– А зачем может понадобиться, например, рассогласование надежности или долговечности деталей? Нужно ведь, чтобы вся машина работала, не ломалась, – удивляется Таня.
– Между прочим, у тебя дома есть хотя бы в одном приборе деталь, которая специально сделана менее надежной, чем другие, чтобы выйти из строя, – хитро заявляет преподаватель. – Какая?
Таня сначала теряется, но потом начинает формулировать задачу. Зачем может понадобиться такая деталь? Разве только, чтобы не дать выйти из строя другим деталям? Да это же предохранитель!
Процессы согласования – рассогласования сопровождают систему от рождения до старости. Посмотрим на экране хроноскопа, как это происходит.
Вот родилась новая система. Карл Бенц в 1986 году поставил на трехколесную коляску мотор и получился автомобиль. Но он еще очень смешной и неуклюжий. Путь усовершенствования – согласование. Нужно согласовать коляску с мотором – придумать более подходящий для машины кузов, тормоза, управление. А дальше нужно согласовать автомобиль с окружающей средой. Когда в Лондоне было меньше десятка автомобилей, два из них умудрились столкнуться! Правила уличного движения – это правила согласования автомобиля с дорогой, пешеходами, другими автомобилями. Потом согласуется расписание движения автобусов с режимом работы и отдыха людей, с другими видами транспорта. Сложный и неизбежный процесс, в котором согласованию (и рассогласованию) подлежит все: ритмика, форма, размеры и материалы.
Первоначально процесс согласования идет с помощью специально вводимых согласующих элементов: коробка скоростей в автомобиле, шлюзы в каналах и т. п. Но закон повышения идеальности требует, чтобы согласование происходило само – и функции эти берут на себя другие элементы системы, а согласующие исчезают или начинают выполнять дополнительные полезные функции. На более высоком уровне развития систем появляется самосогласование: станок, сам выбирающий наилучший режим своей работы, самозатачивающиеся в процессе работы лезвия. Системы становятся изменяемыми, они приспосабливаются к работе в постоянно меняющихся условиях.
Это хорошо видно на другом экране хроноскопа. Он так и называется «Динамичность».
Задача 16Чтобы хорошо «срезать» мяч, теннисная ракетка должна быть жесткой. А чтобы принимать сильные удары, подавать «крученые» мячи, ракетка должна быть мягкой. Как помочь теннисисту?
– Мы уже рассматривали такие противоречия несколько дней назад, – вспоминает Дима. – Они разрешаются разделением во времени. Когда нужно – ракетка мягкая, когда нужно – жесткая.
– Ракетка должна быть изменяемой жесткости, чтобы ее можно было перенастраивать прямо во время игры!
– Правильно. Это разделение во времени. И еще это решение диктуется законом повышения динамичности технических систем. Все системы рождаются жесткими, статичными, неизменяемыми, а потом… У первого планера, построенного Лилиенталем, даже не было системы управления – пилот поворачивал аппарат, перемещая центр тяжести собственного тела. Потом появились рули высоты и управления, убирающиеся шасси, катапультируемые сиденья, сбрасываемые баки, тормозные парашюты, разворачивающиеся крылья, отклоняющийся нос и еще множество изменяемых, регулирующихся, приспосабливающихся во время полета и на земле частей самолета. А в проектах есть уже самолеты с полностью гибкими крыльями, принимающими нужную в данный момент форму… Все видели дорожные знаки? Конечно, все.
– А как их сделать более динамичными?
– Пусть на них в зависимости от обстоятельств появляются разные изображения.
– Светящиеся в темноте!
– Меняющие цвет!
Некоторые из этих идей известны. Например, знаки на жидких кристаллах, меняющие цвет в зависимости от температуры и потому информирующие о возможности гололеда и других дорожных неприятностях. И указатели разрешенной скорости, «меняющие показания» в зависимости от погоды и времени суток. И развитие в этой области постоянно идет вперед.
Нелегко упасть с трехколесного велосипеда и непросто удержаться на двухколесном. Зато скорость у последнего существенно выше. И чем скорость выше, тем устойчивее он в движении. Такая устойчивость называется динамической. Издавна известно было противоречие в конструировании самолетов: если самолет обладает высокой устойчивостью, то есть хорошо сохраняет свое положение в пространстве, он безопасен, но не маневрен. Это хорошо для учебного самолета, но плохо для истребителя. А если устойчивость низкая, маневренность высокая, то малейшая ошибка в пилотировании или при посадке может привести к катастрофе. Устойчивость тем выше, чем дальше друг от друга расположены две точки в самолете – точка приложения сил и центр тяжести. Как быть?
– Менять положение центра тяжести, перемещая внутри самолета специальный груз.
– Перекачивать горючее в разные баки! В принципе эти решения можно использовать, но быстродействие и эффективность их малы. В последние годы появились самолеты, у которых устойчивости в обычном понимании вообще нет – предоставленный самому себе такой самолет моментально теряет курс. Но автопилот все время чуть-чуть шевелит рули управления, возвращая самолет на прежний курс. Это тоже динамическая устойчивость, как у двухколесного велосипеда. Такой самолет куда легче и маневреннее обычного.
Вечерние размышления
Ребятам сегодня было нелегко – материал сложный. Но постепенно все уложится. Конечно, было бы проще, если бы они умели конспектировать. Но школа воспитала почти патологическую ненависть к записыванию. Поэтому мы заранее готовим и размножаем для ребят материалы с основными сведениями по ТРИЗ. Сегодня раздали несколько листочков по законам развития. На них слов немного, но они служат опорными сигналами, мы используем идею донецкого учителя В. Ф. Шаталова.
При обучении взрослых тема законов – самая трудная. Нелегко многим бывает понять, поверить, что техника развивается закономерно. Всегда находится кто-то, затевающий бессмысленный спор: «Это не закон, а закономерность, потому что закон должен осуществляться всегда, а законы техники нередко нарушаются…» Иногда спор начинается из-за терминологии: можно ли это называть рассогласованием или это такое согласование, правильно ли считать использование порошков переходом на микроуровень… И другие придирки: требуют точных и четких определений, забывая, что это – привилегия развитой, достигшей своих высот науки, а ТРИЗ – наука молодая, она в становлении. Если бы с такими мерками в свое время подходили к Ньютону, кто знает, возможно «анализ флюксий» никогда не превратился бы в дифференциальное исчисление. Ведь с современных позиций понятие «флюксии» не выдерживает никакой критики. Насколько приятнее учить детей, которые стараются вникнуть в новое, а не спрятаться от него за высокоумными рассуждениями!
День девятый
Один – хорошо, а два лучше!
Хорошо в лагере! Каждый день вмещает столько интересных и разнообразных событий, что только диву даешься. Но одно неизменно: десять часов утра – начало занятий. Мы продолжаем разбираться с экранами хроноскопа. Сегодня рассмотрим два новых: развертывание и свертывание. Ребята смеются. Похоже на стол для упаковки… Но вперед!
– Сколько будет, если к одному прибавить один? Ребята оскорблены в лучших чувствах и ожидают подвоха. Кто-то все-таки нехотя отвечает:
– Ну два, а что?
– Всегда ли один плюс один равняется двум?
Задача 17На заводе, производящем кабель, возникла проблема. Кабельные катушки положено перевозить на грузовиках «на ребре». Чтобы катушка весом в несколько тонн не выкатилась из кузова, нужна сложная система креплений, их устанавливать долго и трудно. Как быть?
Ребята обсуждают задачу. Идеально было бы, конечно, если бы никаких креплений не было, а катушка бы не каталась. Сделать ее квадратной! Но тогда как с ней работать? Ведь для того, чтобы сматывать кабель с катушки, она должна кататься! Противоречие: катушка должна быть круглой, чтобы удобно было сматывать с нее кабель, и не должна быть круглой, чтобы не кататься по кузову. Как такое противоречие разрешить? Хорошие решения получаются, когда используются ресурсы. В данном случае – сами катушки, их обычно в грузовике несколько.
– Связать две или три катушки вместе! Связка будет некруглой, она не сможет кататься!
– К одной круглой катушке прибавили другую круглую и получили…
– Некруглую!
– Верно. Получили новое качество, новое свойство, которого не было раньше. Такой прием разрешения противоречия в ТРИЗ называется системным переходом. Помните, мы говорили, что система – это то, что имеет системное свойство, не сводящееся к свойствам составляющих ее элементов и возникшее благодаря их объединению. Можете привести примеры проявления новых системных свойств при объединении?
