книги из ГПНТБ / Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения

Если задача решается методом «проб и ошибок», по­ иски идут либо по «вектору инерции», либо — в лучшем случае — «во все стороны». Между тем, приступая к ре­ шению задачи, изобретатель может резко сузить «угол поисков». Решение должно приближать исходный объ­ ект к идеальной машине. Определив, какой должна быть в данном случае идеальная машина, изобретатель сразу находит наиболее перспективное направление поисков.

Разумеется, в каждом конкретном случае нужно уметь определить идеальную машину. Чем точнее изобретатель представляет себе идеальную машину, тем меньше доля случайности, тем направленнее ведутся поиски.

Идеальная машина играет роль маяка, указывающе­ го, куда надо идти. Когда изобретатель ищет решение без такого маяка, его мысли разбегаются под влиянием мно­ жества причин. «Каждый из нас,— пишет американский психолог Эдвард Торндайк,— при решении интеллекту­ альной задачи осаждается буквально со всех сторон раз­ личными тенденциями. Каждый отдельный элемент как бы стремится захватить сферу влияния на нашу нервную систему, вызвать свои ассоциации, не считаясь с други­ ми элементами и общим их настроением».

Привычные схемы осаждают изобретателя, блокиру­ ют пути, ведущие к принципиально новым решениям. В этих условиях, как отмечал И. П. Павлов, особенно силь­ но дают себя знать цбычные слабости мысли: стереотип­

мышление, повышает его продуктивность. Мысли как бы концентрируются на одном (главном для данной за­ дачи) направлении. При этом посторонние идеи оттесня­ ются, уходят, а идеи, непосредственно относящиеся к за­ даче, сближаются. В результате резко повышается веро­ ятность встречи таких мыслёй, от соединения которых и рождается изобретение.

Направленные поиски отнюдь не исключают интуи­ цию. Напротив, упорядочение мышления создает «на­ стройку», благоприятную для проявления интуиции.

* * *

Понятие об идеальной машине — одно из фундамен­ тальных для всей методики изобретательства. Многие

.трудные задачи только потому и трудны, что в них со­ держатся требования, противоречащие главной тенден­ ции в развитии машин — стремлению быть «повоздушнее». Почти все темники пестрят словами: «Создать устройство, которое...» Но зачастую никакого устройства и не надо создавать: вся соль задачи состоит в том, что­ бы обеспечить требуемый результат «без ничего» пли «почти без ничего». В сущности, идеальное решение — это когда машины совсем нет, а результат получается тот же, что и с машиной.

Возьмем для примера конкретную изобретательскую задачу — одну из тех, что публикуются в журнале «Изо­

«Существующий дождевальные машины имеют низ­ кую производительность. Если же попытаться достичь нужной интенсивности дождевания, увеличивая ширину захвата крыльев машин, резко возрастет их металлоем­ кость.

Выход? Облегчить конструкцию, применяя пластмас­ сы. И подумать над тем, чем заменить... лейку. Ведь в дождевальных машинах используется принцип именно этого простейшего садового инструмента. Веера трубок, многоэтажный душ, пульверизаторы п разбрызгивающие турбины — все что угодно, лишь бы при экономии каждо­ го квадратного сантиметра площади крыльев машины дождь моросил над наибольшей поверхностью участка»

Дождевальная машина — это трактор, оборудованный насосом и фермами-крыльями (консолями). На крыльях укреплены разбрызгиватели (лейки). Двухконсольный агрегат ДД-100М подает ежесекундно 90—100 л воды. Рабочий напор — 30 м, рабочая ширина захвата— 120 м. Машина передвигается вдоль оросительных каналов, нарезанных через каждые 120 м.

Дождеватели — металлоемкие, громоздкие сооруже­ ния. Вес фермы пропорционален кубу ее длины. Если, например, увеличить длину фермы только наполовину, то вес ее возрастет в 3 с половиной раза. Поэтому и прихо­ дится ограничиваться крыльями размахом около 100 м.1

1 «Изобретатель к рационализатор», 1964, № 6, стр. 4.

’ Делалось немало попыток решения этой‘задачи. «'По­ ливная труба», например, подвешивалась на аэростатах. Или поднималась с помощью вертолетов, винты которых вращаются под напором накачиваемой снизу воды. Или устанавливалась на башне'и приводилась во вращение с помощью турбореактивных двигателей. Нетрудно заме: тить нечто общее в этих проектах: они нисколько не при­ ближают исходный объект к идеальной машине.

Для полива нужна только вода. Оборудование лишь помогает доставлять воду. Понятно, что чем проще и компактнее будет это оборудование, тем ближе мы по­ дойдем к идеальному дождевателю. Аэростаты, вертоле­ ты, турбореактивные двигатели — все это существенно усложняет исходную конструкцию дождевателя. Тут пробы явно направлены в сторону от идеальной машины.

Намного лучше самоходная дождевальная установка с надувными консолями '.:В ее конструкции уже чувст­ вуется некоторое приближение к идеальному дождева­ телю: вес консолей уменьшается, в нерабочем положении консоли могут быть компактно сложены. К сожалению, с увеличением размаха надувных крыльев быстро увели­ чивается их площадь, растет парусность, помехой стано­ вится даже небольшой ветер!

Идеальный дождеватель представлял бы собой по­ ливную трубу, которая сама (без трактора и поддержи­ вающей фермы) передвигалась бы над полем. Труба эта, очевидно, должна быть в несколько раз длиннее, чем фер­ ма современного дождевателя. В нерабочем положении труба дрлжгіа занимать возможно меньший объем.

Мы довольно точно определили, какой должна быть в данном случае идеальная машина. Попробуйте поискать решение. Задача опять-таки учебная, поэтому не надо предлагать другие способы орошения (подземные или перетаскиваемые трубопроводы, брандспойты и т. п.). Речь идет о п е р е д в и ж н о м дождевателе. Надо заста­ вить легкую поливную трубу длиной метров в 300 пере­ двигаться над полем. По возможности без сложных приспособлений.1

1 См. авторское свидетельство № 144335.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОТИВОРЕЧИЯ

Попытаемся решить задачу о дождевателе обычными приемами. Нужно втрое увеличить размах крыльев; что ж, сделать трехсотметровую ферму технически вполне осуществимо. Что мы при этом проиграем? Возрастет вес. Если размах крыльев увеличить втрое, ферма станет тя­ желее в 27 раз.

У машин и механизмов (вообще у технических объек­ тов) есть несколько важнейших показателей, характери­ зующих степень их совершенства: вес, габариты, мощ­ ность, надежность и др. Между этими показателями су­ ществуют определенные взаимозависимости. Скажем, на одну единицу мощности требуется определенный вес кон­ струкции. Чтобы увеличить один из показателей уже из­ вестными в данной отрасли техники путями, приходится «платить» ухудшением другого.

Вот типичный пример из авиаконструкторской практи­ ки: «Увеличение в 2 раза площади вертикального опе­ рения одного из типов самолетов уменьшило амплитуду колебаний самолета всего лишь на 50%. Но это, в свою очередь, повысило восприимчивость самолета к порывам ветра, увеличило лобовое сопротивление, утяжелило кон­ струкцию самолета, что выдвинуло дополнительные сложные задачи *.

Конструктор, учитывая конкретные условия, выбирает наиболее благоприятное сочетание характеристик: что-то выигрывает, а что-то проигрывает. «Когда вы обдумывае­ те решение и технические условия,— говорит известный авиаконструктор О. Антонов,— которые, может быть, и не будут никогда записаны на бумаге, выделите самое глав­ ное. Только в крайнем случае,- если что-нибудь не удает­ ся выполнить, идите к допустимому. Допустимое — это1

некоторое невыполнение заданных технических условий, так сказать, компромиссное решение. Предположим, кон­ струируя самолет, вы выполните требования по грузо­ подъемности и скорости, но у вас немножко не выйдет с длиной разбега. Тогда вы начнете взвешивать эти три важных требования и, возможно, несколько поступитесь разбегом — пусть разбег будет не 500, а 550 метров, зато все остальные качества будут достигнуты. Это как раз то, что допустимо» *.

Академик А. Н. Крылов в своих воспоминаниях рас­ сказывает о таком эпизоде. В 1924 году ученый работал в составе советско-французской комиссии, осматривав­ шей в гавани Бизерты русские военные корабли, уведен­ ные туда Врангелем. Здесь бок о бок с русским эсминцем стоял эсминец французский — примерно'того же воз­ раста и размеров. Разница в боевой мощи кораблей была настолько велика., что адмирал Буи — председатель ко­ миссии — не выдержал и воскликнул: «У вас пушки, а у нас пукалки! Каким образом вы достигли такой разницы в вооружении эсминцев?» Крылов ответил так: «Взгляни­ те, адмирал, на палубу: кроме стрингера, в котором вся крепость, все остальное, прёдставляющее как бы крышу, проржавело почти насквозь, трубы, их кожухи, рубки и т. п.— все изношено. Посмотрите на ваш эсминец, на нем все как новенькое, правда, наш миноносец шесть лет без ухода и без окраски, но не в этом главная суть. Ваш ми­ ноносец построен из Обыкновенной стали и на нем взято расчетное напряжение в 7 кг на 1 мм12, как будто бы это был коммерческий корабль, который должен служить не менее 24 лет. Наш построен целиком из стали высокого сопротивления, напряжение допущено в 12 кг и больше — местами по 23 кг/мм2. Миноносец строится на 10—12 лет, ибо за это время он успевает' настолько устареть, что не представляет более истинной боевой силы. Весь выигрыш в весе корпуса и употреблен на усиление боевого воору­ жения, и вы видите, что в артиллерийском бою наш мино­ носец разнесет вдребезги, по меньшей мере, четыре, т. е. дивизию ваших, раньше, чем они приблизятся на даль­ ность выстрела своих пукалок». «Как это просто!» — ска­ зал адмирал»2.