RRRRR - 54.146.177.118

Real technical problem: scuba diver buoyancy

Обсуждения-аналоги

Скрыть / Показать Сортировать по дате
2005-10-18 17:09:17
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Другими словами, Вы предлагаете вместо свинцовых грузов таскать буксировщики, которые иначе совершенно бесполезны. Предвижу следующее изобретение: заменить буксировщики свинцовыми грузами. Имеется длинный список преимуществ и ни одного недостатка... :-)

Если серьезно, в случае ныряния с буксировщиком задача о грузах не стоит, но в подавляющем большинстве ситуаций буксировщик не только бесполезен, но даже вреден: при подводной фотографии и видеографии, при нырянии на затонувшие корабли, при нырянии с целью исследовании рифа, при нырянии с целью идентификации и оценки количества рыбы и других животных,  при нырянии с целью наблюдения за жизнью и поведением подводного мира, и т.д. В 99% и больше, скорость и покрытое расстояние при нырянии - не преимущество, а недостаток.

Приведу пример из недавней практики. В ныряльном центре, с которым я работаю, было 4 буксировщика. Постепенно по разным причинам они один за другим вышли из строя. Центр решил их не чинить, потому что за время работы они показали свою ненужность.

Может есть другие идеи?

С уважением,

2005-10-18 17:12:11
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

День добрый!

... Если серьезно, в случае ныряния с буксировщиком задача о грузах не стоит...

 

Это хорошо.

 

... но в подавляющем большинстве ситуаций буксировщик не только бесполезен, но даже вреден...

 

Это плохо.

 

Спасибо, что написали в каких случаях буксировщик вреден. А почему он вреден?

  • Заняты руки? - Думаю, что - да - это недостаток.
  • ... Что еще ?..
  • .......................

... скорость и покрытое расстояние при нырянии - не преимущество, а недостаток...

 

Тут дело не в скорости и расстоянии, а в том, что мы имеем нечто, что может доставить нас на дно (или на нужную глубину) и там (при правильной конструкции - здесь есть мысли) удерживать. А плавать можно и ластами с любой скоростью.

 

Прошу прощения за быть может "детские" вопросы. Но я же не дайвер - стараюсь разобраться.

 

С Уважением,

2005-10-18 17:12:16
Анна Буздыкина » Genady Filkovsky

Доброго всем здоровья!

Имеется длинный список преимуществ и ни одного недостатка... :-)

Если бы у грузов не было недостатков, у Вас не было бы задачи.

А вообще хорошее обсуждение.

С Уважением,

2006-01-12 21:31:50
Genady Filkovsky » Всем

Since I've noticed that many people on this forum eagerly ask to participate in a real problem solving, I thought it would be interesting to try a problem from my immediate occupation, especially one that does not require any special knowledge for understanding above a school level physics.

The problem is related to scuba diver buoyancy. The system is simple: weights, usually lead, attached to diver in one way or another. This extra weight is needed because human body is naturally positively buoyant, i.e. floats in the water, while scuba diver under water needs to be neutrally buoyant. There are two problems with this simple solution.

  1. This weight, although making a diver "weightless" under water, is a big hassle before and after diving, making diving gear heavy and cumbersome.
  2. Diver buoyancy changes during a dive as result of a few factors, for example, it decreases with diving depth and increases with diving time. The weights, on the other hand, do not change during the dive, so most of the time, the amount of weight is not right. It takes experience to develop skills to compensate for the extra or the missing buoyancy with diver's breathing, position, movements, and "buoyancy compensation device" (inflatable jacket), all of which is not an elegant technical solution.

Any ideas?

Please, don't hesitate to ask any scuba questions - I'll be glad to answer.

Regards,

Я обратил внимание на несколько сообщений, в которых высказывается пожелание участвовать в решении реальной изобретательской задачи. Я предлагаю такую задачу из области, в которой я могу ответить на все технические вопросы, и понимание которой не требует знаний выше средней школы.
 
Задача относится к нырянию с аквалангом. Проблемная система это веса, обычно свинцовые, которые крепятся к ныряльщику. Эти веса нужны потому, что тело человека нормально имеет положительную плавучесть, т.е. плавает на поверхности, тогда как ныряльщику под водой нужна нейтральная плавучесть. Две проблемы связаны с этим простым решением:
  1. Эти веса хотя и обеспечивают "невесомость" под водой представляют трудности до и после ныряния, утяжеляя оборудование и затрудняя работу с ним.
  2. Плавучесть ныряльщика меняется в течение ныряния в результате разных факторов, например она уменьшается с глубиной и увеличивается со временем. Веса же, с другой стороны, не меняются в течение ныряния и таким образом большую часть времени не дают желаемого результата. С опытом ныряльщики приобретают навыки компенсировать недостаточную или избыточную плавучесть дыханием, позицией, движениями, "компенсатором плавучести" (надувным жилетом), - все неэлегантные технические решения.
Есть идеи?
Пожалуйста задавайте любые ныряльные вопросы - я с радостью отвечу.
 
С уважением,
2006-01-16 15:00:54
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Добрый день!

Верно ли я понял, что основные неудобства:

а) До погружения. Например, когда надо таскать эти грузы?

б) Во время. Когда надо регулировать плавучесть.

    • Сейчас регулировка плавучести осуществляется "надуванием/сдуванием жилета". Это почему-то неудобно. Почему?
    • Определенными физическими действиями ныряльщика.

в) После погружения. Когда надо опять таскать эти грузы?

 

Спасибо,

2006-01-17 03:45:44
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Здравствуйте.

Да, Вы поняли совершенно правильно.

Что касается жилета, это сама по себе проблема. Жилет существует только потому, что приходится тащить лишний груз, т.к. компенсировать недостающий груз мы не умеем. При этом жилет является одним из трех самых дорогих элементов оборудования, наряду с регулятором давления и подводным компьютером. Поскольку жилет работает по закону Архимеда, он получается большим и громоздким - самая большая и громоздкая часть оборудования. Он создает большое сопротивление существенно затрудняя движение под водой.

Назначение жилета - надуваться, но при этом ныряльщик старается его не надувать, потому что если в нем есть даже немного воздуха, плавучесть становится неустойчивой: чуть поднялся - давление воды уменьшилось - воздух в жилете раздулся - плавучесть увеличилась - и тебя потащило вверх, надо быстро выпускать воздух из жилета; чуть опустился - давление воды увеличилось - воздух в жилете сжался - плавучесть уменьшилась - и потянуло вниз, надо быстро надувать жилет. 

Достаточно недостатков, не так ли?

С уважением,
2006-01-19 10:14:10
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Добрый день!

Я предлагаю совместить груз с чем-либо "ресурсным". Чтобы не было отдельного груза.

 

Более конкретно я предлагаю в качестве груза использовать буксировщики . (Масса у них бывает разная (я нашел и 5 кг., и 8, и 10, и даже 18 при скоростях до 5 км/час). Нам ведь нужна не "m", а "mv". Так, что, наверное, каждый дайвер подберет для себе оптимальное сочетание, а инструктор подберет ученику).

 

К тому же, это решение позволит не надувать жилет. Точнее надувать его только в случае необходимости аварийного всплытия. 

 

С Уважением,

2006-01-19 15:32:14
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Доброе утро!

Простите, но я не понял Вашего предложения. Точнее, я не понял, что имеется в виду под словом "буксировщик". Ныряльщик контролирует свои движения сам, а плавает при помощи ласт, - его ничто не буксирует. Здесь - http://www.fotosearch.com/corel/divers-and-diving/CPH139/ - Вы можете найти фотографии ныряльщиков в разных ситуациях. Если Вы имеете в виду то что я знаю как "Diver Propulsion Vehicle", то это используется исключительно редко и только в специальных случаях. Возможно я что-то не понял или недостаточно ясно обьяснил - извините.

С уважением,

2006-01-19 15:42:40
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Здравствуйте,

... не понял, что имеется в виду под словом "буксировщик"...

Смотрите здесь . Выше я ссылку тоже дал.

Если это (по моей ссылке) и есть "Diver Propulsion Vehicle", то дайте знать.

Успеха,

2006-01-19 16:00:29
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Простите, я действительно упустил ссылку в Вашем сообщении. Да, это "Diver Propulsion Vehicle" и в подавляющем большинстве ныряний, более 99%, не используется.

С уважением,

2006-01-19 18:52:40
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Да, это "Diver Propulsion Vehicle" и в подавляющем большинстве ныряний, более 99%, не используется.

А вот я предлагаю использовать. Насколько я могу судить, в подавляющем большинстве ныряний используются обычные свинцовые грузы и в этом заключается причина Вашей задачи.

Стало быть, надо предложить нечто иное: что пока используется редко и/или не для тех целей или вовсе не используется. У нас же всегда где-то (может на периферии) "есть ресурс, но не в том виде" (цит. ГСА по памяти). Считайте это "поризмом" (явлением, когда побочный результат деятельности оказывается ценнее основного).

 

До братьев Райт подавляющее большинство полетов были a la Liliental (когда человек контролировал движение пользуясь своим телом), либо  a la Montgolfier (в котором пользовались грузами для тех же целей, что и дайверы). Потом  появились дирижабли, на которых были двигатели (толкачи, по сути). Да и дельтапланы (в наше время) приобрели двигатели.

 

Касательно специфического использования могу сказать, что и паровая машина попала на корабль для специфической цели "преодоление полосы штиля" и в 99% случаев корабль двигался при помощи парусов и никакая машина его не двигала. Также и спутниковые (да и сотовые) телефоны изначально появились для специфических нечастых целей... Таких примеров много.

 

С Уважением,

2006-01-20 22:26:36
Genady Filkovsky » Анна Буздыкина

Вы правы. Я должен был написать, "ни одного недостатка по сравнению с отключенным буксировщиком..."

Спасибо,

2006-01-20 23:56:47
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Здравствуйте!

Сначала отвечу на технические вопросы, в порядке их несущественности.

Плавание с ластами под водой крайне медленно, но без ласт вообще невозможно. В большинстве случаев, это не проблема, а в тех редких случаях когда требуется скорость или расстояние, используются буксировщики. Когда они не требуются, их присутствие вредно. Почему?

Когда буксировщик не требуется он должен быть отключен - иначе будет тянуть когда нам надо стоять или маневрировать. Отключенный буксировщик это лишний елемент:

- занимает руки, как Вы правильно заметили;

- занимает много места, которого часто может не хватать;

- тянет вверх, поскольку они обычно делаются положительной плавучести, чтобы не утонул;

- создает дополнительное сопротивление движению;

- затрудняет маневрирование;

- в зависимисти от того где он прикреплен к ныряльщику, затрудняет некоторые позиции, например, вниз головой.

Можно продолжить, но наверное вредность лишнего элемента уже понятна.

Теперь, к Вашему предложению. С доставкой на место проблем нет. Мы заняты проблемой "удержания". Вы намекаете на какую-то конструкцию для удержания - это интересно, такой конструкции я не знаю, но нет никакой причины называть ее буксировщиком и притягивать "использование ресурсов". Буксировщик этой функции не выполняет и этому никак не помогает.

Одна важная особенность требуемого "удержания": оно не должно мешать свободным перемещениям ныряльщика! Свинцовые веса отвечают этому требованию, занимая очень мало места и располагаясь близко к центру тяжести ныряльщика.

С уважением,

2006-01-21 02:17:39
Валентин Лопан » Всем

Очень была хорошая идея поработать с ресурсами!

Выяснилось, что буксировщик к таковым не относится. Чаще всего.

Что есть?

Баллон с воздухом. Можно привинчивать к его дну нужное количество грузов.

Ласты. Как правило какого-то размера. Часто размер соответствует росту. Можно сразу делать ласты утяжеленными. Но тогда они будут похожи на свинцовые грузы со всеми их недостатками...

Вода. Нужен пояс с кармашками (наподобие тех, какие носят работяги через проходную завода со спиртом), в которые просто заливается вода перед погружением. Или засыпается ... песок, галька - тоже часто бывают на море :) Помните "Открыть кингстоны!", "Продуть кингстоны!" (выдыхаемым воздухом!).

И так далее.

2006-01-21 22:22:14
Genady Filkovsky » Валентин Лопан

Интересно. Особенно в части "и так далее".

:)

2006-01-25 23:10:21
Genady Filkovsky » Всем

Как видно, как говорил Г.С.Альтшуллер, задача не далась с наскока - надо переходить к осаде.

Может есть идеи об использовании более глубоких механизмов ТРИЗ: стандартов, АРИЗ, физ.эффектов,..?

2006-01-26 00:18:00
Валентин Лопан » Genady Filkovsky
На костюм надо еще посмотреть. Тоже ресурс. Свернуть его с поясом...
2006-01-26 04:21:55
Genady Filkovsky » Валентин Лопан

Простите, но я не вижу как это приблизит к решению задачи. Какие недостатки это может устранить, или какие преимущества это может дать?

2006-01-26 07:35:12
Ivan Ivanovich » Genady Filkovsky

Перейдем в Надсистему! Усадим всех этих дайверов-любителей, не умеющих пользоваться стандартным компенсатором плавучасти, в подводную лодку с иллюминаторами в бортах и днище и устроим им экскурсию по стандартному маршруту. Они и кораллы ломать перестанут!

           
2006-01-26 18:24:27
Genady Filkovsky » Ivan Ivanovich

Попробовали. Лодка с иллюминаторами стоит, а они хотят сами. Также, не удовлетворяются смотрением подводных фильмов. Готовы платить за курс и за оборудование - лишь бы нырять самим! Обещают не ломать кораллы. Если бы с плавучестью было легче, было бы лучше - и им, и кораллам!

Моя жена, которая не имеет никакого отношения к технике, предложила лучшее "надсистемное" решение: посылать с каждой группой дайверов-любителей "a weight-boy", который будет по мере надобности менять им веса на ходу.

2006-01-26 20:21:10
Ivan Ivanovich » Genady Filkovsky

У меня есть решение. Меняю его на Вашу подводную лодку.

2006-01-26 21:15:23
Genady Filkovsky » Ivan Ivanovich
Приезжайте и заберите.
2006-01-26 21:33:03
Ivan Ivanovich » Genady Filkovsky
Ok
2006-01-30 15:34:59
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Уважаемый Геннадий!

Спасибо за ответ. Нахожусь пока в командировке, но по возвращении отвечу.

Успеха,

2006-01-31 21:07:22
lopan@pr.by » Genady Filkovsky
>>

Простите, но я не вижу как это приблизит к решению задачи. Какие недостатки это может устранить, или какие преимущества это может дать?

>>

Из условия задачи я понял, что недостатком является необходимость иметь пояс со свинцовыми грузами для уменьшения плавучести и надувной жилет для ее регулировки. Причем регулировка затруднена для неопытного пользователя.

Предлагается заменить свинец тем, что есть, то есть водой или песком (галькой). Это избавляет от необходимости иметь и таскать с собой свинцовые грузы. Конечно, у воды и песка не такая плотность, как у свинца, но все-таки.

От простой системы - пояс предлагается перейти к полисистеме - много поясов. Фактически предлагаю сделать костюм, состоящий из "поясов". Выглядеть это будет наподобие стеганого пуховика, например.

Для регулировки плавучести использовать тоже то, что есть, то есть - выдыхаемый воздух. Нужно увеличить плавучесть - направляем выдыхаемый воздух в кармашки - он вытесняет воду - увеличивает плавучесть.

Точно так Вы учите дайверов вытеснять воду из маски.

Это идеи, которые на поверхности, полученные только из анализа ресурсов. 

2006-01-31 22:16:53
Genady Filkovsky » lopan@pr.by

Здравствуйте Валерий!

Отвечу по каждому пункту.

1. Вода в воде не меняет плавучести. Т.е. сколько ни заполняй карманы водой, плавучесть не изменится. Вода для этой цели отпадает.

2. У песка или гальки плотность настолько меньше, чем у свинца. Для того же эффекта карманов не хватит - придется таскать мешки с песком.

3. В большинстве мест ныряния, включая ВСЕ места ныряния здесь (где я живу), на дне нет ни песка, ни гальки. Плюс, это заповедник и НИЧЕГО трогать нельзя!

4. Использование воздуха имеет те же самые недостатки независимо от того направляется ли этот воздух в надуваемый жилет или в надуваемый костюм. Тот же эффект и те же проблемы. Кстати, в холодной воде уже используется воздух в костюме вместо в жилете - такое управление плавучестью требует еще большей тренировки.

Единственная разница межды тем, что есть, и Вашими предложениями возможна в том случае, если емкость, в которой происходит замена вода-воздух, твердая, т.е. не меняет обьема при этой замене. Давайте посчитаем. Нам нужна регулировка плавучести примерно 2 кг. Это 2 л. Когда эта емкость заполнена водой, она в воде ничего не весит, а по мере заполнения воздухом она тянет вверх силой до двух кг.

При этом, свинцовые грузы все равно нужны. Эта емкость может только помочь в подгонке плавучести меняющейся в процессе ныряния.

При этом, емкость должна выдерживать давление - наружное или внутренее - порядка 5атм. Из чего она сделана? Какой у нее размер? Сколько она сама весит? Может ее вес действительно сделает свинцовые грузы ненужными? А может, надо компенсировать ее собственный вес?

При этом, надо посмотреть какой механизм обеспечит контролируемую замену вода-воздух при давлении меняющемся 1 - 5 атм.

Направление интересное, но пока очень много принципиальных вопросов.

2006-02-02 15:18:01
Валентин lopan@pr.by » Genady Filkovsky

Действительно, это всего лишь направление - поискать идеи решений исходя из ресурсов.

2006-02-02 16:14:04
Genady Filkovsky » Валентин lopan@pr.by

Еще один ресурс - сами ныряльщики. Кормить их чем-то тяжелым перед нырянием. Может, макаронами..?

Кажется, ресурсы кончаются. Идеи есть, решений не видно. Есть другие направления?

2006-02-14 12:49:30
Андрей Жуков » Genady Filkovsky
Добрый день!


- занимает руки, как Вы правильно заметили;
- занимает много места, которого часто может не хватать;
- тянет вверх, поскольку они обычно делаются положительной плавучести, чтобы не утонул;
- создает дополнительное сопротивление движению;
- затрудняет маневрирование;
- в зависимисти от того где он прикреплен к ныряльщику, затрудняет некоторые позиции, например, вниз головой.


Спасибо. Убираем у этой штуковины положительную плавучесть и объединяем в одну компактную конструкцию с аквалангом (баллоном).


... Мы заняты проблемой "удержания"...


Да. При этом, если нас интересует ТОЛЬКО проблема удержания, понизим мощность штуковины и уменьшим ее.
 
С Уважением,
2006-02-14 15:33:19
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Вы пока не объяснили, как эта штуковина работает. Мы только знаем, что это нечто небольшое, с нейтральной плавучестью, и объединено с баллоном. Нет никакой информации о том, как она решает проблему удержания. -- ?

С уважением,

2006-02-14 18:08:29
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Я конструктивно объединил то, что сейчас называется "буксировщиком" - точнее от него двигатель (но меньшей мощности) и движитель  - в одну систему с баллоном.

 

Термин "буксировщик" при этом теряет свой смысл. Поэтому я написал "штуковина".

 

С Уважением,

 

2006-02-14 19:13:06
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Мне совершенно не видно, как "штуковина" с двигателем и движителем, объединенная с баллоном или нет, выполняет функцию удержания ныряльщика на желаемой глубине. Можете объяснить?

С уважением,

2006-02-15 17:42:04
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Мне совершенно не видно, как "штуковина" с двигателем и движителем, ... выполняет функцию удержания ныряльщика на желаемой глубине. Можете объяснить?

Движитель - это вращающийся винт. Задается нужный момент и угол наклона и будете висеть, как вертолет.

С Уважением,

 

 

2006-02-15 18:28:59
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Ага, теперь я вижу где расхождение. Ныряльщик не висит как вертолет, он движется в трех измерениях и меняет ориентацию в трех степенях свободы. Если он должен все время настраивать момент и наклон этой штуки, то существующая комбинация вес+жилет лучше.

Всего доброго,

2006-02-15 18:44:33
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Ныряльщик не висит как вертолет, он движется в трех измерениях и меняет ориентацию в трех степенях свободы.

Касательно висения, я лишь ответил на Ваш вопрос о том, как решается задача удержания.

Если он должен все время настраивать момент и наклон этой штуки, то существующая комбинация вес+жилет лучше.

Наклон этой штуки настраивать он будет наклоняя себя - то есть, двигая собственной ластой и т.п. Момент может настраиваться автоматически. Ныряльщик при том же моменте и том же наклоне может двигаться куда угодно с помощью своих ласт, рук и прочего. Но, если ему надо остановиться, он останавливается и висит не всплывая. (А если захочет, то может и всплыть).

С Уважением,

2006-02-15 18:56:47
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Понял.

Какое у этого устройства преимущество по сравнению с существующей комбинацией вес+жилет?

С уважением,

2006-02-15 19:04:36
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Какое у этого устройства преимущество по сравнению с существующей комбинацией вес+жилет?

Груза нет. Вес штуковины маленький и не зависит от веса ныряльщика. Жилет, вероятно, можно и не использовать, либо использовать только для аварийного всплытия.

 

С Уважением,

 

Достоинство у существующей комбинации вес+жилет = то, что она уже есть и используется, в отличие от нового решения, которое, как и любое новшество надо спроектировать, сделать и испытать.

2006-02-15 21:49:04
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Хорошо, мне эта идея нравится. Мне кажется, что пропеллер должен быть под ныряльщиком и тянуть вниз, для устойчивости, но это - одна из тем проектирования. Может мы оба чего-то не замечаем, но мне кажется, что Ваша идея вполне работоспособна и имеет определенные преимущества. Поздравляю!

С уважением,

P.S. Имеет ли эта идея отношение к ТРИЗ? Я не соглашусь, что это - использование ресурса "буксировщик", поскольку сейчас такого ресурса в реальных условиях ныряния нет, а то чего нет использовать невозможно. Конечно, возможно, что идея буксировщика, или вертолета, дала Вам психологическую подсказку, но тогда это выглядит точно как "пре-ТРИЗные" психологические методы.

2006-02-16 09:32:58
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Уважаемый Геннадий!

Вне всякого сомнения я использовал ТРИЗ, только ТРИЗ и ничего, кроме ТРИЗ.

 

Через некоторе время я выложу стенограмму своих рассуждений.

 

Успеха,

2006-02-20 13:36:33
Андрей Жуков » Genady Filkovsky
Добрый день!
 
Эта задача, возможно, не очень сложная (тут до АРИЗ дело не дошло). Икс-элемент выполняет функцию груза, но не обладает его недостатками. Какую функцию выполняет груз? "Перемещать" дайвера против архимедовой силы". Мне двигатель сразу "приглянулся".

Кроме того, нужные аналогии подсказаны ЗРТС.
 

"Существует простой способ проверить, верно ли поставлена задача: надо посмотреть, как формулируются аналогичные задачи в других отраслях техники. В особенности там, где задачи ставятся более жестко или имеют больший масштаб..."  (Альтшуллер Г.С., Алгоритм изобретения, М., "Московский рабочий", 1973 г., с. 79.).

 
Для того, чтобы установить аналогию, я и пользуюсь ЗРТС. Одновременно стараюсь ответить на вопрос: "Где эту задачу уже решили?" (Пусть не совсем так и/или не совсем в таком контексте).

Значит мне нужна отрасль:
 
а) Где уже решали задачу борьбы с Архимедовой силой;
б) Где эта задача стояла остро (так, что, например, был риск для жизни);
в) Отрасль относительно старую = то есть, на сегодня ушедшую вперед по сравнению с дайвингом.

Так я получил "авиацию".
 
1) Воздушные шары (Монгольфьеры) управлялись также, как и дайвер = грузы + шар (у дайвера - это жилет). Соотношением между соотв. параметрами и "регулировался" полет.

2) Дирижабли (например, "Цеппелин" и "Гинденбург") вполне можно было бы назвать "большими жилетами" - они представляли собой жёсткую конструкцию, внутри которой было несколько независимых друг от друга "мягких" секций, сконструированных по типу балластных цистерн подводных лодок, т. е. во время полёта можно было менять степень заполнения того или иного "мешка", что повышало его управляемость и можно было варьируя заполнение подгонять грузоподьёмность до нужной величины.
Но у дирижаблей в отличие от монгольфьеров уже были винтовые двигатели. И не было грузов (для тех целей, что у монгольфьера).

Значит должен появиться винт.

3) Если должен появиться винт, то, возможно он уже появился в смежных (ближайших) системах.
Поэтому я просканировал Интернет и обнаружил эти буксировщики, а кроме них еще и подводные мотоциклы, и мини-подводные лодки и т.д. При этом, были разные модели... То есть, количество разных компактных двигателей, используемых под водой - весьма велико.
 
Я не увидел причин почему это не использовать.

4) Остальные данные дали мне Вы, отвечая на вопросы.

С Уважением,
2006-02-21 23:27:50
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Уважаемый Андрей!

Спасибо за детальный отчет. Должен отметить, что ничто в этом отчете нельзя отнести к «только ТРИЗ и ничего, кроме ТРИЗ».

Кроме того, не спешите рассматривать Вашу идею как решение. До АРИЗ дело еще может дойти. Пока это только идея – работоспособная, с рядом преимуществ, но и с рядом недостатков. Один из них это то, что Ваша система должна функционировать в активном режиме (в отличие от пассивных грузов). Что произойдет, если винт по какой-либо причине остановится?

Есть и другие недостатки.

Всего доброго,

2006-02-22 09:38:50
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Добрый день!

 

Должен отметить, что ничто в этом отчете нельзя отнести к «только ТРИЗ и ничего, кроме ТРИЗ».

 

Вам видней, как я решал задачу :-) . Спорить не буду. Не вижу смысла.

 

Если и Вы встречно захотите решить конкретную задачу, дайте знать - подберу.

 

Успеха,

2006-02-22 17:57:44
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Уважаемый Андрей!

К сожалению я не могу знать как Вы решали задачу. Могу только судить по Вашему отчету :). Спорить об этом конечно нет смысла.

Но почему Вы игнорировали вторую часть моего сообщения? (Я упомянул это странное явление в моем другом сообщении Вам.) Пока есть обещающее направление решения, но задача по-прежнему не решена. И дело не в технической разработке, а в принципиальных вопросах, без ответа на которые техническую разработку нет смысла начинать.

Всего доброго,

2006-02-22 18:10:12
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Что произойдет, если винт по какой-либо причине остановится?

Вы хотите, чтобы я ответил на этот вопрос?

Всех благ,

2006-02-22 21:48:09
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Уважаемый Андрей!

Мне кажется, что по-Вашему ответ прост: дайвер всплывет. Мне так кажется еще потому, что выше Вы упомянули поиск ДРУГОЙ отрасли, «где эта задача стояла остро (так, что, например, был риск для жизни)». Наверное Вы просто не знаете, что здесь и есть риск для жизни.

Быстрое всплытие вызванное неуправляемой силой Архимеда имеет два возможных серьезных последствия (могут случиться оба): кессонная болезнь и воздушный эмболизм. Отличие состоит в том, что кессонная болезнь тянется долго, часто оставляет неисправимую инвалидность и иногда приводит к смерти. Воздушный эмболизм действует быстро, иногда приводит к параличу, но чаще к смерти.

Другими словами, неуправляемое быстрое всплытие в дайвинге недопустимо. Вы мне уже говорили, что Вы не дайвер, иначе Вы бы об этом знали, поскольку этому учат в «первом дайвинговом классе». Как видите, ответ на мой вопрос не так уж очевиден.

Как и раньше, если у Вас есть дополнительные вопросы к дайвингу – отвечу с удовольствием.

Всего доброго,

2006-02-22 22:20:11
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Здравствуйте еще раз!

Если Вам интересно, Вы можете посмотреть мой отчет о решении (другой) задачи. Он написан в несколько художественном стиле, но абсолютно честно придерживается реального процесса. Первая часть описана здесь: http://www3.sympatico.ca/karasik/GF_pool_story_part1.html. Если Вам интересно, подумайте перед тем как открывать вторую часть, которая описана здесь: http://www3.sympatico.ca/karasik/GF_pool_story_part2.html. Третья часть появится в том же журнале в следующем месяце.

Всего доброго,

2006-02-23 13:35:36
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Уважаемый Геннадий!

1. О том, что дайвер всплывет быстро и неуправляемо написали Вы, а не я. Задачу всплытия я готов обсуждать.

 

2. О том, какие от этого бывают последствия я знаю. Хотя, конечно, из публикаций только.

 

3. Касательно Вашего разбора другой задачи, было бы более корректно, если бы таковую Вам предоставил я или кто-то другой.

 

Всех благ,

2006-02-23 22:34:52
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Уважаемый Андрей!

Как Вам удается изменить сообщение после того, как оно выставлено? Я тоже иногда хочу что-то исправить после нажатия на кнопку Add. Я думал, это может делать только Редакция.

Я тоже готов обсуждать проблему всплытия. Как быть?

Мой разбор другой задачи может быть интересен потому, что ту задачу я тоже решал (и решил) без ТРИЗ.

Всего доброго,

2006-02-25 13:28:33
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Добрый день!

Как Вам удается изменить сообщение после того, как оно выставлено?

Написал письмо в Редакцию: ri@triz-ri.ru

 

Я тоже готов обсуждать проблему всплытия. Как быть?

 

Подумаю некоторое время, напишу.

Хотите ли Вы получить задачу от меня или нет?

Успеха,

2006-02-25 14:48:00
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Доброе утро!

Почему бы Вам не выставить Вашу задачу для всех? Все, кому она интересна, будут ее решать.

Всего хорошего,

2006-02-26 12:09:39
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Ответ дипломата, но не изобретателя.

Спасибо, тем не менее.

2006-02-26 12:14:01
Редакция » Андрей Жуков

Уважаемый Андрей!

 

Делаем Вам замечание.

 

Спасибо,

2006-02-26 22:38:20
Genady Filkovsky » Андрей Жуков

Ответ дипломата и изобретателя. С точки зрения изобретателя - переход в надсистему.

Всего доброго,

2006-02-28 20:20:20
Акимов Александр » Genady Filkovsky

Уважаемый Геннадий, несколько вопросов по поводу Вашей задачи:

1. Главной проблемой (см. первое сообщение) является п.2, а не п.1?

2. Проблема (см. п.2 в первом сообщении) стоит перед новичками в подводном плавании, а не перед профессионалами?

3. Физическое явление, которое лежит в основе проблемы - это то, что человек с необходимым оборудованием для дыхания под водой имеет положительную плавучесть (не тонет, всплывает)?

С уважением, Александр.

2006-02-28 21:59:21
Genady Filkovsky » Акимов Александр

Уважаемый Александр, по Вашим вопросам:

1. Да. (Хотя и п.1 очень хотелось бы решить.)

2. Да. (П.1 конечно стоит перед всеми.)

3. Обычно, да. Но здесь я хочу уточнить: если человек с необходимым подводным оборудованием имеет отрицательную плавучесть (например когда используются стальные, а не алюминевые балоны), то существующим решением этой проблемы является надуваемый жилет, который имеет свои описанные выше недостатки. Тем не менее, можно сосредоточиться на ситуации с положительной плавучестью.

Всего доброго,

2006-03-03 08:53:55
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Я подумал. 

У меня сейчас командировка (пишу из аэропорта), по возвращении из которой напишу по проблеме всплытия.

 

С Уважением,

2006-03-04 17:37:27
Акимов Александр » Genady Filkovsky

Уважаемый Геннадий, хотелось бы подробнее узнать про этапы в подводном плавании:

1. В начале погружения необходимо иметь отрицательную плавучесть, чтобы без физических затрат опуститься  на необходимую глубину.

2. В процессе плавания необходимо менять плавучесть, чтобы:

2.1. без физических затрат опускаться/подниматься на необходимую глубину,

2.2. без физических затрат удерживаться на необходимой глубине, компенсируя изменяющийся вес баллонов.

3. В процессе подъема лучше иметь отрицательную плавучесть, чем положительную, чтобы безопасно для здоровья подняться с глубины на поверхность. При этом лучше приложить физические усилия для преодоления отрицательной плавучести, чем не справиться с положительной плавучестью и быть вытолкнутым с глубины как пробка.

Прокомментируйте, пожалуйста, пункты 1,2,3.

Вопросы по снаряжению:

1. Если используют стальные баллоны, то плавучесть человека с необходимым подводным оборудованием отрицательная.

Грузы в этом случае не используются?

2. Если используются алюминевые баллоны, то плавучесть положительная.

Для достижения отрицательной плавучести используют грузы?

3. Использование стальных или алюминивых баллонов - дело вкуса, кошелька, профессионализма, др.?

С уважением, Александр.

2006-03-05 00:34:09
Genady Filkovsky » Акимов Александр

Уважаемый Александр,

Относительно пунктов 1, 2, 3: если рассматривать плавучесть дайвера с оборудованием - включая баллоны - на середине дыхания, то идеально было бы чтобы эта плавучесть все время оставалась нейтральной. Вокруг этой точки легко контролировать любые передвижения дыханием и небольшими движениями ласт. Если же нейтральную плавучесть обеспечить невозможно, то пункты 1, 2, 3 верны.

К 2.2: В зависимости от типа костюма, его объем меняется с глубиной (давлением), тоже влияя на плавучесть.

Относительно вопросов по снаряжению:

1. Это зависит от человека (тела) и других частей оборудования, но часто со стальными баллонами вся система приобретает отрицательную плавучесть. В этом случае грузы не используются.

2. Да.

3. Дело вкуса, но чаще всего нет выбора. Дайверы обычно не ездят со своими баллонами, а берут то что есть на месте. В большинстве мест это алюминевые баллоны.

С уважением,

2006-03-10 22:24:09
Акимов Александр » Genady Filkovsky

Уважаемый Генадий,

Интуитивно мне кажется, что баллоны и окружающие его вещества(воздух в баллоне, окружающая баллон вода) должны помочь решить задачу без внесения дополнительных веществ, устройств и источников энергии.

Поэтому вопросы по баллонам:

1.Сколько обычно баллонов используют при нырянии, один или два? Какими факторами определяется количество баллонов?

2. Насколько долговечны баллоны?

3. Какое давление воздуха в "полном" и "пустом" баллоне?

4. Масса "полного" и "пустого" баллона?

5. Баллоны заполняются непосредственно при нырянии? Существуют специальные заправочные станции? Заполняются обычным воздухом?

С уважением, Александр.

2006-03-10 23:11:24
Genady Filkovsky » Акимов Александр

Уважаемый Александр,

Это звучит очень заманчиво - "без внесения дополнительных веществ, устройств и источников энергии". Рад помочь.

Есть много разных ситуаций в нырянии, но если ограничиться теми ситуациями, где рассматриваемая задача стоит (как Вы отметили выше, "проблема стоит перед новичками в подводном плавании, а не перед профессионалами"), то более чем в 90% случаев ответы такие:

1. Один баллон.

2. Баллоны служат десятки лет. Раз в год их открывают для визуального осмотра, и раз в 5 лет они проходят гидротест (норматив США).

3. Баллоны наполняются до примерно 200 атм. "Пустой" баллон пуст, хотя рекомендуется оставлять несколько атмосфер при хранении для защиты от проникновения влаги внутрь. Большинство баллонов постоянно в работе: раз в несколько дней или же несколько раз в день давление в них скачет между примерно 20 атм и 200 атм.

4. Пустой алюминиевый баллон весит примерно 17 кг. Вес воздуха в полном баллоне примерно 3 кг.

5. Баллоны заправляются на специальных станциях. Некоторые - непосредственно перед нырянием, другие - стоят заполненные и ждут своего часа. Большинство заправляется обычным воздухом проходящим разную степень очистки (фильтрации). В результате сжатия он обычно намного суше, чем окружающий воздух. Все больше используется Nitrox - смесь с пониженным содержанием азота и повышенным содержанием кислорода. В обычном воздухе около 21% кислорода и 79% азота, в "стандартном" Nitrox около  32% кислорода и 68% азота.

Всего доброго,

2006-03-22 16:12:53
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Добрый день!

Замедлить "неожиданное всплытие" может уменьшение плотности воды (окружающей дайвера). Ресурс для этого предположительно есть.

С Уважением,

2006-03-22 17:41:34
Genady Filkovsky » Андрей Жуков
Может? Мне думается, что эта вода уменьшенной плотности - например, перемешанная с пузырьками воздуха, - будет сама быстро всплывать, выталкиваемая окружающей ее "нормальной" водой.
С Уважением,
2006-03-22 18:42:49
Андрей Жуков » Genady Filkovsky

Мне думается, что эта вода уменьшенной плотности - например, перемешанная с пузырьками воздуха, - будет сама быстро всплывать, выталкиваемая окружающей ее "нормальной" водой.

Важно, чтобы человек находился в воде с меньшей плотностью в момент всплытия. Если Вы с этим согласны, можно обсуждать как этого достичь.

 

С Уважением,

2006-03-23 00:04:23
Genady Filkovsky » Андрей Жуков
Я не знаю что Вы подразумеваете под моментом всплытия. Я рассматриваю время всплытия - это время должно быть не слишком коротким. Рекомендуемая безопасная скорость всплытия - примерно 10 м/мин.
С Уважением,
2006-03-23 08:15:51
Андрей Жуков » Genady Filkovsky
Спасибо. Попробую переформулировать.
 
Во время всплытия градиент плотности воды окружающей дайвера должен быть "правильным".
 
Ведь рекомендуемое медленное всплытие (если я верно разобрался) требуется для того, чтобы дайвер не "схлопотал" именно скачок давления.
 
С Уважением,
2006-03-23 14:16:43
Genady Filkovsky » Андрей Жуков
Вы правы относительно скачка давления. Этот скачок - разница между давлением перед всплытием, например 3 атм на глубине 20 м, и после всплытия, 1 атм на поверхности. Это изменение в 2 атм желательно чтобы заняло 2 мин.
С Уважением,
2006-03-23 14:33:41
Genady Filkovsky » Всем
Задача, которую обсуждает сейчас Андрей, намного важнее, чем исходная задача о контроле плавучести. Способ безопасного быстрого всплытия имел бы гораздо дальше идущие последствия и существенные применения. Он мог бы привести к революции в техническом дайвинге еще больше, чем в спортивном.
Всего доброго,
2006-04-08 13:04:50
Андрей Жуков » Genady Filkovsky
Добрый день!
 
У меня 2 сообщения.
 
1) Ответ на частный исходный вопрос относительно остановки винта (например, из-за какой-либо поломки) в этом решении.
 
Предполагаю, что сочетание "стальные баллоны + данное решение" подойдет. Разумеется, нужен проект.
 
=================================================
 
2) Ответ на более важный вопрос о способе безопасного быстрого всплытия независимо от п.1.
 
Ответ немного "чумной", но, как я понимаю, все здравые решения уже и без меня проверили.
 
Моя идея (разумеется это не проект) заключается в использовании не ресурса воздуха в баллонах, а ресурса воздуха растворенного в воде, а более конкретно в использовании эффекта акустической кавитации для управлением плотностью и давлением воды окружающей дайвера и/или находящейся выше него.
 
Используется источник ультразвука. (Компактные генераторы УЗ существуют (но, конечно, используются для других целей), компактный источник энергии, работающий короткое, но достаточное для рассматриваемых целей время предположительно могу подобрать - это подзадачи предположительно решаемые и сейчас не рассматриваются).
 
Источник УЗ размещен... Здесь возможны следующие варианты:
 
а) "Внизу" дайвера (во время "аварии"). Точнее он включается только в "аварийный момент", затем дайвер бросает его и излучатель тонет (но остается на гибкой связи), а дайвер всплывает в большом "факеле" из пузырьков. УЗ-колебания (источник которых находится снизу) обеспечивают постоянную "поставку" новых порций этих пузырьков. Наверное возможно задание регулируемого градиента давления "в факеле".
 
б) Стоит обсудить и вот какое рассуждение: при схлопывании всех этих бесчисленных пузырьков возникают большие локальные давления (порядка тысяч атмосфер, но в микрообъемах). Предполагаю (но нужен эксперимент), что вытесненные наверх пузырьки там и схлопнутся, а поскольку их целое "облако", то они на какую-то величину повысят давление в локальном макро-объеме, если их весьма и весьма много (облако). Тогда (если такое локальное "уплотнение" жидкости схлопывающимся пузырьковым "факелом" возможно), имеет смысл подумать и о позиционировании источника УЗ "вверху" (например, на самом дайвере - пусть себе "факел" будет гарантированно выше дайвера).
 
=================================================
 
Примечание: подобным образом (меняя параметры) можно получать не только "пузырьки", но и эмульгирование окружающей дайвера (и не только) жидкости, фонтанирование ее и т.д.
 
С Уважением,
2006-04-12 15:19:48
Акимов Александр » Андрей Жуков

Андрей,

интересная ссылка про пузырьки в воде:

http://www.membrana.ru/articles/global/2001/12/18/113000.html

там же написано про силу восходящих пузырьков.

С уважением, Александр.

2006-04-12 15:36:17
Андрей Жуков » Акимов Александр

Спасибо. Ключевым здесь является изменение плотности воды и давления.

Про гипотезу о том, что корабли порой тонут из-за вскипания воды под ними я знал. Но "газировать" воду лучше именно ультразвуком, а не метаном и т.д.

Это более управляемо, к тому же квалифицированные специалисты по акустической кавитации есть во многих странах, плюс ультразвук применяется в подводном деле со времен П. Ланжевена. Т.е., реализовать, наверное, будет проще.

С Уважением,

2006-04-13 12:10:45
Morzh » Андрей Жуков
 Если я правильно понимаю суть задачи, то получается следующее,

Исходное ограничение: необходимо «правильное» изменение давления при всплытии = 1 атм/мин (иначе будет скачок)

В дайвинге я немного понимаю, и знаю что при движении вверх-вниз (изменении давления) приходится  продуваться = уравновешивать давление.

Предлагаемое решение: изменять плотность и давление воды уже внизу, т.е. в начальной точке аварийного всплытия.

ОЗ – начальная точка всплытия,

ОВ – время изменения давления после включения генератора УЗ = те же 1 атм/мин

То есть я хочу сказать, что:

если при включении генератора УЗ давление будет изменяться резко, то мы получим тот же скачок (например, с 3 атм до 1 атм), но уже внизу.

если же оно будет изменяться со скоростью 1 атм/мин, то тогда непонятно в чем выигрыш.

Соответственно,

либо я неверно понял суть предлагаемого решения, учитывая, что я не технарь,

либо здесь имеется противоречие:

При включении генератора УЗ давление должно изменяться медленно, чтобы не возникало скачка, и должно изменяться быстро, чтобы обеспечить аварийное всплытие.

С уважением,

PS. Могу предложить интересную и актуальную задачу.

2006-04-13 12:17:56
Андрей Жуков » Morzh

Добрый день!

...При включении генератора УЗ давление должно изменяться медленно, чтобы не возникало скачка, и должно изменяться быстро, чтобы обеспечить аварийное всплытие...

 

Тут предположительно нет противоречия, поскольку, думаю, можно будет обеспечить заданные (нужные) параметры.

 

С Уважением,

2006-04-13 13:10:18
Morzh » Андрей Жуков

Добрый день!

 
То есть, поскольку появляется возможность управления плотностью и давлением воды,  можно изменять их постепенно (в заданном режиме). Так?  
 
Как такое постепенное (небыстрое) уменьшение плотности скажется на скорости всплытия дайвера, т.е. не будет ли она в данном случае слишком быстрой? Извиняюсь за некоторую очевидность вопроса, но разве плотность и давление не синхронизируются?
 
С уважением,
2006-04-13 13:26:16
Андрей Жуков » Morzh

Уважаемый Morzh!

 

Как такое постепенное (небыстрое) уменьшение плотности скажется на скорости всплытия дайвера, т.е. не будет ли она в данном случае слишком быстрой? Извиняюсь за некоторую очевидность вопроса, но разве плотность и давление не синхронизируются?

 

По закону Архимеда  Fарх = rжgVпт уменьшение плотности жидкости не может ускорить всплытие погруженного тела. При уменьшении плотности жидкости (при прочих равных условиях) всплытие объекта замедлится или прекратится, или объект утонет (зависит величины этой плотности). (См., кстати, пример, который Коллега Александр Акимов привел выше).

Если я верно понял Ваш вопрос.

Успеха,

2006-04-13 13:48:41
Morzh » Андрей Жуков

Уважаемый Андрей!

Я имел в виду именно НЕбыстрое уменьшение плотности (т.к. необходимо обеспечить 1 атм/мин). Очевидно, что при таком небыстром изменении сила Архимеда и скорость всплытия все же будут достаточно высоки.

Указанный Вами пример посмотрел, но, как я понимаю, в данном случае имеется именно скачкообразное изменение плотности.

С уважением, 

2006-04-13 13:57:03
Андрей Жуков » Morzh

Я имел в виду именно НЕбыстрое уменьшение плотности (т.к. необходимо обеспечить 1 атм/мин). Очевидно, что при таком небыстром изменении сила Архимеда и скорость всплытия все же будут достаточно высоки.

Повторю. Можно сделать такую плотность "какую надо". Можно сделать так, что дайвер будет "висеть", а не всплывать (быстро или медленно) или тонуть.

С Уважением,

2006-04-13 14:13:17
Morzh » Андрей Жуков

То есть: можно сделать такую плотность, что дайвер будет висеть или всплывать "как надо", и при этом давление будет изменяться с нужной скоростью - 1 атм/мин.

Если так, то вопросов больше нет. Спасибо.

Суважением,

2006-04-14 11:24:46
Morzh » Андрей Жуков

Добрый день!

Возможно ли решение "наоборотной" задачи, т.е. локального увеличения плотности воды?

Потребность в таком решении была бы значительно выше.

Спасибо.

2006-04-14 11:31:02
Андрей Жуков » Morzh

Возможно ли решение "наоборотной" задачи, т.е. локального увеличения плотности воды? Потребность в таком решении была бы значительно выше.

Поясните для какой цели (задачи).

С Уважением,

2006-04-14 13:09:30
Morzh » Андрей Жуков

Поясните для какой цели (задачи).

Например:

Цель-1 - для удержания судна "на плаву" при кораблекрушении (хотя бы некоторое время).

Цель-2 - в случае, если человек начал тонуть.

Или данные задачи решаются иными способами?

Спасибо,

2006-04-14 13:20:40
Андрей Жуков » Morzh

Уважаемый Morzh!

 

Давайте не будем решать задачи, которые носят умозрительный характер.

 

Успеха,



Яндекс.Метрика