Шаг 5. Физическое противоречие на макроуровне (М-ФП).

Выше отмечалось, что выполнение ОФ и возникновение НЭ1 происходят в различных частях пространства, поэтому формулирование физического противоречия на макроуровне должно устранить возникновение НЭ1 и может выглядеть так: длинный язык пламени должен касаться тела ампулы, поскольку он обеспечивает полную их запайку, и не должен ее касаться, чтобы не нагревать лекарство.

Шаг 6. Физическое противоречие на микроуровне (μ-ФП), таким образом, сводится к формулированию требований к частицам, которые должны находиться в оперативной зоне:

между телом ампулы и длинным языком пламени во время действия длинного языка пламени должны находиться частицы вещества, которые не будут пропускать пламя к телу ампулы.

Шаг 7. Идеальный конечный результат (ИКР): техническая система должна сама обеспечивать в пространстве между языком пламени и телом ампулы во время запайки наличие частиц, которые не пропустят пламя к телу ампулы.

Шаг 8. Определим свойства, которым должны удовлетворять частицы, чтобы обеспечивались необходимые по шагу 7 требования. Частицы должны:

создавать сплошную отсекающую поверхность, через которую не сможет пробиться пламя;

быть негорючими и нетеплопроводными;

быть подвижными — быстро и легко появляться только возле тела ампулы (а не возле шейки!) и также быстро и легко удаляться;

не попадать в открытые ампулы, чтобы не засорять лекарство;

быть дешевыми.

Если требование к подвижности частиц распространить на весь ящик, то мы приходим к необходимости обеспечить наличие некоей горизонтальной плоскости из защитных частиц, расположенной как минимум на уровне лекарства в ампулах.

В систему входят, как вы помните, конвейер, ящик с ампулами и газовая горелка с длинным языком пламени. Обеспечить (шаг 9 по шагу 1) сформулированные на шаге 8 свойства эти элементы не могут. Поэтому попробуем по нужным свойствам подобрать подходящее вещество. Подбор вещества рекомендуем начинать с определения его агрегатного состояния.

Сплошным, через которое не сможет пробиться пламя, вещество может быть либо в твердом, либо в жидком состоянии. Значит, все газообразные вещества сразу отпадают.

Негорючих и нетеплопроводных веществ как твердых, так и жидких, много. Но обеспечить подвижность твердое вещество может только в том случае, если оно раздроблено до песчинок. Засыпать ящик с ампулами песком в принципе можно, но песок придется сыпать сверху — и он может попасть в открытые ампулы с лекарством. Кроме того, создавать с помощью песчинок ровную поверхность, да еще на нужном уровне, очень сложно, жидкость же это сделает САМА. И самая дешевая жидкость — это вода.

Вся задача фактически свелась к вопросу: КАК подавать воду в ящики перед запайкой и удалять ее после запайки ампул. Чтобы удовлетворить еще одно требование — не засорять лекарство — вода должна подаваться снизу. В идеале (ИКР!) — сама и в нужном количестве. Сделать это довольно просто: дырявый ящик нужно ставить в воду на определенную глубину. Для этого лента конвейера часть пути проходит через ванну с определенным уровнем воды. А ванна, естественно, расположена как раз под горелками с длинными языками пламени (рис. 7.3)...

А теперь сравните, какую задачу вы начинали решать и какую фактически решали. Не надо? Ну не надо! Но путь к «воде» все-таки проанализируем и обобщим.

Для поиска вещества, тем более «на стороне», нужно, исходя из основной функции, которую должно выполнять это вещество, прежде всего сформулировать главные свойства, которые обеспечат выполнение этой функции. Посмотрите, как мы искали подходящие вещества в предыдущих задачах, и, наверное, согласитесь, что чаще всего первое главное свойство связано с их агрегатным состоянием. Их всего три: твердое, жидкое и газообразное (плазму как состояние вещества рассматривать не будем). И после первого же нашего хода одна треть, а то и сразу две трети возможных кандидатов отпадает. А с ними и соответствующее число «пустых» вариантов.

А дальше нужно максимально детализировать требования к свойствам вещества. И каждое новое требование будет отбрасывать какие-то вещества, которые нужными свойствами не обладают. Так что чем полнее и конкретнее этот перечень, тем меньше число «участников», и на площади поля, где находятся возможные решения, остаются только самые сильные и надежные. А из них выбрать можно...

При уборке хлопок складывают в большие кучи — бурты — длиной 15–20 м типа скирды соломы, чтобы потом перевезти на прядильные фабрики. Однако в отличие от соломы хлопок имеет одно неприятное свойство: спрессованный в кучу при высокой температуре (а жара в период уборки может днем достигать и 50–60°), он самовозгорается. Чтобы предупредить самовозгорание, поперек буртов (3–4 м) укладывают длинные тонкие деревянные палки — жерди, на них накладывают собранный за день хлопок, а к вечеру их вытаскивают. Получаются сквозные вентиляционные каналы. Ночью по ним проходит холодный воздух, и внутренняя часть бурта остывает. Основная трудность — вытащить длинную жердь так, чтобы канал не завалился, так как трение поверхности жерди, даже отполированной, о волокнистый хлопок очень велико. А с короткими жердями не сделаешь большой бурт. Как быть?

При всей естественной простоте этой очень понятной ситуации сложность возникает уже при попытке определить основную функцию системы. Ведь от выбора ОФ зависит, какую задачу считать минимальной и что сделать, чтобы система «не заметила» изменений.

Хотя чаще всего и отмечают, что жерди кладут для образования вентиляционных каналов, на вопросы «Для чего создана система?» и «Какой элемент системы выполняет основную функцию?», можно ответить по-разному:

1. ОФ — создать канал: эту функцию выполняет жердь.

2. ОФ — вентилировать бурт хлопка: эту функцию выполняют каналы. А жердь — это только одно из средств для создания канала.

3. ОФ — предотвратить самовозгорание: эту функцию выполняет вентиляционная система.

В примере хорошо видна иерархия уровней задач. Очевидно, что задача «создать канал» — часть задачи «вентилировать бурт». А задача «вентилировать бурт» — только один из способов предотвратить самовозгорание.

Чтобы обеспечить наличие канала во время вытаскивания жерди, предлагают смазывать их жиром, заменить отполированными металлическими трубами, даже оставить трубы, но предварительно просверлить в их стенках множество отверстий, через которые будет происходить вентиляция...

Для ОФ «вентиляция бурта хлопка» нужно создавать канал другим способом, без жерди, так как этот принцип действия системы уже исчерпал все свои возможности.