Владимир Петров - Структурный анализ систем

Пример 4.19. Снижение гидродинамического сопротивления

Для снижения гидродинамического сопротивления движения тел, например судов, путем уменьшения сил трения, в пограничном слое создают электромагнитное поле, генерирующее комплекс молекул. В этом изобретении не вводят в пограничный слой высокомолекулярный состав, а вместо него используют видоизмененную внешнюю среду В ' 2, путем воздействия электромагнитным полем. Кроме того, это изобретение может использоваться для снижения сопротивления жидкости в трубопроводе.

На рис. 4.16 показан один из вариантов, описанных в а. с. 364 493. Носовая часть объекта, движущегося в жидкости, выполняется из алюминия или железа. Ее соединяют с положительным полюсом источника тока, а корпус соединяют с отрицательным полюсом. Между корпусом и носовой частью имеется изоляционная прокладка. При подаче напряжения образуются частицы гидроокиси алюминия — Al (OH) 3, которые в пограничном слое снижают гидродинамическое сопротивление, аналогично вводимым в пограничный слой добавкам полимеров. При генерировании частиц Al (OH) 3 непосредственно используется окружающая среда.

В данном решении использованы физико-химические эффекты.

Для данного изобретения вепольная структура (4.5) будет иметь вид (4.6)

Рис. 4.16. Снижение гидродинамического сопротивления

по а. с. 364 493

В данном примере: В 1 — вода, В 2 — судно, подводное крыло и т. п., П 1 — поток воды, П 2 — электромагнитное поле, В ' 2. — комплекс молекул.

Устранение вредного действия поля П 1на вещество В 1осуществляется введением второго вещества В 2, оттягивающего на себя вредное действие поля П 1.

Оттягивание вредного действия можно представить в виде (4.7).

Пример 4.20. Предохранитель

При резком увеличении тока в сети провод может перегореть. Чтобы этого не произошло, используют предохранитель, который может быть одноразовый (плавкий предохранитель) или многократного использования — автомат.

Вредное действие устраняется переходом к двойному веполю, в котором нейтрализацию вредного действия поля П 1осуществляет поле П 2. Это можно представить в виде (4.8).

Задача 4.10. Искусственная шаровая молния

Условия задачи

В лаборатории под руководством академика П. Л. Капицы исследовалась искусственная шаровая молния в герметичной кварцевой цилиндрической камере, заполненной гелием под давлением 3 атм. (рис. 4.17). Под действием мощного электромагнитного поля в гелии возникает плазменный шнуровой разряд, стягивающийся в сферический сгусток плазмы — «шаровую молнию». Для удержания «шаровой молнии» в центре камеры используют соленоид, кольцеобразно расположенный вокруг камеры. По программе эксперимента нужно было увеличить мощность шаровой молнии, для чего повысить мощность электромагнитного излучения.

Плазма стала более горячей и, следовательно, менее плотной. Шаровая молния при этом становится легче и всплывает вверх, касаясь стенок камеры и разрушая их. Электромагнитные силы не уравновешивают архимедовы силы. Чтобы удержать молнию в центре камеры, попробовали повысить мощность магнитного поля в соленоиде, но ничего не получилось: молния поднималась вверх — только чуть медленнее. Сотрудники предложили строить новую установку с более мощным соленоидом, но П. Л. Капица поступил иначе. Как?

Рис. 4.17. Установка для получения искусственной шаровой молнии

Разбор задачи

Представим задачу в вепольном виде (4.9).

Дан неэффективно управляемый веполь:

В 1 — молния;

П 1 — гравитационное поле, действует на молнию;

В 2 — газ, который не уравновешивает действие гравитационного поля.

Чтобы повысить управляемость рассмотренного веполя необходимо ввести противодействующее поле П 2в соответствии со схемой (4.10).

Поле П 2должно противодействовать гравитационному полю П 1. Эффективнее всего было бы использовать электромагнитное поле, но для этого нужно было бы полностью переделывать установку. В соответствии с тенденцией развития веполей первоначально следует использовать механические поля 10 10 Грубо эта тенденция представляет собой переход от гравитационного поля к механическому и электромагнитному. Детально она описана в Петров Владимир. Законы развития систем: ТРИЗ / Владимир Петров. [б. м.]: Издательские решения, 2018. — 894 с. — ISBN 978-5-4490-9985-3 . Наиболее эффективное в данном случае — поле центробежных сил.