Владимир Петров - Решение нестандартных задач

Углубим противоречие свойств.

Сформулированное выше физическое противоречие можно еще больше обострить, выявляя первопричины. Почему баллон тяжелый? У него толстые стенки, чтобы выдержать высокое давление, под которым закачивается газ. Высокое давление должно быть, чтобы больше помещалось газа в баллон, для обеспечения жизнедеятельности экипажа.

ПС 1: C → С 1, анти-С → анти-С 1

Тогда можно сформулировать ПС 1,

ПС 1: Стенки баллона должны быть тонкие ( С 1) [в пределе нулевые] — малая масса( С), чтобы не утяжелять( анти-Б) самолет. Стенки баллона должны быть толстые ( анти-С 1), поэтому у баллона большая масса( анти-С) .Баллон выдерживает высокое давление газа.В баллоне помещается больше газа, чтобы обеспечить жизнедеятельность( А). Т. е. стенки у баллона должны бытьи не должны быть.

Углубим противоречие свойств ПС 1.

ПС 2: C 1→ С 2, анти-С 1→ анти-С 2

Сформулируем ПС для кислорода.

ПС 2: Кислород не должен быть под давлением( С 2), чтобы сделать баллон с тонкими ( С 1) стенками, соответственно, легким, и должен быть под большим давлением( анти-С 2), чтобы больше поместить кислорода в баллоне, поэтому делали стенки баллона толстыми ( анти-С 1).

Разрешение ПС, ПС 1и ПС 2

Такое противоречие разрешается изменением структуры системы, например, изменением агрегатного состояния . В данном случае изменяем агрегатное состояние кислорода. Кислород должен быть жидким.

Решение

Остается только вспомнить, как хранятся жидкие газы. Конечно, в сосуде Дьюара — специальный термос. Такое решение и предложил А. Н. Туполев. Это решение позволило во много раз снизить массу и объем системы жизнеобеспечения.

Уточнение задачи

Уточним в этой задаче понятия административного , технического и физического противоречий (ПП, ПТ, ПС) и причинно-следственные связи между ними.

ПП 1относится к жизнедеятельностиэкипажа самолета, при его разгерметизации. Такая задача может решаться любыми путями, даже без использования кислорода. Например, использовать принцип наподобие самозаклеивающихся шин. Это противоречие сформулировано для всей кабины.

ПП 2выражено в виде нежелательного эффекта (НЭ)и относится только к баллонам. Т. е. здесь уже выбран способ обеспечения жизнеспособности экипажа с помощью кислорода, находящегося в баллонах. Так как способ выбран (а это прерогатива заказчика), то и «болезнь» определяется более локально.

В ПТполе поиска сужается: уже рассматриваются не все баллоны, а только один (все остальные подобны). Кроме нежелательного эффекта ( утяжеление самолета ), указывается положительные свойства (обеспечение жизнеспособности ). В ПСидет дальнейшее сужение зоны поиска рассматривается не весь баллон, а только его стенки (еще более точно толщина стенок ) и выявляются диаметрально противоположные свойства, предъявляемые к стенкам.

Таким образом, анализ задач по логике АРИЗ постепенно сужает поле поискаи выявляет диаметрально противоположные свойства,например, физические.

Это можно представить в виде диаграммы (рис. 5.26).

Рис. 5.26. Анализ по логике решения нестандартных задач

Продемонстрируем графическое изображение физического противоречия на задаче 5.19.

Толщина стенки баллона hдолжна быть больше номинальной h n(выдерживающей определенное давление газа) и меньше минимальной h min. Еще лучше h min= 0.

Это неравенство представлено формулой (5.2).

Изобразим для наглядности эти неравенства на рис. 5.27.

Рис. 5.27. Изображение физического противоречия

Формулировка противоречия свойств требует, чтобы hбыла одновременно в зоне « А» и в зоне « Б», что исходя из графиков невозможно (рис. 5.27а) или области могут соприкасаться (рис. 5.27б) в точке h=0 ( стенки нет), где области « А» и « Б 1» соприкасаются, но области « А» и « Б» никогда не бывают пересекающимися.