Пример решения задачи подводное крыло

При движении судна на подводных крыльях, на крыле, вследствие кавитации, образуется эрозия (разъедание материала) и крыло теряет свою эффективность. Как быть?

• 1. Поверхностное противоречие: поток воды портит подводное крыло, и его приходится ремонтировать. Нежелательный эффект — анти, А (портит крыло). Требование, А — крыло не изнашивается.
• 2. Углубленное противоречие: поток воды с помощью подводного крыла поддерживает судно, но создает кавитацию и портит подводное крыло. Б — анти А. Требование Б — поддерживает судно. Требование анти, А — портит крыло.
• 3. Идеальный конечный результат: поток воды с помощью подводного крыла поддерживает судно (Б) и не изнашивает (А) подводное крыло.
• 4. Обостренное противоречие (ОП).
• 4.1 ОП1: Крыло должно соприкасаться (свойство С) с потоком воды, для поддержания судна (Б), и не должно соприкасаться (свойство анти С) с потоком воды, чтобы не портить крыло (А).
• 4.2 Краткая формулировка (ОП2).

ОП 2: Контакт между крылом и потоком воды должен быть и не должен быть.

• 5. Решение задачи (РЗ).
• 5.1 Разделение противоречивых свойств во времени. Не разрешается.
• 5.2 Разделение противоречивых свойств (ОП) в пространстве. Не разрешается.
• 5.3 Разделение противоречивых свойств в структуре. Контакт должен осуществляться через посредник или не осуществляться совсем.

Ответ1: для предупреждения кавитационной эрозии гидродинамических профилей, например, подводных крыльев, защитный слой создают непрерывным намораживанием на поверхности корки льда. По мере ее разрушения от кавитации, толщину защитного слоя поддерживается в установленных пределах, исключающих оголение поверхности и ее эрозию под действием кавитации.

Ответ 2: крыло можно нагревать. Вокруг него будет образовываться паровой пузырь, что позволит предохранить крыло от эрозии и уменьшить сопротивление движению крылу в воде.

Ответ 3: можно использовать воду, как преимущество. В крыле необходимо сделать сквозные вертикальные каналы и за счет разности давлений на верхней Р1 и нижней Р2 поверхностях крыла вода поднимается по каналам и обтекает крыло «смывая» кавитационные пузыри.

Ответ 4: можно на поверхности крыла сделать лунки. Поток воды будет закручиваться в них, и образуемый слой воды не будет допускать кавитационные пузыри к поверхности крыла.

Ответ 5: можно изменить форму крыла, так чтобы кавитационные пузыри образовывались только на задней кромке крыла и потоком воды выносились за его пределы. Таким образом, всхлапывание пузырей будет происходить не на крыле.

Ответ 6: можно изменить форму крыла, так чтобы оно само создавало воздушную каверну. Это осуществляется за счет создания суперкавитации. Передняя часть крыла делается тупой. Возникает удар, который разбивает поток воды, и он как бы обходит крыло.

Ответ 7: такое решение применяется в торпедах. Они делаются «тупорылыми» или к ним на нос приделывается специальная «тарелка», которая создает суперкавитацию и вода как бы расступается.