Закон сквозного прохода энергии, страница 5

Переход с  макро- на  микроуровень -  одна из  тенденций развития технических систем.

Вспомните, как  в погоне за грузоподъемностью  самолеты на закате своей поршневой эры снабжались шестью, двенадцатью и более моторами.

Затем рабочий орган  - винт - перешел на  микроуровень, стал газовой струей. Появилась  реактивная техника. Можно вспомнить  многие решения, в которых, как правило, для достижения высокого результата были использованы возможности структуры вещества: вначале кристаллическая решетка, затем  ассоциация молекул, единичная молекула,  части молекул, атомы, наконец, части атомов.

А как можно использовать знание закона перехода на микроуровень в изобретательской практике?

Я  решил проверить  механизмы  действия этого  закона в  заведомо сложной ситуации,  на "грубой" макросистеме -  строительной забивной свае, системе,  с которой я  раньше совсем  не был знаком  - мельком видел, как дизельный  молот, тяжело ухая и вздыхая,  забивал в землю длинную бетонную палку.

И вот у меня в  руках пухлая папка изобретений, посвященных свае.

Сама  свая поражала  своей простотой,  вероятно, позаимствованной  у лома. Я никак не мог понять, что  в ней можно улучшить, но зная, что в мире нет ни одной вещи, которая бы не поддавалась развитию, упорно разглядывал ее,  стараясь максимально  поднять уровень  своей "въедливости". "И  зачем ты такая длинная?  - начал я. -  Известно, ведь, чем короче стержень,  тем он более жесткий. У тебя  же все наоборот.

Кроме того, судя по поперечному  сечению и материалу, ты одна можешь выдержать вес половины дома, однако  тебя забивают в землю чаще, чем сеют  морковку на  грядке. Почему?"  Я нашел  ответы в  нижней части сваи,  точнее в  наконечнике.  Оказывается,  он содержит  сильнейшие противоречия. Когда  сваю забивают  в землю, наконечник  должен быть острым, чтобы легко  раздвигать слои грунта. Но он же  должен быть и тупым,  чтобы свая  не погружалась  в землю,  когда на  нее поставят здание.  Свая  такие  метаморфозы  претерпевать  не  умела,  поэтому конструкторы -  величайшие специалисты по компромиссам  - сделали ее наконечник и не острым, и не тупым. Наконечник сваи напоминал что-то среднее  между  зубилом и  каблуком.  Ее  уже  с трудом  можно  было забивать в землю,  но полной уверенности в том, что  она не просядет под нагрузкой,  не было. По этой  причине сваю забивают до  тех пор, пока она сама не останавливается, наткнувшись на скальные породы или на  какой-нибудь булыжник.  Это может  произойти и  на глубине  трех метров, и на глубине пятнадцати  метров. В результате все сваи имеют чрезмерную длину и оказываются вбитыми на разную глубину, поэтому на строительной площадке скапливаются порой сотни кубометров обломанных вершин, которые не вошли в  землю. Для грунтов, не имеющих скального основания,  использовали сваи,  которые вообще  не опирались  на наконечник. Это  были так  называемые висячие  сваи. Они  держались за грунт только своей  боковой поверхностью, в результате  их длина еще более  возрастала. Возникло  новое противоречие  - при  забивке свая должна быть "скользкой", чтобы легко  и глубоко проникать в грунт, и она  не должна  быть  "шершавой", чтобы  иметь  большое сцепление  с грунтом. Противоречие пока остается непреодоленным.

Вернемся, однако,  к обычным забивным сваям.  Итак, ее наконечник должен быть острым  и тупым. Это -  физическое противоречие, которое необходимо  разрешить во  времени. При  забивке свая  - острая,  как игла, а на  глубине 2-3 метра наконечник сам  превращается в большую опорную пяту,  и тогда никакими  силами сваю нельзя  будет просадить дальше  или  выдернуть. Мысленно  я  остановился  на этом  варианте.