Трактат о вдохновенье, рождающем великие изобретения
Шрифт:
Для борьбы с этим злом инженеры пошли дальше — в последние десятилетия начал применяться предварительно напряженный железобетон. Идея предварительного напряжения проста. Стальную арматуру вначале растягивают и удерживают в этом положении с помощью специальных зажимов. Когда зажимы отпускают, арматура укорачивается и сжимает бетон.
Если такое изделие подвергнуть потом растяжению, то растягивающим усилиям придется сначала привести бетон из сжатого состояния в нормальное, и только после этого бетон начнет испытывать растяжение.
Предварительно напряженные конструкции легки, экономичны, долговечны.
Да, и здесь есть свое «но». Это «но» — в сложности изготовления. Чтобы растянуть металлическую арматуру, нужны огромные усилия. Простые механические домкраты не подходят — они маломощны. А гидравлический домкрат, рабочее давление в котором достигает 300 и даже 500 атмосфер, это целое сооружение.
Однако вернемся к совещанию. Обо всем, что мы рассказали, докладчик упомянул мельком, в нескольких словах, — участникам совещания это было известно.
— В последнее время, — продолжал докладчик, — начал применяться новый способ натяжения арматуры — электротермический. Состоит он в том, что через металлическую арматуру пропускают ток. При этом металл нагревается и удлиняется. В таком состоянии его укладывают в форму и закрепляют зажимами. После бетонирования, когда зажимы снимают, арматура охлаждается и, укорачиваясь, напрягает бетон. Кажется, просто?
Докладчик оглядел присутствующих. Все молчали.
— В предварительно напряженных конструкциях, — продолжал он, — выгодно применять высокопрочную проволоку. Но для ее натяжения нужна температура в 200 градусов Цельсия. А при такой температуре изменяется микроструктура стали, ее прочность катастрофически падает. Для нас, строителей, решение проблемы имело бы огромное значение. К сожалению, вряд ли это возможно: с одной стороны, проволоку нужно нагревать до 700 градусов, с другой — нагревать ее до этой температуры нельзя. Получается противоречие, которое, увы, неразрешимо…
— Неразрешимых противоречий нет, — послышался голос из зала.
— Вы убеждены в этом, товарищ Альтшуллер? — спросил докладчик. — А знаете ли вы…
Да, Альтшуллеру приходилось слышать: эту задачу не могли решить четверть века. Над ней работали инженеры во многих странах. Были поставлены сотни, тысячи опытов. Было написано множество статей, научных отчетов. Стало ясно: проволоку можно нагревать до 300, кратковременно — даже до 450 градусов. А нужно 700…
— Вы опытный изобретатель, — улыбаясь, заметил докладчик. — Почему бы вам не попытаться устранить это противоречие?
Изобретатель не собирался заниматься проблемой железобетона. Но раз уж так получилось, выхода не было.
— Хорошо, — сказал он. — Я согласен.
— И когда вы надеетесь отыскать решение?
— Хоть сейчас.
В зале поднялся шум. Казалось невероятным, чтобы человек, не являющийся специалистом по железобетону, мог взять на себя смелость заявить, что он берется решить одну из сложнейших технических задач.
Но смелость изобретателя имела свои причины. Смелость была выстрадана долгими годами неудач, сомнений и поисков».
Сам Р. Бахтамов на совещании, по-видимому, не был и поэтому счел необходимым перепроверить факты в личной беседе с Г. С. Альтшуллером. Вот запись беседы.
«Из окон многоэтажного здания Дома правительства
— Простите, но говорят, что электродомкрат вы изобрели прямо на совещании… за каких-нибудь десять минут.
— Это не совсем так. Работать над конструкцией мне пришлось потом довольно долго.
— Но все-таки десять минут?!
— Да, десять минут совещания и еще… — Он задумался. — И еще… пятнадцать лет подготовки. Если сложить, получится не так уж мало Не правда ли?»
В своей книжке «Как научиться изобретать» Г. С. Альтшуллер сообщает несколько иную версию рождения электродомкрата, излагая на этом материале свою методику изобретательства.
Следует интересная подборка цитат, рассказывающих о противоречиях, возникающих в различных областях техники.
«Анализируя развитие мельниц, Маркс писал в «Капитале»: «Увеличение размеров рабочей машины и количества ее одновременно действующих орудий требует более крупного двигательного механизма… Уже в XVIII веке была сделана попытка приводить в движение два бегуна и два же постава посредством одного водяного колеса. Но увеличение размеров передаточного механизма вступило в конфликт с недостаточной силой воды…»
В кораблестроении: «Необходимость обеспечения мореходных качеств ставит условия противоположные: так, например, чтобы корабль не был валок или, говоря морским языком, был бы «остойчив», выгодно его делать пошире, а чтобы он был «ходок», очевидно, что его надо делать подлиннее и поуже — требования противоположные» (академик А. Крылов).
В горной технике: «Увеличение размеров сечения и глубины шахт встало в противоречие с растущим давлением горных пород. Это противоречие разрешалось переходом от квадратного сечения к круглому с заменой деревянного крепления стволов каменным» (профессор А. Зворыкин).
В теплотехнике: «Весьма существенное значение имеет вес затрачиваемого на построение котельного агрегата металла на единицу производительности. В некоторой мере стремление к уменьшению этого веса (экономия металла) и стремление к увеличению к. п. д. (экономия топлива) противоречат друг другу. Разрешение этого противоречия является одним из важнейших факторов прогрессивного развития котельной техники» («Общая теплотехника», 1952).
В синтетических материалах: «Пленка, заменяющая кожу или ткань в одежде, обязана «дышать», пропускать воздух и пары воды, задерживая воду. Для этого она должна иметь мельчайшие поры… Увеличение же пористости снижает прочность пленки» (академик П. Ребиндер).
В оптике: «Фотографическими объективами пользуется громадное число фотографов-любителей и немалое число специалистов самых разнообразных профессий. Не удивительно, что этим объективам предъявляются особо строгие и часто противоречивые требования, например требования большой светосилы, значительного угла поля зрения и к тому же высокой разрешающей способности. При этом, кстати, желают, чтобы конструкция их была простой, легкой, без световых потерь. Конечно, все эти условия несовместимы, и хороши только специализированные объективы» (профессор Г. Слюсарев).