Алгоритм изобретения

б) Мы решаем задачу о продвижении сквозь плотную среду; ведущая отрасль техники в данном случае — горная техника (проходка шахт, штреков, выемка угля, руды и т. п.). Лед — горная порода; посмотрим, как движутся машины в более плотных горных породах.

Здесь уже давно применяют водометы, гидромониторы. Идут эксперименты с различными электрофизическими способами разрушения угля, руды, камня. Используют нагревание токами высокой частоты, контактный электропробой, электрогидравлический эффект и т. п. К сожалению, применить какой-либо из этих методов в нашей задаче невозможно: слишком велик объем льда, который надо разрушать в единицу времени, чтобы обеспечить требуемую скорость движения судна.

в) Обратная задача — не разрушать, а укреплять лед. Решение — армирование льда. Такое решение явно не годится, а чтобы использовать его «с обратным знаком», нужно добавлять в лед что-то, уменьшающее его прочность. Но и этот путь не годится: потребуется слишком большой расход вещества-разрыхлителя.

2—2. Применим оператор РВС. Будем считать объектом корабль, а основным размером — его ширину (от длины мало что зависит).

а) Ширина корабля стремится к нулю. Допустим, она равна 1 мм. Корабль-лезвие?

б) Начнем теперь увеличивать ширину: 10 м, 100 м, 1000 м, 10 000 м... Бее труднее и труднее двигать сквозь лед такую громаду. Положить корабль на бок?

в) Скорость движения корабля близка к нулю. В этом случае можно просто потихоньку растапливать лед. Расход топлива тоже будет стремиться к нулю.

г) Скорость повысилась до 50 узлов, 100 узлов... Корабль должен мчаться, как судно на подводных крыльях. Любой способ разрушения льда не годится — потребуется слишком большая мощность. Нужно придумать нечто, что позволит идти сквозь лед, не расходуя энергии. Как?

д) Допустимые расходы стремятся к нулю. Снова тот же вывод: не разрушать лед (за это всегда надо платить).

е) Если допустимы неограниченные расходы, задача легко решается: применить лазеры, пусть они пробивают дорогу сквозь лед.

2—3. Изложим задачу в двух фразах, убрав такие термины, как «ледокол», «ледорез» или «ледолом» (они заранее привязывают нас к какой-то технологии разрушения льда).

Итак, задача: «Дана система из корабля и льда. Корабль не может идти с большой скоростью сквозь лед». (Можно, вообще говоря, убрать и термин «корабль», но он достаточно широк и вряд ли сильно стеснит воображение.)

2—4. Корабль — технический объект, его можно изменять как угодно. Лед — природный объект, изменять его крайне трудно. Следовательно, надо корабль отнести к «а», лед — к «б».

2—5. Объектом для дальнейшего анализа будет корабль.

Вывод неожиданный: традиционные попытки решения задачи связаны с изменением льда: его ломают, режут, взрывают... Корабль кажется неизменным, мы привыкли к его определенной форме, а лед кажется легко изменяемым. На самом деле все наоборот. Чтобы расплавить один кубометр льда — все равно, чем: архисовременным лазером или простым огнем, — нужно затратить 80 000 ккал тепла (без учета потерь). Большое количество энергии нужно и для того, чтобы тем или иным способом искрошить кубометр льда. Куда проще разрушать не лед, а корабль! Ведь корабль можно сделать легкоразрушаемым — это зависит от нас...

Рис. 23. К задаче 5, шаг 3—2. «Было» — корабль дошел до льда и остановился; «Стало» — тот же корабль каким-то образом движется сквозь лед.

Мы пришли к весьма дикому выводу. Кто-то, может быть, уже подходил к этой мысли — и останавливался перед психологическим барьером.

Часть 3

3—1. Сформулируем идеальный конечный результат (ИКР): корабль сам идет сквозь лед с большой скоростью и с нормальным (как на чистой воде) расходом энергии.

3—2. На рис. 23: «Было» — корабль дошел до льда и остановился; «Стало» — тот же корабль каким-то образом движется сквозь лед.

3—3. Не может выполнить требуемого действия участок АБ носовой части корабля, упирающийся в лед. Можно ответить и по-другому: не может выполнить требуемого действия объем корпуса между АБ и ВГ.

3—4. а) Мы хотим, чтобы эта часть не упиралась в лед.

б) Она жесткая, твердая, сплошная — поэтому она и упирается.

в) Эта часть нужна для сохранения целостности корпуса и не нужна, чтобы не упираться в лед.

3—5. Поскольку эта часть нужна, придется сохранить ее. А поскольку она нам мешает, придется уменьшить ее до минимума.

3—6. Размеры этой части определяются толщиной льда и шириной корабля. Уменьшить толщину льда мы не можем. Остается уменьшать ширину корабля. Нам не надо, чтобы корабль был вообще плоским (рис. 24, а). Мы рассматриваем изменения той части корпуса, которая совпадает со слоем льда. Пусть эта часть будет плоской (24,6).

Рис. 24. Чем уже полоса разрушаемого льда, тем меньше расход энергии.

3—7 и 3—8. Получается неустойчивая форма. Чтобы корабль был устойчивым и плоским, нужны две плоскости, соединяющие верхнюю и нижнюю части корпуса (рис. 24, в).

Часть 4