Г.С. Альтшуллер, 1985-1986. ЖИЗНЬ ЧЕЛОВЕКА 1-Ч-502, РАССКАЗАННАЯ ИГОРЮ ВЕРТКИНУ. Часть 10.
ИВ (Игорь Вертин): Сегодня 30 апреля 1986 года.
ГА (Генрих Альтшуллер): Пора подводить итог вышесказанному.
Там много линий, и на каждой из них происходит решающая какая-то трансформация. Линия изобретательская. Из случайных изобретений, изобретений как хобби, правильнее будет сказать, совершился переход к профессиональному изобретательству - это первая. Здесь мне придется рассказать один эпизод об изобретении горного газотеплозащитного скафандра. Итог этой линии. Но это итог и второй линии.
Возникла ТРИЗ, возникла в качестве принципа сначала, мысли, идеи, мечты и окрепла, и стала довольно-таки на твердые рельсы на уровне методики изобретательства с перспективой стать наукой. Вот это вторая линия. Случайные идеи, случайные мысли, вообще это было закономерным, случайность мысли в общем плане, не так важной она казалась вначале, потом стала главным делом жизни.
Ну и, наконец, третья: за эти годы совершилась увертюра, предопределившая следующую пятилетку, посаженную пятилетку. Вот три линии, которые временами переплетаются, временами становятся чистыми линиями, подавляя все остальное, привлекая все внимание, время. Итак, три линии.
ИВ: Но была же, наверное, и линия личной жизни?
ГА: Да, было солнце, было море, было много личной жизни. Здесь просто все благополучно. Нормально и естественно, и без особых приключений. Вот таковы линии в этот период.
Газотеплозащитный скафандр. Как получилось? Шапиро был в командировке в Москве в конце сорок восьмого года или в начале сорок девятого, я уже не помню. Вернулся и привез объявление о конкурсе, объявленном Министерством угольной промышленности о создании холодильного костюма. Именно холодильного костюма, так это было сформулировано. Газотеплозащитный скафандр - это позднейшее изобретение. Описывались требования к холодильному костюму, был срок довольно сжатый, описывались требования к оформлению предложения. Была одна деталь, о которой Шапиро рассказал, которая не попала в объявление. Что задача эта считается безнадежной, что она предлагалась Институту холода Академии наук года три назад. И там им сказали, что вы хотите невозможного, чтобы костюм, запас холодильной мощности которого требуют восьми-десяти килограммов льда и жидкого азота или сжиженного аммиака, то есть самых мощных известных агентов. И вы хотите, чтобы весь костюм весил 8-10 килограммов. Если это кошка, то, где плохо? Если это плохо, где кошка? Против закона физики идет. Горняки народ упрямый, упрек в незнании физики их только подогрел и они объявили конкурс.
ИВ: А где этот конкурс был объявлен, в своем ведомстве?
ГА: В журналах, в газетах типа "Труд", откуда Шапиро по-моему и узнал о нем, пошел в Министерство угольной промышленности в отдел изобретательства и получил.
ИВ: А что он делал в редакции "Труда"?
ГА: Я не сказал, что в редакции. Газету он за две копейки купил, прочитал, а в Министерство пошел уже за деталями.
Ну, суть конкурса. В шахтах часто бывают пожары, это очень страшное дело, потому что огонь распространяется со страшной силой и мгновенно поднимается температура выше 100 градусов, мгновенно задымливается воздух, дышать невозможно. Есть специальные команды горноспасателей, призванные спасать людей ну и, если удастся, техника дорогостоящая. Но чтобы горноспасатели проникли в шахту, где идет пожар, им нужен какой-то костюм, оборудование, которое будет охлаждать их и защищать органы дыхания. Во-первых, дыхание может защищать кислородный изолирующий прибор, но он весит около двенадцати килограмм и действует час.
ИВ: Мало.
ГА: Кроме того, он дополнительно выделяет тепло. Оно выделяется при поглощении углекислоты, в нем трудно дышать, круговая система дыхания, большое сопротивление дыханию. Поэтому фактически горноспасатели безоружны перед пожаром. Борются с пожаром во всем мире так: изолируют шахту, пускай горит, пока не погаснет. Изолируют одно крыло шахты. Шахта - это ствол вертикальный, левое и правое крыло, северное и южное, там, западное и восточное. Если в левом крыле разработок начался пожар, то ставят внизу перемычку, укрепляют ее и ждут год, два, три, пять, десять, пока не потухнет. Если пожар успел распространиться на оба крыла, на несколько горизонтов шахты, то закрывается вся шахта практически, и опять ждут год, два, три и так далее.
ИВ: А почему так долго ждать?
ГА: Уголь горит, он тлеет, ему нужно ничтожное количество воздуха для того, чтобы поддерживать в тлеющем состоянии.
ИВ: А если кислород уничтожен?
ГА: Вот пока он выгорит естественным путем, проходит очень много времени. Подсасывает кислород отовсюду: через трещины, через неплотности, шахта имеет много стволов канализационных. Потом шахта - огромное пространство, выработанное от угля. Они неплотно завалены отработанной породой, там тоже воздух, так что дышать огню хватает, человеку нет. Жертв очень много при пожарах, это самый мощный пожар, не считая морских, может быть. Но цифры такие. Мы потом полистали статистику: 500 человек, 800, 1200, 2000 человек во время пожара в шахтах гибнут.
Вот этим и объяснялась настырность шахтеров, объявивших конкурс на холодильный костюм. Они рассчитывали так: органы дыхания худо-бедно можно защитить, например, противогазом. А если бы спасатель хотя бы немножко был защищен от жары, он хоть что-то успел бы сделать. Спуститься в шахту, наладить подъем, например.
Итак холодильный костюм, задача мертвая на первый взгляд. Весить этот костюм должен максимум 8-10 килограммов. Ну, 12 килограммов. Откуда взялись эти цифры? Нагрузить на человека можно без потери его работоспособности - 26-28 килограммов предельно. Семь килограммов - это тот пожарный инструмент, с которым пожарники по своему уставу спускаются, не с пустыми же руками он пойдет. Двенадцать килограммов - это изолирующий дыхательный прибор. Остается 8-10, от силы 12 килограммов.
Если взять самый мощный хладагент (это лед, сжиженный аммиак, фреон), то все равно этого не хватит даже на час работы. Потому что теплоприток очень большой. Еще тепловыделение большое в дыхательном приборе, человек выделяет много. Три притока тепла. От высокой температуры внешней среды, от работы, которую выполняет сам человек и от дыхательного прибора. И главное, надо не просто поймать эти калории и уничтожить их, съесть. Надо, чтобы они были съедены с учетом физиологии человека. А физиология такова, например, если 40% тепла связано с головой, а 20% - с грудью и спиной.
Нельзя, например, сильно охладить только руки, руки замерзнут, то есть нужен равномерный отвод тепла, грамотный физиологически. А это тоже вес. Нужна какая-то вентиляционная система.
В условиях указывалась и другая возможность. Человек может работать при очень высокой температуре в случае интенсивного потоотделения, – это зверский способ, это антифизиологический, антигуманный способ, но ведь речь шла об аварийных условиях, другого выхода нет. Значит, если есть аппарат с запасом мощного осушающего вещества и системы вентиляции в под скафандровом пространстве, то можно охлаждать человека за счет уменьшения влажности в под костюмном пространстве, в случае сильного потоотделения. Но за час потерять 5-7 килограммов жидкости - нарушается солевой баланс, это масса неприятностей. Это не просто выпить воды и потом попотеть. Это надругательство, издевательство, пытка над организмом. Но другого выхода нет и такой вариант тоже предусматривался в конкурсе. Хотя идеальным было бы сохранить нормальное потоотделение, нормальное теплоотделение. Идеально было бы сохранить температуру под костюмом 18-20 градусов с легким ветерком. Но, где взять килограммы на все это? Вот такая задача.
Она показалась нам очень интересной. Шапиро стонал от восторга и все время нажимал на одно, вот, если мы сможем решить ее с помощью ТРИЗ, по изобретательской методике, как мы тогда говорили, то это будет гениальное испытание.
ИВ: Это какой год?
ГА: Это конец сорок восьмого, начало сорок девятого годов.
ИВ: Уже после письма к Сталину?
ГА: Да. Как решалась эта задача, есть описание. Подробно описывались шаги. Фактически, конечно, запись была не такая строгая, собственно записи не было. Я ехал в трамвае и в очередной раз прокручивал решение, то есть хотелось наскоком решить задачу, а ответ не получался. Не хватало килограммов.
И вот тогда появилась мысль, что, действительно, надо попробовать методику изобретательства. Что-то внутри меня удерживало от этого, боязно, а вдруг не сработает. Обидно будет. Сомнений в ТРИЗ прибавится. И тут я решился и минут за пять спокойно решил эту задачу. Очень легкую с позиции методики изобретательства. Кислорода, сколько угодно, то есть воздуха, сколько угодно. Запас холода - сколько угодно. А что будет, если объединить эти приборы, то есть воздух не только охлаждает, но и используется для дыхания. Это значит нужен дыхательный прибор, который бы охлаждал. Или холодильный костюм, который давал бы человеку легко дышать. Две функции при одном веществе. Брать надо только сжиженный кислород.
ИВ: Фреоном нельзя дышать.
ГА: Да, фреоном невозможно дышать, аммиаком нельзя. Остается только сжиженный кислород. Он должен быть поглотителем теплоты, надо сделать так, чтобы он испарялся, а испарившись, он пойдет на дыхание уже нагретый. Тепло поглощается за счет испарения жидкого кислорода и нагрева холодного газа, а потом нагретый газ нормальной температуры, прохладный, в изобилии имеющийся, пойдет на дыхание. Применяем открытую схему дыхания, что очень удобно, и избавляемся от прибора, который выделяет дополнительное тепло. Я приехал на работу и начал подсчитывать, и самые первые расчеты показали, что задача решается с перехлестом. Но мы изобретаем не холодильный костюм, как требует конкурс, а газотеплозащитный костюм.
ИВ: Полупогружное судно, не ледокол?
ГА: Не ледокол, а полупогружное судно, то есть более сложную конструкцию. Более общую. Выполняющую две функции вместо одной. Мы оформили три проекта на конкурс. Получили в начале пятидесятого года три премии, первую и две последующих.
ИВ: А чем различались проекты?
ГА: Проекты отличались тем, что все проекты были по унифицированной схеме. Во всех трех проектах способ был один и тот же: единый дыхательно-сушильно-холодильный агент. Единое лицо, выполняющее две-три функции. А конструктивное оформление разное. В основном проекте был чистый жидкий кислород и максимальная защитная мощность. Другие - комбинированные приборы. С осушением под костюмного пространства, с вентиляцией и хранением кислорода за счет размещения его в баллоне: кислород не жидкий, а газообразный, он в баллоне. Используется не просто бесполезное расширение падения давления от 250 атмосфер до 1 атмосферы, а через инжектор обеспечивается циркуляция воздуха в под костюмном пространстве.
Эти варианты были, конечно, хуже, чем основной, но мы решили перестраховаться. Все три премии получили. Получили три премии, в начале пятидесятого года оформили заявки. Вот заявку мы оформили одну, на главное. Заявку мы оформили еще до получения премии. Отправили заявку, отдохнули. В этот период у меня возобновились рабочие отношения с Шапиро, который уже с середины сорок девятого года наглухо ушел в изучение Маркса, Энгельса, Ленина, Сталина и, на мой взгляд, не принимал активного участия в разработке методики изобретательства. Но этот проект снова вызвал свойственную молодым годам оживленность, надежду.
ИВ: Он хорошо реагировал на конкретную вещь?
ГА: На надежную, конкретную.
ИВ: Ну да, на конкретную вещь, которую можно было внедрить.
ГА: Да. У меня самого особого восторга не было, хотя это был личный рекорд, лучшее изобретение за все годы, красивое решение трудной задачи, действительно гуманное изобретение - со всех точек зрения, человеко-спасательное изобретение. Оно годится не только для горноспасателей, но и для пожарников, для ремонта горящих механизмов, машин, печей в металлургии. Это мощное изобретение, но для меня главной ценностью было то, что оно было сделано в трамвае за пять минут по методике.
Я хорошо помню, как я стоял, как продвигался, как толкался в переполненном трамвае. Я вошел в трамвай, взял билет с некоторым унынием, потому что не имел решения задачи. Она не поддавалась с наскока. А через пять минут получил шикарную идею. Может быть, тогда я и поверил в практическую реализацию методики изобретательства.
Тогда, выйдя из трамвая, впервые почувствовал мощь теории. Это было все умозрительно: если теория будет работать, то будет очень здорово, она будет решать задачи. Но один раз почувствовать на своей шкуре — это значительно больше, чем...
ИВ: Да, это была реальная неразрешимая задача.
ГА: Задача трудная для меня тогда особенно. Ведь на конкурс были поданы заявки такого уровня как, например, куртка со льдом, а здесь... Мы начали разрабатывать рабочий проект: нечто среднее между эскизом и рабочим проектом. Там была масса подзадач. Например, за спиной человека бидон.
Любая задача сводится к решению ядра задачи, остается какой-то отток, который является задачей меньшего ранга. Вот так получилось и с этим скафандром. Главная задача - обеспечение должного запаса холодильно-дыхательной мощности. Ответ: применение жидкого кислорода в качестве единого холодильно-дыхательного агента. Но остается маленькая подзадача: за спиной горноспасателя бидон, большое ведро жидкого кислорода, а закрыть его нельзя, он должен непрерывно испаряться, проходить в виде газа в под костюмное пространство, закрыть - будет взрыв через какое-то время. Ведь тонкие стенки не рассчитаны на повышенное давление. Держать открытым, значит он прольется, как только человек наклонится, ляжет, повернется набок, а работа горноспасателя состоит в том, что он непрерывно лазит во всякие щели, кувыркается, спускается вниз головой, вверх ногами. Сосуд Дюара работать не будет.
Здесь другой прототип годится - непроливайка, чернильница-непроливайка. Конус сужающийся и заливается 49% жидкости. Тогда при переворачивании она переходит во вторую половину сосуда и не проливается. Это значит вдвое больше объем сделать, а свободного объема не было.
ИВ: Ну да, таскать с собой пустоту.
ГА: Свободного объема не было у нас. Тем более в два с половиной раза повысить объем против требуемого. Эта задача была красиво решена. Была составлена формула изобретения, на которую мы впоследствии получили авторское свидетельство. Четыре отверстия, из каждого отходит трубка, прилегающая к сосуду, и опоясывает весь сосуд. И куда бы ни повернулся сосуд, а отверстие расположено над поверхностью жидкости и всегда есть, куда выйти кислороду. А пролиться жидкость не могла, потому что не могла подняться над уровнем кислорода. Вот таких задач при разработке было много, много мы повозились со скафандром, доводя его до ума.