Выявление физико-технического эффекта, определение всех (!) четырех фундаментальных навигаторов, комплексного навигатора № S2-4
Пример 10. Как спасают пальмы на центральном бульваре от жары. Мой младший сын рассказал мне об одном «ТРИЗ-решении», которое он заметил в Валенсии, в Испании, когда проходил там практику по испанскому языку. Для спасения пальм на центральном бульваре от жары на землю вокруг основания пальм кладут крупные куски льда. Лед медленно тает и непрерывно снабжает ценные деревья водой, бывает, что в течение нескольких дней, если его присыпают сверху корой и листвой. Поскольку мы обмениваемся в семье такими замеченными нами примерами, то позднее старший сын рассказал нам, что увидел этот же способ, будучи на конференции в Сан-Диего в Калифорнии.
Оба моих сына избрали себе профессии, весьма далекие от физики или химии, но их школьных знаний вполне хватило, чтобы точно назвать явление, которое было здесь использовано. Это — фазовый переход, в данном случае, переход воды из твердого состояния (лед) в жидкое. Именно это физическое явление было использовано в технологическом способе «непрерывного полива» деревьев, то есть получило пример технического применения. Совместное представление физического явления с указанием его возможного технического применения и дает описание определенного базового А-Навигатора, или физико-технического эффекта (по терминологии классической ТРИЗ).
Кстати, а какую структуру имеет проблема, разрешенная этим изобретательным способом?
Сформулируем противоречие в следующем виде:
1) вода должна быть под пальмой, чтобы дерево могло перенести жару;
2) вода не должна быть под пальмой, так как она быстро уходит в землю или испаряется от жары.
Такое острое противоречие, обусловленное физическими процессами, протекающими в физических объектах, как правило, наиболее эффективно решается с помощью фундаментального А-Навигатора № 4: разделение противоречивых свойств в веществе. В данном случае такое разделение произошло на основе использования возможности перехода вещества в другое фазовое состояние. Действительно, вода может долго находиться под пальмой, но в состоянии льда. Точнее, на некотором интервале времени (пока лсд полностью не растает) в одной области пространства (на земле вокруг пальмы) вола находится в двух состояниях: одна часть — в виде льда, а другая — в виде жидкости.
Эта рекомендация в конкретном и практичном виде содержится также в комплексном А-Навигаторе № S2-4 (Стандарт 5.3.1):
Использовать дробление вещества (поля), применить капиллярно-пористые структуры, ввести динамизацию полей и компонентов, использовать фазовые переходы вещества, применить согласование/рассогласование ритмики и частот.
А-Навигаторы были получены на основании реинвентинга десятков тысяч изобретений, которые показали, что именно такими трансформациями были получены выдающиеся технические идеи.
В то же время в учебнике не обязательно и даже не желательно объяснять модели трансформаций на сложных технических примерах, понятных сравнительно узкому кругу специалистов. Напротив, следует подбирать примеры, понятные как можно более широкому кругу читателей. Этому принципу мы будем следовать и далее.
Для закрепления только что проведенного реинвентинга рассмотрим еще две учебные задачи из классической ТРИЗ.
Пример 11. Как обеспечить подачу газа в шахту. Для ряда операций в шахтах иногда целесообразно использовать горение некоторого рабочего вещества, например, природного газа. Возникает следующая проблема: газ должен быть непрерывно в зоне проведения технологических операций, и избытка газа не должно быть для обеспечения пожарной безопасности. Кроме того, система шлангов и труб длиной в несколько километров является сложной и дорогой.
Для обеспечения безопасности всей системы не строят систему шлангов или труб, а поставляют газ отдельными порциями в баллонах. При этом газ не сжимают, а переводят в жидкое состояние, в котором он занимает малый объем. Сменные баллоны хранятся в шахте на достаточно большом расстоянии от места горения газа.
В этом «простом» технологическом изобретении реализовано сразу несколько А-Навигаторов!
Во-первых, применены уже знакомые нам фундаментальный А-Навигатор № 4 и комплексный навигатор № S2-4.
Во-вторых, применен фундаментальный А-Навигатор № 2: разделение противоречивых свойств во времени. Действительно, рабочее вещество находится во время горения в газообразном состоянии, а для хранения и транспортиров-к и — в жидком. Причем для конкретного баллона эти интервалы времени частично пересекаются, то есть имеют общую часть, длящуюся от начала использования конкретного баллона до тех пор, пока в нем не закончится газ (обратите внимание на аналогию с тающим льдом под пальмами).
В-третьих, применен фундаментальный А-Навигатор № 3: разделение противоречивых свойств в структуре. Осуществлен переход от непрерывной системы транспортировки газа к дискретной, порционной, однако, вся система в целом по-прежнему обеспечивает непрерывную подачу газа в рабочую зону. То есть, части системы имеют одно функциональное состояние, а вся система в целом - противоположное!
Пример 12. Как делают шоколадные бутылочки с ликером. Такие бутылочки можно получать, например, таким способом: отливать из горячего жидкого шоколада пустотелые бутылочки, после остывания наполнять их ликером и закрывать бутылочку, снова разогревая верх горлышка до жидкого состояния и сжимая горлышко до образования сплошной головки вверху бутылочки. При этом каждая бутылочка создается из двух сплавляемых половинок, для чего вдоль линии соединения этих половинок шоколад снова нужно разогревать до жидкого состояния. Этот способ был сложен, дорог и низкопроизводителен. Это объясняется тем, что сложны и дорогостоящи формы для заливки шоколада. Низкая производительность объясняется медленным процессом наполнения и освобождения форм, медленным процессом соединения половинок бутылочки, медленным процессом заливки ликера, необходимостью закрытия горлышка бутылочки.
Здесь активно используется фундаментальный А-Навигатор № 4 и физико-технический эффект фазового перехода веществ. Однако, вся технология недостаточно эффективна. Административная проблема: как можно улучшить процесс в целом?
«Идеальный» технологический процесс должен исключить дорогие формы для заливки шоколада, должен исключить получение бутылочки из двух половинок, должен исключить операцию закрытия горлышка бутылочки! То есть, мы требуем совершенно невозможного! Но, может быть, «невозможного» только в рамках старой технологии? А почему бы не изобрести новую технологию, именно ту, которая нам нужна, более «идеальную»?! Что нам мешает?
Прежде всего, нам мешает устойчивое стереотипное представление о «неизменяемой» последовательности операций в известном технологическом процессе. Нам мешает стереотипное представление о «неизменяемых» состояниях веществ в технологических операциях.
Тогда давайте представим себе мысленно «идеальный» технологический процесс, не задумываясь вначале о том, как он может быть реализован. То есть представим его только как идеальную функциональную модель.
Пусть расплавленный шоколад заливается в некую «невидимую» форму так, что сразу приобретает форму бутылочки, как будто внутрь металлической формы вложена тоже «невидимая» форма в виде бутылочки. Посмотрите этот процесс мысленно еще и еще раз! Обратите внимание, как обтекает шоколад прозрачные формы. Кстати, не кажется ли вам, что верхняя форма вовсе не нужна, так как шоколад вполне точно обтекает линии внутренней формы?! Давайте откажемся от верхней формы! Уже неплохо! Но что делать с внутренней формой? Как ее извлечь из застывшей на ней шоколадной бутылочки?
Снова наблюдаем, как расплавленный шоколад обтекает нечто невидимое, прозрачное, как стекло или лед. Кстати, «идеальный» технологический процесс тот, в котором результат есть, а самого процесса как бы и нет! То же можно сказать и о некоторой «идеальной» системе: функция есть, а системы нет, и она не потребляет энергии и не занимает пространство.
Применим эту «идеальную» функциональную модель к нашей задаче. Пусть внутреннюю форму вообще не нужно извлекать! Это может означать, например, что она станет полезной частью готового изделия!? Вы еще не догадались? Тогда попробуйте не читать дальше и снова мысленно наблюдайте, как шоколад обтекает некую «внутреннюю форму». Подумайте, как из чего-то «полезного» можно сделать «неизвлекаемую» форму?