Лента, которую придумал Мёбиус. Изобретателю

LIVRES ET ARTICLES
Bibliothèque gratuite / Livres et articles / Et puis est venu l'inventeur

ЛЕНТА, КОТОРУЮ ПРИДУМАЛ МЁБИУС

Et puis un inventeur est apparu (TRIZ)

Livres et articles / Et puis est venu l'inventeur

ТРИЗ. Лента, которую придумал Мёбиус

В рассказе известного писателя - фантаста Артура Кларка "Стена мрака" мудрец Грейл спрашивает своего собеседника:

- Вот, - сказал он Брейлдону, - плоский лист. У него, разумеется, две стороны. Можешь ты представить себе этот лист без двух сторон?

Брейлдон удивленно воззрился на него.

- Это невозможно..."

Действительно, на первый взгляд это невозможно. Возьмите полоску бумаги - у нее две стороны. Можно соединить, склеить концы полоски, получится кольцо, и все равно останутся две поверхности: наружная и внутренняя. А если сначала перекрутить лист, а потом соединить концы?..

"Грейл снова соединил вместе концы бумажной полоски, но сперва один раз перекрутил ее.

- Проведи теперь пальцем, - тихо сказал Грейл.

Брейлдон не стал этого делать, он и без того понял, что подразумевает старый мудрец.

- Я понимаю, - произнес он. - Больше нет двух раздельных плоскостей. Теперь - одна сплошная поверхность, односторонняя плоскость..."

"Перекрученное" кольцо получило название ленты Мёбиуса - по имени немецкого математика, впервые описавшего его необыкновенные свойства.

Представьте себе, что по наружной поверхности обычного кольца путешествует муравей. Если муравей не пересекает ребра, а идет вдоль листа, он вернется в исходную точку, обойдя наружную поверхность. На ленте Мёбиуса путешествие муравья будет длиться вдвое дольше: муравей, не пересекая ребер, обойдет обе поверхности - наружную и внутреннюю. Такое путешествие по необычной планете и совершает один из героев "Стены мрака". Фантастика, скажете вы. Нет! Уже сегодня удивительные свойства ленты Мёбиуса используются в самых различных изобретениях.

Представьте себе обыкновенную ленту, образующую кольцо. На наружную сторону ленты нанесен шлифовальный порошок. Ленту прижимают к изделию, прокручивают, идет шлифовка. Через какое-то время стирается и сам шлифовальный слой на ленте. Приходится прерывать процесс, менять ленту. Как сделать, чтобы лента работала вдвое дольше, если размеры ленты увеличивать нельзя? Несколько лет назад советскому изобретателю А. Губайдуллину было выдано авторское свидетельство на шлифовальное устройство с лентой Мёбиуса: размеры ленты остались прежними, но длина шлифующей поверхности (а значит, и долговечность ленты) увеличилась вдвое. Не правда ли, остроумное решение?

Есть фильтры, в которых жидкость пропускают сквозь ленту из фильтрующего материала. Постепенно эта лента засоряется, приходится ее менять. Наверное, вы уже догадались, что надо сделать... Да, на фильтр с лентой Мёбиуса тоже выдано авторское свидетельство. Есть авторское свидетельство и на магнитофон с лентой Мёбиуса. Всего в разных странах за последние годы выдано более ста патентов и авторских свидетельств на использование этой удивительной ленты. Выходит, изобретения создаются не только по формуле "хитрость плюс физика", но и по формуле "хитрость плюс геометрия"...

Вырежьте из картона два круга. Положите один круг на стол, а другой круг держите над первым. Соедините края дисков несколькими деревянными рейками. Получится решетчатый цилиндр. Что-то вроде беличьего колеса, лежащего на боку. А теперь вращайте верхний диск в одну сторону, а нижний в другую. Возникает криволинейная фигура с тонкой "талией", напоминающая песочные часы. Чем больше угол поворота дисков, тем тоньше "талия". Фигура эта называется гиперболоидом вращения и имеет много свойств, очень привлекательных для изобретателя. Поверхность гиперболоида криволинейна, хотя образована она прямыми рейками. Следовательно, гиперболоид легко изготовить. Башня Шухова в московском телецентре на Шаболовке - гиперболоид. Сделана башня из прямых металлических стержней, а "скрученность" придает конструкции устойчивость и прочность. Соорудить башню с любой другой криволинейной плоскостью было бы очень трудно: потребовались бы криволинейные стержни.

Самое ценное свойство гиперболоида - легко изменять кривизну его поверхности. Повернул основание - меняется кривизна. Это свойство использовано во многих изобретениях. В Японии, например, недавно запатентованы "гиперболоидные" ролики для ленточного конвейера. В отличие от обычных цилиндрических роликов "гиперболоидные" ролики меняют свою кривизну и, следовательно, кривизну ленты транспортера. А это очень важно. При транспортировке сыпучего груза нужно, чтобы лента была вогнутой. Если же на транспортере ящики, лента должна быть плоской.

В авторском свидетельстве № 426 618 приведена такая формула изобретения: "Копирующий каток картофелеуборочной машины, содержащий установленные на валу два диска, связанные между собой прутиками, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности приспособления рабочей поверхности катка к различным профилям грядок, прутики соединены с дисками шарнирно, а диски установлены на валу с возможностью поворота их относительно другого". Слово "гиперболоид" не упоминается, но и без пояснений видно - использовано свойство гиперболоида легко менять кривизну.

Есть немало других "геометрических изобретений", основанных на применении параболоидов, спиралей и т. д. Получается, что изобретателю нужно знать не только физику, но и математику. И не только математику. Если к теории решения изобретательских задач добавить еще и знание хотя бы "школьной" химии - творческий арсенал намного обогатится.

Plus >>

Voir d'autres articles section Et puis est venu l'inventeur.

Lire et écrire utile commentaires sur cet article.

<< Retour

Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :

L'énergie de l'espace pour Starship 08.05.2024

La production d’énergie solaire dans l’espace devient de plus en plus réalisable avec l’avènement de nouvelles technologies et le développement de programmes spatiaux. Le patron de la startup Virtus Solis a partagé sa vision d'utiliser le Starship de SpaceX pour créer des centrales électriques orbitales capables d'alimenter la Terre. La startup Virtus Solis a dévoilé un projet ambitieux visant à créer des centrales électriques orbitales utilisant le Starship de SpaceX. Cette idée pourrait changer considérablement le domaine de la production d’énergie solaire, la rendant plus accessible et moins chère. L'essentiel du plan de la startup est de réduire le coût du lancement de satellites dans l'espace à l'aide de Starship. Cette avancée technologique devrait rendre la production d’énergie solaire dans l’espace plus compétitive par rapport aux sources d’énergie traditionnelles. Virtual Solis prévoit de construire de grands panneaux photovoltaïques en orbite, en utilisant Starship pour livrer l'équipement nécessaire. Cependant, l'un des principaux défis ...>>

Nouvelle méthode pour créer des batteries puissantes 08.05.2024

Avec le développement de la technologie et l’utilisation croissante de l’électronique, la question de la création de sources d’énergie efficaces et sûres devient de plus en plus urgente. Des chercheurs de l'Université du Queensland ont dévoilé une nouvelle approche pour créer des batteries à base de zinc de haute puissance qui pourraient changer le paysage de l'industrie énergétique. L’un des principaux problèmes des piles rechargeables traditionnelles à base d’eau était leur faible tension, qui limitait leur utilisation dans les appareils modernes. Mais grâce à une nouvelle méthode développée par des scientifiques, cet inconvénient a été surmonté avec succès. Dans le cadre de leurs recherches, les scientifiques se sont tournés vers un composé organique spécial : le catéchol. Il s’est avéré être un composant important capable d’améliorer la stabilité de la batterie et d’augmenter son efficacité. Cette approche a conduit à une augmentation significative de la tension des batteries zinc-ion, les rendant ainsi plus compétitives. Selon les scientifiques, ces batteries présentent plusieurs avantages. Ils ont b ...>>

Teneur en alcool de la bière chaude 07.05.2024

La bière, en tant que l'une des boissons alcoolisées les plus courantes, a son propre goût unique, qui peut changer en fonction de la température de consommation. Une nouvelle étude menée par une équipe internationale de scientifiques a révélé que la température de la bière a un impact significatif sur la perception du goût alcoolisé. L'étude, dirigée par le spécialiste des matériaux Lei Jiang, a révélé qu'à différentes températures, les molécules d'éthanol et d'eau forment différents types d'amas, ce qui affecte la perception du goût de l'alcool. À basse température, des amas plus pyramidaux se forment, ce qui réduit le piquant du goût « éthanol » et rend la boisson moins alcoolisée. Au contraire, à mesure que la température augmente, les grappes ressemblent davantage à des chaînes, ce qui donne lieu à un goût alcoolique plus prononcé. Cela explique pourquoi le goût de certaines boissons alcoolisées, comme le baijiu, peut changer en fonction de la température. Les données obtenues ouvrent de nouvelles perspectives pour les fabricants de boissons, ...>>

Nouvelles aléatoires de l'Archive

Production de lasers par impression 13.10.2012

Des scientifiques de l'Université de Cambridge ont développé une technologie de fabrication de lasers par impression. Le développement a une très large gamme d'applications possibles, de l'équipement médical aux écrans.

Rappelons qu'un laser est un dispositif qui permet, en utilisant le phénomène d'émission stimulée, de convertir l'énergie de pompe en l'énergie d'un flux de rayonnement cohérent, monochromatique, polarisé et étroitement dirigé. Les applications les plus connues des lasers dans l'électronique moderne sont les dispositifs de stockage optique et les lignes de communication optique. Les lasers pour ces applications sont fabriqués à l'aide de la technologie des semi-conducteurs. À Cambridge, ils ont appris à "imprimer" des lasers à partir de matériaux organiques sur n'importe quelle surface.

Ces lasers ont trouvé une utilisation dans les cristaux liquides cholestériques (LC), similaires à ceux utilisés dans les écrans. Si elles sont orientées d'une certaine manière, les molécules hélicoïdales peuvent servir de résonateur optique - un composant clé d'un laser. Il reste à ajouter un colorant fluorescent pour que, par excitation optique du résonateur, un rayonnement laser puisse être obtenu.

De tels lasers sont connus depuis longtemps, mais auparavant ils étaient réalisés en plaçant des cristaux liquides entre deux plaques de verre situées à une distance de centièmes de millimètre l'une de l'autre. Dans ce cas, un revêtement polymère spécial du verre a servi à aligner les molécules LC. Il s'agit d'un processus complexe et le choix des matériaux de substrat est très limité. La réalisation des spécialistes de Cambridge est de simplifier ce processus, grâce auquel il est devenu possible de créer un réseau de lasers multicolores en une seule étape, en utilisant la méthode d'impression.

Avec une imprimante à jet d'encre spéciale, les chercheurs ont imprimé des centaines de points à partir d'un substrat à base de LC recouvert d'une solution polymère. Pendant le séchage, le polymère a aligné les molécules LC, transformant les points en lasers. Presque toutes les surfaces peuvent être utilisées comme base, selon les scientifiques, et les équipements d'impression existants sont potentiellement adaptés au processus d'impression.

Autres nouvelles intéressantes :

▪ Véhicules aériens sans pilote avec biocoque

▪ Les Indiens s'envolent vers Mars

▪ La plante la plus rapide

▪ Télévision extérieure Samsung Terrasse

▪ La voiture autonome transforme le conducteur en instructeur

Fil d'actualité de la science et de la technologie, nouvelle électronique

Matériaux intéressants de la bibliothèque technique gratuite :

▪ section des descriptions de poste du site Web. Sélection d'articles

▪ article Signé, donc hors de vos épaules. Expression populaire

▪ article Quelle est la différence entre le capitalisme et le socialisme ? Réponse détaillée

▪ article Électricien en alimentation électrique. Instruction standard sur la protection du travail

▪ article Antenne raccourcie pour 160 mètres. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

▪ article Force du doigt. Concentration secrète

Laissez votre commentaire sur cet article :

Toutes les langues de cette page

Page principale | bibliothèque | Articles | Plan du site | Avis sur le site