Контрольный перечень" позволяет раздробить объект исследования, что позволяет изучить объект во всех деталях. А что, если само исследование провести в виде контрольного перечня типовых вопросов? Такой мыслью задался Мэтчетт, создатель так называемого "фундаментального метода проектирования". Он составил несколько подобных перечней вопросов.

Один из перечней выглядит следующим образом:

"Каким образом каждую часть проекта можно

— упростить?

— объединить с другими?

— перенести?

— исключить?

— унифицировать?

— модифицировать?"

Этот универсальный "контрольный перечень" можно применить при изучении любого проекта.

Перечень отлично работает при "анализе функции". Вспомним — мы его уже использовали. Но мы можем анализировать объект не по "божественному наитию", а по определенным принципам. В частности, по контрольному принципу Мэтчетта.

1. Упростить.

а) Выполнить функцию частично.

Когда немецкие танки были уже под Москвой, для железных "ежей" не хватало металла, и их стали делать из дерева, окрашивая в черный цвет. Не было ни одного случая, чтобы немецкий танк пробовал на себе проверить подлинность противотанкового ежа.

Во время Первой мировой войны в воды Балтийского моря российские моряки сбрасывали плавающие перископы. Естественно, немцы не могли проверить, действительно ли под водой находятся подводные лодки, и потому перископы весьма успешно мешали судоходству.

Шасси на Ил-2 убиралось не до конца. Благодаря этому штурмовик мог приземлиться и при перебитой огнем с земли системе выпуска шасси.

б) Отделить функцию.

Во время Великой Отечественной войны один из солдат вызвался прикрыть отход своих товарищей. Когда его взвод перешел на запасные позиции, солдаты услышали последнюю, очень долгую, очередь из пулемета. Когда очередь смолкла, все решили, что оставшийся погиб.

Однако это оказалось не так. Зарядив последнюю ленту, боец прикрутил спусковой крючок проволокой и, пока немцы вжимались в землю, рванул в темноту.

Свою функцию — стрельбы — этот солдат "отделил" от себя и "оставил" с пулеметом, сам же покинул свою позицию, что спасло ему жизнь.

Примерно такой же принцип — отделения функции — применил Жиллетт, изобретатель одноразовых лезвий. Он был первым, кому пришло в голову отделить от традиционного бритвенного инструмента деталь с режущей кромкой.

По словам самого Жиллетта, эта идея осенила его во время бритья. Но если бы он составил несложную таблицу с двумя колонками "деталь" и "функция", то мог бы внести в процесс бритья еще более кардинальные изменения. Попытаемся представить, как могла бы выглядеть подобная таблица.

Без каких перечисленных здесь элементов в принципе можно обойтись и какие можно улучшить? Прежде, чем пытаться искать ответ, полезно четко сформулировать и "вредные" функции каждого элемента.

Каждая из этих проблем в принципе преодолима. Мы видим, что Жиллетт своим изобретением решил лишь самую последнюю задачу. Но позднее его фирма "Жиллетт" справилась и с остальными — подбором марки стали, определением нужного угла заточки (и созданием соответствующей технологии заточки), разработкой специальных составов для бритья.

Итак, что дала таблица? Она позволила:

1) четко сформулировать функции — как нужные, так и вредные;

2) четко связать каждую функцию с ее "физическим носителем":

а) имея ясное представление, что имеется и что требуется, гораздо легче сделать необходимые изменения);

б) разделить функцию на два носителя.

Иногда одна и та же функция разделяется на два носителя. Ядерные ракеты запускаются двумя ключами — во избежании того, чтобы пуск не произвел сумасшедший.

Разнести в пространстве следует и расположение аварийных средств спасения и инструментов.

Жизненно важные элементы конструкции всегда желательно дублировать, причем "дубль" обычно делается максимально простым. К примеру, резервная телефонная связь на атомных подводных лодках по техническому уровню относится к XIX веку, но ее не модифицируют, поскольку она не требует источника питания (достаточно покрутить ручку магнето), и уже были случаи, когда такая связь выручала всю лодку. Дублирующий элемент может отличаться также и особой компактностью и удобством. У подводников, к примеру, есть по два кислородных аппарата — один, портативный, постоянно носится с собой; его запаса хватает лишь для того, чтобы добраться до места на лодке, где хранятся долговременные кислородные аппараты.

2. Объединить.

Примером применения такого принципа может быть танковый дальномер. Дальномеры самых первых конструкций находились у командира танка, наводчик же пользовался прицелом — пока кому-то в голову не пришло объединить оба предмета, нужные для одной и той же операции — стрельбы.

Временами полезно заложить вторую функцию ПОТЕНЦИАЛЬНО — для использования при аварии изменений внешней среды в особых обстоятельствах и т. д. Подводники хорошо знают, что железный лом, к примеру, вполне можно наварить на тягу привода горизонтальных рулей лодки, если эта тяга лопнет; веретенное масло и солярка могут как-то заменять жидкость гидравлики — и т. д.

Подобные возможности особенно тщательно продумываются в случаях, когда запасы "по определению" не могут быть большими. Когда американский космический корабль "Аполлон-13" потерпел аварию в космосе, астронавты стали страдать от избытка выдыхаемого ими углекислого газа. По совету центра управления полетом они соорудили из изоленты, шлангов скафандров, пластика и даже картона от бортового журнала конструкцию, которой можно было соединить воздухоочистители командного и лунного модулей. Это позволило им справиться с углекислым газом и благополучно вернуться на Землю (президент Никсон объявил, что считает их полет успешным, и, пожалуй, он прав — астронавты сохранили присутствие духа, а это более высокая цель, чем полетное задание).

Сложная механическая схема часто значительно упрощается, когда все ее элементы анализируются на возможность объединения.

Для такого упрощения лучше всего выписать в таблицу все элементы и, памятуя о функции каждого, прикинуть, каких результаов можно ожидать от попарного их объединения. В таблице, где объединение возможно, следует ставить единицы, где невозможно — "х". Дж. Джонс приводит пример тормоза ракетного пускового устройства — этот тормоз всего лишь при помощи таблицы удалось уменьшить в четыре раза!

3. Перенести.

Можно составить вышеприведенную таблицу и на предмет перенесения одного элемента по-другому.

Примером можно привести эпохальное изобретение советских инженеров М. Капелюшникова, С. Волоха и Н. Коренева. На заре промышленной нефтедобычи нефтяники добуривались до пласта при помощи вращающейся толстой стальной штанги, в нижнем конце которой располагались бурильная колонна и бур. Сама штанга при этом делалась полой — для того, чтобы по ней можно было пропустить водный раствор, вымывающий на поверхность раздробленную породу.

В 1922 году вышеупомянутые инженеры предложили сделать штангу неподвижной. Они перенесли приводной двигатель вниз, установив его прямо над вращающимся долотом. Перенос функции одного элемента подругому позволил сэкономить энергию, затрачиваемую на вращение штанги.

Но предложение инженеров имело еще одну оригинальную особенность. От отдельного привода бура предложено было отказаться. Теперь бур вращала небольшая турбина, стоящая на пути поступающей к буру воды.

Таким образом, перенесение одной функции вдоль другой позволило еще добиться и объединения функций. Это значит; что после одного "прохода" по изучению функций на разделение, объединение или перенесение полезно сделать дополнительный "проход".

4. Исключить.

Бывает полезно вообще исключить какую-либо функцию — ради лучшего выполнения других. Такое решение иногда весьма помогает. Мы уже приводили пример с "Москито", который не имел защиты с хвоста. Зато за счет отсутствия заднего стрелка он был легким и без труда уходил от истребителей противника.

Временами функция не отбрасывается полностью, но значительно ослабляется в пользу какой-нибудь другой. В свое время авиаконструктор А. Яковлев обратился к создателю авиадвигателей Микулину с просьбой создать двигатель с небольшой мощностью. Маломощный мотор потребляет меньше топлива и меньше весит, что позволяет самолету дольше держаться в воздухе. Аэродромов на Дальнем Востоке немного, прикрывать же требуется гигантскую по протяженности границу. Скоро такой мотор появился. Перехватчик Як-25 с этим мотором пролетал в 2–3 раза большее расстояние, чем другие истребители.

С другой стороны, временами стоит смириться с избыточностью функции. Когда на самолете ЛаГТ-3 меняли двигатель М-105 на более мощный АШ-82, возникла проблема изменения фюзеляжа, поскольку новый двигатель имел большие размеры. Эта задача была равносильна созданию нового самолета, что являлось роскошью в военное время. К счастью, заместителю С.А. Лавочкина, С.М. Алексееву пришла в голову удивительная мысль: нарастить с боков серийного фюзеляжа ложные борта. Основные нагрузки брала на себя внутренняя часть, ложные борта лишь сопрягали размеры двигателя с размерами фюзеляжа, не ухудшая аэродинамику. Получился новый, по сути, самолет — его назвали Ла-5, — с принципиально другим типом двигателя. Этот самолет был запущен в серию без изменений в основных технологических процессах.

5. Унифицировать.

Порой бывает полезно ввести новый элемент, который берет на себя функцию, используемую МНОГИМИ элементами. Особенно распространен такой прием в программировании, где повторяющиеся элементы программы пишутся в виде подпрограммы, к которой основная программа обращается время от времени, каждый раз давая этой подпрограмме новые переменные.

Другой пример. В начале XX века на военных судах поправку на изменение расстояния стали вводить с центрального поста, избавив наводчиков всех орудий от этой работы.