Глава 8. ЗАКОНЫ ПРИРОДЫ ВОКРУГ НАС, ИЛИ ОТ ФП — К ИКР
НЕМНОЖКО ФИЗИКИ, НЕМНОЖКО ХИМИИ...
В гл. 3, исследуя историю развития объекта, мы от костра добрались до лампы дневного света. Такие экскурсы в прошлое проделывали мы на самых разных занятиях в самых разных аудиториях с самыми различными объектами: ручками, домами, транспортными средствами, инструментами, станками, даже с джинсами и носками. Выяснилось, что вещей неинтересных в мире нет! Даже история такой прямой железной палки, какой выглядит железнодорожный рельс, полна не только драматических, а часто и трагических событий. Куча проблем: материал, профиль сечения, технология изготовления, способ крепления к полотну, стыковка между собой... Для первой железной дороги в Англии рельсы отливали из чугуна. Длина одной отливки — 1 м. И 2000 отливок на 1 км дороги! Понятно, что так долго продолжаться не могло. Металлургическая промышленность получает мощный стимул для развития способов производства и обработки металлов, растут мартеновские печи, появляются прокатные станы. Для их изготовления нужны металлообрабатывающие станки и инструменты, методы анализа и контроля, новые приборы и материалы...
При прокладке первых телефонных линий в США в качестве изоляторов на столбах для проводов использовались... горлышки от стеклянных бутылок. Изоляция на проводах (резиновая, лаковая) и керамические изоляторы появились позже. А вместе с ними родилось и материаловедение — наука, изучающая свойства различных материалов и возможность их применения.
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.
