反着想的奇效

2022-04-14 23:11兰从古
少儿科技 2022年4期
关键词:转轴破冰船定子

兰从古

巧手爱发明 在发明的过程中,对一些用常规思路难以解决的问题,反向寻求解决方法,这种动脑过程叫逆向思维。下面几个实例,可以让大家理解怎么灵活运用逆向思维。

★属性逆向

波轮洗衣机脱水缸的转轴是软的,被手轻轻一拨就东倒西歪,在高速旋转时却非常稳,能产生良好的脱水效果。

当初在设计时,为解决脱水缸颤抖等问题,设计者想了许多办法:先加粗转轴,无效;后加硬转轴,仍无效。最后,他们干脆弃硬就软,用软轴代替硬轴,成功解决了颤抖等问题。

点评:转轴由硬变软,是对部件材料属性的反向选择,很好地解决了技术难题。

★方位逆向过去的破冰船靠自身重量压碎冰块,因此其头部必须用高硬度材料制作,船体笨重且转向不便,最怕水流侧向而来。

针对这种弊端,科学家对破冰船进行改进,让船能潜到水下依靠浮力向上破冰。新的破冰船非常灵巧,节约了大量材料,安全性也明显变好。它遇到坚厚的冰层,能像海豚那样起伏前进,省力省时,破冰效果非常棒。

点评:由向下压冰变为向上顶冰,作业方位调换,带来造船简化和破冰奇效。

★动态逆向

1994年,我国T程师苏卫星发明两向旋转发电机,获中国高新科技杯金奖,并受到联合国相关组织关注。

发电机由定子和转子等部件构成,发电时,定子通常不动,转子动。而两向旋转发电机发电时,定子和转子同时相向运转,相当于大幅提高转速,发电量相当于4台普通发电机的发电量。

点评:定子由静止到运转,运动状态发生变化,极大地提高了发电机发电效率。

★狀态逆向

灯泡曾经有一个致命伤——在使用时,钨丝发热,会与空气中的氧气发生化学反应并生成氧化钨,而氧化钨比钨易汽化,这会导致钨丝很快熔断。要解决这个问题,人们通常是设法让灯泡内部成为真空,隔断氧气与钨丝接触。

有人的思路却与此相反。他将氢气、氮气、二氧化碳等常见气体分别充人灯泡,观察它们在高温下是否容易与钨丝发生化学反应。在发现氮气不易和钨丝发生化学反应后,他便指出将氮气充人灯泡可以有效延长灯泡的寿命。后来,科学家发现氖气、氩气等惰性气体也不易与钨丝发生化学反应,也可以被充人灯泡。

点评:让灯泡由空到不空,以状态的逆向改变达到保护钨丝的目的。

★因果逆向

1820年,丹麦物理学家奥斯特发现“电生磁”现象。英国物理学家法拉第很感兴趣,根据当时盛传的辩证思想,想到:既然电能生磁,那么磁应该也能生电。他从1821年开始实验,屡败屡战……10年后,他在一个新设计的实验中把磁铁穿过闭合线路,结果测试电流的仪表指针发生微弱摆动——电流产生了1

1831年,法拉第用实验揭示电磁感应定律。第二年,发电机被发明,人类生活从此产生了深刻变革。

点评:电生磁,磁生电,因果关系颠倒,带来了新发明。

★原理逆向

起初的除尘器是吹风式的,使用时吹得房间内尘土飞扬。对此,英国工程师布斯想:让它吸尘行不行呢?他立即着手实验,将灰尘洒到地毯上,然后用纱布捂住嘴,趴在地上使劲吸气,结果灰尘被吸到纱布上了。

后来,布斯经过反复实验,终于发明真空吸尘器。它工作时不会污染环境,很快被投入市场。

点评:改吹为吸,设计原理逆转,使用效果得到了改善。

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