Снижение повреждающей способности вредного потока

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в предотвращении нежелательного действия потока на объект путем изменения характеристик вредного потока (без изменения его силы) или повреждаемого объекта.

· Введение в тракт "серых зон"

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в переходе от вредного потока, свободного от областей, в которых его поведение не поддается предсказанию с достаточной точностью, к потоку, содержащему такие области.

На этом принципе основана вся военная маскировка (Рисунок 272):

Рисунок 272 Камуфляж в скалах

Взаимодействие потока пуль/снарядов/бомб/ракет с невидимым противником не поддается точному предсказанию (может, его там вообще нет), поэтому заведомо неэффективно, чего специалисты по маскировке и добиваются.

· Снижение удельных характеристик потока.

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в переходе от маленького потока высокой плотности к большому потоку низкой плотности.

Пример: электрооборудование, предназначенное для работы в опасных для человека с точки зрения возможного поражения током условиях (сырость, металлические конструкции), рассчитывают на очень низкое напряжение - вплоть до 12 вольт. Токи при этом текут большие, приходится увеличивать сечение проводников, но зато в случае, если человек попадет под напряжение, он не пострадает.

· Уход от резонанса

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в переходе от импульсного (переменного) вредного потока с произвольной частотой к потоку, частота которого далека от частоты собственных колебаний источника потока, элементов его тракта или объекта, на который направлен поток.

Пример - подвеска автомобиля. Автомобиль представляет из себя колебательную систему, совершающую вынужденные колебания с частотой, зависящей от скорости движения и характера шероховатости дороги. Частота этого вредного потока вибрации довольно высока, поэтому собственную частоту колебаний автомобиля стремятся снизить насколько возможно, для чего используют как можно более мягкие рессоры (Рисунок 273):

Рисунок 273 Автомобильная подвеска

· Использование градиентов

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в переходе от равномерно или произвольно распределенного в пространстве вредного потока к потоку, характеристики которого распределены в пространстве в соответствии с расположением объекта (частей объекта, нескольких объектов), на который (которые) направлен поток.

Вредный поток перераспределяют таким образом, чтобы в наиболее уязвимых местах он имел минимальную интенсивность. Суммарная мощность потока не снижается, а его вредное действие уменьшается.

Пример - дымящие производства располагают относительно жилых массивов с учетом розы ветров, чтобы вредный поток дыма в основном уходил в малонаселенную область (Рисунок 274):

Рисунок 274 Дымовые трубы завода

Еще пример - фары дальнего света в автомобиле настраивают таким образом, чтобы голова водителя встречной машины оказалась в наименее освещенной зоне (Рисунок 275):

Рисунок 275 Фары дальнего света

· Сложение потока с анти-потоком

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в переходе к вредному потоку, снижение вредного действия которого происходит путем его сложения с анти-потоком.

Иногда можно нейтрализовать вредное действие потока путем его сложения с другим потоком, обладающим противоположным набором характеристик.

Пример - активная броня (Рисунок 276, Рисунок 277):

Рисунок 276 Принцип действия активной брони

Рисунок 277 Танковая башня

Кумулятивная струя (вредный поток) нейтрализуется/рассеивается встречным взрывом (анти-поток).

· Модификация потока с целью снижения его вредного действия

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в придании потоку комплекса свойств, снижающих его вредное действие.

Иногда можно нейтрализовать вредное действие потока путем такой его модификации, которая делает повреждаемый объект нечувствительным к потоку. При этом поток остается, но перестает быть вредным.

Пример - проявление фотопленки (Рисунок 278):

Рисунок 278 Темная комната (фото комната)

Чтобы пленка не засвечивалась, фотолабораторию освещают красным светом (после модификации поток света остался, но перестал вредить пленке).

· Модификация повреждаемого объекта с целью снижения вредного действия потока на него

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в придании объекту, повреждаемому вредным потоком, комплекса свойств, снижающих вредное действие.

Иногда можно нейтрализовать вредное действие потока путем модификации повреждаемого объекта, которая делает его нечувствительным к потоку. При этом поток остается, но перестает быть вредным.

Пример - использование в различных изделиях, работающих в агрессивной среде, нержавеющей стали, а также всякого рода защитных покрытий, делает их нечувствительными к повреждающему действию этой среды.

· Введение второго потока, исправляющего повреждения от первого

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в переходе к вредному потоку, вредное действие которого исправляется другим потоком.

Если вредный поток и повреждаемый объект не поддаются модификации, вводят второй поток, исправляющий повреждения. Вредное действие остается, но не приносит видимых результатов.

Пример - сварка неплавящимся электродом в инертном газе (Рисунок 279):

Рисунок 279 Сварка

Поток тепла от дуги разрушает электрод даже при использовании тугоплавких сплавов и различных методов охлаждения. Одно из возможных решений этой проблемы - введение в поток инертного газа небольших количеств метана. Пиролиз метана вызывает появление на катоде тонкой пленки электропроводной сажи. Эта пленка постоянно разрушается теплом дуги, но столь же постоянно восстанавливается. В итоге срок службы электрода значительно увеличивается.

Сюда же относятся намораживание пленки льда на переднюю кромку подводного крыла, повреждаемого кавитацией, и закрепление слоя сахарного песка на стенках бункера, истираемых этим же песком.

· Предварительное насыщение повреждаемого объекта веществом, энергией и информацией, необходимых для нейтрализации вредного потока

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в переходе к вредному потоку, действующему на объект, предварительно насыщенный составляющими нейтрализующего потока.

Если невозможно обеспечить подвод нейтрализующего потока, повреждаемый объект заранее насыщают нейтрализаторами вредного потока.

Пример - широкое использование буферных растворов в химии: при появлении избытка H+ или OH- ионов (вредный поток) равновесие реакций в растворе смещается таким образом, чтобы нейтрализовать этот избыток и восстановить pH на прежнем уровне. Как видим, нейтрализующий поток не подводится извне, а заранее введен в систему.

Сюда же относятся антисептики, уже в процессе изготовления введенные в материал хирургических халатов (Рисунок 280):

Рисунок 280 Хирург

· Выведение потока за пределы системы

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в переходе от вредного потока, идущего целиком внутри системы, к потоку, полностью или частично идущему по внешнему по отношению к системе тракту.

Для устранения вредного действия или просто снижения нагрузки на систему вредный поток выводят за пределы системы. Для этого проводимость повышают всеми способами, применяемыми для полезных потоков.

Примеры - охлаждение всего перегревающегося с рассеиванием тепла в окружающей среде с помощью разного рода радиаторов (Рисунок 281), сброс сточных вод (Рисунок 282), дыма (Рисунок 283) и мусора (Рисунок 284), отвод стружки при механической обработке (Рисунок 285), заземление электрооборудования, обеспечивающее отвод в землю ставшего в аварийном режиме вредным потока электроэнергии (Рисунок 286), и т.д.

Рисунок 281 Радиатор

Рисунок 282 Сточные воды

Рисунок 283 Дымовая труба

Рисунок 284 Мусорная куча

Рисунок 285 Конвейер отходов

Рисунок 286 Заземление