Техника. Иван Ползунов. Производство синтетических материалов. Изобретения И. П. Колубина. Метод контрольных вопросов семикратного поиска

сушильных роликах, цилиндрах или в сушильных камерах. После отделки и сушки

некоторые химические волокна  подвергают дополнительной тепловой обработке  –

термофиксации  (обычно в натянутом состоянии при 100-180˚С), в результате

которой стабилизируется  форма пряжи, а также снижается  последующая усадка, как

самих волокон, так и изделий  из них во время сухих и мокрых обработок при

повышенных температурах.

   Мировое производство химических волокон развивается быстрыми темпами. Это

объясняется, в первую очередь, экономическими причинами (меньшие  затраты

труда и капитальных вложений) и высоким качеством химических волокон по

сравнению с природными волокнами.

   В 1968 мировое производство химических волокон достигало 36 % (7,287

миллионов тонн) от объёма производства всех видов волокон. Химические волокна

в различных отраслях в  значительной степени вытесняют  натуральный шёлк, лён и

даже шерсть. К 1980 году производство химических волокон достигло 9 миллионов

тонн. Предполагается, что  уже к 2000 году оно достигнет  20 миллионов тонн в

год и сравняется с объёмом  производства природных волокон. В  СССР в  1966

году было выпущено около 467 тысяч тонн, а в 1970 – 623 тысяч  тонн.

                          Искусственные волокна.                         

    Искусственные волокна, химические волокна, получаемые из природных

органических полимеров. К искусственным волокнам

   Относятся вискозные волокна, медноаммиачные волокна, ацетатные волокна,

белковые искусственные  волокна. Вискозные и медноаммиачные волокна, состоящие

из гидратцеллюлозы, называют также гидратцеллюлозными. Сырьём для

производства вискозных,  медноаммиачных и ацетатных волокон служит целлюлоза,

выделяемая из древесины; медноаммиачные и ацетатные волокна часто получают из

хлопковой целлюлозы (хлопкового пуха и подпушника). Для получения белковых

волокон используют белки  растительного или животного  происхождения (например,

зеин, казеин). Искусственные волокна формуют из растворов полимеров по сухому

или мокрому способу и  выпускают в виде текстильной  или кордной нити, а также

штапельного волокна. К недостаткам  вискозных, медноаммиачных и белковых

волокон относятся значительная потеря прочности в мокром состоянии  и лёгкая

сминаемость. Однако благодаря хорошим гигиеническим свойствам, дешевизне и

доступности исходного сырья  производство вискозного волокна продолжает

развиваться. Растёт также  выпуск ацетатных волокон, обладающих рядом ценных

качеств (несминаемость, хороший  внешний вид). Белковые волокна вырабатываются

в небольших количествах, и выпуск их постепенно уменьшается.

   Мировое производство искусственных волокон в 1968 году составляло 3527,2

тысячи тонн (около 48,4% от общего выпуска химических волокон). Впервые

выпуск искусственных  волокон в промышленном масштабе организован в 1891 году

во Франции.

 

                                      

 

 

 

                                      Иван Петрович Кулибин (1735-1818)

Иван Петрович Кулибин - выдающийся изобретатель и механик-самоучка - родился 21 апреля 1735 г, в Нижнем-Новгороде, в семье мелкого торговца. "Выучка у дьячка" - его единственное образование. Отец надеялся сделать из своего сына торговца мукой, но пытливый юноша стремился к занятиям механикой, где его исключительные способности проявились очень рано и разнообразно. Пылкая натура изобретателя раскрывалась всюду. В саду отцовского дома был гнилой пруд. Юный Кулибин придумал гидравлическое устройство, при котором вода с соседней горы собиралась в бассейн, оттуда шла в пруд, а лишняя вода из пруда выводилась наружу, превращая пруд в проточный, в котором могла водиться рыба.

Особенно много внимания И. П. Кулибин уделил работе над часами. Они принесли ему славу. Нижегородский  часовщик-изобретатель и конструктор  стал известен далеко за пределами  своего города. В 1767 г. он был представлен  Екатерине II в Нижнем-Новгороде, в 1769 г. был вызван в Петербург, снова представлен императрице и получил назначение заведывать мастерскими Академии наук. Кроме часов, он привёз из Нижнего-Новгорода в Петербург электрическую машину, микроскоп и телескоп. Все эти создания "нижегородского мещанина" были сданы в кунсткамеру для хранения.

С переездом в Петербург  наступили лучшие годы в жизни  И. П. Кулибина. Позади остались многие годы жизни, насыщенной тяжёлым неприметным трудом. Впереди открывалась дорога к новому, более интересному делу. . Предстояла деятельность в условиях постоянного общения с академиками и другими выдающимися людьми. Однако длительная канцелярская волокита по оформлению "нижегородского посадского" в должности закончилась только 2 января 1770 г., когда И. П. Кулибин подписал "кондицию" - договор об его обязанностях на академической службе.

Он должен был: "иметь  главное смотрение над инструментальною, слесарною, токарною и над тою  полатою, где делаются оптические инструменты, термометры и барометры". Его обязали также: "чистить и починивать астрономические и другие при Академии находящиеся часы, телескопы, зрительные трубы и другие, особливо физические инструменты от Комиссии ((т. е. от руководящего органа Академии. - авт.)), к нему присылаемые". "Кондиция" содержала также особый пункт о непременном обучении И. П. Кулибиным работников академических мастерских: "Делать нескрытное показание академическим художникам во всём том, в чём он сам искусен". Предусмотрена была также подготовка определяемых к И. П. Кулибину для обучения мальчиков по сто рублей за каждого из учеников, которые "сами без помощи и показания мастера в состоянии будут сделать какой-нибудь большой инструмент, так, например, телескоп или большую астрономическую трубу от 15 до 20 футов, посредственной доброты". За руководство мастерскими и работу в них положили 350 рублей в год, предоставив И. П. Кулибину право заниматься во вторую половину дня его личными изобретениями.

Так Иван Петрович Кулибин  стал "Санкт-Петербургской Академик механиком".

И. П. Кулибин стал непосредственным продолжателем замечательных трудов Ломоносова, много сделавшего для  развития академических мастерских и уделявшего им особенное внимание вплоть до своей кончины в 1765 г.

И. П. Кулибин лично выполнил и руководил исполнением очень  большого количества инструментов для  научных наблюдений и опытов. Через его руки прошло множество приборов: "инструменты гидродинамические", "инструменты, служащие к деланию механических опытов", инструменты оптические и акустические, готовальни, астролябии, телескопы, подзорные трубы, микроскопы, "электрические банки", солнечные и иные часы, ватерпасы, точные весы и многие другие. "Инструментальная, токарная, слесарная, барометренная палаты", работавшие под руководством И. П. Кулибина, снабжали учёных и всю Россию разнообразнейшими приборами. "Сделано Кулибиным" - эту марку можно поставить на значительном числе научных приборов, находившихся в то время в обращении в России.

Составленные им многочисленные инструкции учили тому, как обращаться с самыми сложными приборами, как  добиться от них наиболее точных показаний.

"Описание, как содержать  в порядочной силе электрическую  машину", написанное И. П. Кулибиным, - только один из примеров того, как обучал он постановке научных  опытов. "Описание" было составлено  для академиков, производящих экспериментальные  работы по изучению электрических  явлений. Составлено "Описание" просто, ясно и строго научно. И. П. Кулибин указал здесь  все основные правила обращения  с прибором, способы устранения  неисправностей, приёмы, обеспечивающие  наиболее эффективное действие  прибора. 

Помимо инструкций И. П. Кулибин  составлял также научные описания приборов, как, например: "Описание астрономической  перспективы в 6 дюймов, которая в  тридцать раз увеличивает, и, следовательно, юпитеровых спутников ясно показывать будет".

Во время выполнения разнообразных  работ И. П. Кулибин постоянно  заботился о воспитании своих  учеников и помощников, среди которых  следует назвать его нижегородского помощника Шерстневского, оптиков Беляевых, слесаря Егорова, ближайшего соратника Кесарева.

И. П. Кулибин создал при  Академии образцовое по тому времени  производство физических и иных научных  инструментов. Скромный нижегородский  механик стал на одно из первых мест в деле развития русской техники  приборостроения.

Но и строительная техника, транспорт, связь, сельское хозяйство  и другие отрасли хранят замечательные  свидетельства его творчества. Широкую  известность получили замечательные  проекты И. П. Кулибина в области  мостостроения, далеко опередившие  всё, что было известно мировой практике его дней.

И. П. Кулибин обратил внимание на неудобства, вызываемые отсутствием  в его время постоянных мостов через р. Неву. После нескольких предварительных  предложений он разработал в 1776 г. проект арочного однопролётного моста через  Неву. Длина арки - 298 метров. Арка была спроектирована из 12 908 деревянных элементов, скреплённых 49 650 железными болтами  и 5 500 железными четырёхугольными обоймами.

В 1813 г. И. П. Кулибин закончил составление проекта железного  моста через Неву. Обращаясь с  прошением на имя императора Александра I, он писал о красоте и величии  Петербурга и указывал: "Недостает  только фундаментального на Неве реке моста, без коего жители претерпевают весной и осенью великие неудобства и затруднения, а нередко и самую гибель".

На постройку моста  из трёх решётчатых арок, покоящихся на четырёх быках, требовалось до миллиона пудов железа. Для пропуска судов  предполагались особые разводные части. Предусмотрено было в проекте  всё, вплоть до освещения моста и  защиты его во время ледохода.

Постройка моста Кулибина, проект которого поражает своей смелостью  даже современных нам инженеров, оказалась не по плечу для его  времени.

Знаменитый русский строитель  мостов Д. И. Журавский, по словам проф. А. Ершова ("О значении механического  искусства в России", "Вестник  промышленности", 1859, № 3), так оценивает  модель кулибинского моста: "На ней печать гения; она построена на системе, признаваемой новейшею наукою самою рациональною; мост поддерживает арка, изгиб её предупреждает раскосная система, которая, по неизвестности того, что делается в России, называется американскою". Деревянный мост Кулибина до настоящего времени остаётся непревзойдённым в области деревянного мостостроения.

Понимая исключительное значение быстрой связи для такой страны, как Россия, с обширнейшими её просторами, И. П. Кулибин начал в 1794 г. разработку проекта семафорного телеграфа. Он отлично решил задачу и разработал, кроме того, оригинальный код для  передач. Но только через сорок лет  после изобретения И. П. Кулибина в России были устроены первые линии  оптического телеграфа. К тому времени  проект И. П. Кулибина был забыт, а  установившему менее совершенный  телеграф Шато правительство заплатило  сто двадцать тысяч рублей за привезённый  из Франции "секрет".

Так же печальна судьба ещё  одного из великих дерзаний замечательного новатора, разработавшего способ движения судов вверх по течению за счёт самого течения реки. "Водоход" - так было названо судно Кулибина, удачно испытанное в 1782 г. В 1804 г., в результате испытания другого "водохода" Кулибина, его судно было официально признано "обещающим великие выгоды государству". Но дальше официальных  признаний дело не пошло, всё кончилось  тем, что созданное И. П. Кулибиным  судно было продано с торгов на слом. А ведь проекты и самые  суда были разработаны и оригинально, и выгодно, что доказал прежде всего сам изобретатель в написанных им трудах: "Описание выгодам, какие  быть могут от машинных судов на реке Волге, изобретенных Кулибиным", "Описание, какая польза казне  и обществу может быть от машинных судов на р. Волге по примерному исчислению и особливо в рассуждении возвышающихся  против прежних годов цен в  найме работных людей".

Обстоятельные, трезвые расчёты, произведённые И. П. Кулибиным, характеризуют  его как выдающегося экономиста. С другой стороны, они показывают в нём человека, отдававшего все  свои силы и помыслы на пользу родине.

Замечательный патриот, трудившийся  со всей страстью для своего народа, он выполнил так много замечательных  дел, что даже простой перечень их требует немало времени и места. В этом перечне одни из первых мест должны занять, помимо названных, такие изобретения: прожекторы, "самокатка", т. е. механически перемещающаяся повозка, протезы для инвалидов, сеялка, пловучая мельница, подъёмное кресло (лифт) и др.

Метод контрольных вопросов семикратного поиска, другие методы решения  изобретательских задач

    Основой ТРИЗ являются программа последовательных операций для выявления и устранения технических противоречий, средства управления психологическими факторами и информационный фонд. Техническое противоречие проявляется тогда, когда известными способами при попытке улучшить одну часть (или один параметр) технической системы недопустимо ухудшается другая часть (или другой параметр). Например, заманчиво делать ткани и одежду из прочных полимерных пленочных материалов. Но тут возникает противоречие. Ткань, идущая на одежду, должна иметь мельчайшие поры, чтобы пропускать воздух и пары. А если в пленочной ткани сделать поры, ее прочность резко снизится. Каждое техническое противоречие обусловлено конкретными физическими причинами. В приведенном примере ткань должна иметь поры, чтобы пропускать воздух, и в то же время не должна иметь пор с целью повышения прочности. Это — физическое противоречие (ФП): к одной и той же части системы предъявляются взаимно противоположные требования. Известны принципы разрешения физических противоречий (например, разделение противоречивых свойств в пространстве или во времени). Разрешение физических противоречий необходимо для устранения конфликта, из-за которого возникла задача. В структуре программы и правилах выполнения отдельных операций отражены объективные закономерности развития технических систем. Поскольку программу реализует человек, АРИЗ предусматривает операции по управлению психологическими факторами. Эти операции позволяют гасить психологическую инерцию, которая обычно присуща каждому человеку, и стимулировать работу воображения. Разрешение физических противоречий необходимо для устранения конфликта, из-за которого возникла задача. В структуре программы и правилах выполнения отдельных операций отражены объективные закономерности развития технических систем. Поскольку программу реализует человек, АРИЗ предусматривает операции по управлению психологическими факторами. Эти операции позволяют гасить психологическую инерцию, которая обычно присуща каждому человеку, и стимулировать работу воображения. Научно-техническая революция требует, чтобы задачи высших уровней решались во все более короткие сроки. Обычный путь интенсификации процесса решения состоит в увеличении числа людей, одновременно работающих над одной проблемой. Но возможности такой интенсификации почти исчерпаны: сосредоточение большого числа людей на решении одной технической проблемы ведет к уменьшению интенсивности работы на других направлениях. 
   Нужен способ перевода изобретательских задач с высших уровней на низшие. Если задачу четвертого или пятого уровня удастся перевести на первый или второй уровень, далее сработает обычный перебор вариантов. Вся проблема в том, чтобы уметь быстро сужать поисковое поле, превращая «трудную» задачу в «легкую».