вещества. Например, жидкие кристаллы; поляризационные пластины; вещества, изменяющие свою прозрачность; термо- и фоточувствительные полимеры; флуоресцентные вещества; полимерные гели; материалы с эффектом памяти формы; магниты; магнитная и реологическая жидкость; электреты; тепловые трубы, фото- и светодиоды и т. д.
«Умное» вещество – это управляемое вещество с изменяемыми, заранее заданными свойствами, представляющее собой преобразователь или источник энергии или информации, осуществляющий определенный эффект (физический, химический, биологический или математический).
Для разных видов технических систем подбираются свое «идеальное» вещество.
Г. С. Альтшуллер писал: «Материал „идеальной машины“ работает так, что его свойства используются наилучшим образом, например, металлические части работают только на растяжение, деревянные части – только на сжатие и т. д.».
В качестве одного из идеальных веществ можно назвать пену. Она имеет минимальный вес и выполняет разнообразные функции, например, теплоизоляция, поглощение шума, изоляция потоков газа и т. п.
Пример 4.42. Защита насаждений от заморозков
Растения и посевы покрывают полимерной «шубой» из пены, защищая их от заморозков. Она безвредна для растений, долго держится, хорошо защищает почву от мороза, а при необходимости без затруднений смывается водой (а. с. 317 364).
Рассмотрим примеры других идеальных веществ.
Пример 4.43. Корпус самолета
В самолетах используют дюралюминий. Он достаточно прочен и легок.
Приведем пример использования «умных» веществ.
Пример 4.44. Соединительная втулка из никелида титана
Компания «Raychem Corporation» (США) в 1971 году разработала втулку для соединения труб гидравлической системы военных самолетов из материала с эффектом памяти формы – нитинола (никилид титана – NiTi). Эта втулка получила название «Cryofit». Она показала себя очень надежной. Из 300 000 поставленных втулок не было ни одной поломки.
4.5.2.5. Идеальная форма
В некоторых случаях можно говорить и об идеальной форме.
Идеальная форма – обеспечивает максимум полезного эффекта для выполнения определенной функции.
Под полезным эффектом формы пониматься, например:
– прочность, при минимуме используемого материала;
– минимальное аэро- и гидродинамическое сопротивление;
– герметичность;
– трение (минимальное или максимальное);
– эргономичность;
– эстетичность и т. д.
Пример 4.45. Корпус подводного аппарата
Для подводного аппарата идеальная форма прочного корпуса – сфера. Она обладает высокой устойчивостью и небольшой плотностью. У сферического корпуса минимальное отношение площади поверхности к объему.
Пример
