Инженерная эвристика

Гаврилов Дмитрий Анатольевич

Людвиг Эммануилович Нобель собственноручно спроектировал и выполнил чертежи первого в мире нефтеналивного парохода-танкера «Зороастр», выстроенного по его заказу в Швеции. Как пишут исследователи инженерной деятельности Нобелей: «„Зороастр“ имел стальной корпус длиною в 184 фута (соответственно длине шлюзов Мариинской системы), шириною 27 футов и глубиною 9 футов, емкостью 15 тыс. пудов керосина; машина отапливалась нефтяными остатками (мазутом); ход — 10 узлов [76] . Керосин заливался в восемь цилиндрических емкостей, мощность судовой машины составляла 290 л.с. [77] Несколько позже стали заливать нефть или нефтепродукты прямо в корпуса судов» (Джафаров, Джафаров, 2001).

76

1 узел = 1

морская миля в час = 1.852 км/ч.

77

1 л.с. (лошадиная сила) = 736 Вт.

Кстати именно бакинский преподаватель ТРИЗ Т. Кенгерли ввёл в оборот приём разрешения технических противоречий № 45: «Би-принцип. Используя одновременно два однотипных объекта с разными количественными характеристиками, можно получить качественно новый эффект (напр., биметаллические пластинки; биения, возникающие при сложении двух колебаний, и т. д.)» (выделено нами. — Авт. ).

Но как читатель понимает, изобретательские приёмы работают и в самой повседневной жизни, какую ведут большинство из нас. В советском журнале «Наука и жизнь» многие годы существовал раздел «Маленькие хитрости», ставший источником массы зарубежных патентов и прибыли для западных компаний. Мы же, по бедности своей или недоразумению, говорили испокон веков: «Голь на выдумку хитра». Вот только пара примеров, озвученных некогда в передаче «Мнения знатоков». Вспоминает её ведущий Нурали Латыпов:

«Сам я родом из Узбекистана. Страны, традиционно бедной дровами, живущей на привозном угле. И тем не менее, прежде мы пользовались печным отоплением. Топить печь не только трудоёмкое, но и финансовоёмкое дело. На учительскую зарплату нельзя и по сей день купить столько высококачественного угля, чтоб его хватило на весь отопительный сезон.

И с решением этой проблемы моим отцом связано у меня одно из ярких детских впечатлений. Дело в том, что раньше в Центральной Азии традиционным топливом был так называемый кизяк. В России это добро именуют коровяком. Короче, сушеными коровьими лепёшками, если не оскорбить слух иного телезрителя более крепким словом. Их заготавливали в большом количестве пастухи. Для своих очагов. Отец же почти задаром приобрёл тонну бросового угольного порошка, заплатил разве что за перевозку. Угольная пыль считалась только отходом, который применяли лишь в специально оборудованных котельных.

Из всего того добра, что накапливалось под нашей коровой, замешав его на угольном порошке, отец делал густую смесь. А мы, дети, помогали ему, специальными формочками делая из неё брикеты. Под жарким южным солнцем брикеты быстро высыхали, так что их можно было складировать в штабеля в сарае. Зимой же я увидел, как они ярко горят, и печь гудела посильнее, чем если бы мы топили дровами или углём. Фактически мы использовали попутное бросовое сырьё. Пыль позволяет осуществить более интенсивную газификацию угля, способствует его полному выгоранию, а органический горючий наполнитель как бы склеивал пыль воедино» (Вассерман, Латыпов, 2012, С. 231).

Принцип тот же, объединение в пространстве двух разных, казалось бы, вещей, породило новое качество [78] . Точнее, общее-то у угля и кизяка было, это общее — их горючесть. И она была многократно усилена за счёт синергетики — сложения заранее во времени и в пространстве двух способностей к горению. Восстановленная целостность угля позволяла обойтись без того, чтобы распылять уголь каким-то хитрым образом. Устранение мелкодисперсности приводило к тому, что и сгорание дармового «композита» происходило постепенно.

78

Очень характерный приём в изобретательстве. Например, если в лёд вморозить абразивный порошок, то можно шлифовать детали разнообразной формы (и с выпуклостями, и с впадинами).

Близок по ассоциативному ряду и такой примечательный факт. Отходом перерабатывающего производства хлопка является так называемая «гуза-пая», в переводе с узбекского «стебли хлопчатника». Они

не только служили основой для получения гидролизного спирта. В условиях дефицита угля и лесных ресурсов гуза-паей, как хворостом, отапливали и помещения. Отходом производства целлюлозы и спирта был клейкий лигнин, накапливающийся на дне баков. Рабочие узбекских предприятий формовали лигнин в кирпичики и пускали снова в дело — в качестве органического топлива. Производство получалось экологичным и безотходным.

Саман — это композитный материал, смесь земли, глины, песка, соломы и воды, укладываемый вручную при возведении монолитных земляных стен. Он широко использовался в Советской Азии с незапамятных времён. Малоросские мазанки — конструкции похожего порядка. Синергетический эффект от совместного применения соломы, своего рода структурной арматуры, и вяжущего наполнителя проверен временем.

Ещё одно детское впечатление от того же из соавторов: «Когда я учился в шестом классе, до нас, наконец, дошел газ. Дома провели паровое отопление. Прораб, руководивший проводкой, сказал, что „за вами остаётся изоляция труб на чердаке и тех, что снаружи дома“. Он при этом назвал какой-то дефицитный и дорогой по тем временам изоляционный материал. Отец размышлял где-то около суток, потом он собрал нас и объявил, что можно гораздо лучше изолировать трубы, используя подручный материал…»

Обратим внимание, что изобретатель, вероятно, задумался и о тяжести конструкции, ведь трубы были на чердаке, то есть решал сразу несколько технических противоречий! Как гласит шестой принцип ТРИЗ — принцип универсальности, «объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах».

«Мы тогда выписывали огромное количество газет, — вспоминал Нурали Латыпов, — которые копились по прочтении пачками. Отец показал нам, как надо сворачивать трубки во всю ширину газетного листа, а чтобы они не разворачивались, поверх наматывали капроновую нить из распущенных старых чулок. Изготовив не одну сотню трубок, мы с братьями стали с интересом ждать, что же будет дальше, и зачем это всё отцу понадобилось. А он обложил трубы парового отопления со всех сторон трубками газетными и спаял сверху изолентой. И так по всей длине. Газетная бумага и капроновая нить мне представлялись такими непрочными материалами, но так или иначе температура на выходе держалась градусов на десять выше, чем предсказал тот мастер парового отопления. Да и когда мы через двадцать лет переехали из того дома, а покупатель осматривал свою будущую собственность, вся изоляция оказалась на месте и исправно сохраняла тепло» (Вассерман, Латыпов, 2012, С.232).

Ну, в заключение покажем, как растёт «снежный ком» преобразований (то есть изобретательских решений) с применением вышеописанной логики… к шахматной игре.

ВОПРОС № 83

Общеизвестно, что современные шахматы, произошедшие от индо-персидских игр, развивают способность к логическому мышлению человека, но, несмотря на более чем трёхсотлетнюю историю правил, остаются игрой избранных. Шахматы отнесены к спортивным играм, а также являются искусством, оставаясь трудными для большинства людей вследствие жёсткой детерминированности: для того, чтобы хорошо играть в шахматы, необходимо много тренироваться и знать теорию игры — большинство шахматных дебютов предопределены на семь-десять ходов вперёд, и если не следовать этой жёсткой шахматной логике — проигрыш неизбежен. Предложите несколько идей по преодолению детерминизма и обоснуйте логику их возникновения.

Ресурсы, которыми мы обладаем в шахматах — это игровые фигуры, игровое поле и сами правила.

Пожалуй, наиболее жёсткое первое правило — «белые» начинают. При игре равных по силе мастеров, можно смело продолжать… и выигрывают. Если не сделают ошибок. Значит, полностью противоположное правило — начинают «чёрные». Но цвет тут роли не играет. Кто первым ходит, то и имеет явное преимущество. Устранение определённости, стирание различий в очерёдности хода было, в общем-то, предусмотрено ещё в «чатуранге», где использовались игральные кости. Ещё один элемент игры, отброшенный в ходе её эволюции на пути к жёсткому детерминизму. Сотрём различие в упорядоченности шахматной игры, введя вероятностный фактор — игральную кость — три её грани покрашены в один цвет, а три других — в противоположный. Чей «цвет выпадает», у того возникает и право хода.