2.11.4. Закон динамизации систем

Формулировка закона: жесткие системы для повышения их эффективности должны становиться динамичными, то есть переходить к более гибкой, быстро меняющейся структуре и к режиму работы, подстраивающемуся под изменение внешней среды. С момента синтеза и на первых этапах развития ТС имеют обычно жесткие внутренние связи, в них отсутствуют подсистемы для изменения режима работы в зависимости от изменения внешних условий, поэтому этап адаптации неизбежен. Динамизация проходит следующие этапы: переход от неподвижных частей к движущимся  введение вместо жестких связей гибких гидро- и пневмоконструкций  использование вибраций  периодического изменения формы  применение физических и химических эффектов и явлений  введение обратной связи  стадии самоорганизации  замена систем и подсистем идеальными веществами. На законе динамизации основаны два направления решения изобретательских задач:

1. Динамизация вещества системы начинается обычно с разделения вещества на две шарнирно соединенные части, далее идет по линии: один шарнир  много шарниров  гибкое вещество  жидкость-газ и заканчивается заменой вещественной связи полевой.

2. Динамизация поля осуществляется в последовательности: постоянное поле  импульсное поле  переменное поле  переменное поле с изменением фазы, частоты, длины волны, формы колебаний  переменное поле с использованием физических эффектов (дифракция, интерференция, отражение, преломление, сложение колебаний)  нелинейное поле (использование градиента полей, анизотропия сред, в которых распространяются колебания). Обе цепочки динамизации отражают лишь наиболее характерные этапы изменений в системах. Не обязательно, что системы "проходят" все этапы, и не все системы "доходят" в своем развитии до конца цепочек.

"Молодые" ТС чаще всего имеют жесткие связи между частями, не позволяющие системе приспосабливаться к меняющимся внешним условиям. Поэтому для каждой ТС неизбежен этап "динамизации" - переход от жесткой, не меняющейся структуры, к структуре гибкой, поддающейся управляемому изменению (например, для самолетов - убирающиеся шасси, изменяющаяся геометрия крыла, откидывающийся нос у самолетов и др.).

"Зрелые" ТС также динамизируются, что компенсирует увеличение их размеров. Выбор способа динамизации (шарниры, упругие элементы, пневмо- и гидроконструкции, вибрация) зависит от конкретных обстоятельств, но сама динамизация - универсальный закон развития, даже для жестких по своей природе объектов. Зная закон увеличения степени динамичности, можно прогнозировать развитие ТС.

2.11.5. Закон увеличения степени вепольности системы

Формулировка закона: развитие ТС идет в направлении увеличения степени вепольности - невепольные системы стремятся стать вепольными, а в вепольных системах развитие идет путем увеличения числа связей между элементами, повышения отзывчивости (чувствительности) элементов, увеличение количества элементов. Общий смысл закона: развертывается (усложняется) та часть веполя, которая испытывает наибольшее затруднение при выполнении главной функции системы.

Развертывание может осуществляться следующим образом:

1. Мобилизуются вещественно полевые ресурсы - за счет более полного использования имеющихся и применения "даровых" веществ и полей.

2. В веполи вводят вещества и поля, которые позволяют без существенного усложнения реализовать новые физические эффекты, расширить функциональные возможности системы и тем самым повысить степень ее идеальности.

3. Если не удается использовать ресурсы и эффекты, то систему "достраивают" новыми полезно-функциональными связями, которые увеличивают функции системы, но и усложняют ее.

Если нужно повысить эффективность вепольной системы, задачу решают превращением одной из частей веполя в независимо управляемый веполь, с образованием цепного веполя. Например, в декоративном светильнике, в котором с изменением атмосферного давления меняется цвет, светофильтры закреплены на гофрированной вакуумной камере, которая меняет свой объем в зависимости от атмосферного давления и передвигает разноцветные фильтры (а. с. 669726). Возможны следующие варианты образования цепного веполя: развертывание вещества в веполь; развертывание связей в веполе; развертывание поля в веполе, например, в способе упрочнения стеклянных труб путем ионного обмена в расплаве солей при наложении упругих колебаний, для повышения качества труб неограниченной длины трубы перемещают через расплав соли, а упругие колебания создают наложением переменного магнитного поля и направляют перпендикулярно оси трубы (а. с. 994447). Возможно изменение положения центра тяжести системы: часто эффективность движущейся системы может быть повышена за счет управляемого изменения его центра тяжести, например, полый молоток, в котором свободно перемещается ртуть: при замахе - в рукоятку, при ударе - в боек. Таким образом, устраняется противоречие: для хорошего удара молоток должен быть тяжелым, а для экономии силы рабочего - легким.

Если дан плохо управляемый веполь и нужно повысить его эффективность, причем замена элементов этого веполя недопустима, задача решается постройкой двойного веполя, путем введения второго поля, хорошо поддающегося управлению. Например, для очистки сильно загрязненных емкостей их заполняют раствором и встряхивают, а вокруг создают разряжение и наполняющая их моющая жидкость закипает (а. с. 295299).