Текст книги "Юный техник, 2005 № 04"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 6 страниц)

ПАТЕНТНОЕ БЮРО

Внимание, конкурс!

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) предоставляет инструменты, приемы, методы, которые позволяют изобретать, причем, не только в технике.

Основоположник ТРИЗ Г.С. Альтшуллер был инициатором создания и первым президентом Международной ассоциации ТРИЗ. Сейчас в эту организацию входят специалисты из России, Беларуси, Украины, Латвии, Эстонии и других стран.

ТРИЗ активно распространяется за рубежом в первую очередь потому, что это выгодно. Такие известные компании, как «Samsung», «LG», «Boeing», «Kodak», «Ford» и многие другие, с удовольствием приглашают на работу инженеров, умеющих применять методы ТРИЗ на практике.

Один из способов приобщиться к ТРИЗ – принять участие в Международном конкурсе для школьников и студентов, который проводится ежегодно с 2000 года. За это время на конкурс присланы тысячи работ.

Приглашаем вас принять участие в новом конкурсе, который Международная ассоциация ТРИЗ объявляет совместно с журналами «Юный техник» и «Дети, техника, творчество». Лучшие предложения будут опубликованы в Патентном бюро «Юного техника» и на сайте http://www.matriz.ru/?/Konkursy_MA_TRIZ/, авторы лучших работ и их руководители будут награждены дипломами, ценными призами.

Желаем вам красивых идей!

Президент Международной ассоциации ТРИЗ М.С. Рубин

ЗАДАНИЯ КОНКУРСА

1 – 4-й классы

1. Из русских народных сказок известно, что Баба Яга жила в избушке на курьих ножках, которая поворачивалась по команде хозяйки. Вопросы: «Почему для избушки придумали опору в виде именно «курьих ножек»?

Можно ли «курьи БОЖКИ» заменить другим (сказочным или реальным) видом опоры?» Добавьте еще что-то сказочное к «избушке на курьих ножках» для удобства Бабы Яги. Ответы поясните рисунками или схемами.

2. Дом состоит из нескольких основных элементов: крыша, стены, пол, потолок, окна, двери, отопление, мебель. При желании можете уточнить этот список. Используя приемы фантазирования (объединить-разъединить, наоборот, ускорить-замедлить, оживление, сделать динамичным, сделать статичным, переместить во времени, переместить в пространстве и т. д.), измените одну или несколько составляющих дома.

Опишите фантастический дом. Что в нем хорошо и что плохо?

Придумайте небольшую фантастическую историю об этом доме.

3. Представьте себе, что ваш дом увеличился в 10 раз. Чем такой дом будет лучше? Что станет хуже? Насколько вырастет, например, квартплата? Как превратить отрицательные последствия в положительные? Как изменится конструкция дома, что нового в нем может появиться? Сделайте описание или рисунок такого дома. Представьте, что ваш дом увеличился в 100 раз…

4. Современная больница не может быть домиком, в котором и перевяжут палец, и сделают операцию на сердце, и примут роды. Нужны просторные палаты, современные операционные с современной техникой… Словом, больница должна быть большой. Но такая больница не вписывается в архитектуру маленького городка – одноэтажного, черепичного.

Как обеспечить необходимый объем больнице, не разрушая архитектурного облика городка?

5. В полностью застроенном районе новый дом возвести негде, но есть возможность сделать пристройку к старому. Старый – в стиле 60-х годов XX века – коробка без декоративных элементов, с гладким фасадом, с параллельными рядами окон. Сделать пристройку в том же стиле – несовременно, изменить стиль – здание будет состоять из двух контрастирующих частей, а это выглядит некрасиво.

Какая пристройка будет выглядеть современной и при этом не резать глаз?

6. Представьте: вы проектируете здание для правительства арабской страны. Современный силуэт государственных зданий – прямолинейный, с квадратными плоскостями и прямыми углами. Но арабской архитектуре свойственны извилистые замысловатые контуры.

Как сделать внешний вид здания традиционно арабским, но в то же время вполне современным?

7. Часто собака, вернувшись после прогулки, скребется в дверь дома или ждет, когда кто-нибудь откроет ей дверь. Как помочь собакам возвращаться домой?

5 – 8-й классы

1. Жители юга по утрам стараются в летнее время держаться в теневой части дома, а к вечеру перемещаются в комнаты, которые с утра были залиты солнцем. Как избежать неравномерности температуры в доме? Предложите не менее трех вариантов решения этой проблемы.

2. В городах с населением более 1 млн. жителей без метро трудно решить транспортные проблемы. Однако в древности существовали миллионные города (например, Вавилон или древний Рим), в которых транспортных проблем не было. Улицы этих городов можно было обойти пешком, а городского транспорта в нашем понимании вообще не было. Чем древние города отличались от современных?

Как отразилось это на функциях дома? Чем дом в древнем городе отличался от дома в городе современном?

3. Принято считать, что дом, в первую очередь, обеспечивает жизнь людей: защиту, отдых, общение. Но дом – это еще и место, где готовят еду, выращивают цветы, шьют… Перечислите, какие профессии реализуются в домах. Какие работы можно было бы дома выполнять?

Какие проблемы при этом возникают? Как их решать?

4. Орбитальные станции мало зависят от внешней среды, позволяя космонавтам многие месяцы обходиться имеющимися запасами. Чем ваш дом отличается от такой станции? Что вы или ваши родители приносят домой? Что вы получаете от города, в котором живете, от улицы, на которой расположен ваш дом? Попытайтесь сделать достаточно детальный список. Можно ли уменьшить зависимость вашего дома от внешней среды? Какие при этом возникают задачи? Как их решать?

5. Батареи центрального отопления включаются в зимнее время. А как их использовать летом, когда отопление отключено? Кроме системы отопления, в доме много других предметов и систем, которые используются относительно редко: вентилятор, пылесос, кондиционер, шкафы, осветительные приборы. Подготовьте список мебели, бытовой техники и других элементов домашнего быта, которые используются неэффективно. Как можно было бы повысить эффективность их использования? Попытайтесь, используя принципы непрерывности полезного действия, принцип универсальности, принцип объединения, принцип матрешки, изобрести новую мебель или другие предметы вашего дома.

6. Строить дома быстро позволяет так называемое типовое строительство – стройка ведется по одинаковым проектам в «конвейерном» режиме. Но район из стандартных домов получается однообразным. Попытки высаживать между домами деревья не дают результата – деревья теряются среди зданий.

Как сделать район красивым, не теряя преимуществ типового строительства?

7. Скорость, с которой вентилятор гонит воздух, зависит от угла наклона его лопастей. А можно ли сделать, чтобы вентилятор при росте температуры увеличивал скорость воздушного потока, меняя угол лопастей без помощи автоматики?

8. В Москве строили высотное здание. По проекту, нижний его этаж – вестибюль метро. Обычно в таких случаях сначала строят станцию метро, укрепляют грунт и лишь затем надстраивают остальную часть здания. В данном случае завершить строительство нужно было очень быстро. Поэтому строить станцию метро и здание решили одновременно. А грунт предложили замораживать, чтобы не мешал строить фундамент здания. Но расчеты показали, что после размораживания грунт обязательно просядет и здание наклонится.

Как же построить и станцию, и здание быстро и без наклона?

9. Пылесос хорошо втягивает пыль с ровных поверхностей. С неровных же и ворсистых пыль всасывается плохо. Поэтому к наконечнику пылесоса добавили щетку. А чтобы она снимала пыль, приходится долго и с усилием водить ей туда-сюда. Вот если бы щетка еще и вращалась…

Для этого можно поставить на щетку дополнительный двигатель. Но пылесос станет тяжелее и дороже, увеличится расход электроэнергии. Как сделать легкий и дешевый пылесос с вращающейся щеткой?

10. Постепенно от центрального парового отопления мир переходит к индивидуальному электрическому. Для этого в стенах дома монтируют нагревательные электрические панели. Хорошо прогревают воздух они только у самых стен. В середине же комнаты заметно холоднее. Если увеличить нагрев, то вблизи стен нечем будет дышать.

Как обеспечить равномерный прогрев комнаты?

11. Предложите конструкцию дома для севера, имея в виду, что…

…Кирпичные стены делают толстыми, чтобы не промерзали зимой, хотя из соображений прочности они могли быть гораздо тоньше и намного дешевле. Получается, что зимой стены должны быть толстыми, а летом – тонкими. Можно ли придумать такие?

…На севере холодно, много снега и отходов древесины. Предложите варианты использования этих (и других) местных ресурсов для строительства домов. Не забывайте, что везде есть воздух, вода и земля и их можно использовать.

12. Крыши домов покрывают шифером, металлическими листами, черепицей. Если материал уже выбран, цвет крыши много лет остается неизменным. А ведь хорошо бы время от времени менять цвет крыши. Перекрашивать – дорого и опасно. А можно ли сделать так, чтобы крыша сама меняла свой цвет?

13. Летний душ – это обычно бочка, установленная на крыше. Так как сливное отверстие находится снизу, то в разбрызгиватель попадает сначала холодная вода (из нижних слоев). Как сделать так, чтобы в разбрызгиватель постоянно поступала теплая вода?

14. Труба отопления дала течь. Тугой струей вода бьет в комнату. Как, не дожидаясь аварийной службы, самому устранить аварию?

9 – 11-й классы

1. Батареи центрального отопления включаются в зимнее время. А как можно их использовать летом, когда отопление отключено?

Кроме системы отопления, в доме много других предметов и систем, которые используются относительно редко: вентилятор, пылесос, кондиционер, шкафы, осветительные приборы… Подготовьте список мебели, бытовой техники и других элементов домашнего быта, которые используются неэффективно. Как можно было бы повысить эффективность их использования? Попытайтесь, используя принципы непрерывности полезного действия, принцип универсальности, принцип объединения, принцип матрешки, изобрести новую мебель или другие предметы вашего дома.

2. В городах с населением более 1 млн. жителей без метро трудно решить транспортные проблемы. Однако в древности существовали миллионные города (например, Вавилон или древний Рим), в которых транспортных проблем не было. Улицы этих городов можно было обойти пешком, а городского транспорта в нашем понимании вообще не было. Чем древние города отличались от современных?

Как отразилось это на функциях дома? Чем дом в древнем городе отличался от дома в городе современном?

3. Принято считать, что дом, в первую очередь, обеспечивает жизнь людей: защиту, отдых, общение. Но дом – это еще и место, где готовят еду, выращивают цветы, шьют…

Перечислите, какие профессии реализуются в домах. Какие работы можно было бы дома выполнять? Какие проблемы при этом возникают? Как эти проблемы решать?

4. Для домов характерны специальные комнаты: кухня, спальня, столовая. В некоторых домах делают еще мастерские, тренажерный зал или бассейн. Известно, что Петр I по индивидуальному заказу приобрел себе секретер. Сейчас по индивидуальному заказу могут изготовить кресла, кровать и другую мебель. Предложите идею нового дома, мебели или бытовой техники, используя приемы «местного качества», «периодического действия», «дробления», «вынесения», «дешевой недолговечности взамен дорогой долговечности».

5. В домах нужна чистая вода. Между тем именно сточные, канализационные воды становятся основной причиной загрязнения водоемов. В Европейском союзе становятся популярными экономические меры борьбы с загрязнением окружающей среды. Например, стоимость сточных вод сделали в 10 раз дороже стоимости чистой воды. К каким изобретением это может привести? Как минимизировать количество сточных вод в доме?

6. Пещеры, землянки, деревянные срубы… Дом постепенно превращается в сложную, постоянно развивающуюся систему. Подготовьте картотеку различных домов. Какие тенденции в развитии дома можно выделить? Проиллюстрируйте законы развития технических систем на примере развития дома. Сформулируйте требования к идеальному дому.

7. В разной местности строят дома разной архитектуры. Построить дом под водой или на орбитальной станции – это отдельные научно-технические проблемы, которые содержат комплекс различных задач. Предложите идею проекта дома на Луне. Каким он может быть? Чем он должен отличаться от домов на Земле? Из чего будет построен? Какие задачи возникают?

8. Исследователи университета Пенсильвании (США) изобрели унитаз, который вырабатывает электричество. Составьте список того, что, на ваш взгляд, уходит из дома бесполезно.

Что из этого можно было бы использовать? Какие устройства вы могли бы для этого предложить?

9. Идея «умных» домов получает все большее развитие. Из автомобиля или офиса скоро можно будет не только включить утюг или разогреть ужин, но и подготовить ванну с горячей водой, сменить воду в бассейне, пропылесосить полы, задержать вора…

Управление домом на расстоянии – давнишняя мечта фантастов. Что на ваш взгляд необходимо автоматизировать в доме в первую очередь? Какие задачи при этом необходимо решить? Приведите примеры автоматизации в доме, которые используются уже в наши дни. Напишите небольшой рассказ о доме-автомате. Какие негативные последствия создания «умного» дома вы предвидите?

10. Дома из монолитного железобетона изготавливают прямо на стройке. Строят опалубку, закладывают в нее арматуру, заливают раствором, затем поднимают опалубку выше и снова кладут арматуру и заливают раствором. И так, пока не вырастет большая, прочная и недорогая монолитная конструкция с одним внутренним помещением. Этажные же дома лучше строить из сборных конструкций – панелей, соединенных сваркой. Такие конструкции возводят быстрее, чем монолитные, но они плохо выдерживают горизонтальную нагрузку. Известны и гибридные здания, в которых центральный ствол из монолитного железобетона окружен сборными этажами, приваренными к стволу. Но этажи вокруг ствола опять-таки образуют жесткую конструкцию, которая сводит на нет все преимущества монолитного ствола.

Как же построить высотное здание быстро, недорого и чтобы оно выдерживало большие горизонтальные нагрузки?

11. Для снижения потерь тепла сквозь окна жилых помещений в Германии изобрели два вида штор с пленкой, которая пропускает тепло только в одну сторону. Зимние шторы пропускают тепло снаружи, но не выпускают изнутри. Летние, наоборот, выпускают тепло изнутри, но внутрь не пропускают, Весной и осенью шторы нужно менять. Спрогнозируйте очередное изобретение в этой области.

12. Водопроводные и канализационные трубы соединяют муфтами. Со временем в местах соединения труб с муфтой возникают течи. Трубы выкапывают, сваривают заново или сильнее затягивают зажимы. Как обеспечить надолго герметичность соединения труб?

13. Предложите конструкцию дома для севера, имея в виду, что…

…Кирпичные стены делают толстыми, чтобы не промерзали зимой, хотя из соображений прочности они могли быть гораздо тоньше и намного дешевле. Получается, что зимой стены должны быть толстыми, а летом – тонкими. Можно ли придумать такие? |

…На севере холодно, много снега и отходов древесины. Предложите варианты использования этих (и других) местных ресурсов для строительства домов. Не забывайте, что везде; есть воздух, вода и земля и их можно использовать.

14. Летний душ – это обычно бочка, установленная на крыше. Так как сливное отверстие находится снизу, то в разбрызгиватель попадает сначала холодная вода (из нижних слоев). Как сделать так, чтобы в разбрызгиватель постоянно поступала теплая вода?

Работы направляйте в Международную ассоциацию ТРИЗ до 15 мая 2005 года по адресу;

185031, Карелия, Петрозаводск, а/я 134, Рубиной Наталии Викторовне.

Тел./факс: 8-(814-2)-76-21-65

E-mail: [email protected] ,

адрес в Интернете: http://matriz.ru

НАШ ДОМ
Вопилки на веревочке

Ревелки и вопилки бывают разными. Одни большие, так называемые «бычьи», ревут хриплым басом, другие, поменьше, поют тенором, а совсем маленькие – пронзительно визжат, как поросята. Главное – хорошенько раскрутить над головой.

История этого этнического музыкального инструмента, состоящего из дощечки, шнура и ручки, уходит в глубь веков: аборигены Южных морей использовали его в ритуальных праздничных церемониях.

Для изготовления вопилки понадобится многослойная фанера или подходящая деревянная дощечка. Переведите на плотную бумагу чертеж вопилки в натуральную величину, затем с помощью инструментов для разметки перенесите контур игрушки на дерево. С помощью ножовки придайте необходимую форму – прямоугольник со срезанными краями. Общая длина инструмента 300–350 мм, ширина до 100 мм.

Всю поверхность тщательно ошкурьте сначала крупно-, а затем мелкозернистой наждачной бумагой – это очень важно для будущего звучания вопилки.

Чтобы игрушка вращалась и вокруг собственной оси, необходимо закрепить ее на подвижном шарнире 1(см. рис.).

Основные размеры и детали вопилки:

_{1– скоба, 2– винт, 3– поводок, 4– трубка.}

Его лучше изготовить из стальной пластины П-образной формы. Ось шарнира изготовьте из обычного стального гвоздя длиной 80 мм. Проденьте его в центральное отверстие скобы, а свободные концы согните в виде кольца. Лишний металл откусите кусачками.

Ручку цилиндрической формы изготовьте из подходящей деревянной заготовки длиной 150 мм. Концы ручки запилите крупным напильником – рашпилем. Диаметр цилиндра 25 мм. В центре просверлите сквозное отверстие диаметром 6 мм. Над просверленным отверстием срежьте с одной стороны рашпилем площадку под шайбу. Из полоски 1,5 – 2-мм стали вырежьте поводок 3(см. размеры на чертеже).

Соберите ручку вместе с поводком с помощью винта и отрезка трубки 4диаметром 10 мм. Для этого потребуется винт длиной 85 мм с нарезанной на конце резьбой М6 длиной 25 мм. Вставьте винт в отверстие поводка, затем наденьте на него, как показано на чертеже, металлическую трубку с шайбой и закрепите на деревянной ручке при помощи гайки.

Наступило время соединить вопилку с ручкой нейлоновым шнуром длиной не менее 1800 мм. Шнур должен быть плетеным и надежным, иначе рискуете потерять игрушку: отвязавшись, она может улететь очень далеко.

Один конец шнура прочным узлом закрепите в отверстии в поводке ручки, другой – в металлической петле на шарнире вопилки. Советуем обмотать концы шнура изолентой, чтобы они быстро не истрепались.

Можно просверлить в инструменте несколько отверстий, как показано на рисунке. От их количества и диаметра зависит тональность звука. Экспериментальным путем можно добиться широкого диапазона звучания вопилки при вращении игрушки с разными скоростями.

Нанесите на поверхность красную эмаль. После высыхания заполните фон маленькими птичками-галочками. Посередине протяните извивающуюся синюю змею. Именно такой рисунок наносил вождь племени на инструмент много веков назад перед тем, как созвать соплеменников из отдаленных деревень на праздник урожая.

Пришла пора испробовать игрушку на звук и на прочность. Кстати говоря, вопилка не так безопасна, как кажется на первый взгляд. Поэтому советуем выйти на открытое пространство – в поле или на пустырь. Запускать ее можно на расстоянии не менее десяти метров от стоящих вокруг людей. Раскрутите вопилку над головой и вращайте до тех пор, пока не услышите громкий звук.

Желаем успехов!

Материалы подготовила Н. АМБАРЦУМЯН

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Головной образец яхты Navettaбыл спущен на воду в июле 2000 года, а в сентябре яхта привлекла внимание зрителей Каннского боат-шоу. По свидетельствам специалистов, интерес к яхте вызван умелым сочетанием достоинств «настоящего» морского судна с комфортом, необходимым для раздумчивого отдыха. Фирма-производитель предлагает заказчикам огромный выбор материалов и вариантов отделки, что вполне логично при цене яхты около 2,5 млн. евро.

Техническая характеристика:

Длина… 30,95 м

Ширина… 7,00 м

Осадка… 2,08 м

Водоизмещение… 88 т

Материал… сталь

Мощность двигателей… 2x1300 л.с.

Максимальная скорость… 18 узлов

Крейсерская скорость… 14 узлов

Запас топлива… 15 т

Запас воды… 2,2 т

Этот спортивный автомобиль впервые был представлен на Парижском Автошоу в 2000 году. Характеристики его во многом уникальны. Это относится к шасси, подвеске, двигателю и 6-скоростной ручной коробке передач. Предельная скорость Carreraпри двигателе мощностью 558 лошадиных сил составляет более 330 км/ч. За 4 секунды она набирает скорость до 100 км/ч, а до 200 км/ч разгоняется менее чем за 10 секунд. Основная часть кузова изготовлена из углепластика, и потому вес автомобиля составляет всего около 1250 кг при объеме бензобака 90 литров. Стоит автомобиль около 450 000 евро.

Техническая характеристика:

Длина… 4,556 м

Ширина… 1,915 м

Высота… 1,192 м

База… 2,700 м

Объем двигателя… 5500 см ³

Мощность… 558 л.с.

Коробка передач… ручная, 6 скоростей

Максимальная скорость… 330 км/ч

Снаряженный вес… 1395 кг

Вместимость топливного бака… 90 л

Разгон до 100 км/ч… 3,8 с

Расход топлива… от 8,1 до 16,5 л/100 км