Технология творческого мышления

Кстати, к каждому телефонному аппарату тянули два провода. Есть фотографии нью-йоркских улиц тех лет — конец XIX — начало XX вв. Представляете себе эту паутину!? Изготовлять тонкие многожильные провода еще не умели, как не умели «уплотнять» каналы связи — сейчас тысячи абонентов разговаривают по одному проводу, не мешая друг другу. Все чаще вместо металлических проводов используют оптоволоконные — тончайшие стеклянные нити, по которым идет свет, лазерный луч... А как изменили мир мобильные телефоны, не привязанные к проводам!

На одном из семинаров слушатели предложили в качестве объекта рассмотреть лампочку накаливания. Прослеживая историю лампочки, мы заново столкнулись с проблемами, которые возникли полторы сотни лет назад. Тогда это были ПРОБЛЕМЫ! Сейчас для их решения достаточно знаний физики на уровне средней школы. И некоторого знания ТРИЗ... Поэтому обратимся к истории лампочки и проанализируем, как при ее создании использовались законы природы.

Сразу договоримся, что будем рассматривать лампочку как источник местного освещения. И только. Тепло от ее горения, спектр излучения, другие эффекты оставляем пока в стороне. Зато в полном объеме используем ТРИЗный метод анализа каждого изменения объекта: потребность — основная функция — принцип действия системы — конструкция — новые требования — возникновение технического противоречия — формулирование и разрешение физического противоречия — новое конструктивное решение — новые требования...

Возможность использовать свечение электрической дуги в качестве источника света отметил еще в 1802 г. русский академик В.В. Петров. Но прошел не один десяток лет, прежде чем дуга действительно «заработала» в прожекторах.

Впрочем, работала она плохо. Чтобы зажечь дугу, два электрода, расположенные друг против друга, сближали с помощью специального механизма. Когда дуга зажигалась, электроды разводили на расстояние, при котором дуга давала максимальную яркость. Но дуга «выгрызала» торцы электродов (на этом принципе, кстати, основана электродуговая сварка), расстояние между ними увеличивалось, и дуга рвалась — гасла.

Приходилось все время сдвигать электроды. Началась разработка регуляторов, которые сохраняли бы постоянное расстояние между электродами. Один электрод, например, все время перемещался винтом, винт вращался от пружины или отдельного двигателя. Не получалось. Дуга — ребенок капризный, стабильного режима не имеет.

Вот и первое задание (задача 1): предложить идею датчика для автоматического регулирования длины дуги, при этом желательно не забыть, что дело было 130 лет тому назад.

(Принцип автоматического регулирования поясним на таком примере. Необходимо, например, поддерживать в помещении температуру 20 ± 1 °С. Для этого в качестве датчика температуры используется двухпозиционный термометр, который замыкает контакты при температуре 19 и 21 °С. Схема управления нагревателем строится таким образом, что при замыкании контактов «19 °С» нагреватель включается, а при замыкании контактов «21 °С» — выключается. Ваша задача — найти параметр, связанный с длиной дуги, и на его основе предложить идею датчика для автоматического регулирования расстояния между концами электродов.)

Но электроды все равно сгорают, и их необходимо менять. Понятно, что чем длиннее электрод, тем реже его нужно менять. Но с увеличением длины электрода возрастает длина всего аппарата (типичное ТП, не правда ли?). Как быть? Это задача 2.

С этими задачами столкнулся начальник телеграфной части Московско-Курской железной дороги П.Н. Яблочков. Как-то ночью ему пришлось промучиться с прожектором на передней площадке паровоза, освещая полотно железной дороги для царского поезда. Сходя утром с паровоза, он понял, что не успокоится до тех пор, пока не сконструирует стабильный источник света.

Регуляторы долго не получались. Историки рассказывают, что решение пришло к Яблочкову, когда он вертел в руках два карандаша, сближая их и разводя. Можно предположить, что ход мысли был таким: «Дуга горит между торцами электродов. Между ними должно быть определенное расстояние. Когда часть электродов сгорит, такое же расстояние должно стать между следующими частями электродов. Потом — между следующими. И так на всей длине электродов. Может, такое расстояние должно не стать, а быть?! Заранее?!» И Яблочков, сведя карандаши на «нужное расстояние», поставил их на столе параллельно друг другу (рис. 8.1).

Идеальное решение: регулятора нет, а функция его выполняется! (Вообще-то это должно было быть задачей 3...)

Но дуга на идеальное решение ответила весьма оригинально: она сбежала вниз по электродам и перегрызла их у основания! Яблочков задумался. Вы тоже — ведь это задача 4. Когда Павел Николаевич заставил дугу спускаться «как надо», возникла еще одна задача: электрод, к которому подключали +, сгорал быстрее, дуга перекашивалась, ее длина опять росла, и дуга опять гасла. Здесь есть минимум три решения, все годятся. Найти их — задача 5.