Наконец инженеры цеха решили, что для того, чтобы быстрее завезти станок в цех и освободить автомобиль, надо продолбить в дороге две канавки глубиной 3–4 сантиметра, по которым пойдут колеса машины, тогда она станет ниже и станок пройдет в ворота. Продолбить такие канавы можно сравнительно быстро, а потом уже снова залить бетоном.
Рабочие пошли за отбойными молотками и лопатами, чтобы начать долбить канавы.
Уважаемые читатели, а теперь самое время предложить свой вариант того, как завезти станок в цех.
– Денис, – сказал дядя Ваня, – вот и встретилась тебе настоящая производственная проблема. Как бы ты поступил в этом случае?
– Дядя Ваня, мне кажется, что здесь нет большой проблемы. И дорогу не надо портить! Я удивляюсь, что взрослые дяди не могут решить такую простую задачу! Не хватает 2 сантиметра, так пусть машина сама присядет на эти 2 сантиметра, и тогда она может заехать в цех вместе со станком. Спросите у шофера, может ли его машина сделаться ниже на 2–3 сантиметра?
Шофер выслушал вопрос и рассмеялся:
– Я уже два часа стою перед воротами и не могу въехать в них, а тут такое простое решение! Ведь моя машина действительно может «присесть» на 3 сантиметра, и тогда я заеду вместе с грузом. Как я сам до этого не догадался?! Сейчас же пойду и сделаю это.
Уважаемые читатели, прежде чем читать дальше, посмотрите еще раз на рисунок и подумайте, как машина с грузом может стать ниже.
Совершенно верно! Одним из ресурсов являются колеса. Шофер подошел к своей машине и выпустил часть воздуха из шин. Кузов машины и груз опустились, шофер свободно проехал через ворота в цех. Он знал, что на полуспущенных шинах его машина может потихоньку ехать хоть целый километр.
Когда пришли рабочие с молотками и лопатами, чтобы подкапывать дорогу, они с удивлением увидели, что машина уже стоит в цеху и кран снимает с нее станок. Делать им здесь было нечего, и они унесли инструменты назад.
Начальник цеха подошел к Денису и благодарно пожал ему руку.
Уважаемые читатели! Способ, который предложил Денис, не единственный. Есть еще как минимум три способа проехать в низкие ворота, не снимая груза и не спуская шин. Подумайте, как это сделать.
Между тем Денис и дядя Ваня продолжили свою экскурсию по территории завода. Они подошли к бригаде строителей, которые строили кирпичное трехэтажное здание. Строители уже закончили второй этаж, установили прочное межэтажное перекрытие, а дальше работа остановилась. Дядя Ваня подошел к строителям, и те рассказали, в чем у них проблема.
Оказалось, что их легкий кран, который подает снизу наверх поддоны с кирпичом и строительным раствором, имеет маленькую стрелу и не может подавать грузы выше второго этажа. Теперь им приходится самим таскать кирпичи и раствор на второй этаж, чтобы строить третий. Это очень тяжело, они сильно устают, а главное – работа движется медленно, и они боятся, что не успеют закончить строительство к назначенному сроку. А что делать, никто не знает.
Дядя Ваня спросил строителей:
– А почему вы не используете высокий кран?
– У нас есть автомобильный кран с большой стрелой, но его пришлось отдать для ремонта школы, которая расположена рядом. Скоро начнется учебный год, и нужно срочно закончить ее ремонт, а без высокого автокрана там не обойтись. Кран вернется к нам только через неделю, а сейчас нам приходится таскать кирпичи на себе. Быть может, вы подскажете, как облегчить нашу работу?
Денис и дядя Ваня задумались.
– Здесь явное противоречие, – сказал Денис. – Высокий кран должен быть и там, и здесь. Попробуем разрешить это противоречие во времени, то есть в одно время высокий кран работает в школе, а в другое время работает здесь.
– Конечно, это было бы хорошо, но, к сожалению, так не получится, – сказали строители. – У нас один крановщик, он не может работать две смены подряд.
– Тогда попробуем разрешить противоречие в пространстве: часть высокого крана здесь, а другая часть в школе.
– Ерунда какая-то получается, – засмеялись строители, – никто не разрешит разделять кран на две половинки.
– Постойте-постойте, – возразил дядя Ваня. – Нужно сделать так, чтобы с помощью большого крана маленький кран стал высоким.
– А какие у нас еще есть ресурсы? – задумался Денис. – Здание! Оно должно помочь нам сделать маленький кран высоким. Тогда получается, что маленький кран может с помощью большого крана и здания сделаться высоким!
– Интересно… – сказали строители. – А ведь это действительно можно сделать!
Какая мысль пришла к строителям, что они хотят сделать?
Решение простое. В обеденный перерыв строители пригласили большой кран к себе и попросили поднять их маленький кран и поставить его на перекрытие второго этажа. Эта работа была сделана за несколько минут.
Теперь маленький кран мог опускать свой крюк вниз, до самой земли, брать там поддоны с кирпичами и подавать их на третий этаж. Строители радовались – теперь они в срок закончат свою работу и не будут уставать. Денис и дядя Ваня тоже были довольны. Они помогли строителям решить очередную проблему.
По дороге к проходной дядя Ваня и Денис подошли к другому зданию, на верхних этажах которого рабочие перестраивали комнаты. Они ломали старые кирпичные перегородки и делали новые. Битый кирпич и весь мусор сбрасывали в трубу, которая шла до земли в накопительный бункер. К этому бункеру периодически подъезжали самосвалы и увозили битый кирпич.
Денис обратил внимание на то, что когда самосвал подъезжал под бункер, шофер выходил из кабины, поворачивал рычаг затвора бункера и ждал, пока мусор заполнит весь кузов, затем закрывал бункер, садился в кабину и уезжал.
Наблюдая это, он спросил:
– Зачем шофер выходит из машины?
– Ты что, не видишь? – ответил дядя Ваня. – Он же открывает и закрывает затвор бункера.
– Неправильно это! Нужно сделать так, чтобы машина сама открывала затвор, а потом этот затвор должен сам закрываться, когда машина уедет. Тогда шоферу не нужно будет выходить из машины и терять время на открывание и закрывание бункера. Как это сделать?
– Очень интересная мысль, – сказал дядя Ваня. – Давай посмотрим, как это может быть.
И они стали на листке рисовать конструкцию такой системы. Все получилось достаточно просто, и требовались лишь маленькие переделки существующей конструкции.
Дядя Ваня показал рисунок бригадиру и рассказал ему, как работает конструкция:
– Когда самосвал задним ходом подъезжает к бункеру, он своим бортом поворачивает рукоятку затвора. Бункер открывается, и битый кирпич заполняет кузов. А когда самосвал уезжает, рукоятка под действием противовеса сама поворачивается и закрывает бункер. Шоферу не нужно выходить из кабины, потому что машина сама себя загружает.
Бригадир внимательно изучил рисунок, подошел к бункеру, потрогал рукоятку и сказал:
– Это действительно можно сделать и достаточно быстро. Все шоферы вам будут благодарны, потому что поворачивать рукоятку затвора очень тяжело. Завтра же я попрошу слесарей сделать так, как вы предложили. Они и сегодня могли бы это сделать, но есть срочная работа. Нужно ремонтировать трубу, по которой спускают битый кирпич. Эта труба постоянно выходит из строя, – и бригадир показал рукой на поворотный участок трубы, где была дыра, из которой сыпались битые кирпичи.
– Понимаете, – продолжал бригадир, – битый кирпич сбрасывают с большой высоты, на повороте он сильно ударяется в стенку и разрушает ее. Мы уже привариваем на этот участок самую крепкую сталь, но и она через несколько дней изнашивается, и снова появляется дырка. Мы уже замучились ремонтировать эту трубу.
– Денис, – спросил дядя Ваня, – как ты думаешь, можно ли уменьшить износ трубы?
– Здесь, как и везде, для начала нужно составить идеальный конечный результат. Он будет таким: битый кирпич сам предохраняет стенку трубы от износа.
– Это было бы возможно, если бы осколки кирпича стояли неподвижно в трубе, но ведь они летят с большой скоростью и бьются о стенку, – сказал дядя Ваня.
– Вот это и есть противоречие, – ответил Денис. – Осколки кирпичей должны стоять неподвижно, чтобы защищать стенку, и в то же время они должны двигаться. Нужно разрешить это противоречие в пространстве падающих кирпичей. Это значит, что на поворотном участке трубы часть кирпичей должна двигаться, а та часть, которая касается стенки, не должна двигаться. Она должна стоять неподвижно и защищать стенку от ударов. Теперь нужно подумать, как сделать, чтобы осколки кирпичей, которые находятся у стенки, не двигались.
– Это было бы возможно, если бы осколки кирпича стояли неподвижно в трубе, но ведь они летят с большой скоростью и бьются о стенку, – сказал дядя Ваня.
– Вот это и есть противоречие, – ответил Денис. – Осколки кирпичей должны стоять неподвижно, чтобы защищать стенку, и в то же время они должны двигаться. Нужно разрешить это противоречие в пространстве падающих кирпичей. Это значит, что на поворотном участке трубы часть кирпичей должна двигаться, а та часть, которая касается стенки, не должна двигаться. Она должна стоять неподвижно и защищать стенку от ударов. Теперь нужно подумать, как сделать, чтобы осколки кирпичей, которые находятся у стенки, не двигались.
Бригадир внимательно слушал Дениса и что-то рисовал в своем блокноте.
– А ведь это вполне можно сделать! Достаточно внутри трубы наварить ребра. Между ними станут забиваться осколки кирпичей, а они будут неподвижными и принимать на себя все удары падающих осколков кирпичей. Смотрите, – и он показал рисунок.
– При такой конструкции стенка поворотного участка не будет изнашиваться. Действительно, получается так, как сказал Денис: битый кирпич сам предохраняет стенку трубы от износа.
– Это не я придумал, это теория изобретательства так говорит, – ответил Денис. – Все, что вредит, нужно использовать на пользу. А для этого следует выявлять и разрешать противоречия, привлекая имеющиеся ресурсы.
– Огромное вам спасибо! – сказал бригадир и пожал руку дяде Ване, а затем и Денису. – Я сейчас же займусь переделкой трубы, она теперь никогда не будет изнашиваться.
Тут внимание Дениса и дяди Вани было привлечено людьми, которые стояли возле траншеи и что-то громко обсуждали.
– Эту стеклянную трубу невозможно уложить в траншею, она обязательно сломается! – громко говорил один из них. – Нужно заменить стеклянную трубу на стальную.
– Этого нельзя делать, – возражал ему другой. – По трубе будут идти растворы кислоты, которые разъедают любую сталь. Через месяц стальные трубы потекут, и завод остановится. Кислоту может выдержать только стекло, вот поэтому трубы стеклянные, а для того чтобы они были более прочными, их сделали гранеными.
– Но ведь стеклянные трубы очень хрупкие и сразу же ломаются, если их хоть немного изогнуть. А чтобы труба не изгибалась, нужно, чтобы она плотно и равномерно лежала на дне траншеи. Но эта труба имеет сложную форму, она граненая и имеет ребра. Сделать такое же граненое дно, которое точно повторяет форму трубы и ребер, мы не можем. Пробовали уже много раз. И каждый раз на какую-то грань трубы или ее ребро ложится вся нагрузка, и труба ломается. Мы не знаем, как сделать так, чтобы труба по всей своей длине равномерно прижималась всеми гранями и ребрами к дну траншеи. Только тогда она не будет ломаться.
Денис посмотрел на трубу, посмотрел на земляное дно траншеи и сказал:
– Нужно, чтобы дно траншеи само подстраивалось к профилю трубы. Для этого земля должна быть мягкой и подвижной, но она жесткая и неподвижная. Возникло противоречие: земля должна быть твердой, и земля должна быть мягкой. Можно попробовать разрешить это противоречие во времени.
– Денис, ты хочешь сказать, что земляное дно траншеи должно быть мягким, подвижным, когда на него укладывают трубу, а потом становилось твердым и неподвижным, когда трубу надо закрывать? – спросил дядя Ваня.
– Да, именно так, – согласился Денис. – Нужно что-то сделать, чтобы дно траншеи в момент укладки трубы временно стало мягким и подвижным.
Люди, которые стояли рядом, с интересом прислушивались к словам Дениса и дяди Вани. Один из них подошел и спросил:
– Вы что-то очень интересное предлагаете. Повторите, пожалуйста, еще раз.
– Да все очень просто, – сказал Денис. – Чтобы труба плотно и ровно легла на дно траншеи, нужно сделать так, чтобы это дно на некоторое время сделалось мягким и подвижным. Тогда оно само подстроится к форме трубы и повторит все ее неровности.
– Очень интересно. А как это сделать?
– Чтобы разрешить противоречие, нужно применить какие-то ресурсы, – ответил Денис. – Желательно, чтобы эти ресурсы были дешевыми и находились рядом.
– Из таких ресурсов у нас есть только земля, песок и вода, – ответили строители.
– Вот их и надо применить, – сказал Денис. – В соответствии с вашими ресурсами теперь можно составить такую задачу: пусть земля сама, с помощью песка и воды, делается мягкой и подвижной, когда на нее укладывают трубу. Возможно так сделать? – сказав это, Денис вопросительно взглянул на строителей.
Строители хором воскликнули:
– Конечно, возможно! Если смешать землю, песок и воду, получается обычная грязь, которая мягкая и подвижная. Если в нее опустить трубу, то грязь заполнит все ее неровности и охватит со всех сторон. Когда грязь высохнет, она станет твердой, и получится дно траншеи, которое идеально совпадает с формой трубы. Тогда в трубе не возникнет никаких изгибающих нагрузок, потому что она по всей длине будет равномерно и плотно прижата ко дну траншеи. Тогда ее можно будет смело закрывать бетонными коробами и засыпать землей. В этом положении труба может находиться в траншее многие десятки лет и никогда не лопнет.
Строители тут же нарисовали свое решение, подсчитали, сколько воды и песка им нужно, чтобы получить грязь и проложить в нее трубу.
Закончив расчеты, строители подошли к Денису и сказали:
– Мы уже целую неделю думаем над тем, как уложить трубу в траншею, чтобы она не ломалась. А ты за пять минут нашел очень простое и хорошее решение. Ты очень талантливый мальчик. Молодец!
– Я обычный мальчик, – скромно ответил Денис. – А решать задачи мне помогает теория решения изобретательских задач – ТРИЗ, которую нам преподают в школе. Эту теорию мы только начали изучать, но я стараюсь понять ее как можно глубже и лучше.
– Очень жаль, что мы не изучали такой теории ни в школе, ни в институте. Если бы мы ее знали, то делали бы меньше ошибок, и наша работа выполнялась бы быстрее и качественнее.
Затем взрослые инженеры, немного помолчав, снова обратились к Денису, и то ли в шутку, то ли всерьез, спросили его:
– А можно мы всей бригадой придем в твой класс, чтобы послушать эту теорию?
– Конечно, можно! – весело ответил Денис. – Но мы уже достаточно много прошли, и чтобы вам догнать нас, почитайте книги по ТРИЗ или хотя бы вот эту книгу, которая называется «Денис-изобретатель».
А теперь Денис предлагает задачи уже для взрослых читателей, которые работают на заводах или стройках. Однако по секрету скажем, что эти задачи успешно решали и школьники 5–6 классов и получили за это настоящие патенты. А если взрослым будет трудновато, то пусть они обратятся к вам, ведь вы уже прочитали почти всю книгу и многое умеете. Пусть взрослые теперь учатся у вас!
Задачи от Дениса
Задача № 41. Как высокое сделать низкимДенис предложил только один вариант завоза высокого станка в низкие ворота цеха. Предложите еще минимум два других способа, как, не снимая станка с кузова машины, заехать в цех. Посмотрите на рисунок на с. 204 – на нем есть все, чтобы решить эту задачу.
Подсказка № 1
Все грузовые автомобили имеют гибкие рессоры, которые находятся между колесами и кузовом.
Подсказка № 2
В любом грузовом автомобиле имеется домкрат, с помощью которого шофер может поднимать на небольшую высоту автомобиль или какие-либо грузы.
Задача № 42. Износа трубы не будетЧтобы труба для спуска мусора не изнашивалась на поворотном участке, Денис предложил внутри трубы наварить ребра. Это хорошее решение, но, чтобы его внедрить, нужно снять поворотный участок, разобрать его, наварить внутри ребра, снова собрать и установить на место. Это долго и сложно.
Как сделать так, чтобы не снимать поворотный участок, не наваривать внутри ребра, но полностью исключить или значительно уменьшить износ его стенок?
Подсказка
Есть как минимум два решения.
Задача № 43. Александрийский маякОдно из семи чудес света – Александрийский маяк на египетском берегу Средиземного моря. Время разрушило маяк, но археологи утверждают, что он был высотой более 300 метров. Несколько веков простоял маяк с надписью на вершине: «Во имя Богов для спасения моряков построил Сострат из Книда, сын Дексифона». Так звали строителя, и люди запомнили его имя на века.
Но история помнит и другое. Когда строительство маяка заканчивалось, Сострата вызвал император и повелел: «Ты высечешь на маяке мое имя!»