Роль методики изобретательства

Поиск решения научной или технической задачи можно рассматривать как трехступенчатую аналитико-синтетическую процедуру. На первой стадии осуществляется общее знакомство с объектом, когда сам объект выступает как нечто "хаотически целое", т. е. не познанное в своей внутренней структуре, поэтому рациональное конструирование новых устройств еще невозможно. На второй стадии исследователь должен расчленить объект на части, выявить их роль, значение, слабые и сильные стороны, разработать стратегию поиска и план действий. Причем в какой бы области изобретатель ни работал, какими бы материалами ни располагал, его дальнейший успех зависит прежде всего от того, насколько правильно он сформулировал задачу. Обилие исходных материалов само по себе не продвигает к цели, а их недостаток не перечеркивает возможность эффективной творчества. Этим, собственно, и объясняется, почему далеко не всегда крупные разработки рождаются в специализированных институтах Исследования, выполненные сенатской комиссией США по науке и технике, показали, что из 60 наиболее важных открытий и изобретений, зарегистрированных в стране в 1975 г., 41 сделано одиночками и лишь 19 ведущими институтами и корпорациями (ИР 8, 77, с. 46). На 1 стадии, при движении от анализа к синтезу, раскрывается внутреннее единство объекта и рождается критерий нетривиального решения, т. е. возможность снижения затрат, увеличения надежности и долговечности, расширения области использования объекта или, в общем виде, возможность упрощения, усиления или обобщения задачи.

Считается, что изобретения создаются механическим путем «проб и ошибок» и делятся на 5 уровней. На первом — число «проб и ошибок» у среднего инженера измеряется единицами, на втором десятками, на третьем — сотнями, на четвертом — тысячами и десятками тысяч, на пятом— сотнями тысяч и миллионами. Наиболее интересны изобретения 3—5-го уровней Их менее 25%, но они, собственно. и определяют качественное изменение техники. Осуществить все подряд или хотя бы заметное число «проб и ошибок» на 3-5 м уровнях немыслимо. Значит, здесь требуется какая-то стратегия, сужающая, ускоряющая поиск решения. Как она выглядит, как применяется, покажем на примерах. Свая лучше та, которая обладает большей несущей способностью и легче погружается в грунт. Стратегия поиска: свая должна испытывать максимальное сопротивление грунта после погружения и минимальное в процессе погружения. По литературе — таких свай нет. В известных случаях, чтобы уменьшить сопротивление грунта, его при погружении разрыхляют водой, нагнетаемой через центральное водовыбросное отверстие сваи. Но в последующем это снижает грузонесущую способность грунта и сваи. К тому же метод непригоден для связных грунтов, шин и суглинков, которые не разрыхляются и при нарушении их структуры струями воды не восстанавливают своей несущей способности.

Приведены конструктивные схемы свай с принципиально новой технологией подмыва. Грунт с ними иначе взаимодействует и при погружении, и после. Водовыбросные отверстия располагаются не по центру, а по периметру сваи, либо в центре, но с выбросом воды не вниз, а вверх направляющего наконечника. При погружении заостренный конец сваи из-за его малых размеров легко вдавливается в грунт, струи же воды, и это главное, структуру грунта под сваей не нарушают, а разрыхляют его прямым ударом вокруг сваи, вблизи отверстий. Преимущества: увеличение на 50 — 200 % грузонесущей способности грунта и сваи; область использования метода погружения подмывом расширяется, так как грунт под сваей не насыщается водой; уменьшение на порядок, с 200—500 кВт до 30—50 кВт, мощности насосного оборудования; нижний конец сваи при погружении фиксируется в пространстве, поэтому для сваи не требуются направляющие.

В пределах города метод погружения с подмывом не используют из-за опасности подтопления территории, повреждения подземных коммуникаций. Следовательно, надо обойтись без выброса струй воды, использовать ее многократно. Для этого низ сваи закрывается решетчатым наконечником, а продавливаемый сквозь него в камеру грунт разрыхляется водой, выбрасываемой внутрь камеры через отверстия, и удаляется эжектором через центральный канал. Чтобы канал не засорился, его диаметр должен несколько превосходить размер отверстий в наконечнике. Пульпа выносится на поверхность земли в отстойник, где грунт оседает. Осветленная вода используется повторно. Давление в камере за счет эжекции ниже атмосферного или давления грунтовых вод, чем исключается возможность прорыва пульпы через наконечник в грунт и усиливается силовое воздействие сваи на грунт при погружении.

При ударах молота (копра) по свае колеблются соседние сооружения, их стены трескаются. Между тем большая часть ударного импульса молота гасится массой и упругой деформацией сваи, из-за чего резко снижается величина силового воздействия на заостренный конец сваи. Вывод: надо исключить тело сваи из кинематики взаимодействия ее заостренного конца с молотом. Такие сваи имеются, в них есть предварительно напряженный металлический стержень, свободно размещенный в канале сваи. Через стержень ударный ил. пульс молота передается наконечнику 1, минуя тело сваи. Это решение не используется: длинный стержень трудно сохранить исправным при транспортировке и перестановке из одной сваи в другую и натянуть его можно, лишь установив в сваю, иначе он потеряет продольную устойчивость. Вывод разрезать стержень на секции такой длины, при которой не теряется их продольная устойчивость после предварительного натяжения вне сваи. Стержень сочленять из отдельных преднапряженных секций непосредственно в свае.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
SQL - 31 | 0,458 сек. | 8.74 МБ