Инженер начинается в школе

Звездные часы&quot

Если взглянуть на проблему становления человечества исторически, то можно утверждать: человек начался с изоб­ретательства. Изобретательство — самое древнейшее заня­тие человечества, потому что само человечество только через последовательную цепь изобретений и вышло постепенно из состояния дикости. Все началось с простейших орудий труда: камня, палки, скребка... Даже слово «изобрести» под­сказывает нам, откуда мы черпаем в себе силы быть людьми: мы обретаем себя изнутри, из усилий нашего разума мы становимся самими собою, только выходя из пределов того, что нам отпущено природой. Маркс по этому поводу говорил: «Природа не строит машин, паровозов, железных дорог...

Все это — созданные человеческой рукой органы челове­ческого мозга, овеществленная сила знания».

На протяжении всего своего существования человек стремился понять окружающую его природу, постичь ее законы и поставить их на службу человечеству. Овеществив свое познание, он создал «вторую природу», а вместе с нею он создал через изобретения и открытия самого себя. И кем бы ты ни был по профессии, будь хоть немножко инженером— умелым, организующим, изобретательным человеком. По­тому что ты, как и все твои собратья по разуму, живешь в гуще Второй природы, пользуешься ею, созидаешь ее. Даже став музыкантом, не отворачивайся от техники, ибо, что бы ты ни держал в руках, чем бы ни загружал свои руки, — это все «овеществлено», «очеловечено» техникой.

Ну, а уж если ты зовешься юным техником, юным инже­нером — без изобретательства тебе не обойтись. Изобрета­тель — это не особая какая-то порода инженеров, не особая миссия, а попросту наивысшее, наиболее полное выражение сущности инженера, нормальное и высокое его творческое состояние.

Когда-нибудь в обозримом будущем это состояние станет обыденной нормой деятельности каждого человека. А чтобы хоть немного приблизить эту пору, изобретатель­ству надо учить, и главное, изобретательству надо упорно и толково учиться.

Есть немало хороших книг, посвященных различным проблемам изобретательства. Конечно, никакая книжка не может сама по себе научить изобретать, как ничьи рассказы о езде на велосипеде не могут нас существенно приблизить к умению на велосипеде ездить. Учиться изобретательству— это означает постоянно изобретать, искать, думать, делать и переделывать конструкции собственными руками. Мы хо­тели бы сегодня изложить лишь самые простые идеи изоб­ретательства и правила оформления изобретений — вернее, заявок на изобретения. Ведь если о изобретении не заявить, да еще при этом и не осуществить его,— какое же это изоб­ретение?

У изобретений, как и у людей, различные судьбы и раз­личные профессии. Одни изобретения используются только для определенного дела, предназначены для ограниченного круга целей. Такими изобретениями являются, например, батисфера или батискаф, используемые для погружения на большие океанские глубины. Другим изобретениям открыта широкая дорога в мир. К примеру, добывание огня трением существует уже много веков и в виде спичек и зажигалок распространено широко во всем мире даже и теперь.

Люди занимаются изобретательством не только ради собственного удовольствия, а еще и для того, чтобы решить те или иные насущные и конкретные задачи: увеличить ско­рость перемещения людей и грузов, улучшить связь, повы­сить производительность труда машины, цеха, завода, от­расли. Решение этих задач интересует не одного человека и даже не один народ, а все человечество, поэтому над ре­шением каждой такой задачи бьются ученые и инженеры различных стран. Нередко и ответ они находят почти одно­временно.

Так, закон сохранения материи самостоятельно был от­крыт нашим соотечественником М. Ломоносовым и францу­зом А. Лавуазье; газовые законы сформулировали одновре­менно англичанин Р. Бойль и француз Э. Мариотт. То же самое происходило и происходит в технике: первый универ­сальный тепловой двигатель построили — в России И. Пол­зунов (1765), в Англии Д. Уатт (1774); паровоз — отец и сын Черепановы в России и Стефенсон в Англии (рис. 74); электрическую лампочку А. Лодыгин в России (1872) и Т. Эдисон в США (1879); радиоприемник — А. Попов в Рос­сии (1895) и Г. Маркони в Англии (1897); квантовый опти-

Рис. 74. Паровозы: 1 — бр. Черепановых; 2 — Стефенсона.

Ческий генератор — в 1952—1954 гг. в СССР и США одновременно Басов и Прохоров и Ч. Таунс.

Одинаковые задачи часто приводят к похожим техниче­ским решениям, к созданию конструкций, даже внешне по­хожих друг на друга, не только среди взрослых инженеров, но и у юных техников, например спортивный автомобиль «карт» (рис. 26). Другим любопытным примером может слу­жить создание сигнализатора уровня шума для школ: как только ученики в классе начинают шуметь, прибор авто­матически включается и призывает их к тишине, не отвле­кая учителя.

Юные техники города Новомосковска сконструировали его с обычной лампой накаливания, в г. Туле выполнили с люминесцентной лампой, а в Англии— с магнитофоном, на

Ленте которого записан голос директора школы, успокаиваю­щий учеников.

В наше время научные и технические задачи значительно усложнились, решают их в большинстве своем уже не оди­ночки, а большие коллективы специалистов различного про­филя, вооруженные самой современной первоклассной тех­никой. В их распоряжении конструкторские бюро, исследо­вательские лаборатории, экспериментальные мастерские и целые предприятия, вычислительные машины и испытатель­ные полигоны. Но, хотя инженерный труд стал во многом коллективен, это отнюдь не значит, что путь в изобретатели одиночкам теперь заказан. Просто в наше время масштабную техническую задачу одиночке решить много труднее, чем коллективу, поэтому вероятность удачи при коллективном подходе к технической проблеме значительно выше, нежели у энтузиаста-одиночки.

Общее руководство делом изобретательства в СССР осу­ществляет Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР (Москва, М. Черкасский пер. 2/6).

Всю работу по развитию массового изобретательства Комитет проводит при участии Всесоюзного общества изоб­ретателей и рационализаторов (ВОИР), отделения которого есть почти на каждом предприятии и институте.

Комитету подчиняется Всесоюзный научно-исследова- тельский институт Государственной патентной экспертизы (ВНИИГПЭ), который принимает материалы заявок от изобретателей, оценивает предложенные ими технические решения, устанавливая наличие основных признаков изоб­ретения, и выдает изобретателям авторские свидетельства на сделанные ими изобретения. Институту ВНИИГПЭ в его работе помогают Центральный научно-исследовательский институт патентной информации и технико-экономических исследований (ЦНИИПИ), Всесоюзный институт научной и технической информации (ВИНИТИ) и масса журналов, в которых публикуется информация о новостях науки и тех­ники. Описания изобретений и открытий публикуется в «Бюллетене открытий, изобретений, промышленных образ­цов и товарных знаков», выходящем в свет каждые две не­дели, а сами изобретения официально регистрируются в «Го­сударственном реестре изобретений СССР». Общее число регистрируемых в стране изобретений достигает 25 тысяч в год. Специально в помощь изобретателям массовым тира­жом издается популярный журнал «Изобретатель и рацио­нализатор».

Права и обязанности всей многомиллионной армии изоб­ретателей нашей страны определяются государственным документом, который носит название: «Положение об откры­тиях, изобретениях и рационализаторских предложениях». Оно утверждено Правительством СССР 24 апреля 1959 г. В пункте первом этого Положения указано, что авторство на открытие, изобретение или рационализаторское предло­жение в нашей стране охраняется законом и удостоверяется выданными в установленном порядке: на открытия — дипло­мами на изобретения — авторскими свидетельствами или па­тентами, на рационализаторские предложения — удосто­верениями.

Открытием признается установление неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств и яв­лений материального мира. Например, группа советских ученых во главе с Б. Дерягиным открыла способность ал­маза отлагаться в виде нитевидных кристаллов (заявлено 27 декабря 1968 г. и зарегестрировано под № 73). Группой ученых по главе с В. Васильевым обнаружено свойство при­родных газов находиться под землей в твердом состоянии (заявлено 19 марта 1969 г. и зарегестрировано под № 75). Открытия делаются гораздо реже, нежели изобретения, потому что носят фундаментальный характер. Так, за годы Советской власти у нас в стране выдано немногим более ста дипломов на открытия, а свидетельств на изобретения вы­дается ежегодно по нескольку десятков тысяч.

Основные признаки изобретения. Всякое ли техническое решение может считаться изобретением? Ведь инженер по ходу своей работы чуть ли не каждодневно предлага­ет что-то новое, улучшая работу машины, прибора, цеха, завода.

Во втором пункте Положения ограничивается круг от­крытий, на которые выдаются дипломы. Дипломы не выда­ются на открытия географические и палеонтологические, на открытия месторождений полезных ископаемых и открытия в области общественных наук. Ведь при всей их значитель­ности географические открытия, например, носят не об­щий, а единичный характер. Открытие в этом случае стано­вится подобным «находке», а находки дипломами не отмечают.

Далее в третьем пункте Положения сказано со всей опре­деленностью, которую можно ожидать от официального документа: «Изобретением признается отличающееся сущест­венной новизной решение технической задачи в любой об­ласти народного хозяйства, культуры, здравоохранения или обороны страны, дающее положительный эффект». Таким образом, по закону в Советской стране изобретением призна­ется только то техническое предложение, которое приносит пользу. Авторские свидетельства не выдаются на бесполез­ные, неосуществимые, противозаконные (вредные для обще­ства) предложения.

К числу бесполезных относятся многие «вычурные» тех­нические предложения, например предложение «о снижении износа обуви путем более частого хождения босиком». Или «о создании олимпийского стадиона для игры в домино».

Среди неосуществимых предложений чаще всего встре­чаются такие, авторы которых недостаточно подкованы в физике, химии или других науках. За многими из таких предложений скрывается попытка обойти или обмануть какой-либо закон природы. Например, идея создания «пер­петуум-мобиле» — вечного двигателя,— выдвинутая еще древними греками, до сих пор тревожит некоторых не­задачливых изобретателей. В том или ином завуалированном виде эта идея встречается во многих проектах. Сюда же мо­жно отнести идею фаустовской «вечной молодости», идею бес­смертия и многое другое.

Правда, вопрос об осуществимости или неосуществимо­сти изобретения — один из самых сложных. Сколько р, аз на памяти человечества многие авторитеты, выдающиеся умы и скромные эксперты налагали запреты на предложенную кем-либо идею, утверждая, что она неосуществима или даже противоречит природе, а спустя некоторое время идея торже­ствовала. Предложение нередко кажется неосуществимым не только на современном этапе развития техники, но и в от­даленном будущем, однако история быстро посрамляет та­кие категоричные суждения. Так было с идеями самолета, радиоприемника, лазера, атомного реактора, полетов в космос и с частными техническими идеями: машинами без колес, электролитическим способом получения железа, мет­рополитеном, паровозом, телефоном и т. д.

О третьем виде нерегистрируемых предложений — про­тивозаконных предложениях — долго не приходится гово­рить. Представьте себе, что изобретен способ «легкого и бы­строго разбивания стекол в домах»,— кому он нужен? Раз­ве только хулигану?

Новые виды оружия считаются изобретениями, и на них выдаются авторские свидетельства (револьвер «системы На­ган», пистолет-пулемет «системы Шпагина», «трехлинейка Мосина» и др.).

Полезность и рентабельность изобретения. В нашей стра­не изобретением признается целесообразное, а потому и полезное, техническое предложение, которое не только сох­раняет труд и энергию, но и облегчает условия труда, уде­шевляет производство, увеличивает производительность, позволяет заменить дефицитные материалы более дешевыми и распространенными. При этом полезность и рентабельность определяются не с капиталистической точки зрения немед­ленного использования изобретения в хозяйстве и немедлен­ного получения прибылей, а с широкой точки зрения облег­чения условий труда и возможности использования изобре­тения в будущем, после создания необходимых для этого условий. Бывает иногда, что полезное изобретение влечет после внедрения временное уменьшение производительности и увеличение затрат, но оно, скажем, позволяет ликвидиро­вать нездоровые или опасные условия труда. Мы его счи­таем изобретением, оно полезно. Изобретения, делающие труд безопасным, улучшающие условия труда, охраняющие здоровье трудящихся, внедряются независимо от затрат и рентабельности.

Конкретность предложения. Техническое предложение, претендующее на то, чтобы стать изобретением, должно быть прежде всего конкретным. В известной песенке поется: «Хорошо бы, хорошо бы нам кита поймать большого». Ко­нечно, хорошо бы, но как? Ведь предложить идею нетрудно, гораздо труднее сделать идею технически осуществимой. Было бы замечательно, если бы все люди на Земле стали добрыми, хорошими, честными!.. Действительно, замеча­тельно, но как?

Гоголевский персонаж мечтал о том, чтобы вареники «сами окунались бы в сметану», а потом, обмакнутые в сме­тану, прямиком попадали бы в рот. Его мечта была весьма конкретной — он прямо-таки видел перед собой эти сочные, облитые сметаной, сладкие вареники. Но он ничего не изоб­рел, потому что и сам не знал, как добиться этого, он лишь пускал слюни.

Существенная новизна. Во многих книгах по истории техники и изобретательству рассказывается такая история.

В небольшом провинциальном городке жил один скром­ный портной. Он не знал русского языка, был неграмотен, но все свои вечера и ночи проводил за изысканиями в области математики. Обуревавшие его мысли и фантазии он заносил в замусоленную тетрадку, сочинив для письма собственные кривые, значки и символы.

Прошелестели над Россией «годы и ветры», прошла, отбу­шевала война, а портной все бредил своей математикой, все о чем-то мечтал, лихорадочно обдумывал, чего-то мучи­тельно доискивался. Спустя двенадцать лет портной нако­нец-то решился показать заветную тетрадочку учителю математики из местной гимназии. Чтобы разобраться в ка­ракулях портного, потребовался переводчик. Но то, что от­крылось после расшифровки странных портновских значков, поразило учителя: старик портной самостоятельно, незави­симым от Ньютона и Лейбница путем, пришел к открытию... дифференциального исчисления! Портного пригласили на заседание факультета математики Самарского университета. Декан факультета с почтением пожал ему руку и сказал:

— Вы сделали величайшее открытие, но увы...— Тут он помялся и закончил: — Двести лет назад его успел сде­лать и другой.

Возвращаясь домой, портной от жестокого потрясения умер на вокзальном перроне.

Еще один пример. В глухом степном селенье один мон­гол построил диковинную машину на двух колесах, употре­бив на ее постройку обрезки кожи, деревянные палочки и конский волос. Когда он прокатился на ней по селению, восторгам односельчан не было границ. Монгол отправился на машине в город, и тут, среди «каменных юрт», его хватил удар: по городским дорогам стремительно мчались стальные сверкающие собратья его деревянной скрипучей машины — велосипеды!..

Любое предложение, поступившее на экспертизу во ВНИИГПЭ, проходит проверку на патентную чистоту (то есть оно не должно быть заимствовано ни у кого в мире) и на новизну и лишь после этого может быть признано изобретением. Любая «формула изобретения» (ко­
торая, кстати всегда состо­ит из одной цельной, грам­матически законченной фразы) содержит в себе два обязательных слова: «отли­чающееся тем». Эти сло­ва при печати выделяют жирным шрифтом, а вслед за ними пишется то, что принципиально нового вне­сено в данную конструкцию (машину, прибор, устройст­во) изобретателем. Напри-

Рис. 75. Рулевое колесо. мер: «Рулевое колесо (рис.

75), отличающееся тем, что в целях удобства управления его обод сделан овальным». Или: «Фигурная шайба, содержащая контрящие элементы, Отличающаяся тем, что с целг^ю упрощения шайба выпол­нена в виде треугольника, вершины которого одновременно являются и контрящими элементами»[2] (рис. 75). Или: «Кар­манный электрический фонарь, отличающийся тем, что с целью уменьшения его габаритов и лучшего использования силы света лампа расположена цоколем наружу и размещена внутри рефлектора»[3]. Или: «Способ маркировки яиц, от­личающийся тем, что с целью ускорения операции птич­ница надевает на большой палец руки специальный на­пальчник со штемпелем, служащий для маркировки яиц сразу же при их сборе»[4].

При экспертизе на новизну учитываются ранее выдан­ные авторские свидетельства, советские, досоветские и ино­странные патенты, ранее поданные заявки, материалы, опу­бликованные в отечественной и зарубежной литературе, опубликованные отчеты научно-исследовательских и прое- ктно-конструкторских учреждений, а также сведения о при­менении изобретений.

В выдаче авторского свидетельства или патента будет отказано, если при проверке выяснится, что в любом из упомянутых выше материалов сущность предполагаемого
изобретения уже была раскрыта ранее. Поэтому-то подача заявки в Комитет еще не означает, что за ее автором будет признано первенство на изобретение. Это произойдет только в том случае, если предложение является действительно новым и полезным. Но установить новизну автор может и сам, если он до посылки заявки ознакомится с перечислен­ными материалами.

Большую помощь в этом всем изобретателям оказывает Всесоюзная патентно-техническая библиотека. Ее сотруд­ники отвечают на тысячи запросов изобретателей, рассыла­ют фотокопии имеющихся у нее описаний, выпускают сбор­ники, бюллетени, указатели, дают письменные консульта­ции. Кроме того, более чем в ста крупнейших публичных биб­лиотеках страны открыты патентные отделения, где также собираются копии описаний, поступающих из Комитета по делам изобретений.

Те из юных техников, кто научился наблюдать, умеет обобщать свои наблюдения и знания, кто по-настоящему занимается техническим творчеством, те рано или поздно начинают и изобретать. А изобретают юные техники не так уж и мало. Но на свои изобретения ребята обычно не оформ­ляют заявки — одни потому, что не понимают всей важно­сти и пользы своей работы, другие же потому, что не знают, как оформить заявку.

Существуют «Указания по составлению заявки на изоб­ретение» (ЭЗ—1—67), которые утверждены Комитетом по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР 28 июля 1966 г. и введены в действие с 1 января 1967 г. В Указаниях говорится о том, как должна быть оформлена заявка, какие требования предъявляются к заявлению, опи­санию и чертежам, в каких случаях у изобретателя могут быть затребованы модели и образцы, что нужно сделать, если требуется дополнить или исправить заявку.

Конечно, никакими «Указаниями» нельзя предусмот­реть всех случаев жизни,— изобретения бывают разные, и дать рецепты на составление к ним заявок невозможно. Но в каждой заявке должны присутствовать ответы на воп­росы, без которых нельзя будет оценить суть и новизну изо­бретения.

Описание изобретения следует открывать вводной ча­стью, в этом введении изобретатель отвечает на вопросы: «где?», «для чего?» и «как?».

Вопрос «где?» требует ответа: где конкретно (в машине, устройстве, конструкции и в целом в отрасли, в народном хозяйстве) предполагается использовать предлагаемое изоб­ретение. Далее следует ответ: для чего, для каких целей применяется изобретение (в этой машине, устройстве, кон­струкции, отрасли). Но чтобы уяснить, в чем же новизна изобретения, нужно перед ответом на вопрос «для чего?» дать описание того, какие устройства или машины уже ис­пользуются для тех же целей, отметить их недостатки.

В заключение дается ответ на вопрос: как работает пред­лагаемое изобретение? В чем отличие его от существующих устройств или машин?

Основной частью заявки является подробное описание изобретения. Пункт 30 «Положения об открытиях, изоб­ретениях...» гласит, в частности: «В описании и чертежах сущность предполагаемого изобретения должна быть изло­жена точно, ясно и полно, чтобы видна была его новизна и на основании представленных материалов можно было бы осуществить изобретение».

В обычной практике изобретательства встречаются два типичных случая: 1) в известной машине изобретателем усо­вершенствован один узел или устройство; 2) изобретена новая машина, но в ней есть ряд старых узлов или давно используемых устройств. И в том и в другом случае сле­дует подробно описать все узлы, с которыми взаимодейст­вует изобретенное устройство, точно их назвать, разъяс­нить принцип работы всей машины в целом.

Если изобретение носит конструктивный характер, к заявке следует приложить чертежи. По чертежам должно быть ясно, как, из каких материалов, в каком виде можно осуществить предлагаемое изобретение. Чертежи к заяв­кам следует выполнять на кальке или на ватмане тушью или темными чернилами. Рекомендуемый формат чертежа — 144 х 208 или 203 х 288 мм. Все позиции (цифровые отсылки) чертежа должны быть пояснены в описании.

Описание изобретения и чертежи следует представлять в Комитет в трех экземплярах, иначе заявка не будет при­нята. К описанию и чертежам прилагается заявление уста­новленной формы с просьбой выдать вам авторское свиде­тельство. Каждое описание заканчивается кратким изло­жением сути предмета изобретения (его называют «форму­лой изобретения»).

От того, насколько ясно, точно и полно составлены все эти документы, зависит, правильно ли поймет и оценит изобретение эксперт, который будет рассматривать заявку. Наглядное представление о том, как нужно заполнять этот основной документ и с какими данными следует предвари­тельно ознакомиться изобретателю, дают примеры, приве­денные в Указаниях. Рассмотрим один из них.