Как стать изобретателем_2. Ответ шаману. Продолжение серии « Инженер
Пока читательскую аудиторию не сильно взбудоражила моя первая публикация об изобретательскомтворчестве. Совсем немного просмотров и комментариев. Может, выходные ипраздники тому причина, хуже, еслитематика не заинтересовала. И все же, в начале этой публикации отвечу назамечание Шамана на мой вопрос о том,нужно ли продолжать эти публикации в серии об изобретательстве. Ответ былкоротким, без особенных пояснений ”Лучшене надо. Велосипед уже изобретен!”. Вообще, к подобным шаманам я отношусь с большим уважением и всегдаговорю об этом студентам и аспирантам. Я говорю им, что если у тебя нетоппонента или врага, надо его найти или взрастить. Если не получается – женись(или выйди замуж) – тогда точно оппонент или враг появятся. Но без них нет прогресса, нет развития (устойчивогоили неустойчивого). Вот такая философия. А теперь всерьез. Честно говоря, неочень понял, что считает “велосипедом”Шаман. Еслисистемный подход, то не я его придумал,о его истории даже специальную статью вэтом блоге разместил. Может, это и “велосипед”, да только все – и технари, иученые, и политики, и экономисты и даже шаманы клянутся, что на его основеживут и процветают, а никто его всерьезне использует. К примеру, я уже писал о том, что все нынешние реформы простовопиюще противоречат системному подходу.Я обязательно дам позднее более подробный анализ сути этих противоречий. Алгоритм, который я предложил читателям,касается СРЕДСТВ И МЕТОДОВ применения системногоподхода для поиска нестандартных решений во многих областях деятельности иотносятся к теории принятия решений, которая, к сожалению, неведома у нас многим лицам, призваннымчто-то решать, реформировать.
Может, Шаману не нравятся примеры, которые я выбралдля дальнейшего изложения? Я могуперейти на специальные области техники, которыми занимаюсь всю жизнь, но тогдабольшинство читателей дальше первых строк не станет читать, а это мне, автору,обидно. Я пытаюсь на простых, общедоступных, знакомым всем примерах раскрытьметодику, пояснить средства и методы решения творческих задач, которые читатель сможет использовать в самых различных областях деятельности. Если шаманови это пояснение не устраивает, то простообходите мои страницы и не теряйте времени.
Кстати, обизобретении велосипеда. Не знаю, известно ли шаману о том, что в последнее десятилетие и велосипед претерпел революционные изменения. Вместо 20 кг он теперь весит 5 - 7кг, так как широко используется для егоизготовления новое поколение легких,прочных, коррозионностойких материалов (алюминий, титановые сплавы, карабон идругие углепластики, полимеры и т.д.). Здесь почему-то наши шаманы участия не принимали. Велосипед теперь имеет не одну, а до полусотни скоростей (благодаря надежнымустройствам переключения скоростей опятьже не наших шаманов, а специалистовяпонской корпорации, кстати, с почти шаманским звучанием - Shimano). Появились уже и в Украине очень перспективные опятьже не шаманские, а китайские велосипедыс электрическим приводом на колесе. Японимаю, что микродвигатели и мы могли бы приделать к колесу, но вотмалогабаритный, легкий аккумулятор, обеспечивающий обычному велосипеду скоростьдо 40 км/час и пройденное расстояние безего подзарядки до 100 км, это уже что-то невероятное.
Опять кстати, к сведению Шамана, изложенная в первом сообщении из этой серии технология извлечения кофе была развита нами в новую технологию пропиткиникелевых электродов для инновационных никель –кадмиевых аккумуляторов, которые когда-то выпускались в Луганске.Технология в десятки раз уменьшала время изготовления электродов, а, значит, и стоимость аккумуляторов, упрощала аппаратурное оформление процесса,улучшала качество аккумуляторов, но шаманов она не заинтересовала и они купили за миллионы долларов по-моему во Франции автоклавные линиипропитки (по нашей технологии давление в аппаратах создавать не нужно). Врезультате завод, по-моему, уже большедесятилетия стоит. А мы наращиваем выпуск тяжелых, дорогих свинцовыхаккумуляторов на экологически опасныхпроизводствах Иста – Веста внепосредственной близости от жилых массивов, затягивая свинцовую удавку на шеяхгорожан. Вот к чему приводит ”шаманство”. Ладно, хватит об этом, займемся делом.
Покажу, как реализуетсясистемный подход на примере самого простого бытового прибора – мясорубки.Вначале остановимся на п.2 алгоритма – анализ системы. Одну из статей цикла,если он все же вызовет интерес, япосвящу современным методам патентного поиска, а пока поверьте тому, чтонапишу о мясорубках, на слово. О мясорубках с ручным приводом говорит не будем, их время прошло. В любом болееили менее приличном ресторане вамобъяснят, что бывают блюда из рубленого (в лучших ресторанахвручную!) мяса, а бывают из ”жеваного” в электрической мясорубке типадезинтегратора, где вращающийся с огромной скоростью нож разрывает мясо чуть ли не до молекулярного размера, когда его вкус существенно ухудшается (вспомнитетермин ”столовские” котлеты, специфический сомнительный вкус которых объясняется не только большим количествомдобавленного хлеба и костной муки, но и методом измельчения мяса ).
Не намного, впрочем, лучше качество измельчения и вмощных шнековых мясорубках, где мясо с диким усилием продавливается через решеткус малыми отверстиями, эффект которойпримерно идентичен дезинтегратору. Можно ли получить рубленое мясо в обычноймясорубке? Будем считать после этоговопроса пункт 2 алгоритма выполненным, так как мы имеем практически всю необходимую информацию,чтобы двигаться дальше. Не будем терятьвремя на создание иерархической многоуровневой лестницы для рассматриваемого случая. Задача простая, попробуйте сделатьэто самостоятельно. Самый трудный пункт алгоритма, номер 3 можно легко разрешить, если учесть, что электромотор и шнек не могут бытьлимитирующими, так как легко выполняют свои функции в широком диапазонепараметров, характеристик, т.е. являются ” гибкими” (привыкайте к новой для многих терминологии).Хуже дело для пары “нож – решетка”. Здесь - как раз теограничения, которые позволяют не переступать грань ”рубка - дезинтеграция” мяса. Этот уровень, конечно, является лимитирующим и для него нужно определить основные параметры. По-видимомучисло оборотов шнека (а, значит и двигателя ) не должно быть слишком большим.Анализ литературы показывает, что где-то в пределах 700 – 800 об/мин вполнедостаточно. Диаметр отверстий в решетке тоже не может быть слишком малым, какотмечено выше. Остановимся на 2-4 мм.Тогда перепад давления на решетке не будет слишком большим, и мы не попадем взону дезинтеграции.
И последняя деталь - нож. Яеще не умею давать рисунки по тексту статьи, поэтому придется все этапы конструирования оптимального ножа длямясорубки объяснить словами. Помню с детства фильм, где великолепный актер Николай Черкасов грозновозглашал: ”Кто с мечом к нам придет, тот от меча и погибнет”, размахивал огромным мечом и с размаху, одним ударом срубывал головы супостатам, как кочаныкапусты. И второе детское впечатление - татары одного из ханов, какого уже не помню, уже не срубывали головы нашим доблестным воинам, а как-то срезали их ловким скользящим движением по касательной к шее с помощью ужене прямых мечей, а серповидными ятаганами. Уже позже я прочитал, что ятаган начали использовать в XVI веке. Он имеет клинок с одностороннейзаточкой на вогнутой стороне (так называемый обратный изгиб). В основном ятаганизвестен как специфическое оружие турецких янычар. По легенде, султан запретилянычарам носить в мирное время сабли. Янычары обошли этот запрет, заказываябоевые ножи длиной в руку. Так и появился турецкий ятаган. Клинок турецкогоятагана вблизи эфеса отклонялся под значительным углом вниз от рукоятки, затембыл прямым, но уже вблизи острия снова изламывался, но уже вверх. Такимобразом, острие оказывалось направлено параллельно рукояти и затачивалось сдвух сторон, что позволяло наносить удары вперёд. Обратный излом клинкаодновременно позволял наносить режущие удары от себя и увеличивал эффективностькак рубящего, так и режущего удара. Прямая же форма клинка в среднем притяженииувеличивала его устойчивость к поперечному изгибу. Кроме того, замена плавногоизгиба изломом позволяла достичь большей эффективной длины оружия. Позже выпоймете, почему я столь подробно описываю злополучный ятаган.
А теперь используем часто применяемый в творчествеметод аналогии. Представим, о ужас!, что продавливаемые через решеткимясные цилиндрики – это шеи страдальцев от удара мечом илиятаганом. В случае меча усилие резанияножа перед решеткой будет направлено нормально, т.е . перпендикулярно мясному цилиндрику и тогда, прималой скорости вращения ножа, мы будем иметь, к сожалению, не рубящий удар,а смятие волокон этим ножом. В обычных мясорубках именно смятие, а не рубка превалирует, этим и объясняются столь большие усилия, требуемые для этого от привода(не важно, какого – ручного или электрического). Гораздо меньше затратымеханической энергии будут, если нож (ихобычно четыре, назовем их лопастями, водном ноже), будет выполнен из четырех лопастей, каждая из которых имеет форму ятагана. Тогда нож будет при вращении не сминать, а резать мясные волокна,значительно уменьшатся затраты механической энергии на измельчение. Удастся избежать и дезинтеграции за счетмедленного вращения ножа. Но, не все здорово! Не трудно показать, что появится новое нежелательноеявление – радиальное смещение мяса либо к оси, либо к периферии цилиндра мясорубки (в зависимости от направления вращения изагиба лезвия ножа). Неравномернаязагрузка объема цилиндра при этом существенно ухудшает показатели мясорубки. Надо что-то делать. На нашем Днепровском машзаводе или в КБ Южном конструкторы придумали делать на лезвии ножей треугольные насечки с режущимикраями, которые дергали шнуры мяса туда- сюда, не давая им смещаться в радиальном направлении в туили иную сторону. Такие ножи были очень популярны у нас после появления первыхотечественных кухонных машин “Мрия”, где они использовались. Но возможны, ведь, и более простые варианты. Кпримеру, чередовать размещение режущеголезвия на лопастях ножа с разных сторон через одну. Но что-то это решение неполучило конструктивной реализации. Может, потому, что появилось очень простое и изящное решение,по-моему придуманное немцами, когда вернулись к прямым лезвиям, но размещали их не порадиусу, а по хордам (вспоминайте геометрию), а угол при этом использовали вразных вариантах мясорубок самый разный. Вот так решили проблему оптимальнойконструкции мясорубки, обеспечивающей процесс получения рубленого мяса.
А теперь домашнее задание – зайдите в современныймагазин электротоваров и посмотрите конструкции ножей в нескольких зарубежныхмоделях мясорубок. Вы будете очарованы красотой найденных решений при совершенствовании древней мясорубки.Не забудьте рассказать об этом знакомому шаману. Но не это главное, моя задачабыла продолжить знакомить вас сиспользованием системного подхода для поиска оптимальных решений на простом и понятном примере. Надеюсь, хоть на один шаг мне удалосьпродвинуться с вами в овладении этимдостаточно сложным методом. Амясорубку… Не мучьтесь. Купите самую недорогую, но современную в магазине.
