Un ejemplo del uso de la herramienta triz para resolver un problema
Antecedentes de la aplicación: Las primeras alas de los aviones eran todas rectas. Originalmente era un ala rectangular, pero fue fácil de hacer. Sin embargo, debido a la punta ancha de su ala, generará resistencia al avión y afectará gravemente la velocidad de vuelo del mismo. Alas en flecha: rompiendo la "barrera del sonido" de un solo golpe. Aviones a reacción de Alemania, Gran Bretaña y Estados Unidos surgieron uno tras otro. Los aviones comenzaron a entrar en la era del jet y sus velocidades de vuelo aumentaron rápidamente, acercándose pronto a la velocidad del sonido. Aparece una "onda de choque" en el ala, lo que hace que cambie la presión del aire en la superficie del ala. Al mismo tiempo, la resistencia del avión aumentó repentinamente dramáticamente, volviéndose más de diez veces o incluso docenas de veces mayor que cuando volaba a baja velocidad. Ésta es la llamada "barrera del sonido". Para superar la "barrera del sonido", muchos países están desarrollando nuevos tipos de alas. Los alemanes descubrieron que hacer que las alas se movieran hacia atrás, como las de una golondrina, podía retrasar la generación de "ondas de choque" y aliviar la inestabilidad del avión cuando se acercaba a la velocidad del sonido. Sin embargo, un ala en flecha hacia atrás produce menos sustentación en las mismas condiciones que un ala recta que no está en flecha hacia atrás. Esto tiene un efecto adverso en el despegue, el aterrizaje y el crucero del avión, y hace perder mucho tiempo. combustible. ¿Es posible diseñar un ala que pueda adaptarse a varias velocidades de vuelo de la aeronave y que tenga las características tanto de velocidad como de velocidad? Este se convirtió en el mayor problema al que se enfrentaba la industria de la aviación en aquel momento.
Cuáles son los beneficios económicos y sociales: el nuevo diseño abandona el concepto de diseño tradicional de ala fija para que las alas puedan igualar la actitud de vuelo correspondiente a diferentes velocidades y tener una sustentación recta al volar a alta velocidad. , sus alas están barridas hacia atrás tanto como sea posible, con un ángulo de barrido de hasta 72,5 grados, volviéndose como un ala delta, por lo que puede atravesar fácilmente la "barrera del sonido". , reduciendo así efectivamente el área de barlovento (es decir, el área de la sección transversal del flujo de aire que actúa sobre la superficie de la aeronave), logrando el propósito de ahorrar energía y reducir el consumo, y aumentar la velocidad de vuelo, en última instancia, lo fundamental. Se logra el propósito de mejorar su efectividad en combate.
Descripción del problema: Según el análisis anterior, las contradicciones técnicas del sistema son:
Las alas fijas tradicionales no son adecuadas para vuelos de alta velocidad. Generan una resistencia muy grande al frenar. atraviesa la barrera del sonido y consume mucha energía. La energía aumenta en consecuencia y es fácil que el avión se desintegre en el aire.
El ala delta no es adecuada para vuelos a baja velocidad; La sustentación generada bajo las mismas condiciones de empuje durante el despegue, el aterrizaje y el crucero es pequeña, y el consumo de energía correspondiente aumenta correspondientemente.
En definitiva, la contradicción se concentra en la contradicción entre velocidad y consumo energético en movimiento.
Ideas de solución y pasos clave:
Utilizando la matriz de contradicciones técnicas en la teoría TRIZ, las características técnicas involucradas:
19# Consumo de energía de objetos en movimiento
p>
9# Velocidad
Consultando la matriz de resolución de conflictos técnicos, podemos obtener los siguientes cuatro principios innovadores:
8# Compensación de peso
15# Características dinámicas
35# Cambios en parámetros físicos o químicos
38# Oxidación acelerada
Añadir contrapesos obviamente no es adecuado para Este tipo de cazas requieren una carrocería ligera y una maniobrabilidad flexible. Además, una carrocería más pesada también empeora las características técnicas de velocidad.
Aunque un potente oxidante puede hacer que el combustible se queme más plenamente y obtenga un mayor empuje. Sin embargo, los aviones de combate utilizan queroseno de aviación especial alto en calorías, que se quema relativamente por completo en el motor turborreactor, por lo que el efecto de utilizar este principio innovador no es muy obvio.
Para:
15# Características dinámicas
35# Cambios en parámetros físicos o químicos
Considerando estos dos principios innovadores.. Por Al modificar el ala, se convierte en una parte móvil y la forma del ala se puede controlar de manera efectiva durante el vuelo, de modo que puede cambiar el "ángulo de barrido" dentro de un rango relativamente grande y obtener un ala recta a un ala delta. La ventaja es obtener diferentes condiciones de vuelo desde baja velocidad hasta alta velocidad, mostrando una gran adaptabilidad.
Cuando el avión de combate F111 vuela a baja velocidad (Figura 1), se encuentra en la etapa de despegue. Las alas están rectas, obteniendo mayor sustentación, buenas características a baja velocidad y evitando el desperdicio de energía. en rodajes de larga distancia, resolviendo así eficazmente la contradicción entre la velocidad y la energía de la aeronave a baja velocidad.