже воздух?

В задаче содержится сильный заряд психинерции: раз гелий анализировали, значит, и для воздуха надо искать "хитрый" способ анализа, в то время как проще использовать бесплатное поле, возникающее при выходе воздуха из микротрещин, - звуковое (свист). По а.с. 1 201 704 предложено определять место утечки микрофоном на длинном щупе, свист отчетливо слышен в наушниках, а вес приборчика всего несколько сот граммов.

Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 617 | Нарушение авторских прав