С момента создания этого материала прошло более тридцати лет, но смею надеяться, что и сейчас он сможет оказаться полезным при проведении занятий по тематике "история изобретательства".

Автор работы - Чингиз Гаджиев, принадлежит к первому выпуску слушателей АзОИТТ, выпуску, который сразу по завершении курса составил основу преподавательского коллектива этого общественного института.

Мне нравится язык этой работы, глубокое и точное, насколько это возможно для биографической работы такого объема, проникновение в творческую лабораторию Огюста Пикара - одного из наиболее интересных изобретателей начала двадцатого века.

Прочитайте об Огюсте Пикаре и вы.

Редактор

Лекция из курса "История изобретательства". Основное внимание в лекции уделено приемам, которыми Пикар делал свои изобретения. Преподаватели методики изобретательства смогут использовать текст лекции при подготовке к занятиям в общественных школах изобретательского творчества.

В программу Азербайджанского общественного института изобретательского творчества включен факультативный курс истории изобретательства. Время, отведенное на изучение истории изобретательства, невелико - 15 учебных часов; за такое время невозможно прочитать систематический курс. К тому же, история изобретательства как наука еще не оформилась: есть много работ по истории техники, есть работы по внешней /описательной/ истории изобретений, но нет ни одного труда, показывающего, как на протяжении истории человечества менялась организация творческого процесса, как появлялись новые методы и приемы, как развивалось творческое мышление изобретателей, в этом смысле историю изобретательства еще предстоит создавать.

15-часовой курс был построен как введение в историю изобретательства и состоял из обзорных лекций по целым историческим периодам /изобретательство в древнем мире, в средние века и т.д./ и лекций об отдельных изобретениях /самолет, радиолокация/ и отдельных изобретениях /Эдисон, Пикар/. Такое построение курса позволяет сочетать как бы три плана - общий, средний и крупный. Это делает курс более ярким, позволяет слушателям лучше ощутить живое дыхание истории.

Одна из лекций посвящена Огюсту Пикару, изобретателю стратостата и батискафа. Человечество обязано Пикару двумя великими изобретениями, одно из которых было прелюдией к космонавтике, а другое открыло путь к освоению мирового океана. Оба изобретения принадлежат только Пикару - не такой уж частый случай в истории изобретательства, где чаще приходится встречаться, с "кооперацией современников" /Маркс/. Огюст Пикар чрезвычайно яркая личность. Как изобретатель он в высшей степени "методичен": многие его изобретения можно считать хрестоматийным примером использования тех или иных приемов. Среди этих приемов есть и такие, которые представляют практический интерес и для современного исследователя методики изобретательства.

Приведенный ниже текст лекции о Пикаре предназначен для преподавателей методики изобретательства. Думается, есть смысл даже при 20-часовом семинаре отвести хотя бы час, чтобы дать этот фрагмент истории изобретательства. В учебной программе школы на историю изобретательства отведено 5 часов. Это тоже будут фрагменты, но они обратят внимание слушателей на историческую глубину методики изобретательства. Текст лекции не предназначен для механического воспроизведения. О великих изобретателях, как и о великих композиторах и художниках, надо рассказывать не по бумаге, а "от себя": рассказ должен нести заряд личных размышлений, впечатлений, соображений. Текст лекции поможет преподавателю заинтересоваться Пикаром, сориентироваться в имеющейся литературе, обратить внимание на некоторые интересные стороны в творчестве Пикара.

ОГЮСТ ПИКАР. ТВОРЧЕСКИЙ СТИЛЬ

1.

Расширение ойкумены, пределов обитаемого мира, всегда становилось возможным благодаря совершенствованию технических средств и сопровождалось им, даже простая смена территории требовала от древних племен коренных изменений в такой важной стороне их технического оснащения, как одежда. В наше время, когда в ойкумену включается космическое пространство и дно океана, эта зависимость от технических средств стала сама собой разумеющейся.

До сих пор размеры ойкумены наиболее точно характеризовала площадь охваченных ею пространств. С переходом человечества от освоения поверхности к завоеванию объема значение этого показателя снижается. На смену ему приходят другие и один из них - предельные значения давления и температуры завоеванных и освоенных человеком областей. Отложенные на графике и соотнесенные со временем эти значения наглядно демонстрируют зависимость успехов человечества в борьбе за новые пространства от усовершенствования технических средств.

На приведенном графике по оси абсцисс отложено давление в атмосферах, по оси ординат - температура в градусах /цена деления на верхнем и нижнем отрезках оси абсцисс неодинакова/. Кривыми I, II и III очерчены области, представляющие различные этапы расширения ойкумены за счет пространства с отличным от нормального давлением. Значение оси температур возрастет с продвижением вглубь земли, где высокая температура, и в космос, где можно встретить весь спектр возможных температур. Вероятно, со временем, станут актуальны другие показатели, характеризующие направление и предел достижений человека в деле превращения бесконечного мира с бесконечным разнообразием свойств в ойкумену, например, показатель предельного уровня радиоактивности достигнутых участков космоса, предельной силы тяготения и т.д. Свободные области графика РТ примерно соответствуют условиям в глубинах Земли, на Меркурии и Нептуне.

Область, ограниченная кривой I, - естественная сфера распространения человечества, кривой II - границы ойкумены в 20-30 гг. XX века, достигнутые благодаря самолету, аэростату, подводным лодкам, гидростатам и батисфере.

Историю цивилизации можно рассматривать и как историю расширения освоенной площади на графике РТ. Развитие техники направлено с одной стороны на более полное освоение уже достигнутых областей и с другой - на расширение их границ. Каждое расширение границ - огромная победа разума.

Кривой III на графике РТ отмечены границы достигнутые в 30-40 гг. Такое резкое расширение границ стало возможным благодаря двум аппаратам - стратостату и батискафу, - созданным Огюстом Пикаром. Их изобретение позволило раздвинуть границы ойкумены так широко, как они не раздвигались со времен великих географических открытий. Недаром, когда сын О.Пикара

Жак Пикар в 1960 году на батискафе "Триест" достиг дна мирового океана, газеты писали, что совершено последнее великое географическое открытие. Однако, последнее географическое открытие еще впереди - им будет достижение центра Земли.

Важность изобретений стратостата и батискафа смогут полностью оценить только будущие поколения. Но уже сейчас основа стратостата - герметичная кабина - стала неотделимой частью высотной авиации и космической техники, а батискаф остается основой глубоководной техники, все значение которой проявится через 50-100 лет.

2.

Знаменитый швейцарский ученый, профессор Огюст Пикар /1884-1962/ - физик, инженер-механик, прославился и вошел в историю прежде всего как изобретатель, создатель стратостата и батискафа. Он же первый поставил на них рекорды высоты подъема /1931 год, 15780 м/ и глубины погружения /1953 год, 3150 м/. В детстве Пикар увлекался романами Жюля Верна и, когда стал молодым профессором, дух поиска, которым он заразился у великого фантаста, не позволил ему успокоиться и толкал на дела поистине экстравагантные для университетского профессора. Пикар стал пилотом аэростата и принимал участие в спортивных состязаниях. В своей жизни он занимался множеством разнообразных дел: разрабатывал теорию получения искусственных алмазов и изучал уран, повторил на воздушном шаре опыт Майкльсона и тем самым представил важное доказательство теории Эйнштейна, спроектировал универсальный сейсмограф и серию прецизионных приборов, исследовал глетчеры и ледники Швейцарии и даже писал фантастические рассказы. Он был ученым своеобразного типа, похожим на знаменитого жюльверновского Паганеля. Один из его студентов описывал его так: "Представьте себе Пикара, когда он, заложив руки за спину и склонив голову, прохаживается взад и вперед, погруженный в глубокие раздумья, когда он вышагивает, стараясь удержать равновесие, по краю тротуара, - и вчерне, его портрет готов. Студенты с веселым изумлением созерцали эту поразительно длинную, поразительно худую, поразительно нескладную фигуру. Теперь вообразите еще и голову с огромным лбом, с маленьким подбородком, с густой вьющейся шевелюрой и тонкой шеей, выступающей из слишком широкого воротника…

Большая счетная линейка, торчащая из внутреннего кармана пиджака, - деталь, без которой его портрет не будет полным. Таков Пикар в состояния покоя. Совсем иное дело, когда весь этот комплекс приходит в движение. Подвижность его рук и ног просто поразительна!" /1,108/.

Прошло немало времени, было перепробовано немало дел прежде чем Пикар набрел на золотую жилу своей жизни, занялся делом, прославившим его, - созданием аппаратов, расширяющих пределы достижимого мира. Это произошло не сразу. Начавший с проектирования стратостата для своих научных исследований, Пикар нашел затем само изобретение и создание новых, небывалых аппаратов, прокладывающих пути "через моря, никем доселе небороздимые", более важной задачей - и посвятил ей свою жизнь.

Пикар - изобретатель обладал своеобразным почерком, его технические решения, как удачные, ставшие классическими, так и ошибочные, несут печать его индивидуальности. Создавая их, Пикар руководствовался некоторыми общими принципами, использовался - осознанно и неосознанно - одними и теми же способами и приемами.

3.

Работа 0. Пикара над созданием аппарата для подъема в верхние слои атмосферы - стратосферу завершилась в 1930 году созданием первого в мире стратостата, который испытывался самим автором.

Прототипом стратостата являлся аэростат - воздушный шар с открытой кабиной. Высота подъема аэростата была ограничена физическими возможностями пилотов - с ростом высоты воздух становился разреженным и падало давление. Немного выше лежал предел технических возможностей аэростата, обусловленный тем, что с высотой плотность воздуха уменьшалась, а объем оболочки оставался постоянным и подъемная сила падала. Путь наверх вступал в противоречие с физическими возможностями пилотов и техническими - аппарата.

Пикар, по аналогии с уже существовавшими к тому времени подводными аппаратами, предложил герметизировать гондолу, а заодно и кабины самолетов. В авиации его идея была воспринята как чистая фантазия, но это не помешало ему воплотить ее в стратостате.

Падение плотности атмосферы Пикар решает компенсировать переменным объемом оболочки. Оболочка частично заполнялась газом, который с ростом высоты увеличивался в объеме и расправлял ее. На расчетной высоте оболочка стратостата, на старте напоминавшая грушу, принимала форму шара.

Ко времени обращения О.Пикара к созданию глубоководного аппарата, основной прототип его батискафа - батисфера Биби и Бартона "Век прогресса" уже совершила погружение до 900 метров. Последний рекорд батисферы равнялся 1360 м. Батисфера представляла собой стальной шар с иллюминаторами, опускаемый под воду на тросе. В случае обрыва троса ей предстояло пролежать на дне до водворения в музей Истории Подводных Исследований. С ростом глубины опасность возрастала. Необходимость погружаться на большую глубину вступала в противоречие с надежностью. Трудно сказать, каков предел погружения на батисферах - из-за высокой опасности погружения на них предел этот так и не был нащупан. Смело можно утверждать, что абиссальные глубины батисферам были недоступны.

На горизонте маячило еще одно противоречие. Аппарат был не свободен. Все его перемещения сводились к спуску-подъему, медленному передвижению вслед за кораблем, да к судорожным рывкам вверх-вниз при качке на поверхности. Все маневры батисферы производились сверху и это сужало ее динамические возможности. При попытке приступить к серьезным и разнообразным исследованиям на батисфере противоречие немедленно обострилось бы. Естественное к аппарату для научных исследований требование - маневрировать в широких пределах - было неестественным для батисферы как технического объекта, вступало в противоречие с ее зависимостью от корабля. И хотя с батисферы было сделано много ценных наблюдений, противоречие это так и не позволило батисфере из машины для постановки рекордов превратиться в аппарат для глубоководных исследований.

Разрешивший эти противоречия батискаф Пикара функционально явился настоящей симметрией стратостата относительно плоскости раздела двух сред и при его проектировании. Пикар неоднократно обращался к своему излюбленному приему - аналогии /прямой и обратной/ - для использования в батискафе идей из ведущей для него отрасли техники - высотного воздухоплавания. Основная идея Пикара состояла в придании герметичной кабине подводного аппарата поплавка, наполненного легкой жидкостью /например, бензином/. Давление жидкости в поплавке должно быть уравнено с давлением забортной воды - это позволяет сделать поплавок тонкостенным. Регулирование плавучести осуществляется путем сброса балласта или выпуска части бензина. Таким образом, батисфера превращается в своеобразный подводный стратостат.

4.

Каждый раз, когда человек вступает в новую для него сферу, о которой ему ничего не известно или известно очень мало, будь то подводный мир или Венера, он опирается целиком на предшествующие технические достижения. Постепенно в новых сферах выявляются свои особенные возможности, которые можно использовать, и человечество более равномерно распределяет силу опоры между техническими достижениями и местными возможностями среды, которые после этого начинают называться ее "преимуществами".

Поскольку этот переход происходит неосознанно, он принимает вид естественного отбора, когда конструкции инженеров, идущих по неправильному пути, сходят со сцены, не выдерживая конкуренции с более эффективными машинами, использующими возможности среды. Изобретатели еще продолжали перебирать варианты "надежных" тросов для батисферы, когда батискаф, опирающийся на выталкивающую силу воды, сделал возможным безопасное погружение на любые глубины.

Даже современные инженеры обращаются к возможностям среды лишь после того, как потерпит поражение ставка на чистую технику /2, 176, 177/. Успех Пикара объясняется тем, что не зная об изложенном принципе, нигде его не формулируя, он, тем не менее, последовательно проводит его в жизнь. Почему? Что толкало его на правильный путь, когда толпы инженеров шли по неправильному?

Он был физик. Им владела настоящая страсть максимально использовать предоставляющиеся природные физические возможности.

Гондолу своего первого стратостата Пикар попытался обогревать солнечным теплом, воспользовавшись отсутствием в стратосфере облаков и интенсивностью солнечного света. Для этого он окрасил одну сторону гондолы в черный цвет, а другую оставил неокрашенной, блестящей. В полете предполагалось регулировать температуру поворотом гондолы вокруг оси / к несчастью, мотор для поворота вышел из строя и температура в гондоле колебалась от - 29 до + 40° С/.

Первый батискаф Пикар снабдил глубинными пушками, действовавшими на основе гидростатического давления, их ударная сила возрастала с глубиной.

Для определения количества морской воды в отсеках поплавка батискафа Пикар воспользовался ее электропроводностью. К длинному стержню прикреплялись два изолированных провода, оголенные на концах, к проводам подводился ток и стержень через маленькое отверстие опускался в нужный отсек поплавка. Когда конец стержня достигал уровня воды, загоралась маленькая лампочка.

Такова была особенность самого стиля мышления Пикара как изобретателя-физика. Об этом свидетельствуют многие события его изобретательской судьбы, об этом говорит он сам "/Физик был нужен, чтобы дать идею..." 1, 19/, но самой яркой иллюстрацией служат происшествия на борту первого в мире стратостата, на котором Пикар отправился в свой первый полет в стратосферу.

На высоте около полутора десятков километров из-за неосторожного движения разбился один из ртутных барометров и вылившаяся ртуть грозила разъесть алюминий из которого состояла гондола. Нужно было немедленно удалить ртуть, и Пикар сделал это не как-либо иначе, а именно использовав разницу давлений внутри и вне гондолы. Он присоединил один конец шланга к кранику, выходящему наружу, другой поднес к ртути, открыл краник и ртуть мгновенно высосалась за борт.

В мире физических превращений Пикар был у себя дома. У стратонавтов кончилась вода, и Пикар нашел способ добывать влагу из воздуха. "В алюминиевый стаканчик налили жидкий кислород и пока он испарился снаружи образовался толстый слой инея". /3, 49/.

Аппараты, машины и их элементы только тогда работают устойчиво и надежно, когда среда, в которой они действуют, является для них естественней средой. Каждый элемент и весь аппарат в целом должны быть подобраны и настроены под среду, не просто приспособлены к ней, а вживлены в нее. Зачастую среда, в которой техническому объекту предстоит работать, очень резко отличается по своим свойствам от привычной человеку среды; проектировщику требуется внимательно сориентироваться в ситуациях, могущих возникнуть в той среде в процессе работы проектируемой машины, представить себе воздействие среды на элементы и в целом на машину, соблюсти принцип "естественности среды". Неудовлетворяющие этому принципу аппараты быстро выходят из строя, даже если используют некоторые преимущества среды. Это особенно наглядно, когда происходит "скрытая смена среды", - инженеры не замечают, что в силу различных обстоятельств их аппараты попали в непривычную для них среду, и только аварии, снижение технических характеристик и сроков эксплуатации демонстрируют им это. Пример из авиации: "Серьезные затруднения, выявились в ходе второй мировой войны, когда специалисты ряда стран встретились с факторами, снижающими эффективное использование авиационной техники: фашистской Германии - при боевых действиях в зимних условиях; Великобритании - при боевых действиях в пустынях Северной Африки; США- при боевых действиях в тропиках южной части Тихоокеанского театра военных действий". /4, 5/. И только после того, как "жизнь показала, что самолет, имеющий достаточно хорошие летные и эксплуатационные характеристики в среднеевропейских природно-климатических условиях, далеко не всегда пригоден для применения в других климатических зонах" /4, 5/ начали принимать меры к тому, чтобы еще при проектировании учитывать условия климатических зон и их влияние на элементы летательных аппаратов.

Какие же требования предъявили Пикару его аппараты с этой точки зрения? Конечно, ему было легче, чем авиационным инженерам, увидеть, что аппаратам предстоит действовать в средах, свойства которых резко отличаются от привычных. У него не было проверенных решений, ошибка же могла дорого обойтись: батискаф был нетерпимее луномобиля, который американские космонавты ремонтировали прямо на Луне. Все это осложнялось еще одним важнейшим обстоятельством - аппаратам Пикара предстояло работать в переменных условиях.

И стратостат и батискаф имели сравнительно длительный цикл работы, во время которого на них действовал ряд изменяющихся в значительных пределах физических факторов, главными из которых были давление и температура внешней среды. Здесь сама специфика задачи требует от изобретателя привести элементы своих конструкций в соответствие с "принципом динамичности": "Характеристики объекта, должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы" /5, 21/.

Итак, создать аппараты для работы в необычной среде со свойствами, меняющимися в широких пределах, когда даже малейшая ошибка способна создать угрозу гибели, экипажа. Как это сделать? Совершенно сознательно Пикар применил старый изобретательский прием, служащий как для выявления задач, так и для проверки идей /б, 12; 3-8б и 3 - 8в/. Он мысленно прослеживал весь цикл работы своих аппаратов, стараясь определить все возможные трудности. В его устах это звучало так: "Стремления ученого должны быть направлены к тому, чтобы использовать свои знания, предвидеть опасность, глубоко изучить все подробности и уметь применить дар математического анализа всюду, где это возможно. Если ученый убежден, что он сумел устранить заранее возможные опасности, что он ни о чем не забыл - только тогда он может доводить до конца свой труд" /3, 30/.

5.

При проектировании Пикар скрупулезно прослеживал влияние давления и температуры внешней среды на элементы своих аппаратов от старта до финиша. Так появились на свет многочисленные приспособления на стратостате и батискафе, укрепившие их безопасность и прославившие предусмотрительность их создателя. На стратостате это - двойные стекла против возможной разгерметизации и возникновения инея от разности температур, клапаны для выпуска излишков газа на заданной высоте и многие другие. При проектировании батискафа эта сторона творческого стиля Пикара развернулась по всей полноте. Все идеи и конструкции, воплощенные в батискафе, прошли тщательную мысленную проверку на работоспособность в предполагаемых условиях глубинного погружения: система уравнения давления в поплавке и снаружи, способ освещения, компенсационный клапан и гайдроп, электромоторы и переборки. Умение Пикара учесть действие всех физических факторов, более того, воссоздать физическую картину взаимодействия технических объектов и переменных природных факторов принесло успех его батискафу. В отдельных случаях Пикар рассматривал влияние многих циклов работы, как это было при изобретении устройств для замера количества балласта.

Пикар в своих аппаратах "защищал" только то, что менять было нецелесообразно или невозможно, - человека и некоторые приборы; для прочих частей его аппаратов условия их работы были их нормальные условия. Этому требованию удовлетворяют электромоторы батискафа, стабилизирующие кили, прожекторы, система сброса балласта и управления маневренным клапаном и многие другие. Принцип "динамичности" воплощен во многих элементах конструкции стратостата и батискафа. Особенно хорошо заметно его влияние в таких технических решениях, как оболочка переменной емкости и система управления давлений в поплавке и снаружи, оригинальной конструкции чувствительный манометр и гофрированные переборки в поплавке /хотя идея гофрированных переборок принадлежала не профессору Пикару, он явился ее вдохновителем, придя к выводу, что плоские переборки не удовлетворяют изменяющимся условиям глубоководного погружения - т.е. принципу динамичности!/.

Профессия физика не только помогла ему сориентироваться в сложном комплексе изменяющихся условий глубоководного погружения, опыт "прослеживания" работы элементов своих аппаратов он также вынес из физической лаборатории. Студент, которого мы уже цитировали, свидетельствует: "Помимо мирового рекорда высоты, Пикару принадлежит другой поистине удивительный рекорд: не было еще случая, чтобы у него не удался какой-либо опыт… Но сколько он затрачивает усилий, чтобы прийти к такому результату! Пикар, готовящий опыты, - это тот самый Пикар, которого нам показали газеты: взгромоздившийся на плечи своего помощника и лично проверяющий каждую стропу, которыми его гондола крепится к баллону. Все тщательно подготовлено, все предусмотрено - все проверено" /1, 109/.

Успех был грандиозный. Элементы батискафа работали безупречно. Вместе с техническими решениями подводной техникой был принят на вооружение самый подход Пикара к проектированию глубоководных аппаратов, и вот уже появляются подробные справочники свойств подводной среды /9/ с тем, чтобы инженеры при проектировании подводной техники сознательно на них ориентировались.

Результаты творчества Пикара особенно хорошо заметны при сравнении батискафа и батисферы. Батисфера- это чужеродное тело в океане, она лучше приспособлена лежать на палубе, чем висеть под водой, где батискаф был в своей стихии.

6.

Излюбленный прием Пикара - аналогия. Большинство его изобретательских идей найдено с помощью аналогии - прямой и обратной. Идея герметизированной гондолы стратостата возникла по аналогии с герметичными подводными аппаратами, с помощью аналогии же был найден шлюзовой принцип сброса балласта, уплотнение клапанной веревки - аналогия с барометром. Батискаф явился почти полной подводной аналогией стратостата; гондола, легкий поплавок, балласт, маневровый клапан, гайдроп - все это было и в стратостате. С появлением стратостата высотное воздухоплавание стало для глубоководной техники ведущей отраслью в смысле использования закона Архимеда. В результате Пикару во многих случаях оказалось достаточным прямо перенести некоторые идеи со стратостата на батискаф, несколько изменив их применительно к глубоководным условиям. Центральные идеи для своего аппарата средних глубин /мезоскафа/ Пикар перенес из вертолетостроения. Он предлагал сделать гондолу аппарата немного легче воды и потому постоянно стремящейся всплыть и удерживать ее на глубине с помощью большого вертикального винта, а вращающий момент этого винта уравновешивать двумя небольшими горизонтальными, винтами, вращающимися в противоположные стороны. Пикар часто и охотно прибегал к переносу, считал использование идей из других отраслей техники правильным и даже отказывался от собственных оригинальных идей, если техническое решение аналогичной проблемы в другой отрасли казалось ему более эффективным. Так было, например, с маневровым клапаном, предназначенным для регулирования выпуска бензина из маневровой цистерны. Этому клапану предстояло работать в сложных изменяющихся условиях: снизу на него передавалась приложенная к бензину выталкивающая сила воды; постепенно, по мере выпуска бензина и замены его забортной водой, эта сила падала. Для компенсации изменения выталкивающей силы Пикар придумал стержень, подвешенный к клапану снизу и по длине равный высоте маневровой цистерны, а по удельному весу - весу морской воды. Таким образом, разница между весом стержня и выталкивающей силой оставалась постоянной независимо от уровня воды в маневровой цистерне. Эту конструкцию клапана Пикар применил на батискафе "Триест". Однако эксплуатация выявила ее крупный недостаток: как только клапан приподнимается, потенциальная подъемная сила бензина переходит в кинетическую энергию при вытекании - бензин уже не давит на клапан с прежней силой, а стержень продолжает тянуть его вниз. В результате клапан не поднимался на расчетную высоту. И хотя конструкция работала вполне удовлетворительно, Пикар нашел лучшее решение, обратившись к отрасли, в которой проблема клапанов являлась традиционной и которая к тому времени, за более чем двухсотлетнюю историю, далеко продвинулась в ее решении. "Оно /решение/ было очень простым и основано на принципе компенсационного клапана паровой машины, о которой нам читал лекции профессор Стодола, когда я был студентом в Цюрихе. Я уверен, что вспомнил бы об этом и раньше, если бы не находился под гипнозом своего компенсационного стержня" /3, 247/. Следует отметить, что Пикар вспомнил принцип компенсационного клапана паровой машины, а не сознательно обратился к ведущей в этом вопросе отрасли техники.

Особое пристрастие Пикар питал к обратной аналогии - приему известному также под именами инверсии и принципа "наоборот" /5, 18/. Наглядным примером применения этого принципа в батискафе являются внутренние стабилизирующие кили вместо наружных, расположение винтов над палубой вместо привычного под палубой. Пикару принадлежит, идея сделать корпус мезоскафа полностью прозрачным из плексигласа. Принцип "наоборот" просматривается в одном из самых замечательных технических решений Пикара обеспечивающем безопасность погружений и ныне ставшем традиционным для глубоководных аппаратов. Для батискафа надо было придумать исключительно надежную систему сброса балласта и управления маневровым клапаном. Ведь если автоматика откажет и не удастся сбросить балласт или вытечет весь бензин из маневровой цистерны - батискаф не сможет всплыть. Не чтобы увеличить надежность пришлось бы увеличить сложность, например, ввести дублирующие системы и т.п. По таблице устранения технических противоречий АРИЗ-71 рекомендуется использование принципа "наоборот". И Пикар применил именно его. Он построил простую систему средней надежности, она много раз выходила из строя, но это не представляло никакой опасности для пассажиров батискафа. Бункеры с балластом и маневровый клапан удерживаются электромагнитами. В случае любой аварии и разрыва тока в цепи балласт падает, клапан закрывается - батискаф немедленно всплывает! Исправная система еще может позволить батискафу погружаться, неисправная - никак!

7.

Одна из принципиальных особенностей творческого метода Пикара частично описывается третьим пунктом "Принципа местного качества": "Каждая часть объекта должна находится в условиях, наиболее соответствующих ее работе" /5,7/. Элементы своих аппаратов Пикар старался трезво и сознательно рассматривать в тех условиях, в которых им предстояло действовать, не давая закрыть себе глаза существующими традициями их исполнения. В результате: "Специалисты того времени находили, мои предложения неосуществимыми. То, что для нас теперь элементарно, тогда казалось утопией" /3,36/. Но зато: "Наш подъем 18 августа 1932 года сломал лед: непроницаемая гондола приобрела в авиации права гражданства"/3, 55/.

Одновременно с созданием своего знаменитого батискафа "Триест" Пикар консультировал строительство французского батискафа ФНРС-3, создатели которого, французские инженеры, впрочем не очень прислуживались к его мнению. При сравнений этих двух батискафов видно, как Пикар находил оригинальные решения там, где по словам Жака Пикара "морские инженеры даже мыслить не могли в отрыве от привычных традиций" /7, 50/. Поплавок батискафа ФНСР-3 по форме напоминал маленькую подводную лодку, хотя в этом нет необходимости. Рассмотрев реальные требования к поплавку, Пикар принимает для своего "Триеста" цилиндрическую форму: с таким профилем он будет иметь, при прочих равных условиях, максимальную прочность и объем, минимальный расход материала и следовательно легкость, простоту и дешевизну в изготовлении.

Батискаф к месту погружения транспортировался на буксире корабля. При волнении на море батискаф сильно раскачивался. Раскачивался? Техническое решение в этом случае известно! И морские инженеры приделали к батискафу ФНРС-3 наружные кили. Возросли габариты поплавка, его сопротивление при спуске и подъеме, кроме того, в некоторых случаях киль сам является причиной качки, которую призван смягчать. Профессор Пикар поступил иначе, он понимал особенности своего корабля и сумел их использовать. Он поместил кили внутрь поплавка с бензином и энергия качки стала затрачиваться на их трение о бензин.

Инженеры - что может быть естественней! - поместили гребные винты ФНРС-З под палубой. Пикар, разумеется, поступил наоборот. Его винты, расположенные над палубой, были легко доступны для осмотра и ремонта когда батискаф находился на поверхности. Правда, они здесь не могли действовать, но ведь на поверхности батискаф передвигался на буксире.

Иногда, решая задачу, Пикар просматривал несколько вариантов возможного решения, например, при отборе приемлемого типа подводного электродвигателя когда отбросив первые два варианта он остановился на третьем. Согласно принятому варианту электродвигатель погружался в масляную ванну, давление в которой через гибкие перегородки уравнивалось с внешним давлением - оказывались ненужными толстые стенки, отпадала проблема уплотнения вала.

Для проблемы "каким же веществом с плотностью меньше воды надо наполнить поплавок?" Пикар провел систематический перебор вариантов, напоминающий морфологический анализ. Тип задачи благоприятствовал применению этого метода. Пикар последовательно просмотрел три категории веществ: газы, твердые тела и жидкости. Газы отпадали с самого начала. Объем газов сильно зависит от давления, на большой глубине вода сжимает их и их выталкивающая сила быстро падает. Твердые тела, обладали рядом преимуществ перед жидкостями - они не могли вытечь и были несжимаемы. Поэтому Пикар начал перебирать и оценивать различные виды твердых веществ по их пригодности, предъявленным условиям удовлетворяли только литий и парафин. Однако производство лития ограничено, а у парафина слишком велик удельный вес. Оставались жидкости, нужна была жидкость с удельным весом в определенных пределах, дешевая, не меняющая своих основных свойств в широком интервале давлений и температур. Неизвестно, сколько сортов жидкостей перебрал Пикар прежде чем окончательно остановился на бензине.

"При решении технологических проблем многие соображения часто противоречат одно другому" /7, 118/-писал Пикар; он относился к противоречиям сознательно и часто старался уяснить их в качестве первого шага решения задачи. Так решалась проблема оболочки стратостата, сброса балласта и управления клапаном и т, д. Вот формулировка противоречия при решении проблемы сброса балласта: "Как быть при сбрасывании балласта из непроницаемой кабины?". Решение было найдено с помощью аналогии. "Однажды /в детстве/ меня повели в зверинец. В одной из клеток находился лев и укротитель. Каким образом укротитель мог выйти из клетки, не выпустив за собой зверя? Примененный способ был откровением для маленького мальчика. Укротитель вышел в маленькую смежную клетку и сразу запер за собой дверь. Только после, этого он открыл следующую дверь и вышел наружу... Я вспомнил эту сцену через сорок лет... В нашем случае шлюзование происходило следующим образом. В некое вместилище, снабженное двумя пробковыми кранами, с помощью воронки, через верхний кран выпускался балласт, состоящий из свинцовой дроби. Потом, закрыв верхний кран, открывали нижний, и балласт вываливался наружу"/3, 39-40/.

Проблему управления маневренным клапаном стратостата из непроницаемой гондолы Пикар разрешил, пропустив клапанную веревку через U-образную трубку, заполненную ртутью. Ртуть своим весом компенсировала разницу давлений и являлась жидким уплотнителем, одновременно не препятствуя прохождению клапанной веревки. Это остроумное решение, найденное по аналогии с барометром, или, иначе, в котором использован эффект барометра, весьма характерно для Пикара.

8.

Но оба, с таким трудом добытых и так хорошо поработавших в стратостате решения, были ущербны и из-за этого прожили недолго. Одним из объективных направлений развития техники является переход от непосредственного управления аппаратами и процессами к управлению через механизмы и приборы. Попытка Пикара уклониться с этого пути несмотря на его изобретательность была обречена на провал.

Ошибку Пикар допустил в самом начале, при формулировке технического противоречия. Вслушаемся еще раз: "Как быть при сбрасывании балласта из непроницаемой кабины". Что и говорить - сформулирована экзотическая цель и найдено экзотическое решение. Эта фраза написана через 30 лет после самого процесса решения задачи, но, судя по его результатам, не слишком искажает его обстоятельства. Почему надо сбрасывать балласт обязательно из кабины? Да, балласт должен быть сброшен, да, кабина должна остаться непроницаемой, но ведь объектом, для которого сброс балласта необходим, является весь стратостат, а не только его кабина. Красивое решение проблемы спроса балласта для стратостата нашел брат профессора Жан Пикар, он предложил подвешивать мешки с песком снаружи гондолы; в каждый вкладывается электрический взрывопатрон, импульс подается пилотом по проводам изнутри гондолы, мешок лопается и песок мгновенно высыпается. Управление балластом значительно облегчено, балласт можно быстро сбросить в случае опасности. Идея оказалась жизнеспособной, была реализована на стратостатах, а в последствие также и на батискафах /американский батискаф - автомат "Аида" /8, 254/.

Для своих батискафов Пикару пришлось решать эти же проблемы заново. В самом деле, непосредственное управление системами батискафа при огромном перепаде давлений снаружи и внутри его гондолы немыслимо.

Пикар легко мог бы исправить свою ошибку, если бы применил оператор РВС или прием, рекомендуемый в АРИЗ-71 шагом 1-5: "Внести в требуемые количественные показатели "Поправку на время"/6, 6/, т.е. усилить, ужесточить количественные показатели работы технического объекта. В данном случае это - перепад давлений. При весьма небольшом его росте оба решения немедленно падают под натиском жестких технических противоречий.

То, что Пикар не сделал добровольно, заставила его сделать природа, увеличив перепад давлений в его следующем аппарате с одной атмосферы, до тысячи. Природа сыграла роль естественного! "оператора РВС", задав изобретателю задачу: "мысленно меняем давление среды от заданной величины до бесконечности. Как теперь решается задача?". И Пикару пришлось изменить формулировку технического противоречия, формулировку цели решения, которая теперь звучала так: "Балласт находится снаружи гондолы. Пилот должен иметь к нему доступ через стенки гондолы". После такой формулировки остается только перебрать известные способы управления сбросом балласта через стенки гондолы, что и сделал Пикар. Он сравнил и оценил два способа: механический и электрический, механический отпал из-за непреодолимых трудностей уплотнения, пропущенных через стенку гондолы движущихся частей. Электрический имел свои трудности и недостатки, но Пикар справился с ними, заложив основы электрической системы управления батискафами.

9.

Огюст Пикар оставил нам не только стратостат и батискаф, но и свидетельство того, что и раньше изобретатели имели в своем арсенале различные способы решения творческих задач. Успех таких изобретателей, как Пикар в значительной мере определялся применением этих способов и приемов и - что самое важное - многие из них применялись вполне сознательно.

Идеи Пикара, его технические решения подхвачены и развиты инженерами, нам же предстоит освоить орудия его таланта - способы, приемы - и использовать их для решения других, новых технических задач.

Литература

1. Лятиль П., Ривуар Ж., С небес в пучины моря, Пер, с фран. Гидрометеиздат, 1967.

В книге описана жизнь и деятельность О.Пикара, приведены выдержки из его статей, напечатан его научно-фантастический рассказ, дан перечень работ.

2. Муслин Е., Машины XX века, "Машиностроение", 1971.

3. Пикар О., На глубину морей в батискафе. Пер. с англ, ИЛ, 1963.

О. Пикар о своем творчестве. Книга показывает, каким он видел себя, свои изобретения, как относился к окружающему миру. Рассказано о путях возникновения его идей, изложены многие технические подробности.

4. Шпилев К.М., Круглов А.Р., Самолет и природно-климатические условия. Воениздат, 1972.

5. Основные приемы устранения технических противоречий при решении изобретательских задач, "Гянджлик", Баку, 1971.

6. Алгоритм решения изобретательских задач АРИ3-71, Баку, 1971. "Гянджлик".

7. Пикар Ж., Литц Р., Глубина семь миль. Пер. с англ, ИЛ, 1963.

Сын О.Пикара и его друг рассказывают об обстоятельствах строительства батискафа "Триест", о погружениях на нем, делятся мыслями о перспективах подводных исследований. Приведены технические подробности, книга хорошо иллюстрирована.

8. Диомидов М.Н., Дмитриев А.Н., Покорение глубин, "Судостроение", 1969.

Подробный обзор истории и современного состояния технических средств по освоению мирового океана. Прогнозы будущего развития океанавтики.

9. Освоение глубин океана. Сборник материалов. Пер. с англ., Воениздат, 1971.

Даны сведения о физике и химии океана, о современной глубоководной технике, принципах ее проектирования и проблемах дальнейшего развития.