Инженерная эвристика

Уже классикой стал случай, когда английский конструктор-мостовик Самюэль Браун[27] решал задачу по преодолению широкой и глубокой пропасти, то есть при полной невозможности возведения опор моста ни на дне, ни по краям. Инженер вышел на улицу, была осень. К щеке прилипла паутинка. Обладая, несомненно, развитым ассоциативным мышлением, он придумал по аналогии конструкцию висячего моста (Кедров, 1987, С. 90–91). Эту легенду пересказывают масса авторов, в том числе и Г. С. Альтшуллер: «Английский инженер Сэмюэль Браун жил у реки Твид. Однажды, гласит предание, Брауну было поручено построить через реку Твид мост, который отличался бы прочностью и в то же время не был бы слишком дорог. Иначе говоря, Брауну надо было преодолеть техническое противоречие. Как-то, прогуливаясь по своему саду, Браун заметил паутину, протянутую через дорожку. В ту же минуту ему пришла в голову мысль, что подобным образом можно построить и висячий мост на железных цепях».

Ясно, впрочем, что мысль о применении тех же лиан и вьющихся растений для преодоления рек возникла много раньше начала XIX века — в незапамятные времена. А первый висячий мост с металлическими элементами запатентован англичанином Джеймсом Финли и построен в Пенсильвании в 1796 году. Кстати, «…построенный в 1820 г в Англии висячий мост через реку Твид пролетом 110 м стоил примерно в 4 раза дешевле каменного моста такой же длины. В 1826 г. в Англии был открыт Менейский цепной мост, который прослужил около ста лет, имел пролет 177 м при отношении стрелы к пролету 1/12. В этот же период был построен еще ряд мостов во Франции, США и других странах, пролеты которых не превышали 150 м. Таким образом, Менейский мост по величине пролета являлся рекордным до 1834 г…» (Смирнов, 1970). Надо полагать, что Браун решал задачу не пешеходного, а уже будущего железнодорожного моста. Ведь с 1807 года в Британии по рельсам побежали первые поезда.

Физик и математик (по совместительству — фабрикант в области производства бумаги) Жозеф-Мишель и его брат, архитектор Жак-Этьенн Монгольфье прогуливались по склону горы в жаркий день. Отсюда они наблюдали за тем, как поднимаются ввысь из долины — с поверхности озера — водяные пары, образуя туман. Первый воздушный шар братья изготовили как раз из бумаги. Через отверстие снизу они наполнили модель горячими газами, которые были легче воздуха, пока не охлаждались. Тренируясь на такой модели, к 1783 году они подняли на своём монгольфьере в воздух сперва — груз, потом — животных, наконец, и людей.

Газы при нагревании расширяются; поэтому вес нагретого воздуха в шаре меньше веса вытесненного холодного воздуха. Но уменьшение удельного веса сравнительно невелико, при нагревании от нуля до ста градусов по Цельсию — всего 27 процентов.

Поддерживающую силу исхитрился многократно увеличить наблюдавший за этими первыми успехами изобретатель Жак-Александр Сезар Шарль. В том же году он предложил использовать вместо горячего воздуха водород. Удельный вес которого в 14 раз меньше удельного веса воздуха.

Подъём в воздух породил задачу аварийного возвращения на землю, и уже через год Жозеф-Мишель изобрёл парашют (не подозревая о гениальных разработках Леонардо да Винчи веками ранее). Складной парашют изобрёл уже наш соотечественник, сын профессора механики, выпускник военного училища, талантливый драматический актёр Глеб Евгеньевич Котельников в 1910–1911 гг.

«Все изобретатели парашюта шли в то время по одному пути: они располагали парашют в фюзеляже аэроплана и пытались создать надежную систему, способную раскрыть его до того, как пилот покинет кабину. Случай помог Г. Е. Котельникову придумать свой парашют. Однажды он увидел, как знакомая актриса вынула из маленькой сумочки большую восточную шаль из очень тонкого, но плотного шелка. Проведя аналогию (структурную и внешнего вида), Г. Е. Котельников пришел к выводу, что парашют должен быть складным, а изготовлять его следует не из прорезиненного брезента, а из легкого шелка.

А швейцарец Жорж Деместрель придумал застежку „липучку“ после того, как каждый раз после прогулки вытаскивал колючие плоды репейников из густой шерсти своей собаки и. т. д…» (Учимся изобретать, 1997).

«И. Гутенберг пришел к идее передвижного шрифта по аналогии с чеканкой монет. Так было положено начало книгопечатанию, открыта „галактика Гуттенберга“, преобразовавшая всю человеческую культуру.

Первая идея Э. Хау, изобретателя швейной машины, состояла в совмещении острия и ушка на одном конце иглы. Как возникла эта идея — неизвестно. Но главное его достижение было в том, что по аналогии с челноком, используемым в ткацких станках, он изготовил шпульку, которая продергивала дополнительную нить через петли, сделанные игольным ушком, и таким образом родился машинный шов.