Размещено на сайте 05.03.2008.

Деканом факультета общественных профессий во Фрунзенском политехническом институте была Светлана Владимировна Кочнева. На этом факультете студенты получали вторую общественную профессию: тракторист, комбайнёр, спортивный тренер, организатор художественной самодеятельности, переводчик и так далее.

И вот на этом факультете, с одобрения ректора Журавлёва В.М., в 1981 году была создана двухгодичная Школа организаторов технического творчества с программой на 160 часов. Рекламные статьи в институтской газете, лекции, семинары, что-то студенты изобретают. Через два года декан «созрела».

- Борис Андреевич, вы бы хоть меня чему-нибудь поучили.

- Так приходите на занятия.

- Да я не в том смысле. Мы с руководителем моей диссертационной работы года два ломали голову и придумали интересный распылитель жидкости. И вот уже, который год не можем придумать ничего лучше. Мы с ним решили, что уже ничего лучше и придумать то нельзя. Вот вы, как специалист по технологии изобретательства, можете сказать – правы мы или нет?

С одной стороны я понимал, что меня «провоцируют» поработать с их технической системой, но, с другой стороны, - почему бы и не помочь хорошему человеку, который третий год поддерживает меня во всех вопросах, связанных со Школой.

- Ну, хорошо. Рассказывайте, что там у вас.

- Значит так, …

А придумали они, в самом деле, интересную конструкцию распылителя. Есть дисковые центробежные распылители жидкости, которые используются в распылительных сушилках (растворимый кофе, сухое молоко, яичный порошок и пр.). Диск быстро вращается (быстро - это слабо сказано, частота вращения диска достигает 50 - 80 тысяч оборотов в минуту) и на него тонкой струёй льётся жидкость, которая отбрасывается центробежными силами к краю диска и распыливается в мелкие капли. А с крыши сушилки (высота её около 15-20 метров, а диаметр около 15 метров) подаётся сухой и горячий воздух. Пока капельки жидкости летят вниз, они высыхают, и на дно сушилки падает порошок – готовый продукт.

За 50 – 70 лет совершенствования таких распылителей, как я узнал после проведения патентного поиска,  изобретатели придумали простой диск заменить полым диском с каналами, выходящими на его периферию – в этом случае жидкость можно подавать строго по оси диска, что обеспечивает более равномерный и однородный распыл факела капелек жидкости (специалисты говорят – монодисперсный распыл). Более того, ничего не зная о науке ТРИЗ, изобретатели более десятка патентов из разных стран объединили две конкурирующие системы, добавив к дисковому распылителю пневмораспылитель (один из вариантов конструкции такого пневмораспылителя в народе получил название пульверизатор) – и даже к тому времени появился термин «пневмоцентробежные» распылители.

- А что же всё-таки придумали декан со своим  руководителем?- может спросить наш нетерпеливый читатель.

- А они взяли пневмоцентробежный распылитель и достаточно радикально «свернули» его конструкцию – понятно, также ничего не ведая при этом ни о ТРИЗ, ни о механизме свёртывания. Да, собственно, и ТРИЗ в то время об этом механизме свёртывания ещё ничего не ведал. О «свёртывании» технических систем (ТС) Г.С. Альтшуллер впервые говорил на семинаре в Пензе в январе 1985 года [1,2]. А они «ухитрились» свернуть ТС ещё в 1973 году [3]. Вместо того чтобы к каждому каналу быстровращающегося диска подводить свою трубку со сжатым воздухом, они между верхней крышкой диска распылителя и элементами корпуса оставили очень маленький зазор, в который и подали сжатый воздух (рис.1). Резко упростилась конструкция пневмоцентробежного распылителя, тонкий и монодисперсный факел распыла удалось получить уже при частоте вращения диска 6 – 9 тысяч оборотов в минуту.

- Ну и что?

- О! Это много что. Механики знают, что 80 000 об/мин – это не просто много проблем, это – постоянная головная боль, связанная с обслуживанием различных экзотичных подшипниковых узлов. Предельная частота вращения скоростных шарикоподшипников редко превышает 12 000 об/мин, а повышение её в три раза, например, снижает долговечность подшипникового узла в десять раз [4].

А 6 000 - 9 000 об/мин – это обычные шарикоподшипниковые узлы. При этом ещё исключается из привода распылителя мультипликатор, который повышал частоту вращения диска распылителя, а, значит, на подшипниковые узлы распылителя больше не действуют радиальные нагрузки от мультипликатора, и нет проблем с долговечностью этих подшипниковых узлов. Более того, эти подшипниковые узлы распылителя теперь вообще стали  не нужны. Диск можно насадить прямо на полый вал высокочастотного электродвигателя…

- Ну, а если всё так хорошо, то, что же плохо?

- Вот я то же самое спросил, и узнал, что есть одна небольшая проблема - нужно регулировать при настройке работы распылителя сушилки диаметр факела распыла. Это можно сделать двумя путями: изменением частоты вращения диска распылителя и изменением расхода воздуха, подаваемого на распыление. Но частота вращения диска определяется дисперсностью (размерами капелек) распыливаемой жидкости (то есть технологией сушки), и изменять её можно, но в весьма узком диапазоне. Расход воздуха можно увеличивать в разумных пределах, но он значительно слабее влияет на диаметр факела.

При малом диаметре факела распыла неэффективно работает вся сушилка и этого допустить нельзя. Но если диаметр факела будет хотя бы чуть больше требуемого, то часть продукта, не успев высохнуть, налипнет на стенки сушилки и пригорит. Уменьшается выход готового продукта. Но, хуже того, часть пригоревшего продукта попадает в готовый продукт и существенно снижает его качество. В связи с этим, как только это будет замечено, сушилку положено остановить на внеплановую чистку, что приводит к простою сушилки до 5 – 7 часов.

И вот авторы довольно хорошей конструкции распылителя уже около 11 лет, используя традиционный метод (МПиО), «ломают» голову – что же делать с ним дальше, чтобы он стал лучше (короче говоря, как повысить его степень идеальности)?

А буквально накануне мне один друг, отличный математик, подарил книгу Г.С. Альтшуллера «Творчество как точная наука» (Москва, 1979). Он купил её в Москве, думая, что она имеет какое-то отношение к теории графов. А то, что он в спешке принял за «графы», были впервые опубликованные вепольные схемы. Просмотрев дома книгу внимательнее, он увидел свою ошибку и решил, что мне эта книга будет нужнее. Я успел к нашему разговору книгу только бегло просмотреть.

- Садитесь, Светлана Владимировна, будем с вами вместе осваивать новый метод в ТРИЗ, - называется «вепольный анализ». Изделие – это то, что нужно обработать, измерить, распылить и так далее, Что будет у нас «изделие»?

- Любая жидкость, например – молоко.

- Нет, вы не правы. Я наверное не очень чётко разъяснил этот термин. У нас есть проблемы с сушкой молока? Или скажем так - капля жидкости, опускаясь на дно сушилки, успевает высохнуть?

- Успевает.

- Значит, проблем с сушкой у нас нет. У нас есть проблемы с формированием факела распыла, вернее даже - с изменением его внешнего диаметра. В данном случае, диаметр факела распыла и будет у нас изделие – обозначим его В₂. Что такое В₁? Это «инструмент» - это то, что изделие обрабатывает, измеряет и т.д. Что у нас может изменять диаметр факела распыла?

- Частота вращения распылителя и расход воздуха. У нас что – два инструмента?

- Отлично! Их два, но первый – частоту вращения – будем только иметь в виду, то есть помнить о нём, но пока менять не будем, так как на это есть технологический запрет. Вторым инструментом мы можем пользоваться более свободно, но он, скажем так, не очень эффективен.

- А я бы даже уточнила – очень неэффективен.

- Пусть будет так. Вот здесь в книге, на странице 36, сказано, что изделие может быть некоторый комплекс из двух веществ. Мы можем что-нибудь добавить в наше изделие?

- В молоко?

- Нет, в факел.

- Что-то вы так мудро говорите (я не могу написать, что было сказано на самом деле, да это и не важно). Факел – есть факел. И ничего добавить в него нельзя.

- Верно. Я тоже так думаю. А давайте попробуем сделать комплексным инструмент.

- А это на какой странице?

- Причём здесь страницы? В книге говорится о принципах, об идеях, подходах. А мы будем их творчески использовать. Вообще-то  говоря, у нас инструмент уже комплексный – вы об этом уже сами говорили. Он состоит из вращателя диска распылителя В₁, который создаёт поле центробежных сил П_цб,  и распыливающего воздуха В₃, который создаёт поле давлений П_∂.  К этому комплексному инструменту (В₁В₃)  добавим какое-то новое вещество В₄. Тут нужно рисовать.

И вот, что у нас вскоре получилось.

Дисковый распылитель, благодаря поля центробежных сил П_цб , хорошо формирует факел, но возможности этого инструмента ограничены. Воздух, подаваемый в распылитель В₃ помогает формировать факел В₂, но создаваемое им поле давления воздуха П_∂ плохо (неэффективно) влияет на изменение диаметра факела распыла. В инструмент (В₁В₃)   необходимо добавить, видимо также какой-то инструмент, В₄, который обеспечит требуемое изменение диаметра факела.

- И что вы думаете – вот эти буквы и стрелки нам чем-то помогут в создании новой конструкции?

- Конечно! Они уже сильно помогли. Час назад мы имели очень расплывчатую изобретательскую ситуацию, которую вы пытались осилить - сколько лет?

- Да … лет десять. Или даже больше.

- А теперь мы, поработав около часа,  имеем очень чёткую изобретательскую задачу – необходимо в ваш пневмоцентробежный распылитель что-то ввести (и это что-то должно быть, скорее всего, инструментом и связано с подаваемым на распыление воздухом), чтобы повысить эффективность его работы в плане изменения диаметра факела. Эта задача значительно проще. Четно говоря, я уже понял, что необходимо сделать, но мне хочется, чтобы к подобному решению пришли и вы. Давайте посмотрим на распылитель. Воздух выходит в щель между корпусом и диском и … что?

- И расширяется. Увеличивается его объём. Это немного отклоняет капли жидкости вниз и уменьшает диаметр факела. При этом он выполняет ещё и свою основную функцию - дополнительно распыливает жидкость.

- Отлично. Та часть воздуха, которая расширяется вниз, если я правильно понял, уменьшает диаметр факела, а та часть воздуха, которая расширяется вверх – что она делает?

- Ничего… Я поняла!  Нужно ограничительный диск приварить к корпусу! … Чтобы весь воздух мог расширяться только вниз.

Ещё минут двадцать споров, обсуждений, объяснения того, что такое «повышение степени динамичности ТС», и новая конструкция пневмоцентробежного распылителя готова. Причём «всё остаётся, как было», а значит, и все полезные свойства распылителя сохранились. Только введено небольшое дополнение, надеюсь понятное из рисунка (рис.3).

А дополнение – одна или несколько втулок, которые установлены с возможностью смещения по оси корпуса распылителя и с их последующей фиксацией [5]. Смещение втулок на различную величину изменяет угол отклонения капель факела на выходе из распылителя (рис. 4), а это позволяет довольно эффективно менять диаметр факела. Так, например, отклонение газо-жидкостной струи на выходе из распылителя на 40^о уменьшает диаметр факела распыла примерно в 1,5 раза.

Смещение втулок при настройке обеспечивает эффективное дискретное изменение диаметра факела – грубая регулировка, а небольшое изменение расхода распыливающего воздуха позволяет провести более тонкую регулировку в процессе работы сушилки – непрерывное изменение диаметра факела в небольшом диапазоне.

При испытании опытной конструкции распылителя, изготовленной к концу 1985 года, удавалось диаметр факела распыла уменьшать более чем в 2 раза. Эксперименты выявили «сверхэффект» - ступенчатые втулки оказывают дополнительное дробящее действие на капли жидкости. А это значит, что можно будет ещё несколько снизить частоту вращения диска распылителя и уменьшить расход распыливающего воздуха для достижения необходимой дисперсности капель жидкости.

Новая конструкция распылителя получила в 1986 году медаль ВДНХ Киргизии.

- А было ли продолжение этой истории?

- Вначале никакого продолжения работ с распылителем мы не планировали, но как-то само собой оно получилось.

В январе 1985 года мне удалось побывать на семинаре Генриха Сауловича Альтшуллера в Пензе, где я услышал много новой для меня информации [1,2]. В частности было сказано о законе повышения степени динамичности и о механизме объединения конкурирующих систем. Уже дома я сообразил, что сам объединил конкурирующие бойки в маятниковом копре[2], что пневмоцентробежный распылитель также объединяет в себе две конкурирующие системы распылителей.

В это время в институте решалась задача создания распылительных сушилок с небольшой производительностью и минимальных размеров для мясокомбинатов Киргизии. Они должны были сушить осветлённую кровь убойных животных – ценную белковую добавку в пищевые продукты. В этом случае диаметр факела распыла жидкости необходимо было довести до 5 – 8 метров и максимально повысить эффективность процесса сушки.

В огромной сушилке факел распыла занимает около 10% объёма – кольцевое пространство у стенок сушилки. Сухой и горячий воздух подаётся по всему сечению и большая его часть, движущаяся по оси сушилки, выходит из сушилки «сухой и горячей», не отнимая влагу у распыливаемой жидкости (специалисты говорят, что происходит «прострел» факела распыла воздухом). Если воздух подавать только по кольцу, то возникает обратное движение воздуха по оси сушилки, что нарушает технологию сушки.

Патентный поиск показал, что в ФРГ, например, довольно много выдано патентов на сушилки, в которых центральная часть имеет помещение, заполненное вспомогательным оборудованием. Нам это не подходило, так как наша сушилка должна была иметь сравнительно малые габаритные размеры. Стала актуальной новая задача - как увеличить заполнение объёма камеры сушилки факелом распыла?

Когда С.В. Кочнева в конце 1986 года подробно рассказала мне обо всех этих проблемах, то, после успешной динамизации маятниковых копров [2], я, не задумываясь, посоветовал ей:

- Динамизируй что-нибудь из того, что влияет на диаметр факела – пусть он будет переменным по диаметру, пусть он «дышит, пульсирует». Например, с динамизацией привода у нас ничего не получится (хотя можно было, конечно, электропривод заменить на пневмопривод и обеспечить пульсацию давления в сети подаваемого воздуха). Можно также динамизировать расход воздуха, подаваемого на распыл, но это поднимет заполнение факелом объёма сушилки примерно с 10 до 15%.

- Уже отлично!

- Остаются вон те регулировочные втулки на корпусе, которые мы ввели в прошлую нашу конструкцию. Если заставить их постоянно перемещаться вверх-вниз (рис.5), то степень заполнения сушилки факелом можно будет довести до 30% и может быть даже несколько выше. Это можно будет считать, что мы сделали третий шаг в повышении степени динамизации распылителя – управляемое изменение диаметра факела. Привод втулок может быть любым, например, используем кулачковый механизм [6], который позволит, подбором кулачков с различными профилями, реализовать практически любые необходимые законы движения втулок.

- Фантастика! Это придумал ты, или опять скажешь, что Альтшуллер?

- Повышение степени динамичности и механизм этого процесса придумал, конечно, Г.С. Альтшуллер и это более подробно описано в его новой книге «Найти идею», которую я ещё не видел, но она сейчас уже сдана для печати в издательство. А мы с вами сейчас думаем, как эти идеи приложить к конкретной технической системе.

- Подожди. Я что-то не поняла. И это всё? Уже можно оформлять заявку на изобретение?

- Нет, ещё рано. Мне давно хочется объединить какие-нибудь конкурирующие системы в распылителях для сушилок. До нас уже две конкурирующие системы в распылителе объединили. Вы с руководителем эту схему существенно улучшили. Какие ещё бывают распылители для сушилок?

- Бывают ещё форсуночные центробежные распылители, но в этих сушилках столько проблем, что мы от их использования сразу же отказались.

- Стоп! Я всё-таки авиационный инженер-механик и что такое центробежная форсунка мне рассказывать не нужно. Вот теперь уже точно всё. Можно оформлять … две заявки на изобретения.

- Какие две? Мы говорили про одну.

- А вторая – установим центробежную осевую форсунку по оси нашего распылителя и частично свернём систему подачи распыливаемой жидкости в форсунку и в наш пневмоцентробежный распылитель (рис.6). Факел центробежной форсунки заполнит почти всю центральную часть сушильной камеры. Почти 100% заполнение сушильной камеры факелом распыла. Ну, как? Пойдёт?

- ???

- Но более интересно здесь не то, что ты думаешь, а  другое – удалось объединить сразу три конкурирующие системы. При этом пропали их недостатки и в новой технической системе сохранились только их положительные качества. Очень возможно, что нам это удалось сделать впервые.

Две заявки на изобретения были отправлены в начале 1987 года. Для упрощения переписки с экспертизой по второй заявке в последний момент решили убрать из распылителя пневмораспылительную часть [7].

Интересно, также, что при объединении первых двух конкурирующих систем (диск + воздух) эффект был получен на уровне технической системы – распылителя. А при объединении других конкурирующих систем (диск + форсунка) основной эффект был получен на уровне надсистемы – в распылительной сушилке.

Статья о направлениях совершенствования дисковых распылителей в научном сборнике была опубликована только в 2003 году [8].

В 2006 году на юбилейной конференции специалистов ТРИЗ в Питере Володя Герасимов, рассказывая об объединении конкурирующих (альтернативных) систем, задал аудитории «провокационный» вопрос:

- А может быть можно объединить сразу три альтернативные системы?

Мне было приятно немедленно выдать реплику:

- Уже сделано. Лет 20 назад.

Потом, в кулуарах, я кратко рассказал ему эту историю. Володя был в восторге. Попросил переслать ему более подробную информацию.

- Ну вот, теперь распылитель стал максимально  динамизированным и дальше его совершенствовать уже, видимо,  не нужно?

- Все так думали. А я помнил про четвёртый  этап динамизации (дискретно – непрерывно – управляемое – самоуправляемое)[2]. Факел должен «дышать» не за счёт дополнительного кулачкового механизма (рис.5), а распылитель должен это делать «сам» - за счёт, например, ресурсов системы. Просмотрел все имеющиеся ресурсы – всё не то.

Эксперименты с распылителем успешно продолжались, но была одна неприятность. Как бы аккуратно не подавали жидкость по оси диска, всё равно появлялся небольшой дисбаланс, и корпус распылителя немного вибрировал, передавая вибрации на корпус сушилки. Это нам всем, конечно, не нравилось, и мы пытались уменьшить вибрации корпуса сушилки. Но потом заметили «сверхэффект» - вибрации корпуса сушилки способствовали тому, что готовый  продукт со стенок сушилки осыпается на дно, что упрощает извлечение продукта из сушилки. Все довольны – убирать вибрацию больше не нужно. А у меня появился новый ресурс. Как заставить вибрацию корпуса распылителя «саму» менять диаметр факела распыла?

Ну, это уже для специалиста ТРИЗ «арифметика», то есть задача решается просто. Приём № 18, «Использование механических колебаний»,– они уже есть и необходимо создать автоколебания какой-то части распылителя, лучше резонансные. Приём № 15,  «Повышение динамичности»), - разделить распылитель на части, одна из  которых пусть будет колебаться вдоль своей оси  и формировать факел переменного диаметра.

 Разделим диск на верхнюю и нижнюю части. Верхняя часть связана с приводом и её менять не будем, а нижняя часть пусть имеет возможность небольшого осевого смещения относительно верхней части и свяжем её с верхней частью через шлицевое соединение и упругий элемент (рис.7).

А частота собственных колебаний упругого элемента должна совпадать с чем ... ? Правильно. С частотой  вибрации корпуса, то есть с частотой вращения диска распылителя [9]. С такой же частотой будет изменяться в заданных пределах и диаметр факела распыла пневмоцентробежного распылителя.

Колеблющаяся нижняя часть диска меняет зазор между диском и элементом корпуса распылителя. Это приводит к отклонению вектора скорости распыливающего воздуха, что, в свою очередь, изменяет диаметр факела распыла жидкости (рис.8).

Нежелательным эффектом может быть возрастание амплитуды колебаний нижнего диска выше расчётного значения. Для исключения этого эффекта вводится система упоров (на рис. 7 – не показаны), которые установлены с возможностью осевого смещения и последующеё фиксации при регулировке распылителя (т.е. также динамизированы).

В мае 1987 года я перебрался жить в Россию в город Старый Оскол. А заявка на изобретение, после длительной переписки, была отправлена моим соавтором только в августе 1989 года.

- Вы рассказали очень интересную историю. На примере одной технической системы удалось пройти все этапы повышения степени динамичности её и, причём, прямо «по Альтшуллеру». Кроме того,  ваш коллега считала, что создала совершенную систему и её больше нельзя улучшать. Но, используя законы развития ТС, вы показали ей, что всегда есть резервы повышения степени идеальности технической системы, особенно если она находится на начальных этапах своего развития.

А были ли ещё в вашей жизни такие же истории?

- Точно таких же историй – не было. Но одна история была в чём-то похожая. Но нам тогда придётся оставить в покое распылители и взяться за карабины. Но не за те, из которых стреляют, а за те карабины, которые входят в экипировку альпинистов и монтажников-высотников.

Володя Некрасов, когда учился в институте, был одним из слушателей моей Школы организаторов технического творчества. Что-то самостоятельно изобретал, но никогда об этом мне ничего не рассказывал. Прошло время, и он решил серьёзно заняться ТРИЗ, начал помогать мне в проведении практических занятий в Школе. Потом он увлёкся обучением элементам ТРИЗ детей. Он и сейчас обучает русских детей основам технического творчества в Нью-Йорке.

На одном из занятий, посвящённых ЗРТС, и, в частности, «линиям жизни» технических систем, Володя вдруг заявил:

- Бывают и исключения из общего правила. Изобретатель может придумать сразу идеальную конструкцию как пионерское изобретение и дальше её совершенствовать уже нет смысла. Вот я, например, придумал и уже получил авторское свидетельство [10] на идеальный карабин для альпинистов.

- Володя, гипотетически это конечно возможно, но как же быть тогда с диалектикой – с законом отрицания отрицания? А как же весь мировой опыт изобретательства, на котором базируется ТРИЗ? Конечно, найдя интересную проблему и создав первый вариант «пионерской» конструкции, специалист в области ТРИЗ может себе позволить поработать некоторое время (недельку, другую) над этой конструкцией и максимально развить её, например, по ЗРТС или по АРИЗ. Он часто просто не видит смысла заявлять не очень совершенные промежуточные варианты конструкции, как это делают обычно не обученные изобретатели, но это не значит, что их не было вовсе. Вместо того, чтобы получить 5 – 7 патентов с формулами изобретений в 1 – 2 пункта, он подаст заявку с максимальным развитием своей первоначальной идеи и в 20 – 30 пунктах формулы изобретения одним патентом защитит весь класс новых механизмов. Это конечно хорошо, но нужно только помнить историю про Белла и Грея (в патентное ведомство Англии Белл принёс свою заявку на изобретение телеграфа на несколько часов раньше Грея). Ведь каждый час промедления может приближать тебя к той ситуации, когда ещё кто-то «озарится» подобной конструкцией и, «не мудрствуя лукаво», подаст, может быть, очень некачественную, с твоей точки зрения,  заявку. Но при этом он «застолбит» за собой пионерскую идею изобретения.

Володя - непреклонен. Он не понимает, что такие вопросы преподаватели должны вначале выяснить с «глазу на глаз», а не импровизировать перед большой группой студентов. Студенты, конечно, заинтригованы нашим спором. Среди них есть несколько человек увлекающихся альпинизмом – им всё ясно и они растолковывают остальным студентам суть нашего спора.  Делать нечего. Прошу его подробно рассказать о своем «шедевре».

А идея то его, оказывается, и в самом деле неплохая. Я был заядлый альпинист в юности, хорошо представляю проблему, но ничего подобного не слышал. Карабин В.Некрасова трудно назвать идеальным, с моей точки зрения, но у него есть уникальная функция – его можно разобрать дистанционно, используя жёсткость на кручение основной верёвки альпиниста. Вращая снизу верёвку, выворачиваем из корпуса карабина болт с осью на конце, и ось освобождает тросовую петлю (рис.9). Карабин разбирается и вместе с верёвкой падает вниз. Отлично! На первый взгляд – похоже на пионерское изобретение.

- Володя, тебе хоть какую-нибудь конструкцию экспертиза противопоставила при переписке по заявке?

- Нет.

- Поздравляю! Похоже, что твоё изобретение и в самом деле пионерское. Но почему оно идеальное? Ведь твой карабин не может выполнять многих функций старых карабинов альпинистов.

Он частично вынужден со мной согласиться, но продолжает утверждать, что он придумал идеальный «дистанционно разбирающийся карабин». Напоминаю слова Г.С. Альтшуллера, которые несколько раз слышал на семинаре: «Закон работает всегда! Давайте разбираться...» Не помогает.

- Ну что ж. Будем разбираться. В этом направлении можно привести много доводов в мою пользу, но давай поступим так - если мы получим ещё хотя бы одно авторское свидетельство на изобретение по этой схеме карабина и новая конструкция карабина будет лучше исходной, то ты согласишься, что был неправ?

- Согласен (после недолгих размышлений).

- Уже лучше. Только одно условие – все материалы заявки будешь готовить и подписывать во всех инстанциях ты. Мне в ближайшее время просто некогда будет этим заниматься.

Дальше работаю со студентами. Совершенствовать технику можно двумя путями: 1. искать, что в ней плохо и пытаться улучшить; 2. делать шаги по ЗРТС и потом анализировать, что это дало полезного. По какому пути пойдём? Студенты выбирают второй путь. Напоминаю о законе повышения степени динамичности, о механизме его проявления [2]. Довольно быстро выясняем, что корпус карабина динамизировать не стоит. Нет, конечно, ему можно дать ещё несколько дополнительных полезных функций, что увеличит его степень идеальности, но для нас главное сейчас - «дистанционная разборка». Тросовая петля – не мешало бы её сделать сменной и разной длины (дискретное изменение), так как одно дело пропускать петлю через отверстие скального крюка, а совсем другое  - набрасывать петлю на подходящий выступ скалы (не остаётся крюк в скале). Тут же кто-то из студентов подсказывает, что длину петли можно менять непрерывно – один конец закрепить в корпусе жёстко, а другой – подвижно. Хвалю студента за хорошую идею и рекомендую подать заявку на изобретение (конечно, по моим данным, - не подал). Остаётся болт с осью.

- Володя, а резьба-то у твоего карабина должна быть «прослаблена»?

- Зачем?

- Чтобы не подниматься, после каждого успешного спуска, вверх с гаечным ключом для разборки карабина. Чтобы болт можно было выкрутить небольшим моментом, приложенным внизу к верёвке. Чтобы трение в резьбе было минимальным.

Соглашается.

Болт свою функцию выполнит, остаётся ось на конце болта, с которой взаимодействует петля. Динамизируем её хотя бы дискретно. Что можно сделать с круглым цилиндром? Сделать его цилиндром, например, некруглым. (Приём №4. Использование асимметрии.) Ну и что?

Интуитивно чувствую, что это даст нужный «сверхэффект», но необходимо подумать, сделать расчёты, а времени уже нет. Идёт 11 час, а занятия должны были закончиться по расписанию в 9 вечера. «Разгоняю» студентов по домам.

На следующем занятии мы рассказали студентам, что некруглая цилиндрическая ось под нагрузкой, приложенной к верёвке, не позволит отвернуться болту. Если альпинист сорвался со скалы и повис на верёвке, то в нашем случае для поворота болта потребуется в 10-15 раз больший момент, чем при круглой цилиндрической оси. В нашем случае ось должна оттянуть петлю для своего поворота, т.е. преодолеть осевую нагрузку на верёвку, силу трения тросовой петли о корпус карабина и силу трения в резьбе. А в карабине В.Некрасова – необходимо преодолеть только силу трения в резьбе и силу трения тросовой петли о корпус карабина, что примерно на порядок меньше (рис.10) [11].

Вскоре нами была решена ещё одна «карабинная» проблема по первому пути – ищи, что плохо и сделай лучше. Аккуратно передаём вращающий момент по верёвке на болт карабина. Всё хорошо, но когда карабин расцепляется, то на альпиниста сверху сваливается 50 метров мокрой тяжёлой верёвки с «железякой»-карабином  на конце. Но это ещё не всё – появляется дополнительный нежелательный «сверхэффект» - остаточные напряжения кручения в основной верёвке приводят к образованию на ней петель, которые существенно осложняют работу с верёвкой при дальнейшей её эксплуатации. Как быть?

Две операции или техническое противоречие очевидно нужно разделить во времени. Пусть болт выворачивается от вращающего момента, передаваемого верёвкой, но карабин при этом не расцепляется. После выворачивания болта верёвку вращают в обратную сторону, для снятия внутренних напряжений. А для расцепления карабина нужно дать другой сигнал – например, дёрнуть верёвку (спрятавшись за выступ скалы и предупредив об этой операции всю группу на маршруте). Появилась третья конструкция карабина, надеюсь, что её работа будет понятна из рисунка (рис.11) [12].

После отправки двух заявок Володя заявил:

- Ну вот, теперь этот карабин стал точно идеальной системой и больше в нём совершенствовать нечего.

- Володя, ты, оказывается, так ничего и не понял. Читай Г.С. Альтшуллера. Твоя система находится на этапе детства. Ещё ни один твой карабин не был использован не только на серьёзном восхождении, но даже на обычных тренировках альпинистов. Как только твои карабины начнут изготавливать и широко использовать, выявится у них масса различных мелких и более серьёзных недостатков, которые мы с тобой сейчас просто не можем предвидеть. Народ начнёт их устранять и, может быть, подавать заявки на изобретения на свои схемы, взяв твой карабин за прототип. Возможно, будет использована какая-то новая и необычная резьба. Выявится рациональный диапазон, например, отношения длины резьбы к её диаметру. Наверняка будет динамизирована длина тросовой петли. Усложнится система кодировки для разборки карабина (например, рывок + поворот на 1 оборот болта и цикл повторяется). Появятся, возможно, суперпростые «одноразовые» карабины или достаточно сложные «стационарные». А если «пробежаться» по стандартам? А если уйти от системы «винт-гайка» и в основу конструкции положить различные виды зажимов, защёлок и так далее? Твой карабин добросовестно пройдёт весь путь по S-образной кривой и будет, рано или поздно, заменён новой конструкцией – более лёгкой, более надёжной и, возможно, более красивой. Главное здесь другое – тебе удалось несколько иначе взглянуть на известную проблему и, используя ресурсы системы,  решить её, создав пионерское изобретение. Поверь мне – это не всем изобретателям в жизни удаётся, и этим фактом ты теперь всю свою жизнь можешь гордиться.

Мы придумали, посидев с ним несколько дней, ещё три новые схемы дистанционно разбирающихся карабинов с более сложной системой кодировки для их разборки. С энтузиазмом взявшись за доработку новых конструкций, Володя через несколько месяцев оформлять заявки на них категорически отказался. Видимо не захотел «своею собственной рукой» плодить конкурентов любимому детищу. У меня до этих идей тоже до сих пор «руки не дошли».

Так что читателям журнала, при желании, будет, над чем подумать на досуге. Желаю успеха в создании новых карабинов и другого снаряжения для альпинистов.

Можно, кстати, подумать и о дальнейшем совершенствованием распылителей «форсуночнопневмоцентробежных». У них можно: повысить «степень свёртывания»; увеличить вепольность; посмотреть, что посоветуют стандарты; в чём-то перейти на микроуровень; использовать необычные физические эффекты; оптимизировать линейные размеры и параметры работы.

Успехов вам.
И пионерских изобретений.

Литература [к началу]

1. 1 статья. Шевченко Б.А.      Журнал ТРИЗ, № 3 , 2007. с.

2. 2 статья Шевченко Б.А. Повышение степени идеальности и динамичности ТС. Журнал ТРИЗ, № 3 , 2007. с.

3. Бочкарёв Я.В., Кочнева С.В. Форсунка. А.с. СССР №728930, 1973, В05В 3/10.

4. Слюдиков М.Н. Проектирование деталей, узлов, приводов и механизмов летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1967 г., с.317.

5. Кочнева С.В., Шевченко Б.А. Форсунка. А.с. СССР №1139517, 1983, В05В 3/10.

6. Шевченко Б.А., Кочнева С.В., Викулов В.Э. Форсунка. А.с. СССР №1419733, 1987, В05В 3/10.

7. Шевченко Б.А., Кочнева С.В. Устройство для распыления. А.с. СССР №1475722, 1987, В05В 3/10, В05В 3/12.

8. Шевченко Б.А., Кочнева С.В. Перспективные направления совершенствования дисковых распылителей.  Полвека Белгородской области: итоги, проблемы, перспективы. Сборник  научных трудов. –Старый Оскол, 2003. Изд. СТИ МИСиС. С. 155-157.

9. Кочнева С.В., Шевченко Б.А. Устройство для распыления растворов и суспензий. А.с. СССР №1666202, 1989, В05В 3/10.

10. Некрасов В.А. Карабин, А.с. СССР № 961714 от 1980. А63В 29/00.

11. Некрасов В.А., Шевченко Б.А. Карабин для альпинистов, А.с. СССР № 1248618, 1984. А63В 29/00.

12. Некрасов В.А., Шевченко Б.А. Карабин для альпинистов, А.с. СССР № 1258448, 1985. А63В 29/00.

В тексте сохранены авторская орфография и пунктуация.