2. Способы устранения нежелательного эффекта

Способы устранения нежелательных эффектов
В.Петров
vladpetr@netvision.net.il
Ключевые слова: нежелательный эффект (НЭ), схема вредного действия, устранение
НЭ, алгоритм.
1. Общая тенденция
Нежелательный эффект в общем случае – это вредное, избыточное или
недостающее действие, которые могут возникать в процессе жизнедеятельности
системы.
В данной статье под нежелательным эффектом понимается явление, вызываемое
воздействием вредного действия на объект и/или вызываемое воздействием
последствий вредного действия.
В простейшем случае схему вредного действия можно представить цепочкой
изображенной на рис. 1.
Источник вредного действия (ИВД) генерирует вредное действие (ВД),
воздействующее на объект (объект воздействия – ОВ), вызывая нежелательный эффект.
Источник
вредного действия
(ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Объект
воздействия
(ОВ)
Нежелательный
эффект (НЭ)
Рис. 1. Схема вредного действия
Более детально схема вредного действия представлена на рис. 2.
В дополнении к предыдущей схеме объект можно рассматривать как источник
вредного действия. В этом случае объект сам генерирует последствия вредного
действия (ПВД) – вторичные вредные действия, которые могут воздействовать на него
самого или другие объекты (ОВ2-ОВn), вызывая новые нежелательные эффекты (НЭ2НЭn). На рис. 2 петлей обратной связи показано воздействие последствий вредного
действия на сам объект (ОВ1). Подобные воздействия возможны и на ОВ2-ОВn.
ОВ2
Источник
вредного
действия (ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Последствия
вредного действия
(ПВД)
ОВ3
Рис. 2. Подробная схема вредного действия
НЭ3
…
ОВn
Нежелательный
эффект 1
(НЭ1)
НЭ2
НЭn
2. Способы устранения нежелательного эффекта
Идеально, когда можно использовать вредное в качестве полезного.
Использовать источник вредного действия и/или вредное действие и/или
последствия вредного действия в качестве полезных.
Опишем способы устранения нежелательного эффекта.
Нежелательный эффект (НЭ) может быть устранен путем:
 ликвидации,
 изоляции,
 компенсации вредного действия,
 «оттягиванием» вредного действия и/или его последствий.
Ликвидация может применяться к:
источнику вредного действия и/или причины его возникновения,
 вредному действию,
 последствиям вредного действия.
Изоляция может применяться к:
 источнику вредного действия,
 объекту(ам) воздействия.
Компенсация и «оттягивание» может применяться к:
 вредному действию,
 последствиям вредного действия.
Компенсация – это противоположное воздействие. Идеально, когда оно точно такое
же по величине и принципу действия и направлено точно противоположно вредному
действию.
«Оттягивание» – это направление вредного действия в безопасное место.
Желательно чтобы система была готова к этому заранее.
Возможны различные комбинации указанных способов устранения нежелательных
эффектов.
Некоторые варианты способов устранения нежелательных эффектов показаны ниже
на рис. 3-12.
На рис. 3-5 представлены схемы ликвидации. На схеме ликвидация условно
обозначена в виде перечеркнутых линий (). Серым цветом показаны отсутствующие
действия.
На рис. 3 показана ликвидация источника вредного действия, на рис. 4 – ликвидация
вредного действия и на рис. 5 – ликвидация последствий вредного действия.
ОВ2
Источник
вредного
действия (ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Последствия
вредного действия
(ПВД)
ОВ3
Рис. 3. Ликвидация источника вредного действия

- Ликвидация
НЭ3
…
ОВn
Нежелательный
эффект 1
(НЭ1)
НЭ2
НЭn
ОВ2
Источник
вредного
действия (ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Последствия
вредного действия
(ПВД)
ОВ3
НЭ2
НЭ3
…
ОВn
НЭn
Нежелательный
эффект 1
(НЭ1)
Рис. 4. Ликвидация вредного действия
ОВ2
Источник
вредного
действия (ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Последствия
вредного действия
(ПВД)
ОВ3
НЭ2
НЭ3
…
ОВn
НЭn
Нежелательный
эффект 1
(НЭ1)
Рис. 5. Ликвидация последствий вредного действия
На рис. 6-8 показаны различные способы изоляции. На схеме изоляция условно
обозначена в виде серого овала ( ). Объекты могут изолироваться каждый по
отдельности (рис. 8), все вместе или в любой комбинации.
ОВ2
Источник
вредного
действия (ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Последствия
вредного действия
(ПВД)
ОВ3
Рис. 6. Изоляция источника вредного действия
- Изоляция
НЭ3
…
ОВn
Нежелательный
эффект 1
(НЭ1)
НЭ2
НЭn
ОВ2
Источник
вредного
действия (ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Последствия
вредного действия
(ПВД)
ОВ3
НЭ2
НЭ3
…
ОВn
НЭn
Нежелательный
эффект 1
(НЭ1)
Рис. 7. Изоляция объектов воздействия
ОВ2
Источник
вредного
действия (ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Последствия
вредного действия
(ПВД)
ОВ3
НЭ2
НЭ3
…
ОВn
НЭn
Нежелательный
эффект 1
(НЭ1)
Рис. 8. Изоляция каждого объекта в отдельности
На рис. 9-11 показаны различные способы компенсации. На схеме компенсация
условно обозначена в виде компенсатора и стрелки.
На рис. 9 показана компенсация вредного действия воздействием на объект, на рис. 10
– компенсация вредного действия воздействием на вредное действие и на рис. 11 –
компенсация последствий вредного действия воздействием на последствия вредного
действия.
ОВ2
Источник
вредного
действия (ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Последствия
вредного действия
(ПВД)
ОВ3
НЭ3
…
ОВn
Компенсатор
НЭ2
Нежелательный
эффект 1
(НЭ1)
Рис. 9. Компенсация вредного действия воздействием на объект
НЭn
НЭ2
ОВ2
Вредное действие
(ВД)
Источник
вредного
действия (ИВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Последствия
вредного действия
(ПВД)
НЭ3
ОВ3
…
НЭn
ОВn
Нежелательный
эффект 1
(НЭ1)
Компенсатор
Рис. 10. Компенсация вредного действия воздействием на вредное действие
ОВ2
Источник
вредного
действия (ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Последствия
вредного действия
(ПВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Компенсатор
ОВ3
НЭ2
НЭ3
…
ОВn
НЭn
Нежелательный
эффект 1
(НЭ1)
Рис. 11. Компенсация последствий вредного действия воздействием на
последствия вредное действие
На рис. 12-13 показаны два способа «оттягивания». На рис. 12 изображено
«оттягивание» вредного действия, а на рис. 13 – «оттягивание» последствий вредного
действия.
ОВ2
Источник
вредного
действия (ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Безопасное место
Последствия
вредного действия
(ПВД)
ОВ3
НЭ2
НЭ3
…
ОВn
НЭn
Нежелательный
эффект 1
(НЭ1)
Рис. 12. «Оттягивание» вредного действия
ОВ2
Источник
вредного
действия (ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Последствия
вредного действия
(ПВД)
Безопасное место
Рис. 13. «Оттягивание» последствий вредного действия
ОВ3
…
ОВn
3. Алгоритм устранения нежелательного эффекта
При устранении нежелательного эффекта желательно начинать с использования
источника вредного действия, а затем его ликвидации. Общее направление действий по
устранению нежелательного эффекта – это движение слева на право (рис. 14). Это
означает, что, прежде всего, следует обратить внимание на источник вредного действия
(ИВД), затем на вредное действие (ВД), потом на объект (ОВ1), далее на последствия
вредного действия (ПВД), в последнюю очередь на объекты (ОВ2-ОВn) и
нежелательные эффекты (НЭ2-НЭn) создаваемые ими.
Использовать нежелательный эффект
ОВ2
Источник
вредного
действия (ИВД)
Вредное действие
(ВД)
Объект
воздействия 1
(ОВ1)
Последствия
вредного действия
(ПВД)
ОВ3
НЭ2
НЭ3
…
ОВn
НЭn
Направление устранение нежелательного эффекта
Рис. 14. Общее направление действий по устранению нежелательного эффекта
Ликвидация источника вредного действия предпочтительнее его изоляции.
Алгоритм устранения нежелательного эффекта (НЭ) показан на схеме рис. 15.
Опишем одну из возможных последовательностей устранения нежелательного
эффекта.
1. Лучше всего сначала попробовать использовать вредное действие, его
источник и/или последствия вредного действия для получения полезного
действия, желательного эффекта.
2. Ликвидировать источник вредного действия и/или причину возникновения
вредного действия, вредное действие и/или последствия вредного действия.
3. Изолировать источник вредного действия и/или объект(ы).
4. Компенсировать вредное действие путем воздействия на объект(ы) и/или на
вредное действие, и/или на последствия вредного действия.
5. «Оттянуть» вредное действе и/или последствия вредного действия.
6. Если все указанные действия не привели к устранению нежелательного
эффекта (НЭ), то необходимо проделать все указанные выше операции еще раз
другим способом.
И/ИЛИ
Последствия
вредного действия
Вредное действие
Последствия
вредного действия
Нет
НЭ остался?
Воздействие на
последствия
вредного действия
И/ИЛИ
Воздействие на
вредное действие
И/ИЛИ
Воздействие на
объект (ы)
И/ИЛИ
Объект (ы)
И/ИЛИ
Источник вредного
действия
И/ИЛИ
Вредное действие
«Оттягивать»
Источник вредного
действия
Компенсировать
Последствия
вредного действия
Изолировать
Вредное действие
Ликвидировать
Источник вредного
действия
Использовать в
качестве
полезного
Нежелательный эффект (НЭ)
устранен
Да
Рис. 15. Алгоритм устранения нежелательного эффекта (НЭ)
Рассмотрим один из возможных частых алгоритмов устранения нежелательного
эффекта (НЭ). Он показан на схеме рис. 16.
Опишем последовательность устранения нежелательного эффекта по частному
алгоритму.
1. Использовать источник вредного действия (ИВД) для получения полезного
действия – желательного эффекта (ЖЭ).
2. Если возможно использовать ИВД, то необходимо проверить устраняется ли
нежелательный эффект (НЭ).
3. Если НЭ не устранен и не удается использовать ИВД для получения ЖЭ, то
необходимо попробовать использовать вредное действие (ВД) для получения
ЖЭ.
4. Если возможно использовать ВД для получения ЖЭ, то необходимо проверить
устраняется ли нежелательный эффект (НЭ).
5. Если НЭ не устранен и не удается использовать ВД для получения ЖЭ, то
необходимо попробовать ликвидировать источник вредное действие (ИВД).
6. Если возможно ликвидировать ИВД, то необходимо проверить устраняется ли
нежелательный эффект (НЭ).
7. Если НЭ не устранен и не удается ликвидировать ИВД, то необходимо
попытаться изолировать источник вредного действия (ИВД).
8. Если возможно изолировать ИВД, то необходимо проверить устраняется ли
нежелательный эффект (НЭ).
9. Если НЭ не устранен и не удается изолировать ИВД, то необходимо
попытаться ликвидировать вредное действие (ВД).
10. Если возможно ликвидировать ВД, то необходимо проверить устраняется ли
нежелательный эффект (НЭ).
11. Если НЭ не устранен и не удается ликвидировать ВД, то необходимо
попытаться «оттянуть» вредное действие (ВД) И/ИЛИ компенсировать ВД
воздействием на ВД.
12. Если возможно «оттянуть» ВД И/ИЛИ компенсировать ВД воздействием на
ВД, то необходимо проверить устраняется ли нежелательный эффект (НЭ).
13. Если НЭ не устранен и не удается «оттянуть» ВД И/ИЛИ компенсировать
ВД воздействием на ВД, то необходимо попытаться изолировать объект
вредного действия (ОВД) И/ИЛИ компенсировать ВД воздействием на ОВД.
14. Если возможно изолировать ОВД И/ИЛИ компенсировать ВД воздействием
на ОВД, то необходимо проверить устраняется ли нежелательный эффект
(НЭ).
15. Если НЭ не устранен и не удается изолировать ОВД И/ИЛИ компенсировать
ВД воздействием на ОВД, то необходимо попытаться изолировать объекты
ОВ2-ОВn.
16. Если возможно изолировать ОВ2-ОВn, то необходимо проверить устраняется
ли нежелательный эффект (НЭ).
17. Если НЭ не устранен и не удается изолировать ОВД И/ИЛИ компенсировать
ВД воздействием на ОВД, то необходимо попытаться изолировать объекты
ОВ2-ОВn.
18. Если все указанные действия не привели к устранению нежелательного эффекта
(НЭ), то необходимо проделать все операции еще раз другим способом.
Использовать источник вредное действие (ИВД) для осуществления полезного действия
Возможно?
Нет
Да
Нет
НЭ остался?
Да
Использовать вредное действие (ВД) в качестве полезного действия
Возможно?
Да
НЭ остался?
Нет
Да
Нет
Ликвидировать ИВД
Возможно?
Да
НЭ остался?
Нет
Да
Нет
Изолировать ИВД
Возможно?
Нет
Да
НЭ остался?
Нет
Да
Ликвидировать вредное действие (ВД)
Возможно?
Нет
Да
НЭ остался?
Нет
Да
И/ИЛИ
«Оттянуть» вредное действие (ВД)
Компенсировать ВД воздействием на ВД
Возможно?
Нет
Да
НЭ остался?
Да
И/ИЛИ
Изолировать объект ВД (ОВД)
Нет
Компенсировать ВД воздействием на ОВД
Возможно?
Нет
Да
НЭ остался?
Нет
Да
И/ИЛИ
Ликвидировать
последствия ВД
«Оттянуть» последствия
ВД
Возможно?
Нет
Компенсировать
последствия ВД
Да
НЭ остался?
Изолировать объекты (ОВ2-ОВn)
НЭ остался?
Да
Нет
Нет
Да
Нежелательный эффект (НЭ)
устранен
Рис. 16. Частный алгоритм устранения нежелательного эффекта (НЭ)
4. Примеры способов устранения нежелательного эффекта
Приведем примеры способов устранения нежелательного эффекта.
4.1. Превратить вред в пользу
Наиболее идеально использовать нежелательный эффект:
- использовать источник вредного действия (ИВД) в качестве полезного
действия,
- использовать вредное действие (ВД) в качестве полезного действия,
- использовать последствия вредного действия (ПВД) в качестве полезного
действия.
4.1.1. Использовать источник вредного действия
Пример 1. Яд
Некоторые яды в очень малых дозах используют как лекарства.
Пример 2. Радиоактивное вещество
Радиоактивное вещество является источником вредного действия – радиации. Различные
радиоактивные вещества используются для совершения полезных действий, например,
атомный двигатель, атомная электростанция, рентгеновский аппарат, радиоизотопные
исследования и т.д. и т.п.
4.1.2. Использовать вредное действие
Задача 1. Туман в аэропорту.
Условие задачи
Туман создает проблемы для аэропортов, вызывая задержки рейсов, в связи с
безопасностью взлетов и посадок и т.д.
Как быть?
Разбор задачи
Используемый инструмент – идеализация: использовать нежелательное действие.
Решение
Было предложено бороться с туманом с туманом, распыляя искусственный туман,
насыщаемым заряженными частицами аэрозоля. Капли естественного и искусственного
тумана притягиваются и соединяются, образуя дождь.
Пример 3. Электрической эрозии
При размыкании и замыкании электрических контактов возникают электрические
разряды, вызывающие эрозию контактов (электрический ток "разъедал" металл). Над
проблемой борьбы с электроэрозией металлов работали Б.Р. Лазаренко и И.Н. Лазаренко.
Были испробованы твердые и сверхтвердые сплавы - и все безрезультатно. Исследователи
пытались помещать контакты в различные жидкости, но разрушение шло еще интенсивнее.
Изобретатели поняли, что этот "отрицательный эффект" можно применить с пользой. Они
предложили применить электроискровую эрозию в качестве нового метода обработки
металлов любой твердости. В 1943 года изобретатели получили авторское свидетельство на
электроискровой способ обработки металла 1.
Вначале это явление было использовано для получения порошков2, затем для размерной
обработки токопроводящих материалов. Метод позволяет формобразовывать изделия такой
сложной формы, которую невозможно получить никаким другим методом 3.
Пример 4. Огонь гасят огнем
Навстречу огню направляется другой огонь. Когда они встречаются, то встречные
потока тушат друг друга.
Задача 2. Зарастание труб
Условие задачи
На одном из заводов по трубам подавали щелочную жидкость и трубы зарастали
(рис. 17). По другим трубам текла кислая жидкость. Кислота разъедала стенки труб.
Как быть?
Разбор задачи
Используемый инструмент – идеализация: использовать нежелательное действие.
Решение
Предложено подавать по каждой трубе поочередно то кислоту, то щелочь. Кислота
разъедает осадок, образуемый щелочью. Труба не засоряется и не изнашивается 4.
Рис. 17. Зарастание труб
4.1.3. Использовать последствия вредного действия
Пример 5. Эрозия
Металл «обработанный» искрой имеет эрозионные каверны, что портит не только его
внешний вид, но и его свойства.
Обработанный таким образом металл можно использовать для получения хорошей
адгезии с другим металлом при их склеивании.
4.2. Ликвидация
Ликвидировать можно:
- источник вредного действия,
- вредное действие,
- последствия вредного действия.
4.2.1. Ликвидировать источник вредного действия или причину возникновения
вредного действия
Схема ликвидации источника вредного действия представлена на рис. 3.
А.с. № 64 705
А.с. № 70 000
3
Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И. Физика электроискрового способа обработки металлов. М, 1946.
Вып.1
4
А.C. 239752.
1
2
Пример 6. Холодильник
В холодильнике источник шума компрессор (рис. 18). Шум создается подвижными
частями компрессора. Устранить шум можно, если принцип работы холодильника не будет
связан с движением.
Холодильник основанный на принципе эффекта Пельтье (рис. 19) не создает шум, так
как в нем нет подвижных частей.
а) Холодильник
б) Компрессор
Рис. 18. Шум от холодильника
а) Схема действия эффекта Пельтье
б) Модуль Пельтье
Рис. 19. Эффект Пельтье
Пример 7. Изготовление труб
Сварные трубы изготовляют из листового металла. Прямоугольную заготовку
сворачивают в цилиндр и стык сваривают (рис. 20а). Нужный диаметр трубы получают
путем волочения (трубу прокатывают на вальцах – катках). Во время волочения шов под
действием вальцов раскатывается, и толщина метала, получается одинаковой по всему
диаметру. Вальцы соприкасаются с более прочным металлом шва постоянно в одном и том
же месте, что приводит к быстрому износу вальцов в этом месте.
Чтобы устранить эту причину вальцы должны касаться шва всей поверхностью.
Решили шов выполнить по винтовой линии с углом подъема 0.5 - 1 градусов. Вальцы
касаться шва все время новой поверхностью (рис. 20б)5.
Это пример на устранение причин вредного воздействия.
5
А.C. 856 603.
Шов
а) Прямой шов
Шов
б) Шов по винтовой линии
Рис. 20. Сварная труба
Задача 3. Охлаждение компьютеров
Условие задачи
Современные компьютеры имеют целую систему охлаждения микросхем. Они
представляют собой радиатор и вентилятор, отводящий тепло от радиатора.
Часто вентиляторы создают достаточно большой шум.
Разбор задачи
Выясним причину вредного действия (появления шума).
Поток воздуха создаваемый вентилятором проходит через решетку или отверстия в
корпусе компьютера. Шум особенно усиливается, если вентилятор стоит рядом с решеткой.
Используемый инструмент – идеализация: устранение причин вредного воздействия.
Решение
Вентиляторы ставят так, чтобы поток огибал многие части компьютера и только потом
выходил через решетку. Таким образом, не только значительно снижается шум, но и
осуществляется более эффективное охлаждение деталей компьютера.
4.2.2. Ликвидировать вредное действие
Схема ликвидации вредного действия представлена на рис. 4.
Вредное действие часто неотделимо от его источника
Пример 8. Сбивание ракеты
Во время современных воин противодействующие стороны используют ракеты. В
данном случае вредным источником можно считать одну из противодействующих сторон, а
ракету вредным действием. Тогда сбивание ракеты – это ликвидация вредного действия.
С другой стороны можно считать ракету источником вредного действия, тогда ее
сбивание – это ликвидация источника вредного действия.
Это пример на ликвидацию вредного воздействия.
4.2.3. Ликвидировать последствия вредного действие
Схема ликвидации последствий вредного действия представлена на рис. 5.
Пример 9. Дезактивация6
В зонах подвергшихся воздействию радиации объекты дезактивируют. С объекта
смывают верхний слой пыли.
В Киеве после чернобыльской катастрофы каждый день мыли улицы и фасады домов.
В данном примере источник вредного действия – реактор чернобыльской атомной
электростанции, объект воздействия – окружающий воздух и пыль, которые разносились
в разные стороны, заражая все окружающее – создавая последствия вредного действия.
Ликвидируя эту пыль – ликвидировали последствия вредного действия.
6
Дезактивация — это один из видов обеззараживания, представляет собой удаление радиоактивных
веществ с заражённой территории, с поверхности зданий, сооружений, техники, одежды, средств
индивидуальной защиты, воды, продовольствия. – Материал из Википедии.
4.3. Изоляция
Изолировать можно:
- источник вредного действия,
- объект вредное действие.
4.3.1. Изолировать источник вредного действия
Схема изоляции источника вредного действия представлена на рис. 6.
Пример 10. Атомный реактор.
Атомный реактор является источником вредных радиоактивных излучений. Его
изолируют от внешней среды с помощью специальных защитных сооружений.
Особо остро этот вопрос стоял при создании атомного бомбардировщика.
Первый тяжелый бомбардировщик с атомным реактором был создан в США 7 в 1956 г. Он
получил название NB-36H (рис. 21 а, б).
Атомный реактор ASTR, устанавливаемый на NB-36H с системой охлаждения
расположили в заднем бомбоотсеке самолета - как можно дальше от кабины экипажа.
Радиационная защита включала изоляцию реактора и дополнительную защиту кабины
экипажа.
Изоляция вокруг реактора состояла из нескольких слоев пластика, стали и вольфрама, а
также баки с водяным раствором бора (его изотопы - отличные поглотители нейтронов).
В новой носовой части фюзеляжа помещалась 12-тонная защитная капсула экипажа с
толстыми стальными стенками, люком как на подводной лодке и остеклением почти 20сантиметровой толщины. Для лучшего поглощения радиации позади капсулы была
закреплена емкость с водой.
В СССР атомный бомбардировщик был создан на основе переоборудованного серийного
стратегического бомбардировщика Ту-95М. Самолет был назван «Летающая Атомная
Лаборатория (ЛАЛ)» и получил обозначение Ту-95ЛАЛ8 (рис. 22 а).
С мая по август 1961 г. на Ту-95ЛАЛ было выполнено 34 полета.
Бомбардировщик был оснащен четырьмя турбовинтовыми двигателями НК-12М
мощностью по 15000 л.с.
Экипаж и экспериментаторы находились в передней герметической кабине, где был
установлен датчик, фиксирующий излучение (рис. 22 б). За кабиной был установлен
защитный экран из свинцовой 5-см плиты и комбинированных материалов (полиэтилен и
церезин) общей толщиной около 20 см. В бомбоотсеке был установлен второй датчик. За
ним, ближе к хвосту самолета, располагался реактор. Третий датчик находился в задней
кабине машины. Еще два датчика смонтировали под консолями крыла в несъемных
металлических обтекателях (рис. 22 г). Все датчики были поворотными вокруг вертикальной
оси для ориентации в нужную сторону.
Герметичная капсула для экипажа для облегчения веса бы сделана не сферической с
постоянной во всех направлениях толщины, что было вполне логично, а переменной
толщины. Максимальная степень защиты предусматривалась лишь от прямого излучения
реактора, т.е. сзади пилотов. Боковое и переднее экранирование кабины свели к минимуму,
обусловленному необходимостью поглощения излучения, отраженного от окружающего
воздуха.
Сам реактор был окружен мощной защитной оболочкой, состоявшей из свинца и
комбинированных материалов, и никакой связи с двигателями самолета не имел - служил
только источником излучения. Реактор немного выходил за обводы фюзеляжа самолета и
прикрывался металлическими обтекателями сверху, снизу и по бокам (рис. 22 в).
Были предусмотрены средства гарантии ядерной безопасности даже в случае летного
происшествия. Реактор вместе с первичным контуром теплообмена выполнялся в виде
автономного блока, оснащенного парашютной системой и способного отделиться от самолета
в критический момент и выполнить мягкую посадку. Таким образом, даже если бы самолет
разбился, опасность радиационного заражения местности была бы незначительной.
7
Кудрявцев В.Ф. Атомный самолет: будущее в прошедшем времени. - Авиация и Время, № 3, 2004
. http://rebel2007.nnm.ru/atomnyiy_samolet_buduwee_v_proshedshem_vremeni
8
Кудрявцев В.Ф. Атомный самолет: будущее в прошедшем времени. - Авиация и Время, № 4, 2004
. http://rebel2007.nnm.ru/atomnyiy_samolet_buduwee_v_proshedshem_vremeni_1
а) Атомный самолет NB-36H, США, 1956 г.
б) В воздухе - летающая лаборатория NB-36H, 1956 г.
в) В носовую часть NB-36H устанавливается
защитная капсула для экипажа
г) Реактор ASTR, устанавливаемый на NB-36H
Рис. 21. Атомный тяжелый бомбардировщик NB-36H
а) Атомный бомбардировщик Ту-95ЛАФЛ, СССР, 1961 г.
б) Размещение реактора и датчиков облучения на самолете Ту-95ЛАЛ
в) Обтекатели и воздухозаборник реактора
г) Подкрыльевый контейнер с датчиком
д) Демонтаж реактора
Рис. 22. Атомный тяжелый бомбардировщик Ту-95ЛАЛ
4.3.2. Изолировать объект воздействия
Схема изоляции объекта воздействия представлена на рис. 7 и 8.
Объекты можно изолировать каждый в отдельности, все вместе и различные
комбинации.
4.3.2.1. Изолирование в непосредственной близости от объекта
Пример 11. Скафандр9
Скафандр защищает человека от окружающей среды.
Имеются разные типы скафандров:
 авиационные (рис. 23а),
 космические (рис. 23б),
 водолазные (рис. 23в).
а) Летный скафандр
б) Космический скафандр
в) Тяжелый водолазный
скафандр
Рис. 23. Скафандр
Пример 12. Зашита от радиоволн.
Нейл Баллок (Neil Bullock) изобрел накидку для будущих мам, защищающую плод от
электромагнитного
излучения
большинства
электрических
приборов:
радары,
микроволновые печи, радио и телевизоры, мобильные телефоны и т.д. Накидка, которую
автор назвал MummyWrap, сделана из хлопковой ткани с добавлением меди и выполнена в
виде блузки без рукавов (рис. 24). На рис. 24а схематично показано отражение
электромагнитных волн от блузки, а на рис. 24б показан ее внешний вид.
а) Схема действия накидки
б) Накидка для будущих мам
Рис. 24. Накидка от радиоволн MummyWrap
Скафандр (от греч. Σκάφος – лодка, судно + ανδρός – родительный падеж от ανήρ – человек.
Буквально – «лодкочеловек». В Древней Греции «скафандрами» называли хороших пловцов и
ныряльщиков) – специальное снаряжение, предназначенное для изоляции человека (или животного) от
внешней среды.
9
4.3.2.2. Изолирование нескольких объектов
Пример 13. Бомбоубежище, подводная лодка, пассажирский самолет
Бомбоубежище изолирует (рис. 25а) группу людей, защищая их от попадания бомб.
Подводная лодка (рис. 25б) защищает экипаж от воды и высокого давления, а
пассажирский самолет (рис. 25в) защищает экипаж и пассажиров от низкого давления,
атмосферных явлений и низкой температуры.
а) Бомбоубежище
б) Подводная лодка
в) Самолет
Рис. 25. Изоляция группы людей
4.4. Компенсировать вредное действие
Компенсацию вредного действия можно осуществить, воздействуя на:
- объект,
- вредное действие,
- последствия вредного действия.
Схемы компенсации показаны на рис. 9-11.
Пример 14. Противоядие
При укусе ядовитой змеей (рис. 26а) пострадавшему вводят противоядие (антидот).
Раньше его получали из змеиного яда, которой вводили в лошадь (рис. 26в), делая укол, и
через некоторое время у лошади берут кровь, представляющую собой сыворотку – антидот
(рис. 26г).
Это пример компенсации, воздействием на объект.
а) Укус змеи
б) Собирание
змеиного яда
в) Получение
вакцины
г) Антидот от змеиного яда
Рис. 26. Противоядие
Пример 15. Компенсация электромагнитных излучений
Создано устройство, нейтрализующее определенный диапазон частот электромагнитных
волны (42–68 ГГц). Этот диапазон наиболее опасен для человека. При попадании в зону
неблагоприятного
излучения
в
приборе
возникает
мощная
наведенная
противоэлектродвижущая сила, направленная на затухание неблагоприятного излучения. В
зоне действия устройства (1 м) практически полностью гасится вредное излучение сотового
телефона.
Это пример компенсации, воздействием на вредное действие.
Пример 16. Шумы «вычитаются» из звука
Сотрудники компании Philips разработали систему, которая позволяет практически
полностью свести к нулю уровень фоновых шумов при разговоре по мобильному телефону.
Система "вычитает" шума из звука разговора.
Телефон содержит два микрофона, на которые одновременно поступают звук и шум,
которые по специальному алгоритму складываются и вычитаются, с определенными
весовыми коэффициентами10. В результате такой обработки шум несравненно уменьшается
и соотношение сигнал-шум возрастает, так что шума практически не слышно. Схема
устройства представлена на рис. 27.
Это пример компенсации, воздействием на вредное действие.
Рис. 27. Шумы «вычитаются» из звука
Пример 17. Офсетная печать
Новая машина офсетной печати содержала (рис. 28): емкость с типографской краской 14,
вал 10, на который наносится краска, названный «Анилокс» (Anilox), лезвие 20, снимающее
излишек краски с вала «Анилокс», вал 16, на котором разравнивается краска и вал 18, на
котором крепится печатная плата (матрица).
Вал «Анилокс» (рис. 29) выполнен из прочного материалы типа гранит в нем созданы
углубления в которые попадает краска. Избыток краски снимается с помощь ножа 20. Вал
вращается с большой скоростью (30 000 об/мин).
В процессе работы выяснилось, что на бумажном рисунке образуется продольная полоса.
Причиной появления этой полосы оказалось образование через некоторое время работы
паза на валу «Анилокс». В паз попадает больше краски, которая передается на следующий
вал с краской, затем и на печатную плату, с которой этот избыток краски передается на вал с
бумагой и на рисунке появляется полоса.
Следующим шагом необходимо было выяснить причину появления на валу «Анилокс»
паза, для этого воспользовались «диверсионным анализом». При каких условиях можно 100%
сделать такой паз. Аналогия – токарный станок, на котором точится деталь «Анилокс».
Осталось выяснить, что в данном случае играет роль резца. Выявили все ресурсы, которые
могут выполнять роль резца. Ими оказались: нож, который снимал избыток краски и сама
краска.
Нож представляет собой тонкое лезвие наподобие бритвы. Внимательно рассмотрели
лезвие под увеличительным стеклом после некоторого времени работы. На лезвие были
видны микро зубцы. Необходимо было выяснить, почему образуются эти зубцы. Лезвие
снимает избыток краски, поэтому непосредственно касается поверхности Анилокс. За счет
большой скорости вращения и трения между валом и лезвием, лезвие сильно нагревается и
плавится, образуя зубцы. Зубцы делают паз в Анилокс.
Другой причиной является краска. В краске содержатся твердые частицы, которые
действуют на лезвие и на Анилокс, «помогая» лезвию делать паз в Анилокс.
Было предложено много способов не допустить перегревание лезвия, не допустить
вредное действие твердых частиц краски, способов снятия избытка краски на вале 16 и т.д.
Способ, который позволяет не допустить вредное действие без изменений в конструкции
машины основывается на принципе, что избыток краски на печатной плате совсем не заметен
на бумаге (рисунке).
Паз образуется и его место положение точно известно. При нанесении следующих слоев
краски можно учесть этот паз и подать на это место краску противоположную по цвету
(негатив). Для этого в компьютере указывается это место, и он подбирает краску-негатив,
которая компенсирует краску паза. На рисунке полоса исчезает.
Описанные решения приведены в патенте США 6 371 01811.
Это пример компенсации, последствий вредного действия.
10
Guerin A., Le Bouquin-Jeannes R., Faucon G. A Two-Sensor Noise Reduction System: Applications for
Hands-Free Car Kit. - EURASIP Journal on Applied Signal Processing 2003:11, 1125–1134
http://dx.doi.org/10.1155/S1110865703305098
11
Patent US 6 371 018. Nacash David, PetrovVladimir, Korem Aharon, Halfon Yossef, Bronstein Refael.
Method and apparatus for anilox roller scoring prevention. April 16, 2002.
14. Емкость с
типографской краской
12. Типографская краска
20. Нож
10. Вал “Анилокс»
16. Вал с краской
18. Вал с
печатной платой
Печатная плата
Рис. 28. Общий вид машины офсетной печати
Вал Анилокс 10
Нож 20
Рис. 29. Вал «Анилокс».
4.5. «Оттянуть» вредное действие
Схема «оттягивания» вредного действия представлена на рис. 12.
Пример 18. Громоотвод
Громоотвод «оттягивает» молнию на себя, предотвращая ее попадание в дом.
Пример 19. Фигура шефа
В Японии психологическое напряжение снимают оригинальным образом. На работе в
специальной комнате стоит резиновая кукла шефа (рис. 30) и лежит дубинка. Каждый
работник в любой момент может зайти в эту комнату и «побить» обидевшего его шефа.
Таким образом, сохраняется работоспособность работника.
Рис. 30. Резиновая фигура шефа
Выводы
Описана цепочка нежелательного действия: источник вредного действия (ИВД) →
вредное действие (ВД) → объект воздействия (ОВ) → последствия вредного действия
(ПВД).
Показаны способы устранения нежелательного эффекта (НЭ).
Разработан алгоритм устранения нежелательного эффекта (НЭ).