Воображайте! Школа креативного мышления

А можно ли победить фалангу? Ее победил через несколько столетий римский легион. При своих достоинствах фаланга была крайне неуклюжа. Как развернуть десять тысяч человек при неожиданном нападении с фланга? Римский легион состоял из отдельных небольших фаланг, которые назывались манипулами. Каждая манипула могла маневрировать самостоятельно, а при необходимости манипулы объединялись в единую грозную фалангу.

– Как лихтеровоз! – воскликнул Алеша.

– Да. Сначала все манипулы были однородными. В более поздние времена манипулы разделились на три линии: в первой шли молодые и не очень опытные легковооруженные бойцы, а в третьей – тяжеловооруженные опытнейшие воины – триарии, прослужившие двадцать и более лет. До них очередь сражаться доходила только в самых тяжелых боях, но зато они были почти непобедимы.

В античные времена командир легиона сам участвовал в сражении или командовал, посылая ординарцев. Сегодня армия – это сложнейшая многоуровневая иерархическая система с множеством внутренних связей, по которым снизу вверх поступают сведения, а сверху вниз – приказы. В ней взаимодействуют различные подразделения, специалисты многих военных профессий. Словом, армия напоминает современный вычислительный центр с множеством разных инструментов, датчиками, которые сообщают «командованию» – центральному процессору – информацию, а также с рабочими органами, выполняющими «команды».

– Значит, все технические системы в конечном итоге превратятся в автоматизированные, роботизированные, компьютеризованные комплексы? – ставит вопрос ребром Женя.

– И да, и нет. Пора обратить внимание на экран «Свертывание».

Задача 20

Для заклейки автомобильных шин применяют портативный вулканизатор – прибор, позволяющий выдержать место склейки в течение 10–15 минут при точно заданной температуре. Он состоит из электронагревателя, питающегося от автомобильного аккумулятора, датчика температуры и электронного коммутирующего устройства. Нагреватель доводит температуру до заданной, датчик температуры сигнализирует об этом, и электронное устройство отключает нагреватель. Если температура снизилась, то по сигналу датчика нагреватель опять включается. И так 10–15 минут. Дорогое и не очень надежное устройство. Можно ли предложить что-нибудь получше?

– Сделать другую, более надежную схему!

– Выполнить коммутатор на микросхеме!

– Тогда вулканизатор станет еще дороже!

– Нет, ребята, вы предлагаете сделать нашу систему еще более сложной и дорогой, продолжаете ее развертывать. А нужно попытаться свернуть. Помните, как мы решали задачу о серебрении контактов? Мы там сделали систему более идеальной, свернули ее с помощью закона Архимеда. А нельзя ли сделать что-нибудь подобное? Что было бы идеально?

– Идеально было бы, если бы температура поддерживалась сама все время, без регуляторов.

– Давайте нарисуем график температуры, который нам нужен. К доске выходит Дима и начинает рисовать, комментируя:

– Сначала температура растет, пока не достигнет заданной. Потом в течение 10–15 минут она должна не меняться, – на графике появляется горизонтальная площадка, – а потом она может снижаться.

– Что нам необходимо?

– Чтобы была «площадка»…

– Вспомнил! – вмешивается Миша. – Я видел такую площадку в учебнике физики, называется «теплота плавления»! Если какое-то вещество начало плавиться, то пока все не расплавится, температура не повышается!

– Верно. Это происходит потому, что энергия нагрева идет не на повышение температуры, а на плавление. Аналогично и при охлаждении: пока все не затвердеет, температура не падает. Теперь понятно, какое решение нужно?

– Понятно! Нужно снабдить нагреватель некоторым количеством вещества, которое плавится при нужной нам температуре!

– А как обеспечить необходимое время выдержки?

– Наверное, это зависит от количества вещества?

– Правильно. Вот мы и «свернули» нашу систему. Датчиков нет, коммутатора нет. Получилось очень простое устройство. Маленькая коробочка, внутри которой свинцово-оловянный сплав с нужной температурой плавления, спираль электронагревателя и температурное реле. Вулканизатор включают, нагреватель греет металл, тот плавится. Когда весь металл расплавится, температура начинает снова расти и реле выключает ток. Металл постепенно затвердевает, поддерживая при этом постоянную температуру.