1. «Тепловий двигун». У 1982 році було видано авторське свідоцтво на винайдений спосіб перетворення теплової енергії в механічну. Камери 1 пристрою закріплені на безкінечній стрічці 2, яка встановлена на колесах 3. Після розкручування коліс від зовнішнього приводу за годинниковою стрілкою, їх подальше обертання здійснюється за рахунок теплової енергії рідини, в яку почергово занурюються на певну глибину камери з газом. Відбувається це внаслідок того, що об’єм камер, які виготовлені з еластичного матеріалу, після занурення в рідину, збільшується поступово (рідина підігрівається за рахунок енергії, що надходить від зовнішнього джерела, і тому її температура вища, ніж температура повітря). Ті камери, які знаходяться на лівому боці від осі обертання, матимуть більший об’єм у порівнянні з об’ємом камер, які знаходяться справа від цієї осі. Це зв’язано з часом їх перебу-вання в рідині: чим більше часу камера перебуває в рідині, тим вона більше отримує теплової енергії і тому більше розширюється. Виникаючий внаслідок дії на камери виштовхувальної сили обертаючий момент і приводить колеса в рух.

Спробуйте самостійно виявити існуючі в даному пристрої недоліки та запропонуйте способи їх усунення або ж запропонуйте пристрій власної конструкції, який би забезпечував реалізацію винайденого способу перетворення теплової енергії в механічну.

2. «Мембрана мікрофону». Мембрана мікрофону повинна відгукуватись на весь діапазон звукових частот. Проте вона, як і будь яке інше тіло, реагує на вузький діапазон частот, що значно знижує акустичні можливості мікрофону. Для перетворення акустичних коливань в електричний сигнал можна було б на вхід підсилювача або контролера одночасно увімкнути декілька мікрофонів, які б працювали на суміжних частотах (як це робиться з динаміками), проте це має деякі складнощі. Запропонуйте мікрофон з такою мембраною, яка б була чутлива до звукових коливань широкого діапазону.

3. “Освітлення автостради”. У темну пору доби автостради освітлюються електричними лампами, електроживлення яких здійснюється по прокладеним вздовж дороги провідниках. Очевидними недоліками таких систем освітлення є втрати енергії внаслідок значного опору ліній електропередач та великих витрат дроту. Учасниками 5-го турніру, зокрема командою Луганської області, було запропоновано автономний пристрій, який приводив в рух електрогенератор внаслідок безпосереднього наїзду транспортного засобу на певний механічний привод. Даний пристрій є працездатним, проте він, як «лежачі поліцейські» пригальмовує рух автомобілів. Запропонуйте технічне розв’язання даної задачі, яке б дозволяло уникнути вказаних недоліків.

4. «ГЕС». Проблема отримання енергії стає все більш актуальною. Відбирають її й від малих та великих річок. Для цього на річках або створюють греблі і воду примушують падати на лопатки турбін чи водяних коліс з великої висоти або ж воду заганяють у штучно створювані вузькі канали-труби, впоперек яких ставляться турбіни. Обидва варіанти побудови пристроїв для перетворення енергії рухомої води річки в інші види енергії створюють проблеми для судноплавства, затоплюють родючі землі, перешкоджають нересту риби тощо. Запропонуйте електростанцію, яка б працювала за рахунок енергії рухомої води річки і не створювала відомих людству проблем. Зрозуміло, що електростанція має функціонувати і під час льодоставу (коли поверхня ріки замерзає).

5. «Анемометр». Для вимірювання швидкості вітру використовують спеці альні пристрої – анемометри. До відомих пристроїв такого призначення відноситься рідинний анемометр, який складається з U-подібної трубки, шкали, рідини (як правило кольорової) та вловлювача вітрового потоку. Принцип його дії полягає у тому, що вітровий потік через вловлювач потрапляє до U-подібної трубки та діє на рідину. За різницею рівнів рідини і визначають швидкість вітру. Однак головним недоліком такого анемометра є низька точність вимірювань. Запропонуйте власну конструкцію анемометра, яка б була такою ж дешевою і простою у виготовленні, але була позбавлена даного недоліку.

6. «Датчик системи безпеки пасажирів». З метою підвищення безпеки па-сажирів під час зіткнення з перешкодами у салонах сучасних легкових автомобілів спрацьовують «подушки безпеки». Для їх активації здебільшого використовується електрична схема, у якій датчиком різкої зміни прискорення є конденсатор з рухомими пластинами. При різкій зміні прискорення транспортного засобу змінюється відстань між пластинами електричного конденсатора (для цього достатньо, щоб відносно його корпусу змінила положення одна пластина), його ємність змінюється, що приводить до змін параметрів відповідного електричного кола, що стає сигналом до активації «подушок безпеки». Така система є простою, проте вона не достатньо надійна, оскільки ємність конденсатора може різко змінитися з причин, що не залежать від прискоренням транспортного засобу (дія зовнішнього еле-ктромагнітного імпульсу, випадкове механічне пошкодження конденсатора тощо). Запропонуйте механізм активації «подушок безпеки» в потрібний момент, який би був позбавлений вказаних не-доліків.

7. «Годинник». Не зважаючи на те, що в останні десятиріччя з’явились нові типи годинників, серед яких є й відомі всім електронні, традиційні механічні, так звані «камінні» годинники, з довгими маятниками залишаються важливим предметом облаштування житлових та службових приміщень. Повільні коливання їх довгих маятників та металевий бій (а не поширена нині електронна мелодія!), що повідомляє про перебіг часу, діє на людину заспокійливо. Проте такі маятники мають один недолік – їх довжина залежить від температури. При видовженні «робочої» частини маятника хід годинника сповільнюється, при її вкороченні пришвидшується. Для коригування ходу існують відповідні механізми відновлення довжини «робочої» частини маятника. Як правило, таке регулювання здійснюється вручну і «на око». Запропонуйте конструкцію маятника, у якому б довжина його «робочої» частини залишалась постійною без втручання людини.

8. «Сувій». Продавці килимових доріжок, тканин та інших подібних товарів, що надходять у продаж сувоями та продаються погонними метрами, мають певні незручності. Після кожної продажі, їм доводиться записувати решту матеріалу, яка залишилася в сувої. Це робиться для того, щоб знати про те, скільки матеріалу залишилось. Запропонуйте пристрій або спосіб, який би дозволяв отримувати дані про залишок матеріалу у сувої будь-якої величини (не розмотуючи його).

9. «Роздільна смуга». Причиною багатьох автомобільних аварій з тяжкими наслідками є виїзд автомобілів на смугу зустрічного руху внаслідок неуважності водія чи свідомого порушення ним правил дорожнього руху. Щоб запобігти цьому на швидкісних автомагістралях влаштовують роздільну смугу між потоками машин, інколи навіть з парканом, проте цей запобіжний засіб незручно використовувати на малих автошляхах або всередині населених пунктів. Запропонуйте пристрій або спосіб, який дозволяв хоча б попереджати водія про те, що він виїхав на зустрічну смугу.

10. «Вимкнення праски». Досить часто причиною пожежі є залишена ввімкненою електрична праска. Запропонуйте пристрій, який би автоматично вимикав даний побутовий електроприлад, після припинення користування ним.

11. «Перекривання трубопроводу». Інколи трапляється необхідність перекрити трубопровід, по якому подається вода або газ в якесь приміщення, не заходячи до нього. Така необхідність виникає при аваріях, пожежах або для відключення від мережі водо- чи газопостачання користувачів, які не сплачують надані ним послуги. Вже існує спеціально призначений для цього пристрій «Спрут», який перекриває вхід в «квартирну» трубу підпружиненою пластинкою. До необхідного місця такий механічний клапан подається за допомогою тросу. Проте така механічна система є не досить надійною і складна в експлуатації. Запропонуйте пристрій, який би мав кращі технічні характеристики і був би простішим в експлуатації.

12. «Запуск двигуна». Двигун автомобіля, який простояв деякий час на морозі, запускається набагато легше, якщо його підігріти до температури, яка була б дещо вища 0С. Для їх підігріву використовують різноманітні нагрівальні прилади і, навіть, відкрите полум’я паяльної лампи. Запропонуйте автономний та економний пристрій, завдяки використанню якого була б розв’язана дана проблема.

13. «Орієнтація фотокамери». Електронні варіанти знімків, які зроблені сучасними цифровими фотоапаратами, несуть у собі інформацію про час та режими фотографування, камеру, якою зроблено знімок тощо. Проте, не зайвими були б і дані стосовно орієнтації камери (під якими кутами вона нахилена до вертикалі, яка б визначалась за виском, та перпендикулярної до неї лінії - горизонту). Раніше ставилась задача стосовно горизонтальної орієнтації кадрового вікна. Одним із її розв’язань була пропозиція підвішувати поблизу площини кадрового вікна невеличкий предмет у вигляді стрижня або стрілочки (своєрідний висок), який залишав би на плівці (у нашому випадку – матриці) тінь, по зображенню якої й можна було робити відповідний висновок. Проте зайві деталі на знімку завжди знижують його якість, особливо у художній фотографії. Запропонуйте розв’язання, яке б відповідало вимозі нинішньої задачі.

14. «Мовчазний лежачий поліцай». Для попередження водія про набли-ження його транспортного засобу до небезпечної ділянки дороги, наприклад, при в’їзді в населений пункт або при переїзді через перехрестя доріг на їх покритті стали розміщувати “лежачих поліцаїв”. Під час наїзду на них коліс транспортного засобу, вони випромінюють інтенсивні звукові хвилі, які попереджують як водія так і пішоходів про небезпеку. Все це досить гарно, проте мешканці розташованих поблизу таких ділянок доріг будинків, отримали додаткові незручності: вони також сприймають ці звуки. Запропонуйте, як можна уникнути вказаного недоліку. Запропонуйте пристрій, який би мав аналогічні функціональні можливості, але щоб він не порушував спокій тих людей, які не є в даний час учасниками руху.

15. «Зливні решітки». Жінкам, які носять туфлі на високих підборах, чимало неприємностей завдають решітки дощової каналізації, що розташовані на дорозі перед підземними переходами, перед входами у метро тощо. Попадаючи в отвори решітки, каблуки ламаються, обдираються тощо. Зменшення отворів решіток знижує їх пропускну здатність. Запропонуйте конструкцію зливних решіток, які б без зниження їх пропускної здатності, не приносили пішоходам вказаних вище неприємностей.

Примітка: Досвід минулих турнірів свідчить про те, що краще сприймались такі розв’язання задачі, які супроводжувались демонструванням діючих пристроїв.

Автори задач: Давиденко А. А., Давиденко П. А., Дмитренко М. А., Кремінсь-кий Б. Г., Шарий А. М.