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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.