Kontradiksi teknis. Kontradiksi teknis dari tugas tersebut

PENERIMAAN 18
MENGGUNAKAN GETARAN MEKANIK
a) Membawa suatu benda ke dalam gerak osilasi.
b) Jika gerakan seperti itu sudah terjadi, tingkatkan frekuensinya (hingga ultrasonik).
c) Gunakan frekuensi resonansi.
d) Gunakan vibrator piezo sebagai pengganti vibrator mekanis.
e) Gunakan getaran ultrasonik yang dikombinasikan dengan medan elektromagnetik.

Sertifikat Penulis No. 220380. Metode permukaan busur getar dan pengelasan bagian-bagian di bawah lapisan fluks dengan getaran elektroda frekuensi rendah, berbeda dalam hal ini, untuk meningkatkan kualitas logam yang diendapkan, getaran ultrasonik frekuensi tinggi, misalnya, 20 kHz ditumpangkan pada getaran frekuensi rendah.

Sertifikat Hak Cipta No. 307896. Cara pemotongan kayu tanpa serbuk gergaji dengan menggunakan alat pemotong yang mengubah dimensi geometrisnya, berbeda dalam hal ini untuk mengurangi usaha memasukkan pahat ke dalam kayu, maka pemotongan dilakukan dengan pahat yang frekuensi denyutnya mendekati frekuensi getaran alami kayu yang dipotong.

Paten AS No. 3239283. Gesekan statis secara tajam mengurangi sensitivitas instrumen tipis dan mencegah tangan, pendulum, dan bagian bergerak lainnya agar tidak mudah berputar pada bantalan. Untuk menghindari hal ini, bantalan dibuat bergetar, dan elemen-elemen perangkat terus-menerus membuat gerakan berosilasi relatif satu sama lain. Motor listrik biasanya digunakan sebagai sumber getaran. Pada saat yang sama, kinematika perangkat menjadi jauh lebih rumit, dan bobotnya bertambah. Penemu Amerika John Broz dan William Laubendorfer mengembangkan desain bantalan di mana busingnya terbuat dari bahan piezoelektrik dan kedua sisinya dilapisi dengan foil tipis konduktif listrik. Elektroda disolder ke foil, di mana arus bolak-balik disuplai, menciptakan getaran.

Dengan mempersempit lambung kapal, kami mengurangi biaya gesekan dan mencapai kecepatan tinggi. Namun di saat yang sama, kestabilan kapal juga menurun, di laut yang ganas bisa terbalik. Dengan membuat kapal lebih lebar, kita akan mencapai stabilitas yang baik, namun kecepatannya akan berkurang.

Dengan memperkecil ukuran tombol pada panel ponsel, kami membuatnya sekompak mungkin. Namun menghubungi nomor tersebut akan menjadi merepotkan. Dengan menambah ukuran tombol, kita dapat dengan mudah memanggil nomor, tetapi untuk mengakomodasi tombol tersebut Anda memerlukan casing yang besar.

Dengan menggunakan kata sandi yang terdiri dari beberapa lusin karakter, kami meningkatkan keamanan program komputer dari perampokan. Namun kata sandi seperti itu sulit untuk diingat. Kata sandi yang pendek mudah diingat, tetapi juga mudah dipalsukan.

Dengan menggunakan bus yang lebih luas, kami mengurangi jumlah bus pada rute dan biaya upah pengemudi, namun pada saat yang sama, waktu naik dan turun penumpang serta interval perjalanan meningkat. Dengan menggunakan bus kecil, kami mengurangi interval perjalanan, namun biaya upah pengemudi meningkat.

Triz

Kontradiksi teknis dapat direpresentasikan dalam diagram berikut (Gbr. 10):

MENGIDENTIFIKASI KONTRADISI TEKNIS

Pekerjaan ini dapat dilakukan dalam beberapa langkah.

Beras. 11. Diagram TP untuk sebuah jendela

Beras. 12. Diagram TP untuk peralatan selam

Perumusan IS dalam bentuk TP memiliki potensi heuristik - tampaknya memotong jalan untuk menemukan kompromi, solusi yang tidak ideal, dan juga memungkinkan penggunaan alat “Teknik untuk menghilangkan kontradiksi teknis”.

Kontroversi

KONTRADIKSI FISIK

Kontradiksi fisik mempunyai potensi heuristik yang lebih besar.

Cara standar untuk meningkatkan kendaraan adalah optimasi, yaitu memilih nilai optimal dari karakteristiknya. Pada saat yang sama, mereka mencoba mencapai kompromi sederhana antara persyaratan yang berlawanan untuk kendaraan. Namun hal ini tidak selalu memungkinkan. Ketika optimasi tidak memungkinkan tercapainya kualitas konsumen yang diinginkan, masalah inventif harus diselesaikan.

Untuk melakukan ini, Anda perlu menetapkan tugas secara tepat - untuk mencapai tingkat realisasi setinggi mungkin dari sifat-sifat yang berlawanan. Masalah ini dirumuskan dalam bentuk kontradiksi fisik.

Ketebalan besar Ketebalan kecil Besar Kecil

untuk kekuatan untuk transparansi untuk otonomi untuk kemampuan manuver

Beras. 13, FP untuk jendela Gambar. 14. FP untuk scuba

Mari kita lihat 40 teknik dasar untuk menghilangkan kontradiksi teknis.

1. Prinsip penghancuran

A. Bagilah suatu objek menjadi bagian-bagian yang independen.

B. Buat objeknya bisa dilipat.

V. Meningkatkan derajat fragmentasi suatu objek.

Contoh. Kapal kargo dibagi menjadi beberapa bagian serupa. Jika perlu, kapal bisa dibuat lebih panjang atau lebih pendek.

2. Prinsip ajudikasi

Pisahkan bagian yang “mengganggu” dari objek (properti yang “mengganggu”) atau, sebaliknya, pilih hanya bagian yang diperlukan atau properti yang diperlukan.

Berbeda dengan teknik sebelumnya yang membagi suatu benda menjadi bagian-bagian yang sama, di sini diusulkan untuk membagi benda menjadi beberapa bagian.

Contoh. Biasanya, pada kapal pesiar kecil dan kapal, listrik untuk penerangan dan kebutuhan lainnya dihasilkan oleh generator yang digerakkan oleh mesin baling-baling. Untuk menghasilkan tenaga listrik pada tempat parkir perlu dipasang generator listrik bantu yang digerakkan oleh mesin pembakaran dalam. Mesin secara alami menimbulkan KEBISINGAN dan getaran. Diusulkan untuk menempatkan mesin dan generator dalam kapsul terpisah, terletak agak jauh dari kapal dan dihubungkan dengan kabel.

3. Prinsip mutu lokal

A. Beralih dari struktur homogen suatu objek atau lingkungan luar (pengaruh luar) ke heterogen.

B. Bagian-bagian yang berbeda dari suatu objek harus menjalankan fungsi yang berbeda.

V. Setiap bagian dari fasilitas harus berada dalam kondisi yang paling menguntungkan untuk pengoperasiannya.

Contoh. Untuk memerangi debu pada pekerjaan tambang, air dialirkan ke alat-alat (bagian kerja mesin bor dan pemuatan) dalam bentuk kerucut berupa tetesan-tetesan kecil. Semakin kecil tetesannya, semakin baik daya tahannya terhadap debu, namun tetesan kecil dengan mudah membentuk kabut, sehingga menyulitkan pekerjaan. Solusi: lapisan tetesan besar dibuat di sekitar kerucut tetesan kecil.

4. Prinsip asimetri

A. Berpindah dari bentuk benda yang simetris ke bentuk benda yang asimetris.

B. Jika benda sudah asimetris, tingkatkan derajat asimetrinya.

Contoh. Tahan guncangan ban mobil memiliki satu dinding samping yang lebih kuat - untuk ketahanan yang lebih baik terhadap benturan pada trotoar.

5. Prinsip unifikasi

A. Hubungkan objek yang homogen atau dimaksudkan untuk operasi terkait.

B. Gabungkan operasi yang homogen atau terkait dalam waktu.

Contoh. Mikroskop tandem ganda. Satu orang mengoperasikan manipulator, sementara orang kedua sibuk mengamati dan mencatat.

6. Prinsip universalitas

Objek melakukan beberapa fungsi berbeda, menghilangkan kebutuhan akan objek lain.

Contoh. Pegangan tas kerja juga berfungsi sebagai expander (a.s. no. 187 964).

7. Prinsip “matryoshka”.

A. Satu benda ditempatkan di dalam benda lain, yang kemudian ditempatkan di dalam benda ketiga, dan seterusnya.

B. Suatu benda melewati rongga pada benda lain.

Contoh. “Suatu konsentrator ultrasonik getaran elastis, terdiri dari bagian-bagian setengah gelombang yang diikat menjadi satu, dicirikan bahwa untuk mengurangi panjang konsentrator dan meningkatkan stabilitasnya, bagian setengah gelombang dibuat dalam bentuk kerucut berongga yang dimasukkan ke dalam satu yang lain” (a.s. No. 186 781). Di sebuah. Dengan. 462 315, solusi yang persis sama digunakan untuk mengurangi dimensi bagian keluaran elemen piezoelektrik transformator. Dalam alat untuk menggambar logam menurut a. Dengan. No.304 027 "matryoshka" terbuat dari cetakan berbentuk kerucut.

8. Prinsip anti-berat

A. Kompensasi berat suatu benda dengan menyambungkannya ke benda lain yang mempunyai gaya angkat.

B. Kompensasi berat suatu benda melalui interaksi dengan lingkungan (terutama karena gaya aero dan hidrodinamik). Contoh hal. “Pengatur kecepatan mesin angin putar jenis rem sentrifugal, dipasang pada sumbu vertikal rotor, dicirikan bahwa untuk mempertahankan kecepatan putaran rotor dalam rentang kecepatan kecil dengan peningkatan daya yang kuat, bobot pengatur dibuat dalam bentuk bilah yang memberikan pengereman aerodinamis” (a.s. No. 167 784).

Menarik untuk dicatat bahwa klaim tersebut dengan jelas mencerminkan kontradiksi yang diatasi oleh penemuan ini. Untuk gaya angin tertentu dan massa muatan tertentu, diperoleh sejumlah putaran tertentu. Untuk menguranginya (dengan meningkatnya kekuatan angin). Anda perlu menambah massa kargo. Namun muatannya berputar dan sulit dijangkau. Dan sekarang kontradiksi tersebut dihilangkan dengan fakta bahwa beban. diberi bentuk yang menimbulkan pengereman aerodinamis, yaitu beban dibuat berbentuk sayap dengan sudut serang negatif.

Gagasan umumnya jelas: jika Anda perlu mengubah massa suatu benda yang bergerak, tetapi massanya tidak dapat diubah karena alasan tertentu, maka benda tersebut harus diberi bentuk sayap dan, dengan mengubah kemiringan sayap ke arah arah gerakan, menerima gaya tambahan yang diarahkan ke arah yang diinginkan.

9. Prinsip anti tindakan awal

Jika, sesuai dengan kondisi tugas, perlu dilakukan suatu tindakan, maka perlu dilakukan tindakan anti-tindakan terlebih dahulu.

Contoh. “Suatu metode pemotongan dengan pemotong cangkir yang berputar mengelilingi sumbu geometriknya selama proses pemotongan, yang ditandai dengan, untuk mencegah terjadinya getaran, pemotong cangkir diberi gaya-gaya yang besarnya hampir sama dan diarahkan berlawanan dengan gaya-gaya tersebut. timbul selama proses pemotongan” (a.s. No. 536866 ).

10. Prinsip tindakan pendahuluan

A. Lakukan tindakan yang diperlukan terlebih dahulu (secara keseluruhan atau setidaknya sebagian).

B. Atur objek terlebih dahulu sehingga dapat dioperasikan tanpa membuang waktu pengiriman dan dari lokasi yang paling nyaman.

Contohnya adalah solusi Soal 41 di atas.

11. Prinsip “bantal yang sudah ditanam sebelumnya”

Kompensasi atas keandalan fasilitas yang relatif rendah dengan sarana darurat yang telah disiapkan sebelumnya.

Contoh. “Suatu metode untuk memproses bahan anorganik, seperti serat kaca, dengan paparan sinar plasma, yang ditandai dengan, untuk meningkatkan kekuatan mekanik, larutan atau lelehan garam logam alkali atau alkali tanah pertama-tama diterapkan pada bahan anorganik” (a.s. No. 522 150). Zat yang “menyembuhkan” microcracks diterapkan terlebih dahulu. Ada sebuah. Dengan. 456 594, yang menurutnya sebuah cincin dipasang pada dahan pohon (sebelum ditebang), menekan dahan tersebut. Pohon itu, yang merasakan “rasa sakit”, mengirimkan nutrisi dan zat penyembuh ke tempat ini. Dengan demikian, zat-zat ini terakumulasi sebelum cabang ditebang, sehingga mempercepat penyembuhan setelah pemotongan.

12. Prinsip ekuipotensialitas

Ubah kondisi kerja sehingga Anda tidak perlu menaikkan atau menurunkan benda.

Contoh. Sebuah perangkat telah diusulkan yang menghilangkan kebutuhan untuk mengangkat dan menurunkan cetakan berat. Alat tersebut dibuat dalam bentuk attachment dengan meja roller yang dipasang pada meja press (AS No. 264679).

13. Prinsip “sebaliknya”.

A. Daripada melakukan tindakan yang ditentukan oleh kondisi tugas, lakukan tindakan sebaliknya.

B. Membuat bagian benda atau lingkungan luar yang bergerak menjadi tidak bergerak, dan bagian yang tidak bergerak menjadi bergerak. V. Balikkan suatu benda, balikkan bagian dalam ke luar.

Contoh. Mengingat masalah 9 (tentang filter debu), kita berkenalan dengan a. Dengan. No.156 133: filternya terbuat dari magnet, di antaranya terdapat bubuk feromagnetik Tujuh tahun kemudian, a. Dengan. No.319 325, di mana filternya dibuat - “Filter elektromagnetik untuk pemurnian mekanis cairan dan gas, mengandung sumber medan magnet dan elemen filter yang terbuat dari bahan magnet granular, dicirikan untuk mengurangi konsumsi tertentu listrik dan meningkatkan produktivitas, elemen filter ditempatkan di sekitar sumber medan magnet dan membentuk sirkuit magnet tertutup eksternal."

14. Prinsip spheroidalitas

A. Berpindah dari bagian bujursangkar ke bagian melengkung, dari permukaan datar ke bagian bola, dari bagian yang berbentuk kubus atau paralelepiped ke struktur bola.

B. Gunakan rol, bola, spiral.

V. Pergi dari gerakan bujursangkar untuk memutar, gunakan gaya sentrifugal.

Contoh. Alat untuk mengelas pipa menjadi lembaran tabung mempunyai elektroda berbentuk bola-bola yang menggelinding.

15. Prinsip dinamisme

A. Karakteristik benda (atau lingkungan luar) harus berubah agar optimal pada setiap tahapan pekerjaan.

B. Bagilah suatu benda menjadi beberapa bagian yang dapat bergerak relatif satu sama lain.

V. Jika benda pada umumnya diam, buatlah benda itu bergerak, bergerak.

Contoh. “Suatu metode pengelasan busur otomatis dengan elektroda strip, yang dicirikan bahwa, untuk mengatur secara luas bentuk dan ukuran kolam las, elektroda dibengkokkan sepanjang generatrixnya, sehingga memberikan bentuk lengkung, yang diubah selama pengelasan. proses” (a.p. No. 258 490).

16. Prinsip tindakan sebagian atau berlebihan

Jika sulit untuk mendapatkan 100% efek yang diperlukan, Anda perlu mendapatkan "sedikit lebih sedikit" atau "sedikit lebih" - tugasnya dapat disederhanakan secara signifikan.

Tekniknya sudah familiar dari tugas 34: silinder dicat berlebih, yang kemudian dilepas.

17. Prinsip peralihan ke dimensi lain

A. Kesulitan yang terkait dengan pergerakan (atau penempatan) suatu objek di sepanjang garis dihilangkan jika objek tersebut memperoleh kemampuan untuk bergerak dalam dua dimensi (yaitu, pada bidang datar). Dengan demikian, masalah yang terkait dengan pergerakan (atau penempatan) objek dalam satu bidang dihilangkan ketika berpindah ke ruang tiga dimensi.

B. Gunakan tata letak objek bertingkat, bukan satu lantai.

V. Miringkan objek atau letakkan pada sisinya.

d.Gunakan sisi sebaliknya dari area ini.

e. Menggunakan fluks optik yang datang pada area yang berdekatan atau berlawanan dengan area yang ada.

Teknik 17a dapat dikombinasikan dengan teknik 7 dan 15b. Hasilnya adalah sebuah rantai yang menjadi ciri tren umum dalam perkembangan sistem teknis: dari titik ke garis, lalu ke bidang, lalu ke volume, dan akhirnya, ke kombinasi banyak volume.

Contoh. “Metode penyimpanan kayu gelondongan musim dingin di atas air dengan memasangnya di ekuator serangan jalan, dicirikan bahwa untuk meningkatkan kapasitas spesifik ekuator dan mengurangi volume kayu beku, kayu gelondongan dibentuk menjadi bundel: dengan lebar dan tinggi penampang melebihi panjang kayu gelondongan, setelah itu balok-balok yang dibentuk dipasang pada posisi vertikal” (a.s. No. 236 318).

18. Penggunaan getaran mekanis

A. Mengatur suatu benda menjadi gerak osilasi.

B. Jika gerakan seperti itu sudah terjadi, tingkatkan frekuensinya (hingga ultrasonik).

V. Gunakan frekuensi resonansi.

d.Gunakan vibrator piezo sebagai pengganti vibrator mekanis.

d.Gunakan getaran ultrasonik yang dikombinasikan dengan medan elektromagnetik.

Contoh. “Cara pemotongan kayu tanpa serbuk gergaji, dicirikan bahwa untuk mengurangi gaya memasukkan suatu perkakas ke dalam kayu, pemotongan dilakukan dengan perkakas yang frekuensi denyutnya mendekati frekuensi alami getaran kayu tersebut. potong” (as No. 307986).

19. Prinsip tindakan berkala

A. Beralih dari tindakan berkelanjutan ke tindakan periodik (berdenyut).

B. Jika tindakan sudah dilakukan secara berkala, ubah frekuensinya.

V. Gunakan jeda di antara impuls untuk tindakan lain.

Contoh. “Metode untuk secara otomatis mengontrol siklus termal pengelasan titik resistansi, terutama bagian dengan ketebalan kecil, berdasarkan pengukuran termo-ggl, yang dicirikan bahwa untuk meningkatkan akurasi kontrol saat mengelas dengan pulsa frekuensi tinggi, termo-ggl adalah diukur dalam jeda antara pulsa arus pengelasan" (a.s. No. 336 120).

20. Asas kesinambungan perbuatan yang bermanfaat

A. Beroperasi secara kontinyu (seluruh bagian fasilitas harus beroperasi dengan beban penuh setiap saat).

B. Hilangkan pukulan idle dan menengah.

Contoh. “Cara pengolahan lubang berupa dua silinder yang berpotongan, misalnya soket sangkar bantalan, dicirikan bahwa untuk meningkatkan produktivitas pengolahan, dilakukan dengan bor (countersink) yang ujung tombaknya memungkinkan pemotongan. baik pada saat pahat maju maupun mundur” (a. hal. No. 262 582).

21. Prinsip terobosan

Lakukan proses atau tahapan individualnya (misalnya berbahaya atau berbahaya) dengan kecepatan tinggi.

Contoh. “Cara pengolahan kayu dalam produksi veneer dengan cara pemanasan, ditandai dengan untuk mengawetkan kayu alam, pemanasan dilakukan dengan pemaparan jangka pendek terhadap nyala api gas bersuhu 300-600 ° C secara langsung selama proses berlangsung. produksi veneer” (a.s. No. 338 371).

22. Prinsip “mengubah kerugian menjadi manfaat”

A. Gunakan faktor-faktor berbahaya (khususnya pengaruh lingkungan yang berbahaya) untuk mendapatkan efek positif.

B. Hilangkan faktor berbahaya dengan menggabungkannya dengan faktor berbahaya lainnya.

V. Memperkuat faktor berbahaya sedemikian rupa sehingga tidak lagi berbahaya.

Contoh. “Suatu metode untuk memulihkan kemampuan mengalir bahan curah beku, yang dicirikan bahwa untuk mempercepat proses pemulihan kemampuan mengalir bahan dan mengurangi intensitas tenaga kerja, bahan beku tersebut terkena suhu yang sangat rendah” (as No. 409 938 ).

23. Prinsip umpan balik

A. Masukkan masukan.

B. Jika ada umpan balik, ubahlah.

Contoh. “Suatu metode untuk secara otomatis mengatur rezim suhu pembakaran bahan sulfida dalam unggun terfluidisasi dengan mengubah aliran bahan yang dimuat sebagai fungsi suhu, yang dicirikan bahwa untuk meningkatkan akurasi dinamis dalam mempertahankan nilai suhu tertentu, suplai bahan berubah tergantung pada perubahan kandungan sulfur dioksida dalam gas buang” (a.s.no. 302 382).

24. Prinsip “perantara”

A. Gunakan objek perantara yang membawa atau meneruskan tindakan.

B. Lampirkan sementara objek lain (yang mudah dilepas) ke objek tersebut.

Contoh. “Metode kalibrasi instrumen untuk mengukur tegangan dinamis pada media padat di bawah pembebanan statis sampel suatu media dengan alat yang ditempatkan di dalamnya, dicirikan bahwa untuk meningkatkan keakuratan kalibrasi, sampel dengan alat yang ditempatkan di dalamnya adalah dimuat melalui elemen perantara yang rapuh” (as no. 354 135).

25. Prinsip swalayan

A. Fasilitas harus memelihara dirinya sendiri, melakukan operasi tambahan dan perbaikan.

B. Memanfaatkan limbah (energi, zat).

Contoh. Pada pistol las listrik, kawat las biasanya disuplai dengan alat khusus. Diusulkan untuk menggunakan solenoid yang ditenagai oleh arus pengelasan untuk memberi makan kawat.

26. Prinsip penyalinan

A. Alih-alih objek yang tidak dapat diakses, rumit, mahal, tidak nyaman atau rapuh, gunakanlah salinannya yang disederhanakan dan murah.

B. Mengganti suatu objek atau sistem objek dengan salinan optiknya (gambar). Gunakan perubahan skala (memperbesar atau memperkecil salinan).

V. Jika salinan optik terlihat digunakan, beralihlah ke salinan inframerah atau ultraviolet. Contoh. “Buku ajar visual geodesi, dibuat dalam bentuk panel artistik yang ditulis pada bidang datar, bercirikan untuk keperluan survei geodesi berikutnya terhadap citra area dari panel tersebut, dibuat menurut data survei takeometri. dan dilengkapi dengan miniatur batang geodetik pada titik-titik karakteristik kawasan tersebut” (A.S. No. 86560).

27. Kerapuhan yang murah daripada daya tahan yang mahal

Gantikan suatu barang mahal dengan sekumpulan barang murah, dengan mengorbankan beberapa kualitas (misalnya daya tahan).

Contoh. Perangkap tikus sekali pakai: tabung plastik dengan umpan; tikus memasuki perangkap melalui lubang berbentuk kerucut; dinding lubang tidak tertekuk dan tidak membiarkannya keluar kembali.

28. Mengganti rangkaian mekanis

A. Ganti sirkuit mekanis dengan sirkuit optik, akustik, atau “bau”.

B. Gunakan medan listrik, magnet, dan elektromagnetik untuk berinteraksi dengan suatu objek.

V. Berpindah dari bidang yang diam ke bidang yang bergerak, dari bidang yang tetap ke bidang yang berubah terhadap waktu, dari bidang non-struktural ke bidang yang mempunyai struktur tertentu.

d.Gunakan medan yang dikombinasikan dengan partikel feromagnetik.

Contoh. “Suatu metode penerapan pelapisan logam pada bahan termoplastik melalui kontak dengan serbuk logam yang dipanaskan sampai suhu melebihi titik leleh termoplastik, ditandai dengan untuk meningkatkan kekuatan adhesi lapisan ke alas dan kepadatannya, prosesnya adalah dilakukan dalam medan elektromagnetik” (as no. 445 712).

29. Penggunaan struktur pneumatik dan hidrolik

Alih-alih menggunakan bagian benda padat, gunakan yang berbentuk gas dan cair: tiup dan berisi hidro, bantalan udara, hidrostatis, dan jet hidro.

Contoh. Untuk menghubungkan poros baling-baling kapal ke hub baling-baling, dibuat alur pada poros, di mana wadah berongga elastis (“kantong udara”) ditempatkan. Jika udara bertekanan disuplai ke wadah ini, ia akan mengembang dan menekan hub ke poros (a.s. L 313 741). Biasanya, dalam kasus seperti itu, elemen penghubung logam digunakan, tetapi sambungan dengan "kantong udara" lebih mudah dibuat: penyesuaian yang tepat pada permukaan perkawinan tidak diperlukan. Selain itu, sambungan ini memperlancar beban kejut. Menarik untuk membandingkan penemuan ini dengan penemuan yang kemudian diterbitkan menurut A. Dengan. 445 611 untuk wadah untuk mengangkut produk rapuh (misalnya pipa drainase): wadah tersebut memiliki cangkang tiup yang menekan produk dan mencegah pecah selama pengangkutan. Bidang teknologi berbeda, tetapi tugas dan solusinya benar-benar identik. Di sebuah. C. Elemen tiup No. 249583 bekerja dalam genggaman derek. Di sebuah. Dengan. 409 875 - menekan produk rapuh ke dalam alat penggergajian. Ada banyak sekali penemuan serupa. Rupanya, ini sederhana, inilah waktunya untuk berhenti mematenkan proposal semacam itu, dan memperkenalkan aturan sederhana ke dalam buku teks desain: jika Anda perlu menekan satu objek ke objek lain dengan hati-hati untuk sementara waktu, gunakan “kantong udara”. Tentu saja, ini tidak berarti bahwa keseluruhan teknik tidak lagi bersifat inventif.

Sebuah “kantung udara” yang menekan satu bagian ke bagian lain adalah bidang Su yang khas, di mana “kantong” berperan sebagai medan mekanis. Menurut peraturan umum pengembangan sistem sepole, transisi ke sistem sepole harus diharapkan. Transisi seperti itu sebenarnya terjadi: di a. Dengan. No.534 351 diusulkan untuk memasukkan bubuk feromagnetik ke dalam "kantong udara", dan untuk... untuk memperkuat tekanan, gunakan medan magnet. Dan lagi, ketidaksempurnaan bentuk paten mengarah pada fakta bahwa yang dipatenkan bukanlah gagasan universal untuk mengendalikan “kantung udara”, tetapi peningkatan khusus dari “kantung udara” penggilingan...

30. Penggunaan cangkang fleksibel dan film tipis

A. Daripada struktur konvensional, gunakan cangkang fleksibel dan film tipis.

B. Isolasi suatu benda dari lingkungan luar menggunakan cangkang fleksibel dan film tipis.

Contoh. “Suatu cara pembentukan produk beton aerasi dengan cara menuangkan bahan baku ke dalam cetakan kemudian menahannya, ditandai dengan untuk meningkatkan derajat pembengkakan, pada bahan baku yang dituangkan ke dalam cetakan, bahan baku kedap gas diletakkan” ( a.s No. 339 406).

31. Penerapan bahan berpori

A. Buat objek berpori atau gunakan elemen berpori tambahan (sisipan, pelapis, dll.).

B. Jika benda sudah berpori, isi terlebih dahulu pori-pori tersebut dengan bahan tertentu.

Contoh. "Sistem pendingin evaporatif untuk mesin listrik, yang dicirikan bahwa, untuk menghilangkan kebutuhan untuk memasok zat pendingin ke mesin, bagian aktif dan elemen struktural individu terbuat dari bahan berpori, misalnya baja bubuk berpori, diresapi dengan a zat pendingin cair, yang menguap selama pengoperasian mesin dan dengan demikian menghasilkan pendinginan jangka pendek, intensif dan seragam" (a.s. No. 187 135).

32. Prinsip perubahan warna

A. Mengubah warna suatu objek atau lingkungan luar.

B. Mengubah tingkat transparansi suatu objek atau lingkungan eksternal.

V. Untuk mengamati objek atau proses yang terlihat buruk, gunakan bahan tambahan pewarna.

d.Jika bahan tambahan tersebut sudah digunakan, gunakan fosfor.

Contoh. Paten AS No. 3.425.412: Pembalut transparan yang memungkinkan luka diamati tanpa melepas pembalut.

33. Prinsip homogenitas

Benda yang berinteraksi dengan benda ini harus terbuat dari bahan yang sama (atau sifat serupa).

Contoh. “Cara pembuatan cetakan pengecoran permanen dengan membentuk rongga kerja di dalamnya menurut suatu standar dengan cara pengecoran, yang dicirikan bahwa untuk mengimbangi penyusutan produk yang diperoleh dalam cetakan ini, standar dan cetakan dibuat dari a bahan yang identik dengan produk” (as No. 456 679).

34. Prinsip pemborosan dan regenerasi bagian

A. Suatu bagian dari suatu benda yang telah memenuhi tujuannya atau tidak diperlukan lagi harus dibuang (dilarutkan, diuapkan, dan lain-lain) atau dimodifikasi secara langsung selama pekerjaan.

B. Bagian benda yang dapat dikonsumsi harus diperbaiki secara langsung selama pekerjaan.

Contoh. "Suatu metode untuk mempelajari zona suhu tinggi, terutama proses pengelasan, di mana serat probe dimasukkan ke dalam zona yang diteliti, yang dicirikan bahwa untuk meningkatkan kemungkinan mempelajari zona suhu tinggi selama pengelasan busur dan elektroslag, a serat probe yang dapat dikonsumsi digunakan, yang secara terus menerus dimasukkan ke dalam zona yang diteliti dengan kecepatan tidak kurang dari kecepatan pencairannya" (a.s. No. 433 397).

35. Mengubah keadaan agregasi suatu benda

Hal ini tidak hanya mencakup transisi sederhana, seperti dari padat ke cair, tetapi juga transisi ke “keadaan semu” (“cair semu”) dan keadaan peralihan, seperti penggunaan padatan elastis.

Contoh. Paten Jerman No. 1 291 210: bagian pengereman untuk landasan dirancang dalam bentuk “bak mandi” berisi cairan kental, di mana terdapat lapisan tebal bahan elastis.

36. Penerapan transisi fase

Gunakan fenomena yang terjadi selama transisi fase, seperti perubahan volume, pelepasan atau penyerapan panas, dll.

Contoh. "Steker untuk menyegel pipa dan leher dengan berbagai bentuk bagian, dicirikan bahwa, untuk menyatukan dan menyederhanakan desain, itu dibuat dalam bentuk kaca di mana paduan logam dengan titik leleh rendah dituangkan, yang mengembang selama pemadatan dan memastikan kekencangan sambungan" (a.s. No. .319 806).

37. Penerapan ekspansi termal

A. Gunakan ekspansi termal (atau kontraksi) material.

B. Gunakan beberapa bahan dengan koefisien muai panas berbeda.

Contoh. Di sebuah. Dengan. 463423 diusulkan untuk membuat atap rumah kaca dari pipa berongga berengsel, di dalamnya terdapat cairan yang mudah mengembang. Ketika suhu berubah, pusat gravitasi pipa berubah, sehingga pipa itu sendiri naik dan turun. Omong-omong, ini jawaban soal 30. Tentu saja, Anda juga bisa menggunakan pelat bimetalik yang dipasang di atap rumah kaca.

38. Penggunaan zat pengoksidasi kuat

A. Gantilah udara biasa dengan udara yang diperkaya.

B. Gantikan udara yang diperkaya dengan oksigen.

V. Paparan udara atau oksigen terhadap radiasi pengion.

d.Gunakan oksigen ozonasi.

e.Ganti oksigen ozonasi (atau terionisasi) dengan ozon.

Contoh. “Metode pembuatan film ferit melalui reaksi transpor gas kimia dalam lingkungan pengoksidasi, yang berbeda adalah untuk mengintensifkan oksidasi dan meningkatkan keseragaman film, prosesnya dilakukan dalam lingkungan ozon” (a.p. No. 261 859) .

39. Penerapan media inert

A. Gantikan media biasa dengan media inert.

B. Lakukan proses dalam ruang hampa. Teknik ini dapat dianggap sebagai kebalikan dari teknik sebelumnya.

Contoh. Suatu metode untuk mencegah kapas terbakar di tempat penyimpanan, yang dicirikan bahwa, untuk meningkatkan keandalan penyimpanan, kapas diolah dengan gas inert selama pengangkutannya ke tempat penyimpanan" (a.s. No. 270 171).

40. Penggunaan material komposit untuk berpindah dari material homogen ke material komposit

Contoh. “Suatu media untuk mendinginkan logam selama perlakuan panas, yang dicirikan bahwa, untuk menjamin laju pendinginan tertentu, media tersebut terdiri dari suspensi gas dalam cairan” (as No. 187060).

Mari kita coba selesaikan masalah sprinkler dengan menggunakan teknik yang biasa. Lebar sayap perlu ditingkatkan tiga kali lipat; nah, membuat lahan pertanian seluas tiga ratus meter secara teknis cukup layak. Apa yang akan hilang dari kita? Berat badan Anda akan bertambah. Jika lebar sayapnya diperbesar tiga kali lipat, rangkanya akan menjadi 27 kali lebih berat.

Ada beberapa mesin dan mekanisme (secara umum, objek teknis). indikator yang paling penting, mencirikan tingkat kesempurnaannya: bobot, dimensi, kekuatan, keandalan, dll. Terdapat saling ketergantungan tertentu antara indikator-indikator ini. Katakanlah satu unit daya memerlukan berat struktur tertentu. Untuk meningkatkan salah satu indikator dengan cara yang sudah dikenal dalam cabang teknologi ini, Anda harus “membayar” dengan memperburuk indikator lainnya.

Berikut adalah contoh umum dari praktik desain pesawat: “Menggandakan luas ekor vertikal suatu jenis pesawat mengurangi amplitudo getaran pesawat hanya sebesar 50%. Namun hal ini, pada gilirannya, meningkatkan kerentanan pesawat terhadap hembusan angin, meningkatkan hambatan, dan membuat struktur pesawat lebih berat, sehingga menimbulkan tantangan tambahan. KE

Perancang, dengan mempertimbangkan kondisi spesifik, memilih kombinasi karakteristik yang paling disukai: ada yang menang, dan ada yang kalah. “Saat Anda mempertimbangkan solusi dan kondisi teknis,” kata perancang pesawat terkenal O. Antonov, “yang mungkin tidak akan pernah dituliskan di atas kertas, soroti hal yang paling penting. Hanya sebagai upaya terakhir, jika sesuatu tidak dapat dicapai, lakukanlah yang diperbolehkan. Apa yang dapat diterima adalah beberapa ketidakpatuhan terhadap kondisi teknis yang diberikan, solusi kompromi, bisa dikatakan begitu. Misalkan, saat merancang sebuah pesawat terbang, Anda memenuhi persyaratan muatan dan kecepatan, tetapi Anda kurang beruntung dalam proses lepas landas. Kemudian Anda akan mulai mempertimbangkan ketiga persyaratan penting ini dan, mungkin, menyerah sedikit pada saat run-up - biarlah run-upnya bukan 500, tetapi 550 meter, tetapi semua kualitas lainnya akan tercapai. Ini adalah hal yang diperbolehkan.”

Akademisi A. N. Krylov berbicara tentang episode serupa dalam memoarnya. Pada tahun 1924, ilmuwan tersebut bekerja sebagai bagian dari komisi Soviet-Prancis yang memeriksa kapal perang Rusia di pelabuhan Bizerte, yang dibawa ke sana oleh Wrangel. Di sini, berdampingan dengan kapal perusak Rusia, berdiri kapal perusak Prancis - dengan usia dan ukuran yang hampir sama. Perbedaan kekuatan tempur kapal-kapal tersebut begitu besar sehingga Laksamana Bui, ketua komisi, tidak tahan dan berseru: “Kamu punya senjata, tapi kami punya kentut!” Bagaimana Anda mencapai perbedaan dalam persenjataan kapal perusak?” Krylov menjawab seperti ini: “Lihat, Laksamana, di geladak: kecuali stringer, di mana seluruh benteng berada, segala sesuatu yang lain, yang seperti atap, hampir seluruhnya berkarat, pipa-pipa, selubungnya, rumah geladak, dll. .- semuanya sudah usang. Lihatlah kapal perusak anda, semua yang ada di dalamnya seperti baru, namun kapal perusak kami berumur enam tahun tanpa perawatan dan tanpa pengecatan, tetapi tidak dalam hal ini poin utama. Kapal perusak Anda dibuat dari baja biasa dan memiliki tegangan desain 7 kg per 1 mm2, seolah-olah itu adalah kapal komersial yang harus melayani setidaknya selama 24 tahun. Hauf seluruhnya dibuat dari baja tahan tinggi, tegangan yang diperbolehkan adalah 12 kg atau lebih - di beberapa tempat 23 kg/mm2. Sebuah kapal perusak dibangun selama 10-12 tahun, karena selama ini kapal tersebut menjadi sangat ketinggalan jaman sehingga tidak lagi mewakili kekuatan tempur yang sebenarnya. Semua penambahan berat lambung digunakan untuk memperkuat senjata tempur, dan Anda melihat bahwa dalam pertempuran artileri, kapal perusak kami akan hancur berkeping-keping setidaknya empat, yaitu divisi Anda, sebelum mereka mendekati jarak tembak kentut mereka. .” “Betapa sederhananya!” - kata laksamana."

Seni seorang desainer sangat bergantung pada kemampuan menentukan apa yang perlu dimenangkan dan apa yang bisa dikorbankan untuk itu. Kreativitas inventif terdiri dari menemukan cara yang tidak memerlukan konsesi sama sekali (atau konsesi tersebut sangat kecil dibandingkan dengan hasil yang diperoleh).

Misalkan untuk mempercepat bongkar muat di lapangan terbang yang tidak dilengkapi peralatan, perlu dibuat alat pengangkat portabel yang dipasang pada pesawat angkut berat. Masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan sarana yang sudah tersedia dalam teknologi modern. Berdasarkan prinsip umum merancang alat pengangkat dan menggunakan, katakanlah, pengalaman dalam membuat truk derek ringan, seorang perancang yang berkualifikasi mampu merancang perangkat yang diperlukan. Jelas bahwa hal ini akan meningkatkan, pada tingkat tertentu, bobot mati pesawat. Meskipun menang dalam satu hal, sang desainer sekaligus kalah dalam hal lain. Seringkali Anda dapat menerima hal ini, dan tugas perancangnya adalah menang lebih banyak dan kalah lebih sedikit.

Kebutuhan akan penemuan muncul ketika tugas tersebut mengandung persyaratan tambahan: menang dan... tidak kehilangan apa pun. Misalnya, alat pengangkat harus cukup kuat dan sekaligus tidak membebani pesawat. Untuk mengatasi masalah ini teknik terkenal mustahil: bahkan derek bergerak terbaik pun memiliki bobot yang cukup besar. Dibutuhkan pendekatan baru di sini, diperlukan penemuan.

Dengan demikian, suatu masalah biasa menjadi inventif jika kondisi yang diperlukan untuk penyelesaiannya adalah penghapusan kontradiksi teknis.

Tidak sulit membuat mesin baru, mengabaikan kontradiksi teknis. Namun kemudian mesin tersebut tidak dapat beroperasi dan tidak bernyawa.

Apakah penemuan selalu berarti menghilangkan kontradiksi teknis?

Harus dikatakan bahwa ada dua konsep “penemuan” - hukum (paten) dan teknis. Konsep hukum berbeda di berbagai negara, selain itu, ini teh! sedang berubah.

Konsep hukum berusaha untuk mencerminkan seakurat mungkin batas-batas yang ada saat ini perlindungan hukum terhadap struktur teknik baru layak secara ekonomi. Untuk sebuah konsep teknis, yang penting bukanlah batas-batas ini, melainkan inti dari penemuan ini, esensinya yang stabil secara historis.

Dari sudut pandang seorang insinyur, menciptakan penemuan baru selalu berarti mengatasi (seluruhnya atau sebagian) kontradiksi teknis.

Munculnya dan diatasinya kontradiksi adalah salah satu ciri utama kemajuan teknis. Menganalisis perkembangan pabrik, Marx menulis di Capital: “Peningkatan ukuran mesin kerja dan jumlah peralatan yang beroperasi secara bersamaan memerlukan mekanisme propulsi yang lebih besar... Sudah pada abad ke-18, upaya dilakukan untuk menggerakkan dua pabrik. pelari dan dua orang berdiri melalui satu kincir air. Namun peningkatan ukuran mekanisme transmisi menimbulkan konflik dengan kekurangan tenaga air..."

Ini adalah contoh nyata dari kontradiksi teknis: upaya untuk meningkatkan beberapa properti suatu mesin menimbulkan konflik dengan properti lainnya.

Banyak contoh kontradiksi teknis yang diberikan oleh Friedrich Engels dalam artikel “The History of the Rifle.” Intinya, keseluruhan artikel ini adalah analisis kontradiksi internal yang menentukan sejarah perkembangan senapan. Engels menunjukkan, misalnya, bahwa dari saat senapan muncul hingga ditemukannya senapan yang dimuat dari sungsang, kontradiksi utamanya adalah bahwa untuk meningkatkan sifat penembakan, laras harus diperpendek (pemuatan dilakukan dari laras. dan menjadi lebih mudah dengan laras pendek), dan untuk meningkatkan sifat “bayonet” senapan, sebaliknya, memperpanjang laras. Kualitas-kualitas kontradiktif ini digabungkan dalam senapan yang memuat sungsang.

Berikut beberapa permasalahan dari berbagai cabang teknologi yang mengandung kontradiksi teknis. Masalah-masalah tersebut tidak ditemukan oleh penulisnya, tetapi diambil dari surat kabar, majalah, dan buku.

Pertambangan

Sejak lama, untuk mengisolasi area kebakaran bawah tanah, para penambang telah mendirikan ambang pintu - Dinding khusus yang terbuat dari batu bata, beton, atau batu paving. Konstruksi ambang pintu menjadi sangat rumit jika gas dilepaskan di dalam poros. Dalam hal ini, pelompat harus dibuat kedap udara, setiap retakan harus ditutup dengan hati-hati, dan semua ini selalu berada di bawah ancaman ledakan. Untuk melindungi diri mereka sendiri, para penambang mulai membangun dua ambang pintu. Yang pertama - sementara - dilakukan dengan tergesa-gesa. Hal ini memungkinkan udara untuk melewatinya dan hanya berfungsi sebagai barikade, di bawah naungannya seseorang dapat, tanpa tergesa-gesa, membangun barikade kedua yang permanen. Dengan demikian, para penambang mendapatkan keselamatan, namun kehilangan intensitas tenaga kerja.

Teknologi Kimia

Ketika tekanan meningkat, laju sintesis meningkat dan, akibatnya, produktivitas kolom sintesis meningkat. Namun pada saat yang sama, konsumsi energi untuk mengompresi sejumlah gas tertentu meningkat: karena alasan desain, ukuran perangkat dan, akibatnya, kekuatannya perlu dibatasi. Kelarutan campuran nitrogen-hidrogen dalam amonia cair dan kehilangannya meningkat.

Elektronik

Elektronik modern dihadapkan pada dilema yang serius: di satu sisi, persyaratan kinerja terus meningkat dan, karenanya, sistem elektronik menjadi lebih kompleks; di sisi lain, pembatasan ukuran, berat dan konsumsi daya menjadi semakin ketat... Masalah keandalan yang disebabkan oleh meningkatnya kompleksitas peralatan juga sama pentingnya, dan mungkin bahkan lebih besar.

Rekayasa radio

Antena teleskop radio memiliki dua karakteristik utama - sensitivitas dan resolusi. Semakin besar area antena, semakin tinggi sensitivitas teleskop dan semakin jauh teleskop tersebut dapat melihat ke kedalaman alam semesta. Resolusi adalah “ketajaman penglihatan” teleskop. Ini menunjukkan seberapa baik perangkat membedakan dua sumber radiasi yang berbeda.

nilai-nilai yang terletak pada jarak sudut kecil satu sama lain. Selain itu, “mata radio” yang besar harus menutupi langit sebanyak mungkin dengan pandangannya. Untuk melakukan ini, antena harus dapat digerakkan. Namun memindahkan antena besar sambil menjaga bentuknya tidak berubah hingga milimeter terdekat sangatlah sulit. Sampai kontradiksi ini terselesaikan, pembangunan teleskop dilakukan dalam dua arah: antena yang sangat besar namun tidak bergerak, atau antena yang dapat digerakkan dan relatif kecil.

Industri otomotif

Mekanisme valve timing sebagian besar terdiri dari bagian-bagian yang bergerak maju mundur. Meningkatkan kecepatan mesin berarti meningkatkan beban inersia. Untuk menghindari hal ini, mereka mencoba mengurangi massa bagian bolak-balik, yang mekanisme katupnya ditempatkan langsung di blok silinder. Namun ruang bakar menjadi rata, seperti celah, dengan permukaan perpindahan panas yang besar. Ini adalah salah satu kontradiksinya: peningkatan jumlah putaran dengan susunan katup yang lebih rendah menyebabkan peningkatan tenaga dan efisiensi, sementara ruang berbentuk celah meniadakan semua keuntungan.

Rekayasa pertanian

Ada konsep seperti itu – power on the hook.” Ini adalah bagian tenaga mesin traktor yang benar-benar dapat melakukan pekerjaan yang bermanfaat. Indikator daya ini untuk traktor tertentu terutama bergantung pada sifat adhesi baling-balingnya (roda atau track) dan pada berat adhesi mesin. Alat berat yang bertenaga namun ringan tergelincir di bawah beban berat, sehingga dapat berfungsi pekerjaan yang berguna Hanya sebagian kecil tenaga mesin traktor yang dapat digunakan. Traktor berat memiliki traksi yang lebih baik terhadap tanah, tetapi sebagian besar energi mesinnya dihabiskan untuk memindahkan bebannya sendiri melintasi lapangan... Desainer meringankan alat berat dan meningkatkan tenaganya. Dan selama operasi, gerakan dimulai ke arah yang berlawanan, karena penurunan berat badan berarti penurunan sifat adhesi, yaitu penurunan daya efektif sebesar

kait. Jadi, Anda harus membuat mobil lebih berat saat itu juga - memasang cakram besi di roda, membuat ekstensi pada trek dan roda, meniadakan pencapaian para desainer.

Industri otomotif

Jika Anda meningkatkan tenaga mesin tanpa menerapkan solusi desain baru, bobot dan konsumsi bahan bakarnya akan meningkat. Artinya sistem pendukung (rangka, bodi) mobil harus lebih bertenaga, lebih berat, dan ruang gerak penumpang lebih sedikit.

Ban lunak memastikan pengendaraan mulus, mobil melayang di jalan yang tidak rata seperti shuttle. Namun semakin rendah tekanan ban, semakin besar hambatan jalan, semakin rendah pula kecepatannya. Anda dapat membuat mobil yang rendah dan stabil, namun tidak akan melewati jalan yang buruk. Perancang menemukan jalan tengah, mempertimbangkan kualitas mobil mana yang dapat diabaikan dan mana yang harus ditonjolkan.

Pembuatan kapal

Saat merancang lambung kapal pesiar, tiga persyaratan utama harus diperhatikan: 1) ketahanan minimum terhadap bentuk lambung, 2) ketahanan gesekan minimum, 3) stabilitas maksimum.

Persyaratan ini saling bertentangan. Kapal pesiar yang sempit dan panjang memiliki ketahanan bentuk yang rendah, tetapi stabilitasnya rendah dan tidak dapat membawa angin yang cukup besar. Peningkatan stabilitas dengan meningkatkan berat pemberat disertai dengan peningkatan draft secara simultan dan, akibatnya, peningkatan ketahanan gesekan. Peningkatan stabilitas dengan menambah lebar lambung menyebabkan peningkatan ketahanan bentuk lambung. Tugas perancang adalah menemukan “cara emas”, untuk merekonsiliasi kondisi desain yang saling bertentangan2.

Manufaktur pesawat terbang

Kepala desainer mendapat ide. Katakanlah Anda membutuhkan pesawat terbang untuk mengangkut benda-benda besar dan berat.

beban ringan; Hal ini diperlukan untuk memastikan kenyamanan dan kecepatan memuat. Untuk itu diperlukan badan pesawat yang luas dan ramping pada saat diparkir sedekat mungkin dengan tanah, yang berarti diperlukan roda pendaratan yang rendah agar lebih mudah untuk menyimpannya di dalam badan pesawat.

Berat muatan menentukan berat struktur, dan semuanya menentukan tenaga dan jumlah mesin. Jika mesinnya turboprop, dipasang pada sayap, dan sayap harus dinaikkan agar baling-balingnya tidak menyentuh beton. Detail lainnya jelas: sayap harus ditempatkan di atas badan pesawat.

Ini hanyalah langkah pertama dari proyek ini. Banyak persyaratan berbeda yang secara bertahap memperjelas “wajah” pesawat masa depan. Kebutuhan akan sifat lepas landas dan mendarat yang baik di lapangan terbang tak beraspal mengarah pada penggunaan pneumatik volumetrik bertekanan rendah, sayap lurus dengan mekanisasi aerodinamis yang kuat.

Namun dalam kasus ini, kecepatan yang sangat tinggi tidak dapat diperoleh, namun demi kualitas penting lainnya, perancang harus mencari kompromi yang masuk akal.

Menurut peraturan tersebut, penemuan tersebut harus memiliki “kebaruan yang substansial.” Tapi apa arti kata “Saya penting”? “Pedoman Metodologi untuk Memeriksa Penerapan Invensi” menyatakan sebagai berikut: “Kebaruan yang signifikan dalam memecahkan masalah teknis ditandai dengan fakta bahwa solusi ini memiliki fitur-fitur baru yang sebelumnya tidak diketahui yang menginformasikan objek penemuan. (perangkat, metode, zat) sifat baru yang menciptakan efek positif.” Dengan sedikit variasi, definisi ini telah digunakan selama beberapa dekade dan telah menyebabkan banyak perselisihan penerapan. Kebaruan, menurut definisinya, adalah hadirnya sifat-sifat baru. Tapi apa yang dianggap sebagai properti baru? Tidak ada instruksi pasti mengenai hal ini. Dan ternyata: kebaruan adalah ketika ada kebaruan...

Dalam praktiknya, “kebaruan substansial” pasti bermuara pada konsep “perubahan signifikan” (dibandingkan dengan prototipe) dan selanjutnya ke konsep “perubahan signifikan”. Banyak berubah - ada penemuan, berubah sedikit - tidak ada penemuan. Apalagi “banyak” atau “sedikit” pada akhirnya ditentukan oleh pendapat pribadi sang ahli.

Sementara itu, ada kriteria objektif: penemuan adalah penghapusan kontradiksi teknis. Dengan menggunakan kriteria ini, pemeriksaan aplikasi dapat diobjektifikasi secara signifikan.

Mari kita lihat contoh spesifiknya.

Majalah “Inventor and Innovator” menerbitkan sebuah artikel oleh pakar E. Nemirovsky “Apa itu penemuan?” Di dalamnya, penulis mengutip sebuah episode dari latihan pribadi.

Dua insinyur mengembangkan desain pengumpan untuk memasukkan sampul penjilid buku ke dalam mesin. “Saat mempertimbangkan aplikasi ini,” tulis sang ahli, “Saya teringat tentang perangkat yang sama yang terdapat dalam salah satu paten Jerman. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa penemu kami memasang dinding kotak susun pada jarak yang kurang dari panjang penutup penjilidan... Saya menganggap perbedaan ini tidak signifikan dan menyiapkan rancangan keputusan untuk menolak menerbitkan sertifikat penulis.”

Segala sesuatu di sini khas. Ini adalah contoh klasik dari metode perbandingan. Pakar tidak tertarik pada alasan perubahan dilakukan atau hasil apa yang diperoleh. Tidak, prinsip perbandingan formal berlaku. Pakar menemukan prototipe. Baginya perubahan itu tampaknya tidak berarti: bayangkan saja, mereka mengubah sebagian panjang dinding! Dan perubahan yang tidak signifikan, menurut pendapat para ahli, berarti tidak adanya hal-hal baru yang signifikan. Dan dia dengan tenang menulis rancangan penolakan.

Namun kali ini metode perbandingannya jelas salah sasaran. E. Nemirovsky mengatakan: “Namun, penemu kami menjelaskan bahwa penyangga samping yang dijelaskan dalam paten Jerman harus sangat kaku untuk menghilangkan lengkungan pada kaki. Sebaliknya, jika penahannya terlalu keras, mangkuk pengisap tidak akan mampu menarik tutupnya keluar dari kotak. Kontradiksi ini membuat pengumpan tidak bisa dijalankan. Segera setelah jarak antar dinding diubah, mereka mulai menerima berat tutupnya... rasio ukuran baru yang diadopsi oleh para penemu Moskow memungkinkan perangkat yang tidak beroperasi dapat dioperasikan. Saya mengakui bahwa saya salah. Penemunya diberi sertifikat penemu.” Di sini, di akhir artikel, Nemirovsky mengucapkan kata yang seharusnya ia gunakan untuk memulai: “kontradiksi.” Ternyata intinya bukan pada signifikansi atau tidak signifikannya perubahan yang dilakukan, melainkan adanya kontradiksi teknis dan penemuan tersebut memungkinkan untuk menghilangkannya.

Satu contoh lagi.

Insinyur Leningrad L. Ginzburg dan Y. Persky mengirimkan permintaan unit lampu dengan trafo toroidal. “Anda berhasil membuat desain yang sangat bagus,” jawab sang ahli, “tetapi tidak ada unsur kebaruan yang signifikan di dalamnya.” Dewan VOIR Regional Leningrad meninjau permohonan tersebut dan... menemukan hal baru yang signifikan. Berikut isinya:

“Saat merancang unit lampu yang menggabungkan lampu (katup) tegangan tinggi dan trafo filamen yang memberi makan lampu ini, soket lampu dan titik lain dari katup yang berada di bawah tegangan tinggi perlu diisolasi dari benda-benda di sekitarnya dengan tegangan berbeda. , termasuk transformator filamen. Hingga saat ini, praktik desain di mana-mana telah mengikuti jalur penciptaan jarak pelepasan yang cukup besar antara soket lampu dan rumah trafo. Untuk melakukan ini, perlu memasang isolator panjang dengan instalasi tegangan tinggi antara trafo dan katup. Sedangkan saat mendesain peralatan, yang penting bukan menambah, tapi memperkecil dimensi.

Maka insinyur L. Ginzburg dan Y. Persky mengusulkan untuk sedikit memperbesar jendela transformator filamen toroidal dan menempatkan soket lampu dan titik berpotensi tinggi lainnya ("jaringan" resistansi - "katoda" dan terminal tegangan tinggi) di dalam jendela ini, mengisinya dengan senyawa. Solusi cerdik memungkinkan untuk meninggalkan isolator dan instalasi tegangan tinggi eksternal. Namun yang paling penting adalah dimensi keseluruhan blok telah dikurangi, dan dengan prinsip desain ini, blok tersebut tidak perlu lagi diperluas seiring dengan meningkatnya tegangan katup.”

Perselisihan dengan pemeriksaan berakhir seperti ini: “Terbukti penulis berhasil mengatasi kontradiksi tersebut di atas dan memecahkan masalah justru karena dalam desainnya trafo filamen tidak hanya berperan sebagai trafo, tetapi juga sebagai isolator. titik tegangan tinggi pada katup. Penggunaan trafo sebagai isolator adalah desain yang baru.” Penemunya menerima sertifikat penulis.

Jika penemu belajar untuk melihat penemuan sebagai menghilangkan ketidakkonsistenan teknis, dan pemeriksa belajar menemukan cara untuk menghilangkan ketidakkonsistenan tersebut dalam permohonan, jumlah permohonan yang ditolak akan sangat berkurang.

Terkadang kontradiksi teknis yang terkandung dalam suatu permasalahan terlihat jelas. Ini adalah, misalnya, masalah yang solusinya dengan cara biasa menyebabkan penambahan berat badan yang tidak dapat diterima. Terkadang kontradiksi tersebut tidak terlihat; seolah-olah kontradiksi tersebut hilang dalam kondisi permasalahan. Meski demikian, sang penemu harus selalu mengingat kontradiksi teknis yang harus ia atasi.

“Kita perlu mencapai hasil ini dan itu” hanyalah setengah dari tugas; penemu perlu melihat babak kedua: “untuk mencapai, tanpa kehilangan, ini dan itu.”

Survei kuesioner menunjukkan bahwa penemu berpengalaman pandai melihat kontradiksi teknis yang terkandung dalam permasalahan. Oleh karena itu, P. Friedman (Leningrad), yang memiliki lebih dari dua puluh sertifikat hak cipta atas penemuannya, menulis: “Saya sedang mempelajari kesulitan dan kontradiksi dari mesin, perangkat, dan sistem yang ada.” Penemu Kaunas, J. Chepele, dengan sangat akurat mencirikan ciri paling penting dari keterampilan inventif ini: “Kita harus menemukan kontradiksi teknis dalam masalahnya, kemudian menggunakan metode yang disarankan oleh pengalaman dan pengetahuan untuk menghilangkan kontradiksi tersebut.”

Penemu terkenal Soviet B. Blinov, yang merangkum hasil karya inventifnya selama tiga puluh tahun, menulis: “Berdasarkan pengalaman, saya katakan: Anda tidak akan menjadi seorang penemu jika Anda tidak belajar melihat dengan jelas kontradiksi dalam berbagai hal.”

Penemu Yu.Chiniov memiliki sembilan sertifikat hak cipta; Setelah menguasai metode penemuan, Yu Chinnov menerima tiga lusin sertifikat hak cipta lagi, memecahkan sejumlah masalah yang dianggap tidak dapat dipecahkan. Salah satu alat utama Yu Chinnov adalah analisis kontradiksi teknis. Ketika Yu Chinnov ditugaskan untuk merancang mesin berperforma tinggi untuk memutar kabel telepon, pertama-tama dia mengungkapkan kontradiksi teknis yang terkandung dalam masalah tersebut:

“Saat merancang mesin, ternyata peningkatan produktivitasnya terhambat oleh gaya tarik benang (kabel), yang timbul dari gesekan benang selama pergerakannya terhadap dinding rangka torsi dan menyebabkan peregangan yang tidak dapat diterima. benang (kabel). Dengan meningkatnya kecepatan putaran rangka dan diameternya, gaya sentrifugal yang menekan benang ke rangka meningkat, dan akibatnya, gaya gesekan benang.

Ternyata lingkaran setan:

Dengan peningkatan diameter dan kecepatan putaran rangka torsi, gaya sentrifugal meningkat secara tidak dapat diterima, yang pada akhirnya menyebabkan peregangan benang. Di sisi lain, dengan mengurangi diameter rangka puntir, kecepatan puntir dapat ditingkatkan, tetapi diameter kumparan penerima yang dipasang di dalam rangka dan, akibatnya, panjang kabel yang diproduksi berkurang secara tidak dapat diterima.

Kontradiksi teknis yang jelas!

Dalam praktik inventif, sering kali hal utama adalah menemukan kontradiksi teknis, dan begitu kontradiksi tersebut ditemukan, tidak sulit untuk mengatasinya. Namun, kontradiksi teknis yang terlihat jelas juga membuat takut penemunya: perlu untuk menggabungkan yang tidak kompatibel, tetapi ini tampaknya tidak mungkin!

“Kita perlu menemukan cara untuk memutar kabel ke dalam saluran,” kata Yu Chinnov lebih lanjut, “yaitu, mengeluarkan kumparan penerima dari rangka yang berputar dan memasangnya pada alas yang tidak bergerak di luar rangka. Kumparan seperti itu dapat dibuat dengan diameter tidak terbatas, dan kabel dapat dibuat dengan panjang tidak terbatas, dan, sebagai tambahan, kecepatan puntir dapat ditingkatkan.

Kepala Biro Desain Teknologi Baru Tashkent cabesh-J dari pabrik tersebut memperingatkan saya bahwa para penemu dan desainer telah banyak bekerja ke arah ini. Pada akhirnya, mereka sampai pada kesimpulan bahwa menemukan metode puntir untuk lintasan sama mustahilnya dengan menemukan mesin gerak abadi.

Namun, saya tidak menyerah pada gagasan untuk mengatasi tugas ini. Saya memutuskan untuk bertindak sesuai dengan metode penemuan..."

Jangan takut dengan kontradiksi teknis!

Inilah salah satu tugas sederhana. Selesaikan sendiri; Untuk melakukan ini, cukup dengan merumuskan kontradiksi teknis dengan jelas.

“Saat Anda melihat mobil balap, rodanya langsung menarik perhatian Anda. Mereka memberi mobil itu tampilan yang garang. Sementara itu, mereka menciptakan hambatan udara tambahan dan menguranginya kecepatan maksimum. Bahkan mobil penumpang biasa pun memiliki roda yang ditutupi kap yang ramping. Lantas mengapa velg mobil balap tidak dilapisi fairing?

Saat menikung, pengendara selalu memperhatikan roda depan. Setelah melihat posisinya, ia mendapat informasi pertama tentang arah pergerakan mobil. Sekarang misalkan rodanya ditutupi oleh sayap. Dengan memutar setir, pengemudi harus memperhatikan bagaimana mobil melaju dan melakukan intervensi ketika mobil terlihat menyimpang dari jalur yang dituju. Inilah sebabnya mengapa mobil balap jalanan dibuat tanpa sayap. Mobil yang dirancang untuk balapan di trek yang dilengkapi peralatan khusus adalah masalah yang berbeda. Tidak perlu ketangkasan. Dan mobil-mobil itu ditutupi penutupnya!

Untuk mengatasi masalah ini, Anda perlu menemukan secara akurat apa yang “tidak kompatibel” dan menjawab pertanyaan: di mana dan apa yang harus diubah untuk menghilangkan “ketidakcocokan”? Masalahnya berkaitan dengan mobil balap. Artinya, solusi tersebut mungkin tidak dirancang untuk penggunaan massal dan jangka panjang.

KONTRADISI TEKNIS

Mari kita coba selesaikan masalah sprinkler dengan menggunakan teknik yang biasa. Lebar sayap perlu ditingkatkan tiga kali lipat; nah, membuat lahan pertanian seluas tiga ratus meter secara teknis cukup layak. Apa yang akan hilang dari kita? Berat badan Anda akan bertambah. Jika lebar sayapnya diperbesar tiga kali lipat, rangkanya akan menjadi 27 kali lebih berat.

Mesin dan mekanisme (secara umum, objek teknis) memiliki beberapa indikator penting yang mencirikan tingkat kesempurnaannya: berat, dimensi, tenaga, keandalan, dll. Terdapat saling ketergantungan tertentu antara indikator-indikator ini. Katakanlah satu unit daya memerlukan berat struktur tertentu. Untuk meningkatkan salah satu indikator dengan cara yang sudah dikenal dalam cabang teknologi ini, Anda harus “membayar” dengan memperburuk indikator lainnya.

Berikut adalah contoh umum dari praktik desain pesawat: “Menggandakan luas ekor vertikal suatu jenis pesawat mengurangi amplitudo getaran pesawat hanya sebesar 50%. Namun hal ini, pada gilirannya, meningkatkan kerentanan pesawat terhadap hembusan angin, meningkatkan hambatan, dan membuat struktur pesawat lebih berat, sehingga menimbulkan tantangan tambahan. KE

Perancang, dengan mempertimbangkan kondisi spesifik, memilih kombinasi karakteristik yang paling disukai: ada yang menang, dan ada yang kalah. “Saat Anda mempertimbangkan solusi dan kondisi teknis,” kata perancang pesawat terkenal O. Antonov, “yang mungkin tidak akan pernah dituliskan di atas kertas, soroti hal yang paling penting. Hanya sebagai upaya terakhir, jika sesuatu tidak dapat dicapai, lakukanlah yang diperbolehkan. Apa yang dapat diterima adalah beberapa ketidakpatuhan terhadap kondisi teknis yang diberikan, solusi kompromi, bisa dikatakan begitu. Misalkan, saat merancang sebuah pesawat terbang, Anda memenuhi persyaratan muatan dan kecepatan, tetapi Anda kurang beruntung dalam proses lepas landas. Kemudian Anda akan mulai mempertimbangkan ketiga persyaratan penting ini dan, mungkin, menyerah sedikit pada saat run-up - biarlah run-upnya bukan 500, tetapi 550 meter, tetapi semua kualitas lainnya akan tercapai. Ini adalah hal yang diperbolehkan.”

Akademisi A. N. Krylov berbicara tentang episode serupa dalam memoarnya. Pada tahun 1924, ilmuwan tersebut bekerja sebagai bagian dari komisi Soviet-Prancis yang memeriksa kapal perang Rusia di pelabuhan Bizerte, yang dibawa ke sana oleh Wrangel. Di sini, berdampingan dengan kapal perusak Rusia, berdiri kapal perusak Prancis - dengan usia dan ukuran yang hampir sama. Perbedaan kekuatan tempur kapal-kapal tersebut begitu besar sehingga Laksamana Bui, ketua komisi, tidak tahan dan berseru: “Kamu punya senjata, tapi kami punya kentut!” Bagaimana Anda mencapai perbedaan dalam persenjataan kapal perusak?” Krylov menjawab seperti ini: “Lihat, Laksamana, di geladak: kecuali stringer, di mana seluruh benteng berada, segala sesuatu yang lain, yang seperti atap, hampir seluruhnya berkarat, pipa-pipa, selubungnya, rumah geladak, dll. .- semuanya sudah usang. Lihatlah kapal perusak anda, semua yang ada di dalamnya seperti baru, memang benar kapal perusak kita sudah enam tahun tanpa perawatan dan tanpa pengecatan, tapi itu bukan yang utama. Kapal perusak Anda dibuat dari baja biasa dan memiliki tegangan desain 7 kg per 1 mm2, seolah-olah itu adalah kapal komersial yang harus melayani setidaknya selama 24 tahun. Hauf seluruhnya dibuat dari baja tahan tinggi, tegangan yang diperbolehkan adalah 12 kg atau lebih - di beberapa tempat 23 kg/mm2. Sebuah kapal perusak dibangun selama 10-12 tahun, karena selama ini kapal tersebut menjadi sangat ketinggalan jaman sehingga tidak lagi mewakili kekuatan tempur yang sebenarnya. Semua penambahan berat lambung digunakan untuk memperkuat senjata tempur, dan Anda melihat bahwa dalam pertempuran artileri, kapal perusak kami akan hancur berkeping-keping setidaknya empat, yaitu divisi Anda, sebelum mereka mendekati jarak tembak kentut mereka. .” “Betapa sederhananya!” - kata laksamana."

Seni seorang desainer sangat bergantung pada kemampuan menentukan apa yang perlu dimenangkan dan apa yang bisa dikorbankan untuk itu. Kreativitas inventif terdiri dari menemukan cara yang tidak memerlukan konsesi sama sekali (atau konsesi tersebut sangat kecil dibandingkan dengan hasil yang diperoleh).

Misalkan untuk mempercepat bongkar muat di lapangan terbang yang tidak dilengkapi peralatan, perlu dibuat alat pengangkat portabel yang dipasang pada pesawat angkut berat. Masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan sarana yang sudah tersedia dalam teknologi modern. Berdasarkan prinsip umum merancang alat pengangkat dan menggunakan, katakanlah, pengalaman dalam membuat truk derek ringan, seorang perancang yang berkualifikasi mampu merancang perangkat yang diperlukan. Jelas bahwa hal ini akan meningkatkan, pada tingkat tertentu, bobot mati pesawat. Meskipun menang dalam satu hal, sang desainer sekaligus kalah dalam hal lain. Seringkali Anda dapat menerima hal ini, dan tugas perancangnya adalah menang lebih banyak dan kalah lebih sedikit.

Kebutuhan akan penemuan muncul ketika tugas tersebut mengandung persyaratan tambahan: menang dan... tidak kehilangan apa pun. Misalnya, alat pengangkat harus cukup kuat dan sekaligus tidak membebani pesawat. Tidak mungkin menyelesaikan masalah ini dengan menggunakan teknik yang dikenal: bahkan derek bergerak terbaik pun memiliki bobot yang cukup besar. Dibutuhkan pendekatan baru di sini, diperlukan penemuan.

Dengan demikian, suatu masalah biasa menjadi inventif jika kondisi yang diperlukan untuk penyelesaiannya adalah penghapusan kontradiksi teknis.

Tidak sulit membuat mesin baru, mengabaikan kontradiksi teknis. Namun kemudian mesin tersebut tidak dapat beroperasi dan tidak bernyawa.

Apakah penemuan selalu berarti menghilangkan kontradiksi teknis?

Harus dikatakan bahwa ada dua konsep “penemuan” - hukum (paten) dan teknis. Konsep hukum berbeda di berbagai negara, dan selain itu, Anda mengharapkannya! sedang berubah.

Konsep hukum berusaha untuk mencerminkan seakurat mungkin batas-batas di mana perlindungan hukum terhadap struktur teknik baru saat ini layak secara ekonomi. Untuk sebuah konsep teknis, yang penting bukanlah batas-batas ini, melainkan inti dari penemuan ini, esensinya yang stabil secara historis.

Dari sudut pandang seorang insinyur, menciptakan penemuan baru selalu berarti mengatasi (seluruhnya atau sebagian) kontradiksi teknis.

Munculnya dan diatasinya kontradiksi adalah salah satu ciri utama kemajuan teknis. Menganalisis perkembangan pabrik, Marx menulis di Capital: “Peningkatan ukuran mesin kerja dan jumlah peralatan yang beroperasi secara bersamaan memerlukan mekanisme propulsi yang lebih besar... Sudah pada abad ke-18, upaya dilakukan untuk menggerakkan dua pabrik. pelari dan dua orang berdiri melalui satu kincir air. Namun peningkatan ukuran mekanisme transmisi menimbulkan konflik dengan kekurangan tenaga air..."

Ini adalah contoh nyata dari kontradiksi teknis: upaya untuk meningkatkan beberapa properti suatu mesin menimbulkan konflik dengan properti lainnya.

Banyak contoh kontradiksi teknis yang diberikan oleh Friedrich Engels dalam artikel “The History of the Rifle.” Intinya, keseluruhan artikel ini adalah analisis kontradiksi internal yang menentukan sejarah perkembangan senapan. Engels menunjukkan, misalnya, bahwa dari saat senapan muncul hingga ditemukannya senapan yang dimuat dari sungsang, kontradiksi utamanya adalah bahwa untuk meningkatkan sifat penembakan, laras harus diperpendek (pemuatan dilakukan dari laras. dan menjadi lebih mudah dengan laras pendek), dan untuk meningkatkan sifat “bayonet” senapan, sebaliknya, memperpanjang laras. Kualitas-kualitas kontradiktif ini digabungkan dalam senapan yang memuat sungsang.

Berikut beberapa permasalahan dari berbagai cabang teknologi yang mengandung kontradiksi teknis. Masalah-masalah tersebut tidak ditemukan oleh penulisnya, tetapi diambil dari surat kabar, majalah, dan buku.

Pertambangan

Sejak lama, untuk mengisolasi area kebakaran bawah tanah, para penambang telah mendirikan ambang pintu - Dinding khusus yang terbuat dari batu bata, beton, atau batu paving. Konstruksi ambang pintu menjadi sangat rumit jika gas dilepaskan di dalam poros. Dalam hal ini, pelompat harus dibuat kedap udara, setiap retakan harus ditutup dengan hati-hati, dan semua ini selalu berada di bawah ancaman ledakan. Untuk melindungi diri mereka sendiri, para penambang mulai membangun dua ambang pintu. Yang pertama - sementara - dilakukan dengan tergesa-gesa. Hal ini memungkinkan udara untuk melewatinya dan hanya berfungsi sebagai barikade, di bawah naungannya seseorang dapat, tanpa tergesa-gesa, membangun barikade kedua yang permanen. Dengan demikian, para penambang mendapatkan keselamatan, namun kehilangan intensitas tenaga kerja.

Teknologi Kimia

Ketika tekanan meningkat, laju sintesis meningkat dan, akibatnya, produktivitas kolom sintesis meningkat. Namun pada saat yang sama, konsumsi energi untuk mengompresi sejumlah gas tertentu meningkat: karena alasan desain, ukuran perangkat dan, akibatnya, kekuatannya perlu dibatasi. Kelarutan campuran nitrogen-hidrogen dalam amonia cair dan kehilangannya meningkat.

Elektronik

Elektronik modern dihadapkan pada dilema yang serius: di satu sisi, persyaratan kinerja terus meningkat dan, karenanya, sistem elektronik menjadi lebih kompleks; di sisi lain, pembatasan ukuran, berat dan konsumsi daya menjadi semakin ketat... Masalah keandalan yang disebabkan oleh meningkatnya kompleksitas peralatan juga sama pentingnya, dan mungkin bahkan lebih besar.

Rekayasa radio

Antena teleskop radio memiliki dua karakteristik utama - sensitivitas dan resolusi. Semakin besar area antena, semakin tinggi sensitivitas teleskop dan semakin jauh teleskop tersebut dapat melihat ke kedalaman alam semesta. Resolusi adalah “ketajaman penglihatan” teleskop. Ini menunjukkan seberapa baik perangkat membedakan dua sumber radiasi yang berbeda.

nilai-nilai yang terletak pada jarak sudut kecil satu sama lain. Selain itu, “mata radio” yang besar harus menutupi langit sebanyak mungkin dengan pandangannya. Untuk melakukan ini, antena harus dapat digerakkan. Namun memindahkan antena besar sambil menjaga bentuknya tidak berubah hingga milimeter terdekat sangatlah sulit. Sampai kontradiksi ini terselesaikan, pembangunan teleskop dilakukan dalam dua arah: antena yang sangat besar namun tidak bergerak, atau antena yang dapat digerakkan dan relatif kecil.