Федеральное агентство по образованию
ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»
Кафедра электроснабжения промышленных предприятий
по дисциплине: «Теория решения изобретательских задач»
на тему:
Выполнил:
студент гр.
Проверил:
Добробаба Ю.П.
Краснодар 20
Содержание
Введение 3
Основная часть 4
Заключение 24
Список использованных источников 25
Выходит, что изобретением может считаться любая хитро задуманная новая вещь.
Вот я и предлагаю совершенно небывалую штуку — велосипед с квадратными колесами. У всех велосипедов круглые колеса, а в моем квадратные, как портретные рамки на спицах. Прочие велосипеды катят по дорогам, а мой не может — у него колеса не катятся. Не беда! Зато — новинка, зато — изобретение!
Таких новинок можно придумать тысячи: подводный утюг; вентилятор к печной трубе, чтобы гнал дым обратно в комнату; хитроумный коготь к дверям кафе, чтобы рвал посетителям брюки.
Можно бездну хитрости вложить в эти затеи. Скажем, такой придумать кибернетический коготь, чтоб никак от него не отвертеться: как ни ловчись— все равно, зацепит и порвет брюки. Но это будет уже не изобретение, а хулиганство.
В бюро изобретений поступают курьезные заявки, вроде пресса для штамповки ямочек на дамских щеках.
В американском журнале описано предложение — маленькие щеточки «дворники», чтобы смахивать дождинки со стекол очков. «Дворники» не имеют самостоятельного мотора и приводятся в действие движением челюстей. Чтобы челюсти двигались непрерывно, обладателю очков рекомендуется жевать резинку.
На страницах научной книги про изобретения напечатано подлинное письмо одной дамы.
«Я имею, — пишет дама, — план для переносного водопровода для спален. Чтобы удобное сочетать с красивым, я хотела бы конструировать эту вещь, как украшение комнаты, в виде женской фигуры. Самый лучший для этого материал — алюминий, который должен быть покрыт лаком, наподобие фарфора. При этом одеяние на фигуре в свободных складках по-восточному, кремового цвета, усеянное звездочками. Голова фигуры должна быть пустой для помещения там горшка с цветами, на груди должно быть отверстие для помещения букета…» Это не изобретение — это блажь!
Для чего городить огород, когда есть обычные умывальники!
Один купчина тоже сделал изобретение. Изобрел заменитель меда. В энциклопедии Брокгауз — Ефрон напечатан примерный состав этой новой снеди. Туда входят:
патока
картофельная мука
клей
мел
глина
древесные опилки и др.
Изобретение получило широкое внедрение. Если верить энциклопедии, в те годы на московском рынке все сорта дешевого меда состояли из подобной смеси. Видно, этот рецепт потому и напечатали в энциклопедии, чтобы какой-нибудь простофиля не попался.
А вот современный, буквально сегодняшний случай. Прочитайте, что пишет в газете «Известия» ее боннский корреспондент, большой знаток Западной Германии Евгений Пральников.
«В Западной Германии одна за другой раскрываются крупные аферы в торговле вином. Некоторые из оптовиков наловчились выдавать за чистое вино такое пойло, в котором вообще нет ни капли виноградного сока. Такого «вина» сбыто уже несколько миллионов бутылок.
На днях в Дюссельдорфе начнется самый крупный за последние годы судебный процесс над «фальсификаторами вина». На скамью подсудимых сядут Каспер Гейдеманнс — владелец крупных винных подвалов в городах Мюльгейме и Веленс-на-Мозеле, а также семи филиалов, размещенных в разных частях земли Северный Рейн — Вестфалия.
«Вино» в подвалах Гейдеманнса изготовлялось по такому рецепту: на тысячу литров водопроводной воды брался килограмм глицерина, 2 килограмма винной кислоты, 100 килограммов сахара, 25 килограммов изюма, 50 литров винных дрожжей. Себестоимость одной бутылки этой смеси составляла 20 пфеннигов. Продавалось же «вино», в зависимости от наклеенной этикетки, за 3–5, а то и за 15–20 марок за бутылку. Печати на пробках и надписи на этикетках гарантировали, что это «натуральное вино высшего сорта».
Продукция Гейдеманнса шла не только в магазины, но даже в изысканные рестораны и клубы. Он был поставщиком вин для правительства земли Северный Рейн — Вестфалия. Сейчас некоторые газеты вспоминают, кто из видных лиц был гостем правительства этой земли, а значит, и отведал варева Гейдеманнса. Список получается внушительным. В нем значатся даже коронованные особы — в 1955 году правительство земли Северный Рейн — Вестфалия принимало шаха Ирана и принцессу Сорейю.
Больше всего шокированы завсегдатаи винных погребков и шикарных ресторанов. Они в течение многих лет смаковали «вина от Гейдеманнса», рассуждали о достоинствах или недостатках той или иной марки, об особенностях вин урожая такого-то года. Обладатели «тонкого вкуса» были крупными потребителями этого пойла. В ходе следствия стало известно, что Гейдеманнс приобрел у одного дюссельдорфского аптекаря такое количество глицерина, которого достаточно для производства многих миллионов литров якобы вина.
Наверное, еще долго поднимались бы в Западной Германии бокалы с «вином от Гейдеманнса» и провозглашались при этом традиционные «прозит» — «на здоровье!». Помешала случайность. В подвале Гейдеманнса взорвалась огромная бочка, где бродили четыре тысячи литров «вина». Полиция должна была установить причину взрыва. Так пришел конец бурной деятельности афериста…»
На такие изобретения патентов не выдают. Предложения признают нецелесообразными. Ведь изобретается не способ производства продукта, а путь его фальсификации. Говорят, что ложка дегтя может испортить бочку меда. Небольшая добавка фальсифицированного меда загубила бы бочку хорошего дегтя, если только по старинке рассматривать деготь как смазочный материал. Изобретатель «меда» имел одну-единственную цель — поднабить карманы серебром, а желудки покупателей — мелом и опилками.
На капиталистическом рынке таких фальсификаций ежегодно рождается тысячи. Сам собой сложился специальный раздел науки — товароведение, учащий распознавать фальсифицированный продукт. И если бы все-таки выдан был патент, относящийся к подобным заменителям вина и меда, то, конечно, не на способ их производства — ведь продукты-то вредные! — а на способ разоблачения фальсификации. Скажем, способ распознавания добавки клея к меду. Предлагается такая хитрая реакция: водный раствор меда обрабатывают танином. Если появилась заметная муть, значит, кто-то порезвился — добавил в мед клейку.
Есть, однако, на свете лаборатории, где не хулиганы и умалишенные, а почтенные ученые-изобретатели разрабатывают вредные изобретения. Всю свою хитрость, выдумку, знания употребляют они для того, чтобы как-нибудь отравить, исковеркать, испакостить полезные, нужные людям вещи. И не против врагов своей страны приходится им вести эту разрушительную работу, а против своих же соотечественников, тех, что мирно проходят под окнами их лабораторий и играют с ними в гольф после трудного рабочего дня. Эти дикие изыскания ведутся в капиталистических странах. Изобретателей, состоящих на службе у капиталистов, толкает к ним гнетущая сила денег, порождающая уродливые отношения между людьми и уродливое отношение человека к вещи.
Заокеанская химическая фирма выпустила новую краску. Фирменные химики порядком потрудились над тем, чтобы сделать ее яркой, стойкой, безвредной, пригодной всюду. Краска понравилась, и ее мешками стали раскупать со складов фирмы.
Но доходы от мешков показались недостаточными фирменным воротилам. Они стали раскидывать умом.
«А нельзя ли на этом деле, — соображали они, — организовать еще одну денежную струйку, текущую в наш карман? Что, если взять да расфасовать сверх того наш товар по маленьким пакетикам с этикеткой «Специально для текстиля»? Отпечатаем этикетки покрасивее, пустим пакеты в отдельную продажу и начнем за них драть втридорога!»
Так и сделали: появились на прилавках пестрые пакеты.
Покупатели вначале поддались на обман и поверили, что в пакетах специальная краска для тканей. Они стали охотно переплачивать за пестрые пакетики, не догадываясь о том, что отлично можно красить ткани краской из мешка, запасенного для окраски забора.
Постепенно обман раскрылся. Пестрые пакетики начали сохнуть на прилавках. Фабриканты текстильных фабрик покупали краску в мешках и подсмеивались над драгоценными пакетами.
«Ах, вы так, — рассердились воротилы фирмы, — ну так мы вас проучим, джентльмены!»
Они вызвали фирменных химиков и сказали:
— Ваша краска слишком хороша для этих людей. Вам придется ее немного подпортить. Надо сделать так, чтобы все, что идет на рынок в мешках, не годилось для окраски тканей. Надо сделать так, чтобы им навеки запомнились наши мешки. Подмешайте в краску такое зелье, чтобы она им разъела валы ситцепечатных машин!
Химики вернулись в лабораторию портить свою краску. После долгих трудов получили продукт, безусловно вредный для ситцепечатных машин.
Воротилы по-прежнему в тревоге:
— Ведь остались, наверное, негодяи, которые сами красят, распускают краску в тазу. Небось, тоже покупают мешки! Надо и их отучить от этой манеры. Сделайте так, чтобы краска линяла отвратительным образом: пятнами, полосами, подтеками… Пусть и этим навеки запомнятся наши мешки.
Снова вернулись химики в лаборатории портить свою краску. После длительных опытов получили безусловно линючий продукт.
Воротилы говорят:
— А все-таки мы не спокойны. Все-таки кто-нибудь да покупает наши мешки для того, чтобы красить ткани! Подмешайте, к краске такую отраву, чтобы она раздражала тело, чтобы тело от крашеной одежды стало чесаться и зудеть. Тогда наше сердце успокоится.
В третий раз вернулись химики в лабораторию портить свою краску. Отмобилизовали всю свою выдумку, весь свой научный опыт. Наконец, получили не только линючий и едкий, но и безусловно ядовитый продукт.
По проектам инженеров на заводах достроили специальные цехи, чтобы портить краску.
Только в пестрые пакетики пошла отныне безвредная стойкая краска.
А в больших тяжелых мешках продается краска порченая, отравленная, испакощенная по последним правилам науки.
Кроме краски, эта фирма производит пластмассу. Из нее делают шестерни, радиоприемники, части самолетов. И еще она замечательно подходит для искусственных зубов. Ее также фасуют в красивые коробочки, специально для зубных врачей. И заламывают за них баснословные цены. Остальную же пластмассу — сотни тонн — портят тем же высокоученым образом, что и краску. Кто отважится сделать себе из этой дешевой пластмассы челюсть, тот получит флюс во всю щеку!
Так в буржуазных странах, где изобретательство служит предпринимателям-капиталистам, изобретатели уродуют полезные вещи, вооружают их против людей.
Изобретатели нашей страны избавлены от унизительной нужды делать вредными полезные вещи, созданные своими руками. Наши изобретатели служат народу, и в их преданных руках даже вредные явления превращаются в полезные, начинают помогать народу.
— Нет в природе совершенно вредных явлений! — рассуждают изобретатели. — Если и считают явление вредным, то это только потому, что его еще не освоили, не нашли ему подходящего места в технике, не сумели подчинить себе. Докопайтесь до причины вредности, изучите явление, и отыщутся в нем ценные стороны: вредное обернется полезным и начнет служить народу.
Десять лет назад инженеры, супруги Б. Р. и Н. И. Лазаренко занялись борьбой с бедой современной электротехники — разрушением электрических контактов.
Электрические контакты работают всюду, где включается и выключается электрический ток.
От исправности контактов зависит надежность почти всех электрических установок. Но при замыканиях и размыканиях контакты искрят, и поверхность их быстро изгрызают электрические искры.
Воспротивиться искрам-грызунам показалось вначале не очень трудным делом. Надо было только подобрать специальный стойкий материал.
На пластинки, подключенные к проводам и стучащие друг о друга, словно зуб, не попадающий на зуб, напаивали кусочки различных металлов.
Между ними метались искорки. Серебро, платина, никель, медь, железо, вольфрам, молибден в разные сроки разрушались, и лишь сплав серебра, меди и никеля неожиданно устоял после сотен тысяч замыканий. Из чудесного сплава тут же сделали контакты одного заводского прибора. Но из цеха вскоре донесли, что искры и этот хваленый металл гложут как ни в чем не бывало.
Дело запутывалось. Получалось, что контакты, стойкие в одних условиях, сдавали в других.
Стали исследовать влияние окружающих условий. Помещали контакты в жидкость, газы, разреженный воздух. Все это по-своему влияло на разрушения, но не могло их устранить. Дело окончательно запутывалось.
Лазаренко поняли, что идти дальше вслепую нельзя. Надо было как-то подглядеть за тайной грызней искр в узкой щели между контактами. Что там делалось, толком никто не знал. Замечали, что вспышки при размыкании и замыкании разные: при размыкании получается яркий всполох — электрическая дуга, а при замыкании мелкий просверк — искра. Но считалось, что характер изъянов из искр и от дуги одинаков: разница только в том, что большая дуга сильнее расплавляет металл, маленькая искра слабее.
Чтобы совладать с дугой, подключали к контактам конденсатор. При размыкании он заряжался и на первый момент вбирал в себя электрическую энергию, готовую хлынуть дугой, и она потом разряжалась через промежуток между контактами серией мелких искр. Внешность искр изменялась с изменением емкости конденсатора.
Лазаренко решили глазом заглянуть в узкий промежуток между контактами и проследить, как меняются разрушения при изменении характера искр.
Они сделали волшебный фонарь, и на место диапозитива поставили пару дрожащих контактов. Мутный луч фонаря отбросил на экран громадное изображение щели. Между контактами вспыхивали сильные дуги. На контакте, соединенном с отрицательным полюсом тока, — катоде, — быстро углублялся кратер, а на противоположном — аноде — рос остроконечный пик. От катода к аноду летела туча мельчайших капель металла и застывала на аноде бугром. На катоде появилась глубокая язвочка, а на аноде — растущая бородавка.
К контактам подключили конденсатор переменной емкости и начали плавно увеличивать его емкость. Дуга стала хиреть. Дождь капель редел. Наконец наступил момент, когда дуга исчезла, а рост бородавки на аноде прекратился.
Контакты перестали разрушаться!
Лазаренко повернул чуть дальше ручку конденсатора. Вспышки преобразились. Вместо слабой тихой дуги брызнули частые искры. Дождь мелких капель металла, летящих с катода на анод, прекратился, и началось обратное переселение металла. С анода вдруг сорвалась вершинка бородавки и с силой врезалась в изъязвленную поверхность катода. Катод становился похожим на стенку, в которую чья-то невидимая рука влепляет один за другим снежки. На аноде появились лунки в тех местах, откуда эта рука снежки загребала. Искры перебрасывали металл с анода обратно на катод. Возвращение металла шло гораздо быстрее. Теперь на катоде рос бугор, а на аноде углублялась ямка.
Оказалось, что разрушительные действия искр и дуг противоположны. И что где-то между искрой и дугой есть такие формы разряда, при которых эти разрушения взаимно уничтожают друг друга. Частички металла мечутся взад и вперед между контактами, и контакты не только не разрушаются, но, наоборот, со временем как бы притираются друг к другу: соприкосновение между ними становится надежнее, плотнее. Оказалось, что от разрушения контактов можно избавиться, подобрав к ним конденсатор подходящей емкости.
Причина предательства чудесного сплава серебра, меди и никеля была разгадана. Очевидно, при опытах в лаборатории к контактам случайно подключили подходящий конденсатор. А в заводском приборе конденсатор был другой, и контакты начали разрушаться.
Нет в природе материала, могущего сопротивляться искрам-грызунам. Искать его бесполезно. Только приручая и укрощая сами искры, можно избавиться от разрушений.
Таковы были научные выводы из исследования вредного явления — разрушения электрических контактов.
Лазаренко были советскими учеными, и наука была для них неразрывно связана с практикой, с практическими нуждами народа. «А нельзя ли извлечь из этого пользу?» — беспокойно спрашивали они себя, сталкиваясь с каждым, даже пустячным на вид, явлением.
В ходе кропотливой лабораторной работы из, казалось бы, мелких наблюдений и маловажных замет сложилось в головах исследователей большое изобретение, сворачивающее целую область техники с ее многовековой колеи.
Когда пробовали погружать контакты в жидкость, чтобы спасти их от разрушения, замечали, что жидкость мутнеет. Пока шли испытания с маслами, это никого не удивляло: думали, что пригорает масло. Но когда помутнела чистая вода, исследователи заинтересовались мутью.
«А нельзя ли пустить ее в прок?» — подумали они.
Воду вылили в стаканчик и поднесли к нему магнит. Облачко мути потянулось к магниту. Это были частички железа, распыленного искрами в воде, — тончайший железный порошок.
Значит, можно так получать железные порошки, до зарезу нужные металлургам и химикам!
Лазаренко, без отрыва от научных исследований, построили «искровую мельницу», распыляющую в порошок металлы. Над железной пластинкой, утопленной в масле и служившей анодом, танцевал железный стержень, служивший катодом. При подскоках стерженька в масле брызгали искры. Муть осаждалась в отстойнике слоем железной пудры. Чтобы меньше железной пыли попадало на стержень и побольше рассеивалось в масле, стержень сделали тонким.
Изобретатели испытывали свою «искровую мельницу» и не подозревали, что в эти часы под слоем масла свершается в ней негаданное чудо, которое вдруг преобразит ее в новую, еще более удивительную машину, и эта машина затмит своей волшебной силой все их начальные замыслы и мечты.
Когда электроды под конец работы вытащили из масла, оказалось, что стержень чудесным образом врезался в толщу пластинки, прошел ее насквозь, нисколько не пострадав. А отверстие в точности повторило очертания шестигранного стержня.
Поразительно было то, что стержень не долбил пластинки, он слегка лишь подтанцовывал на ней. И все-таки он вошел в пластинку из твердой стали, как конец карандаша в пластилин.
Изобретатели закрепили стержень над самой пластинкой неподвижно, так, чтобы искры могли пробивать тонкий слой масла. И все-таки в пластинке появилось аккуратное углубление. Стержень медленно опускали вниз, и он прошел пластинку насквозь.
На конец стержня насадили часовую шестеренку, и шестеренка пронизала пластинку насквозь, оставив отверстие с зубчатыми краями. Монета, укрепленная на стержне, дала глубокий оттиск на стали, как печать на мягком сургуче.
На пластинку положили стальной подшипниковый шарик, а на стержень нацепили медную проволочку толщиной с волосок. И тончайшая проволочка пронизала закаленный шарик, как иголка кусок хлебного мякиша. Электрические искры, брызгавшие со стержня, с шестеренки, с монеты, с проволок, выгрызали металл, распыляя его в масле, расчищали путь в теле металла.
Изобретатели поняли, что считать свою машину аппаратом для производства металлических порошков — это все равно, что считать токарный станок машиной для производства железных стружек.
Маленькая «искровая мельница», приютившаяся на краю лабораторного стола, с ее слабыми, жидковатыми частями была металлообрабатывающим станком будущего, более сильным, чем все современные станки с их могучими мускулистыми телами.
«Нет и не может быть таких металлов, которые устояли бы против разрушительной работы искр!» — шептал неутешительный голос исследователей контактов. — «Значит, нет и не может быть металлов, которые не поддавались бы обработке искрой!» — заглушал его ликующий голос изобретателей.
Искра — это тот инструмент, которым можно обрабатывать любой металл.
В каменном веке инструментом человека был камень. Он дошел до наших дней в виде точильных брусков. К нему прибавились инструменты из других металлов, более крепких, чем обрабатываемый металл. Сжимая в руках инструмент более твердый, чем металл, человек срезал, откалывал частички металла. А потом появились станки — металлические руки, держащие инструменты. Появились железные мускулы — двигатели к станкам. Новая сила — электричество — завертела станки.
Но и электричество не нарушило иерархии металлов, установленных законами механики. Металлы, стоявшие у подножья лестницы твердости, легко подчинялись вышестоящим, а с теми, которые стояли на высшей ступени, сладу не было: сверхтвердые сплавы обработке не поддавались.