Технология творческого мышления

Еще какие-то неясности? Плохо представляете себе, как это выглядит? Разорванная велосипедная цепь, смотанная в спираль. Катушка проволоки. В конце концов электрод, выполненный в виде спиральной пружины. Но тогда его нужно будет не просто подавать в зону дуги поступательно, а еще и вращать. А еще можно перемещать ввинчивая, тогда поступательное и вращательное движения совмещаются. Как в резьбе.

С этой задачей очень сходна задача 5: при разной скорости сгорания электродов (положительный сгорает быстрее отрицательного) получить постоянную длину дуги.

Первый вариант напрашивается сразу: пусть плюс и минус меняются местами, тогда оба электрода будут сгорать одинаково. Но в те годы переменный ток получать и использовать умели плохо. Поэтому давайте формулировать противоречие для постоянного тока.

Если рассматривать процесс сгорания электрода как его расплавление и испарение, то одно физическое противоречие можно сформулировать так: дуга должна вызывать повышенное расплавление электрода и при этом увеличение расплавления не должно происходить за счет длины. А за счет чего же? А за счет ширины, т.е. площади поперечного сечения. Короче говоря, положительный электрод должен быть толще.

А если все-таки попытаться сохранить толщину электродов одинаковой? Тогда ФП нужно формулировать иначе: положительный электрод должен быть длиннее отрицательного, и в каждый момент времени горения дуги их верхние концы должны находиться на одинаковом расстоянии друг от друга.

Чтобы наглядно увидеть лучшее решение, проделайте мысленный эксперимент. Поставьте на столе рядом два карандаша, как в свое время это сделал Яблочков. Теперь представьте, что один карандаш наполовину короче другого. А вам нужно, чтобы их верхние концы были на одном уровне. Обычный инженер опускает нижний конец длинного карандаша вниз и постепенно, по мере сгорания верхнего конца, подталкивает его наверх, для чего ставит специальный регулятор, т.е. опять усложняет систему... Специалист, знающий ТРИЗ, формулирует противоречие: длинный карандаш должен располагаться на одном основании с коротким карандашом и занимать такую же высоту, как и короткий. Для этого он давит на верхний торец длинного карандаша, чтобы прижать его. Что, не идет? Почему? Твердый? Тогда плохо, где-то в вашем сознании еще сидит психологическая инерция. Ведь вам никто не мешает представить карандаш резиновым (или термины все-таки помешали?!), такой можно легко прижать.

Одно требование мы выполнили. Но у нас образовалось «пузо» — лишняя часть длины торчит в сторону, и расстояние между частями «пуза» и вторым электродом стало переменным. А должно быть постоянным, одинаковым, равным расстоянию между концами электродов. Что делать? Будем загибать «пузо» вокруг отрицательного электрода, сохраняя положение верхних концов на одном уровне. В результате положительный электрод обходит отрицательный по окружности, образуя спираль. ФП разрешено полностью!

Такое решение предложил П.Н. Яблочков. На контрольный ответ можно было выйти и с помощью приемов: «Матрешка» (прием 7) — отрицательный электрод расположен внутри положительного, в результате конструкция получается объемной (прием 17).

Над четвертой задачей вы еще думаете? Уже решили? Понятно, ведь пара намеков была сделана.

А все-таки разберем задачу еще разок, без «озарений», действуя по правилам. Прежде всего, как положено, разберемся, почему дуга падает вниз. А потому, что она все время находится между проводниками — наружными поверхностями электродов, которые имеют сопротивление. А так как электрическая цепь всегда стремится замкнуться по участку с наименьшим сопротивлением, то дуга сбегает вниз и останавливается у основания электродов — «на полу», который сделан из изолятора.

Задачу можно решить разными способами. При нашей подготовке достаточно хорошего логического анализа: если поднять «пол» выше, то и дуга остановится выше. Поднимем «пол»-изолятор до верхних концов электродов — дуга загорится и никуда не упадет. Первая часть задачи решена: пространство между электродами нужно заполнить изолятором, и по мере сгорания электродов уровень «пола»-изолятора тоже должен понижаться. При идеальном решении — понижаться сам. Воздействовать на изолятор может только дуга, точнее, ее температура, других ресурсов нет.

Отсюда вторая часть решения: состав изолятора должен обеспечивать его сгорание со скоростью сгорания электрода. Подобрать такой состав специалисту по керамике — не проблема.

По свече Яблочкова остается задача 6 — самая сложная. Применим к ней АРПС. Так как условие уже фактически сформулировано, перейдем сразу к первой части.

Шаг 1. ТС для зажигания дуги состоит из электродов, керамического изолятора между ними и проволочной перемычки, замыкающей электроды. После первого включения свечи перемычка сгорает и, чтобы обеспечить повторное зажигание дуги, необходимо установить между электродами новую перемычку, но делать это каждый раз технически сложно.

Схема задачи:

ОФ — замыкание электродов свечи для зажигания дуги.

ПД — установка проволочной перемычки между электродами.