КейсыСегодня кейсов в Базе - 66

При приземлении самолета можно наблюдать, что в момент касания колес с бетонным покрытием аэродромов появляется легкий дымок. Это результат динамического взаимодействия резины колес с бетоном покрытия, приводящий к интенсивному износу покрышек. Как быть?

 

1. Состав системы: колесо с резиновыми покрышками, бетонное покрытие аэродрома, внешняя среда.

 

2. Конечная цель, с которой ставится задача:

   уменьшить или даже исключить износ покрышек.

 

3. В какой постановке решаем задачу?

   задачу решаем в той постановке, как она дана.

 

4. Идеальный конечный результат (ИКР): система сама обеспечивает снижение или исключение износа покрышек.

 

5. В чём состоит помеха? В чём заключается существо конфликта? Что мешает достижению ИКР?

   Причина помехи — динамическое взаимодействие колеса и бетонного покрытия аэродрома.

 

6. В чем состоит конкретная научно- или технически обоснованная причина помехи? («почему мешает»)?

   Существует разность скоростей бетонного покрытия и поверхности колеса. Скорость покрытия нулевая, скорость колеса — это посадочная скорость самолета. Разность скоростей равна посадочной скорости самолета.

 

7. При каких условиях помеха исчезнет?

   по-видимому, — если скорости покрытия и колеса будут одинаковыми.

Возникает новая задача — уравнять эти скорости, для чего нужно раскрутить колесо. Но как?

В поиске ответа на этот вопрос (который является новым в рамках данной задачи) вернемся к началу алгоритма.

 

1. Состав системы: колесо, окружающая среда. (Заметим, что из состава системы (модели задачи) мы за ненадобности исключили аэродромное покрытие).

 

2. Конечная цель, с которой ставится задач:

   раскрутить колесо так, чтобы линейная скорость нижних точек на его ободе равнялась скорости садящегося самолета. Скорость этих точек должна быть направлена в сторону, противоположную направлению движения лайнера (чтобы относительная скорость точек на ободе колеса и покрытия посадочной полосы в месте контакта оказалась бы близка к нулю).

 

3. В какой постановке решаем задачу?

   задачу решаем в той постановке, как она дана, т.е. есть без установки дополнительных двигателей для раскручивания колес. Попытаемся использовать энергию, имеющуюся в самой системе.

 

4. Идеальный конечный результат (ИКР): система сама обеспечивает раскручивание колес.

 

5. В чём состоит помеха? В чём заключается существо конфликта? Что мешает достижению ИКР?

   нужна энергия для этого раскручивания.

 

6. В чем состоит конкретная научно- или технически обоснованная причина помехи? («почему мешает»)?

   нужно найти энергию в самой системе и преобразовать ее в энергию вращения колес.

 

7. При каких условиях помеха исчезнет?

   помеха исчезнет, если извлечь энергию из элементов системы: колеса, как элемента самолета, и окружающей среды, в качестве которой выступает окружающий воздух. Здесь легко выйти на простые аналогии: ветряные мельницы, ветряные энергоустановки, использующие энергию воздушных потоков, и, наконец, детская игрушка, в которой происходит вращение бумажной турбинки под действием ветра или при движении самих турбинок.

Для раскручивания колес самолетов при посадке французский изобретатель Х.Оливье предложил на боковых поверхностях колес установить лопатки. Встречный воздушный поток раскручивает колеса, тем самым, согласовывая скорость контактной поверхности колеса со скоростью (нулевой) посадочной полосы, подготавливая их к встрече.

Задачу также можно посмотреть в Базе данных сайта: (N 145 «Коснись нежно»)

При разборе решения использовался «Алгоритм предварительного анализа».

Разбор цитируется по пособию: Гасанов А.И., Кокин С. М. Учебно-методическое издание к курсу «Методы поиска решений творческих инженерных задач» (Часть III), М. 1999 г.