2.6.4. Уровни приемов: макро и микро

Каждый прием можно применить на макро и микро уровне. Сравним два описания изобретений [11]: "Термобур для бурения скважин, для производства бурения наклонных участков скважин без прекращения процесса бурения, выполнен так, что реактивная горелка присоединена к бурильной штанге шарнирно" (а.с. 152842).

"Применение в качестве рабочего тела для контуров бинарного цикла энергетической установки химически реагирующих веществ, диссоциирующих при нагревании с поглощением тепла и уменьшением молекулярного веса и рекомбинирующих при охлаждении к исходному состоянию"(а. с. 282342).

В обоих примерах использован принцип дробления или парный прием "дробление-объединение", но примеры разного уровня: в первом случае - первого уровня (шарнир), а во втором случае - четвертого уровня (применение сборно-разборных молекул). Один и тот же прием реализован на макроуровне (шарнирно-разборный термобур) и на микроуровне (сборно-разборные молекулы, атомы, ионы).

Возможны три вида уровневых перехода от прототипа: от макрообъекта к макрообъекту - дают изобретения до третьего уровня; от макрообъекта к микрообъекту - дают изобретения до четвертого и пятого уровней; от микрообъекта к микрообъекту - дают изобретения не выше третьего уровня, если изменения происходят в пределах одного подуровня (молекулы все время остаются молекулами) и выше третьего уровня, если происходит смена подуровней (молекулы постоянно или на время заменяются меньшими частицами или полем).

Исторически ТС развиваются в три этапа: ТС совершенствуется изобретениями типа макро-макро (у парусного корабля улучшаются паруса); переход макро-микро (паруса заменяются паротурбинными установками, молекулы пара разгоняются тепловым полем и давят на лопатки паровой турбины); цепь переходов типа микро-микро (применение двигателей внутреннего сгорания); применение электромагнитного поля, разгоняющего и отбрасывающего ионы, например, применение электромагнитного насоса для перекачки электролитов, в качестве реактивного водного двигателя (а. с. 247054); гипотетический переход - использование только полей.

2.7. Применение физико-химико-геометрических эффектов при решении изобретательских задач

2.7.1. Особенности и правила использования эффектов

Вузовскую физику изучают не с точки зрения ее изобретательских возможностей, поэтому молодой специалист обычно не умеет творчески применять даже хорошо знакомые физэффекты, например, тепловое расширение или резонанс. Изобретательский потенциал физики можно повысить, используя методы, позволяющие целенаправленно определять, какой именно физэффект нужен для решения той или иной задачи. Физику инженер, бакалавр или магистр знает достаточно хорошо, но применять ее как инструмент технического творчества умеют немногие.

Эффекты используют на шаге 4.3 АРИЗ-82 или на шаге 5.4 АРИЗ-85-Б. На макроуровне преобладают простые комбинационные приемы (разрезать, соединить и т.д.), а на микроуровне в состав сложных приемов входят физические эффекты и явления.

Правило по использованию физэффекта в простых задачах может выглядеть так: при работе с железом или материалом, его содержащим или в который можно ввести железо, необходимо использовать ферромагнитные свойства железа. Например, если необходимо повысить жесткость пружины из стали определенной марки (увеличивать ее размеры, заменять сталь, использовать дополнительные элементы нельзя), то витки пружины намагничиваются так, чтобы одноименные полюса находились рядом и при сжатии пружины создавали дополнительную отталкивающую силу [11].

Пример на использование высшей формы регулировки - саморегулировки. Линию электропередач и оборудование ЛЭП, открыто устанавливаемые на подстанциях необходимо защищать от обледенения. На провода одевают ферритовые накладки, которые под действием переменного тока нагреваются и обогревают провода. При повышении температуры выше 0 °С накладки необходимо снимать. ИКР: ферритовые накладки сами становятся магнитными при отрицательных температурах и перестают быть магнитными при подъеме температуры выше 0 °С. Используется эффект перехода через точку Кюри, при котором при переходе через определенный температурный порог (точка Кюри) магнитные свойства исчезают, а при обратном ходе восстанавливаются. Накладка выполняется из феррита с точкой Кюри около 0 °С и нагрев сам собой включается и выключается, то есть используется саморегулировка [11].

При решении задач по АРИЗ используется таблица применения физических эффектов, отражающая наиболее типичные физические "ключи" к типичным задачам. Таблица составляется на основе указателя физических эффектов [19]. Если задача решается совместным применением нескольких эффектов (или сочетанием эффекта и приемом) необходимы правила стыковки физэффектов. Например, одно из таких правил: связующим элементом между двумя стыкующими эффектами в сильных изобретениях всегда выступает поле, а не вещество, то есть поле на выходе одного эффекта является одновременно полем на входе другого.