Einführung ____________________________________________________________ 3

1. Elektrofahrzeug ___________________________________________________ 4

2. Leichte Elektrofahrzeuge _____________________________ 12

3. Ein auf Schienen fahrendes Auto ____________________________ 17

4. Monocar _________________________________________________________ 20

5. Unbemanntes Flugzeug ___________________________________________ 27

6. Solartransport ________________________________________________ 32

7. Einschienenbahnstraßen ____________________________________________ 36

8. Triebwagenzüge ___________________________________________ 38

9. Kombinierte ÖPNV-Systeme _____ 43

10. Hochgeschwindigkeits-Passagierleitung ___________________________ 47

11. Einzelflugzeug __________________________ 49

Fazit ________________________________________________________ 52

Literatur ________________________________________________________ 53

Einführung

Der Verkehr hat zu allen Zeiten und bei allen Völkern eine wichtige Rolle gespielt. In der jetzigen Phase ist seine Bedeutung unermesslich gewachsen. Heute ist die Existenz eines Staates ohne leistungsfähige Transportmittel undenkbar.

Im zwanzigsten Jahrhundert. und vor allem in der zweiten Hälfte davon fanden in allen Teilen der Welt und in allen Bereichen des menschlichen Wirkens gigantische Veränderungen statt. Bevölkerungswachstum, zunehmender Verbrauch materieller Ressourcen, Urbanisierung, wissenschaftliche und technologische Revolution sowie natürliche geografische, wirtschaftliche, politische, soziale und andere grundlegende Faktoren haben dazu geführt, dass der Weltverkehr sowohl in großem Maßstab ( quantitativ) und Qualitätsbeziehung. Mit der Verlängerung des Netzes der Kommunikationswege haben die traditionellen Verkehrsträger einen radikalen Umbau erfahren: Die Fahrzeugflotte hat sich erheblich vergrößert, ihre Tragfähigkeit hat sich um ein Vielfaches erhöht und die Bewegungsgeschwindigkeit hat sich erhöht. Gleichzeitig traten Transportprobleme in den Vordergrund. Diese Probleme beziehen sich überwiegend auf Städte und sind auf die Überentwicklung der Automobilindustrie zurückzuführen. Das hypertrophierte Parkhaus großer Städte in Europa, Asien und Amerika verursacht ständige Staus und beraubt sich der Vorteile eines schnellen und wendigen Transports. Es verschlechtert auch die ökologische Situation gravierend.

Der Verkehr als besonders dynamisches System war schon immer einer der ersten Verbraucher der Errungenschaften und Entdeckungen verschiedener Wissenschaften, auch der Grundlagenwissenschaften. Darüber hinaus trat er in vielen Fällen als direkter Kunde vor der großen Wissenschaft auf und stimulierte deren eigene Entwicklung. Es ist schwierig, einen Forschungsbereich zu benennen, der nichts mit Verkehr zu tun hat. Von besonderer Bedeutung für seinen Fortschritt war die Grundlagenforschung in Wissenschaften wie Mathematik, Physik, Mechanik, Thermodynamik, Hydrodynamik, Optik, Chemie, Geologie, Astronomie, Hydrologie, Biologie und anderen. Der Verkehr brauchte und braucht in gleichem Maße Ergebnisse der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Metallurgie, des Maschinenbaus, der Elektromechanik, der Strukturmechanik, der Telemechanik, der Automatisierung und neuerdings auch der Elektronik und Raumfahrt. Einige Entdeckungen und Errungenschaften, die im Rahmen der eigentlichen Verkehrswissenschaften gewonnen wurden, bereichern wiederum andere Wissenschaften und werden in vielen nicht-verkehrsbezogenen Bereichen der Volkswirtschaft weit verbreitet verwendet.

Der weitere Fortschritt des Verkehrs erfordert den Einsatz der neuesten, ständig aktualisierten Ergebnisse der Wissenschaft und fortschrittlicher Technologien und Technologien. Die Notwendigkeit, die zunehmenden Güter- und Passagierströme zu meistern, die Verkomplizierung der Bedingungen für den Bau von Verkehrstrassen in unbewohnten, topographisch schwierigen Gebieten und Großstädten. Der Wunsch, die Kommunikationsgeschwindigkeit und die Abfahrtsfrequenz von Transporteinheiten zu erhöhen, den Komfort zu verbessern und die Transportkosten zu senken - all dies erfordert die Verbesserung nicht nur bestehender Fahrzeuge, sondern auch die Suche nach neuen Fahrzeugen, die mehr könnten erfüllen die Anforderungen vollumfänglicher als herkömmliche Verkehrsträger. Bis heute wurden mehrere neue Fahrzeugtypen entwickelt und in Form von Dauer- oder Pilotinstallationen umgesetzt, und vieles mehr existiert in Form von Projekten, Patenten oder einfach nur Ideen.

Dabei ist zu bedenken, dass die meisten der sogenannten neuen Verkehrsträger im Prinzip schon vor vielen Jahren vorgeschlagen wurden, aber keine Bewerbung erhalten haben und nun auf moderner technischer Basis neu vorgeschlagen bzw. wiederbelebt werden.

1.Elektrofahrzeug

Ein Elektroauto ist ein Fahrzeug, dessen Antriebsräder von einem Elektromotor angetrieben werden, der mit wiederaufladbaren Batterien betrieben wird. Es erschien erstmals in den frühen 80er Jahren des 19. Jahrhunderts in England und Frankreich, also vor Autos mit Verbrennungsmotor. Das Führerhaus, das 1899 von I. V. Romanov entworfen wurde, war ebenfalls elektrisch. Der Fahrmotor solcher Maschinen wurde von Blei-Säure-Batterien mit einer Energiekapazität von nur 20 Wattstunden pro Kilogramm angetrieben. Im Allgemeinen war eine 1 Tonne schwere Bleibatterie erforderlich, um einen 20-Kilowatt-Motor eine Stunde lang anzutreiben. Mit der Erfindung des Verbrennungsmotors nahm die Autoproduktion daher rasch Fahrt auf und Elektroautos gerieten in Vergessenheit, bevor ernsthafte Umweltprobleme auftraten. Erstens die Entwicklung des Treibhauseffekts mit anschließendem irreversiblen Klimawandel und zweitens eine Abnahme der Immunität vieler Menschen aufgrund einer Verletzung der Grundlagen der genetischen Vererbung.

Diese Probleme wurden durch giftige Stoffe hervorgerufen, die in ausreichend großen Mengen in den Abgasen eines Verbrennungsmotors enthalten sind. Die Lösung besteht darin, die Toxizität von Abgasen, insbesondere Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, zu reduzieren und gleichzeitig die Fahrzeugproduktion zu steigern.

Wissenschaftler haben nach einer Reihe von Studien verschiedene Richtungen zur Lösung der aufgeführten Probleme skizziert, darunter die Herstellung von Elektrofahrzeugen. Es ist tatsächlich die erste Technologie, die offiziell den Null-Emissions-Status erreicht und bereits auf dem Markt ist.

Was an einem Elektroauto attraktiv ist, vertritt wohl jeder. Erstens emittiert es fast keine Schadstoffe. Giftige Gase, die beim Laden und Entladen von Batterien in die Atmosphäre gelangen, sind unvergleichlich geringer als beim Betrieb von Verbrennungsmotoren (ICE). Um Elektrofahrzeuge im Winter zu beheizen, sind sie mit autonomen Heizungen ausgestattet, die Benzin oder Diesel verbrauchen. Aber sie verschmutzen die Atmosphäre natürlich nicht so stark wie der Verbrennungsmotor.

Der zweite Vorteil ist die Einfachheit des Geräts. Der Elektromotor hat eine sehr attraktive Eigenschaft für Fahrzeuge: Bei niedrigen Geschwindigkeiten hat er ein großes Drehmoment, was beim Anfahren oder Überwinden eines schwierigen Straßenabschnitts sehr wichtig ist. Der Verbrennungsmotor hingegen entwickelt bei mittleren Drehzahlen sein maximales Drehmoment, ist also bei niedrigen Drehzahlen ein großer Kraftaufwand erforderlich, muss dieser über das Getriebe erhöht werden. Trolleybusse zum Beispiel benötigen eine solche Einheit nicht. Es ist auch für ein Elektroauto nicht erforderlich, daher ist es einfacher zu fahren als ein Auto mit Schaltgetriebe.

Der dritte Vorteil folgt aus dem zweiten. Ein Elektroauto benötigt keine so sorgfältige Wartung wie ein normales Auto: weniger Einstellungen, weniger Ölverbrauch, das Kühlsystem ist einfacher und es gibt überhaupt keinen Kraftstoff (außer der Heizung).

Dabei ist ein Elektroauto nicht so einfach, wie es scheint: Es braucht komplexe Spannungswandler und viele schwere und sperrige Batterien, die schwer zu platzieren sind. Der Hauptnachteil, der die Einführung von Elektrofahrzeugen behindert, ist der geringe Energieverbrauch der Batterien. Der Benzintank des Kleinwagens wiegt rund 50 kg und bietet eine Reichweite von mehr als einem halben Tausend Kilometern. Batterien wiegen normalerweise mehr als 100 kg (oder sogar mehrere hundert), und die Laufleistung überschreitet 100 km nicht, und das bei niedriger Geschwindigkeit.

Entgegen der landläufigen Meinung über die hohe Effizienz von batterieelektrischen Fahrzeugen zeigt die Analyse, dass die chemische Energie des in Kraftwerken verbrannten Kraftstoffs nur zu 15 % oder weniger zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird. Dies liegt an Energieverlusten in Stromleitungen, Transformatoren, Umrichtern, Batterieladegeräten und Batterien selbst, elektrischen Maschinen, sowohl im Traktions- und Generatorbetrieb als auch in Bremsen, wenn eine Energierückgewinnung nicht möglich ist. Zum Vergleich: Ein Dieselmotor wandelt bei optimaler Drehzahl etwa 40 % der chemischen Energie des Kraftstoffs in mechanische Energie um. Mit dem weit verbreiteten Einsatz von batterieelektrischen Fahrzeugen und vor allem damit wird ihnen einfach nicht genug Strom von den Weltkraftwerken erzeugt. Es sollte nicht vergessen werden, dass die installierte Gesamtleistung der Motoren aller Autos viel höher ist als die Leistung aller Kraftwerke der Welt.

Probleme werden beseitigt, wenn Elektrofahrzeuge aus den sogenannten Primärstromquellen angetrieben werden, die Energie direkt aus Kraftstoff erzeugen. Solche Quellen sind vor allem Brennstoffzellen (FC), die Sauerstoff und Wasserstoff verbrauchen. Sauerstoff kann der Luft entnommen werden, Wasserstoff lässt sich prinzipiell in komprimierter oder verflüssigter Form sowie in sogenannten Hydriden speichern. Realistischer ist es jedoch, es mit einem Konverter aus normalem Pkw-Kraftstoff direkt auf ein Elektroauto zu beziehen. Der Wirkungsgrad von Brennstoffzellen ist etwas reduziert, aber die gesamte Infrastruktur der Tankstelle ändert sich nicht. Der Wirkungsgrad von Brennstoffzellen ist immer noch sehr hoch - etwa 50 %.

Ein mit Brennstoffzellen betriebenes Elektrofahrzeug ist jedoch nicht ohne einen gemeinsamen Nachteil - eine hohe Masse an Traktionselektromotoren von Fahrzeugen, die sowohl für maximale Leistung als auch für maximales Drehmoment und maximale Geschwindigkeit ausgelegt sind. Dies fügt auch spezifische Nachteile hinzu, die für Brennstoffzellen typisch sind. Dies ist zum einen die Unmöglichkeit der Energierückgewinnung beim Bremsen, da Brennstoffzellen keine Batterien sind, also nicht mit Strom geladen werden können, und zum anderen die geringe spezifische Leistung von Brennstoffzellen.

Bei einer enormen spezifischen Energie von Brennstoffzellen (ca. 400 ... 600 Wh / kg) überschreitet die spezifische Leistung bei einer sparsamen Entladung 60 W / kg nicht. Dies macht die Masse der Brennstoffzellen für die tatsächlich benötigte Leistung von Autos sehr groß. Dies entspricht beispielsweise bei einem Elektrofahrzeug mit einer maximalen Leistungsaufnahme von 100 kW und einem Elektrobus mit einer maximalen Leistungsaufnahme von 200 kW den Brennstoffzellenmassen von 1670 bzw. 3330 kg. Addiert man die Massen der Traktionselektromotoren, die ungefähr 150 bzw. 400 kg betragen, erhalten wir die Masse der Aggregate, die für ein leichtes Elektroauto völlig inakzeptabel sind und für einen Elektrobus einen Fünf-Tonnen-Anhänger benötigen.

Mit Kondensator-Energiespeichern mit hoher spezifischer Leistung als Zwischenenergieträger wird versucht, die Masse von Brennstoffzellen zu reduzieren. Dieser Weg ist jedoch nicht effizient genug, da die besten modernen Kondensatorbänke für die Automobiltechnik spezifische Energiekennzahlen von etwa 0,55 Wh / kg und 0,8 Wh / Liter aufweisen. Um in diesem Fall nur 2 kWh Energie zu akkumulieren (dieser Wert wird von Experten sowohl für Elektrofahrzeuge als auch für Elektrobusse empfohlen), werden etwa 3000 kg oder 2,5 m 3 Kondensatoren benötigt, was unrealistisch ist. Kleinere Werte der gespeicherten Energie reduzieren die dynamischen Eigenschaften der Maschine deutlich. Außerdem können im Kurzschlussfall leistungsstarke Kondensatoren Feuer fangen, was für den Transport sehr unerwünscht ist. Wesentlich effizienter ist es, ein Superschwungrad in Verbindung mit einer reversiblen Elektromaschine als Energiezwischenspeicher einzusetzen.

Superschwungrad ist ein Schwungrad, das durch Aufwickeln von Fasern oder Bändern auf ein elastisches Zentrum hergestellt wird. Die spezifische Energie eines Superschwungrads ist eine Größenordnung höher als die Werte dieses Parameters für die besten monolithischen Schwungräder; außerdem hat es die Eigenschaft eines sicheren Bruchs, der keine Fragmente ergibt.

Solche Schemata werden in den neuesten Prototypen von Hybrid-Elektrofahrzeugen von Mechanical Technology Inc. (USA), EDO Energy (USA) und dem bekannten Livermore National Laboratory (LLNL, USA) implementiert. Die spezifische Energie von Superschwungrädern aus Kevlar und Graphit, die Hunderte von Wh / kg erreicht, reduziert ihr erforderliches Gewicht auf mehrere Kilogramm (bei einer spezifischen Energie von 200 Wh / kg ist ein Superschwungrad von nur 10 kg erforderlich, um 2 kWh zu sammeln ). Die hier zusätzlich zum Fahrmotor benötigte, auf maximale Leistung ausgelegte und damit sehr schwere Speicherelektromaschine reduziert jedoch den Wirkungsgrad dieser Regelung. Außerdem muss er wie ein Fahrmotor reversibel sein (sowohl ein Motor als auch ein Generator), was den Antrieb weiter verkompliziert.

Das ursprüngliche Schema eines Hybridantriebs mit Schwungradantrieb und elektromechanischem Antrieb wurde von BMW (Deutschland) vorgeschlagen, hergestellt und getestet. Der unbestrittene Vorteil dieser technischen Lösung ist das Vorhandensein nur einer elektrischen Maschine, die das Gewicht reduziert und sie näher an die Automobilschaltungen bringt (Abb. 1.1). Die Firma „BMW“ gibt im Gutachten keine Schwungradart an, daher wird der verwendete Antrieb herkömmlich nur „Schwungrad“ genannt.

Abbildung 1.1. Schema eines Hybridantriebs mit Schwungradantrieb und elektromechanischem Antrieb von BMW (Deutschland):
1 - Stromquelle; 2 - Kontrollsystem; 3 - umkehrbare elektrische Maschine; 4 - Differentialmechanismus; 5 - Multiplikator; 6 - Schwungradantrieb; 7 - der Haupttransfer

Energiequelle 1 über Umrichter und Steuerung 2 verbunden mit einer reversiblen elektrischen Maschine 3 auf die maximale Leistung des Elektrofahrzeugs ausgelegt. Elektrische Maschine 3 durch einen komplexen Differentialmechanismus 4 mit Multiplikator 5 mit dem Schwungrad verbunden 6 Antrieb und Achsantrieb 7 ... Daraus ergibt sich die Masse der Stromquelle 1 B. einer Brennstoffzelle, kann auf Basis der spezifischen Energie, nicht der spezifischen Leistung, ausgewählt werden, was sie für ein Elektrofahrzeug und einen Elektrobus mit einer Laufleistung von 400 bzw. 600 km auf 100 ... 150 reduziert und 700 ... 1000 kg. Dies ist für diese Fahrzeuge durchaus akzeptabel.

Ein unverzichtbarer Nachteil aller elektrischen Antriebsschaltungen ist jedoch das Vorhandensein eines schweren und komplexen reversiblen Elektromotors. Dies spiegelt sich in der Effizienz des Antriebs und seinem Gewicht einschließlich des Stromrichtersystems wider. Eine leistungsstarke Elektromaschine ist unwirtschaftlich, wenn sie mit niedrigen Leistungen arbeitet, typisch für das Übertakten (Laden) eines Schwungradantriebs. Darüber hinaus enthält das Schema neben dem Hauptgetriebe einen Differenzialmechanismus mit einem Multiplikator und drei Reibungssteuersystemen (Kupplungen oder Bremsen), die in Konstruktion und Steuerung komplex sind, was den Antrieb kompliziert und verteuert.

Das neue Konzept eines Elektrofahrzeugs, vorgeschlagen von Prof. N.V. Gulia, besteht in der maximalen Annäherung und Vereinheitlichung von Elektro- und Automobilgeräten. Dies macht es möglich, die Masse des Antriebsaggregats des Fahrzeugs extrem zu vereinfachen und zu reduzieren, seinen Wirkungsgrad und die Energierückgewinnungseffizienz zu erhöhen und es auch möglich zu machen, die vorhandenen Fahrgestelle von Pkw und Bussen für den Einbau von Antriebsaggregaten von Elektrofahrzeugen zu verwenden und Elektrobusse. Der letztere Umstand sollte die Kosten der Maschinen erheblich senken, ihre Produktion maximal mit der Fähigkeit vereinen, das Verhältnis der Anzahl der Maschinen verschiedener Typen und ihres Produktionsprogramms schnell zu ändern. Darüber hinaus kann das Fahrzeug auf Kundenwunsch sowohl mit einer mechanischen Energiequelle (konventioneller oder hybrider Wärmemotor) als auch mit einer elektrischen (Brennstoffzellen mit Superschwungrad) ausgestattet werden, wobei austauschbare Einheiten in derselben installiert werden Motorraum bei voller Erhaltung des gesamten Getriebes.

Ein solches Getriebe soll für die Zukunft ausgelegt sein und kein Stufengetriebe, sondern ein stufenloses Getriebe umfassen. Solche Getriebe werden bereits häufig auf der Basis von Riemenvariatoren mit verschiedenen Riementypen ("Ziehen" und "Schieben") hergestellt und bei Autos von Nissan, Honda, Fiat, Subaru usw.

Die Moskauer Staatliche Industrielle Universität (MGIU) arbeitet in Zusammenarbeit mit AMO ZiL an der Entwicklung eines stufenlosen Getriebes auf Basis eines neuen Planetenscheibenvariators. Ein stufenloses Getriebe auf Basis eines neuartigen Scheibenvariators kann sowohl bei Pkw als auch bei Lkw (einschließlich Sattelzugmaschinen) und Bussen eingesetzt werden.

Das neue CVT, ausgelegt für die hohen Drehmomentwerte relativ langsamlaufender Busmotoren, ermöglicht es, das neue Konzept eines Elektrofahrzeugs auf leistungsstarke Elektrobusse zu übertragen. Es sollte beachtet werden, dass dieses Schema die Verwendung eines stufenlos verstellbaren Getriebes jeglicher Art nicht ausschließt, das einen ausreichenden Wirkungsgrad, geringe Abmessungen und ein geringes Gewicht aufweist, die den bestehenden Getrieben angemessen sind.

Das Schema des Elektrofahrzeugs des neuen Konzepts ist in Abb. 1.2.

Abbildung 1.2. Schema eines neuen Konzept-Elektrofahrzeugs

Wie bei anderen Hybrid-Elektrofahrzeugen wird die Stromquelle nach dem Kriterium der spezifischen Energie ausgewählt, die bei einem extrem hohen Wert dieses Parameters für geringe Massen sowie das Volumen von Brennstoffzellen sorgt. In diesem Schema wird als Zwischenenergiequelle ein Superschwungrad mit den gleichen Energie- und Massenparametern wie in anderen Hybridschemata mit Schwungradspeicher verwendet.

Der grundlegende Unterschied dieses Konzepts eines Elektrofahrzeugs von anderen Hybridsystemen besteht in der Auswahl von Leistung aus einer elektrischen Energiequelle durch eine irreversible elektrische Maschine – einen speziellen beschleunigenden Elektromotor mit geringer Leistung, der der effektiven spezifischen Leistung der elektrischen Energiequelle entspricht. Dies entspricht bei den genannten Elektroautos und Elektrobussen 15 bzw. 20 kW. Aufgrund der hohen Drehzahl des beschleunigenden Elektromotors – bis zu 35.000 U/min bei einem leichten Elektroauto und 25.000 U/min bei einem Elektrobus, was der Drehzahl der beschleunigten Superschwungräder für die Antriebe dieser Maschinen entspricht, ist deren Masse sehr gering , 15 bzw. 30 kg (dies sind übliche Indikatoren für inländische Strukturen für Luftfahrtzwecke).

Die Antriebsquelle und der Beschleunigungsmotor können zu einer Antriebseinheit kombiniert werden, die in Gewicht und Abmessungen dem Motor und seinen Systemen ähnlich ist, wenn er vom Chassis entfernt wird. Der Kraftstofftank und das Antriebssystem können grundsätzlich beibehalten werden, wenn ein Konverter hinzugefügt wird, um aus Kraftstoff Wasserstoff zu erzeugen.

So wird im Aggregat die chemische Energie des Kraftstoffs in mechanische Energie in Form einer Wellendrehung umgewandelt, genau wie bei einer Wärmekraftmaschine. Die Kupplungsfunktion übernimmt ein Schalter, der den Elektromotor mit der Stromquelle verbindet.

So kann auf Kundenwunsch jeder Wandler von chemischer Brennstoffenergie in mechanische Energie – eine Wärmekraftmaschine oder ein neues Aggregat – im Motorraum installiert werden. Außerdem ist alles, wie bei einem herkömmlichen Auto, die Welle des Energieblocks mit dem Getriebe verbunden, in diesem Fall stufenlos. In naher Zukunft wird ein solches Getriebe die weniger effizienten Getriebe auch bei konventionellen Autos ersetzen. Als Ergebnis erhalten wir ein Elektroauto eines neuen Konzepts, das so weit wie möglich mit einem konventionellen Auto vereint ist.

Was sind die Vorteile des neuen Konzept-Elektrofahrzeugs? Im Vergleich zu einem Pkw ist das eine unvergleichlich höhere Kraftstoffeffizienz und Umweltfreundlichkeit. Verglichen mit dem durchschnittlichen Wirkungsgrad der Umwandlung von chemischer Energie in mechanische Energie - etwa 10 ... 15% für Wärmekraftmaschinen in Autos (nicht zu verwechseln mit der Effizienz von Wärmekraftmaschinen im optimalen Modus - 30% für Benzinmotoren und 40% für Dieselmotoren) beträgt dieser Wirkungsgrad Brennstoffzellen mit Konverter - 50% und Sauerstoff-Wasserstoff-Brennstoffzellen - 70%. Es gibt praktisch keine schädlichen Emissionen von Brennstoffzellen. Die Vorteile von Elektrofahrzeugen des neuen Konzepts gegenüber batterieelektrischen Fahrzeugen sind in etwa gleich, mit dem Unterschied, dass die Schadstoffemissionen der letzteren nicht im Auto selbst, sondern in Kraftwerken stattfinden.

Der Vorteil des neuen Konzepts sind geringere Gesamtabmessungen und eine höhere Effizienz des Elektrofahrzeugs im Vergleich zu den fortschrittlichsten Konstruktionen von Hybridsystemen von Elektrofahrzeugen mit Brennstoffzellen und Schwungradspeicher, die beispielsweise von BMW vorgeschlagen und umgesetzt wurden. Dies liegt daran, dass die elektrische Maschine in dem neuen Konzept nicht universell, reversibel, sondern eine eng spezialisierte, beschleunigende Maschine ist, die mit praktisch konstanter Leistung belastet wird, fast eine Größenordnung unter der maximalen und bei hohen Geschwindigkeiten. Der zweite Vorteil ist das Fehlen eines komplexen Differenzialmechanismus mit drei Reibungskupplungen oder Bremsen, die den Modus wechseln. Der dritte Vorteil besteht darin, dass die Regelung der Drehzahlen und Drehmomente vom Superschwungrad zu den Antriebsrädern nicht durch einen elektrischen Antrieb, sondern durch einen mechanischen Variator mit höchstem Wirkungsgrad erfolgt. Dies gilt insbesondere für den Vorgang der Energierückgewinnung beim Bremsen, bei dem die kinetische Energie des Autos auf das Superschwungrad übertragen wird. Weder die Frequenzvollständigkeit der Übertragung dieser Energie, noch die Effizienz dieses Verfahrens ist die elektrische Übertragung nicht mit einem mechanischen Variator zu vergleichen. Und der letzte, bereits erwähnte Vorteil ist das fast schon traditionelle Automobilkonzept und vergleichbare Gesamt- und Massenkennzahlen des neuen Aggregats mit bestehenden Motoren machen es einfach, eine Art von Energiequelle durch eine andere zu ersetzen und es wie ein Pkw (mit konventionellem oder hybridem Motorkonzept) und ein hybrides, effizientes und dynamisches Elektrofahrzeug mit einem neuen Konzept.

In Abb. 1.3 zeigt ein Diagramm eines Stadt-Elektrobusses des neuen Konzepts. Diese Anordnung bietet dem Gerät mehr Flexibilität als die in Abb. 1.2 Blockschaltbild.

Abbildung 1.3. Das Schema des elektrischen Stadtbusses des neuen Konzepts:
1– Stromquelle; 2 - Elektromotor; 3 - Umkehrmechanismus; 4 - Nebenantrieb; 5 - Planetenscheibenvariator; 6, 7 - Kardangetriebe; 8 - Hauptfahrwerk; 9 - Kegelradgetriebe; 10 - Super Schwungradantrieb

Hier ist der Super-Schwungrad-Antriebsblock 10 ausgestattet mit eigener Ausrüstung 9 , befindet sich unabhängig von den übrigen Einheiten und ist sanft am Rahmen aufgehängt, um die ohnehin geringen Kreiselkräfte bei horizontaler Lage des Superschwungrads zu reduzieren. Mit Zapfwelle 4 und Kardangetriebe 7 dieser Block kann mit dem Variator kommunizieren 5 sowohl unabhängig als auch in Verbindung mit einem Elektromotor 2 ... Dieser Elektromotor kann an einen Variator angeschlossen werden 5 und unabhängig vom Superschwungrad und spielen vor allem im stationären Fahrbetrieb die Rolle eines vollwertigen Traktionsmotors. Trotz der Tatsache, dass der Elektromotor 2 in diesem Fall steigt die Leistung und das Gewicht etwas, der Stromverbrauch eines Super-Schwungradspeichers kann sogar deutlich auf 0,5 kWh reduziert werden. Dadurch kann ein Superschwungrad aus einem so stabilen und relativ billigen Material wie Kohlenstoffstahldraht hergestellt werden. Ein Ausfall (Bruch) des Superschwungrads ist so sicher, dass ein schweres Schutzgehäuse, das deutlich größer als das Schwungrad selbst ist und für ein Kohlefaser-Schwungrad erforderlich ist, nicht erforderlich ist. Der Variator ermöglicht es dem Fahrmotor, in einem effektiven Drehmoment- und Drehzahlbereich zu arbeiten und nur einen Teil der zum Bewegen des Elektrobusses erforderlichen Kraft zu übertragen, was für seinen Betrieb günstig ist.

Aber wie dem auch sei – Elektrofahrzeuge sind gefragt. Darüber hinaus gibt es Orte, an denen sie völlig außer Konkurrenz sind. Nehmen wir an, die Plätze für das beliebteste Golfspiel der Welt. Bestands- und Wartungspersonal werden auf Elektrofahrzeugen in vereinfachter Bauweise bewegt, teilweise ohne Dach, Türen, mit leichter, oft verkürzter Karosserie, ohne Sicherheitssysteme - alles was das Gewicht der Autos deutlich erhöht. Vereinfachte Fahrzeuge eignen sich auch gut für den Transport in Innenräumen: in Lagerhallen, in Werkstätten, wo schädliche Emissionen unerwünscht sind. Solche Elektrokarren werden häufig verwendet, um Touristen in Resorts und Nationalparks zu transportieren, aber hier ist es für sie schwieriger, mit Autos zu konkurrieren.

Autos in Originalgröße, die für die Fortbewegung auf den Straßen der Städte bestimmt sind, setzen sich nur schwer durch, obwohl sich die Situation in naher Zukunft ändern kann. Und der Grund dafür muss gesucht werden ... im Klima des amerikanischen Bundesstaates Kalifornien.

Abgase von Autos bilden unter Einfluss von Sonnenlicht einen besonders giftigen Stoff, den sogenannten Smog. Für einen vollgepackten, sonnigen Zustand ist dies Problem Nummer eins. Daher sind die Abgasnormen in Kalifornien traditionell strenger als in anderen US-Bundesstaaten, ganz zu schweigen von Europa. Jetzt wurde hier ein Gesetz zum schrittweisen Ersatz von Autos durch Elektrofahrzeuge verabschiedet: 2003 sollen es 10 % der Gesamtzahl der Autos sein, 2010 - 15 %.

Viele führende Autofirmen arbeiten an Elektrofahrzeugen, aber auf Messen sieht man oft Autos unbekannter Herkunft. Bei der Auswahl eines Motors gehen die Meinungen der Konstrukteure auseinander: Sie verwenden sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstrommotoren, beispielsweise asynchron mit speziellen Umrichtern und einem komplexen Steuerungssystem. Auch die Versorgungsspannung ist unterschiedlich. Eindeutig bevorzugt werden Nickel-Cadmium-Batterien und Bleibatterien, die ein Gel anstelle eines flüssigen Elektrolyten verwenden. Manchmal verwenden sie Flüssigkeitskühlsysteme für Motoren und die Aufrechterhaltung des thermischen Regimes von Batterien.

Das beliebteste Elektroauto der Welt wird ... in Polen hergestellt. Mehr als 200.000 Einheiten wurden bereits produziert. Elektroautos "Melex" sind vom vereinfachten Typ, für 2, 4 und 6 Sitze, konzipiert für die Sport- und Unterhaltungsindustrie (nennen wir zumindest den gleichen Golf), für Lagerarbeiten, als Ladentransport. Bei einem Eigengewicht von ca. 880 kg beträgt die Nutzlast 320 und mit Anhänger - mehr als 900. Reichweite - 70 km. Die Höchstgeschwindigkeit – bis zu 23 km/h – weist auf den Einsatzzweck des Autos hin.

Ein weiteres Unternehmen aus der DDR, Transport-Systemtechnik, hat 10 Taxi-Prototypen erstellt. Ein Fünfsitzer mit Kunststoffkarosserie wiegt nur 600 kg, entwickelt 80 km/h und hat eine Reichweite von 140 km. Die Batterien sind NiMH. Im Inneren ist den Designern ein relativ geräumiges Auto mit einer Länge von nur 2,5 m gelungen, SAKSI (also ein Taxi aus Sachsen) soll in zwei Jahren in Serie gehen (Abb. 1.4).

Abbildung 1.4. SAXI ist ein Taxi aus Sachsen.

In Japan finanziert der Automobilkonzern Honda ein Projekt zum Aufbau einer Flotte kleiner Elektro- und Hybridautos zur Miete, einschließlich einer neuen Technologie für deren Betrieb. Die Umsetzung dieses Projekts mit dem Namen "Intelligent Community Vehicle System" - ICVS wird nach dem Plan der Entwickler die schädlichen Auswirkungen des Verkehrs auf die Umwelt erheblich reduzieren, die Wahrscheinlichkeit von Staus verringern und die Parkbedingungen in Gebieten mit hohem Verkehrsaufkommen ...

City Pal ist ein kompaktes Elektrofahrzeug mit Frontantrieb und Abmessungen von 3210 x 1645 x 1645 mm mit einem Permanentmagnet-Synchronmotor. Seine Höchstgeschwindigkeit beträgt 110 Kilometer pro Stunde, die Gangreserve bei voll geladenen Akkus beträgt 130 Kilometer. Trotz seiner geringen Größe verfügt das Elektroauto über einen ausreichend geräumigen Innenraum für Fahrer und Beifahrer und einen großvolumigen Kofferraum. City Pal ist mit Klimaanlage und modernem Navigationssystem ausgestattet. Darüber hinaus verfügt es über eine Ausrüstung zur automatischen (unbemannten) Steuerung und Aufladung. Das Foto von CityPal ist in Abb. 1.5 dargestellt.

Abbildung 1.5. Doppel-Elektroauto City Pal.

Ultraminiatur-Einsitzer-Mini-Elektro-Step-Deck wurde für das Fahren in einer dicht besiedelten Stadt entwickelt. Stoßfänger sind außen entlang des gesamten Umfangs der Karosserie angebracht. Dank dieses Designs kann das Step Deck auf engstem Raum buchstäblich in der Nähe anderer Autos geparkt werden. Die Gesamtabmessungen des Mini-Elektroautos betragen 2400 x 1185 x 1690 mm. Der Parkplatz, der für ein gewöhnliches Auto ausgelegt ist, bietet Platz für vier solcher Autos. Das Kombikraftwerk mit Hinterachsantrieb besteht aus einem 49 cm 3 wassergekühlten Viertakt-Verbrennungsmotor und einem Synchron-Elektromotor mit Permanentmagneten, der Geschwindigkeiten von bis zu 60 Stundenkilometern ermöglicht (Bild 1.6 ).

Abbildung 1.6. City-Einsitzer-Mini-Elektroauto Step Deck.

ICVS-Elektroautos von Honda sind nicht einfach zu mieten. Dazu müssen Sie zunächst eine spezielle magnetische IC-Karte kaufen. Mit seiner Hilfe können Sie an den ICVS-Terminals eine von vier Arten von Crews auswählen, die für eine bestimmte Reise am besten geeignet sind, deren Miete arrangieren, die Crew zum Parkplatz zurückbringen und die Anmietung in bar oder von einem Bankkonto bezahlen. Außerdem wird die IC-Karte zum Anlassen des Motors anstelle von herkömmlichen Autoschlüsseln verwendet. Für die Vermittlung der Anmietung eines Elektroautos ist der Kunde selbst verantwortlich, praktisch ohne Beteiligung der Terminalmitarbeiter. Praktisch ist auch, dass die Crew nicht auf den gleichen Parkplatz zurückgebracht werden muss, auf dem sie gemietet wurde, sondern das Elektroauto an jedem anderen ICVS-Terminal abstellen oder wechseln kann.

Die ICVS-Leitstelle erhält über spezielle Funkverbindungen alle betrieblichen Informationen über den Aufenthaltsort einer bestimmten Besatzung. Bei Bedarf kann der Operator über interne Funkkommunikation und Weitwinkel-Laserradar bis zu vier „unbemannte“ Besatzungen automatisch an den gewünschten Ort lenken. Dazu sind Elektrofahrzeuge mit Magnet- und Ultraschallsensoren ausgestattet, die mit unter der Klemmenabdeckung verlegten Induktionskabeln interagieren. Besatzungen können den Parkplatz betreten, verlassen und auf Befehl der Leitstelle auch ohne Mitwirkung des Fahrers parken. ICVS-Terminals bieten eine automatische Batterieladung für alle Elektrofahrzeuge.

2.Leichte Elektrofahrzeuge

Von allen Elektrofahrzeugen sind Light Electric Vehicles (LETS) mit kombiniertem elektrischem und meist muskulösem Antrieb aus praktischer Sicht von größtem Interesse. Laut dem Präsidenten des nordamerikanischen Unternehmens "EV Global Motors" Lee Iacocca wird es bald ein Elektroroller, ein Elektroroller, ein Elektroroller, ein ein- oder zweisitziges Mini-Elektroauto und meistens ein Elektrofahrrad geben in der Garage eines jeden Amerikaners. Laut Prognose wird der Jahresabsatz einzelner Elektrofahrzeuge in den nächsten 10 Jahren weltweit 6-10 Milliarden Dollar betragen.

Der weltweite Fahrradboom, der fast alle Industrie- und Entwicklungsländer erfasst hat, bestätigt voll und ganz die Annahme, dass das kommende Jahrhundert das Jahrhundert des Fahrrads sein wird. Nach der Prognose amerikanischer Experten werden zweirädrige Tretautos bereits im ersten Viertel des XXI. Jahrhunderts Autos verdrängen und allmählich zum Hauptverkehrsmittel werden. Die Gültigkeit einer solchen Prognose wird durch das allgemeine Bild der Ereignisse bestätigt. In den USA und Deutschland, den unangefochtenen Weltmarktführern bei der Zahl der Pkw pro Einwohner, werden jährlich mehr Fahrräder verkauft als Autos. Auf den Straßen Dänemarks, Hollands, Schwedens und anderer europäischer Länder ist eine endlose Reihe von Radfahrern zu sehen. In Japan fährt fast jeder zweite Einwohner regelmäßig Fahrrad, und Tokio ist während der Hauptverkehrszeiten buchstäblich voller Radfahrer. Jeden Tag fahren 500 Millionen Menschen in China mit dem Fahrrad zur Arbeit. Viele europäische Ballungsräume verbieten den Autoverkehr in urbanen Zentren und eröffnen kostenlose Fahrradverleihe.

Die beispiellose Popularität des Fahrrads kommt nicht von ungefähr, sie ist in vielerlei Hinsicht mit den negativen Folgen der Motorisierung verbunden. Tatsache ist, dass das Auto, das fast den gesamten Planeten erobert hat, zum Hauptverbraucher von unersetzlichen natürlichen Ressourcen (Öl), einem Schadstoff von Land, Wasser und Luft und einem "Erzeuger" von Lärm geworden ist. Jedes Jahr sterben mehr Menschen bei Autounfällen als in anderen blutigen Kriegen. Laut Ärzten besteht die Hauptgefahr des Autos darin, dass es uns dazu entwöhnt hat, uns alleine fortzubewegen. Die Menschen beginnen dies zu verstehen und steigen, um Bewegungsmangel zu bekämpfen, auf ein Fahrrad um.

Das Fahrrad war die erste Erfindung, die es einem Menschen ermöglichte, sich nur auf Kosten der eigenen Muskeln schneller und weiter zu bewegen. Aber sobald das zweirädrige Auto geboren war, begannen die Erfinder darüber nachzudenken, wie man seine Leistung und Geschwindigkeit erhöhen könnte. Seit der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts versuchten sie, ein Fahrrad mit einer zusätzlichen Energiequelle auszustatten: einer Dampfmaschine, einem Elektromotor, einem Benziner und sogar einem Düsentriebwerk. Aufgrund ihres hohen Gewichts, ihrer Sperrigkeit und einer Reihe anderer Mängel hat sich jedoch keiner von ihnen auf dem Fahrrad durchgesetzt. Gleichzeitig wurden vor etwa hundert Jahren die ersten Elektrofahrräder gleichzeitig mit Elektrofahrzeugen entwickelt. Doch schon bald wichen beide, der Konkurrenz nicht gewachsen, den Autos und gerieten selbst lange Zeit in Vergessenheit.

Die Wiedergeburt des Elektrofahrrads geschah direkt vor unseren Augen. 1994 begann das japanische Unternehmen Yamaha mit der Produktion eines neuen Fahrrads mit zusätzlichem Elektroantrieb, jetzt entwickeln die Konstrukteure des Unternehmens Modelle der dritten Generation von Elektrofahrrädern. Allein in Japan wurden im vergangenen Jahr 250.000 dieser zweirädrigen „Hybride“ verkauft. Nach Yamaha begannen Honda, Panasonic, Sanyo, Mitsubishi und Suzuki nacheinander Elektrofahrräder zu produzieren. Experten sagen voraus, dass in ein oder zwei Jahren mehr als eine Million Japaner Elektrofahrräder fahren werden.

Heute werden Elektrofahrräder von allen großen Fahrradbaufirmen in Asien, Amerika und Europa hergestellt. Die chinesischen Behörden gehen davon aus, dass Elektrofahrräder Zehntausende rauchende und ratternde Roller und Motorräder ersetzen und damit die Transportsituation deutlich verbessern können. Shanghai zum Beispiel hat bereits 15 Ladezentren für Fahrradbatterien und mehr als 100 Austauschpunkte eröffnet. Darüber hinaus ist der Aufbau eines Netzes von Notladestationen geplant, an denen jeder Radfahrer durch Einwerfen einer Münze in den Automaten und Einstecken des Ladesteckers in die Buchse der Elektroladesäule den Akku schnell aufladen kann.

Ein modernes Elektrofahrrad ist ein rundum komfortables, umweltfreundliches Fahrzeug, das minimale Wartungskosten und sehr wenig Platz in Garage und Parkplatz benötigt. Was die Hochgeschwindigkeitsqualitäten eines Elektrofahrrads angeht, kann es auf einem horizontalen Straßenabschnitt leicht von einem normalen Sport-Touristen-Fahrrad überholt werden. Und es geht nicht um die geringe Leistung des Motors. Ein E-Bike ist speziell so konstruiert, dass der Elektroantrieb nur dann Strom erzeugt, wenn der Radfahrer in die Pedale tritt. Sobald er aufhört mit den Füßen zu arbeiten oder auf eine Geschwindigkeit von 20-24 km/h beschleunigt, wird der Motor automatisch abgeschaltet. Wenn Sie schneller fahren möchten, treten Sie in die Pedale.

Bei den sogenannten „leisen“ Elektrofahrrädern, die Geschwindigkeiten von bis zu 24 km/h erreichen, übernimmt der Elektroantrieb eine Nebenfunktion – damit verbringt der Radfahrer weniger Kraftaufwand, was gerade bei langen Fahrten wichtig ist, bei Gegenwind oder bergauf. Die Leistung des Elektromotors überschreitet 250 W nicht – das ist ein Wert, der der Leistung entspricht, die der Radfahrer selbst lange Zeit entwickeln kann. Auf einem Elektrofahrrad starten sie mit den gleichen Pedalen. Wenn die Geschwindigkeit 2-3 km / h erreicht, schaltet ein spezieller Sensor an der Antriebsradgabel automatisch den Motor ein. Aber es gibt E-Bikes mit komplexerer Sensorik, sie schalten den Elektromotor gleich nach dem Start ein.

Die Schweiz und einige US-Bundesstaaten produzieren leistungsstärkere "schnelle" Elektrofahrräder, deren Geschwindigkeit nicht auf 20-24 km/h begrenzt ist. Sie sind mit Elektromotoren mit einer Leistung von 400 W oder mehr ausgestattet, die unabhängig von den Pedalen arbeiten. Die Motorleistung und dementsprechend die Geschwindigkeit werden über den "Gas"-Knopf reguliert. Bei einem „schnellen“ E-Bike spielt der Elektroantrieb die Hauptrolle und der muskulöse Antrieb die Nebenrolle. Die technischen Eigenschaften eines solchen Autos entsprechen in etwa denen eines leichten Mopeds. Ein "schnelles" Elektrofahrrad darf man nur mit Schutzhelm fahren, mit Mofa-Führerschein und Nummernschild (wird zusammen mit einer Versicherungspolice ausgestellt). Der Antrieb des Elektromotors überträgt die Kraft über ein Untersetzungsgetriebe, einen Kettenantrieb oder eine Reibrolle, die gegen den Reifen des Antriebsrades gedrückt wird, auf das Vorder- oder Hinterrad des Fahrrads (Abb.2.1).

Abbildung 2.1. "Schnelles" Elektrofahrrad der amerikanischen Firma "EV Global Motors".

Seit einigen Jahren produzieren japanische, taiwanesische und deutsche Firmen Elektrofahrräder mit 200-250 W Motorrädern, die in die Nabe eingebaut sind. Die Idee eines Motorrades ist nicht neu, aber bis vor kurzem war dieses Design nicht weit verbreitet. Der Einsatz eines Motorrades bei Elektrofahrrädern ermöglichte es, auf die mechanische Übertragung zu verzichten und damit die Effizienz des Elektroantriebs deutlich zu steigern. Experten gehen davon aus, dass ein von einem On-Board-Mikroprozessor gesteuertes Motorrad die erfolgreichste und vielversprechendste Konstruktion für einen Elektrofahrradantrieb ist.

Elektrofahrräder verwenden in der Regel Nickel-Cadmium-Batterien mit einer Kapazität von 7-10 Amperestunden, einem Gewicht von 5-7 Kilogramm und billigeren, aber weniger haltbaren und energieintensiven, versiegelten Blei-Zink-Batterien mit Gelee-Elektrolyt. Die Ladezeit des Akkus beträgt 4-5 Stunden, die Gangreserve bei voller Ladung beträgt 20-30 Kilometer oder mehr. Obwohl bereits Elektrofahrräder der dritten Generation aufgetaucht sind, zum Beispiel Yamahas Starcross, mit einer Gangreserve von über 40 Kilometern. Hinzu kommen neue, noch recht teure Nickel-Metallhydrid- und Nickel-Wasserstoff-Akkus, die die Laufleistung eines Elektrofahrrads ohne Nachladen auf bis zu 50 Kilometer erhöhen.

In den USA, Japan, Deutschland und anderen, am weitesten entwickelten Ländern kann das Elektrofahrrad bereits das zweite Familienauto ersetzen, das in der Regel für Fahrten bis zu 15 Kilometern im Schnitt genutzt wird, zum Beispiel zur Arbeit oder zum Einkaufen. Es ist besonders nützlich für nicht allzu sportliche und ältere Menschen, für alle, die sich der Notwendigkeit einer moderaten, aber regelmäßigen körperlichen Aktivität bewusst sind. In der Garage, auf dem Parkplatz, auf der Fahrbahn braucht ein Elektrofahrrad um ein Vielfaches weniger Platz als ein Kleinwagen. Vor allem belastet es die Umwelt nicht.

In letzter Zeit wurde Taiwan als "elektrische Transportinsel" bezeichnet. Vor fünf Jahren gab es nur 67 Elektroroller und Elektromotorräder, letztes Jahr wurden etwa fünftausend verkauft. Die Umweltschutzbehörde der Regierung (EPA) hat eine Quote für den Verkauf dieser Elektrofahrzeuge auf nicht weniger als 2 % des Absatzes von Mopeds, Rollern und Motorrädern festgelegt. Prognosen zufolge wird sich das Verkaufsvolumen von Elektrorollern und Elektromotorrädern in diesem Jahr verdreifachen und auf 16 Tausend Einheiten betragen. Der Staat erstattet einen Teil der Anschaffungskosten von Elektrofahrzeugen so, dass sie für den Käufer mit dem Preis von Mopeds und Rollern mit einem Motorvolumen von 50 cm3 vergleichbar sind.

Auch in Italien ist der Elektroboom zu sehen. Im Dezember 1998 wurde im historischen Zentrum der italienischen Hauptstadt, das jedes Jahr von Millionen von Touristen besucht wird, damit begonnen, einen Park mit Leih-Elektrorollern und ein Netz von Elektroladestationen zu errichten. Dieses Projekt wird von der Gemeinde Rom, dem Umweltministerium, dem WWF und Italia Nostra finanziert. Das italienische Unternehmen "Atala Rizzato" beschäftigt sich mit dem Bau von Ladestationen und der Organisation des Verleihs von Lepton-Elektrorollern. In der ersten Phase sind 85 Stationen für das „langsame“ Aufladen von sechs und sieben Stunden mit 16-Ampere-Ladegeräten und 30 Stationen für das „schnelle“ Aufladen von eineinhalb Stunden geplant. Erstere sind für das gleichzeitige Laden von Batterien von vier Besatzungen ausgelegt, und letztere - nur zwei. Alle Stationen werden auf Parkplätzen gebaut, sie können Batterien für kommunale und private Elektroroller, Elektrofahrräder und Elektrofahrzeuge aufladen. Die ungefähren Kosten für die Anmietung einer elektrischen Walze betragen 1,3 bis 1,8 USD pro Stunde.

In westlichen Ländern sind bei den über 40-Jährigen „leise“ Elektrofahrräder am beliebtesten, bei denen der Motor nur die Bewegung unterstützt. Vor allem werden sie in Japan und europäischen Ländern gefahren. Junge Leute ziehen schnelllaufende Modelle mit kraftvollen Elektroantrieben und modernem Design an. Bei „schnellen“ E-Bikes kann man die Leistung des Motors verändern, muss aber nicht ständig in die Pedale treten. Sie dominieren die Vereinigten Staaten und China. Ein Foto eines "leisen" Elektrofahrrads ist in Abb. 2.2.

Abbildung 2.2. "Leises" Elektrofahrrad der Taipeh-Firma "Elebike Co., Ltd" mit 250 W, 36 V DC-Motorrad und einem Blei-Zink-Akku mit einer Kapazität von 7 Ah (im Kunststoffkoffer auf geneigtem Rahmen) .

Die Preise für E-Bikes in Europa, Japan und den USA liegen zwischen 1.000 und 2.000 US-Dollar. Die günstigsten gibt es in China und Taiwan, wo sie für 200-350 US-Dollar erhältlich sind. Noch billiger ist es, ein gewöhnliches Fahrrad zu kaufen und selbst oder in einer Werkstatt einen Elektroantrieb anzubringen: einen Motor, eine Batterie, ein Ladegerät, eine Elektronikeinheit, eine Fernbedienung und einen Bedienknopf. Eines der beliebtesten E-Bike-Modelle ist in Abb. 1 dargestellt. 2.3.

Abbildung 2.3. Elektrofahrrad "Dracle" der japanischen Firma "Panasonic"

Experten zufolge wird die Zahl der Elektrofahrräder weltweit bis 2003 zwei Millionen überschreiten.

Basierend auf den von Honda bereitgestellten Materialien werden vier Basismannschaften produziert: das City Pal-Zweisitzer-Elektrofahrzeug, der Step Deck-Einsitzer mit kombiniertem Antrieb, die Mon Pal-Einsitzer-Elektrowalze und das Raccon-Elektrofahrrad.

Die Mono-Elektrowalze Mon Pal (Abb. 2.4) ist sehr praktisch für alltägliche Fahrten auf kurzen Strecken. Seine Geschwindigkeit beträgt nicht mehr als 6 Kilometer pro Stunde. Der Elektroroller eignet sich sehr gut zum Fahren in Fußgängerzonen, auf Garten- und Parkwegen, in großen Handels- und Ausstellungsräumen, was älteren Menschen sicher gefallen wird. Gesamtabmessungen von Mon Pal - 1450 x 690 x 1080 mm (1625 mm mit Markise). Der Kommutator-Gleichstrommotor wird zur Hinterachse angetrieben.

Abbildung 2.4. Elektrischer Roller für ältere Menschen Mon Pal.

Das Elektrofahrrad Raccon 26LX-3B (Abb. 2.5) ist gut, weil es dem Radfahrer bei langen Strecken, bei langen Anstiegen und gegen den Wind viel weniger Kraft abverlangt als alle anderen Modelle. Sein Gewicht beträgt 31 kg, die Gesamtmaße betragen 1885 x 580 x 770-920 mm (je nach Sattelhöhe). Das E-Bike ist mit vorderen und hinteren Gepäckträgern für 4 und 10 kg ausgestattet. Der Raccon wird von einem kleinen 24 V, 220 W DC-Bürstenmotor und einem kompakten 5 A NiCd-Akku angetrieben. . h die Größe eines nicht sehr dicken A4-Buches. Ein voll aufgeladener Akku, meist auf einem Rahmen hinter dem Frontgepäckträger platziert, reicht für 27 Kilometer, während er mit einem 3,8-Watt-Scheinwerfer die Straße ausleuchtet. Magnetische Geschwindigkeitssensoren und eine elektronische Steuereinheit erhöhen die Leistung des Elektroantriebs bei einer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit von 0 auf 15 Stundenkilometer gleichmäßig und sorgen für konstante Leistung im Geschwindigkeitsbereich von 15-23 Stundenkilometern. Bei höheren Drehzahlen wird der Motor automatisch abgeschaltet. Wenn Sie schneller fahren wollen - treten Sie in die Pedale!

Abbildung 2.5. Elektrofahrrad Raccon der Firma Honda.

3 Autos fahren auf Schienen

Unter den zahlreichen Projekten, die das Problem der Überlastung in den Verkehrsnetzen von Megalopolen lösen sollen, gibt es immer mehr Vorschläge, den städtischen Verkehr, einschließlich des Autos, auf die Schiene zu verlagern.

Eines der gewagtesten Projekte präsentierte das dänische Unternehmen RUF International. Das von den Dänen vorgeschlagene Transportsystem ist ein Einschienenbahnnetz, das von öffentlichen und privaten Elektrofahrzeugen genutzt wird.

Der Transport überwindet kleine Streckenabschnitte auf normalen Straßen, tritt dann in die Schienen ein und vereint sich zu einer Art Züge.

Der Aufbau eines auf Schienen fahrenden Wagens ist in Abb. 3.1

Abbildung 3.1. Die Struktur eines Autos, das sich auf Schienen bewegt

Fahrzeuge, die auf die Schiene geraten sind, müssen nicht kontrolliert werden - der Fahrer stellt das Programm ein und kann schlafen, lesen, auf das Internet zugreifen oder fernsehen - die Informationen werden an einen bestimmten "Chefdisponenten" übermittelt und die Automatik erledigt alles von selbst, geleitet von den überall installierten Messwerten, auch unterirdisch, Sensoren.

Bei Bedarf kann der Fahrer wieder die Kontrolle übernehmen. Es wird davon ausgegangen, dass die Fahrgeschwindigkeit auf den Schienen 120 km / h beträgt.

Das Straßennetz wird nach dem Projekt von RUF International aus 25 km Schienenabschnitten mit speziellen „Kreuzungen“ alle fünf Kilometer bestehen, damit einige Fahrer in den „Zug“ einsteigen und andere ausweichen oder entgleisen können (Abb. 3.2-3.3). . Die Höchstgeschwindigkeit zwischen „Kreuzungen“ (150 km/h) beim Anfahren an Kreuzungen wird automatisch auf 30 km/h reduziert.

Abbildung 3.2. Übergang zur Kreislinie

Abbildung 3.3. Übergang von der Schiene zum Fahrbahnbett

Auch Streckenabschnitte ohne Schienen werden automatisiert: Die unterirdisch verbauten Sensoren bilden eine Art Fahrrinne, sodass der Fahrer sein Auto gar nicht mehr fahren muss.

Die Energieversorgung für Elektrofahrzeuge erfolgt direkt über die Einschienenbahn – diese liefert Strom während der Fahrt im „Zug“ und lädt die Batterien für kurze Fahrten auf normalen Straßen.

Am Ziel angekommen, steigt der Fahrer aus dem Auto und geht seiner Arbeit nach – die Automatisierung selbst schickt das Auto zum nächsten Parkplatz, von wo aus der Besitzer ihn anrufen kann, um die Fahrt fortzusetzen.

Es gibt noch eine andere Möglichkeit - ohne Parken, wenn jeder das erste Auto benutzen kann, das ihm begegnet. Als Schutz vor Vandalismus schlagen die Entwickler folgendes Schema vor: Beim Einsteigen in das Auto "zeigt" der Fahrer einen bestimmten Ausweis, den das Auto identifiziert.

Das Auto "erinnert" sich an denjenigen, der es zuletzt gefahren hat, und der neue Fahrer muss seinen Zustand beim Einsteigen beurteilen. Erst bei "Annahme" des Autos wird der neue Fahrer identifiziert und wird für einige Zeit sein Besitzer.

Autos für das RAF-Transportsystem können alles sein - ein "Auto", ein Lastwagen, ein Bus - aber um auf Schienen zu fahren, müssen sie alle einen V-förmigen Kanal haben, der entlang der Unterseite des Wagenkastens verläuft (Abb. 3.4).

Abbildung 3.4. Schienendesign

Der „Slot“ verläuft in der Mitte und teilt den Innenraum in zwei Teile. Die Entwickler schlagen vor, die "Beule" als Armlehne oder "Platz für ein Kind" zu verwenden.

Die Einschienenbahn ist für Großstädte gedacht, aber die Autoren des Projekts haben die Bewohner der Vorstadt nicht vergessen: Es wird ein Hybridverkehr mit Elektro- und Benzinmotoren bereitgestellt. Der öffentliche Nahverkehr mit dem Namen Maxi-RUF ist beispielsweise ein Bus, der zehn Fahrgäste ohne Fahrer befördern kann.

Seit 1988 arbeitet das Unternehmen an seinem Konzept. RUF International hat 16 Sponsoren, darunter kein einziger Autohersteller, aber eine dänische Niederlassung von Siemens und die dänischen Energie- und Umweltministerien.

Die Briten arbeiten an einem ähnlichen, aber viel realistischeren Projekt. Ein Monorail-Projekt namens ULtra (Urban Light Transport) von Advanced Transport Systems wird 2004 erstmals umgesetzt. Und im Januar 2002 gründeten sie eine experimentelle Niederlassung in der Nähe von Bristol in der Stadt Cardiff (Abbildung 3.5). Wenn die Testergebnisse zufriedenstellend sind, werden ULtra-Netze zuerst in Cardiff und dann in anderen Städten im Vereinigten Königreich aufgebaut.

Abbildung 3.5. Foto der experimentellen Filiale in Cardiff

ULtra ist eine Form von Personal Rapid Transit (PRT). Tatsächlich handelt es sich um eine Einschienenbahn, auf der sich kleine vollautomatische Straßenbahnen bewegen - eine U-Bahn, nur ohne Fahrer und tatsächlich Züge.

Kapselähnliche kleine Trolleys, die für mehrere Personen ausgelegt sind, werden sich mit einer Geschwindigkeit von 25 km / h entlang der Einschienenbahn bewegen.

Das ULtra-Projekt, das auch „fahrerloses Taxi“ genannt wird, wurde von Advanced Transport Systems in Zusammenarbeit mit Spezialisten der Universität Bristol entwickelt.

Die erste in Cardiff gebaute "Teststrecke", entlang der sich 30 "Kapseln" bewegen werden, wird 1,5 km lang sein. In dem ausgebauten Netz wird die Zahl der Wagen auf 120 erhöht. Die Bewegung jeder „Kapsel“ wird von einem zentralen System mit verschiedenen Sensoren überwacht.

Die Passagiere werden an speziellen Stationen ein- und aussteigen. Zu beachten ist, dass die „Kapseln“ nicht auf der Bundesstraße halten, sondern auf separaten Gleisen bis zu den Bahnhöfen fahren.

Am Eingang muss der Fahrgast eine Chipkarte in den "Empfänger" einführen, auf der die Route seiner Fahrt angezeigt wird. Es ist möglich, dass mit dieser Karte auch Fahrten bezahlt werden (Tarif ist der gleiche wie bei Busfahrten).

Die Entwickler behaupten, dass ihr Elektrotransport erstens die Umwelt nicht verschmutzt, zweitens leicht ist (Gewicht des Wagens 800 kg), drittens ist es ihnen gelungen, das "visuelle Eindringen" in das architektonische Erscheinungsbild von Städten und der Umgebung zu minimieren. und schließlich ist ULtra ein sicherer Transport.

Tatsächlich kann bei einer Geschwindigkeit von 25 km / h (und in der Nähe von Haltestellen 5 km / h) wenig passieren. Jeder Trolley ist jedoch mit einem speziellen "Erkennungssystem" ausgestattet, das die "Kapsel" automatisch stoppt, wenn sich ein Hindernis vor Ihnen befindet.

Eine Panne (die Wahrscheinlichkeit eines von ihnen ist laut den Machern extrem gering) eines der Wagen blockiert nicht das gesamte Transportsystem, und das eingebaute "Steuerungssystem" sendet ein Signal an das "Center". .

Das System ist ausschließlich für Städte gedacht und soll laut den Entwicklern keine Busse und Autos ersetzen, sondern nur eine Ergänzung zu den bestehenden öffentlichen Verkehrsmitteln werden.

4.Monocar

In der modernen Welt gibt es zwei Haupttypen von Fahrzeugen.

AUTOS haben einen höheren Komfort, Sicherheit, Tragfähigkeit usw., aber man kann nicht übersehen, dass sich das bestehende Konzept eines vierrädrigen Fahrzeugs (Autos) seit dem Aufkommen des Wagens nicht geändert hat und den modernen Anforderungen für Wendigkeit, Effizienz, Emissionen in die Umwelt usw.

MOTORCYCLES zeichnen sich durch äußerste Einfachheit und Zuverlässigkeit des Designs aus. Dies ist ein Rahmen mit Sattel, Motor und Rädern, dessen Vorderseite schwenkbar ist. Sie haben eine hohe Manövrierfähigkeit und Wendigkeit, schützen den Fahrer jedoch praktisch nicht vor Witterungseinflüssen, gewährleisten nicht seine Sicherheit und werden daher von Autos fast verdrängt.

Aber es gibt ein Konzept, das die Vorteile von Motorrad und Auto vereint. Dies ist ein Auto mit einer Karosserie und einem zweirädrigen Fahrwerksaufbau. Ein solches Auto (Monocar) kann den Komfort, die Tragfähigkeit und Sicherheit des Autos und die Manövrierfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Geländegängigkeit eines Motorrads aufweisen.

Die Stabilität eines Motorrads hängt vom Gleichgewicht der auf es einwirkenden Kräfte ab. Das Motorrad kann nur stabil stehen, wenn der Drehpunkt und die resultierenden Kräfte zusammenfallen. Bei einer geradlinigen Bewegung gibt es nur eine Kraft. Dies ist die Schwerkraft, die auf den Schwerpunkt ausgeübt wird und senkrecht nach unten gerichtet ist. Es hat keine Abweichungen vom Drehpunkt, daher gibt es keine Kippkraft.

Bei einer Kreisfahrt wirkt zusätzlich eine Fliehkraft auf die Maschine, die nach außen gerichtet ist und ein Kippmoment erzeugt. Um die Maschine im Gleichgewicht zu halten, muss die Resultierende dieser Kräfte den Drehpunkt passieren. Bei Motorrädern wird das Gleichgewicht entweder durch Umlenken des Fahrers auf die entgegengesetzte Seite des Kippmoments oder durch Drehen des Lenkrads in Richtung der Neigung der Maschine erreicht. Das heißt, entweder weicht der Schwerpunkt ab, um mit dem Drehpunkt zusammenzufallen, oder der Drehpunkt weicht zum Schwerpunkt hin ab. In diesem Fall muss das Gleichgewicht mit hoher Genauigkeit gehalten werden, da das Motorrad sonst unweigerlich zur Seite der stärksten wirkenden Kraft überschlägt. Daher hängt die Stabilität des Motorrads beim Fahren im Kreis ab von:

1. Motorradfahrgeschwindigkeiten

2. Wenderadius

3. Der Neigungswinkel des Motorrads

4. Versatz der Abfahrt des Vorderrades

Der maximale Neigungswinkel der Maschine hängt von der Struktur und Form des Maschinenkörpers ab. Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit und dem sicheren Wenderadius.

V 2 = g * R * ctg a,

wobei V die Geschwindigkeit des Motorrads ist, m / s,

g - Erdbeschleunigung, 9,8 m / s 2,

R ist der Wenderadius des Motorrads, m,

ctg a - Steigungskotangens.

Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, muss das Vorderrad in Richtung Drehpunkt gedreht werden.

Wenn eine Kurve mit höherer Geschwindigkeit erforderlich ist, muss das Motorrad beim Einfahren in die Kurve stärker geneigt sein und das Vorderrad des Motorrads muss in die entgegengesetzte Richtung der Kurve gedreht werden. Dies geschieht, um den Drehpunkt des Motorrads mehr in Richtung des Schwerpunkts zu verschieben. Reicht dies nicht aus, um das Gleichgewicht zu halten, lenkt der Fahrer den Körper aus dem Drehzentrum aus, bis die resultierenden Kräfte und der Drehpunkt zusammenfallen. Bei einem einspurigen Fahrzeug sind solche Manöver aufgrund der breiteren Karosserie möglicherweise nicht möglich.

Es wird fälschlicherweise angenommen, dass das Kreiselmoment der Räder das Motorrad beeinflusst. Sein Einfluss ist unbedeutend, denn bei einer Reifen- und Felgenmasse von 3 kg, einer Drehzahl von 833 U/min und einer Lenkgeschwindigkeit von 0,2 U/min beträgt das Kreiselmoment des Rades 0,35 kg. Gleichzeitig erzeugt eine 10 cm Auslenkung des Schwerpunkts bzw. Drehpunkts des Motorrads bei einem Schwerpunkt von 100 cm und einem Motorrad- und Fahrergewicht von 140 kg eine Auslenkungskraft von 14 kg.

Beim Wenden sollte also die zusätzliche Abweichung des Schwerpunkts vom Drehpunkt in Kilogramm gleich der Rückstellkraft des Schwungrad-Kreiselmoments in Kilogramm sein.

Wahrscheinlich hat jeder einen Motorradfahrer beim Motorradrennen gesehen, der nicht in eine Kurve eingefahren ist, über den Boden in Richtung Schleudergang rutschte und als nächstes sein Motorrad taumelte. Das kann bei jedem Zweirad passieren. Eine Besonderheit jedes Zweiradfahrzeugs ist, dass es sich in Kurven zur Mitte der Kurve neigen kann. Dadurch können Sie Kurven ohne Schleudern mit großer Beschleunigung nehmen. Aber nur so lange, bis die Fliehkraft die Reibungskraft übersteigt. Und dann ist ein Aufprall am Straßenrand vorprogrammiert.

Bei Zweirädern besteht eine gewisse Abhängigkeit des Grenzneigungswinkels vom Wendekreis. Der Neigungswinkel des Monocars hängt von den Konstruktionsmerkmalen ab, zum Beispiel wird er durch die Abmessungen der Karosserie (35 Grad) begrenzt. Wenn Sie das Lenkrad zu steil einschlagen, liegt das Monocar auf der Seite und rutscht darauf auf der Straße in Richtung Schleuder. Das Monocar wird wegen des Schwungrads nicht wie ein Motorrad Purzelbäume schlagen können. Es hat zu viel gyroskopisches Kraftmoment. Höchstwahrscheinlich dreht es sich um den Kontaktpunkt, und selbst dann ist es unwahrscheinlich. Fahrer und Beifahrer bleiben selbstverständlich drinnen. Ihre Empfindungen werden wahrscheinlich nicht angenehm sein, aber sie können Schäden oder Verletzungen vermeiden. Sie klappern nicht einmal im Körper, da sie durch den Fliehkraftvektor nur in den Stuhl gedrückt werden.

Am vorstehenden Körperteil links und rechts können Sie eine kleine Plattform installieren - eine Stütze. Dann liegt das Monocar bei einer scharfen Kurve nicht auf der Karosserie, sondern auf der Stütze. Dies wird es im wörtlichen und im übertragenen Sinne ermöglichen, eine ANDERE Kehrtwende zu machen.

Um die Balance von einspurigen Fahrzeugen zu halten, kann ein Schwungrad verwendet werden, das auch zur Energierückgewinnung beim Beschleunigen und Verzögern dient. Die Aufgabe des Schwungrades besteht darin, eventuell auftretende Abweichungen auszugleichen. Die Rückstellkraft des Schwungrades hängt von seiner Rotationsgeschwindigkeit ab. Bei einer Abnahme der Drehgeschwindigkeit eines Schwungrades mit horizontaler Drehachse beginnt es um einen Winkel von der Vertikalen abzuweichen, der durch die resultierende Schwerkraft und das rückstellende Kreiselmoment bestimmt wird.

Beim Anhalten ist das Kreiselmoment des Schwungrads maximal, wodurch die Maschine aufrecht gehalten wird, und mit zunehmender Geschwindigkeit nimmt sie allmählich ab, so dass das Fahrzeug kippen kann, um Kurven zu machen, da die Schwungradenergie für die Bewegung der Maschine aufgewendet werden muss .

Bei einigen Konstruktionen war die Drehachse des Schwungrads horizontal und das Schwungrad drehte sich in die gleiche Richtung wie die Räder. Das Kippen eines solchen Schwungrades nach links bewirkt eine zusätzliche Drehung der Maschine nach links. Dies kann das Kurvenfahren erleichtern, aber auch destabilisieren.

Daraus folgt die Schlussfolgerung: Wenn die Drehrichtung eines Schwungrads mit horizontaler Drehachse mit der Drehrichtung der Räder übereinstimmt, ist eine solche Maschine wendiger, aber weniger stabil. Und dementsprechend umgekehrt.

Wenn die Drehachse des Schwungrads vertikal ist, sollte es hin und her ausgelenkt werden. Bei einer vertikalen Achse kann der Kreiseleffekt jedoch eine zusätzliche Kufe in die Kurve einbringen (wie der Propeller eines einachsigen Hubschraubers), und Sie müssen ein zweites Schwungrad mit der entgegengesetzten Drehrichtung anbringen. Darüber hinaus hat das Schwungrad mit vertikaler Achse einen destabilisierenden Faktor. Beim Bergauf- oder Bergabfahren wird das Auto zusätzlich durch das Kreiselmoment beeinflusst, das das Auto nach rechts oder links auslenkt. Um diesen Effekt zu kompensieren, ist ein kompensierender Ruderausschlag oder der Einbau eines zusätzlichen Schwungrades mit entgegengesetzter Drehrichtung erforderlich.

Auf einem Gyrocar P.P. Shilovsky, das Schwungrad war an einem Rahmen befestigt, der es ermöglichte, seine Achse auszulenken und so das Gleichgewicht der Maschine wiederherzustellen. Der Rahmen wurde durch die Rollsensoren ausgelenkt. Anstelle des Rahmens können Sie zusätzlich das Vorderrad drehen oder neigen, bis der Drehpunkt mit dem Schwerpunkt übereinstimmt. Das Rad kann auch durch ein Signal des Rollsensors gedreht werden.

Aber wenn es gelingt, den genauen Zusammenhang zwischen den auf das Auto wirkenden Kräften zu finden, kann auf Rollsensoren usw. verzichtet werden.

Abhängigkeiten:

Die Abweichung vom Drehpunkt hängt vom Lenkwinkel des Vorderrads ab

Der Lenkeinschlag des Vorderrades hängt vom Wenderadius der Maschine ab

Der Wenderadius ist abhängig von der Geschwindigkeit der Maschine

Die Drehgeschwindigkeit des Schwungrades hängt von der Geschwindigkeit der Maschine ab

Die Rückstellkraft des Schwungrades hängt von seiner Rotationsgeschwindigkeit ab

Die Drehrichtung des Schwungrades mit horizontaler Achse bestimmt die Stabilität und Wendigkeit der Maschine

Motorleistung ist abhängig von der Höchstgeschwindigkeit

Der Einsatz eines Schwungrades an einem Fahrzeug hat folgende Vorteile:

Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs um die Hälfte durch Energierückgewinnung (Return)

Reduzierung der benötigten Motorleistung um bis zu 40%

Die Möglichkeit, den Motor im optimalen Modus zu betreiben

Eliminierung verschiedener Systeme zum Starten des Motors und im Leerlauf

Effektiveres (rutschfreies) Bremsen

Der spezifische Kraftstoffverbrauch ist minimal, wenn der Motor mit etwa 80 % Leistung läuft, und 3-4 mal höher bei 10 %. Allerdings sind es diese 10 %, die für den Stadtverkehr meistens benötigt werden. Auch im Stadtverkehr wird die meiste Energie beim häufig wechselnden Beschleunigen und Verzögern verbraucht. Um solche Kosten zu reduzieren, ist der realistischste Einsatz von Hybridmotoren ein Schwungrad in Kombination mit einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor.

Der Motor, der im maximalen Sparmodus arbeitet, "pumpt" Energie hinein und hält die Geschwindigkeit in einem bestimmten Bereich. Die zum Antrieb des Fahrzeugs erforderliche Energie wird über ein stufenloses Getriebe entnommen. Beim Bremsen wird die kinetische Energie des Fahrzeugs wieder auf das Schwungrad übertragen.

Mit Monocar können Sie Energieverluste durch die folgenden Lösungen reduzieren:

Maschinengewicht. Um das Gewicht zu reduzieren, können Sie den Aufbau erheblich vereinfachen und erleichtern, indem Sie einige der Komponenten und Baugruppen entfernen. Ein Monocar benötigt möglicherweise keinen leistungsstarken (und massereichen) Motor, kein Getriebe, keinen Kühler, keinen Anlasser, keinen Generator, keine Zweiradaufhängung, kein Getriebe und vieles mehr. Ein Monocar kann etwa zweimal leichter gebaut werden als ein konventionelles Auto.

Aerodynamischer Widerstand. Den Körper straffer machen. Ein modernes Auto hat einen Luftwiderstandsbeiwert C x = 0,4. Wenn wir versuchen, eine dreisitzige Karosserie in Form eines Tropfens zu bauen und zwei Personen im breiten Teil und eine hinten im schmalen Teil zu platzieren, erhalten wir den Koeffizienten C x = 0,2 oder sogar weniger. Eine ähnliche Form kann jedoch nur bei einem zweirädrigen Auto verwendet werden, da vier Räder immer noch eine rechteckige Form mit allen sich daraus ergebenden Konsequenzen erfordern.

Bei den meisten modernen Autos sind es 0,4. Bei einem Monocar kann er aufgrund des stromlinienförmigen Designs der zweirädrigen Karosserie gleich 0,2 oder sogar weniger sein.

Die Abhängigkeit der Leistung von der Geschwindigkeit ist in Abb. 4.1.

Abbildung 4.1. Leistung versus Geschwindigkeit

F = C x * Sm * P * V2

wobei F die Widerstandskraft des Mediums ist, H

C x - Koeffizient des aerodynamischen Widerstands,

S m - mittschiffs, m 2

P ist die Dichte des Mediums,

V - Geschwindigkeit, m / s

Das sind 0,2 * 1,22 * 1,2 * 767 = 224 N bei 100 km/h

Für einen Lauf von 100 km werden 224 * 100.000 = 22.400.000 J benötigt, was einer Leistung von 6,2 kW entspricht. (8,4 PS) bei 100 km/h oder 3,2 kW bei einer Geschwindigkeit von 72 km/h oder 833 W bei 36 km/h

Motoreffizienz. Es ist ratsam, auf den Verbrennungsmotor mit einem Wirkungsgrad von 18-20% zu verzichten und einen Elektromotor (Wirkungsgrad 90%) zu verwenden. Der Einsatz eines Schwungrades kann die erforderliche Motorleistung deutlich reduzieren.

Energierückgewinnung. Die Verwendung eines Schwungrades zur Rekuperation (Akkumulation) von Bremsenergie mit anschließendem Rückstoß beim Beschleunigen. Wenn diese Energie in normalen Autos nur zum Erwärmen der Bremsbeläge verwendet wird, kann mit einem Schwungrad der Kraftstoffverbrauch im Vergleich zum Fahren im Stadtmodus erheblich (fast 2-mal) gesenkt werden.

Straßenwiderstand. Ein zweirädriges Monocar benötigt deutlich weniger Energie, um den Straßenwiderstand zu überwinden.

4000H * 0,02 = 80H

Für eine Laufstrecke von 100 km werden 80 * 100.000 = 8.000.000 J benötigt, was einer Leistung von 2,2 kW/h entspricht. (3 PS)

Der Aufbau der Maschine ist in Abbildung 4.2 dargestellt.

Abbildung 4.2. Monocar-Design

Ein Schwungrad befindet sich in der Mitte des Autos zwischen Fahrer- und Beifahrersitz. Über dem Schwungrad befindet sich ein Joystick-Steuerungsknopf. Direkt vor dem Schwungrad befindet sich die Vorderradaufhängung. Der Beifahrersitz befindet sich genau in der Mitte zwischen den Vordersitzen. Hinter dem Rücksitz befindet sich ein kleiner Kofferraum. Hinterradaufhängung unter dem Kofferraum.

Der Korpus ist eine Struktur aus einem Metallrahmen und aufklappbaren Verkleidungselementen. Längs in der Mitte der Maschine befindet sich ein Powerframe mit Schwungrad und Radaufhängungen. Die Karosserie ist zweitürig, mit vertikaler Öffnung der Türen relativ zur Mitte der Windschutzscheibe. Das Auto hat 2 kleine Racks an den Seiten des vorderen Radkastens. Über dem Radhaus des Hinterrades gibt es keine Dachträger, um die Aerodynamik der Karosserie zu verbessern.

Die Lösung vieler Probleme des Monocars wird der Einsatz sogenannter Motorräder sein. Darüber hinaus ist die Verwendung von drei gleichartigen Motorrädern technisch gerechtfertigt. Zwei direkt in den Rädern und einer als Schwungrad. Sie unterscheiden sich nur in der maximalen Drehzahl und Rotormasse. Bei einem Schwungrad muss die Rotormasse mindestens 20 kg betragen.

Somit besteht die gesamte Kinematik der Maschine nur noch aus zwei Rädern, einem Schwungrad und einer elektronischen Steuerung. Das Steuergerät wird benötigt, um Energie vom Schwungrad auf die Räder und umgekehrt zu übertragen.

Japanische Firmen haben leichte bürstenlose Gleichstrommotoren auf Seltenerd-Magneten mit einem maximalen Wirkungsgrad von bis zu 98% und hocheffizienten Mikroprozessor-Steuerungssystemen entwickelt. Diese langsam laufenden Motoren sind direkt in die Antriebsradnaben eingebaut. Dadurch konnte auf das mechanische Getriebe verzichtet und der Gesamtantriebswirkungsgrad auf 96-97% gesteigert werden. Motorräder mit einer Leistung von 200-250 W werden für leichte Elektrofahrzeuge in Serie produziert - zum Beispiel für Elektrofahrräder, die bereits auf den Straßen der Welt erscheinen.

Vorteile des Einsatzes von Radmotoren an Fahrzeugen:

· Die Anordnung des Wagens wird durch eine relativ freie Wahl des Einbauortes des Motorrads im Verhältnis zu anderen Fahrzeugeinheiten verbessert;

· Das Gesamtgewicht der elektrischen Antriebseinheiten (nicht nur der Motorräder) ist im Vergleich zum Gewicht der hydromechanischen Antriebseinheiten reduziert;

· Die gewünschte Verteilung der Fahrzeugmasse entlang der Achsen wird durch die Möglichkeit der Variation der Fahrzeugbasis erreicht;

· Die Anzahl der im Betrieb stark verschleißenden Teile und Baugruppen des mechanischen Getriebes wird reduziert, was die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems erhöht;

· Die Möglichkeit, ein Motorrad mit hoher Leistung zu implementieren, wodurch die Tragfähigkeit des Fahrzeugs erhöht werden kann, ohne die Anzahl der Antriebsräder zu erhöhen;

· Möglichkeit der stufenlosen oder im Extremfall zweistufigen Traktionskontrolle;

Das Bremsen auf großen langen Hängen ist dank des Einsatzes einer elektrischen Bremse hocheffizient und zuverlässig

Die Maschine wird über einen Joystick-Griff gesteuert, der zwischen Fahrer- und Beifahrersitz installiert ist. Am Griff befinden sich auch Tasten zum Einschalten des Scheinwerfers, zum Abbiegen, zum Signal usw. Die Steuerung erfolgt durch Ändern der Übersetzung des Variators. Wenn der Griff "vorwärts-rückwärts" und "links-rechts" gekippt wird, treten die Bremsbeschleunigung bzw. Drehungen der Maschine auf. Mit der maximalen Auslenkung des Griffes „vorwärts“ kann der zusätzliche Bremsgriff des Hinterrades ausgelöst werden.

Das Bedienfeld hat kleine Abmessungen, digitale Anzeige auf LEDs und kann an einer beliebigen Stelle platziert werden, zum Beispiel am Rückspiegel in der Mitte des Autos. Anstelle einer Anzeige können Sie einen Sprachsynthesizer verwenden.

Sie können angeben:

1. Die Geschwindigkeit der Maschine;

2. Kurven (kann durch Lichter an den Rückspiegeln ersetzt werden);

3. Position der Türen (Luken) und Kofferräume (offen oder geschlossen).

Bei einem Monocar ist es besser, den Bedienknopf und die Instrumententafel zur Seite zu legen. Da sich vor Fahrer und Beifahrer kein traumatisches Hindernis mehr befindet, kann ein Vektor-Sicherheitssystem verwendet werden. Bei einem solchen System hat der Sitz die Fähigkeit, bei einem Frontalaufprall nach vorne in die freie Zone zu rollen und gleichzeitig nach hinten zu kippen. Nach dem Aufprall kehrt der Sitz auf den Stoßdämpfern in seine ursprüngliche Position zurück. Dieses System ist zuverlässiger als Sicherheitsgurte und Airbags. Bei besonders starken Aufprallen ist es sogar möglich, den Sitz durch die Windschutzscheibe zu schleudern, bis die Trägheit des Aufpralls vollständig aufgehoben ist.

Bei einer Maschine mit Schwungrad sind seitliche Stöße sicher, da sie nicht zu einem Überschlag führen. Die Maschine schwingt wie ein Pendel nur um die Hochachse. Und wenn Sie am Straßenrand oder am Hang fahren, behält das Auto die vertikale Position der Karosserie bei. Wenn an einem sehr steilen Seitenhang ein konventionelles Auto umkippt, rutscht das Monocar nur den Hang hinunter und behält dabei eine aufrechte Position.

Bei gleichmäßiger Bewegung befindet sich der Stuhl in einer aufrechten Position. Bei starkem Bremsen rollt der Sitz entlang der Schienen nach vorne und dreht sich gleichzeitig in eine horizontale Position. In diesem Fall hängt der Neigungswinkel des Stuhls von der Bremskraft ab, und wenn diese Kraft nachlässt, kehrt der Stuhl in seine ursprüngliche Position zurück.

Im Auto können mehrere Bremsmethoden bereitgestellt werden:

Kinetisch. Der Hauptweg. Dabei wird die kinetische Energie der Maschine in kinetische Energie des Schwungrades umgewandelt.

Elektrodynamisch. Am Ballastwiderstand kann die elektrische Leistung der Radmotoren gelöscht werden. Zum Beispiel direkt an eine elektrische Heizung.

Differential. Wenn der Vorderradmotor gegenphasig mit dem Hinterradmotor eingeschaltet wird, dreht er sich in die entgegengesetzte Richtung, bis die Maschine und das Vorderrad vollständig zum Stillstand kommen.

Stepper. Der Radmotor ist ein Schrittmotor. Sie können die Rotationsfrequenz des Rotormagnetfeldes beliebig niedrig bis auf Null einstellen. Dadurch wird der Rotor effektiv gestoppt.

Reibungslos. Wenn zwischen Rotor und Stator eine Reibdichtung eingelegt wird und der Rotor in einem Magnetfeld oder an einem Luftpolster (Gaslager) aufgehängt ist, liegt der Rotor beim Abschalten des Lagers mit dem gesamten Masse der Maschine. Dies ist analog zu herkömmlichen Scheiben- oder Trommelbremsen.

Mechanisch. Wenn Sie die Höhe der Federung ändern, kann das Auto auf dem Boden liegen und durch hervorstehende Karosserieteile bremsen. So können Sie auch auf Eis bremsen.

Der Scheinwerfer befindet sich unter der Vorderradabdeckung. Es kann vom vorderen Kofferraum in eine Nische abgesenkt werden. Der Scheinwerfer lässt sich zudem horizontal um 360° schwenken, um bei Kurvenfahrten und beim Rückwärtsfahren für Ausleuchtung zu sorgen.
Der Scheinwerfer hat die Form eines Zylinders, in dessen Mitte sich eine Lichtquelle befindet. Ein Teil des Zylinders ist transparent gemacht, der Rest ist mit einer reflektierenden Schicht bedeckt. Hinten kann ein Rotfilter verbaut werden, der beim Zurückdrehen des Scheinwerfers nach vorne strahlt und die Funktion eines Bremslichts übernimmt.

Die Maschine verwendet ein abhängiges Seilaufhängungssystem und einen ausgleichenden Stoßdämpfer. Die Vorder- und Hinterradaufhängung sind durch ein Seil so verbunden, dass die Belastung des Vorderrades, die das Rad nach oben auslenkt, durch die Einfederung des Hinterrades nach unten und umgekehrt kompensiert wird. Als Dämpfkraft wird das halbe Maschinengewicht verwendet. Durch Ändern der Seillänge können Sie die Höhe der Maschine bis zum Absenken auf den Boden auf dem Parkplatz oder im Notbremsmodus verstellen.

Technische Eigenschaften des Monocars:

Länge - 4000 mm.

Breite - 1500 mm.

Höhe - 1500 mm.

Basis - 3000 mm.

Abstand - 350 mm.

Anzahl der Sitzplätze - 3 Personen.

Die Anzahl der Karosserietüren beträgt 2.

Tragfähigkeit - 200-250 kg.

Das Laufwerk ist wahrscheinlich voll.

Die Suspendierung ist abhängig.

Niedriger Kraftstoffverbrauch (nicht mehr als 1 Liter pro 100 km.).

Reduzierte CO2- und CN-Emissionen.

Geringes Gewicht (nicht mehr als 400 kg).

Einfachheit und Zuverlässigkeit des Designs.

Einfach zu bedienen und zu warten.

Hohe Wendigkeit (Wenderadius ca. 4 m).

Niedriger Luftwiderstandsbeiwert.

Kostengünstig

5 unbemannte Flugzeuge

"Unmanned Aerial Vehicles" unterscheiden sich in Gewicht (von Geräten mit einem Gewicht von einem halben Kilogramm, vergleichbar mit einem Flugzeugmodell, bis hin zu 10-15 Tonnen schweren Riesen), Höhe und Flugdauer. Unbemannte Fluggeräte mit einem Gewicht von bis zu 5 kg (Klasse "Micro") können von jeder der kleinsten Plattformen und sogar aus der Hand abheben, auf eine Höhe von 1-2 Kilometern aufsteigen und nicht länger als eine Stunde in der Luft bleiben. Als Aufklärungsflugzeuge werden sie beispielsweise eingesetzt, um militärisches Gerät und Terroristen im Wald oder in den Bergen aufzuspüren. "Micro"-Drohnen mit einem Gewicht von nur 300-500 Gramm können im übertragenen Sinne durch das Fenster schauen und sind daher bequem in städtischen Umgebungen zu verwenden.

Bei „micro“ handelt es sich um unbemannte Fluggeräte der „mini“-Klasse mit einem Gewicht von bis zu 150 kg. Sie operieren in einer Höhe von 3-5 km, die Flugdauer beträgt 3-5 Stunden. Die nächste Klasse ist "Midi". Dies sind schwerere Mehrzweckfahrzeuge mit einem Gewicht von 200 bis 1000 kg. Die Flughöhe erreicht 5-6 km, die Dauer beträgt 10-20 Stunden.

Und schließlich "Maxi" - Fahrzeuge mit einem Gewicht von 1000 kg bis 8-10 Tonnen, deren Höchstgrenze 20 km beträgt, die Flugdauer mehr als 24 Stunden beträgt. Supermaxi-Autos werden wahrscheinlich bald erscheinen. Es ist davon auszugehen, dass ihr Gewicht 15 Tonnen überschreiten wird. Solche "Schwerlaster" werden eine riesige Menge an Ausrüstung für verschiedene Zwecke an Bord haben und die unterschiedlichsten Aufgaben erfüllen können.

Wenn Sie sich an die Geschichte der unbemannten Luftfahrzeuge erinnern, tauchten sie erstmals Mitte der 1930er Jahre auf. Dies waren ferngesteuerte Luftziele, die in der Schießübung verwendet wurden. Nach dem Zweiten Weltkrieg, genauer gesagt bereits in den 1950er Jahren, entwickelten Flugzeugkonstrukteure unbemannte Aufklärungsflugzeuge. Es dauerte weitere 20 Jahre, um Schlagmaschinen zu entwickeln. In den 1970er - 1980er Jahren wurden die Designbüros von P.O. Sukhoi, A.N. Tupolev, V.M. Myasishchev, A.S. Yakovlev, N.I. Aus dem Tupolev Design Bureau gingen die heute noch im Dienst befindlichen unbemannten Aufklärungsflugzeuge "Yastreb", "Strizh" und "Flight" sowie der gemeinsam mit dem Forschungsinstitut "Kulon" geschaffene Streik "Korshun" hervor Der erfolgreichste von ihnen war der "Pchela"-Komplex, der noch immer in Betrieb ist.

In den 1970er Jahren wurden in der UdSSR Forschungs- und Entwicklungsarbeiten eingeleitet, um unbemannte Flugzeuge mit großer Höhe und Flugdauer zu entwickeln. Sie wurden vom VM Myasishchev Design Bureau bearbeitet, wo sie eine "Maxi" -Klasse "Eagle" -Maschine entwickelten. Dann ging es nur noch um das Layout, doch knapp 10 Jahre später wurden die Arbeiten wieder aufgenommen. Es wurde davon ausgegangen, dass das aufgerüstete Gerät in einer Höhe von 20 km fliegen und 24 Stunden in der Luft bleiben kann. Doch dann setzte eine Reformkrise ein, und Anfang der 1990er Jahre wurde das Eagle-Programm mangels Finanzierung eingestellt. Etwa zur gleichen Zeit und aus den gleichen Gründen wurden die Arbeiten am unbemannten Fluggerät Rhombus eingeschränkt. Dieses in seinem Design einzigartige Flugzeug wurde gemeinsam mit NII DAR unter Beteiligung des Entwicklers des Resonanzradarsystems, Chefdesigner E.I.-Radarstation, entwickelt. Seine Masse betrug etwa 12 Tonnen und die Nutzlast erreichte 1,5 Tonnen.

Nach der ersten Entwicklungswelle von "Drohnen" in den 1970er und 1980er Jahren gab es eine lange Flaute. Die Armee war mit teuren bemannten Flugzeugen ausgestattet. Dafür wurden große Mittel bereitgestellt. Dies bestimmte die Wahl der Entwicklungsthemen. Es stimmt, all die Jahre hat sich das kasanische Büro für experimentelles Design "Sokol" aktiv mit "Drohnen" beschäftigt. Das Sokol Design Bureau hat sich im Wesentlichen zu einem spezialisierten Unternehmen für die Herstellung unbemannter Flugsysteme entwickelt. Die Hauptrichtung sind unbemannte Luftziele, auf denen Kampfhandlungen verschiedener Militärkomplexe und Bodendienste, einschließlich Luftverteidigungssysteme, geübt werden.

Heute sind unbemannte Fluggeräte der „Mini“- und „Midi“-Klasse weit verbreitet. Ihre Produktion liegt in der Macht vieler Länder, da kleine Labore oder Institute diese Aufgabe bewältigen können. Was die Fahrzeuge der "Maxi"-Klasse betrifft, so erfordert ihre Herstellung die Ressourcen eines ganzen Flugzeugbaukomplexes.

Was sind die Vorteile von unbemannten Fluggeräten? Erstens sind sie im Durchschnitt eine Größenordnung billiger als bemannte Flugzeuge, die mit Lebenserhaltungs-, Schutz- und Klimaanlagen ausgestattet werden müssen ... Schließlich ist es notwendig, Piloten auszubilden, und das kostet viel Geld . Als Ergebnis stellt sich heraus, dass die Abwesenheit einer Besatzung an Bord die Kosten für die Erledigung einer bestimmten Aufgabe erheblich reduziert.

Zweitens verbrauchen leichte (im Vergleich zu bemannten Flugzeugen) Drohnen weniger Treibstoff. Eine realistischere Perspektive scheint sich ihnen auch mit einem möglichen Übergang zu kryogenen Brennstoffen zu eröffnen.

Drittens benötigen unbemannte Flugzeuge im Gegensatz zu bemannten Flugzeugen keine konkreten Flugplätze. Es reicht aus, eine unbefestigte Start- und Landebahn mit einer Länge von nur 600 Metern zu bauen. ("UAVs" starten mit Hilfe eines Katapults und landen "wie ein Flugzeug", wie Kampfflugzeuge auf Flugzeugträgern.) Dies ist ein sehr ernstes Argument, da 70% der Flugplätze in der Ukraine saniert werden müssen und die Reparaturrate erhöht wird heute ist ein Flugplatz im Jahr.

Das Hauptkriterium für die Wahl des Flugzeugtyps sind die Kosten. Dank der rasanten Entwicklung der Computertechnik ist die "Befüllung" - Bordcomputer von "unmanned Aerial Vehicles" deutlich zurückgegangen. Die ersten Geräte verwendeten schwere und sperrige analoge Computer. Mit der Einführung moderner Digitaltechnik ist ihr „Gehirn“ nicht nur billiger, sondern auch smarter, kompakter und leichter geworden. Dadurch kann mehr Ausrüstung mit an Bord genommen werden und die Funktionalität unbemannter Flugzeuge hängt davon ab.

Wenn wir vom militärischen Aspekt sprechen, dann werden unbemannte Fluggeräte dort eingesetzt, wo bei einem Aufklärungseinsatz oder Luftkampf auf einen Piloten verzichtet werden kann. Auf der IX. Internationalen Konferenz über "UAVs", die 2001 in Frankreich stattfand, wurde die Idee geäußert, dass die militärischen Operationen in den Jahren 2010-2015 auf einen Krieg der automatisierten Systeme reduziert werden, dh auf eine Konfrontation zwischen Robotern.

Experten des Sukhoi Design Bureau analysierten die Entwicklung von wissenschaftlichen und technischen Programmen zur Schaffung von weltweit existierenden "Drohnen" und stellten eine anhaltende Tendenz zur Zunahme ihrer Größe und ihres Gewichts sowie der Höhe und Dauer des Fluges fest. Geräte mit großem Gewicht können länger in der Luft bleiben, höher steigen und weiter "sehen". "Maxi" nimmt mehr als 500 kg Nutzlast an Bord, wodurch Sie Probleme mit großem Volumen und in bester Qualität lösen können.

Die Analyse ergab, dass unbemannte Flugzeuge der „Maxi“- und „Supermaxi“-Klasse heute mehr denn je gefragt sind. Offenbar können sie die Machtverhältnisse auf dem globalen Flugzeugmarkt verändern. Bisher wurde diese Nische nur von amerikanischen Designern gemeistert, die 10 Jahre früher als wir mit der Arbeit an "Maxi" -Klasse "Drohnen" begannen und es geschafft haben, mehrere sehr gute Flugzeuge zu entwickeln. Am beliebtesten ist der Global Hawk (Abbildung 5.1): Er steigt auf eine Höhe von 20 km, wiegt 11,5 Tonnen und hat eine Reiseflugdauer von mehr als 24 Stunden. Die Konstrukteure dieser Maschine gaben Kolbenmotoren auf und statteten sie mit zwei Turbojet-Triebwerken aus. Nach der Vorführung des "Global Hawk" auf der Le Bourget Air Show im Jahr 2001 begann der Westen den Kampf um die Eroberung eines neuen Marktsegments.

Abbildung 5.1. ... Amerikanisches unbemanntes Flugzeug "Maxi"-Klasse "Global Hawk"

Schon bei der Entstehung der ersten unbemannten Flugzeuge der „Maxi“-Klasse „Eagle“ und „Rhombus“ wurde ein Konzept entwickelt, nach dem man begann, unbemannte Fahrzeuge zu bauen, die beste Voraussetzungen für die Unterbringung einer Nutzlast bieten . Auf „Romb“ konnten sie beispielsweise große Antenneneinheiten von 15-20 m Größe mit den Elementen des Flugzeugs kombinieren. Das Ergebnis ist eine „fliegende Antenne“. Heute entsteht tatsächlich eine fliegende Plattform für Beobachtungsgeräte. Durch die Verbindung der Nutzlast mit den Bordsystemen erhalten Sie einen vollwertigen integrierten Komplex, der so weit wie möglich mit elektronischen Geräten ausgestattet ist (Abbildung 5.2). Dabei handelt es sich um eine qualitativ neue Art der Luftfahrttechnologie - eine stratosphärische Plattform zur Lösung von Aufgaben, die entweder die Fähigkeiten von bemannten und unbemannten Fahrzeugen in niedriger und mittlerer Höhe übersteigen oder bei deren Durchführung durch Satellitenkonstellationen unverhältnismäßig hohe Kosten erfordern.

Abbildung 5.2. Unbemanntes Mehrzweck-Fluggerät "Proteus" made in USA

Die ganze Welt hat bereits erkannt, welche Vorteile und Einsparungen unbemannte Fluggeräte nicht nur im militärischen, sondern auch im zivilen Bereich bringen können. Ihre Fähigkeiten hängen weitgehend von einem Parameter wie der Flughöhe ab. Heute liegt die Grenze bei 20 km, in Zukunft bei bis zu 30 km. In dieser Höhe kann ein unbemanntes Flugzeug mit einem Satelliten konkurrieren. Er verfolgt alles, was auf einer Fläche von rund einer Million Quadratkilometern passiert, und wird selbst zu einer Art „aerodynamischer Satellit“. Unbemannte Flugzeuge können die Funktionen einer Satellitenkonstellation übernehmen und in Echtzeit innerhalb einer ganzen Region ausführen.

Um Fotos und Filme aus dem Weltraum zu machen oder ein Objekt zu beobachten, werden 24 Satelliten benötigt, aber selbst dann werden einmal pro Stunde Informationen von ihnen empfangen. Tatsache ist, dass sich der Satellit nur 15-20 Minuten über dem Beobachtungsobjekt befindet, dann die Zone seiner Sichtbarkeit verlässt und an denselben Ort zurückkehrt, nachdem er eine Umdrehung um die Erde gemacht hat. Während dieser Zeit verlässt das Objekt einen bestimmten Punkt, da sich die Erde dreht, und erscheint erst nach 24 Stunden wieder darin. Im Gegensatz zu einem Satelliten begleitet ein unbemanntes Flugzeug ständig den Beobachtungspunkt. Nachdem er mehr als 24 Stunden in einer Höhe von etwa 20 km gearbeitet hat, kehrt er zur Basis zurück und eine weitere verlässt ihn, um am Himmel Platz zu nehmen. Ein weiteres Fahrzeug ist in Reserve. Dies ist eine enorme Einsparung, da Drohnen um Größenordnungen billiger sind als Satelliten.

Unbemannte Flugzeuge können beim Aufbau von Telekommunikationsnetzen und Navigationssystemen mit Satelliten konkurrieren.

Den „Drohnen“ kann eine kontinuierliche Rund-um-die-Uhr-Beobachtung der Erdoberfläche in einem weiten Frequenzbereich anvertraut werden. Mit ihnen ist es möglich, das Informationsfeld des Landes zu schaffen, das die Kontrolle und das Management der Bewegung des Luft- und Wasserverkehrs abdeckt, da diese Maschinen die Funktionen von Boden-, Luft- und Satellitenortungen übernehmen können (gemeinsame Informationen von ihnen geben ein vollständiges Bild dessen, was am Himmel, zu Wasser und zu Lande passiert).

Unbemannte Luftfahrzeuge helfen bei der Lösung einer ganzen Reihe wissenschaftlicher und angewandter Probleme in Bezug auf Geologie, Ökologie, Meteorologie, Zoologie, Landwirtschaft, Klimastudien, Erkundung von Mineralien ... Sie werden die Wanderung von Vögeln, Säugetieren, Fischschwärmen, Veränderungen überwachen bei meteorologischen Bedingungen und Eisverhältnissen auf Flüssen, hinter der Bewegung von Schiffen, der Bewegung von Fahrzeugen und Personen, zur Durchführung von Luft-, Foto- und Filmaufnahmen, Radar- und Strahlungsaufklärung, multispektraler Oberflächenüberwachung, Eindringen in Tiefen von bis zu 100 Metern.

In Abb. 5.3.

Abbildung 5.3. Die Bedürfnisse des globalen Marktes für unbemannte Flugzeugsysteme mit großer Höhe und Flugdauer.

Anwendungsbereiche eines zivilen unbemannten Luftfahrzeugs

ERKENNUNG KLEINER OBJEKTE:

Luft

Oberfläche

Land

LUFTRAUMÜBERWACHUNG:

An schwer zugänglichen Stellen

Bei Naturkatastrophen und Unfällen

Auf temporären Flugrouten in der Luftfahrt der Volkswirtschaft

MARITIME KONTROLLE:

Suche und Detektion von Schiffen

Vorbeugung von Notfällen in Häfen

Kontrolle der Seegrenzen

Kontrolle der Fischereiregeln

ENTWICKLUNG REGIONALER UND INTERREGIONALER TELEKOMMUNIKATIONSNETZE:

Kommunikationssysteme, einschließlich mobile

TV- und Radiosendungen

Weiterleiten

Navigationssysteme

LUFTFOTOGRAFIE UND OBERFLÄCHENKONTROLLE:

Luftaufnahmen (Kartografie)

Prüfung der Einhaltung vertraglicher Pflichten

· (Modus "Offener Himmel")

Kontrolle von hydro- und meteorologischen Bedingungen

Steuerung von aktiv emittierenden Objekten Steuerung von Stromleitungen

UMWELTKONTROLLE:

Strahlungsüberwachung

Gaschemische Kontrolle

Überwachung des Zustands von Gas- und Ölpipelines

Abfrage von seismischen Sensoren

BIETEN LANDWIRTSCHAFT UND GEOLOGISCHE ERFORSCHUNG:

Bestimmung der Bodeneigenschaften

Erforschung von Mineralien

Untergrund (bis 100 m) Erdsondierung

OZEANOLOGIE:

Aufklärung der Eisverhältnisse

Der Rauheit des Meeres auf der Spur

Suche nach Fischschwärmen

6 Solartransport

Elektroautos, Solarautos, Solarfahrräder, Elektromotorboote mit Sonnenkollektoren - all diese umweltfreundlichen Fahrzeuge erschienen erst vor 15-20 Jahren. Elektrofahrzeuge sind seit Jahren keine Seltenheit mehr. Vor allem in den mit Fahrzeugen überfüllten Großstädten werden sie immer häufiger eingesetzt. Solarfahrzeuge sind heute nur noch sehr selten unterwegs. Das ist ein sehr teures Vergnügen. Inzwischen wird der Wasser-Solartransport immer beliebter und erschwinglicher - kleine Boote, die mit Solarenergie betrieben werden. Vor allem eignen sie sich zum Bootfahren und Angeln.

Die meisten Solarfahrzeuge sind einzigartige Autos. Ihre Konstruktion verwendet originelle technische Lösungen und die neuesten Materialien. Daher der sehr hohe Preis. Das zweisitzige Solarauto Dream (Abbildung 6.1) beispielsweise kostete den japanischen Automobilkonzern Honda 2 Millionen Dollar. Aber das Geld wurde nicht umsonst ausgegeben. Die Strecke der Trans-Australian Rally 1996, 3.000 km lang, legte er mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von knapp 90 km/h zurück, auf einem geraden Hochgeschwindigkeitsabschnitt erreichte er 135 km/h. Der Rekord von "Dreams" wurde noch von niemandem gebrochen.

Abbildung 6.1. Solarauto-Rekordhalter "Dream"

Ein Solarauto ist ein Elektrofahrzeug, das mit Photovoltaik-Wandlern (Solarzellen) ausreichend hoher Leistung ausgestattet ist, in denen Lichtenergie in elektrischen Strom umgewandelt wird, der den Fahrmotor antreibt und die Batterien auflädt.

Der Bau von Solarfahrzeugen und deren Erprobung in Rennen nahm nach und nach Gestalt an in einer neuen technischen Sportart – dem „Brainsport“. Tatsächlich ist dies ein Wettbewerb zwischen den Intellekten der Schöpfer von Solarfahrzeugen. Sie dienen dazu, die Parameter der Fahrzeuge der Zukunft zu erarbeiten. Damit ein Solarauto mit einer maximalen Leistung von Sonnenkollektoren und einem Elektromotor von nur 1,5-2 kW mit einem Auto konkurrieren kann, sind die leichtesten und stärksten Konstruktionsmaterialien, hocheffiziente elektrische Antriebssysteme, die neuesten Errungenschaften erforderlich in Aerodynamik, Solar- und Elektrotechnik, Elektronik und anderen Wissenschaften.

Experten gehen davon aus, dass der Solarverkehr ernsthaft mit dem Autoverkehr konkurrieren wird, wenn der Wirkungsgrad erschwinglicher Solarzellen (Photovoltaik-Konverter) 40-50% beträgt. Inzwischen beträgt ihr Wirkungsgrad nur noch 10-12%. Damit Solarfahrzeuge mit 1,5-2 kW Solarbatterien zu Autos mit 100-fach stärkeren Motoren „aufholen“ können, sind leichte und langlebige Baumaterialien, effiziente Elektroantriebe, Errungenschaften in Aerodynamik, Solar- und Elektrotechnik notwendig , Elektronik und andere Wissenschaften. Bei der Solarauto-Rallye werden die Designs der Fahrzeuge der Zukunft getestet.

Solarfahrzeuge haben den minimalen Luftwiderstandsbeiwert für Bodenpersonal (0,1) erreicht. Die Erfahrungen des General Motors Konzerns bei der Entwicklung des rekordbrechenden Solarautos Sunracer (Abb. 6.2) flossen in die Konstruktion des Elektroautos Impact ein, dessen Serienproduktion 1996 begann. Seine Geschwindigkeit erreicht 130 km / h , beschleunigt er in 9 Sekunden auf 100 km/h und läuft 100 km mit herkömmlichen Blei-Säure-Batterien.

Abbildung 6.2. Solarauto Sonnenstrahler

Leichte bürstenlose Gleichstrommotoren mit Magneten aus Seltenerdmetallen und Wirkungsgraden bis 98% sowie effiziente Mikroprozessorsteuerungen sind speziell für Solarfahrzeuge konzipiert. 1993 wurden zum ersten Mal langsamlaufende Motoren direkt in die Naben der Antriebsräder von drei Solarautos eingebaut - den Anführern der transaustralischen Rennen. Die Idee eines Motorrades an sich ist nicht neu, bei Solarfahrzeugen ermöglichte es, auf das Getriebe zu verzichten und den Antriebswirkungsgrad auf 96-97% zu bringen. 1996 nahmen 12 dieser Designs an der Trans-Australian Rally teil und Honda begann, inspiriert vom Erfolg seines Dream, mit der Serienproduktion von Elektrofahrrädern mit Radmotor. Renommierte Reifenhersteller - Michelin, Bridgestone, Dunlop - entwickeln neue Materialien und Laufflächen für Solarfahrzeugreifen. Es wurden bereits Reifen entwickelt, die bei guter Haftung den niedrigsten Rollwiderstandskoeffizienten - nur 0,007 - aufweisen. Michelin stellt ähnlich energieeffiziente Reifen für Serienfahrzeuge her.

Energiesparende Sonnenkollektoren in normalen Autos konditionieren die Luft in den Kabinen und laden die Starterbatterien auf den Parkplätzen auf und versorgen Radio- und Fernsehgeräte mit Strom.

Es gibt jedoch den Solartransport, der sehr wahrscheinlich in naher Zukunft populär und erschwinglich werden wird. Wir sprechen von kleinen Schiffen, Booten, Booten, Katamaranen, Yachten und anderen Wasserfahrzeugen, die mit Solarenergie betrieben werden. Auf dem Wasser wurde das erste elektrisch angetriebene Fahrzeug lange vor dem Aufkommen des Elektrofahrzeugs getestet. 1833 kletterte ein Boot mit zwei Elektromotoren und 27 galvanischen Batterien mehrere Kilometer entlang der Newa. Es gehörte dem deutschen Ingenieur Moritz Jacobi, der in St. Petersburg arbeitete. Aufgrund der geringen Energiekapazität der Batterien mussten die Experimente jedoch abgebrochen werden.

Zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts tauchten kleine Schiffe mit Verbrennungsmotoren auf. Der Energiegehalt von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen war deutlich höher als der, den galvanische Batterien liefern könnten. Boote und Boote mit leistungsstarken Benzinmotoren verbreiteten sich schnell. Und elektromotorische Schiffe und ihre Land-"Brüder" - Elektrofahrzeuge - blieben aufgrund der begrenzten Ressourcen von Akkumulatoren und der Komplexität ihrer Aufladung bis vor kurzem eine außergewöhnliche Seltenheit.

Heute gibt es in fast allen Gewässern Schiffe mit Benzinmotoren. Sie vergiften Wasser und Luft, mit ihrem Gebrüll, Abgasen, die mit einer starken Welle eine Erosion der Ufer verursachen, die Lebensbedingungen der Bewohner von Flüssen, Seen und Meeren verletzen. Es ist soweit, dass sie den Verkehr von Motorbooten einschränken und an manchen Stellen verbieten müssen. Elektrobetriebene Schiffe mit Sonnenkollektoren haben also die Chance, eine echte Alternative zu ihnen zu werden. Umweltfreundliche "Solar"-Boote eignen sich am besten für Outdoor-Aktivitäten, Sport, Angeln und Tourismus.

Es ist viel einfacher, ein Wasserfahrzeug zu einem "solaren" Transportmittel zu machen als ein Auto: Auf dem Deck eines Bootes oder Bootes ist viel mehr Platz für die Platzierung von Solarmodulen als in der Karosserie eines Autos. Es gibt auch andere Pluspunkte. Im Freiwasser werden Photovoltaik-Konverter nicht durch Bäume, Häuser oder Autos beschattet und setzen daher mehr Energie frei. Der Wassertransport muss keine langen Auf- und Abstiege bewältigen, an Ampeln schnell beschleunigen und bremsen und verbrauchen dadurch weniger Energie.

Alle solarbetriebenen Fahrzeuge haben Batterien. Ihre Kapazität und ihr Gewicht hängen vom Verwendungszweck des Schiffes ab. Auf Booten oder Booten für Sonntagsausflüge können sie klein sein. Wird das "Solar"-Boot nur am Wochenende genutzt, können die Batterien wochentags geladen werden, und die Solarbatterien zum Laden der Batterien sollten nicht auf dem Boot selbst, sondern auf einer stationären Küstensolarstation platziert werden.

Auf einer kurzen Reise können Sie auf Batterien verzichten. Aber bei schlechtem Wetter braucht man einen Ersatzantrieb an Bord: Ruder, Pedale oder ein Segel. Sonnenkollektoren können die Rolle eines Segels spielen. Sie bilden auch ein Baldachin, das vor Sonne und Regen schützt.

Im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren benötigen moderne elektrische Bootsmotoren praktisch keine Wartung. Sie müssen keine Behälter für Kraftstoff und Schmieröle auf dem Boot bereithalten und das Öl im Motor wechseln.

Das erste solarbetriebene Elektromotorschiff wurde 1975 vom Engländer Alan Freeman gebaut. Sein Elektro-Katamaran entwickelte eine Geschwindigkeit von bis zu 5 km/h. Heute, nur ein Vierteljahrhundert später, hat sich die Geschwindigkeit von Elektrobooten mit Sonnenkollektoren mehr als verdoppelt und man kann sie beispielsweise in Sportgeschäften in Deutschland, der Schweiz und anderen Ländern kaufen.

Auf langen Seereisen wurden solarbetriebene elektromotorische Schiffe mehr als einmal getestet. 1985 segelte der japanische Segler Kenichi Hori mit dem Solarboot Sikrikerk über den Pazifischen Ozean. In 75 Tagen legte er 8.700 Seemeilen zurück. Die Geschwindigkeit von 3-5 Knoten, mit der die Sikrikerk von Hawaii nach Bonin Island vor der Westküste der USA segelte, lag nahe der Durchschnittsgeschwindigkeit einer 9 Meter langen Fahrtensegleryacht.

Ein "Solar"-Schiff hat viele Vorteile gegenüber einem Segelschiff: Das Segeln darauf ist viel weniger abhängig von den Launen des Wetters, es ist auch praktisch, dass Sie elektrische Kommunikation und Haushaltsgeräte verwenden können. Auf dem Kenichi Hori Boot arbeiteten beispielsweise ein Kühlschrank, eine Mikrowelle, ein Fernseher und eine Videokamera, ein Satellitennavigationssystem, ein Radar, meteorologische Instrumente und ein Bordcomputer. Sogar eine kleine Waschmaschine nahm der Reisende auf eine Alleinreise mit. Die Energie für den Betrieb dieser Geräte wurde durch Sonnenkollektoren mit einer Fläche von 9 m 2 und einer Gesamtleistung von 1100 W erzeugt. Davon wurden tagsüber 500 W für den Antrieb des Propellers eines Elektromotors mit einer Leistung von 0,33 kW verwendet, 400 W - zum Laden der Batterie, die nachts den Motor speist, 200 W - für den Haushaltsbedarf und den Betrieb der Radiosender. Leichte Solarmodule wurden starr auf dem Deckshausdach und dem Sikrikerk-Deck befestigt. Schwere Akkumulatoren befanden sich im Laderaum des Rumpfes und dienten als Ballast.

Umweltfreundliche Fahrzeuge zu Land und zu Wasser wurden bei der internationalen Ökotour „Finnland-2000“ vorgestellt. Die finnische „Solar“-Yacht „Solveig“ mit einem mit leuchtend blauen Photovoltaikmodulen ausgekleideten Deck erregte großes Interesse bei Fachpublikum und Zuschauern. Ein darauf installierter Elektromotor mit einer Leistung von 1,5 kW ermöglicht bei sonnigem Wetter Geschwindigkeiten von bis zu 5 Knoten. Sechs Batterien mit einer Kapazität von 125 Ah, die im Kiel platziert sind, erhöhen die Stabilität des Bootes. Die geräumige Kabine bietet ausreichend Platz für eine lange Reise für ein Team von vier bis fünf Personen. Navigationsgeräte, eine Mikrowelle, ein Kühlschrank erhalten wie ein Elektromotor Energie von Sonnenkollektoren. Der Mast lässt sich herunterklappen, um unter niedrigen Brücken frei zu passieren, und ist zum Segeln geeignet.

Eine weitere "Solar"-Yacht des Erfinders von Jorma Pankala mit dem Namen "Aton" (nach dem altägyptischen Sonnengott) nahm an der Finnland-2000-Ökotour teil. Das Lichtschiff aus Fiberglas hat die Form eines kleinen Flugzeugträgers. Sein geräumiges Deck bietet genügend Platz, um Sonnenkollektoren mit einer Gesamtleistung von 1200 Watt unterzubringen. Aton hat keinen Mast, aber J. Pankala beabsichtigt, das Schiff mit einem teleskopierbaren Windgenerator und einem drachenförmigen Segel auszustatten. In flachen Gewässern, in denen der Propeller nicht verwendet werden kann, fungiert der Propeller eines reversiblen Stromgenerators als Luftantrieb.

Im Boden der Yacht befindet sich ein gläsernes Bullauge. Es kann geöffnet und mit Meerwasser übergossen werden. Der Tiefgang des Schiffes beträgt nur 25 cm, so dass die niedrige Seite um das Bullauge völlig ausreicht, um eine Überflutung des Schiffes zu vermeiden.

Die Öko-Tour "Finnland-2000" hat alle davon überzeugt, dass "solare" Boote, Boote und Yachten auch in einem nördlichen Land wie Finnland zum Segeln geeignet sind - dort gibt es im Sommer nicht viel weniger sonnige Tage als im Süden. Sie können auch bei langen Fahrten völlig autonom sein und eignen sich sowohl für kleine Flüsse und Seen als auch für das offene Meer.

Photovoltaik-Energiewandler, chemische Stromquellen und elektrische Antriebssysteme in Solarschiffen werden effizienter. Sie nehmen sehr wenig Platz ein, sodass auch kleine „Familien“-Yachten eine Vielzahl von Zusatzausstattungen unterbringen können – vom Trockenschrank bis zur kleinen Sauna. Dies zieht vor allem Reisende an, die an die Vorzüge der Zivilisation gewöhnt sind. Solarschiffe sind fast geräuschlos. Man spricht sie an, ohne ihre Stimme zu erheben, lauscht dem Gesang der Vögel, dem Rauschen der Wellen und dem Rauschen des Windes und atmet frische Luft. Jeder, der gerne Wasserfahrten macht, wird solche Transportmittel nutzen wollen.

7. Einschienenbahnstraßen

Einschienenbahnen wurden vor fast 180 Jahren vorgeschlagen. Die erste russische Pferdeeinschienenbahn wurde 1820 in der Nähe des Dorfes Myachkovo gebaut. Hauptsächlich für den Transport von Holz. Ein funktionierendes elektrisches Modell einer solchen Straße wurde 1897 in St. Petersburg vom Ingenieur I. V. Romanov gebaut.

Eine moderne Einschienenbahn ist ein Stahlbeton- oder Metallträger (Schiene), der auf eine Überführung gehoben wird, und rollendes Material (Wagen) auf Drehgestellen mit Luftreifen. Es gibt klappbare Straßen, bei denen die Wagen einen niedrigeren Stützpunkt haben und rittlings auf einem Tragbalken zu sitzen scheinen, und Überkopfsysteme, bei denen Autos an Drehgestellen aufgehängt sind, die auf dem Balken ruhen. Jeder dieser Straßentypen hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Die Oberleitung erfordert ein komplexeres Drehgestellsystem, um die Stabilität der Waggons zu gewährleisten. Außerdem ist die Einschienenbahn (Träger) bei ungünstigen Wetterbedingungen mit Eis oder Schnee bedeckt und setzt das System praktisch außer Betrieb oder erfordert mühsame Arbeit, um es zu reinigen. Außerdem ermöglicht dieser Straßentyp eine deutlich (2-3 m) geringere Höhe der Überführungsstützen und damit geringere Baukosten (Abbildung 7.1). Bei Hochstraßen hingegen sind höhere Stützen erforderlich, um das ordnungsgemäße Anheben des Bodens (Unterseite) des Wagenkastens über dem Boden (4,0-5,0 m) zu gewährleisten, aber die Fahrwerke der Wagen werden erheblich vereinfacht.

Abbildung 7.1. Äußeres der Monorail-Oberleitung

Derzeit werden Monorail-Straßen hauptsächlich elektrisch angetrieben und erhalten Energie aus der Oberleitung. Sie sind leise und verschmutzen die Luft nicht. Eine Einschienenbahn kann wie eine U-Bahn aus einem oder mehreren Waggons bestehen. Die Höchstgeschwindigkeit auf bestehenden Straßen beträgt 70-125 km / h, die Tragfähigkeit beträgt bis zu 40.000 Pässe / h. Die Kosten für den Bau von Monorail-Straßen sind etwa doppelt so hoch wie die Kosten für eine U-Bahn. Wenn Freiraum für den Einbau einer Überführung vorhanden ist, gelten sie als wirksames Mittel für den Stadt- und Vorortverkehr sowie in stark zerklüftetem und bergigem Gelände.

In den achtziger Jahren haben Wissenschaftler des Instituts für Physik und Energietechnik der Akademie der Wissenschaften der Lettischen SSR ein sehr originelles Projekt einer Magnetschwebebahn für den Transport mit einer Geschwindigkeit von 500 Stundenkilometern entwickelt.

Der Wagen sollte auf Basis des bereits bewährten Rumpfes des Transportflugzeugs Il-18 entstehen (Abb. 7.2). Die Länge eines solchen Autos, das 100 Passagiere aufnehmen konnte, betrug 36 Meter, die Breite 3,5 Meter, die Höhe 3,85 Meter und das Gewicht - 40 Tonnen. Unter dem Wagenboden wurden Kryostate mit supraleitenden Magneten platziert, die über eine Federaufhängung mit der Karosserie verbunden waren (da bei einer Geschwindigkeit von 500 Stundenkilometern Störungen aus dem Gleis nur aufgrund der Lücke in der Magnetaufhängung nicht gelöscht werden können, genommen gleich 22 Millimeter). Die Frequenzumrichter wurden von einem Bordcomputer gesteuert.

Abbildung 7.2 Magnetschwebebahn

Während des Parkens und der Fahrt zum Betriebshof und zu den Ausrüstungsabschnitten musste der Wagen auf Schienen mit einer Spurweite von 3 Metern auf Rädern fortbewegt werden, bei der Fahrt auf der Strecke wurden die Räder entfernt. Auf diesen Rädern musste auch die Besatzung bei einem Unfall der Magnetfederung „landen“.

Ein Versuchsmodell wurde mit einem 3,2 Kilogramm schweren Wagen gebaut. In den 90er Jahren gab es keine Informationen über die Fortsetzung der Arbeit an diesem Projekt.

Trotz der scheinbaren Einfachheit ist die Einschienenbahn sowohl kompliziert im Design als auch mühsam in der Konstruktion. Der tragende Träger (die Einschienenbahn selbst) besteht bei Oberleitungen aus monolithischem oder vorgefertigtem Stahlbeton und bei allen Oberleitungen aus hochfestem Stahl. Dieses Strukturelement muss beim Beschleunigen und Abbremsen von Zügen sowie beim Durchfahren von kurvigen Streckenabschnitten sehr hohen Belastungen standhalten. Diese werden insbesondere zum Ausgleich von Fliehkräften in zwei Ebenen gebogen, was zu einer Verteuerung des gesamten Gebäudes führt. Für den Bau einer Einschienenbahn im Disneyland musste beispielsweise eine komplexe Fertigteilschalung aus fünfzig Elementen bestellt werden. Darüber hinaus sind Einschienenbahnstraßen schwierig zu warten, Gleise und rollendes Material zu warten, und erfordern auch das Auf- und Absteigen der Passagiere auf die Überführung.

Diese Mängel haben dazu geführt, dass derzeit mehrere Dutzend separate Einschienenbahnlinien mit einer Länge von Hunderten von Metern bis zu mehreren Kilometern gebaut wurden, hauptsächlich als Attraktionen in Parks, auf Ausstellungen usw.

Gleichzeitig können Einschienenbahnen als vollwertige Form des Stadt- und Überlandverkehrs einen eigenen wirtschaftlich sinnvollen Einsatzbereich haben.

8.Autozüge

Die Anfangsphase der Eisenbahnentwicklung war durch den ausschließlichen Einsatz von Personenzügen auf Lokomotivtraktion gekennzeichnet. Mit dem weit verbreiteten Einsatz der Elektrotraktion hat sich eine Alternative zu dieser Lösung in Form eines Zuges herauskristallisiert, bei dem die Traktionsleistung über die gesamte Länge verteilt wird. Bislang ist hier kein einziger Trend zu erkennen, obwohl das Prinzip der verteilten Traktion fast überall im Personennahverkehr eingesetzt wird.

Bei leichten Stadtbahnen und Straßenbahnen wurde das flexible und bewährte Konzept „Motorwagen + Anhänger“ Ende der 1950er Jahre aufgrund hoher Personalkosten durch einen moderneren Gliederwagenzug mit gemeinsamer Limousine abgelöst.

Auf den U- und S-Bahnen mit Stammstrecken erfordern die relativ hohe Geschwindigkeit und die kurzen Haltestellenabstände Züge mit vielen Triebachsen. Bereits 1970 basierte die Entwicklung des Elektrozuges der Baureihe 420 für die Münchner S-Bahn auf der maximalen Leistungsfähigkeit des Bahnstromnetzes. Ein neunteiliger Zug mit Antrieb auf allen Achsen hat eine Dauerleistung von 7,6 MW, eine Höchstgeschwindigkeit von 120 km/h und eine Beschleunigung bei Beschleunigung von 1 m/s 2.

Für den Nah- und Regionalverkehr werden Lokomotivenzüge eingesetzt. Depots, die die Wartung von Personenwagen und Lokomotiven durchführen, wurden historisch im Eisenbahnsystem getrennt. Lokgetriebene Züge ermöglichten es, flexibel auf Veränderungen im Personenverkehr zu reagieren, indem die Anzahl der Wagen erhöht oder verringert wurde. Leider sind die Bahnhöfe vieler Großstädte Sackgassen an den Abzweigungen der Hauptstrecken. Mit der Einführung enger Fahrpläne musste die Parkzeit für S- und Regionalzüge aufgrund der unzureichenden Kapazität der Bahnhöfe verkürzt werden. All diese Faktoren deuteten darauf hin, dass wir statt Lokomotivwechsel nur von Pendelzügen mit einer Lokomotive an einem Ende und einem Wagen mit Steuerkabine am anderen Ende sprechen konnten. Als Alternative kommen Triebzüge in Betracht.

Zu den Personenfernzügen gehörten lange Zeit Direktwagen, die im Fernverkehr, auch im internationalen, Teil unterschiedlicher Züge waren. Bei der Entwicklung des Intercity-Zugsystems InterCity (IC) ersetzten Direktwagen im internationalen Verkehr die EuroCity (EC)-Züge. Hier sind für das elektrische Rollmaterial die Verbindungspunkte verschiedener Bahnstromsysteme zu einem ernsthaften Hindernis geworden, und für Züge mit einem Fahrantrieb jeglicher Art - der Unterschied in den Signalsystemen.

Nach dem Wegfall der Pass- und Zollkontrollen an den Grenzen zwischen den europäischen Ländern wurde der Lokomotivwechsel zu einer Bremse für die Erhöhung der Streckengeschwindigkeit der Züge. Moderne Leistungselektronik ermöglicht den Bau von Mehrsystem-Elektrolokomotiven und Elektrozügen mit vertretbaren Kosten. Beispiele sind die Thalys-Züge der Französischen Nationalen Eisenbahngesellschaft (SNCF) mit Endtriebwagen (Bild 8.1) und der ICE3 der Deutschen Bahn (DBAG) mit verteilter Traktion (Bild 8.2).

Abbildung 8.1. Thalys-Hochgeschwindigkeitszug mit Endtriebwagen

Abbildung 8.2. Verteilter Triebzug ICE3

Aufgrund der großen Anzahl von Kopfbahnhöfen in Deutschland werden DBAGs häufig in Intercity-Shuttlezügen eingesetzt. Ein logischer Schritt wäre der Umstieg auf Triebzüge mit der Instandhaltungsorganisation nach dem System der ICE-Hochgeschwindigkeitszüge.

Schnelle Neubaustrecken mit leistungsstarken und komfortablen Zügen zahlen sich nur aus, wenn Kapital- und Betriebskosten in einem vernünftigen Verhältnis zu den Einnahmen stehen. Eine Analyse der Lebenszykluskosten (LCC) zeigt, dass die Wartungs- und Reparaturkosten von Schienenfahrzeugen (einschließlich finanzieller Verluste durch Ausfallzeiten während der Reparaturen) ein wichtiger LCC-Posten sind.

Das traditionelle Konzept der getrennten Instandhaltung von Triebfahrzeugen und Personenwagen mit unterschiedlichen Wartungs- und Reparaturintervallen erweist sich bei der Berechnung des Zusammenhangs zwischen LCC und Wirtschaftlichkeit als unhaltbar. In diesem Zusammenhang wurden in Hamburg, München und Berlin spezialisierte Depots für die Wartung von ICE-Zügen errichtet, in denen ein automatisches Diagnosesystem eingeführt wurde. Aus diesem Grund haben ICE-Züge eine jährliche Fahrleistung von 550.000 km, während es für traditionelle Lokomotivzüge 300.000 km sind.

Diese Depots bedienen Züge mit Endtriebwagen (ICE1, ICE2) und verteilte Triebzüge (ICE3, ICE-T). Die Länge der Werkstatt beträgt 400 m, was der maximalen Zuglänge und der Standardbahnsteiglänge in Europa entspricht.

Das Verkaufsargument für Triebzüge mit verteilter Traktion ist die erhöhte Nutzlänge. Hätte der ICE3-Zug mit einer Länge von 200 m und einer Leistung von 8 MW keine verteilte Traktion, bräuchte er an den Enden zwei Triebwagen. Gleichzeitig würde die Nutzlänge um 30 m (15 %) sinken, was einen Verlust der Nutzlänge des Fahrgaststeiges und eine Verringerung der verkauften Fahrgastsitze bedeutet. Selbst mit einem Triebwagen an der Spitze und einer Begrenzung der maximalen Zugleistung auf 6 MW würde ein erheblicher Verlust an Fahrgastsitzplätzen gegenüber einem Triebzug gleicher Länge entstehen.

Ein Zug von 200 m Länge, der von einer Lokomotive angetrieben wird und aus Doppelstockwagen besteht, ist nach groben Schätzungen 10 % teurer in der Herstellung als ein Zug gleicher Länge aus gewöhnlichen Waggons. Zudem ist die Sitzplatzzahl um 20 % höher als in einem konventionellen Zug.

In Taiwan zum Beispiel war es erforderlich, die Zahl der Sitzplätze im Zug mit kurzen Bahnsteigen zu maximieren. In der europäischen Version (Alstom / Siemens) wurde vorgeschlagen, dieses Problem durch den Einsatz von Doppelstockzügen mit Endtriebwagen zu lösen, in der japanischen - durch den Einsatz von Triebzügen mit vergrößerten Wagenbreiten (fünf Sitzplätze hintereinander). Die Option von Doppelstockzügen mit verteilter Traktion und noch mehr Sitzplätzen wurde aufgrund des fehlenden Freiraums unter den Wagenkästen für die Ausrüstung als unrealistisch angesehen.

Zu den Nachteilen von Doppelstockzügen im Hochgeschwindigkeitsverkehr zählen:

· Erhöhte Achslast;

· Großes Volumen an verdrängter Luft beim Befahren von Tunneln;

· Erhöhte Seitenfläche zur Aufnahme der Windlast.

Im Hochgeschwindigkeitsverkehr gibt es einen Trend zum Einsatz von Triebzügen. Bei der Entwicklung des ICE3 orientierten sie sich an den gleichen Überlegungen wie Anfang der 1970er Jahre, als der Elektrotriebzug der Baureihe 403 entstand: hohe Geschwindigkeit und entsprechende Aerodynamik, mehr Leistung bei guter Bodenhaftung durch viele Motorachsen und Komfort.

Japan konzentrierte sich von Beginn der Entwicklung des Shinkansen-Systems an auf verteilte Triebzüge, während in Frankreich TGV-Züge mit Endtriebwagen bevorzugt wurden. Aber auch dort wird am AGV-Hochgeschwindigkeitstriebzug gearbeitet.

Ein großer Nachteil bei Dieselzügen sind die vom Dieselmotor auf die Karosserie übertragenen Schwingungen. Dazu kommt das Geräusch der Lüfter, die die Traktionswandler kühlen, die sich wie der Dieselmotor unter der Karosserie befinden.

Für den Betriebsverkehr sind Lokomotivzüge günstiger, da sie die Zusammensetzung in Abhängigkeit von Schwankungen des Personenverkehrs ändern können. In ihnen können die Fahrgäste auf der Suche nach einem freien Sitzplatz den gesamten Zug frei passieren, was bei Triebzügen aus zwei oder mehr Sektionen nicht möglich ist.

Bei Triebzügen und Pendelzügen mit einem Endwagen mit Steuerkabine sind Querwindlasten von großer Bedeutung, deren Ausmaß bei erhöhter Geschwindigkeit und geringem Zuggewicht gefährlich wird. Am anfälligsten für Windlasten sind die japanischen Shinkansen-Züge, die eine Axiallast von 12 Tonnen haben.Die beengten Abmessungen der Tunnel auf ihren Strecken erforderten die Suche nach einer aerodynamisch optimalen Lösung für den vorderen Teil der Züge. Die schmale und verlängerte Verkleidung erleichtert das Tunneln. Bei Fahrten auf offenem Gelände unter Seitenwindeinfluss entsteht jedoch ein „Flügeleffekt“, wodurch die aerodynamische Auftriebskraft das vordere Drehgestell entlastet.

In Japan sollen Shinkansen-Züge so leicht wie möglich sein. In den Anfangsjahren auf den Shinkansen-Linien gab es gravierende Probleme mit dem Zustand des Gleisoberbaus. Dies lag vor allem an der geringen Qualität des Schotterschotters bei hoher Verkehrsintensität von Hochgeschwindigkeitszügen.

Die Shinkansen-Linien verwenden jetzt eine starre Spur. Zur Reduzierung der Achslasten wird der aus 11 Wagen bestehende Zug der Baureihe 700 mit 36 ​​Motorachsen ausgeführt, die Zugleistung beträgt nur 275 kW pro Achse. Diese Maßnahme zur Erhaltung des Gleisoberbaus erschwert die Auslegung des Rollmaterials. Obwohl es rentabler ist, Getriebemotoreinheiten in großen Stückzahlen zu produzieren, steigt gleichzeitig das Installationsvolumen und im Betrieb steigen die Wartungskosten und die Schadenswahrscheinlichkeit. Das andere Extrem hinsichtlich des Antriebskonzepts für einen solchen 9,9-MW-Zug wäre der Einsatz von zwei vierachsigen Endtriebwagen wie beim ICE1-Zug. Gleichzeitig würde sich die Länge des Zuges bei gleicher Sitzplatzzahl von 280 auf 310 m erhöhen.

Die obigen Argumente lassen noch keine abschließende Aussage darüber zu, welches Traktionsantriebskonzept zu bevorzugen ist. Diesbezüglich wird ein Vergleich von zwei realen Zügen gegeben, die unter ähnlichen Betriebsbedingungen die gleiche Arbeit verrichten, die gleiche Jahresfahrleistung und vergleichbare Wartungskonzepte haben. Dabei wurden Daten der DBAG und Forschungsergebnisse des Beratungsunternehmens DE-Consult verwendet.

Zweck des Vergleichs ist es, einen Zug mit höherer Wirtschaftlichkeit auszuwählen, für den die LCC-Kosten des ICE2 mit Endtriebwagen und ICE3 mit verteilter Traktion verglichen wurden. Die wichtigsten technischen Daten zum Vergleich sind in der Tabelle aufgeführt. 8.1.

Tabelle 8.1. Technische Daten der verglichenen Züge

Die Kosten für einen Zug mit verteilter Traktion sind höher als bei Endtriebwagen. Aufgrund der höheren Sitzplatzanzahl ist dieser Zug jedoch hinsichtlich der Kosten pro Sitzplatz nahezu im Gleichgewicht, da die Differenz von 2 % innerhalb des Streubandes liegt.

Zum Vergleich müssen auch andere Faktoren berücksichtigt werden. Die Anschaffungskosten für Rollmaterial (Kapital) betragen nur etwa 20 % der LCC. Entsorgungskosten, die nach 25 Jahren oder mehr anfallen, werden vernachlässigt und 80 % der LCCs sind O&M. Die Vergleichsergebnisse sind in der Tabelle gezeigt. 8.2.

Tabelle 8.2. Vergleich der Lebenszykluskosten

Nach vorläufigen Berechnungen sind der Stromverbrauch eines leistungsstärkeren Zuges mit dezentraler Traktion sowie die Kosten seiner laufenden Wartung aufgrund der größeren Anzahl an Fahrmotoren und der erhöhten Fahrgastkapazität höher. Obwohl geteilte LCC-Züge 10 % höher sind, werden sie durch höhere Einnahmen aufgrund von mehr Sitzplätzen abgedeckt. Das Endergebnis des Vergleichs kann ein Gewinn von 9% zugunsten eines Zuges mit verteilter Schubkraft durch spezifisches LCC pro Fahrgastsitz sein.

Trotz rechnerischer und tabellarischer Darstellung für Züge der ICE-Familie sollte jeder Einzelfall unter Berücksichtigung aller örtlichen Gegebenheiten und Parameter wie Fahrgeschwindigkeit, Haltestellenabstand, Streckentopographie, Personenverkehr gesondert betrachtet werden , Fertigungskapazitäten, Reparatur und routinemäßige Wartung im Einsatzland. Für Züge mit Lokomotivtraktion ist das seit langem bewährte System der Wartung in Lokomotiv- und Wagendepots bequemer.

Der kompakte Einbau elektrischer Geräte in eine Lokomotive ist einfacher als die Verteilung über die gesamte Länge unter den Wagenkästen eines Triebzuges. Für die Wartung von Ganzzugtriebzügen im Betriebshof werden Langstreckenwerkstätten benötigt. Die Erfahrung zeigt, dass die Effizienz der Wartung bei einem kompletten Zug viel höher ist als bei einem Waggon.

Die Wagen der ICE3- und ICE-T-Züge werden in Deutschland von verschiedenen Unternehmen in einem Konsortium hergestellt. Die Zugbildung erfolgt ausschließlich auf den Gleisen des Siemens-Testzentrums in Wegberg-Wildenrath.

Bei Fernverkehrszügen ist die Anforderung einer erhöhten Traktion beim Anfahren (wie bei S-Bahnen) optional. Beim Erreichen der Höchstgeschwindigkeit oder beim Befahren von Steigungen bis 40 muss jedoch eine übermäßige Zugkraft vorhanden sein. Das Erreichen der erforderlichen Zugkraft ist mit der Problematik des Einsatzes der Kupplung verbunden, die wiederum bei Lokomotivzügen von der Achslast und bei Triebzügen von der Anzahl der Motorachsen abhängt. Durch den Einsatz moderner Leistungselektronik und zuverlässigen Schutz vor Schleudern und Schleudern werden diese Probleme erfolgreich gelöst. Dabei reicht die Leistung von 1,4 MW pro Achse einer Lokomotive (Endtriebwagen) bzw. 0,5 MW pro Achse eines Triebzuges aus.

In den letzten 10 Jahren sind Züge ICE1 und ICE2 mit Endtriebwagen, mit verteilter Traktion ICE3 und ICE-T aus Kippwagen erschienen. Sie sind heute eine Familie von High-End-Zügen, die im Fernverkehr eingesetzt werden. Jeder von ihnen hat seine eigene Nische im Verkehrsdienstleistungsmarkt: ICE1 mit großer Fahrgastkapazität wird auf langen Strecken eingesetzt, ICE2 auf kürzeren Strecken, ICE3 mit höchster Höchstgeschwindigkeit und Steigungen bis zu 40 ‰ und ICE- T ist auf relativ alten Strecken mit einer großen Anzahl von Kurven am bequemsten.

Im Güterverkehr gibt es heute keine Alternative zur Lokomotivtraktion.

9.Kombinierte ÖPNV-Systeme

Historisch gesehen macht der Schienenpersonenverkehr derzeit einen relativ geringen Anteil am innerstädtischen Personenverkehr aus. In Europa und Amerika konnte es der Konkurrenz von Privatautos nicht standhalten. So verkehren derzeit Straßenbahnen in etwa 300 Städten der Welt, während zwischen dem ersten und zweiten Weltkrieg die Zahl dieser Städte doppelt so groß war.

Die ersten Linien des städtischen Schienenverkehrs entstanden 1852 in New York, dann 1853 in Paris. Sie fuhren ebenerdig durch die Straßen, nicht isoliert vom anderen Verkehr. Die letzten Straßenbahnlinien in Paris wurden jedoch 1937 stillgelegt, in London 1961, unterstützt durch ein ausgedehntes U-Bahn- und Busnetz.

Derzeit ist St. Petersburg die "Straßenbahn"-Stadt der Welt. Auf Strecken mit einer Gesamtlänge von mehr als 700 km befördern jährlich 2.000 Straßenbahnzüge etwa 1 Milliarde Fahrgäste. An zweiter Stelle steht Moskau mit 1.000 Straßenbahnzügen, 450 km Linien und einem Verkehrsaufkommen von rund 400 Millionen Fahrgästen pro Jahr. Straßenbahnen sind hauptsächlich in den Städten Ost- und Mitteleuropas verbreitet. Deutschland hat die größte Anzahl von Städten mit Straßenbahnverbindungen: Straßenbahnen gibt es in 52 Städten, und in 20 von ihnen überschreitet die Einwohnerzahl 200.000 Menschen nicht.

Die Stadtverwaltungen erkennen nach und nach den öffentlichen Verkehr, insbesondere den Schienenverkehr, als wirksames Mittel zur Lösung immer komplizierterer Verkehrsprobleme an, von denen das wichtigste die Überlastung der Straßen mit Autos ist, die zu Staus und folglich zu einer Zunahme der Verkehrsbelastung führt Reisezeit und Luftverschmutzung durch Abgase. In der ersten Phase wurden in den Hauptstädten und größten Städten verschiedener Länder der Welt in wachsendem Umfang U-Bahn-Linien gebaut. Dann begannen sie in kleineren Städten, leichte U-Bahn-Netze zu schaffen, deren Linien teilweise ebenerdig verliefen. Und schließlich wurde in letzter Zeit der Straßenbahn Aufmerksamkeit geschenkt, deren Kosten für Infrastruktur und Rollmaterial deutlich niedriger sind als die der U-Bahn. Die Vorteile der Straßenbahn wurden in der hohen Tragfähigkeit und Geschwindigkeit der Zugbewegung (bei der Zuweisung getrennter Fahrspuren) sowie in der Umweltfreundlichkeit (bei Maßnahmen zur Reduzierung der Lärmbelastung der Umwelt) erkannt. So entstanden Bedingungen für die Rückgabe der Straßenbahn in die Städte.

In den letzten Jahren ist die Straßenbahn in etwa 30 Städten in mehr als 10 Ländern der Welt zum ersten Mal erschienen oder wiederbelebt. Bis Ende 2000 werden mehr als 10 weitere Straßenbahnnetze eröffnet und bis zu 100 Projekte auf fünf Kontinenten, insbesondere in Asien, wo die Nachfrage nach öffentlichen Verkehrsmitteln am größten ist, in Betracht gezogen. Bei der tatsächlichen Umsetzung der Projekte liegen jedoch die USA an der Spitze, wo 12 Netzwerke geschaffen werden, Frankreich (10) und das Vereinigte Königreich (4).

Straßenbahn - Zugsystem

Verkehrsverwaltungen in vielen Städten in Europa und Amerika haben in letzter Zeit begonnen, Interesse an dem Konzept zu zeigen, öffentliche Verkehrsmittel für den Transport zwischen dem Stadtzentrum und den Vororten oder zwischen den Zentren nahe gelegener Städte mit Schienenfahrzeugen zu nutzen, die sowohl auf Straßenbahnlinien als auch auf Hauptverkehrsstraßen verkehren können Eisenbahnen. Das Konzept solcher kombinierter Verkehrssysteme wird Straßenbahn-Zug genannt. Noch vor 10 Jahren hat sich darüber kaum jemand Gedanken gemacht, obwohl die Spurweite von Straßenbahn- und Eisenbahnnetz größtenteils gleich ist und technische Probleme prinzipiell überwindbar sind.

Beide Schienenverkehrssysteme haben einen ähnlichen Gleisaufbau und basieren auf dem gemeinsamen Prinzip der Verwendung einer Kupplung in einem Rad-Schiene-System. Sie wurden jedoch traditionell vollständig voneinander getrennt und auf unterschiedliche Weise ausgebeutet, so dass die Frage ihrer zumindest teilweisen Vereinigung nie auftrat.

Gleichzeitig stellte sich in einer Reihe von Fällen eine andere Frage - nach der Möglichkeit, Straßenbahnen auf ungenutzten oder wenig genutzten S-Bahn-Strecken zu passieren, die es den Bewohnern der nächsten Vororte ermöglichen würden, ohne Umsteigen in die Innenstadt zu gelangen . Ebenso könnten S-Bahnen über Straßenbahnlinien in die Innenstadt einfahren. Eine solche Kombination von zwei Arten des öffentlichen Schienenverkehrs mit gemeinsamer Nutzung der Infrastruktur wäre sehr nützlich, um die Effizienz des öffentlichen Verkehrs zu verbessern und zusätzliche Annehmlichkeiten für die Fahrgäste zu schaffen, vorausgesetzt natürlich, die damit verbundenen Probleme zu lösen.

Der potenzielle Markt für Tram-Bahn-Verkehrssysteme weist nach den Prognosen und ersten Ergebnissen der Umsetzung dieses Konzepts günstige Entwicklungsperspektiven auf. In Deutschland sind Karlsruhe und Saarbrücken Beispiele für den Ausbau des Straßenbahnnetzes auf der Schiene, in Großbritannien - Manchester. In diesem Bereich gibt es bereits Erfahrungen mit internationaler Zusammenarbeit: Nach diesem Konzept funktioniert die Verkehrsverbindung zwischen Saarbrücken, Deutschland, und Sarreguemines, Frankreich.

Ein Durchbruch in diese Richtung gelang in der zweiten Hälfte der 1980er Jahre, als die Stadt Karlsruhe bei der Deutschen Bahn AG (DBAG) beantragte, Straßenbahnzüge auf rund 20 km der S-Bahn zuzulassen. Die Stadtverkehrsverwaltung Karlsruhe (AVG) betrieb damals 49 km innerstädtische Straßenbahnlinien. Die ersten Schritte waren der Erwerb eines mehrere Kilometer langen Abschnitts einer ungenutzten Güterverkehrsstrecke von der DBAG und dessen Umbau für den Personenverkehr. Vier Jahre später, im November 1998, unterzeichneten AVG und DBAG nach Recherchen und Erprobungen eine behördlich genehmigte Vereinbarung über die Bedingungen für den gemeinsamen Betrieb des Abschnitts Karlsruhe-Bretten. Der Straßenbahnverkehr auf diesem Abschnitt wurde im September 1992 eröffnet. Dieses Transportsystem erhielt den Namen CityLink.

Die Gesamtlänge des CityLink-Systems beträgt etwas mehr als 30 km. Es umfasst eine 6,4 km lange Straßenbahnlinie innerhalb der Stadt Karlsruhe, eine neue 2,8 km lange eigens errichtete Verbindungsstrecke und einen 21 km langen DBAG-Abschnitt nach Bretten; Auf dem letzten Abschnitt geht der Verkehr von normalen Personen- und Güterzügen wie bisher weiter. Das System nutzt rollendes Material für zwei Bahnstromversorgungssysteme: Straßenbahn 750 V DC und Bahn 15 kV, 162 / 3 Hz AC

Die Gesamtbevölkerung des von CityLink abgedeckten Gebiets beträgt mehr als 500.000 Menschen, darunter 270.000 Einwohner von Karlsruhe. In der Zeit seit der Eröffnung hat sich das Verkehrsaufkommen des neuen Verkehrssystems fast verdoppelt.

1996 wurde der Straßenbahnverkehr auf den DBAG-Gleise in Gegenrichtung von Karlsruhe nach Baden-Baden in ähnlicher Weise organisiert.

5 Jahre nach Karlsruhe wurde in Saarbrücken, einer Stadt mit 250.000 Einwohnern, der Kombinierte Bahnverkehr eröffnet. Im September 1997 wurde das Saarbahn-Verkehrssystem mit einer Länge von 19 km in Richtung südlich von Saarbrücken in Betrieb genommen, wovon 1 km durch das Gebiet Frankreichs (von der Grenze bis Sarreguemines) führt. Der erfolgreiche Betrieb der weltweit ersten internationalen Straßenbahn-Zug-Verbindung veranlasste die zuständigen Behörden, weitere ähnliche Verbindungen zwischen den Städten Deutschlands, Frankreichs und Belgiens (Mulhouse-Freiburg, Straßburg-Kehl, Lille-Tournai usw.) aufzubauen.

Das Projekt in Saarbrücken nahm trotz der zusätzlichen Probleme im Zusammenhang mit dem Grenzübergang und dem Bau eines neuen 5 km langen Abschnitts weniger Zeit in Anspruch als in Karlsruhe (5 statt 8 Jahre). Sein Erfolg trug zum Ausbau nördlich von Saarbrücken bei, wo das Saarbahnsystem aus einem 11 km langen DBAG-Abschnitt und einem neuen 14 km langen Abschnitt bestehen wird. Geplant ist, die deutsche Stadt Gerschweiler, ebenfalls im Saarland, mit dem französischen Forbach zu verbinden. So entsteht in der Saar ein Netz von Straßenbahn- und Zugverkehrssystemen, das eine Region mit über 1 Million Einwohnern bedient.

Im ersten Betriebsjahr der Saarbahn (Abb.9.1) beförderten 250-sitzige Züge von Bombardier 8 Millionen Fahrgäste, d. ..

Abbildung 9.1. Verkehrssystemzug der Saarbahn in Saarbrücken

Der durchschnittliche tägliche Traffic war um 10 % höher als prognostiziert. Der Anteil des Systems am gesamten Personenverkehr erreichte 50 %, während früher der Anteil der DBAG-Nahverkehrszüge 10 % nicht überstieg.

Etwa 20 deutsche Städte mit Straßenbahnanschluss haben Interesse an der Zusammenarbeit mit der DBAG, anderen Bahnbetreibern, Schienenfahrzeugherstellern an der Schaffung ähnlicher Verkehrssysteme gezeigt. Es wird angenommen, dass das Straßenbahn-Zug-System optimal für den Transport von Diensten in Regionen mit einer Bevölkerung von etwa 500.000 Menschen ist.

Mit der zunehmenden Anerkennung der Kombinierten Bahnen als vollwertiger Teilnehmer im Personenbeförderungsprozess neben den klassischen Systemen wurden aufkommende Fragen geklärt und beantwortet, gleichzeitig stiegen aber auch die Anforderungen der beteiligten Verkehrsverwaltungen. Betreiberunternehmen versuchen, die Kompatibilitätsprobleme völlig unabhängiger, technisch unterschiedlicher und unterschiedlich gemanagter Verkehrssysteme auf derselben Infrastruktur zu lösen. Nach allgemeiner Meinung reicht es nicht aus, die technischen Parameter von Schienenfahrzeugen, festen Strukturen und Geräten zu koordinieren, die Betriebsabläufe zu vereinheitlichen. Ein vielseitigerer Ansatz ist erforderlich, um dem Kontext des jeweiligen Falles gerecht zu werden.

Für Transportsysteme wie Straßenbahnen bleibt die Kollisionssicherheit ein wichtiges Anliegen. Das Rollmaterial des Systems muss für die Benutzer eine Kombination von Eigenschaften darstellen, die sowohl einer Straßenbahn (Erreichbarkeit, Komfort, Anpassung an die städtische Umgebung) als auch einem Zug (in der Regel höher als die einer herkömmlichen Straßenbahn, Geschwindigkeit, ausreichende Fahrgastkapazität, Stoßfestigkeit).

Letzterer Aspekt zeichnet sich dadurch aus, dass lange Zeit die Anforderungen an die Aufprallfestigkeit des rollenden Materials von Straßenbahnen und Eisenbahnen, um die Sicherheit der Fahrgäste bei Kollisionen zu gewährleisten, deutlich unterschiedlich waren. So wird für Zugwagen auf Fernbahnen in vielen Ländern die Größe der wahrgenommenen frontalen Stoßbelastung ohne Zerstörung der Hauptstruktur und damit unbeschadet der Gesundheit der Fahrgäste in vielen Ländern auf 150 Tonnen festgelegt , in Asien und Afrika - weniger streng ... Bei Straßenbahnen gilt unter Berücksichtigung der geringeren Bewegungsgeschwindigkeit und der Kollisionswahrscheinlichkeit im allgemeinen Fall eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen eine Stoßbelastung von 50 Tonnen, und dieser Wert variiert auch in bestimmten Grenzen je nach örtlichen Gegebenheiten.

Insbesondere die Differenz zwischen 150 und 50 Tonnen war einer der Gründe, warum die SNCF keine Pläne für eine gemeinsame Nutzung der Bahninfrastruktur hatte. Im Gegenteil, die Bahnen Deutschlands und der Schweiz zeigten mehr Flexibilität und reduzierten vor einigen Jahren die Anforderungen an die Schlagzähigkeit von leichten Schienenfahrzeugen auf 60 Tonnen, was mit den Besonderheiten des Betriebs und dem technischen Fortschritt in den Bereichen Konstruktion und Werkstoffkunde begründet wurde , wodurch es beispielsweise möglich wurde, verformbare Elemente einzuführen, die Aufprallenergie absorbieren. Weitere aktive und passive Sicherheitsmaßnahmen wurden entwickelt, um auch bei Gewichtsreduktion eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten.

Mit dem nach 1997 in Betrieb genommenen Rollmaterial modernster Straßenbahn- und Bahnsysteme ist es gelungen, die betriebliche Flexibilität des Dualsystem-Rollmaterials des Verkehrsverbundes CityLink in Karlsruhe zu vereinen und auf Strecken mit unterschiedlichen Stromarten elektrifiziert zu betreiben, und den hohen Komfort moderner Straßenbahnen, zum Beispiel das Vorhandensein eines abgesenkten Bodens, der den Fahrgästen das Ein- und Aussteigen erleichtert und beschleunigt.

Die Hersteller führen auch Elemente der Innenausstattung in das Rollmaterial solcher Systeme ein, die bisher nur für Reisezugwagen charakteristisch waren, zum Beispiel Klimaanlagen, Sitze mit variablem Neigungswinkel der Rückenlehnen, Trennwände, die separate Abteile in den gemeinsame Kabine usw.

Das Rollmaterial von Straßenbahnen in Deutschland ist mit versenkbaren Trittstufen an den Einstiegstüren ausgestattet, um Bodenhöhenunterschiede von Vestibülen und Podesten auszugleichen. Im Fahrantrieb kommen Umrichter und Motoren zum Einsatz, die Geschwindigkeiten von bis zu 100 km/h ermöglichen. Dies führt gleichzeitig zu einem gewissen Anstieg der Rollmaterialkosten (bis zu 4,8 Mio. DM für einen 200-sitzigen Zug), der sich in den Betriebskosten niederschlägt. In Saarbrücken kostet es beispielsweise 8,5 Mark / Zug-km oder 5 Millionen Mark pro Jahr, um den Komfort zu erhöhen und die Anforderungen an die Kompatibilität von Straßenbahn und Bahn zu erfüllen, was eine Preiserhöhung pro Ticket erzwingt um 0,5 Mark. Es besteht jedoch allgemeiner Konsens, dass diese Kosten als vertretbar angesehen werden.

All dies erklärt, warum der Begriff "Straßenbahn" in vielen Ländern für die Verwaltungen des öffentlichen Personennahverkehrs und der Eisenbahn immer häufiger verwendet wird. Die Nutzung dieses Konzepts ebnet den Weg für die Rückführung des Schienenverkehrs in die Städte und ermöglicht die Lösung vieler Probleme des innerstädtischen und vorstädtischen Personenverkehrs.

10 Hochgeschwindigkeits-Passagierpipeline

Diese Hochgeschwindigkeits-Passagierpipeline heißt FTS (Fast Tube System). Die Briten haben es sich ausgedacht. FTS ist ein Rohrnetz mit darin verlegten normalen Eisenbahnschienen sowie N-Stationen für den Personenverkehr, die durch diese Rohre geführt werden sollen.

Es versteht sich von selbst, dass, wie in der Beschreibung jedes Verkehrsprojekts des XXI. Jahrhunderts, den Neugierigen zunächst die globalen Vorzüge des Projekts erscheinen. Meist sind sie gleich, aber diesmal nennen wir einige: erstens Ökologie, Staus und dergleichen, zweitens ist es eine Alternative zu allen öffentlichen Verkehrsmitteln und drittens ist FTS günstig und überhaupt nicht böse. Schnell, bequem, kein Problem.

Die Erfinder schreiben, dass der Bau der Stationen der teuerste Teil des FTS sein wird. Alles andere ist Unsinn: Rohre verlegen - die gleichen Rohrleitungen, Kapseln - billiger als Autos. Das System arbeitet vollständig und vollständig automatisch, so dass kein zu hoher Personalaufwand erforderlich ist. Start-up-Investitionen und vorwärts zu fantastischen Gewinnen und einer ökologisch sauberen Welt.

Die Designer kamen auf die Idee, dass es in den Rohren ein Vakuum geben wird, von dem es zwei (dort und hinten) geben sollte - es sorgt für Geschwindigkeit, Geräuschlosigkeit und das Fehlen von Luftwiderstand. Im Inneren ist die Kapsel, wie von den britischen Entwicklern konzipiert, ein Lebenserhaltungssystem und unbeschwerter Zeitvertreib mit Sofa, Fernseher und, was wichtig ist, einem Luftversorgungssystem. Es gibt keine Kontrollen in der Kapsel - es besteht keine Notwendigkeit (Abbildung 10.1).

Abbildung 10.1. Auslegung der Passagierpipeline

Alle Kapseln des Fast Tube Systems bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit und im Gleichklang. Was mit der Stromversorgung zu tun ist - die Entwickler haben sich noch nicht vollständig entschieden: Es wurde beschlossen, dass es Strom sein wird, aber wie die Energie geliefert werden soll, ist noch nicht klar. Die Designer schreiben ja, dies sei "natürlich eines der Hauptprobleme des Projekts", aber ja, wir werden uns etwas einfallen lassen.

Aber lassen Sie uns nicht bei den "Kleinigkeiten" verweilen - für FTS wurden bereits so viele interessante Dinge erfunden: Bahnhofsdesign zum Beispiel, Komfort und Service für die Fahrgäste.

Jede Station speichert eine Anzahl von Kapseln in einem Vakuumsumpf.

Und im Allgemeinen zirkulieren Kapseln (leer und voll) überraschend klar durch das FTS – automatisch. Für die Pipeline entwickelten die Autoren des Projekts ein „Automatic Control System“. Dies ist der König und Gott von FTS, es muss als selbstverständlich angesehen werden und weitergehen.

Wer es wagt, Fahrgast zu werden, geht an den Computer, wählt eine Route, bezahlt die Fahrt und wartet. Ein Bahnhof ist ein Bahnhof. Bald verkündet eine Stimme aus einem Lautsprecher nahe der Decke, welchen Ausgang sich die Abreisenden nähern sollen - so wie in einer öffentlichen Telefonzelle die Telefonzellennummer angerufen wird.

Der "Wagen" wird bedient, der Passagier betritt ihn wie einen Aufzug, danach wird das Vakuum-"Paket" automatisch geschlossen, die Kapsel nimmt eine horizontale Position ein, verlässt die Station "Blinddarmentzündung" in die "zweite Röhre", wo die erste Beschleunigung auftritt, und dann in das Hauptrohr. 420km/h.

Ja, es gibt noch ein paar "Kleinigkeiten" und "Hauptprobleme": was auch immer man sagen mag, aber die Kapseln müssen sich manchmal mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen - um zu beschleunigen, vor den Stationen zu verlangsamen - das sind, wie die Konstrukteure schreiben, "erhebliche technische Hindernisse".

Nun zum Komfort und Service für die Passagiere. Beim Betreten der Kapsel "werden sie zunächst nicht mehr psychische Beschwerden verspüren als beim Betreten eines Aufzugs". Im Inneren wird es keine Beschwerden geben: Es herrscht ein ideales künstliches Klima und für alle Fälle - Sauerstoffmasken.

Eine andere Möglichkeit wird beim Airbag erwogen – ähnlich wie im Auto: „Der Airbag muss groß genug sein, um die Kapsel tatsächlich auszufüllen, und fixiert so den Passagier auf der Liegefläche des bequemen Bettes in einer sicheren, aber stark eingeschränkten Position Luftzufuhr nach dem Auslösen des Airbags kann mit einigen besonderen Schwierigkeiten verbunden sein."

Sicherheitsgurte sind eine rein freiwillige Angelegenheit: „Bei einer mechanischen Panne (Räder, Schienen, Bremsen) ist das System sicher, aber wenn eine solche Panne auftritt, werden die Folgen sehr schwerwiegend sein, wie ein Unfall in der Luft. "

Überlastungen beim Beschleunigen und Verzögern sollen aufgrund der Ergonomie des Beifahrersitzes minimiert werden. Bei Problemen kann der Fahrgast diese per Videokommunikation melden, die Zahlung erfolgt per Kreditkarte. Über denselben Videolink können Sie sich ein Taxi zum Bahnhof bestellen.

11.Einzelne Flugzeuge

Eines der ersten Modelle eines Miniatur-Klapphubschraubers wurde 1954 von Hiller Helicopters entwickelt. Es hieß Rotorcycle und wurde speziell für amerikanische Militärpiloten entwickelt (Abbildung 11.1). Darauf mussten die Piloten durch die Frontlinie zu ihren "Freunden" zurückkehren, wenn ihre Flugzeuge über feindlichem Territorium abgeschossen wurden. Ein mit dem Fallschirm abgeschirmtes Rotorcycle würde von Piloten von Hand ohne Werkzeug für einige Minuten zusammengebaut.

Abbildung 11.1. Rotorzyklus

Am 10. Januar 1957 erhob sich der Rotorcycle-Prototyp in den Himmel. Basierend auf den Testergebnissen wurde mit der britischen Flugzeugfabrik Saunders Roe ein Vertrag über die Herstellung von zehn weiteren Hubschraubern unterzeichnet. Als Ergebnis wurden bis Ende 1961 zwölf Rotorcycles gebaut: sieben militärische (XROE-1 und YROE-1) und fünf zivile (G-46).

Die militärischen "Drehscheiben" wurden zu weiteren Tests in die Vereinigten Staaten geschickt, drei Hubschrauber wurden im November 1962 vom NASA-Forschungszentrum (NASA Ames Moffett Field) erworben, und zwei weitere blieben irgendwo in Europa. Das Rotorcycle wurde nie angenommen - das US-Militär gab es aus irgendeinem Grund sogar vor dem Ende der Tests auf.

Ende 1999 hatten die Amerikaner unerwartete Nachfolger - die japanische Firma "Engineering System". Sie präsentierte ihr Modell GEN H-4. Ein 70-Kilogramm-Pilot kann ihn eine Stunde lang ohne Nachtanken mit einer Geschwindigkeit von bis zu 88 km/h fliegen. Das maximale Gewicht, das der Helikopter heben kann, beträgt 86 kg. Beim Betrachten der Fotos wird die Ähnlichkeit der Modelle deutlich (Abbildung 11.2).

Abbildung 11.2. Miniaturhubschrauber der Firma "Engineering System"

Der Hubschrauber wird von vier superleichten Triebwerken (40 PS) angetrieben, aber wenn eines der Triebwerke ausfällt, kann die GEN H-4 auf drei fliegen und auf zwei notlanden.

Jedes Triebwerk arbeitet autonom, und die Entwickler halten es für unwahrscheinlich, dass alle Triebwerke auf einmal ausfallen. Aber auch für einen solchen Notfall enthält das GEN H-4-Kit einen Fallschirm.

Hubschrauberkraftstoff ist ein 30:1-Gemisch aus Motorbenzin und Zweitaktöl. Der Tank fasst 2 bis 5 Gallonen Kraftstoff.

Vertreter des Engineering Systems versichern, dass die Ausbildungszeit für Piloten minimal ist (ab zwei Stunden) und mehr zu ihrer eigenen Sicherheit benötigt wird: Die Steuerung ist recht einfach gehalten. Das Bedienfeld befindet sich wie bei einem Motorrad direkt vor dem Piloten zwischen den beiden Griffen. Rechts und links befinden sich die Haupttasten: Es ist bequem, sie mit dem Daumen zu drücken.Die Entwickler planen, einen Höhendetektor auf dem Panel und Sauerstoffflaschen unter dem Sitz zu platzieren, da ein einzelner Hubschrauber in der verdünnten Luft aufsteigen kann. Die geschätzten Kosten des Hubschraubers betragen ~ 30.000 US-Dollar.

Das zweite Gerät für Einzelflüge heißt Rocket Pack. Es wird mit verschiedenen Namen bezeichnet - Small Rocket Lift Device, Bell Rocket Belt, Personal Jetpack, Rocket Backpack, Jet Pack, Jet Flying Belt, Jet Belt, Jet Vest und so weiter - aber es gibt nur sehr wenige zuverlässige Informationen über dieses "Fahrzeug"

Obwohl das erste kurze Experiment mit dem Platzieren von Pulverraketen auf dem Rücken von einer deutschen Wochenschau der 30er Jahre eingefangen wurde (Zuschauer sehen eine schnelle und ziemlich harte "Landung" auf dem Boden eines Testers) - die Idee einer technischen Umsetzung eines Rocket Pack wird Wendell Moore zugeschrieben, einem Ingenieur von Bell Aerospace. 1953 nahm Moore die Entwicklung des Rucksacks auf, damals der unromantische Name „Small Rocket Lift Device“ (SRLD). Die erste Version von SRLD testete Wendell Moore 1958 selbst.

Trotz des zweifelhaften Erfolgs der ersten kurzen "Flüge" über kurze Distanzen wurde die Entwicklung des Geräts bei Bell Aerospace fortgesetzt - Steuerhebel wurden hinzugefügt, das Design wurde verbessert usw., aber es war immer noch nicht möglich, den Rucksack wirklich zu machen sicher. Letztlich wurde eine Flugdauer von 20 Sekunden bei einer maximalen Höhe von 4,5 Metern erreicht.

1959 wurde ein Vertrag mit dem Luft- und Raumfahrtunternehmen Aerojet-General unterzeichnet, der das SRLD umfassend untersuchen und testen sollte. Reaktionsmotoren (RMI) begannen mit dem Gerät zu experimentieren, später verhandelte das US-Militär mit Bell Aerospace über die Herstellung von SRLD und in der Folge wurde ein Vertrag mit dem Transportation, Research and Engineering Command (TRECOM) der Armee unterzeichnet, und Moore wurde technischer Direktor des SRLD-Projekts.

Nach der Vertragsunterzeichnung wurde ein 280-Pfund-Raketenmotor entwickelt und Wasserstoffperoxid (Peroxid) als sicherster Treibstoff ausgewählt. Moore musste als damaliger SRLD-Testpilot seine Erfindung mehr als einmal im Bell-Werk in Buffalo testen, doch nachdem ein solcher Test mit einer schweren Knieverletzung endete, musste der Erfinder den Gedanken an das Fliegen mit seinem Gerät aufgeben bis in alle Ewigkeit.

Der Fall wurde einem anderen Ingenieur, Harold Graham, übergeben, der die Tests fortsetzte und am 20. April 1961 den ersten freien Flug mit der SRLD unternahm. Graham flog 34 Meter mit einer Geschwindigkeit von 16 km/h in 13 Sekunden.

Die ersten Demonstrationsvorführungen fanden natürlich am 8. Juni 1961 vor dem Militär in Fort Eustice in Virginia statt, aber erfolgreicher war die Demonstration der Fähigkeiten der SRLD auf dem Rasen des Pentagons.

Das Jetpack wurde dann mehr als einmal auf Ausstellungen, Messen und ähnlichen Veranstaltungen gezeigt, darunter ein Flug vor Präsident Kennedy in Fort Bragg.

In den späten 60er Jahren reiste Bell Rocket Belt und Testpilot Bill Suitor fast um die ganze Welt und wurde sehr populär – Suitor spielte sogar eine Rolle in dem Film.

1965 wurde der Film "Thunderball" veröffentlicht: James Bond zieht einen Raketenrucksack an und sagt, dass sich ein Mann ohne dieses Gerät nicht als Gentleman bezeichnen kann.

Trotz seiner offensichtlichen Popularität hat sich das Raketenpaket jedoch nicht durchgesetzt. Vor allem wegen der kurzen Flugdauer und der fragwürdigen Sicherheit. Bald gab auch das Militär den Rucksack auf.

1969, als Wendell Moore starb, überlegte Bell Aerospace seine Pläne für den "Rocket Belt" und übertrug im Januar 1970 die Lizenz zum Verkauf und zur Herstellung des damals Bell Jet Belt genannten Geräts an Williams International, die die Entwicklung von den „Rucksack.“ um die Flugdauer zu verlängern.

Seitdem ist das Jetpack exotisch geworden. Nur gelegentlich wird es zur Unterhaltung des Publikums in Pausen bei Fußballspielen, in Werbeshows oder für Filmstunts verwendet. Das Raketenpaket wurde bei der Eröffnung der Olympischen Spiele 1984 gesehen.

Derzeit sind die Raketenpakete von Wendell Moore im New York University Museum und im Buffalo Campus Museum untergebracht.

An das Jetpack erinnerte man sich erst 1995: Eine Gruppe von Ingenieuren aus Texas entwickelte eine verbesserte und leicht vergrößerte Version namens RB 2000 Rocket Belt. Der neu gestaltete "Gürtel" ermöglichte es, 50% länger zu fliegen als sein "Vorfahre" - 30 Sekunden statt 20.

Raketentreibstoff besteht aus drei Komponenten: Wasserstoffperoxid-Treibstoff, Hochdruck-Stickstoffgas und mit Samariumnitrat beschichtetes Silber, das als Katalysator wirkt.

Zwei Metalltanks fassen 23 Liter Wasserstoffperoxid. Wenn der Pilot das Ventil öffnet, drückt unter Druck stehendes Stickstoffgas das Peroxid in die Katalysatorkammer, wo eine chemische Reaktion stattfindet, die das Wasserstoffperoxid in 743 Grad Celsius heißen Dampf umwandelt. Dampf tritt durch zwei gebogene Rohre hinter dem Rücken des Piloten aus. Der Schwerpunkt einer Person befindet sich direkt unter den Düsen, sodass die vertikale Position des Körpers während des Fluges beibehalten wird. Vorne befinden sich, wie bei den Armlehnen eines Stuhls, 2 Bedienknöpfe. Sie sind mit dem Rücken fest am Rucksack befestigt, der Rucksack selbst hat jedoch ein wenig Bewegungsfreiheit, er kann leicht in verschiedene Richtungen gekippt werden. Unter der rechten Hand befindet sich ein Leistungsregler, der den Jetstream steuert.

Aufgrund der hohen Temperaturen muss ein Draufgänger, der sich zu fliegen wagt, einen Anzug tragen, der hohen Temperaturen standhält. Der Flug selbst dauert die gleichen 30 Sekunden und die Höchstgeschwindigkeit beträgt 161 km / h.

Derzeit ist kein Unternehmen im Geschäft mit Raketenverpackungen tätig, außer Rocket Man Inc, die Kühltaschen für Getränke in Form von Jetpacks herstellt.

Abschluss

Die Beschleunigung des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts im Verkehr unter modernen Bedingungen ist eine geplante, komplexe und kapitalintensive Aufgabe, die jedoch gelöst werden muss, da der Verkehrsverkehr auf keinem anderen Weg ein Niveau erreichen kann, das allen zukunftsträchtigen Anforderungen der Gesellschaft gerecht wird.

Das moderne Leben ist durch die rasante Entwicklung von Wissenschaft und Technik in allen Bereichen menschlichen Handelns gekennzeichnet. Dieser Prozess bedingt einen schnelleren Wandel in der Natur von Technologie und Technologie in allen Sektoren der nationalen Wirtschaft, einschließlich des Verkehrs selbst.

In unserer Zeit entwickelt sich der wissenschaftliche und technische Fortschritt wie eine Lawine: In der Vergangenheit vergingen Jahrhunderte und Jahrzehnte von der Entstehung einer Idee bis zur Umsetzung, heute – oft nur wenige Jahre.

Als Folge davon gibt es eine schnelle Veralterung der Technologie, es besteht Bedarf an immer neuen Entdeckungen. Neue Verkehrsmittel sollen dem Menschen das Leben erleichtern und noch komfortabler machen, müssen aber gleichzeitig alle immer strenger werdenden Umweltstandards erfüllen.

Die neuen Verkehrsträger, die in dieser Arbeit kurz beschrieben wurden, sind nur ein kleiner Teil all der Verbesserungen, die der Mensch in den letzten Jahren gemacht hat. Einige davon sind derzeit Betriebssysteme, andere warten nach laufenden Tests auf die Inbetriebnahme und andere sind heute zu futuristisch und teuer (aber vielleicht werden sie in naher Zukunft auch wahr). Aber sie alle helfen schon heute der Gesellschaft, die drängenden Probleme zu lösen, die durch das Handeln der Menschen entstanden sind und dieser Prozess ist nicht mehr aufzuhalten.

Literatur:

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3. Popolov A. Elektrischer Individualverkehr XXI Jahrhundert: Wissenschaft und Technologie - 2001 - №8.

4. D. Postnikov Elektrofahrzeug: „für“ und „gegen“: Hinter dem Steuer - 1997 - №2.

5. Popolov A. Elektrofahrrad heute und morgen: Wissenschaft und Technologie - 1999 - №8.

6. Neuer Stadtverkehr - Auto auf Schienen: MEMBRANE – 2002 – №1.

7. Monocar - zweirädriges Fahrzeug: LLC "Skif", 2002.

8. A. Kh. Karimov Unbemannte Flugzeuge: Maximale Möglichkeiten: Wissenschaft und Leben - 2002 - №6.

9. Popolov A. Fröhliches Segeln "Solar"-Schiffe: Wissenschaft und Leben - 2001 - №6.

10. Izmerov O. Das Flugzeug steht auf den Schienen: Unbekannte inländische Einschienenbahn.

11. Autozüge - eine Alternative zur Lokomotivtraktion: World Railways - 2002 - №1.

12. Batisse F. Kombinierte Systeme des öffentlichen Schienenverkehrs: World Railways - 2000 - №8.

13. Fast Tube System - Hochgeschwindigkeits-Passagierpipeline: MEMBRANE – 2002 – №5.

14. I. V. Leskov Einzelnes Flugzeug: The Boundaries of Infinity - 2002 - №1.

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Bildungsministerium der Russischen Föderation

Staatliche Technische Universität Wolgograd

SteuerungArbeit

Vielversprechende Transportlokomotiven

Abgeschlossen von: S.A. Moskovoy

Geprüft von: Assoc. Shumsky S. N.

Wolgograd 2013

Einführung

Transportfahrzeuge spielen eine bedeutende Rolle bei der Nutzung natürlicher Energiequellen, sie verbrauchen etwa ein Drittel des weltweit geförderten Öls, und von allen Verkehrsträgern sind Autos die energieintensivsten. Die Verwendung von erdölbasierten Kohlenwasserstoffkraftstoffen in Autos geht mit der Freisetzung einer großen Menge an Schadstoffen in die Atmosphäre einher. Infolgedessen verursacht der Straßenverkehr 39 bis 63 % der Umweltverschmutzung, deren Ausmaß global ist – Luft, Land und Wasser.

Der traditionelle Ansatz zur Lösung der Energie- und Umweltprobleme der Motorisierung besteht darin, die Konstruktion bestehender Verbrennungsmotoren zu verbessern und fortschrittlichere Kraftwerke eines neuen Typs zu schaffen, die mehr oder weniger konventionelle Kohlenwasserstoff-Brennstoffe verwenden. Im ersten Fall liegt das Hauptaugenmerk auf der Steigerung der Effizienz und der Reduzierung der Toxizität von Autos durch eine komplexe Korrektur des Arbeitsprozesses im Motor, um eine maximale Vollständigkeit der Kraftstoffverbrennung in allen Betriebsarten zu gewährleisten. Motorkraftstoffleistung

Zu den bis heute entwickelten neuen Transportmotoren gehören Elektroantriebe sowie Verbrennungsmotoren mit innerer und äußerer Verbrennung mit unkonventionellen Arbeitsabläufen.

Zu letzteren zählen Kolbenmotoren mit schichtweiser Ladungsverteilung, Gasturbinen-, Dampf- und Rotationsmotoren sowie Stirlingmotoren.

Einige dieser Motoren, insbesondere Stirling-Motoren, könnten im Prinzip die Möglichkeit bieten, mit konventionellen Kraftstoffen ein emissionsarmes Fahrzeug zu bauen, um zukünftige strenge Vorschriften zu erfüllen.

Von großem Interesse sind elektrische Kraftwerke, die elektrochemische Energieträger – Akkumulatoren und Brennstoffzellen – nutzen.

Motoren, die heute in den meisten Verkehrsmitteln verwendet werden

Der Liberalisierungstrend, der den Wettbewerb im Verkehr, auch zwischen den verschiedenen Verkehrsträgern, gewährleistet hat, lässt uns ständig nach technischen und organisatorischen Lösungen suchen, die das Erscheinungsbild der Verkehrswelt zum Besseren verändern. In den letzten zehn Jahren haben sich Fahrzeuge fast so stark verändert wie in den zwanzig bis dreißig Jahren zuvor.

Die Gründe für den Wandel der alten Verkehrsträger sind sowohl der Druck von Verbrauchern als auch der Politik:

Mobilität (Fähigkeit, von Tür zu Tür zu liefern;

Effizienz (hauptsächlich Kraftstoffeffizienz);

Umweltfreundlichkeit;

Sicherheit.

Die Erfüllung all dieser Anforderungen ist stark umstritten. Ein schwereres Fahrzeug erhöht also in der Regel die Sicherheit für Passagiere und Fahrer, verschlechtert jedoch die Sicherheit anderer (schwerere Fahrzeuge verursachen bei einer Kollision mehr Schaden) und erhöhen den Kraftstoffverbrauch, was zu einer Verschlechterung der Effizienz und Umweltfreundlichkeit führt. In öffentlichen Verkehrsmitteln bedeutet mehr Effizienz weniger Mobilität und Haltestellen müssen angefahren werden.

In den meisten Verkehrsmitteln funktioniert der eine oder andere Motor, und heute in den meisten Fällen dieser

Diesel,

Verbrennungsmotor,

Elektromotor,

Turbojet-Triebwerk.

Der Elektromotor ist in seinen Eigenschaften besser als viele andere Antriebe und seine Widerstandsfähigkeit gegen wechselnde Lasten ist besser, und die Drehzahl ist besser geregelt (daher sind keine komplexen Getriebe erforderlich), und der Wirkungsgrad ist besser und es ist einfacher (er hat beispielsweise weniger bewegliche Teile, was zu einer höheren MTBF führt), außerdem ist er billiger (daher kann er beispielsweise an jedem Rad montiert werden und nicht an allen Rädern).

Eine andere Sache ist, dass Strom an Bord eine extrem teure Energiequelle ist. Akkus kommen vielleicht überhaupt nicht in Betracht, die Akkus sind heute unglaublich schwer und brauchen lange zum Aufladen, und sie haben genug Ladung für ein wenig. Der Ausweg besteht darin, die Antriebsleistung an Bord aus Kohlenwasserstoff-Kraftstoff zu gewinnen, entweder mit Brennstoffzellen oder Hybridlösungen.

Brennstoffzellen verwenden als Brennstoff wasserstoffhaltige Rohstoffe, im Grenzfall reiner Wasserstoff (und dann noch reines Wasser im Abgas), aber es gibt Optionen für Methylalkohol, Erdgas, Benzin und sogar Dieselkraftstoff. Ihre Installationskosten sind immer noch recht hoch, bis zu 5.000 US-Dollar pro kW Leistung oder sogar mehr. Reine Wasserstoff-Brennstoffzellen sind auch die saubersten, aber sie können nirgendwo Wasserstoff bekommen: Die Kosten für eine Wasserstofftankstelle übersteigen bei weitem die Kosten der heutigen Tankstelleninfrastruktur (raffinierte Erdölprodukte und Gas). Kurzfristig werden daher die sogenannten Hybridsysteme populärer, wenn das Fahrzeug sowohl einen konventionellen als auch einen elektrischen Motor hat.

Hybridschaltungen verkörpern die Vorteile zweier Welten: der Welt der konventionellen Motoren zur Stromerzeugung und eines Elektromotors zum Antrieb der Räder. Ein konventioneller Motor (Diesel, Verbrennungsmotor oder sogar eine Gasturbine) arbeitet in einem optimalen Gleichmäßigkeitsmodus und lädt die Bordbatterie mit einer relativ geringen Kapazität (viel weniger als bei Elektrofahrzeugen). Und der Elektromotor dreht die Räder in einem unregelmäßigen Modus, abhängig von den Bewegungsbedingungen (Beschleunigung und Verzögerung, Heben, Tragfähigkeit usw.). Dadurch werden einerseits die fahrdynamischen Eigenschaften durch den Einsatz eines Elektroantriebs deutlich verbessert und andererseits die Effizienz und Umweltfreundlichkeit durch den optimalen Betrieb eines konventionellen Motors verbessert.

Hybridautos

Hybridkonstruktionen reichen vom simultanen computersynchronisierten Betrieb eines Elektromotors und eines konventionellen Motors auf derselben Welle bis hin zu einem völlig unabhängigen Gasturbinentriebwerk, das von einem Generator angetrieben wird, und speziellen Elektromotoren, die direkt in den Rädern montiert sind. Alle diese Lösungen sind bereits auf dem Markt und konkurrieren miteinander. Die Frage ist nur, dass es immer teurer ist, mehrere leistungsstarke Motoren mit hohem Wirkungsgrad an Bord zu haben (ein konventioneller, elektromotorischer Generator (meist ein Generator, der auch beim Bremsen Rekuperation nutzt) und manchmal ein separater elektrischer Generator) ist immer teurer als nur einen Motor zu haben. Die Vorteile sind bessere Fahreigenschaften, geringerer Kraftstoffverbrauch und geringe Emissionen.

Bisher zeigen sich die Vorteile von Hybridfahrzeugen am deutlichsten bei Lösungen für schwere Lkw und Busse, bei denen Kraftstoffeinsparungen und Umweltauflagen größer sein können als bei leichten Fahrzeugen. Daher flammt in diesem Sektor die Hauptkonkurrenz für Hybridsysteme auf, wobei Diesel immer noch der Hauptkonkurrent sind.

Ab einer bestimmten Schwelle der Verbreitung von Hybriden erfolgt deren lawinenartige Masseneinschleppung: aufgrund politischer Veränderungen des Kraftstoffpreises. Heute wird die Straßeninfrastruktur in den meisten Ländern der Welt durch Verbrauchssteuern auf Kraftstoff finanziert. Neuwagen werden mindestens halb so viel Kraftstoff verbrauchen, daher müssen sie bei gleicher Infrastrukturfinanzierung entweder doppelt so groß werden (aber dann muss mehr Infrastruktur finanziert werden) oder die Verbrauchsteuer muss verdoppelt werden. Gleichzeitig wird der Kraftstoffpreis unweigerlich steigen und für normale Autos unerschwinglich teuer werden. Die Kosten für Hybridfahrzeuge selbst werden aufgrund von Skaleneffekten sinken. Daher wird die Einführung von Hybridautos anstelle der im Betrieb plötzlich teuer gewordenen konventionellen Autos ab einem bestimmten Zeitpunkt wie eine Lawine gehen, sofern sich die derzeitige Politik zur Finanzierung der Straßeninfrastruktur nicht ändert.

Der Staat drängt auf die Hybridisierung des Verkehrs und die ständige Verschärfung der Umweltstandards. Ab einem bestimmten Punkt wird es sehr teuer, die staatlich geforderte Umweltsauberkeit eines Motors bereitzustellen, der unter erschwerten Bedingungen unterschiedlicher Straßenbelastung arbeitet. Der Ausweg besteht darin, ein Hybridschema zu verwenden, bei dem der Motor in einem konstant optimalen Modus arbeitet, einschließlich des optimalen Modus in Bezug auf die Minimierung schädlicher Emissionen. Die Hybridbauweise ermöglicht auch den Einsatz von Gasturbinentriebwerken, die noch mehr Umweltfreundlichkeit bieten.

Der Markt bereitet sich auf die Invasion von Hybridfahrzeugen vor: Der Markt hat bereits separat spezialisierte Elektromotoren bis 350 kW (verwendet in schweren Anhängern und Bussen), neue Arten von elektrifizierten Rädern mit einem einheitlichen Computersteuerungssystem, spezialisierte Transportturbinen usw.

Bahnarbeiter schätzten das Hybridkonzept schon viel früher: Da sie immer viel Zugkraft brauchten, sind Diesellokomotiven, ja, richtig, leistungsstarke Hybridtraktoren, einfach auf die Schiene gestellt.

Es ist wichtig zu beachten, dass das Erscheinen von Diesellokomotiven einen Übergang zu einer einheitlichen Elektrizitätswirtschaft und einem einheitlichen Verkehr bedeutet. Ein Elektroauto oder eine Diesellokomotive ist ein mobiles Kraftwerk mit relativ hoher Leistung: Hybridkraftwerke für Busse und Anhänger haben eine Spitzenleistung von bis zu 350kW, Diesellokomotiven über 1MW. Ein Dutzend dieser Anhänger oder ein paar Dieselloks, die zwischen den Fahrten rasten, können mit einigen Reservekraftwerken in der Umgebung konkurrieren und verkörpern sicherlich die Idee der dezentralen Erzeugung.

Es bleibt nur noch, die Gesetzgebung zu ändern, um die Entwicklung der dezentralen Erzeugung nicht durch die obligatorische Unterordnung jedes kleinen Generators unter die Befehle des Netzbetreibers zu beeinträchtigen. Dann können sich Technologien entwickeln und hybride und elektrische Verkehrs- und Energiesysteme schnell profitabel zusammenarbeiten lassen.

Diese Verbindung zwischen Energie und Verkehr hat es schon immer gegeben, jetzt wird sie einfach deutlicher. So hat United Europe, wie viele andere Länder auch, ein einziges Ministerium für Energie und Verkehr, das von einem Minister geleitet wird.

Separat können wir den schnell populär werdenden Linearmotor in Magnetschwebebahnen betrachten. Aber Magnetschwebesysteme sind immer noch extrem teuer, und diese Option wird wahrscheinlich nicht populär werden.

Voraussetzungen für einen neuen Verkehrsträger

Es liegt auf der Hand, dass historisch gesehen der Bedarf an einer neuen Art von Verkehrsinfrastruktur bestand, die nach der Luftfahrt kommen wird.

Der neue Verkehr muss über eine gut ausgebaute Infrastruktur verfügen, die ihre Allgegenwart voraussetzt. Ist diese Infrastruktur nicht allgegenwärtig, wird die Eigenschaft der Mobilität nicht erfüllt.

Die Hauptvoraussetzung für eine neue Transportart ist die Fähigkeit, sie schrittweise zu finanzieren: die Fähigkeit, Gelder aus vielen Quellen anzunehmen, von denen jede in ein eigenes Projekt investiert wird. Dies bedeutet, dass ein neuer Verkehrsträger als eine Reihe von Standards definiert werden sollte, die die Kompatibilität von Gleis und mobiler Infrastruktur, Verkehrssteuerung usw. Dann gibt es zwei Hauptkonkurrenten:

Wettbewerb von Normenwerken, die den neuen Verkehr tatsächlich definieren.

Wettbewerb der Anbieter von Gleisinfrastrukturelementen und Schienenfahrzeugen innerhalb desselben Normenwerks.

Die meisten aktuellen Verkehrsprojekte der Zukunft erfüllen nicht die Bedingung der Investitionsinkrementalität: Ein Hersteller liefert die Gleisbettung, führt Bauarbeiten durch und liefert Rollmaterial für ein von ihm entwickeltes Normenwerk. Daher werden die meisten modernen Projekt-Kandidaten für den Verkehr der Zukunft keine Fortsetzung haben, sie sterben mit jeder nächsten großen Tranche ihrer Finanzierung.

Warum übertrafen Mobiltelefone herkömmliche kabelgebundene Telefonanlagen? Die Investitionen des Betreibers in eine oder zwei Zellen waren geringer als die Investitionen in den Bau einer konventionellen Telefonanlage und Kabelkanalgeräte. Diese Investitionen begannen sofort zu funktionieren und bedienten zunächst eine kleine Anzahl von Kunden, und die Anzahl der Zellen konnte dort erhöht werden, wo das Kundenwachstum höher war, jedoch erst, wenn die Kapazität der ursprünglichen Zelle erschöpft war. Die Mobilfunkausrüstung wurde von vielen Herstellern gleichzeitig geliefert, was ihre niedrigen Kosten gewährleistete, aber zu einem einzigen globalen Telefonnetz zusammenhing. Dasselbe geschah mit ISPs: Die meisten ISPs der Welt installierten kleine Gerätesätze, die in das globale Internet geklebt wurden. Bei Infrastrukturprojekten sind nicht so sehr die Kosten der endgültigen Infrastruktur von Bedeutung, sondern die Möglichkeit ihres schrittweisen Baus, sowohl technisch als auch organisatorisch und finanziell.

Es kann nicht gesagt werden, dass ein einziger Anbieter der Transportlösung der Zukunft die Vernetzung aller Teile eines riesigen neuen Projekts sicherstellt. Ein Projekt, das den Anspruch hat, ein neuer Verkehrsträger zu werden, sollte sich als neuer Markt entwickeln und nicht planmäßig gebaut werden. Große Projekte können planmäßig durchgeführt werden, aber Verkehrsträger sind eindeutig kein Projekt, sondern etwas mehr.

Der neue Verkehrsträger wird die bestehenden nur dann übertreffen können, wenn er für den Bau seiner Infrastruktur eine effizientere Nutzung von Land und Material gewährleistet als die bestehenden. Daher besteht ein so großes Interesse an Einschienenbahnen auf Masten - zumindest sind ihre Kosten geringer als die Kosten für das unter ihnen freiwerdende Land.

Monorail-Linien in verschiedenen Projekten kosten mittlerweile zwischen 3,5 und 40 Millionen US-Dollar. pro Kilometer des Weges. Die Reduzierung ihres Materialverbrauchs erfordert grundlegend neue Lösungen. So kann man auf den Seiltransport von Yunitskiy verweisen, bei dem nicht verdrillte, gespannte Paare von Kabeln verwendet werden, um eine aufgehängte Zweischienenbahn zu erhalten, die aus mehreren Teilen mit etwas Füllstoff (z. B. Beton) zu einer gespannten Struktur zusammengezogen wird. Die Kosten für eine solche Strecke betragen 2,5 bis 3,5 US-Dollar pro Kilometer, wobei die Zuverlässigkeit nicht geringer ist als die einer Einschienenbahn.

Eine weitere Hauptanforderung besteht darin, die Nutzung der bestehenden Kapillarstraßenstruktur zu maximieren, um die Kosten der letzten Meile für den Haus-zu-Haus-Transport zu reduzieren. Dieser Komfort von Tür zu Tür und das Fehlen von Transfers machen den privaten Pkw in den Augen der Bevölkerung trotz zahlreicher Versuche, die Liebe zum öffentlichen Verkehr zu wecken, konkurrenzlos. Diese Forderung lässt sich wie folgt umformulieren: Der Verkehr der Zukunft muss gleichzeitig zwei Typen angehören und nicht nur einem.

Tatsächlich sind alle großen Projekte neuer öffentlicher Verkehrsmittel von heute, die von den Kommunen so beliebt sind, von einer Art, die ihre völlige Sinnlosigkeit als neues Volksverkehrsmittel der Zukunft beweist. Der Verbraucher möchte seine eigene Kutsche haben, die bis zum Haus vorfährt und so lange in der Nähe des Hauses bleibt, wie es zum bequemen Ein- und Aussteigen erforderlich ist (obwohl eine Garage für eine solche Kutsche an anderer Stelle vorhanden sein kann). Der Verbraucher möchte die öffentlichen Verkehrsmittel nicht nutzen, wenn ein eigenes Fahrzeug möglich ist und die Staufreiheit gewährleistet ist. Und die Aufgabe des Marktes ist es, dieses Bedürfnis zu befriedigen.

Der Zwei-Arten-Transport setzt sowohl die Möglichkeit der Hochgeschwindigkeitsbewegung (200-300 km / h) in Form von dynamisch zusammengestellten Zügen auf hängenden Führungen der neuen Verkehrsinfrastruktur als auch das Fahren auf normalen Straßen voraus. Es ist möglich, dass sie Strom aus der Verkehrsinfrastruktur der neuen Autobahnen beziehen und bei Fahrten auf einer nicht ausgestatteten Straße / Straße auf eigene Elektrobatterien oder Hybridantriebe umsteigen. Das Fahren auf Straßen/Straßen erfordert jedoch nicht so viel Motorleistung und Kraftstoffreserve wie beim Fahren auf einer Autobahn.

Das bekannteste Verkehrskonzept mit einem Verkehrsträger ist der öffentliche Personennahverkehr. Nach diesem Konzept setzen sich Personen einzeln oder in Gruppen von bis zu 4 Personen an speziellen Haltestellen in separaten viersitzigen Kabinen nieder, stellen die Endstation ein, und die Automatisierung bewegt diese Kabinen entlang der Führungen und kombiniert sie zu dynamischen Zügen auf langen Hauptstrecken Linien. Der Hauptnachteil dieses Konzepts ist gerade die Tatsache, dass es sich um eine Variante des öffentlichen Verkehrs handelt, die im Wettbewerb mit einem privaten Pkw verliert, der sowohl den Fahrgast als auch seine Familie und die dazugehörigen Güter bis vor die Tür bringt. Weitere Details zur Diskussion über den Zwei-Typ- versus Ein-Typ-Verkehr der Zukunft (sowie eine Diskussion möglicher technischer und organisatorischer Lösungen) finden Sie unter http://fakultät. Washington.edu/jbs/itrans/

Die Dual-View-Anforderung macht auch die Prognose zunichte, dass die Zukunft des Transports in kleinen Privatflugzeugen liegt. Mit Helikoptern (die ebenfalls als fast automobil prognostiziert wurden) war diese Prognose nicht mehr gerechtfertigt, und von Flugzeugen (auch mit Senkrechtstart/-landung) braucht man bisher nicht zu sprechen. Hier geht es nicht nur um die Komplexität der Steuerung der Bewegung von Tausenden und Abertausenden von schnell fliegenden Boards außerhalb jeglicher Straßenstruktur, sondern auch um den Lärm, der bei Start / Landung / Überflug entsteht, sowie der daraus resultierende Fahrpreis. Und die Zwei-Arten-Projekte fliegender Autos, die den Tür-zu-Tür-Modus implementieren, sind aufgrund ihrer völligen Sinnlosigkeit fast überall eingefroren.

Eine wichtige Voraussetzung für eine neue Transportart ist die Geschwindigkeit, üblicherweise wird diese Geschwindigkeit mit 250-350 km/h bestimmt. Tatsache ist, dass die Menschen im Durchschnitt etwa eine Stunde pro Tag mit Bewegung verbringen. Diese Zahl ist nicht allzu sehr vom Land abhängig (sie unterscheidet sich signifikant nur in Kalifornien, wo die Menschen zwei Stunden am Tag unterwegs sind, weil sie essen und Kinder machen und im Allgemeinen fast in einem Auto leben) und ist nicht von den Jahren abhängig wenn die Maße genommen werden. Es ist überraschend, aber die Menschheit ändert ihre Gewohnheiten, täglich etwa eine Stunde mit Bewegung zu verbringen, nicht, da sie ihre Mobilität erheblich erhöht hat, hauptsächlich durch die Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit. Und es gibt keine Rückkehr zu Pferdestärken, Fußgängern und Radfahren. Daher ist es höchst unwahrscheinlich, dass der Transport der Zukunft Geräte wie ein zweirädriges Elektroauto Segway sein wird, eine winzige Plattform, die unter städtischen Bedingungen Geschwindigkeiten von bis zu 20 km / h (die Geschwindigkeit einer laufenden Person) erreichen kann . Ja, das wird unter den Bedingungen der aktuellen städtischen Staus helfen, aber die Idee eines neuen Verkehrs entsteht gerade aus der Notwendigkeit, einen technologischen Weg zu finden, um die gesamte Erde mit Autobahnen zu bedecken.

Die Projekte der Hochgeschwindigkeitsbahnen und Magnetschwebestraßen kamen den geforderten Geschwindigkeiten am nächsten, ihr Preis bleibt aber extrem hoch, außerdem haben sie alle Nachteile des öffentlichen Verkehrs: Es dauert viel mehr Zeit (und Nerven), um zum Einschiffungspunkt und vom Ausschiffungspunkt aus und nicht der Umzug selbst.

Abschluss

Die Hauptmittel für die heutigen Verkehrsprojekte der Zukunft werden vom Staat bereitgestellt.

Eines der ersten Projekte dieser Art war ein Projekt zur Entwicklung eines Flugzeugs, das schwerer als Luft ist, das den US-Steuerzahler 70.000 Dollar kostete und in nichts endete. Die Gebrüder Wright konkurrierten mit diesem Projekt und stellten das erste fliegende Flugzeug her, das sie 2500 Dollar kostete. Das neueste laute Verkehrsprojekt, das mit einer ebenso unrühmlichen Verschwendung von Steuergeldern endete, das Überschallflugzeug Concorde, hat nicht zwei Drittel seiner Kosten amortisiert und nie einen Massenmarkt für die Überschall-Passagierflugzeuge geschaffen. Leider ist der Staat kein großer Helfer beim Aufbau der Verkehrsinfrastruktur der Zukunft:

Beamte verfolgen eine Finanz- und Regulierungspolitik, die es ineffizienten Technologien ermöglicht, zu überleben und armen Managern und Ingenieuren ein angenehmes Leben zu ermöglichen;

staatlich verordnete Tarife (aufgrund eines Missverständnisses über das natürliche Monopol eines jeden Verkehrs) machen Gewinne unabhängig von Arbeitsergebnissen, stimulieren nicht die Suche nach neuen Technologien und gehen technologische und finanzielle Risiken ein. Infolgedessen ist privates Kapital entweder nicht allzu eifrig an einer Beteiligung oder seine Beteiligung ist unter den Bedingungen der freien Preise und des Marktwettbewerbs weniger effektiv als die Kapitalbeteiligung.

Der Staat finanziert reichlich die Entwicklung neuer Verkehrsmittel, denn Beamte sollen sich mit Technologien besser auskennen als Geschäftsleute:

Geld für Forschung bereitstellen

Anreize und Subventionen bieten und die Querfinanzierung bestimmter Technologien organisieren

gegen den leistungsorientierten Ansatz zur Regulierung von Sicherheit und Umweltfreundlichkeit verstoßen und den Einsatz bestimmter Technologien direkt vorschreiben.

Bis heute existiert das einzige abgeschlossene Magnetschwebebahn-Projekt in der Shanghai Free Zone. Die Strecke, die mit Regierungsgeldern vom deutschen Konsortium Transrapid International (zu dem Adtranz, Siemens und Tyssen gehören) gebaut wurde, führt vom Shanghaier Innenstadt-Flughafen Pudong. Zugegeben, das Projekt hatte eher eine ideologische als eine verkehrspolitische Bedeutung und wird eher als Attraktion denn als Fortbewegungsmittel wahrgenommen. Insgesamt hat dieses Projekt eine Investition von 1,2 Milliarden Dollar gekostet, die sich nie auszahlen wird.

Als Ergebnis wählt der Staat Technologien:

teuer, weil der Markterfolg unwichtig ist (da hilft nicht nur die Möglichkeit, beliebige Tarife zu setzen, sondern die Möglichkeit der nachträglichen Subventionierung)

in großem Stil große Geldbeträge zur Verfügung stehen, und es gibt niemanden, der den Erfolg kontrolliert

mit einem Eigentümer macht es schwierig, Geld für das Wachstum des Projekts zu finden. Außerdem ist ein Eigentümer die fehlende Konkurrenz.

geschlossene Verbundstandards erschweren das Projektwachstum, fehlender Wettbewerb sorgt für Stagnation

mit voraufgeblähten Kosten aufgrund der Prävalenz von Korruption

mit unverständlicher wirtschaftlicher Effizienz (meistens im Namen der nationalen Sicherheit oder der sozialen Stabilität).

Was auch immer der Verkehr der Zukunft sein mag, er wird mit Sicherheit mit Mitteln zur verteilten Verkehrssteuerung an Bord der Infrastruktur ausgestattet sein. Jede Seite verfügt über eine Blackbox, um zu verstehen, was während des Unfalls passiert ist, jede Seite verfügt über Notsignalgeräte, jede Seite verfügt über elektronische Navigationsgeräte, Kollisionsvermeidungsgeräte usw. Jetzt läuft die Umrüstung des Wasser- und Luftverkehrs, die Umrüstung des Kraftverkehrs wird diskutiert.

Unter den Neuheiten wird es möglich sein, auf die Möglichkeit hinzuweisen, Züge aus separaten Fahrzeugen zu bilden. Dieser Modus eines elektronischen Kuppelzuges wird beispielsweise verwendet, um eine Gruppe von Autos beim Anfahren nach einer Ampel an einer einstöckigen Straßenkreuzung gleichzeitig zu beschleunigen (erhöht den Durchsatz der Autobahn um das 3- bis 5-fache) oder um reduzieren den aerodynamischen Widerstand einer Gruppe von Autos beim Fahren auf einer Autobahn mit einer entsprechenden Verringerung des Kraftstoffverbrauchs.

Liste der verwendeten Literatur

1. Transportsystem / Sundukov E.Yu. - 961245/28; Anmeldung 27.12.96 / Erfindungen (Anmeldungen und Patente). - 1998. - Nr. 36.

2. Neuer Stadtverkehr - ein Auto auf Schienen: MEMBRANA - 2002 - №1.

3. Aksenov I.Ya. Einheitliches Verkehrssystem: Lehrbuch. für Universitäten - M: Höher. sch., 199.

4. Gulia NV, Yurkov S. Ein neues Konzept eines Elektrofahrzeugs: Wissenschaft und Technologie 2000 - №2.

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Das Funktionsprinzip von Verbrennungsmotoren. Mechanische Verlustleistung. Spezifischer Indikator Kraftstoffverbrauch. Luftgemischzufuhr mittels Drossel. Perspektiven für die Entwicklung des Motorenbaus. Mechanische Verluste in modernen Motoren.

Zusammenfassung, hinzugefügt am 29.01.2012


Problemgeschichte und Möglichkeiten zur Verbesserung von Verfahren zur direkten Verbrennung fester Brennstoffe in Hubkolben-Verbrennungsmotoren. Theoretische Aspekte des Ausbrennens von Festbrennstoffen im Arbeitsraum des Motors während seiner Verbrennung durch volumetrische und geschichtete Verfahren.

Buch hinzugefügt am 17.04.2010


Anwendung an Autos und Traktoren als mechanische Energiequelle für Verbrennungsmotoren. Thermisches Design des Motors als Schritt in der Konstruktion und Konstruktion des Motors. Berechnung für einen MAN Prototypenmotor.

Hausarbeit, hinzugefügt am 10.01.2011


Das Jahresprogramm des Produktionsstandortes für die Reparatur von Verbrennungsmotoren. Betriebszeiten der Website. Jährliche Mittel für Arbeiter und Ausrüstung. Berechnung der Anzahl der technologischen Produktionsanlagen. Der Bedarf an Energieressourcen.

Was meinen Sie, meine Herren, wie viele Jahre werden Kraftfahrzeuge noch in den entwickelten Ländern der Welt und in Europa verkauft? Glauben Sie, dass dies in den nächsten 100 Jahren die Länder nicht bedroht und im Prinzip unmöglich ist und in den nächsten 30-50 Jahren Öl weiterhin der wichtigste Brennstoff auf dem Planeten sein wird? Ihr Freund liegt falsch. Tatsächlich stehen wir fast schon am Rande dieser unglaublichen Zukunft, die uns bald erwartet. Tatsächlich geht die Ära der Benzin- und Dieselfahrzeuge zu Ende und geht zu Ende. Und die Sache ist, dass sich die Welt heute vereint hat, sie kämpft für die Verbesserung der Ökologie unseres Planeten, und daher werden wir bald mit dem unvermeidlichen Verschwinden der Fahrzeuge konfrontiert, die mit traditionellen und bekannten Energiequellen betrieben werden.

Es ist daher zu erwarten, dass in den nächsten 10 bis 15 Jahren viele europäische Länder den Verkauf von Fahrzeugen mit Benzin- und Dieselmotoren komplett verbieten werden. Sogar die Vereinigten Staaten planen in 20-30 Jahren, vollständig und tatsächlich auf Autos umzustellen, die mit alternativen Energiequellen betrieben werden.

Es besteht also eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Fahrzeuge, die wir mit Verbrennungsmotoren gewohnt sind, einen allmählichen Weg in Richtung ihres Aussterbens eingeschlagen haben. Glaubst oder denkst du, dass dies wie immer unser Land in der letzten Runde beeinflussen wird? Sie sind falsch und irren sich, meine Herren.

Bereits heute, in dieser Phase, bereitet unsere Regierung den Boden für die Entwicklung von Autos im Land, die funktionieren wird und nicht funktionieren sollte.

Zum Glück für Fans traditioneller Autos ist die Ära der Benzin- und Dieselmotoren noch nicht vorbei. Also liebe Autofahrer, analysieren wir gemeinsam mit uns, welche Autos wir fahren werden, sagen wir in 20-30 Jahren.

Tatsächlich lohnt es sich nicht, die Zukunft vorherzusagen. Dies gilt insbesondere für Hochtechnologien. Dennoch halten wir unsere Prognose für die Entwicklung der Automobilindustrie für möglich. Um herauszufinden, welche Fahrzeuge in den nächsten 20 Jahren zu den Hauptbewegungsträgern werden, muss man sich die Geschichte der gesamten Automobilindustrie als Ganzes ins Gedächtnis rufen und dann die Chancen aller bisher eingesetzten Technologien bewerten von der Menschheit in den letzten hundert Jahren erfunden.

Schließlich müssen Sie uns zustimmen, wenn die Welt beginnt, den Einsatz von Verbrennungsmotoren zu verbieten, dann werden alle Autohersteller einfach gezwungen sein, in ihrer Branche dringend neue einzusetzen und sich vielleicht an vergessene alte zu erinnern.

Was treibt das Auto an?

Aus der Schule wissen wir, dass die Bewegung eines Objekts Energie und Kraft erfordert. Es stellt sich also heraus, dass nach den Gesetzen der Physik mechanische Energie benötigt wird, um das Fahrzeug zu bewegen. Dafür wurde vor mehr als hundert Jahren erstmals ein Verbrennungsmotor erfunden, der aus der Verbrennung von Kraftstoff die aufgenommene Energie in mechanische Energie umwandelt. Schließlich fährt sie das Auto.

Dank des Kraftstoffsystems verbrennt der Verbrennungsmotor Benzin oder Dieselkraftstoff und erhält nach der Zündung die Endenergie, die an die Räder weitergegeben wird.

Außerdem wurde vor über 100 Jahren in der Automobilindustrie ein Elektromotor erfunden, der mit sauberer Energie betrieben wird – aus Strom. Im Gegensatz zum gleichen Benzin muss der Strom selbst in keiner Weise bezogen werden. Es reichert sich normalerweise in den Batterien an, die in Autos eingebaut sind. So und letztlich erhält der Elektromotor konstant elektrische Energie, die in mechanische Energie umgewandelt wird und das Auto antreibt.

Dampffahrzeuge und Dampfmaschine

Die erste Dampfmaschine der Welt wurde 1690 (17. Jahrhundert) von Denis Papin erfunden. Dieses Triebwerk war damals mit nur einem Zylinder mit Kolben ausgestattet. Dieser Kolben erhöhte Dampf. Nach der Eindickung des Abdampfes sank es unter dem Einfluss des atmosphärischen Drucks ab.

Dadurch wurde die Dampfenergie selbst in mechanische Energie umgewandelt.

Aber die wichtigste Revolution bei den Dampfmaschinen wurde von James Watt gemacht, der eine verbesserte Dampfmaschine mit einer isolierten Kammer schuf. Leider war es dann nicht möglich, ein vollwertiges Wattauto zu erstellen, dies lag an fehlenden Mitteln.

Damals und später schuf der Erfinder Nicolas-Joseph Coneu das weltweit erste sich bewegende Fahrzeug mit mechanischer Energie, die durch Dampfbildung gewonnen wurde. Seine Erfindung war ein Armeekarren ("fardier à vapeur" - ein Dampfkarren), der zum Transport von Artillerie-Armeeausrüstung geschaffen wurde. Sein Design verwendet einen verbesserten Dampf- und Kessel, der im Bug des Wagens installiert wurde.

Leider war das Gewicht des Wagens sehr groß, was ihn praktisch unhandlich machte. Bei den Tests der Karren haben die Konstrukteure folgendes festgestellt, dass diese Kutsche sehr gefährlich ist und oft zu Unfällen führt. Letztendlich hörte dieses Projekt auf zu existieren.

In Russland wurde 1763 die erste Dampfmaschine hergestellt, I.I.Polzunov erfand sie. Die Maschine wurde zum Blasen von Faltenbälgen in den Werken von Barnaul verwendet. Weiterhin wurde die Entwicklung von Dampfmaschinen von dem bekannten und berühmten Erfinder Ivan Kulibin fortgesetzt, der einst viele Dampfmaschinen baute.

Der Einsatz von Dampfmaschinen dauerte bis Anfang des 20. Jahrhunderts.

Der Hauptnachteil von Dampfmaschinen ist ihre Effizienz, und um sie zu erhöhen, musste die Konstruktion der Dampfmaschine verkompliziert werden, was unweigerlich zu einer Gewichtszunahme führte. Letztlich wurde ein solches Fahrzeug deutlich schwerer, was sich direkt auf die Motorleistung und die Dynamik dieses Transports auswirkte.

Infolgedessen waren die Ingenieure gezwungen, die Konstruktion selbst zu komplizieren, um den Dampfmaschinen die fehlende Effizienz zu verleihen, was wiederum zu einer Zunahme der Masse der Struktur selbst führte. Generell, wie die Ingenieure sagten, war es ein Teufelskreis, der bestätigte, dass die Dampfmaschine nicht perfekt war und in Zukunft nur noch eine Sackgasse war.

So begannen zu Beginn des 20. Jahrhunderts die Dampfmaschinen allmählich zu verschwinden und wurden durch Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren ersetzt, die bereits mit Benzin betrieben wurden.

Autos mit Verbrennungsmotor

1863 schuf Nikolaus August Otto einen Zweitakt-Saugmotor mit Verbrennungsmotor. Dieser Motor hatte einen Wirkungsgrad im Bereich von 15 Prozent. Die Zündung erfolgte mit offener Flamme.

Und schon 1886 schuf Karl Benz das weltweit erste Auto mit Verbrennungsmotor, das in seiner Konstruktion auf dem Motor von August Otto basiert. Es war das erste benzinbetriebene Auto der Welt.

1899 baute Ludwig Nobel in einem Werk, das seinen Namen trägt, in Russland den ersten Diesel-Pkw der Welt, der mit Dieselkraftstoff betrieben wurde.

Seitdem ist der mit flüssigem Kraftstoff betriebene Verbrennungsmotor zum Hauptmotor der gesamten weltweiten Automobilindustrie geworden und ist es bis heute geblieben.

Elektrische Autos

Der überraschendste Freund dabei ist, dass die Elektroautos selbst fast 50 Jahre vor dem Erscheinen der gleichen Fahrzeuge, die mit Verbrennungsmotoren ausgestattet waren, auf unsere Welt kamen.

Bemerkenswert ist auch, dass diese Elektrofahrzeuge zu Beginn des gleichen 20. Jahrhunderts unglaublich beliebt waren und Autos mit Benzin- oder Dieselantrieb deutlich übertrafen.

Im Gegensatz zu den gleichen Benzin- oder Dieselautos waren Elektroautos praktisch geräuschlos, was es dem Fahrer und seinen Passagieren ermöglichte, während der Fahrt zu empfangen.

Leider wurden all diese Vorteile der ersten Elektroautos von einem Hauptnachteil durchkreuzt, sie hatten eine sehr geringe Leistungsreserve.

Erinnern wir unsere lieben Leser daran, dass 1841 das allererste Elektroauto auf dem Planeten auftauchte, das eine sehr kleine Gangreserve auf einer geladenen Batterie (ca. 20 km) hatte.

Leider haben die Ingenieure mehr als 50 Jahre nach der Erfindung des Elektromotors noch nicht herausgefunden, wie man die Reichweite von Elektroautos erhöhen kann. 1920 betrug diese Reichweite von Elektrofahrzeugen beispielsweise nur noch 50 Kilometer.

Darüber hinaus gab es auch Schwierigkeiten beim Aufladen der Batterien selbst unter normalen Bedingungen. Schließlich, bis 1930 und nach und nach, hatten Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor praktisch und praktisch alle Elektrofahrzeuge zerstört. Dies wurde zweifellos durch die Entwicklung von Benzin- und Dieselmotoren sowie durch die günstigen Kraftstoffkosten und den Ausbau der Infrastruktur von Tankstellennetzen auf der ganzen Welt erleichtert.

Aber vor kurzem erinnerte sich die Autoindustrie wieder an diese Technologie (Elektrizität) und begann mit der rasanten Entwicklung des Elektroverkehrs, der vielleicht bald oder in naher Zukunft, mehr als 100 Jahre später, wieder zum Hauptverkehrsmittel auf unserem Planeten werden soll .

Zwar steht die gesamte Autoindustrie wie vor über 100 Jahren wieder vor den gleichen Problemen bei der Entwicklung moderner Elektroautos. Das Hauptproblem bleibt das gleiche, es ist die Gangreserve. Derzeit verwenden die meisten Elektrofahrzeuge eine Lithium-Ionen-Batterie in ihrem Design. Der Hauptnachteil dieses Batterietyps ist das Gewicht und die kurze Ladezeit bei einer ausreichend kleinen Stromzufuhr zum Antrieb des Elektromotors.

Doch der eigentliche Durchbruch gelang heute Tesla, der den weltweit ersten in Serie gefertigten Pkw (Tesla Model S) mit großer Gangreserve schuf. Dafür wurde zwar eine ausreichend große und schwere Batterie geschaffen, deren Aufladung außerdem sehr lange dauert. Dank dessen gelang es den Ingenieuren des Unternehmens jedoch, die Gangreserve des Fahrzeugs auf 400 Kilometer zu erhöhen.

Derzeit baut Tesla in vielen Ländern der Welt (hauptsächlich in den USA) weiterhin ein eigenes Netz von Elektrotankstellen auf, an denen Geräte installiert sind, die es ermöglichen, Elektroautos in durchschnittlich etwa 20 - 30 Minuten aufzuladen (Aufladen halber Akkukapazität). Es ist also möglich, dass durch die weltweite Verbreitung solcher Elektrotankstellen die Nachfrage nach Elektroautos bald nur noch steigen wird.

Leider ist es derzeit nicht möglich (noch nicht möglich), eine so riesige Batterie eines Elektroautos schneller aufzuladen. Dafür braucht es schließlich ein sehr leistungsstarkes Ladegerät, das es auf der Welt noch nicht gibt. Aber die Technologien selbst entwickeln sich ziemlich schnell weiter, und vielleicht werden wir sehr bald einen Durchbruch in diesem Bereich der Einsparung elektrischer Energie haben. In diesem Fall kann man im Voraus voraussagen, dass die Popularität von Elektroautos überwältigend sein wird.

Atomauto Ford Nucleon

Ja, ja Freunde, wundert euch nicht, so ein ehrgeiziges Projekt gab es in der Geschichte der Menschheit.

1958 entwickelte die amerikanische Firma Ford ein Konzeptfahrzeug mit einem echten Atomreaktor. Es wurde erwartet, dass dieses Auto mit einer einzigen Ladung mit radioaktiven Stoffen bis zu 8000 Kilometer fahren könnte (sollte).

Im Kern war dieser Kernreaktor, der auf dem Nucleon-Fahrzeug installiert werden sollte, eine kleinere Kopie des Kernreaktors, der auf Militär-U-Booten verwendet wird.

Es war geplant, Uranspaltung als Brennstoff zum Heizen des Dampferzeugers zu verwenden, der erhitztes Wasser in Dampf umwandelt. Dann würde dieser Dampf unter Druck in die Turbinen gelangen, die den Antrieb des Autos selbst drehen würden.

Leider ist dieses ambitionierte Projekt ein futuristisches Konzept geblieben und wird wohl nie wieder in unsere Autowelt zurückkehren.

Nach den Katastrophen von Tschernobyl und Fukushima gilt die Atomkraft als die gefährlichste der Welt. Also, liebe Freunde, in den nächsten 100 - 150 Jahren ist es unwahrscheinlich, dass diese Art von Energie in die Autoindustrie kommt.

Selbstfahrendes Fahrzeug

1752 präsentierte Leonty Shamshurenkov in St. Petersburg der versammelten Öffentlichkeit eine selbstfahrende Kutsche, die sich durch Treten bewegte. Sein Fahrzeug war mit Fußpedalen ausgestattet, die kettengetrieben waren und die Räder eines selbstfahrenden Fahrzeugs drehten.

Dank der einfachen Konstruktion erhöht sich der Kraftaufwand beim Treten und die Räder des Fahrzeugs erhalten genug Energie, um eine nicht so geringe Geschwindigkeit zu entwickeln.

Überraschenderweise werden solche Fahrzeuge noch immer von der Automobilindustrie produziert. Es gibt sogar verschiedene Wettbewerbe auf der Welt, die nur auf solchen selbstfahrenden Autos ausgetragen werden. Ein Beispiel dafür ist der aktuelle Geschwindigkeitsweltrekord für ein selbstfahrendes Fahrzeug (knapp über 130 km/h).

Wasserstoffautos

Was sind Wasserstoffautos? Wir antworten. Dies sind Fahrzeuge, die Wasserstoff als Kraftstoff verwenden.

Der erste wasserstoffbetriebene Verbrennungsmotor wurde 1806 von François Isaac de Rivaz entwickelt.

Leider ist die Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff als Alternative zum gleichen Benzin nicht sehr effizient. Hier ist das Ding. Wasserstoff zerstört schnell die inneren Teile des Motors, interagiert mit den Komponenten des Motors und beschädigt die Teile des Aggregats in kurzer Zeit. Und zweitens kann dieser Kraftstoff aufgrund der Flüchtigkeit von Wasserstoff in das Abgassystem des Motors eindringen, was unweigerlich zu seiner Zündung führt.

So musste die weltweite Automobilindustrie auf den Einsatz von Wasserstoff als Alternative zu Benzin und Dieselkraftstoff verzichten. Aber in letzter Zeit hat sich alles geändert ...

Also, Freunde macht euch bereit, eine erstaunliche Zukunft erwartet uns, die sich selbst die kühnsten Zukunftsforscher der Welt und Science-Fiction-Autoren nicht vorstellen konnten.

Der Motor ist vielleicht der wichtigste Teil eines Autos. Ohne Motor wird sich das Auto in der Tat nicht bewegen, aber ohne Räder kommen Sie auch nicht weit, daher werden wir die Automobilsysteme nicht nach Wichtigkeit unterteilen, sondern versuchen, ein wenig mehr über einen Automotor herauszufinden.

Motor ist ein Kraftwerk, eine Energiequelle für ein Auto. Es wird verwendet, damit das Auto seine Hauptfunktion erfüllen kann - den Transport von Gütern und Passagieren, aber zusätzlich wird die vom Motor erzeugte Energie verwendet, um die Funktion aller Hilfssysteme zu gewährleisten, beispielsweise für den Betrieb der Luft Klimaanlage.

Alle Hilfssysteme werden jedoch in der Regel mit Strom versorgt, der von einem Generator erzeugt oder aus Batterien entnommen wird. Aber der Generator wird nur vom Motor angetrieben und überträgt auf ihn die mechanische Energie der Wellendrehung.

Um die Bewegung des Autos sicherzustellen, wird auch mechanische Energie der Motorwelle verwendet, die über das Getriebe vom Motor auf die Räder übertragen wird.

Das heißt, der Motor wird benötigt, um jede Art von Energie in mechanische Rotationsenergie der Welle umzuwandeln, die über ein System mechanischer Verbindungen auf die Räder übertragen wird und das Auto in Bewegung setzt.

Verbrennungsmotor

Wenn wir von einem Automotor sprechen, stellen wir uns am häufigsten einen Verbrennungsmotor vor, der Benzin, Dieselkraftstoff, Gas als Kraftstoff verwendet, und neuerdings wird auch Wasserstoff ausprobiert.

In einem Verbrennungsmotor wird, wie man sich denken kann, die bei der Verbrennung brennbarer Stoffe freigesetzte Energie in mechanische Energie umgewandelt. Die Bauformen von Verbrennungsmotoren können unterschiedlich sein, es gibt Kolben-, Rotations- und Gasturbinentriebwerke.

Aber das Prinzip ihrer Arbeit bleibt unverändert. Die bei der Verbrennung von Kraftstoff freigesetzte Energie wird schließlich durch die Rotation der Motorwelle in mechanische Energie umgewandelt und über ein System mechanischer Verbindungen auf die Räder übertragen, wodurch diese rotieren.

Der Hauptnachteil von Verbrennungsmotoren ist ihre Umweltfreundlichkeit. Bei der Verbrennung von Kraftstoff werden viele Schadstoffe freigesetzt. Die Ausnahme ist Wasserstoff, dessen Verbrennungsprodukt gewöhnliches Wasser ist, aber das Problem bei seiner heutigen Verwendung sind seine hohen Kosten, obwohl es wahrscheinlich in Zukunft die Hauptbrennstoffart sein wird.

Aber Verbrennungsmotoren sind nicht die einzigen Automotoren.

Elektromotor

Es gibt Maschinen, die Strom als Energiequelle nutzen. Das beliebteste und dem Auto am nächsten stehende Verkehrsmittel, das mit Strom betrieben wird, ist der bekannte Trolleybus.

Als vollwertiges Auto kann man es aber nicht bezeichnen, da sich der Trolleybus nur entlang der gespannten Drähte bewegen kann, von denen er mit Strom versorgt wird.

Aber Sie haben wahrscheinlich schon von Autos gehört, die als Elektrofahrzeuge bezeichnet werden. Elektrofahrzeuge sind Fahrzeuge, die einen Elektromotor als Antriebseinheit verwenden.

Der Elektromotor wird, wie Sie verstehen, mit elektrischer Energie betrieben, die er in der Regel aus Akkumulatoren bezieht.

Elektroautos haben gegenüber Autos mit Verbrennungsmotor viele Vorteile.

Sie sind umweltfreundlich, fast geräuschlos (was nicht immer von Vorteil ist), nehmen schnell Fahrt auf, sie benötigen kein Getriebe, Sie können sogar auf ein Getriebe verzichten, wenn Sie an jedem der Räder Motoren anbringen. Das heißt, solche Autos könnten bei einer Verbreitung viel billiger sein als Autos mit Verbrennungsmotor.

Es gibt jedoch zwei wesentliche Punkte, die den Einsatz von Elektromotoren in modernen Autos stark einschränken. Bisher wurden noch keine Batterien erfunden, die eine ausreichende Menge an elektrischer Energie speichern könnten.

Das heißt, die Reichweite eines Elektrofahrzeugs ist heute auf mehrere zehn Kilometer begrenzt. Wenn Sie die Scheinwerfer, das Radio-Tonbandgerät und die Klimaanlage nicht einschalten, können Sie bis zu Hunderte von Kilometern fahren, aber es ist immer noch sehr wenig. Etwa 5-6 mal weniger als bei einer Benzinfüllung. Daran arbeiten die Entwickler jedoch ständig und es ist möglich, dass es beim Lesen dieser Zeilen bereits ein Elektroauto mit einer Gangreserve von mehr als 500 km gibt.

Aber selbst eine kleine Gangreserve wäre nicht so schlimm, wenn nicht die Zeit zum Aufladen der Batterien wäre. Wenn das Auftanken mit Benzin, Dieselkraftstoff oder Gas 5-10 Minuten dauert, müssen die Batterien 12 Stunden oder sogar einen Tag lang aufgeladen werden.

Daher können Elektroautos zwar nur für kurze Fahrten in der Stadt verwendet werden, danach werden sie die ganze Nacht aufgeladen.

Hybridantriebe

Der Vorteil von Elektromotoren gegenüber Verbrennungsmotoren ist jedoch so groß, dass der Wunsch, sie zumindest teilweise zu nutzen, zur Entstehung von Hybridkraftwerken führte, die heute recht aktiv in Autos eingesetzt werden.

Hybridkraftwerke sind ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor kombiniert in einem Auto (in der Regel sind es 4 Stück, eines für jedes Rad). Diese Autos werden Hybridautos genannt.

Es gibt drei Hybridanlagenschemata.

Im ersten wird die Energie des Verbrennungsmotors ausschließlich zur Erzeugung elektrischer Energie mit Hilfe eines Generators verwendet. Und schon vom Generator wird die Energie zum Laden der Batterien und zu den Elektromotoren übertragen, die für die Drehung der Räder sorgen.

Aber ein anderes Schema ist beliebter. Im zweiten Schema erfolgt der Radantrieb sowohl vom Verbrennungsmotor als auch von den Elektromotoren. Verbrennungsmotoren und Elektromotoren können sowohl unabhängig als auch zusammen verwendet werden.

Die dritte Option ist eine Kombination aus erster und zweiter.

Dies sind die Motoren des Autos, vielfältig und mehrdeutig. Wir werden die Eigenschaften, das Funktionsprinzip und die Details in zukünftigen Veröffentlichungen genauer analysieren.

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Transportarten, Transportarten von Stoffen durch Membranen
Transport ist eine Sammlung aller Arten von Kommunikationswegen, Fahrzeugen, technischen Geräten und Strukturen auf den Kommunikationswegen, die den Transport von Personen und Gütern zu verschiedenen Zwecken von einem Ort zum anderen gewährleisten.

Alle Transporte können in eine Reihe von Gruppen unterteilt werden ( Transportmittel) aus bestimmten Gründen.

• 1 Nach Reiseumgebung
  • 1.1 Wasser
  • 1.2 Luftverkehr
    • 1.2.1 Luftfahrt
    • 1.2.2 Luftfahrt
  • 1.3 Raumtransport
  • 1.4 Bodentransport
    • 1.4.1 Nach Anzahl der Räder
    • 1.4.2 Schiene
    • 1.4.3 Automobil
      • 1.4.3.1 Zweckmäßig
    • 1.4.4 Radfahren
    • 1.4.5 Tiergetriebener Transport
      • 1.4.5.1 Gans
      • 1.4.5.2 Paket
      • 1.4.5.3 Oben
    • 1.4.6 Rohrleitungen
      • 1.4.6.1 Pneumatik
    • 1.4.7 Andere Arten des Landverkehrs
      • 1.4.7.1 Aufzug
      • 1.4.7.2 Rolltreppe
      • 1.4.7.3 Aufzug
      • 1.4.7.4 Standseilbahn
      • 1.4.7.5 Seilbahn
• 2 Nach Vereinbarung
  • 2.1 Öffentliche Verkehrsmittel
    • 2.1.1 Öffentliche Verkehrsmittel
  • 2.2 Transport für besondere Zwecke
  • 2.3 Individualverkehr
• 3 Nach verbrauchter Energie
  • 3.1 Transport mit eigenem Motor
  • 3.2 Angetrieben durch Wind
  • 3.3 Angetrieben von Muskelkraft
    • 3.3.1 Menschenbetriebene Fahrzeuge
    • 3.3.2 Tiergetriebener Transport
• 4 vielversprechende Verkehrsträger
• 5 Siehe auch
• 6 Hinweise
• 7 Referenzen

Durch das Bewegen der Umgebung

Abhängig von der Umgebung, in der der Verkehr seine Funktionen erfüllt, können dies sein: Wasser, einschließlich Unterwasser, Boden, einschließlich Untergrund, Luft und Weltraum. Es ist möglich, Umgebungen zu kombinieren - Amphibien, Flugboote, Ekranoplanes, Hovercrafts usw.

Wasser

Der Wassertransport ist das älteste Transportmittel. Zumindest bis zum Aufkommen der transkontinentalen Eisenbahnen (zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts) blieb sie das wichtigste Verkehrsmittel. Selbst das primitivste Segelschiff legte an einem Tag vier- bis fünfmal mehr Strecken zurück als ein Wohnwagen. Die transportierte Fracht war groß, die Betriebskosten waren niedriger.

Der Wassertransport spielt nach wie vor eine wichtige Rolle. Aufgrund seiner Vorteile (der Wassertransport ist nach dem Pipelinetransport am günstigsten) deckt der Wassertransport heute 60-67 % des gesamten weltweiten Frachtumschlags ab. Auf Binnenwasserstraßen werden hauptsächlich Schüttgüter transportiert - Baustoffe, Kohle, Erze - deren Transport keine hohe Geschwindigkeit erfordert (dies wird durch die Konkurrenz mit schnelleren Straßen- und Schienentransporten beeinträchtigt). Bei der Schifffahrt über die Meere und Ozeane hat der Wassertransport keine Konkurrenz (der Lufttransport ist sehr teuer und ihr Gesamtanteil am Frachttransport ist gering), daher transportieren Seeschiffe eine Vielzahl von Gütern, aber der größte Teil der Fracht besteht aus Öl und Öl Produkte, Flüssiggas, Kohle, Erz.

Kreuzfahrtschiff

Die Rolle des Wassertransports im Personenverkehr hat aufgrund seiner geringen Geschwindigkeiten deutlich abgenommen. Ausnahmen sind Hochgeschwindigkeits-Tragflächenboote (die manchmal die Funktion von Überland-Schnellbussen übernehmen) und Luftkissenfahrzeuge. Auch die Rolle von Fähren und Kreuzfahrtschiffen ist groß.

• Verkehrsmittel: Schiffe
• Kommunikationswege: über / unter der Oberfläche von Meeren und Ozeanen, Flüssen und Seen, Kanälen, Schleusen
• Signalisierung und Steuerung: Leuchttürme, Bojen
• Verkehrsknotenpunkte: See- und Flusshäfen und Bahnhöfe

Lufttransport

Luftfahrt

Der Luftverkehr ist das schnellste und zugleich teuerste Transportmittel. Das Hauptanwendungsgebiet des Luftverkehrs ist die Personenbeförderung über Entfernungen von über tausend Kilometern. Es werden auch Gütertransporte durchgeführt, deren Anteil jedoch sehr gering ist. Auf dem Luftweg werden hauptsächlich verderbliche Lebensmittel und besonders wertvolle Fracht sowie Post transportiert. In vielen schwer zugänglichen Gebieten (im Gebirge, Regionen des Hohen Nordens) gibt es keine Alternative zum Flugverkehr. In solchen Fällen, in denen am Landeplatz kein Flugplatz vorhanden ist (z. B. bei der Zustellung von wissenschaftlichen Gruppen in schwer zugängliche Gebiete), kommen nicht Flugzeuge zum Einsatz, sondern Helikopter, die keine Landebahn benötigen. Ein großes Problem bei modernen Flugzeugen ist der Fluglärm beim Start, der die Lebensqualität der Bewohner der Flughafennähe deutlich verschlechtert.

• Verkehrsmittel: Flugzeuge und Hubschrauber
• Kommunikationswege: Luftkorridore
• Signalisierung und Steuerung: Luftbaken, Versanddienst
• Verkehrsknotenpunkte Flughäfen

Luftfahrt

Gegenwärtig sind die Begriffe Luftfahrt und Luftverkehr tatsächlich synonym geworden, da der Luftverkehr ausschließlich mit Flugzeugen durchgeführt wird, die schwerer als Luft sind. Die ersten Flugzeuge waren jedoch leichter als Luft. Der erste Heißluftballon wurde 1709 gestartet. Die Ballons waren jedoch unkontrollierbar.

Luftschiff- Ein kontrolliertes Flugzeug ist leichter als Luft. Am 13. November 1899 machte der französische Aeronaut A. Santos-Dumont den ersten erfolgreichen Luftschiffflug und umkreiste den Eiffelturm in Paris mit einer Geschwindigkeit von 22-25 km / h. In der Zwischenkriegszeit wurden Luftschiffe häufig für militärische, zivile, wissenschaftliche und sportliche Zwecke eingesetzt. Passagierluftschiffe machten sogar regelmäßige Flüge zwischen Europa und Amerika.

Ende des 20. Jahrhunderts kam das Interesse an Luftschiffen wieder auf: Statt explosivem Wasserstoff oder teurem inerten Helium wird nun eine Mischung daraus verwendet. Luftschiffe sind zwar viel langsamer als Flugzeuge, aber viel wirtschaftlicher. Dennoch bleibt ihr Anwendungsbereich bisher marginal: Werbe- und Unterhaltungsflüge, Verkehrsüberwachung. Als klimafreundliche Alternative zum Flugzeug werden auch Luftschiffe angeboten.

• Verkehrsmittel: Ballons und Luftschiffe

Raumtransport

Landverkehr

Vielleicht unterirdisch. Es wird nach einer Reihe von Merkmalen in verschiedene Transportarten unterteilt. Nach den Gleisarten wird die Kommunikation in Schiene (Eisenbahn) und gleislos unterteilt. Nach der Art des Bewegers für Räder, Raupen, Tiere und andere. Die wichtigsten Arten des Landverkehrs sind hier ohne strenge Klassifizierung aufgeführt.

Nach der Anzahl der Räder

Nach der Anzahl der Räder wird der spurlose Transport auf Rädern unterteilt in:

• Einrad(von lat.mono ein-, ein- und anders-griechischer kýklos-Kreis, Rad) - 1-Rad-Fahrzeuge (aufgrund hoher Anforderungen an die Fähigkeit, das Gleichgewicht zu halten, ist das Hauptanwendungsgebiet des Einrads derzeit die Zirkuskunst),
• Fahrräder(von lat.bi zwei und andere-griechischer kýklos-Kreis, Rad) - 2-rädrige Fahrzeuge - Fahrräder, Mopeds und Motorräder usw.,

• Dreiräder(von drei und anderen - griechischer Kýklos-Kreis, Rad) - 3-rädrige Fahrzeuge - einige Fahrräder, Motorräder (Trikes), Autos usw.,
• Geländefahrzeuge(von italienisch quattro vier und anderen-griechisch kýklos Kreis, Rad) - 4-rädrige Fahrzeuge. Im postsowjetischen Raum werden ATVs am häufigsten als ATVs und in den USA als 4-Rad-Fahrräder verstanden. Aber sie umfassen per Definition jedes 4-Rad, einschließlich der meisten Autos.

Eisenbahn

Der Schienenverkehr ist eine Art des Landverkehrs, die Beförderung von Gütern und Personen, die mit Radfahrzeugen auf Schienenwegen durchgeführt wird. Eisenbahnschienen bestehen in der Regel aus auf Schwellen und Schotter montierten Eisenschienen, auf denen sich rollendes Material, meist mit Metallrädern, bewegt. Schienenfahrzeuge haben im Allgemeinen einen geringeren Reibungswiderstand als Autos, und Personen- und Güterwagen können zu längeren Zügen verbunden werden. Züge werden von Lokomotiven angetrieben. Der Schienenverkehr ist ein relativ sicheres Verkehrsmittel.

Anfang des 19. Jahrhunderts entstanden (die erste Dampflokomotive wurde 1804) gebaut, wurde sie Mitte des gleichen Jahrhunderts zum wichtigsten Transportmittel der Industrieländer dieser Zeit. Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts überstieg die Gesamtlänge der Eisenbahn eine Million Kilometer. Eisenbahnen verbanden das industrielle Hinterland mit den Seehäfen. Entlang der Eisenbahn entstanden neue Industriestädte. Nach dem Zweiten Weltkrieg verlor die Eisenbahn jedoch an Bedeutung. Eisenbahnen haben viele Vorteile - hohe Tragfähigkeit, Zuverlässigkeit, relativ hohe Geschwindigkeit. Heutzutage werden die unterschiedlichsten Güter auf der Schiene transportiert, meistens jedoch Massengut, wie Rohstoffe und landwirtschaftliche Produkte. Auch die Einführung von Containern zur Erleichterung des Umschlags hat die Wettbewerbsfähigkeit der Bahnen erhöht.

Hochgeschwindigkeitszug ICE3, Deutschland

Zuerst in Japan und jetzt in Europa wurde ein Hochgeschwindigkeitsbahnsystem geschaffen, das eine Bewegung mit Geschwindigkeiten von bis zu dreihundert Stundenkilometern ermöglichte. Solche Bahnen sind auf kurzen Strecken zu einem ernsthaften Konkurrenten der Fluggesellschaften geworden. Die Rolle von S- und U-Bahnen ist nach wie vor sehr wichtig. Elektrifizierte Bahnen (und mittlerweile sind die meisten stark frequentierten Bahnen elektrifiziert) sind viel umweltfreundlicher als der Straßenverkehr. Die am stärksten elektrifizierten Bahnen befinden sich in der Schweiz (bis zu 95%), in Russland sind es 47%.

Durch den Einsatz von Schienen mit geringer Haftung sind Eisenbahnzüge extrem kollisionsgefährdet, da sie in der Regel mit einer Geschwindigkeit fahren, die ein schnelles Anhalten unmöglich macht oder der Bremsweg länger ist als die für den Fahrer sichtbare Distanz. Die meisten Formen der Zugverkehrssteuerung bestehen aus Verkehrsanweisungen, die von den Verantwortlichen eines Abschnitts des Eisenbahnnetzes an das Zugpersonal übermittelt werden.

• Verkehrsmittel: Lokomotiven und Waggons
• Kommunikationswege: Gleise, Brücken, Tunnel, Überführungen
• Signalisierung und Steuerung: Eisenbahnsignalisierung
• Verkehrsknotenpunkte: Bahnhöfe und Bahnhöfe
• Energieversorgung: Kontaktnetz und Umspannwerke (bei elektrifizierten Bahnen), Tankstellen und Ausrüstung von Lokomotiven

Eine Straßenbahn ist eine Art öffentlicher Straßen- und teilweise Straßenbahnverkehr zur Beförderung von Passagieren auf vorgegebenen Strecken (meist mit elektrischer Traktion), der hauptsächlich in Städten verwendet wird.

Metro

Metro (von der französischen Métropolitain, abgekürzt von chemin de fer métropolitain - "Metropolitan Railway"), Metro (métro), Englisch. Untergrund, Amer. Englisch U-Bahn - im traditionellen Sinne eine S-Bahn mit darauf verkehrenden Ganzzügen zur Personenbeförderung, Technik getrennt von allen anderen Verkehrsmitteln und Fußgängerverkehr (Off-Street). Im Allgemeinen ist eine U-Bahn jedes städtische Personenverkehrssystem abseits der Straße, auf dem Ganzzüge verkehren. Das heißt, die U-Bahn im traditionellen Sinne oder beispielsweise Stadteinschienenbahnen sind Beispiele für die Varianten der U-Bahn. Der Zugverkehr in der U-Bahn ist laut Fahrplan regelmäßig. Die U-Bahn zeichnet sich durch eine hohe Streckengeschwindigkeit (bis zu 80 km / h) und eine Tragfähigkeit (bis zu 60.000 Passagiere pro Stunde in eine Richtung) aus. U-Bahn-Linien können unterirdisch (in Tunneln), an der Oberfläche und auf Überführungen verlegt werden (dies ist besonders typisch für städtische Einschienenbahnen).

Einschienenbahn

Monorail-Straße- ein Transportsystem, in dem sich Wagen mit Passagieren oder Wagen mit Ladung entlang eines Trägers bewegen, der auf einer Überführung oder separaten Stützen installiert ist - einer Einschienenbahn. Es gibt klappbare Einschienenbahnen - Wagen ruhen auf einem Drehgestell oberhalb des Gleisträgers, und hängende - Wagen hängen am Drehgestell und bewegen sich unter der Einschienenbahn.

Stadtbahnverkehr

Stadtbahnverkehr (auch "Stadtbahn", LRT, aus dem Englischen. Light Rail) - öffentlicher Nahverkehr, gekennzeichnet durch eine niedrigere Geschwindigkeit als die U-Bahn und Eisenbahnen und eine höhere Geschwindigkeit und einen höheren Durchsatz als die normale Straßenbahn.

Eine Art von Stadtbahnverkehr ist eine Hochgeschwindigkeitsstraßenbahn, einschließlich einer U-Bahn und einer S-Bahn). Gleichzeitig sind die Unterschiede zwischen solchen Stadtbahnsystemen von U-Bahn, Stadtbahn (S-Bahn) unklar, was oft zu terminologischen Fehlern führt. Im Allgemeinen wird dieser Begriff verwendet, um sich auf elektrifizierte Hochgeschwindigkeitsbahnsysteme (z. einschließlich Straßenbahn und Fußgängerzone). Im Gegensatz zur Light Metro, die näher an der regulären Metro liegt, ist die Light Rail näher an der Straßenbahn.

Überführungstransport

Hochbahn (englische Hochbahn, in den USA abgekürzt: el) ist ein städtisches Hochgeschwindigkeitsbahn-Off-Street-Separat-System oder Teil des Systems von S-Bahnen, U-Bahnen, Stadtbahnen (je nach Ausführung) , die Anzahl der Wagen und die Gesamtmasse der Fahrzeuge), die über dem Boden auf einer Überführung verlegt werden.

Auto

Ein Auto (von auto ... und lat. mobilis - bewegen) ist ein Straßentransportmittel mit eigenem Motor, wobei der Autotransport heute die am weitesten verbreitete Transportart ist. Der Autoverkehr ist jünger als der Schienen- und Wasserverkehr, die ersten Autos tauchten erst Ende des 19. Jahrhunderts auf. Die Vorteile des Straßenverkehrs sind Wendigkeit, Flexibilität und Geschwindigkeit.

Nachteile... In allen Phasen der Produktion, des Betriebs und der Entsorgung von Autos, Kraftstoffen, Ölen, Reifen, Straßenbau und anderer Automobilinfrastruktur werden erhebliche Umweltschäden verursacht. insbesondere die beim Verbrennen von Benzin in die Atmosphäre freigesetzten Stick- und Schwefeloxide verursachen sauren Regen.

Pkw sind im Vergleich zu anderen Verkehrsträgern das verschwenderischste Verkehrsmittel in Bezug auf die Kosten, die für die Beförderung eines Passagiers erforderlich sind.

Der Straßenverkehr erfordert gute Straßen. Jetzt gibt es in den Industrieländern ein Netz von Autobahnen - mehrspurige Straßen ohne Kreuzungen, die Geschwindigkeiten von mehr als hundert Kilometern pro Stunde ermöglichen.

• Verkehrsmittel: verschiedene Arten von Autos - Autos, Busse, Oberleitungsbusse, Lastwagen;
• Kommunikationswege: Autobahnen, Brücken, Tunnel, Überführungen, Überführungen;
• Signalisierung und Steuerung: Verkehrsregeln, Ampeln, Verkehrszeichen, Kraftfahrzeugkontrollen;
• Verkehrsknotenpunkte: Busbahnhöfe, Busbahnhöfe, Parkplätze, Kreuzungen;
• Energieversorgung: Autotankstellen, Kontaktnetz;
• Technischer Support: Autoservice (STOA), Parks (Bus, Trolleybus), Straßendienste

Nach Vereinbarung werden Autos unterteilt in Transport, Spezial und Rennen... Transportfahrzeuge dienen dem Transport von Gütern und Personen. Spezialfahrzeuge haben fest montierte Geräte oder Anlagen und werden für verschiedene Zwecke eingesetzt (Feuer- und Nutzfahrzeuge, Kfz-Werkstätten, Autokräne etc.). Rennwagen sind für sportliche Wettkämpfe bestimmt, auch zum Aufstellen von Geschwindigkeitsrekorden (Rekord-Rennwagen). Transportfahrzeuge wiederum sind unterteilt in Autos & Trucks und Busse. Obus- ein Bus mit Elektroantrieb. Pkw haben eine Kapazität von 2 bis 8 Personen.

LKW Heutzutage werden fast alle Arten von Gütern transportiert, aber auch über lange Distanzen (bis zu 5.000 km oder mehr) konkurrieren Straßenzüge (eine Sattelzugmaschine und ein Anhänger oder Sattelauflieger) erfolgreich mit der Schiene beim Transport von wertvollen Gütern, für die die Liefergeschwindigkeit ist entscheidend, zum Beispiel bei verderblichen Produkten.

Autos(Autos für den individuellen Gebrauch) - die absolute Mehrheit der bestehenden Autos. Sie werden in der Regel für Reisedistanzen bis zu zweihundert Kilometern eingesetzt.

Öffentlicher Straßenverkehr Niederflur-Stadtbusse werden heute hauptsächlich für den Betrieb in Städten und Vororten eingesetzt, und Überland- und Touristenlinien werden für den Überland- und internationalen Linien- und Touristenverkehr eingesetzt. Letztere unterscheiden sich von urbanen Modellen durch den Grundriss mit erhöhtem Boden (zum Unterbringen von Gepäckfächern), einer komfortablen Kabine mit nur Sitzplätzen und dem Vorhandensein zusätzlicher Annehmlichkeiten (Küche, Kleiderschrank, Toilette). Aufgrund der Komfortsteigerung von Touristenbussen am Ende des 20.

Fahrrad

Ein Fahrrad (von lat. velox - schnell und pes - leg) ist ein zwei- oder (seltener) dreirädriges Fortbewegungsmittel, das von 2 Pedalen über eine Kettenübertragung angetrieben wird.

Ein Velomobil ist ein Fahrzeug mit einer muskulären Befestigung der Beine, Arme oder sogar aller möglichen Muskeln.

Von Tieren getriebener Transport

Die Verwendung von Tieren zum Transport von Menschen und Gütern ist seit der Antike bekannt. Manche Tiere kann man zu Pferd reiten oder sie einzeln oder in Gruppen in Karren (Karren, Transporter) oder Schlitten zum Transport von Gütern oder Personen einspannen oder verladen.

Guzhevoy Hauptartikel: Wagentransport

Cartage ist eine Art des straßenlosen Transports, bei dem die Kraft von Tieren (Pferde, Ochsen, Elefanten, Esel, Kamele, Hirsche, Lamas, Hunde usw.) als Zugkraft genutzt wird. Seit vielen Jahrhunderten ist der von Tieren gezogene Transport die wichtigste Form des Landverkehrs. Mit dem Ausbau des Eisenbahnnetzes (ab dem 2. Viertel des 19. Jahrhunderts) verliert es seine Bedeutung für den Fernverkehr, mit Ausnahme von Berg- und Wüstenregionen sowie Regionen des Hohen Nordens. Im 20. Jahrhundert war der Einsatz von Pferdetransporten auf Gebiete ohne Eisenbahn beschränkt; die Bedeutung des Pferdetransports für die landwirtschaftliche Produktion sowie für den innerstädtischen und lokalen Verkehr blieb erhalten; für die Zustellung an Bahnhöfe und Häfen und die Zustellung von dort. Mit der Entwicklung des Kraftverkehrs und einer Traktorenflotte hat die Bedeutung des Pferdetransports aber auch in diesen Bereichen stark abgenommen.

Bündel Hauptartikel: Pakettransport Pakettransport

Ein Transportmittel in den Bergen, Wüsten, Wald-Sumpf- und Taiga-Gebieten mit Hilfe von Lasttieren. Es wird dort eingesetzt, wo aufgrund von Geländeverhältnissen, Geländebeschaffenheit oder Witterungsverhältnissen der Einsatz von Pferdefuhrwerken, Kraftfahrzeugen oder Helikoptern nicht möglich ist. Um Lasten auf dem Rücken des Tieres zu sichern und zu halten, werden Rucksäcke oder Packsättel verwendet.

Verhovoy

Pipeline

Der Pipeline-Transport ist eher ungewöhnlich: Er hat keine Fahrzeuge, bzw. die Infrastruktur selbst ist „nebenbei“ ein Transportmittel. Der Transport über Pipelines ist billiger als der Schienen- und sogar der Wassertransport. Es braucht nicht viel Personal. Die Hauptfrachtart ist flüssig (Öl, Ölprodukte) oder gasförmig. Ölpipelines und Gaspipelines transportieren diese Produkte über weite Strecken in kurzer Linie mit minimalen Verlusten. Rohre werden auf dem Boden oder unter der Erde sowie auf Überführungen verlegt. Der Transport der Ladung erfolgt durch Pump- oder Kompressorstationen. Die häufigste Art des Pipelinetransports ist die Wasserversorgung und die Kanalisation. Es gibt Versuchsleitungen, in denen sich feste Schüttgüter in mit Wasser vermischter Form bewegen. Andere Beispiele für Pipelines für feste Fracht sind Luftpost, Müllrutsche.

Pneumatisch

Pneumatischer Transport- "eine Reihe von Anlagen und Systemen, die dazu dienen, Schütt- und Stückgüter mit Luft oder Gas zu bewegen."

Anwendung.

• für das Beladen von Behältern und die kontrollierte Freigabe von Materialien aus ihnen.
• Materialtransport zwischen Lagerhallen und Werkstätten.
• Verfüllen von ausgegrabenen Grubenräumen mit Gestein.
• Beseitigung von Produktionsabfällen wie Asche, Späne, Staub.
• Pneumatische Post wird verwendet, um Stückgüter zu bewegen. Geschlossene passive Kapseln (Container) bewegen sich unter Einwirkung von komprimierter oder umgekehrt verdünnter Luft durch das Rohrleitungssystem und tragen leichte Lasten und Dokumente in sich. Diese Transportart wurde in der Regel zur Zustellung von Post, Briefen und Dokumenten verwendet, daher der Name. Pneumatische Post wurde im 19. und 20. Jahrhundert eingesetzt und wird auch heute noch verwendet, um beispielsweise Papierrechnungen in Supermärkten zuzustellen, ohne den Kassierer von seinem Arbeitsplatz wegzunehmen.

Pneumatische Post- ein Transportmittel, ein System zum Bewegen von Stückgütern unter Einwirkung von Druckluft oder umgekehrt verdünnter Luft. Geschlossene passive Kapseln (Container) bewegen sich durch das Rohrleitungssystem und tragen leichte Lasten und Dokumente in sich. Diese Transportart wurde in der Regel zur Zustellung von Post, Briefen und Dokumenten verwendet, daher der Name. Pneumatische Post wurde im 19. und 20. Jahrhundert eingesetzt und wird auch heute noch verwendet, um beispielsweise Papierrechnungen in Supermärkten zuzustellen, ohne den Kassierer von seinem Arbeitsplatz wegzunehmen.

Andere Arten des Landverkehrs

Ein Aufzug (aus dem Englischen Aufzug - zu Aufzug), ein stationärer Aufzug, der normalerweise mit einer vertikalen Bewegung der Kabine oder der Plattform entlang von im Schacht installierten starren Führungen intermittierend wirkt.. Entwickelt, um Personen und Güter in der Regel vertikal zu bewegen innerhalb desselben Gebäudes oder Bauwerks.

Rolltreppe

Rolltreppe (englische Rolltreppe; Originalquelle: lat. Scala - Treppe), ein geneigter Plattenförderer mit beweglichem Stufenband, der zum Heben und Senken von Fahrgästen an U-Bahn-Stationen, in öffentlichen Gebäuden, an Straßenkreuzungen und an anderen Orten mit erheblichen Fahrgastströmen verwendet wird .

Aufzug

Elevator (lat. Elevator, wörtlich - anheben, von elevo - anheben), eine kontinuierlich wirkende Maschine, die Waren in vertikaler oder geneigter Richtung transportiert. Unterscheiden Sie E. Eimer, Regal, Wiege. Eimer E. sind zum Heben von vertikal oder steil geneigt (mehr als 60 °) Schüttgütern (staubig, körnig, klumpig), Regal und Wiege E. - zum vertikalen Heben von Stückgütern (Teile, Säcke, Kisten usw.) mit Zwischenbe- und entladung.

Seilbahn

Standseilbahn (französische Standseilbahn, von lat. Funiculus - Seil, Seil), eine Hebe- und Transportstruktur mit Seilzug, die dazu bestimmt ist, Personen und Güter über einen steilen Anstieg über eine kurze Strecke zu bewegen. Es wird in Städten und Ferienzentren sowie in Berggebieten verwendet. Eine Standseilbahn ist ein Aufzug, bei dem die Beförderung von Personen und Gütern in Waggons durchgeführt wird, die mit Hilfe eines mit den Waggons verbundenen Seils und einer Antriebswinde auf geneigten Bahngleisen zwischen der oberen und unteren Station fahren. Die angetriebene Winde befindet sich in der Regel an der Bergstation. Standseilbahnen werden nach ihrem Verwendungszweck in Passagier-, Fracht- und Fracht-Passagier eingeteilt. Standseilbahnen sind aufgrund der intermittierenden Natur der Arbeit, der langen Zeit zum Ein- und Aussteigen von Passagieren oder des Be- und Entladens, niedriger Geschwindigkeiten (weniger als 3 m / s), der Unmöglichkeit des Fahrens auf schwierigen Strecken von begrenzter Verbreitung.

Seilbahn

Eine Seilbahn ist eine Beförderungsart zur Beförderung von Personen und Gütern, bei der ein Zug- oder nichtstoffliches Zugseil (Seil) verwendet wird, um Autos, Trolleys, Kabinen oder Sitze so zu bewegen, dass zwischen den Stützen so gespannt wird, dass die Waggons (Gondel Kabinen, Stühle, Trolleys) den Boden nicht berühren.

Nach Vereinbarung

Bezogen auf den bedienten Bereich wird der gesamte Verkehr in drei Kategorien eingeteilt: öffentlicher Verkehr im Dienste des Verkehrskreises und der Bevölkerung, nicht öffentlicher Verkehr (intraindustrieller Verkehr von Rohstoffen, Halbfabrikaten, Fertigprodukten usw.) , sowie Personentransport.

öffentlicher Verkehr

Öffentliche Verkehrsmittel sind nicht mit öffentlichen Verkehrsmitteln zu verwechseln (ÖPNV ist eine Unterkategorie des öffentlichen Verkehrs). Der öffentliche Verkehr dient dem Handel (Warentransport) und der Bevölkerung (Personenverkehr).

Öffentliche Verkehrsmittel

Der öffentliche Verkehr ist ein Personenverkehr, der von breiten Bevölkerungsschichten zugänglich und nachgefragt wird. Öffentliche Verkehrsmittel werden in der Regel gegen eine Gebühr zur Verfügung gestellt. Nach der engen Auslegung des ÖPNV sind die ihm zugerechneten Fahrzeuge dafür ausgelegt, eine ausreichend große Anzahl von Fahrgästen gleichzeitig zu befördern und auf bestimmten Strecken (fahrplanmäßig oder bedarfsgerecht) zu verkehren. Die weiter gefasste Auslegung umfasst auch Taxis, Rikschas und ähnliche Verkehrsmittel sowie einige spezialisierte Transportsysteme.

Der Fernverkehr wird mit Bussen, städtischen Elektrotransporten (Oberleitungsbusse, Straßenbahnen), Taxis sowie Wasser- und Schienenverkehr durchgeführt; in großen Städten - mit der U-Bahn. im Vorortverkehr dominiert der Schienen- und Busverkehr, im Fernverkehr der Schienen- und Luftverkehr, im Interkontinentalverkehr der Luft- und Seeverkehr.

Transport für besondere Zwecke

• Technologischer Transport
• Militärtransport

Individueller Transport

Nach verbrauchter Energie

Transport mit eigenem Motor

• Transport durch Schrittmotoren
• Elektrotransport
• Hybridtransport

Angetrieben von der Kraft des Windes

Angetrieben von Muskelkraft

Menschengetriebener Transport

• Fahrrad
• Ein Velomobil ist ein muskelbetriebenes Fahrzeug, das die Einfachheit, Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit eines Fahrrads mit der Stabilität und dem Komfort eines Autos verbindet.
• Schiffe - Rudern - mit Rudern und mit einer Stange.

Von Tieren getriebener Transport

Vielversprechende Verkehrsmittel

Es gibt viele Projekte für neue Verkehrsträger. Hier sprechen wir über einige von denen, die zumindest eine experimentelle Ausführungsform hatten.

• Magnetschwebebahn oder Magnetschwebebahn(aus dem Englischen. Magnetschwebebahn - "Magnetschwebebahn") ist ein Zug, der über dem Gleisbett gehalten, angetrieben und durch die Kraft eines elektromagnetischen Feldes gesteuert wird. Ein solcher Zug berührt im Gegensatz zu herkömmlichen Zügen die Schienenoberfläche während der Bewegung nicht. Da zwischen dem Zug und der Gleisoberfläche eine Lücke besteht, wird die Reibung zwischen ihnen eliminiert und die einzige Bremskraft ist der Luftwiderstand. Bezieht sich auf den Monorail-Transport (obwohl anstelle einer Magnetschiene ein Kanal zwischen Magneten angeordnet werden kann - wie bei JR-Maglev) Die von einer Magnetschwebebahn erreichte Geschwindigkeit ist mit der Geschwindigkeit eines Flugzeugs vergleichbar und lässt sie mit der Luft konkurrieren Transport in Kurz- und Mittelstrecken (bis 1000 km). Obwohl die Idee eines solchen Transports nicht neu ist, ließen wirtschaftliche und technische Zwänge es nicht zu, sich voll zu entfalten: Für die öffentliche Nutzung wurde die Technologie nur wenige Male umgesetzt. Derzeit kann die Magnetschwebebahn die vorhandene Verkehrsinfrastruktur nicht nutzen, obwohl es Projekte mit der Anordnung von Magnetelementen zwischen den Schienen einer konventionellen Bahn oder unter dem Gleisbett gibt.
• Persönlicher automatischer Transport ist eine Art von Stadt- und Vorortverkehr, der automatisch (ohne Fahrer) Fahrgäste im Taximodus über ein Netz von dedizierten Routen befördert. derzeit gibt es weltweit nur ein Personen-Automatik-Transportsystem. Dies ist das ULtra-Netzwerk am Flughafen London Heathrow. Das System wurde 2010 für Passagiere geöffnet. Außerdem gibt es das Morgantown Personal Rapid Transit System, das sich vom klassischen PRT-Konzept durch die größere Wagengröße unterscheidet.
• Saitentransport- das seit 1977 von A. E. Yunitskiy entwickelte Projekt eines Transportsystems auf der Grundlage eines gemeinsamen Planetenfahrzeugs, das die Merkmale des Straßen- und Schienenverkehrs kombiniert - "String Transport" - ist derzeit nicht über den experimentellen Rahmen hinausgegangen. Im Jahr 2001 wurde in der Stadt Ozyory, Region Moskau, ein Versuchsabschnitt des UST-Güterverkehrssystems gebaut. Eine der Hauptkomponenten eines Stringtransportsystems ist eine Stringschiene (String Rail) oder ein String Beam (String Beam) oder ein String Fachwerk (String Truss) in Sonderausführung. Eine Schiene (Träger, Fachwerk) ist in der Regel eine hohle Stahlkiste (in Zukunft ein Verbund), in der ein Paket aus gedehnten Drahtseilen (oder Bändern, Fäden, Stäben und anderen verlängerten Kraftelementen) platziert wird . Der nicht von Saiten eingenommene Innenraum der Box ist mit mineralischen oder polymeren Zusammensetzungen gefüllt.

siehe auch

• Fahrradtypen

Notizen (Bearbeiten)

1. Das Wort "Transport" im Notfallwörterbuch auf dicacadimic.ru
2. Luftschiff - TSB - Yandex.Dictionaries
3. Luftfahrt - TSB - Yandex.Dictionaries
4. Straßenbahn - TSB - Yandex.Dictionaries. Abgerufen am 28. Februar 2013. Archiviert vom Original am 9. März 2013.
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6. Buslov A.S. „Aussichten für die Entwicklung des Stadtbahnverkehrs in Woronesch“. - № Sammlung von Abstracts der internationalen wissenschaftlichen Konferenz "Strategien und Ressourcen für die Entwicklung von Großstädten im Zentrum Russlands", VSU, 2008.
7. V. V. Baklanov "Die Einführung des Stadtbahnverkehrs ist eine der Möglichkeiten, die Qualität der Verkehrsdienstleistungen für die Moskauer Bevölkerung zu verbessern." - № Internationale Praxiskonferenz "Trends in der Entwicklung des Stadtbahnverkehrs in der Stadt Moskau" 16. Oktober 2008.
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16. Standseilbahn - TSB - Yandex.Dictionaries. Abgerufen am 28. Februar 2013. Archiviert vom Original am 13. März 2013.
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19. Die Suchmaschine bei InfoWeb.net
20. Innovative Projekte
21. http://präsident.kremlin.ru/transcripts/6094

Links

Smotritsky E. Yu. Transport: die Erfahrung philosophischer Reflexion

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