Wprowadzenie ___________________________________________________________ 3

1. Pojazd elektryczny ___________________________________________________ 4

2. Lekkie pojazdy elektryczne _____________________________ 12

3. Samochód poruszający się po szynach ________________________________ 17

4. Monocar ________________________________________________________ 20

5. Bezzałogowy statek powietrzny ___________________________________________ 27

6. Transport solarny _________________________________________________ 32

7. Drogi jednoszynowe ____________________________________________ 36

8. Wagony motorowe ___________________________________________ 38

9. Systemy kombinowanego publicznego transportu szynowego _____ 43

10. Rurociąg pasażerski dużych prędkości ___________________________ 47

11. Poszczególne samoloty __________________________ 49

Wniosek ________________________________________________________ 52

Literatura ________________________________________________________ 53

Wstęp

Przez cały czas i dla wszystkich narodów transport odgrywał ważną rolę. Na obecnym etapie jego znaczenie niezmiernie wzrosło. Dziś istnienie jakiegokolwiek państwa jest nie do pomyślenia bez potężnego transportu.

W dwudziestym wieku. a zwłaszcza w drugiej jego połowie, we wszystkich częściach świata i dziedzinach ludzkiej działalności dokonały się gigantyczne przemiany. Wzrost liczby ludności, zwiększone zużycie zasobów materialnych, urbanizacja, rewolucja naukowa i technologiczna, a także naturalne czynniki geograficzne, gospodarcze, polityczne, społeczne i inne podstawowe czynniki doprowadziły do ​​tego, że światowy transport otrzymał bezprecedensowy rozwój zarówno na dużą skalę ( ilościowych) i relacji jakościowych. Wraz ze wzrostem długości sieci szlaków komunikacyjnych radykalnej przebudowie uległy tradycyjne środki transportu: znacznie zwiększyła się flota taboru, jego nośność wzrosła wielokrotnie, a prędkość poruszania się wzrosła. Jednocześnie na pierwszy plan wysunęły się problemy transportowe. Problemy te dotyczą głównie miast i wynikają z nadmiernego rozwoju przemysłu motoryzacyjnego. Przerośnięty parking dużych miast w Europie, Azji i Ameryce powoduje ciągłe korki i pozbawia się zalet szybkiego i zwrotnego transportu. To również poważnie pogarsza sytuację ekologiczną.

Transport jako system szczególnie dynamiczny był zawsze jednym z pierwszych odbiorców osiągnięć i odkryć różnych nauk, w tym fundamentalnych. Ponadto w wielu przypadkach działał jako bezpośredni klient przed wielką nauką i stymulował jej własny rozwój. Trudno wymienić obszar badań, który nie ma nic wspólnego z transportem. Szczególne znaczenie dla jego postępów miały badania podstawowe w takich naukach jak matematyka, fizyka, mechanika, termodynamika, hydrodynamika, optyka, chemia, geologia, astronomia, hydrologia, biologia i inne. W tym samym stopniu transport potrzebował i nadal potrzebuje wyników badań stosowanych w dziedzinie metalurgii, budowy maszyn, elektromechaniki, mechaniki konstrukcji, telemechaniki, automatyki, a od niedawna elektroniki i astronautyki. Z kolei niektóre odkrycia i osiągnięcia uzyskane w ramach właściwych nauk o transporcie wzbogacają inne nauki i znajdują szerokie zastosowanie w wielu pozatransportowych sferach gospodarki narodowej.

Dalszy postęp transportu wymaga korzystania z najnowszych, stale aktualizowanych wyników nauki oraz zaawansowanych technologii i technologii. Konieczność rozwoju rosnących przepływów towarowych i pasażerskich, komplikacja warunków budowy linii transportowych na terenach niezamieszkałych, trudnych topograficznie i dużych miastach. Chęć zwiększenia szybkości komunikacji i częstotliwości odjazdów jednostek transportowych, konieczność poprawy komfortu i obniżenia kosztów transportu – wszystko to wymaga usprawnienia nie tylko istniejących pojazdów, ale także poszukiwania nowych, które mogłyby więcej w pełni spełniają wymagania niż tradycyjne środki transportu. Do tej pory opracowano i wdrożono kilka nowych typów pojazdów w postaci instalacji stałych lub pilotażowych, a znacznie więcej istnieje w postaci projektów, patentów lub po prostu pomysłów.

Należy pamiętać, że większość tak zwanych nowych środków transportu w zasadzie była proponowana wiele lat temu, ale nie znalazła wniosków i jest obecnie ponownie proponowana lub wznawiana na nowoczesnej podstawie technicznej.

1. Pojazd elektryczny

Samochód elektryczny to pojazd, którego koła napędowe napędzane są silnikiem elektrycznym zasilanym z akumulatorów. Po raz pierwszy pojawił się w Anglii i Francji na początku lat 80-tych XIX wieku, czyli przed samochodami z silnikami spalinowymi. Kabina, zaprojektowana przez I.V. Romanova w 1899 roku, była również elektryczna. Silnik trakcyjny w takich maszynach był zasilany akumulatorami kwasowo-ołowiowymi o pojemności energetycznej zaledwie 20 watogodzin na kilogram. Ogólnie rzecz biorąc, do zasilania silnika o mocy 20 kilowatów przez godzinę potrzebny był akumulator ołowiowy o wadze 1 tony. Dlatego wraz z wynalezieniem silnika spalinowego produkcja samochodów zaczęła szybko nabierać tempa, a samochody elektryczne zostały zapomniane, zanim pojawiły się poważne problemy środowiskowe. Po pierwsze, rozwój efektu cieplarnianego z późniejszą nieodwracalną zmianą klimatu, a po drugie, spadek odporności wielu ludzi z powodu naruszenia podstaw dziedziczenia genetycznego.

Problemy te wywołały substancje toksyczne, które są zawarte w dostatecznie dużych ilościach w spalinach silnika spalinowego. Rozwiązaniem jest zmniejszenie toksyczności spalin, zwłaszcza tlenku węgla i dwutlenku węgla, przy jednoczesnym zwiększeniu produkcji pojazdów.

Naukowcy po przeprowadzeniu szeregu badań nakreślili kilka kierunków rozwiązania wymienionych problemów, z których jednym jest produkcja pojazdów elektrycznych. Jest to w rzeczywistości pierwsza technologia, która oficjalnie osiągnęła status zerowej emisji i jest już na rynku.

Co jest atrakcyjnego w samochodzie elektrycznym, chyba każdy reprezentuje. Przede wszystkim prawie nie emituje szkodliwych substancji. Trujących gazów, które przedostają się do atmosfery podczas ładowania i rozładowywania akumulatorów, jest nieporównywalnie mniej niż podczas pracy silników spalinowych (ICE). Do ogrzewania pojazdów elektrycznych zimą są wyposażone w autonomiczne grzejniki, które zużywają benzynę lub olej napędowy. Ale one oczywiście nie zanieczyszczają atmosfery tak bardzo, jak silnik spalinowy.

Drugą zaletą jest prostota urządzenia. Silnik elektryczny ma bardzo atrakcyjną charakterystykę dla pojazdów: przy niskich prędkościach ma duży moment obrotowy, co jest bardzo ważne, gdy trzeba ruszyć lub pokonać trudny odcinek drogi. Z drugiej strony silnik spalinowy rozwija maksymalny moment obrotowy przy średnich prędkościach, dlatego jeśli wymagany jest duży wysiłek przy niskich prędkościach, należy go zwiększyć za pomocą skrzyni biegów. Na przykład trolejbusy nie potrzebują takiej jednostki. Nie jest również wymagany w aucie elektrycznym, dzięki czemu jest łatwiejszy w prowadzeniu niż aucie z manualną skrzynią biegów.

Trzecia zaleta wynika z drugiej. Samochód elektryczny nie wymaga tak starannej konserwacji jak zwykły samochód: mniej regulacji, nie zużywa dużo oleju, układ chłodzenia jest prostszy i w ogóle nie ma paliwa (poza nagrzewnicą).

A jednak samochód elektryczny nie jest tak prosty, jak mogłoby się wydawać: potrzebuje skomplikowanych przetwornic napięcia oraz wielu ciężkich i nieporęcznych akumulatorów, które trudno umieścić. Główną wadą utrudniającą wprowadzanie pojazdów elektrycznych jest niskie zużycie energii baterii. Zbiornik paliwa małego samochodu waży około 50 kg, zapewniając zasięg ponad pół tysiąca kilometrów. Akumulatory zwykle ważą ponad 100 kg (a nawet kilkaset), a przebieg nie przekracza 100 km, a przy jeździe z małą prędkością.

Wbrew powszechnemu przekonaniu o wysokiej sprawności akumulatorowych pojazdów elektrycznych z analiz wynika, że ​​energia chemiczna paliwa spalanego w elektrowniach jest wykorzystywana do napędzania pojazdu tylko w 15% lub mniej. Wynika to ze strat energii w liniach energetycznych, transformatorach, przekształtnikach, ładowarkach i samych akumulatorach, maszynach elektrycznych, zarówno w trybie trakcyjnym, jak i generatorowym, a także w hamulcach, gdy odzysk energii jest niemożliwy. Dla porównania, silnik wysokoprężny przetwarza około 40% energii chemicznej paliwa na energię mechaniczną przy optymalnej prędkości. Przy powszechnym użyciu pojazdów elektrycznych na baterie, a zwłaszcza biorąc pod uwagę powyższe, po prostu nie będą miały wystarczającej ilości energii elektrycznej wytwarzanej przez światowe elektrownie. Nie należy zapominać, że łączna moc zainstalowana silników wszystkich samochodów jest znacznie wyższa niż moc wszystkich elektrowni na świecie.

Problemy znikają, gdy pojazdy elektryczne są zasilane z tzw. pierwotnych źródeł energii elektrycznej, które wytwarzają energię bezpośrednio z paliwa. Przede wszystkim takimi źródłami są ogniwa paliwowe (FC), które zużywają tlen i wodór. Tlen można pobierać z powietrza, a wodór w zasadzie można przechowywać w postaci sprężonej lub skroplonej, a także w tzw. wodorkach. Ale bardziej realistyczne jest uzyskanie go ze zwykłego paliwa samochodowego bezpośrednio w samochodzie elektrycznym za pomocą konwertera. Wydajność ogniw paliwowych jest nieco zmniejszona, ale cała infrastruktura stacji tankowania nie ulega zmianie. Sprawność ogniw paliwowych jest nadal bardzo wysoka – około 50%.

Pojazd elektryczny zasilany ogniwami paliwowymi ma jednak wspólną wadę – dużą masę trakcyjnych silników elektrycznych pojazdów, zaprojektowanych zarówno z myślą o maksymalnej mocy i momencie obrotowym, jak i maksymalnej prędkości. Dodaje to również konkretne wady typowe dla ogniw paliwowych. Jest to po pierwsze niemożność odzyskania energii podczas hamowania, gdyż ogniwa paliwowe nie są akumulatorami, to znaczy nie mogą być ładowane energią elektryczną, a po drugie niska moc właściwa ogniw paliwowych.

Przy ogromnej energii właściwej ogniw paliwowych (ok. 400...600 Wh/kg) moc właściwa w oszczędnym rozładowaniu nie przekracza 60 W/kg. To sprawia, że ​​masa ogniw paliwowych dla rzeczywistej pojemności wymaganej przez samochody jest bardzo duża. Na przykład dla pojazdu elektrycznego o maksymalnej wymaganej mocy 100 kW i autobusu elektrycznego o maksymalnej wymaganej mocy 200 kW odpowiada to masom ogniw paliwowych odpowiednio 1670 i 3330 kg. Jeśli dodamy masy trakcyjnych silników elektrycznych, w przybliżeniu równe odpowiednio 150 i 400 kg, otrzymamy masy jednostek napędowych, które są całkowicie nie do przyjęcia dla elektrycznego samochodu osobowego i wymagają pięciotonowej przyczepy do autobusu elektrycznego.

Podejmowane są próby zmniejszenia masy ogniw paliwowych za pomocą kondensatorowych urządzeń do magazynowania energii o dużej mocy właściwej jako pośrednich źródeł energii. Ta ścieżka nie jest jednak wystarczająco wydajna, ponieważ najlepsze nowoczesne baterie kondensatorów dostępne dla techniki motoryzacyjnej mają specyficzne wskaźniki energetyczne około 0,55 Wh/kg i 0,8 Wh/litr. W tym przypadku, aby zgromadzić tylko 2 kWh energii (wartość ta jest zalecana przez ekspertów zarówno dla pojazdów elektrycznych, jak i autobusów elektrycznych), potrzeba około 3000 kg lub 2,5 m 3 kondensatorów, co jest nierealne. Mniejsze wartości zmagazynowanej energii znacznie obniżają właściwości dynamiczne maszyny. Ponadto w przypadku zwarcia mogą się zapalić potężne kondensatory, co jest bardzo niepożądane w transporcie. O wiele bardziej wydajne jest użycie super koła zamachowego połączonego z odwracalną maszyną elektryczną jako pośredniego urządzenia do magazynowania energii.

Super flywheel to koło zamachowe wykonane przez nawinięcie z włókien lub wstążek na elastyczny środek. Energia właściwa super koła zamachowego jest o rząd wielkości wyższa niż wartości tego parametru dla najlepszych monolitycznych kół zamachowych, ponadto ma właściwość bezpiecznego zerwania, które nie daje fragmentów.

Takie schematy są wdrażane w najnowszych prototypach hybrydowych pojazdów elektrycznych od Mechanical Technology Inc. (USA), EDO Energy (USA) i znanego Livermore National Laboratory (LLNL, USA). Energia właściwa superkół zamachowych wykonanych z kevlaru i grafitu sięgająca setek Wh/kg zmniejsza jego wymaganą wagę do kilku kilogramów (przy energii właściwej 200 Wh/kg do zgromadzenia 2 kWh potrzebne jest super koło zamachowe ważące zaledwie 10 kg ). Jednak elektryczna maszyna magazynująca, która jest tutaj potrzebna oprócz silnika trakcyjnego i jest zaprojektowana na maksymalną moc, a zatem bardzo ciężka, zmniejsza wydajność tego schematu. Ponadto, podobnie jak silnik trakcyjny, musi być odwracalny (zarówno silnik, jak i prądnica), co dodatkowo komplikuje napęd.

Oryginalny schemat hybrydowego zespołu napędowego z napędem na koło zamachowe i napędem elektromechanicznym został zaproponowany, wyprodukowany i przetestowany przez BMW (Niemcy). Niewątpliwą zaletą tego rozwiązania technicznego jest obecność tylko jednej maszyny elektrycznej, co zmniejsza wagę i zbliża ją do obwodów samochodowych (rys. 1.1). Firma „BMW” nie podaje w raporcie rodzaju koła zamachowego, dlatego zastosowany napęd umownie nazywa się po prostu „kołem zamachowym”.

Rysunek 1.1. Schemat hybrydowego zespołu napędowego z napędem na koło zamachowe i napędem elektromechanicznym z BMW (Niemcy):
1 - aktualne źródło; 2 - system sterowania; 3 - odwracalna maszyna elektryczna; 4 - mechanizm różnicowy; 5 - mnożnik; 6 - napęd na koło zamachowe; 7 - główny transfer

Źródło prądu 1 poprzez konwertery i system sterowania 2 połączony z odwracalną maszyną elektryczną, 3 zaprojektowany z myślą o maksymalnej mocy pojazdu elektrycznego. Maszyna elektryczna 3 poprzez złożony mechanizm różnicowy 4 z mnożnikiem 5 połączony z kołem zamachowym 6 napęd i zwolnica 7 ... W rezultacie masa źródła prądu 1 , na przykład ogniwa paliwowego, można dobrać na podstawie energii właściwej, a nie mocy właściwej, co zmniejsza ją dla pojazdu elektrycznego i autobusu elektrycznego o przebiegu odpowiednio 400 i 600 km do 100 ... 150 i 700 ... 1000 kg. Jest to całkowicie akceptowalne dla tych pojazdów.

Jednak niezbędną wadą wszystkich elektrycznych obwodów napędowych jest obecność ciężkiego i złożonego odwracalnego silnika elektrycznego. Znajduje to odzwierciedlenie w wydajności napędu i jego wadze, w tym w układzie przetwornika prądu. Potężna maszyna elektryczna jest nieekonomiczna podczas pracy przy niskich mocach, typowych dla podkręcania (ładowania) napędu na koło zamachowe. Ponadto, oprócz głównego koła zębatego, schemat zawiera mechanizm różnicowy z multiplikatorem i trzema układami kontroli tarcia (sprzęgło lub hamulce), który jest złożony w konstrukcji i sterowaniu, co komplikuje i zwiększa koszt napędu.

Nowa koncepcja pojazdu elektrycznego, zaproponowana przez prof. N.V. Gulia polega na maksymalnym zbliżeniu i ujednoliceniu urządzeń elektrycznych i samochodowych. Pozwala to na znaczne uproszczenie i zmniejszenie masy zespołu napędowego pojazdu, zwiększenie jego sprawności i sprawności odzysku energii, a także umożliwia wykorzystanie istniejącego podwozia samochodów osobowych i autobusów do montażu zespołów napędowych pojazdów elektrycznych i autobusy elektryczne. Ta ostatnia okoliczność powinna znacznie obniżyć koszty maszyn, maksymalnie ujednolicić ich produkcję z możliwością szybkiej zmiany stosunku liczby maszyn różnych typów i ich programu produkcyjnego. Dodatkowo na życzenie klienta pojazd może być wyposażony zarówno w źródło energii mechanicznej (konwencjonalny lub hybrydowy silnik cieplny), jak i elektryczne (ogniwa paliwowe z super kołem zamachowym), z montażem w tym samym komora silnika z pełną ochroną całej skrzyni biegów.

Taka przekładnia powinna być zaprojektowana na przyszłość i zawierać przekładnię nie stopniową, lecz bezstopniową. Takie skrzynie biegów są już szeroko produkowane na bazie wariatorów pasowych z różnymi rodzajami pasków ("ciągnące" i "pchające") i stosowane w samochodach Nissana, Hondy, Fiata, Subaru itp.

Moskiewski Państwowy Uniwersytet Przemysłowy (MGIU), we współpracy z AMO ZiL, pracuje nad opracowaniem bezstopniowej przekładni opartej na nowym planetarnym wariatorze tarczowym. Bezstopniowa przekładnia oparta na nowej koncepcji wariatora tarczowego może być stosowana zarówno w samochodach osobowych i ciężarowych (w tym w ciągnikach siodłowych) jak i autobusach.

Nowa przekładnia CVT, zaprojektowana z myślą o wysokich momentach obrotowych stosunkowo wolnoobrotowych silników autobusowych, umożliwia zastosowanie nowej koncepcji pojazdu elektrycznego do potężnych autobusów elektrycznych. Należy zauważyć, że ten schemat nie wyklucza zastosowania przekładni bezstopniowej dowolnego typu, która ma wystarczającą wydajność, małe wymiary i wagę, współmierne do istniejących przekładni.

Schemat pojazdu elektrycznego nowej koncepcji przedstawiono na ryc. 1.2.

Rysunek 1.2. Schemat nowego koncepcyjnego pojazdu elektrycznego

Podobnie jak w innych hybrydowych pojazdach elektrycznych źródło energii elektrycznej dobierane jest w oparciu o kryterium energii właściwej, co przy niezwykle wysokiej wartości tego parametru zapewnia niskie masy, a także objętość ogniw paliwowych. W tym schemacie jako pośrednie źródło energii stosuje się super koło zamachowe o takich samych parametrach energii i masy, jak w innych schematach hybrydowych z magazynowaniem koła zamachowego.

Zasadniczą różnicą tej koncepcji pojazdu elektrycznego od innych schematów hybrydowych jest przystawka odbioru mocy ze źródła energii elektrycznej przez nieodwracalną maszynę elektryczną - specjalistyczny przyspieszający silnik elektryczny małej mocy odpowiadający efektywnej mocy właściwej źródła energii elektrycznej . W przypadku wspomnianego samochodu elektrycznego i autobusu elektrycznego odpowiada to 15 i 20 kW. Ze względu na dużą prędkość przyspieszającego silnika elektrycznego - do 35 000 obr./min dla lekkiego samochodu elektrycznego i 25 000 obr./min dla autobusu elektrycznego, co odpowiada prędkości przyspieszonych superkoł zamachowych do napędów tych maszyn, ich masa jest bardzo mała , odpowiednio 15 i 30 kg (są to zwykłe wskaźniki dla konstrukcji krajowych do celów lotniczych).

Źródło zasilania i silnik przyspieszający można połączyć w jeden zespół napędowy, podobny pod względem masy i wymiarów do silnika i jego układów wymontowanych z podwozia. Zbiornik paliwa i układ zasilania można w zasadzie zachować dzięki dodaniu konwertera do produkcji wodoru z paliwa.

Tak więc w jednostce napędowej energia chemiczna paliwa zamieniana jest na energię mechaniczną w postaci obrotu wału, dokładnie tak samo jak w silniku cieplnym. Funkcję sprzęgła pełni przełącznik, który łączy silnik elektryczny ze źródłem zasilania.

Dzięki temu na życzenie klienta w komorze silnika można zamontować dowolny konwerter energii chemicznej paliwa na energię mechaniczną - silnik cieplny lub nowy zespół napędowy. Ponadto wszystko, podobnie jak w konwencjonalnym samochodzie, wał bloku energetycznego jest połączony ze skrzynią biegów, w tym przypadku bezstopniową. W niedalekiej przyszłości taka skrzynia biegów zastąpi mniej wydajne skrzynie biegów nawet w konwencjonalnych samochodach. W efekcie otrzymujemy samochód elektryczny nowej koncepcji, w miarę możliwości zunifikowany z samochodem konwencjonalnym.

Jakie są zalety nowego koncepcyjnego pojazdu elektrycznego? W porównaniu z samochodem jest to nieporównywalnie wyższa efektywność paliwowa i przyjazność dla środowiska. W porównaniu ze średnią sprawnością konwersji energii chemicznej na energię mechaniczną - około 10...15% dla silników cieplnych w samochodach (nie należy mylić ze sprawnością silników cieplnych w trybie optymalnym - 30% dla silników benzynowych i 40% dla silników wysokoprężnych) sprawność ta to ogniwa paliwowe z konwerterem - 50%, a ogniwa tlenowo-wodorowe - 70%. Praktycznie nie ma szkodliwych emisji z ogniw paliwowych. Zalety pojazdów elektrycznych nowej koncepcji w porównaniu z pojazdami elektrycznymi na baterie są w przybliżeniu takie same, z tą różnicą, że szkodliwe emisje tych ostatnich mają miejsce nie w samym samochodzie, ale w elektrowniach.

W porównaniu z najbardziej zaawansowanymi projektami systemów hybrydowych pojazdów elektrycznych z ogniwami paliwowymi i magazynowaniem w kole zamachowym, na przykład schematem proponowanym i realizowanym przez BMW, zaletą nowej koncepcji są mniejsze gabaryty i wyższa sprawność pojazdu elektrycznego. Wynika to z faktu, że w nowej koncepcji maszyna elektryczna nie jest maszyną uniwersalną, odwracalną, ale wąsko wyspecjalizowaną, przyspieszającą, obciążoną niemal stałą mocą, prawie o rząd wielkości mniejszą od maksymalnej i przy dużych prędkościach. Drugą zaletą jest brak złożonego mechanizmu różnicowego z trzema sprzęgłami ciernymi lub hamulcami, które przełączają tryby. Trzecią zaletą jest to, że proces regulacji prędkości i momentu obrotowego od super koła zamachowego do kół napędowych odbywa się nie za pomocą napędu elektrycznego, ale mechanicznego wariatora o najwyższej wydajności. Dotyczy to zwłaszcza procesu odzyskiwania energii podczas hamowania, w wyniku którego energia kinetyczna samochodu jest przenoszona na super koło zamachowe. Ani kompletność częstotliwości transmisji tej energii, ani wydajność tego procesu, transmisji elektrycznej nie można porównać z wariatorem mechanicznym. I ostatnia zaleta, o której już wspomniano, to prawie tradycyjny schemat samochodowy i porównywalne wskaźniki ogólne i masowe nowej jednostki napędowej z istniejącymi silnikami, które ułatwiają wymianę jednego rodzaju źródła energii na inne, jednocześnie przypominając samochód (z silnikiem konwencjonalnym lub hybrydowym), a także hybrydowy, ekonomiczny i dynamiczny pojazd elektryczny nowej koncepcji.

Na ryc. 1.3 przedstawia schemat miejskiego autobusu elektrycznego nowej koncepcji. Taki układ zapewnia urządzeniu większą elastyczność niż ten przedstawiony na ryc. 1.2 schemat blokowy.

Rysunek 1.3. Schemat miejskiego autobusu elektrycznego nowej koncepcji:
1– źródło prądowe; 2 - silnik elektryczny; 3 - mechanizm odwrotny; 4 - przystawka odbioru mocy; 5 - planetarny wariator dysku; 6, 7 - transmisje kardana; 8 - główny bieg; 9 - przekładnia zębata stożkowa; 10 - super napęd na koło zamachowe

Oto super blok napędu koła zamachowego 10 wyposażony we własny sprzęt 9 , znajduje się niezależnie od pozostałych jednostek i jest delikatnie zawieszony na ramie, aby zmniejszyć i tak już małe siły żyroskopowe, gdy super koło zamachowe jest umieszczone poziomo. Z przystawką odbioru mocy 4 i przekładnie kardana 7 ten blok może komunikować się z wariatorem 5 zarówno samodzielnie, jak i w połączeniu z silnikiem elektrycznym 2 ... Ten silnik elektryczny można podłączyć do wariatora 5 i niezależnie od super koła zamachowego i odgrywają rolę pełnoprawnego silnika trakcyjnego, głównie w stacjonarnych trybach jazdy. Pomimo faktu, że silnik elektryczny 2 w tym przypadku nieco zwiększa moc i wagę, zużycie energii przez urządzenie magazynujące z super kołem zamachowym można znacznie zmniejszyć, w rzeczywistości do 0,5 kWh. Pozwala to na wykonanie super koła zamachowego z materiału tak stabilnego i stosunkowo taniego jak drut ze stali węglowej. Awaria (pęknięcie) super koła zamachowego jest tak bezpieczna, że ​​nie jest wymagana ciężka obudowa ochronna, znacznie większa niż samo koło zamachowe, a niezbędna dla koła zamachowego z włókna węglowego. Wariator umożliwia pracę silnika trakcyjnego w efektywnym zakresie momentów obrotowych i prędkości, przenosząc tylko część mocy potrzebnej do poruszania autobusem elektrycznym, co jest korzystne dla jego pracy.

Ale tak czy inaczej, pojazdy elektryczne są poszukiwane. Co więcej, są miejsca, w których są całkowicie poza konkurencją. Powiedzmy, pola do popularnej gry w golfa na świecie. Personel inwentaryzacyjny i serwisowy przemieszcza się pojazdami elektrycznymi o uproszczonej konstrukcji, czasem bez dachu, drzwi, z lekkim, często skróconym nadwoziem, bez systemów bezpieczeństwa - wszystko to, co znacznie zwiększa wagę aut. Uproszczone pojazdy nadają się również do transportu w pomieszczeniach: w magazynach, w warsztatach, gdzie szkodliwe emisje są niepożądane. Takie wózki elektryczne są szeroko stosowane do transportu turystów do kurortów i parków narodowych, ale tutaj trudniej jest im konkurować z samochodami.

Z trudem zapuszczają się pełnowymiarowe samochody przeznaczone do poruszania się po ulicach miast, choć możliwe, że sytuacja może się zmienić w niedalekiej przyszłości. A przyczyny tego należy szukać… w klimacie amerykańskiego stanu Kalifornia.

Spaliny z samochodów pod wpływem promieni słonecznych tworzą szczególnie trującą substancję, tzw. smog. W przypadku przesyconego, słonecznego stanu jest to problem numer jeden. Dlatego kalifornijskie normy emisji są tradycyjnie surowsze niż w innych stanach USA, nie mówiąc już o Europie. Teraz uchwalono tutaj ustawę o stopniowej wymianie samochodów na pojazdy elektryczne: w 2003 r. powinno być 10% ogólnej liczby samochodów, aw 2010 r. - 15%.

Wiele wiodących firm samochodowych pracuje nad pojazdami elektrycznymi, jednak na wystawach często można zobaczyć auta mało znanego pochodzenia. Przy wyborze silnika opinie konstruktorów różnią się: stosują zarówno silniki prądu stałego, jak i prądu przemiennego, na przykład asynchroniczne ze specjalnymi przekształtnikami i złożonym systemem sterowania. Inne jest również napięcie zasilania. Wyraźnie preferowane są akumulatory niklowo-kadmowe i akumulatory ołowiowe, które wykorzystują żel zamiast ciekłego elektrolitu. Czasami używają systemów chłodzenia cieczą do silników i utrzymania reżimu termicznego akumulatorów.

Najpopularniejszy na świecie samochód elektryczny produkowany jest… w Polsce. Wyprodukowano już ponad 200 tysięcy sztuk. Samochody elektryczne "Melex" są uproszczonego typu, na 2, 4 i 6 miejsc, przeznaczone dla branży sportowo-rozrywkowej (nazwijmy przynajmniej ten sam golf), do prac magazynowych, jako transport sklepowy. Przy masie własnej około 880 kg ładowność wynosi 320, a z przyczepą - ponad 900. Zasięg - 70 km. Maksymalna prędkość – do 23 km/h – wskazuje na przeznaczenie auta.

Inna firma z NRD, Transport-Systemtechnik, stworzyła 10 prototypów taksówek. Pięciomiejscowy samochód z plastikowym nadwoziem waży zaledwie 600 kg, rozwija prędkość 80 km/h i ma zasięg 140 km. Akumulatory to NiMH. Projektantom udało się wykonać w środku stosunkowo przestronny samochód o długości zaledwie 2,5 m. SAKSI (czyli taksówka z Saksonii) ma trafić do masowej produkcji za dwa lata (ryc. 1.4).

Rysunek 1.4. SAXI to taksówka z Saksonii.

W Japonii firma motoryzacyjna Honda finansuje projekt budowy floty małych samochodów elektrycznych i hybrydowych do wynajęcia, w tym nową technologię do ich obsługi. Realizacja tego projektu, zwanego „Inteligentnym Systemem Pojazdu Społecznego” – ICVS, zgodnie z planem deweloperów, znacznie ograniczy szkodliwy wpływ transportu na środowisko, zmniejszy prawdopodobieństwo zatorów oraz poprawi warunki parkowania na obszarach o wysokim natężenie ruchu ...

City Pal to kompaktowy pojazd elektryczny z napędem na przednie koła o wymiarach 3210 x 1645 x 1645 mm z silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi. Jego maksymalna prędkość wynosi 110 kilometrów na godzinę, rezerwa mocy na w pełni naładowanych akumulatorach to 130 kilometrów. Pomimo niewielkich rozmiarów samochód elektryczny ma wystarczająco przestronne wnętrze dla kierowcy i pasażera oraz bagażnik o dużej pojemności. City Pal wyposażony jest w klimatyzację oraz nowoczesny system nawigacji. Dodatkowo posiada urządzenia do automatycznego (bezzałogowego) sterowania i ładowania. Zdjęcie CityPal pokazano na ryc. 1.5.

Rysunek 1.5. Podwójny samochód elektryczny Miasto Pal.

Ultraminiaturowy, jednomiejscowy mini-elektryczny schodek przeznaczony do jazdy w gęsto zaludnionym mieście. Zderzaki montowane są na zewnątrz na całym obwodzie karoserii. Dzięki temu projektowi Step Deck można zaparkować dosłownie blisko innych samochodów w najbardziej ograniczonej przestrzeni. Całkowite wymiary mini-elektryka to 2400 x 1185 x 1690 mm. Parking przeznaczony dla jednego zwykłego auta pomieści cztery takie auta. Połączona elektrownia z napędem na tylną oś składa się z chłodzonego wodą czterosuwowego silnika spalinowego o pojemności 49 cm3 i synchronicznego silnika elektrycznego z magnesami trwałymi, który pozwala na osiągnięcie prędkości do 60 kilometrów na godzinę (rysunek 1.6).

Rysunek 1.6. Miejski jednomiejscowy mini samochód elektryczny Step Deck.

Samochody elektryczne ICVS od Hondy nie są łatwe do wynajęcia. Aby to zrobić, musisz najpierw kupić specjalną magnetyczną kartę IC. Z jego pomocą na terminalach ICVS możesz wybrać jeden z czterech typów załóg, które są najbardziej odpowiednie na konkretną podróż, zorganizować jej wypożyczenie, odesłać załogę na parking i zapłacić za wynajem gotówką lub z konta bankowego. Ponadto karta IC służy do uruchamiania silnika zamiast konwencjonalnych kluczyków samochodowych. Wypożyczenie samochodu elektrycznego obsługiwane jest przez klienta praktycznie bez udziału pracowników terminalu. Wygodne jest również to, że nie ma konieczności powrotu załogi na ten sam parking, na którym została wynajęta, można zostawić lub zmienić samochód elektryczny na dowolnym innym terminalu ICVS.

Centrum kontroli ICVS otrzymuje wszystkie informacje operacyjne o położeniu danej załogi za pośrednictwem specjalnej łączności radiowej. W razie potrzeby operator, wykorzystując wewnętrzną łączność radiową i szerokokątne radary laserowe, może automatycznie skierować do czterech „bezzałogowych” załóg w wybrane miejsce. W tym celu pojazdy elektryczne są wyposażone w czujniki magnetyczne i ultradźwiękowe, które współdziałają z kablami indukcyjnymi ułożonymi pod osłoną terminala. Załogi mogą wjeżdżać na parking, opuszczać go i parkować na polecenie z centrum kontroli, również bez udziału kierowcy. Terminale ICVS zapewniają automatyczne ładowanie akumulatorów wszystkich pojazdów elektrycznych.

2. Lekkie pojazdy elektryczne

Spośród wszystkich odmian pojazdów elektrycznych, z praktycznego punktu widzenia największym zainteresowaniem cieszą się lekkie pojazdy elektryczne (LETS) z połączonym napędem elektrycznym i najczęściej muskularnym. Według prezesa północnoamerykańskiej firmy „EV Global Motors” Lee Iacocca, wkrótce będzie skuter elektryczny, skuter elektryczny, skuter elektryczny, jedno- lub dwumiejscowy mini-elektryczny samochód, a najczęściej rower elektryczny. w garażu każdego Amerykanina. Według prognoz w ciągu najbliższych 10 lat roczna sprzedaż pojedynczych pojazdów elektrycznych wyniesie na świecie 6-10 miliardów dolarów.

Światowy boom rowerowy, który ogarnął niemal wszystkie kraje rozwinięte i rozwijające się, w pełni potwierdza założenie, że nadchodzący wiek będzie wiekiem roweru. Według prognoz amerykańskich ekspertów, w pierwszym kwartale XXI wieku dwukołowe samochody na pedały zaczną wypierać samochody i stopniowo staną się głównym środkiem transportu. Trafność takiej prognozy potwierdza ogólny obraz tego, co się dzieje. W Stanach Zjednoczonych i Niemczech – niekwestionowanych światowych liderach pod względem liczby samochodów osobowych na mieszkańca – rocznie sprzedaje się więcej rowerów niż samochodów. Na drogach Danii, Holandii, Szwecji i innych krajów Europy można zobaczyć niekończącą się kolejkę rowerzystów. W Japonii prawie co drugi mieszkaniec regularnie jeździ na rowerze, a Tokio jest dosłownie wypełnione rowerzystami w godzinach szczytu. Każdego dnia 500 milionów ludzi jeździ na rowerze do pracy w Chinach. Wiele europejskich aglomeracji wprowadza zakaz ruchu samochodowego w ośrodkach miejskich i otwiera bezpłatne wypożyczalnie rowerów.

Niespotykana popularność roweru nie jest przypadkowa, pod wieloma względami wiąże się z negatywnymi konsekwencjami motoryzacji. Faktem jest, że samochód, który podbił prawie całą planetę, stał się głównym konsumentem niezastąpionych zasobów naturalnych (oleju), zanieczyszczenia ziemi, wody i powietrza oraz „producentem” hałasu. Co roku w wypadkach samochodowych ginie więcej ludzi niż w innych krwawych wojnach. Według lekarzy głównym zagrożeniem związanym z samochodem jest to, że odstawił nas od piersi, żebyśmy mogli poruszać się sami. Ludzie zaczynają to rozumieć i aby walczyć z brakiem aktywności fizycznej, przesiadają się na rower.

Rower był pierwszym wynalazkiem, który pozwalał poruszać się szybciej i dalej tylko kosztem własnych mięśni. Ale gdy tylko narodził się dwukołowy samochód, wynalazcy zaczęli zastanawiać się, jak zwiększyć jego moc i prędkość. Od drugiej połowy ubiegłego wieku starano się wyposażyć rower w dodatkowe źródło energii: silnik parowy, silnik elektryczny, benzynowy, a nawet silnik odrzutowy. Jednak ze względu na ich dużą wagę, masywność i szereg innych mankamentów żaden z nich nie uchwycił się roweru. W tym samym czasie, około sto lat temu, pierwsze rowery elektryczne zostały zaprojektowane równolegle z pojazdami elektrycznymi. Ale bardzo szybko obaj, nie mogąc wytrzymać konkurencji, ustąpili miejsca samochodom, a oni sami zostali na długo zapomniani.

Odrodzenie roweru elektrycznego nastąpiło na naszych oczach. W 1994 roku japońska firma Yamaha rozpoczęła produkcję nowego roweru z dodatkowym napędem elektrycznym, a obecnie projektanci firmy opracowują modele rowerów elektrycznych trzeciej generacji. W ubiegłym roku w samej Japonii sprzedano 250 000 tych dwukołowych „hybryd”. Po Yamaha, Honda, Panasonic, Sanyo, Mitsubishi i Suzuki rozpoczęły produkcję rowerów elektrycznych jeden po drugim. Eksperci przewidują, że za rok lub dwa ponad milion Japończyków będzie jeździć na rowerach elektrycznych.

Obecnie rowery elektryczne są produkowane przez wszystkie największe firmy produkujące rowery w Azji, Ameryce i Europie. Chińskie władze uważają, że rowery elektryczne mogą zastąpić dziesiątki tysięcy palących się i grzechoczących skuterów i motocykli, a tym samym znacznie poprawić sytuację transportową. Na przykład Szanghaj otworzył już 15 centrów ładowania akumulatorów rowerowych i ponad 100 punktów wymiany. Dodatkowo planowana jest budowa sieci awaryjnych stacji ładowania, gdzie każdy rowerzysta, wrzucając monetę do maszyny i wkładając wtyczkę ładowarki do gniazda elektrycznej kolumny ładującej, może szybko naładować akumulator.

Nowoczesny rower elektryczny to całkowicie wygodny, ekologiczny pojazd, który wymaga minimalnych kosztów utrzymania oraz bardzo małej ilości miejsca w garażu i na parkingu. Jeśli chodzi o szybkie cechy roweru elektrycznego, to na poziomym odcinku drogi może go łatwo wyprzedzić zwykły rower sportowo-turystyczny. I nie chodzi o małą moc silnika. Rower elektryczny jest specjalnie zaprojektowany, aby napęd elektryczny generował prąd tylko wtedy, gdy rowerzysta pedałuje. Gdy tylko przestanie pracować nogami lub rozpędza się do prędkości 20-24 km/h, silnik automatycznie się wyłącza. Jeśli chcesz jechać szybciej, pedałuj.

W tak zwanych „cichych” rowerach elektrycznych, które osiągają prędkość do 24 km/h, napęd elektryczny pełni funkcję pomocniczą – przy nim rowerzysta mniej wysiłku wkłada, co jest szczególnie ważne przy pokonywaniu długich dystansów, z wiatrem od przodu lub pod górę. Moc silnika elektrycznego nie przekracza 250 W – jest to wartość adekwatna do mocy, którą sam rowerzysta może rozwijać przez długi czas. Na rowerze elektrycznym zaczynają na tych samych pedałach. Gdy prędkość osiągnie 2-3 km/h, specjalny czujnik na widelcu koła napędowego automatycznie włącza silnik. Ale są e-rowery z bardziej złożonymi czujnikami, włączają one silnik elektryczny zaraz po uruchomieniu.

Szwajcaria i niektóre stany USA produkują mocniejsze „szybkie” rowery elektryczne, których prędkość nie jest ograniczona do 20-24 km/h. Wyposażone są w silniki elektryczne o mocy 400 W lub większej, działające niezależnie od pedałów. Moc silnika i odpowiednio prędkość reguluje się pokrętłem „przepustnicy”. W „szybkim” e-rowerze napęd elektryczny odgrywa główną rolę, a napęd muskularny pełni rolę pomocniczą. Charakterystyki techniczne takiego samochodu są mniej więcej takie same jak w przypadku lekkiego motoroweru. Na „szybkim” rowerze elektrycznym można jeździć tylko w kasku ochronnym, z prawem jazdy na motorower i tablicą rejestracyjną (wydawana jest wraz z polisą ubezpieczeniową). Napęd silnika elektrycznego przenosi siłę na przednie lub tylne koło roweru za pomocą reduktora biegów, napędu łańcuchowego lub rolki ciernej, która jest dociskana do opony koła napędowego (rys.2.1).

Rysunek 2.1. „Szybki” rower elektryczny amerykańskiej firmy „EV Global Motors”.

Od kilku lat firmy japońskie, tajwańskie i niemieckie produkują rowery elektryczne z kołami silnikowymi o mocy 200-250 W, które są wbudowane w piastę. Idea moto-koła nie jest nowa, ale do niedawna ta konstrukcja nie była powszechnie stosowana. Zastosowanie moto-koła w rowerach elektrycznych umożliwiło rezygnację z mechanicznej skrzyni biegów, a tym samym znacznie zwiększyło wydajność napędu elektrycznego. Eksperci uważają, że koło silnikowe sterowane przez wbudowany mikroprocesor to najbardziej udany i obiecujący projekt elektrycznego napędu rowerowego.

W rowerach elektrycznych najczęściej stosuje się akumulatory niklowo-kadmowe o pojemności 7-10 amperogodzin, ważące 5-7 kilogramów oraz tańsze, ale mniej trwałe i energochłonne, szczelne akumulatory ołowiowo-cynkowe z galaretowym elektrolitem. Czas ładowania baterii wynosi 4-5 godzin, rezerwa chodu przy pełnym naładowaniu wynosi 20-30 kilometrów lub więcej. Chociaż pojawiły się już rowery elektryczne trzeciej generacji, na przykład „Starcross” firmy „Yamaha”, z rezerwą chodu ponad 40 kilometrów. Są też nowe, wciąż dość drogie akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe i niklowo-wodorowe, które zwiększają przebieg roweru elektrycznego bez ładowania nawet do 50 kilometrów.

W Stanach Zjednoczonych, Japonii, Niemczech i innych, najbardziej rozwiniętych krajach, rower elektryczny może już zastąpić drugi samochód rodzinny, który zazwyczaj wykorzystywany jest na wycieczki średnio do 15 kilometrów, np. do pracy lub na zakupy. Szczególnie przydatny dla osób niezbyt wysportowanych i starszych, wszystkich świadomych potrzeby umiarkowanej, ale regularnej aktywności fizycznej. W garażu, na parkingu, na jezdni rower elektryczny zajmuje wielokrotnie mniej miejsca niż mały samochód. Co najważniejsze, nie zanieczyszcza środowiska.

Ostatnio Tajwan nazywany jest „elektryczną wyspą transportową”. Pięć lat temu było tylko 67 skuterów elektrycznych i motocykli elektrycznych, a w zeszłym roku sprzedano około 5 tys. Rządowa Agencja Ochrony Środowiska (EPA) ustaliła limit sprzedaży tych pojazdów elektrycznych na nie mniej niż 2% sprzedaży motorowerów, skuterów i motocykli. Według prognoz, w tym roku wielkość sprzedaży skuterów elektrycznych i motocykli elektrycznych potroi się i wyniesie 16 tys. Państwo rekompensuje część kosztów zakupu pojazdów elektrycznych w taki sposób, aby dla kupującego ich koszt był porównywalny z ceną motorowerów i skuterów o pojemności silnika 50 cm3.

Elektryczny boom widać również we Włoszech. W grudniu 1998 roku w historycznym centrum stolicy Włoch, które co roku odwiedzają miliony turystów, zaczęto tworzyć park wypożyczalni rolek elektrycznych oraz sieć stacji ładowania elektrycznego. Projekt ten jest finansowany przez Urząd Miasta Rzymu, Ministerstwo Środowiska, WWF i Italia Nostra. Włoska firma "Atala Rizzato" zajmuje się budową stacji ładowania oraz organizacją wynajmu skuterów elektrycznych Lepton. W pierwszym etapie planowane jest otwarcie 85 stacji do „wolnego” sześcio- i siedmiogodzinnego ładowania akumulatorów za pomocą ładowarek 16-amperowych oraz 30 stacji do „szybkiego” półtoragodzinnego ładowania. Te pierwsze przeznaczone są do jednoczesnego ładowania akumulatorów czterech załóg, a drugie – tylko dwóch. Wszystkie stacje powstają na parkingach, będą mogły ładować akumulatory zarówno miejskich, jak i prywatnych hulajnóg elektrycznych, rowerów elektrycznych i pojazdów elektrycznych. Orientacyjny koszt wynajmu walca elektrycznego to 1,3-1,8 USD za godzinę.

W krajach zachodnich najbardziej popularne wśród osób po 40 roku życia są „ciche” rowery elektryczne, w których silnik jedynie wspomaga ruch. Przede wszystkim jeżdżą w Japonii i krajach europejskich. Młodych ludzi przyciągają szybkie modele z potężnymi napędami elektrycznymi i nowoczesnym designem. W „szybkich” e-rowerach można zmieniać moc silnika, ale nie trzeba ciągle pedałować. Dominują w Stanach Zjednoczonych i Chinach. Zdjęcie „cichego” roweru elektrycznego pokazano na ryc. 2.2.

Rysunek 2.2. „Cichy” rower elektryczny firmy „Elebike Co., Ltd” z Tajpej z kołem silnikowym 250 W, 36 V DC i akumulatorem ołowiowo-cynkowym o pojemności 7 amperogodzin (w plastikowej walizce na pochylni). rama).

Ceny e-rowerów w Europie, Japonii i Stanach Zjednoczonych wahają się od 1000 do 2000 USD. Najtańsze są w Chinach i na Tajwanie, gdzie można je kupić za 200-350 USD. Jeszcze taniej jest kupić zwykły rower i założyć na niego zestaw napędu elektrycznego samodzielnie lub w warsztacie: silnik, akumulator, ładowarkę, elektronikę, pilot i pokrętło. Jeden z najpopularniejszych modeli e-rowerów pokazano na ryc. 2.3.

Rysunek 2.3. Rower elektryczny „Dracle” japońskiej firmy „Panasonic”

Według ekspertów do 2003 roku liczba rowerów elektrycznych na świecie przekroczy dwa miliony.

Na podstawie materiałów dostarczonych przez Hondę wyprodukuje cztery załogi bazowe: dwumiejscowy pojazd elektryczny City Pal, jednomiejscowy pojazd z napędem kombinowanym Step Deck, jednomiejscowy elektryczny rolkowy Mon Pal i rower elektryczny Raccon.

Pojedynczy walec elektryczny Mon Pal (rys. 2.4) jest bardzo wygodny podczas codziennych podróży na krótkich dystansach. Jego prędkość nie przekracza 6 kilometrów na godzinę. Elektryczny walec doskonale nadaje się do jazdy w strefach pieszych, po ścieżkach ogrodowych i parkowych, w dużych obiektach handlowych i wystawienniczych, co z pewnością ucieszy osoby starsze. Wymiary gabarytowe Mon Pal - 1450 x 690 x 1080 mm (1625 mm z markizą). Komutatorowy silnik prądu stałego jest napędzany na tylną oś.

Rysunek 2.4. Wałek elektryczny dla osób starszych Mon Pal.

Rower elektryczny Raccon 26LX-3B (rys. 2.5) jest dobry, ponieważ wymaga od rowerzysty znacznie mniej wysiłku podczas jazdy na długich dystansach, na długich podjazdach i pod wiatr niż wszystkie inne modele. Jego waga to 31 kg, wymiary gabarytowe to 1885 x 580 x 770-920 mm (w zależności od wysokości siodła). E-rower jest wyposażony w przednie i tylne bagażniki na 4 i 10 kg. Raccon jest zasilany małym silnikiem szczotkowym 24V, 220W DC i kompaktowym akumulatorem NiCd 5A. . h wielkości niezbyt grubej książki A4. W pełni naładowany akumulator, zwykle umieszczony na ramie za przednim bagażnikiem, wystarcza na przejechanie 27 kilometrów, oświetlając drogę reflektorem o mocy 3,8 W. Magnetyczne czujniki prędkości i elektroniczna jednostka sterująca równomiernie zwiększają moc napędu elektrycznego wraz ze wzrostem prędkości od 0 do 15 kilometrów na godzinę i zapewniają stałą moc w zakresie prędkości 15-23 kilometrów na godzinę. Przy wyższych prędkościach silnik jest automatycznie wyłączany. Jeśli chcesz jechać szybciej - pedałuj!

Rysunek 2.5. Rower elektryczny Raccon firmy Honda.

3 samochody poruszające się po szynach

Wśród licznych projektów, które mają rozwiązać problem zatłoczenia sieci transportowych megalopoli, pojawia się coraz więcej propozycji wysyłania transportu miejskiego, w tym samochodów, na szynach.

Jeden z najbardziej odważnych projektów zaprezentowała duńska firma RUF International. Zaproponowany przez Duńczyków system transportu to sieć jednoszynowych dróg, którymi poruszają się publiczne i prywatne pojazdy elektryczne.

Transport pokonuje niewielkie odcinki torów na zwykłych drogach, po czym wjeżdża na tory i łączy się w coś w rodzaju pociągów.

Konstrukcję samochodu poruszającego się po szynach pokazano na ryc. 3.1

Rysunek 3.1. Konstrukcja samochodu poruszającego się po szynach

Pojazdy, które wjechały na szyny nie muszą być sterowane - kierowca ustawia program i może spać, czytać, korzystać z internetu czy oglądać telewizję - informacja jest przekazywana do pewnego "dyspozytora" i automat zrobi wszystko samodzielnie, kierując się odczytami zainstalowanymi wszędzie, w tym pod ziemią, czujnikami.

W razie potrzeby kierowca będzie mógł ponownie przejąć kontrolę. Zakłada się, że prędkość jazdy po szynach wyniesie 120 km/h.

Zgodnie z projektem RUF International sieć drogowa będzie składać się z 25 km odcinków kolejowych ze specjalnymi „przejazdami” co pięć kilometrów, tak aby niektórzy kierowcy mogli dołączyć do „pociągu”, podczas gdy inni mogli zboczyć lub wykoleić (rys. 3.2-3.3). ). Maksymalna prędkość między „przejazdami” (150 km/h) przy zbliżaniu się do skrzyżowań jest automatycznie redukowana do 30 km/h.

Rysunek 3.2. Przejście do linii okrężnej

Rysunek 3.3. Przejście z szyn na jezdnię

Odcinki torów bez szyn są również zautomatyzowane: czujniki zainstalowane pod ziemią tworzą rodzaj toru wodnego, dzięki czemu kierowca nie musi w ogóle prowadzić samochodu.

Elektryczność do pojazdów elektrycznych dostarczana jest bezpośrednio z kolei jednoszynowej - zapewnia to energię podczas jazdy „pociągiem” i ładuje akumulatory podczas krótkiej jazdy po normalnych drogach.

Po przybyciu na miejsce kierowca wysiada z auta i załatwia swoje sprawy – sama automatyka wyśle ​​samochód na najbliższy parking, skąd właściciel może do niego zadzwonić, aby kontynuować podróż.

Jest jeszcze jedna opcja – bez parkowania, kiedy każdy może skorzystać z pierwszego napotkanego auta. Jako zabezpieczenie przed wandalizmem twórcy proponują następujący schemat: przy wejściu do samochodu kierowca „okazuje” pewien dowód osobisty, który samochód identyfikuje.

Samochód „pamięta” ostatniego, który jeździł nim, a nowy kierowca będzie musiał ocenić jego stan przy wsiadaniu. Dopiero w przypadku „akceptacji” auta nowy kierowca zostaje zidentyfikowany i na pewien czas staje się jego właścicielem.

Samochody dla systemu transportowego RAF mogą być cokolwiek – „samochodem”, ciężarówką, autobusem – ale aby jeździć po szynach, wszystkie z nich muszą mieć kanał w kształcie litery V biegnący wzdłuż dolnej części karoserii (rys. 3.4) .

Rysunek 3.4. Projekt kolejowy

„Szlot” biegnie pośrodku i dzieli wnętrze na dwie części. Twórcy sugerują wykorzystanie „garbu” jako podłokietnika lub „miejsca dla dziecka”.

System jednoszynowy przeznaczony jest dla dużych miast, ale autorzy projektu nie zapomnieli o mieszkańcach strefy podmiejskiej: zapewniony jest transport hybrydowy z silnikami elektrycznymi i paliwowymi. Na przykład publiczny transport podmiejski o nazwie Maxi-RUF to autobus, który może przewozić dziesięciu pasażerów bez kierowcy.

Firma pracuje nad swoją koncepcją od 1988 roku. RUF International ma 16 sponsorów, wśród których nie ma ani jednego producenta samochodów, ale jest duński oddział Siemensa oraz duńskie ministerstwa energii i środowiska.

Brytyjczycy pracują nad podobnym, ale znacznie bardziej realistycznym projektem. Projekt kolei jednoszynowej o nazwie ULtra (Urban Light Transport) firmy Advanced Transport Systems zostanie wdrożony po raz pierwszy w 2004 roku. W styczniu 2002 r. uruchomili eksperymentalny oddział w pobliżu Bristolu w mieście Cardiff (rysunek 3.5). Jeśli wyniki testów okażą się zadowalające, sieci ULtra zostaną zbudowane najpierw w Cardiff, a następnie w innych miastach w Wielkiej Brytanii.

Rysunek 3.5. Zdjęcie oddziału eksperymentalnego w Cardiff

ULtra to forma Personal Rapid Transit (PRT). W rzeczywistości jest to droga jednoszynowa, po której poruszają się małe, w pełni zautomatyzowane drezyny - metro naziemne, tylko bez kierowców, a właściwie pociągi.

Małe wózki przypominające kapsułę, przeznaczone dla kilku osób, będą poruszać się po kolei jednoszynowej z prędkością 25 km/h.

Projekt ULtra, zwany także „taksówką bez kierowcy”, został opracowany przez Advanced Transport Systems we współpracy ze specjalistami z Uniwersytetu w Bristolu.

Pierwsza „linia” testowa zbudowana w Cardiff, po której będzie się poruszać 30 „kapsułek”, będzie miała 1,5 km długości. W rozbudowanej sieci liczba wózków wzrośnie do 120. Ruch każdej „kapsuły” będzie monitorowany przez centralny system wykorzystujący różne czujniki.

Pasażerowie wsiadają i wysiadają na specjalnych stacjach. Należy zauważyć, że „kapsuły” nie zatrzymują się na głównej autostradzie, ale podjeżdżają do stacji oddzielnymi torami.

Przy wejściu pasażer będzie musiał włożyć kartę inteligentną do „odbiornika”, na którym zostanie wskazana trasa jego podróży. Możliwe, że ta karta posłuży również do opłacenia przejazdu (taryfa jest taka sama jak za przejazd autobusem).

Deweloperzy twierdzą, że po pierwsze ich transport elektryczny nie zanieczyszcza środowiska, po drugie jest lekki (waga wózka to 800 kg), po trzecie udało im się „zminimalizować ingerencję wizualną” w wygląd architektoniczny miast i środowiska i wreszcie ULtra to bezpieczny transport.

Rzeczywiście, przy prędkości 25 km/h (a przy przystankach 5 km/h) niewiele się może zdarzyć. Jednak każdy wózek wyposażony jest w specjalny „system detekcji”, który automatycznie zatrzyma „kapsułę” ​​w przypadku napotkania przeszkody.

Awaria (według twórców prawdopodobieństwo wystąpienia któregokolwiek z nich jest niezwykle małe) jednego z wózków nie blokuje całego systemu transportowego, a wbudowany „system sterowania” przekaże sygnał do „Centrum” .

System przeznaczony jest wyłącznie dla miast i według twórców nie zastąpi autobusów i samochodów, a jedynie stanie się dodatkiem do istniejących rodzajów transportu publicznego.

4.Monokar

We współczesnym świecie istnieją dwa główne typy pojazdów.

SAMOCHODY mają wyższy komfort, bezpieczeństwo, ładowność itp., ale nie można nie zauważyć faktu, że dotychczasowa koncepcja pojazdu czterokołowego (samochodu) nie zmieniła się od czasu pojawienia się wozu i nie spełnia już współczesnych wymagań zwrotność, wydajność, poziom emisji do środowiska itp.

MOTOCYKLE wyróżnia najwyższa prostota i solidność wykonania. Jest to rama z siodłem, silnikiem i kołami, których przód jest obrotowy. Charakteryzują się dużą zwrotnością i zwrotnością, ale praktycznie nie chronią kierowcy przed warunkami atmosferycznymi, nie zapewniają mu bezpieczeństwa, dlatego są niemal wypierane przez samochody.

Ale istnieje koncepcja, która łączy zalety motocykli i samochodów. To samochód z karoserią i dwukołową konstrukcją podwozia. Taki samochód (monocar) może mieć komfort, ładowność i bezpieczeństwo samochodu oraz zwrotność, ekonomię i zdolność do jazdy w terenie motocykla.

Stabilność motocykla zależy od równowagi sił na niego działających. Motocykl może być stabilny tylko wtedy, gdy punkt podparcia i siły wypadkowe pokrywają się. W ruchu prostoliniowym istnieje tylko jedna taka siła. Jest to siła grawitacji przyłożona do środka masy i skierowana pionowo w dół. Nie ma odchyleń od punktu podparcia, dlatego nie ma siły odwracającej.

Podczas jazdy po okręgu na maszynę działa również siła odśrodkowa skierowana na zewnątrz i tworząca moment wywracający. Aby utrzymać maszynę w równowadze, wypadkowa tych sił musi przejść przez punkt podparcia. W motocyklach równowagę uzyskuje się albo poprzez skierowanie kierowcy na przeciwną stronę momentu wywracającego, albo przez przekręcenie kierownicy w kierunku przechyłu maszyny. Oznacza to, że albo środek ciężkości zbiega się z punktem obrotu, albo punkt obrotu odchyla się w kierunku środka ciężkości. W takim przypadku równowaga musi być utrzymywana z dużą dokładnością, w przeciwnym razie motocykl nieuchronnie przewróci się w kierunku największej działającej siły. Dlatego stabilność motocykla podczas jazdy po okręgu zależy od:

1. Prędkości jazdy motocykla

2. Promień skrętu

3. Kąt nachylenia motocykla

4. Przesunięcie odejścia przedniego koła

Maksymalny kąt pochylenia maszyny zależy od konstrukcji i kształtu korpusu maszyny. Istnieje związek między prędkością ruchu a bezpiecznym promieniem skrętu.

V2 = g * R * ctg a,

gdzie V to prędkość motocykla, m / s,

g - przyspieszenie ziemskie, 9,8 m/s 2,

R to promień skrętu motocykla, m,

ctg a - cotangens nachylenia.

Gdy te warunki są spełnione, przednie koło musi być obrócone w kierunku środka obrotu.

Jeżeli wymagany jest skręt z większą prędkością, motocykl musi przechylić się pod większym kątem podczas wchodzenia w skręt, a przednie koło motocykla musi być skręcone w kierunku przeciwnym do skrętu. Ma to na celu przesunięcie punktu podparcia motocykla bardziej w kierunku środka ciężkości. Jeśli to nie wystarczy do utrzymania równowagi, kierowca odchyla ciało od środka obrotu, aż siły wypadkowe i punkt podparcia zbiegną się. W przypadku pojazdu jednośladowego takie manewry mogą nie być możliwe ze względu na szersze nadwozie.

Błędnie uważa się, że moment żyroskopowy kół wpływa na motocykl. Jego wpływ jest znikomy, gdyż przy masie opony i felgi 3 kg, prędkości obrotowej 833 obr/min i obrotach skrętu 0,2 obr/min moment żyroskopowy koła wynosi 0,35 kg. Jednocześnie 10 cm ugięcie środka ciężkości lub punktu podparcia motocykla o wysokości środka ciężkości 100 cm i wadze motocykla i kierowcy 140 kg powoduje powstanie siły ugięcia 14 kg.

Zatem podczas skręcania dodatkowe odchylenie środka ciężkości od punktu podparcia w kilogramach powinno być równe sile przywracającej moment żyroskopowy koła zamachowego w kilogramach.

Zapewne wszyscy widzieli motocyklistę na wyścigach motocyklowych, nie wjeżdżającego w zakręt, ślizgającego się po ziemi w kierunku poślizgu, a następnie toczącego się jego motocykla. Może się to zdarzyć z każdym pojazdem dwukołowym. Charakterystyczną cechą każdego pojazdu dwukołowego jest to, że może przechylić się do środka skrętu na zakrętach. Pozwala to na skręcanie bez poślizgu z dużym przyspieszeniem. Ale tylko do momentu, gdy siła odśrodkowa przekroczy siłę tarcia. A potem zderzenie na poboczu drogi jest nieuniknione.

W przypadku pojazdów dwukołowych istnieje pewna zależność granicznego kąta pochylenia od promienia skrętu. Kąt pochylenia monocara zależy od cech konstrukcyjnych, na przykład jest ograniczony wymiarami nadwozia (35 stopni). Jeśli skręcisz kierownicą zbyt stromo, monocar położy się na boku i ślizga się na nim po drodze w kierunku poślizgu. Monocar nie będzie w stanie wykonać salta jak motocykl z powodu koła zamachowego. Ma zbyt duży żyroskopowy moment sił. Najprawdopodobniej będzie się obracać wokół punktu kontaktu, a nawet wtedy jest to mało prawdopodobne. Kierowca i pasażer oczywiście pozostaną w środku. Ich odczucia prawdopodobnie nie będą przyjemne, ale będą w stanie uniknąć wszelkich uszkodzeń lub kontuzji. Nie będą nawet gadać wewnątrz ciała, ponieważ wektor siły odśrodkowej wciska je tylko w krzesło.

Na wystającej części ciała po lewej i prawej stronie można zainstalować małą platformę - podporę. Wtedy, w przypadku ostrego zakrętu, monocar będzie leżał nie na karoserii, ale na podporze. Umożliwi to, dosłownie i w przenośni, wykonanie RÓŻNEGO zawracania.

Aby utrzymać równowagę pojazdów jednośladowych, można zastosować koło zamachowe, które służy również do odzyskiwania energii podczas przyspieszania i zwalniania. Zadaniem koła zamachowego jest skompensowanie powstałych odchyleń. Siła przywracająca koła zamachowego zależy od prędkości jego obrotu. Wraz ze spadkiem prędkości obrotowej koła zamachowego o poziomej osi obrotu zaczyna ono odchylać się od pionu o kąt określony przez wypadkową grawitację i przywracający moment żyroskopowy.

Na postoju moment żyroskopowy koła zamachowego będzie maksymalny, utrzymując maszynę w pozycji pionowej, a wraz ze wzrostem prędkości będzie się stopniowo zmniejszać, umożliwiając przechylenie samochodu w celu wykonywania skrętów, ponieważ energia koła zamachowego musi zostać wydana na ruch maszyny.

W niektórych konstrukcjach oś obrotu koła zamachowego była pozioma, a koło zamachowe obracało się w tym samym kierunku co koła. Przechylenie takiego koła zamachowego w lewo powoduje dodatkowy obrót maszyny w lewo. Może to ułatwić pokonywanie zakrętów, ale może też być destabilizujące.

Z tego wynika wniosek: jeśli kierunek obrotu koła zamachowego o poziomej osi obrotu pokrywa się z kierunkiem obrotu kół, to taka maszyna jest bardziej zwrotna, ale mniej stabilna. I odpowiednio na odwrót.

Jeśli oś obrotu koła zamachowego jest pionowa, należy ją odchylić w przód iw tył. Ale przy osi pionowej efekt żyroskopowy może wprowadzić dodatkowy poślizg w skręcie (jak śmigło jednoosiowego helikoptera) i trzeba umieścić drugie koło zamachowe o przeciwnym kierunku obrotu. Ponadto koło zamachowe w osi pionowej ma czynnik destabilizujący. Podczas jazdy pod górę lub z góry na samochód dodatkowo wpływa moment żyroskopowy, który odchyla samochód w prawo lub w lewo. Aby skompensować ten efekt, konieczne będzie kompensacyjne wychylenie steru lub zainstalowanie dodatkowego koła zamachowego o przeciwnym kierunku obrotu.

Na żyrocar P.P. Shilovsky, koło zamachowe zostało przymocowane do ramy, która pozwoliła na odchylenie jego osi, przywracając w ten sposób równowagę maszyny. Rama została odchylona przez czujniki przechyłu. Zamiast ramy można dodatkowo skręcić lub przechylić przednie koło, aż punkt obrotu zbiegnie się ze środkiem ciężkości. Koło można również obracać za pomocą sygnału z czujnika przechyłu.

Ale jeśli uda się znaleźć dokładną zależność między siłami działającymi na samochód, będzie można obejść się bez czujników przechyłu itp.

Zależności:

Odchylenie od punktu podparcia zależy od kąta skrętu przedniego koła

Kąt skrętu przedniego koła zależy od promienia skrętu maszyny

Promień skrętu zależy od prędkości maszyny

Prędkość obrotowa koła zamachowego zależy od prędkości maszyny

Siła przywracająca koła zamachowego zależy od prędkości jego obrotu

Kierunek obrotu koła zamachowego z osią poziomą decyduje o stabilności i zwrotności maszyny

Moc silnika zależy od maksymalnej prędkości

Zastosowanie koła zamachowego w pojeździe ma następujące zalety:

Zmniejszenie zużycia paliwa o połowę dzięki odzyskowi energii (powrotowi)

Redukcja wymaganej mocy silnika do 40%

Możliwość pracy silnika w punkcie optymalnego trybu

Eliminacja różnych systemów uruchamiania silnika i biegu jałowego

Skuteczniejsze (bez poślizgu) hamowanie

Jednostkowe zużycie paliwa jest minimalne, gdy silnik pracuje z około 80% mocy i 3-4 razy wyższe przy 10% procent. Jednak to właśnie te 10% procent jest wymagane przez większość czasu w ruchu miejskim. Podczas jazdy miejskiej większość energii jest również zużywana przy częstym naprzemiennym przyspieszaniu i zwalnianiu. Aby obniżyć takie koszty, najbardziej realistycznym zastosowaniem silników hybrydowych jest koło zamachowe w połączeniu z silnikiem spalinowym lub elektrycznym.

Silnik, pracujący w trybie maksymalnej oszczędności, „pompuje” do niego energię, utrzymując prędkość w określonym zakresie. Energia potrzebna do napędzania pojazdu jest pobierana przez bezstopniową skrzynię biegów. W przypadku hamowania energia kinetyczna pojazdu jest przekazywana z powrotem do koła zamachowego.

Monocar pozwala na ograniczenie strat energii dzięki następującym rozwiązaniom:

Ciężar maszyny. Aby zmniejszyć wagę, można znacznie uprościć i odciążyć konstrukcję, usuwając niektóre komponenty i zespoły. Monocar może nie wymagać silnika dużej mocy (i masy), skrzyni biegów, chłodnicy, rozrusznika, generatora, zawieszenia dwóch kół, skrzyni biegów i wielu innych. monocar może być około dwa razy lżejszy niż konwencjonalny samochód.

Opór aerodynamiczny. Usprawnienie ciała. Nowoczesny samochód ma współczynnik oporu C x = 0,4. Jeśli spróbujesz wykonać nadwozie trzyosobowe w kształcie kropli i umieścisz dwie osoby w szerokiej części i jedną z tyłu w wąskiej, możesz uzyskać współczynnik C x = 0,2 lub nawet mniej. Ale podobny kształt można zastosować tylko w samochodzie dwukołowym, ponieważ cztery koła nadal będą wymagały prostokątnego kształtu ze wszystkimi wynikającymi z tego konsekwencjami.

Dla większości nowoczesnych samochodów jest to 0,4. W monocar, ze względu na bardziej opływową konstrukcję dwukołowego nadwozia, może wynosić 0,2 lub nawet mniej.

Zależność mocy od prędkości pokazano na rys. 4.1.

Rysunek 4.1. Moc kontra prędkość

F = C x * S m * P * V 2

gdzie F jest siłą oporu ośrodka, H

C x - współczynnik oporu aerodynamicznego,

S m - na śródokręciu, m 2

P jest gęstością ośrodka,

V - prędkość, m / s

Czyli 0,2 * 1,22 * 1,2 * 767 = 224 N przy 100 km / h

Na przebieg 100 km wymagane będzie 224 * 100 000 = 22 400 000 J, co daje moc 6,2 kW. (8,4 KM) przy 100 km/h lub 3,2 kW przy prędkości 72 km/h lub 833 W przy 36 km/h

Sprawność silnika. Wskazane jest odejście od silnika spalinowego o sprawności 18-20% na rzecz silnika elektrycznego (sprawność 90%). Zastosowanie koła zamachowego może znacznie zmniejszyć wymaganą moc silnika.

Odzyskiwanie energii. Zastosowanie koła zamachowego do odzyskiwania (akumulacji) energii hamowania z późniejszym odrzutem podczas przyspieszania. Jeśli w zwykłych samochodach energia ta jest zużywana tylko na rozgrzanie klocków hamulcowych, to za pomocą koła zamachowego można znacznie (prawie 2 razy) zmniejszyć zużycie paliwa w porównaniu z jazdą w trybie miejskim.

Odporność na drogi. Dwukołowy monocar będzie wymagał znacznie mniej energii, aby pokonać opory na drodze.

4000H * 0,02 = 80H

Na przebieg 100 km wymagane będzie 80 * 100 000 = 8 000 000 J, co daje moc 2,2 kW / h. (3 KM)

Konstrukcję maszyny pokazano na rysunku 4.2.

Rysunek 4.2. Konstrukcja monocara

Koło zamachowe znajduje się pośrodku samochodu, między siedzeniami kierowcy i pasażera. Nad kołem zamachowym znajduje się pokrętło sterujące typu joystick. Bezpośrednio przed kołem zamachowym znajduje się mocowanie przedniego zawieszenia. Tylne siedzenie pasażera znajduje się dokładnie pośrodku między przednimi siedzeniami. Za tylnym siedzeniem znajduje się mały bagażnik. Zawieszenie tylnego koła pod bagażnikiem.

Korpus to konstrukcja z metalowej ramy i zawiasowych elementów okładzinowych. Wzdłużnie pośrodku maszyny znajduje się rama napędowa z kołem zamachowym i zawieszeniem kół. Nadwozie jest dwudrzwiowe, z pionowym otwieraniem drzwi w stosunku do środka szyby przedniej. Samochód posiada 2 małe bagażniki po bokach nadkola przedniego. Nad nadkolem tylnego koła nie ma bagażników dachowych, aby poprawić aerodynamikę nadwozia.

Rozwiązaniem wielu problemów monocara będzie zastosowanie tzw. kół motorowych. Ponadto zastosowanie trzech kół silnikowych tego samego typu jest technologicznie uzasadnione. Dwa bezpośrednio w kołach i jedno jako koło zamachowe. Różnią się tylko maksymalną prędkością obrotową i masą wirnika. W przypadku koła zamachowego masa wirnika musi wynosić co najmniej 20 kg.

Tak więc cała kinematyka maszyny będzie składać się tylko z dwóch kół, koła zamachowego i elektronicznej jednostki sterującej. Jednostka sterująca jest potrzebna do przenoszenia energii z koła zamachowego na koła i odwrotnie.

Japońskie firmy zaprojektowały lekkie bezszczotkowe silniki prądu stałego na magnesach ziem rzadkich o maksymalnej sprawności do 98% i wysoce wydajne systemy sterowania mikroprocesorowego. Te silniki o niskiej prędkości są wbudowane bezpośrednio w piasty kół napędowych. Umożliwiło to rezygnację z przekładni mechanicznej i tym samym sprowadzenie ogólnej sprawności napędu do 96-97%. Koła motorowe o mocy 200-250 W są masowo produkowane do lekkich pojazdów elektrycznych - na przykład do rowerów elektrycznych, które już pojawiają się na drogach świata.

Zalety stosowania kół silnikowych w pojazdach:

· Usprawnienie rozplanowania samochodu ze względu na dość swobodny wybór miejsca montażu koła silnikowego względem innych zespołów pojazdu;

· Całkowita waga elektrycznych jednostek napędowych (nie tylko kół silnikowych) jest zmniejszona w porównaniu z wagą hydromechanicznych jednostek napędowych;

· Pożądany rozkład masy samochodu wzdłuż osi uzyskuje się dzięki możliwości różnicowania podstawy samochodu;

· Zmniejsza się liczba części i zespołów przekładni mechanicznej, które podlegają intensywnemu zużyciu eksploatacyjnemu, co zwiększa niezawodność całego systemu;

· Możliwość wykonania jednego koła silnikowego o dużej mocy, co umożliwia zwiększenie nośności pojazdu bez zwiększania liczby kół napędowych;

· Możliwość bezstopniowej lub w skrajnych przypadkach dwustopniowej kontroli trakcji;

Hamowanie na dużych zboczach jest bardzo wydajne i niezawodne dzięki zastosowaniu hamulca elektrycznego

Maszyna jest sterowana za pomocą uchwytu typu joystick, zainstalowanego pomiędzy siedzeniami kierowcy i pasażera. Na uchwycie znajdują się również przyciski do włączania reflektora, skrętów, sygnału itp. Sterowanie odbywa się poprzez zmianę przełożenia wariatora. Gdy uchwyt jest przechylony „przód-tył” i „lewo-prawo”, następuje odpowiednio przyspieszenie hamowania i skręty maszyny. Przy maksymalnym wychyleniu rączki „do przodu” można uruchomić dodatkowy chwyt hamulca tylnego koła.

Panel sterowania ma niewielkie wymiary, cyfrowe wskazanie na diodach LED i można go umieścić w dowolnym dogodnym miejscu, na przykład na lusterku wstecznym pośrodku samochodu. Zamiast wskazania możesz użyć syntezatora mowy.

Możesz wskazać:

1. Prędkość maszyny;

2. Zakręty (można zastąpić światłami na lusterkach wstecznych);

3. Położenie drzwi (włazów) i bagażników (otwarte lub zamknięte).

W monocar lepiej odłożyć gałkę i deskę rozdzielczą na bok. Ponieważ przed kierowcą i pasażerem nie ma już traumatycznej przeszkody, możliwe jest zastosowanie wektorowego systemu bezpieczeństwa. W takim systemie fotelik ma możliwość toczenia się do przodu w wolną strefę podczas przechylania się do tyłu w przypadku zderzenia czołowego. Po uderzeniu siedzisko na amortyzatorach wraca do swojej pierwotnej pozycji. Ten system jest bardziej niezawodny niż pasy bezpieczeństwa i poduszki powietrzne. Przy szczególnie silnych uderzeniach możliwe jest nawet wysunięcie fotelika przez przednią szybę, aż do całkowitego zlikwidowania bezwładności uderzenia.

Uderzenia boczne są bezpieczne dla maszyny z pracującym kołem zamachowym, ponieważ nie spowodują przewrócenia. Maszyna, podobnie jak wahadło, obraca się tylko wokół osi pionowej. A podczas jazdy po poboczu lub stoku samochód nadal będzie utrzymywał pionową pozycję nadwozia. Jeśli na bardzo stromym zboczu konwencjonalny samochód się wywróci, monocar zjedzie tylko w dół zbocza, utrzymując pionową pozycję.

Podczas równomiernego ruchu krzesło znajduje się w pozycji pionowej. Podczas gwałtownego hamowania siedzenie toczy się do przodu po szynach, jednocześnie obracając się do pozycji poziomej. W tym przypadku kąt pochylenia fotela zależy od siły hamowania i gdy siła ta maleje, fotel powraca do swojej pierwotnej pozycji.

W samochodzie można zapewnić kilka sposobów hamowania:

Kinetyczny. Główny sposób. To wtedy energia kinetyczna maszyny jest przekształcana w energię kinetyczną koła zamachowego.

Elektrodynamiczny. Energia elektryczna z silników kół może być gaszona na rezystorze balastowym. Na przykład bezpośrednio do grzejnika elektrycznego.

Mechanizm różnicowy. Jeśli przednie koło silnikowe zostanie włączone w przeciwfazie z tylnym, będzie ono obracać się w przeciwnym kierunku, aż maszyna i przednie koło całkowicie się zatrzymają.

Krokowy. Silnik koła to silnik krokowy. Możesz ustawić częstotliwość rotacji pola magnetycznego wirnika tak niską, jak chcesz, aż do zera. To skutecznie zatrzyma wirnik.

Cierny. Jeżeli pomiędzy wirnikiem a stojanem umieszczona jest uszczelka cierna, a wirnik zawieszony jest w polu magnetycznym lub na poduszce powietrznej (łożysko gazowe), to po wyłączeniu łożyska wirnik będzie spoczywał na stojanie całą masa maszyny. Jest to analogiczne do konwencjonalnych hamulców tarczowych lub bębnowych.

Mechaniczny. Jeśli zmienisz wysokość zawieszenia, samochód może leżeć na dole i hamować wystającymi częściami karoserii. W ten sposób możesz hamować nawet na lodzie.

Reflektor znajduje się pod osłoną przedniego koła. Można go opuścić do niszy z przedniego bagażnika. Reflektor można również obracać o 360 ° w poziomie, aby zapewnić oświetlenie podczas pokonywania zakrętów i cofania.
Reflektor wykonany jest w formie walca, w środku którego osi optycznej znajduje się źródło światła. Część cylindra jest przezroczysta, reszta pokryta warstwą odblaskową. Z tyłu można zamontować czerwony filtr, który po odwróceniu reflektora będzie świecił do przodu, pełniąc funkcje światła hamowania.

W maszynie zastosowano zależny system zawieszenia linki oraz amortyzator kompensacyjny. Zawieszenie przednie i tylne połączone są linką w taki sposób, że obciążenie przedniego koła odchylające koło w górę jest kompensowane przez wychylenie tylnego koła w dół i odwrotnie. Jako siłę tłumienia wykorzystuje się połowę ciężaru maszyny. Zmieniając długość linki można regulować wysokość maszyny aż do opuszczenia na dół na parkingu lub w trybie hamowania awaryjnego.

Charakterystyka techniczna monocara:

Długość - 4000 mm.

Szerokość - 1500 mm.

Wysokość - 1500 mm.

Podstawa - 3000 mm.

Prześwit - 350 mm.

Ilość miejsc - 3 osoby.

Liczba drzwi nadwozia wynosi 2.

Nośność - 200-250 kg.

Dysk jest prawdopodobnie pełny.

Zawieszenie jest zależne.

Niskie zużycie paliwa (nie więcej niż 1 litr na 100 km).

Zmniejszona emisja CO2 i CN.

Lekka waga (nie więcej niż 400 kg).

Prostota i niezawodność projektu.

Łatwy w obsłudze i utrzymaniu.

Wysoka zwrotność (promień skrętu ok. 4 m).

Niski współczynnik oporu.

Niska cena

5 samolotów bezzałogowych

„Bezzałogowe statki powietrzne” różnią się masą (od urządzeń ważących pół kilograma, porównywalnych z modelem samolotu, po 10-15-tonowe olbrzymy), wysokością i czasem lotu. Bezzałogowe statki powietrzne o wadze do 5 kg (klasa „mikro”) mogą wystartować z każdej z najmniejszych platform, a nawet z ręki, wznieść się na wysokość 1-2 kilometrów i pozostać w powietrzu nie dłużej niż godzinę. Jako samoloty rozpoznawcze służą m.in. do wykrywania sprzętu wojskowego i terrorystów w lesie czy w górach. Drony „mikro” ważące zaledwie 300-500 gramów, mówiąc w przenośni, mogą zaglądać przez okno, dzięki czemu są wygodne w użyciu w środowisku miejskim.

Do „mikro” należą bezzałogowe statki powietrzne klasy „mini” o masie do 150 kg. Działają na wysokości 3-5 km, czas lotu to 3-5 godzin. Następna klasa to „midi”. Są to cięższe pojazdy wielofunkcyjne o wadze od 200 do 1000 kg. Wysokość lotu sięga 5-6 km, czas trwania 10-20 godzin.

I wreszcie "maxi" - pojazdy o masie od 1000 kg do 8-10 ton, ich pułap wynosi 20 km, czas lotu to ponad 24 godziny. Samochody Supermaxi prawdopodobnie pojawią się wkrótce. Można założyć, że ich waga przekroczy 15 ton. Takie „ciężkie ciężarówki” zabiorą na pokład ogromną ilość sprzętu o różnym przeznaczeniu i będą w stanie wykonywać najszerszy zakres zadań.

Jeśli pamiętasz historię bezzałogowych statków powietrznych, po raz pierwszy pojawiły się one w połowie lat 30. XX wieku. Były to zdalnie sterowane cele powietrzne wykorzystywane w praktyce strzeleckiej. Po II wojnie światowej, a dokładniej, już w latach 50. projektanci samolotów stworzyli bezzałogowe samoloty rozpoznawcze. Opracowanie maszyn udarowych zajęło kolejne 20 lat. W latach 70. - 80. biura projektowe P.O.Sukhoi, A.N.Tupolev, V.M.Myasishchev, AS Yakovlev, N.I. Z Biura Projektowego Tupolewa wyłoniły się bezzałogowe samoloty rozpoznawcze „Jastreb”, „Strizh” i „Flight”, które są nadal w służbie, a także strajk „Korshun”, stworzony wspólnie z Instytutem Badawczym „Kulon”. Najbardziej udanym z nich był kompleks "Pchela", który jest nadal w użytku.

W latach 70. rozpoczęto w ZSRR prace badawczo-rozwojowe nad stworzeniem bezzałogowych statków powietrznych o dużej wysokości i czasie lotu. Zajmowało się nimi biuro projektowe VM Myasishchev, gdzie opracowali maszynę „Orzeł” klasy „maxi”. Potem przyszło tylko do makiety, ale prawie 10 lat później wznowiono prace. Założono, że zmodernizowane urządzenie będzie w stanie latać na wysokości 20 km i pozostawać w powietrzu przez 24 godziny. Ale potem rozpoczął się kryzys reform i na początku lat 90. program Eagle został zamknięty z powodu braku funduszy. Mniej więcej w tym samym czasie iz tych samych powodów skrócono prace nad bezzałogowym statkiem powietrznym Rhombus. Samolot ten, unikalny w swojej konstrukcji, stworzony wspólnie z NII DAR przy udziale twórcy systemu radarowego Resonance, głównego projektanta stacji radarowej E.I. Jego masa wynosiła około 12 ton, a ładowność sięgała 1,5 tony.

Po pierwszej fali rozwoju „dronów” w latach 70. i 80. nastąpiła długa przerwa. Armia była wyposażona w drogie samoloty załogowe. Przeznaczono na nie duże środki. To decydowało o wyborze tematów rozwojowych. To prawda, że ​​przez te wszystkie lata kazańskie eksperymentalne biuro projektowe „Sokół” było aktywnie zaangażowane w „drony”. OKB "Sokół" stał się w istocie wyspecjalizowanym przedsiębiorstwem do produkcji bezzałogowych systemów latających. Głównym kierunkiem są bezzałogowe cele powietrzne, na których ćwiczone są działania bojowe różnych kompleksów wojskowych i służb naziemnych, w tym systemów obrony powietrznej.

Obecnie szeroko reprezentowane są bezzałogowe statki powietrzne klasy „mini” i „midi”. Ich produkcja jest w mocy wielu krajów, ponieważ małe laboratoria czy instytuty mogą sprostać temu zadaniu. Jeśli chodzi o pojazdy klasy „maxi”, ich stworzenie wymaga zasobów całego kompleksu budowy samolotów.

Jakie są zalety bezzałogowych statków powietrznych? Po pierwsze, są one średnio o rząd wielkości tańsze niż samoloty załogowe, które trzeba wyposażyć w systemy podtrzymywania życia, ochrony, klimatyzacji… Wreszcie konieczne jest wyszkolenie pilotów, a to kosztuje dużo pieniędzy . W efekcie okazuje się, że nieobecność załogi na pokładzie znacznie obniża koszt wykonania konkretnego zadania.

Po drugie, lekkie (w porównaniu do samolotów załogowych) drony zużywają mniej paliwa. Wydaje się, że bardziej realistyczna perspektywa otwiera się przed nimi nawet przy ewentualnym przejściu na paliwo kriogeniczne.

Po trzecie, w przeciwieństwie do samolotów załogowych, samoloty bezzałogowe nie potrzebują betonowych lotnisk. Wystarczy wybudować nieutwardzony pas startowy o długości zaledwie 600 metrów. („BSP startują z katapulty, a lądują „jak samolot”, jak myśliwce na lotniskowcach.) To bardzo poważny argument, skoro 70% lotnisk na Ukrainie wymaga odbudowy i tempa remontu dziś jest jedno lotnisko rocznie.

Głównym kryterium wyboru typu samolotu jest koszt. Dzięki szybkiemu rozwojowi techniki komputerowej znacznie spadła „napełnianie” komputerów pokładowych „bezzałogowych statków powietrznych”. Pierwsze urządzenia wykorzystywały ciężkie i nieporęczne komputery analogowe. Wraz z wprowadzeniem nowoczesnej technologii cyfrowej ich „mózg” stał się nie tylko tańszy, ale także mądrzejszy, bardziej kompaktowy i lżejszy. Oznacza to, że na pokład można zabrać więcej sprzętu, od którego zależy funkcjonalność bezzałogowych statków powietrznych.

Jeśli mówimy o aspekcie militarnym, to bezzałogowe statki powietrzne są wykorzystywane tam, gdzie w operacji rozpoznawczej lub walce powietrznej można się obejść bez pilota. Na IX Międzynarodowej Konferencji „UAV”, która odbyła się w 2001 roku we Francji, wyrażono pomysł, aby w latach 2010-2015 działania wojskowe sprowadzić do wojny systemów zautomatyzowanych, czyli do konfrontacji między robotami.

Eksperci z Biura Projektowego Sukhoi przeanalizowali rozwój programów naukowo-technicznych do tworzenia „dronów” istniejących na świecie i stwierdzili trwałą tendencję do zwiększania ich rozmiarów i wagi, a także wysokości i czasu trwania lotu. Urządzenia o dużej wadze mogą dłużej pozostawać w powietrzu, wznosić się wyżej i „widzieć” dalej. „Maxi” zabiera na pokład ponad 500 kg ładowności, co pozwala rozwiązywać problemy o dużej objętości i najlepszej jakości.

Analiza wykazała, że ​​bezzałogowe statki powietrzne klasy „maxi” i „supermaxi” są dziś bardziej poszukiwane niż kiedykolwiek. Podobno mogą zmienić układ sił na światowym rynku lotniczym. Do tej pory tę niszę opanowali tylko amerykańscy konstruktorzy, którzy rozpoczęli pracę nad „dronami” klasy „maxi” 10 lat wcześniej niż my i udało im się stworzyć kilka bardzo dobrych samolotów. Najpopularniejszym z nich jest Global Hawk (rysunek 5.1): wznosi się na wysokość 20 km, waży 11,5 tony, a jego przelot trwa ponad 24 godziny. Konstruktorzy tej maszyny zrezygnowali z silników tłokowych i wyposażyli ją w dwa silniki turboodrzutowe. Dopiero po demonstracji Global Hawka na targach lotniczych w Le Bourget w 2001 roku Zachód rozpoczął walkę o zdobycie nowego sektora rynku.

Rysunek 5.1. ... Amerykański bezzałogowy samolot "maxi" - klasa "Global Hawk"

Już podczas tworzenia pierwszych bezzałogowych samolotów klasy „maxi” „Orzeł” i „Romb” opracowano koncepcję, zgodnie z którą zaczęto budować bezzałogowe pojazdy, które zapewniałyby najlepsze warunki do umieszczenia w nich ładunku. Na przykład na „Romb” byli w stanie połączyć duże jednostki antenowe o wielkości 15-20 m z elementami samolotu. Rezultatem jest „latająca antena”. Dziś faktycznie powstaje latająca platforma na sprzęt obserwacyjny. Łącząc ładunek z systemami pokładowymi, można uzyskać pełnoprawny zintegrowany kompleks, który jest w miarę możliwości wyposażony w sprzęt elektroniczny (rysunek 5.2). Będzie to jakościowo nowy rodzaj technologii lotniczej – stratosferyczna platforma do rozwiązywania problemów, które albo są poza możliwościami załogowych i bezzałogowych pojazdów na małych i średnich wysokościach, albo wymagają nieracjonalnie wysokich kosztów przy wykonywaniu ich przez konstelacje satelitarne.

Rysunek 5.2. Wielozadaniowy bezzałogowy statek powietrzny "Proteus" wyprodukowany w USA

Cały świat już zdał sobie sprawę, jakie korzyści i oszczędności mogą przynieść bezzałogowe statki powietrzne nie tylko w wojsku, ale także w sferze cywilnej. Ich możliwości w dużej mierze zależą od takiego parametru jak wysokość lotu. Dziś limit wynosi 20 km, a w przyszłości nawet 30 km. Na tej wysokości bezzałogowy samolot może konkurować z satelitą. Śledząc wszystko, co dzieje się na obszarze około miliona kilometrów kwadratowych, sam staje się rodzajem „satelity aerodynamicznego”. Bezzałogowe statki powietrzne mogą przejąć funkcje konstelacji satelitów i wykonywać je w czasie rzeczywistym w całym regionie.

Do robienia zdjęć i filmowania z kosmosu lub obserwowania jakiegoś obiektu potrzebne są 24 satelity, ale nawet wtedy informacje z nich będą odbierane raz na godzinę. Faktem jest, że satelita znajduje się nad obiektem obserwacji tylko przez 15-20 minut, a następnie opuszcza strefę swojej widoczności i wraca w to samo miejsce, dokonując rewolucji wokół Ziemi. W tym czasie obiekt opuszcza dany punkt, gdyż Ziemia obraca się i ponownie pojawia się w nim dopiero po 24 godzinach. W przeciwieństwie do satelity, bezzałogowy samolot stale towarzyszy punktowi obserwacyjnemu. Pracując na wysokości około 20 km przez ponad 24 godziny, wraca do bazy, a kolejna odlatuje, by zająć miejsce na niebie. Jeszcze jeden pojazd jest w rezerwie. To ogromna oszczędność, ponieważ drony są o rząd wielkości tańsze niż satelity.

Bezzałogowe statki powietrzne mogą konkurować z satelitami w tworzeniu sieci telekomunikacyjnych i systemów nawigacyjnych.

„Dronom” można powierzyć ciągłą całodobową obserwację powierzchni Ziemi w szerokim zakresie częstotliwości. Za ich pomocą możliwe jest stworzenie pola informacyjnego kraju, obejmującego sterowanie i zarządzanie ruchem transportu powietrznego i wodnego, gdyż maszyny te są w stanie przejąć funkcje radarów naziemnych, powietrznych i satelitarnych (wspólne informacje z nich dają pełny obraz tego, co dzieje się na niebie, na wodzie i na lądzie).

Bezzałogowe statki powietrzne pomogą rozwiązać cały szereg problemów naukowych i aplikacyjnych związanych z geologią, ekologią, meteorologią, zoologią, rolnictwem, klimatologią, poszukiwaniem minerałów... Będą monitorować migracje ptaków, ssaków, ławice ryb, zmiany w warunkach meteorologicznych i warunkach lodowych na rzekach, za ruchem statków, ruchem pojazdów i ludzi, do prowadzenia rozpoznania lotniczego, fotograficznego i filmowego, rozpoznania radarowego i radiacyjnego, wielospektralnego monitoringu powierzchni, penetracji na głębokości do 100 metrów.

Zapotrzebowanie rynku światowego na systemy bezzałogowych statków powietrznych o dużej wysokości i czasie lotu przedstawiono w postaci wykresu na rys. 5.3.

Rysunek 5.3. Potrzeby światowego rynku systemów bezzałogowych statków powietrznych o dużej wysokości i czasie lotu.

Sfery zastosowania cywilnego bezzałogowego statku powietrznego

WYKRYWANIE MAŁYCH OBIEKTÓW:

Powietrze

Powierzchnia

Grunt

KONTROLA RUCHU LOTNICZEGO:

W trudno dostępnych miejscach

W przypadku klęsk żywiołowych i wypadków

Na tymczasowych trasach lotniczych w lotnictwie gospodarki narodowej

KONTROLA MORSKA:

Wyszukiwanie i wykrywanie statków

Zapobieganie awariom w portach

Kontrola granic morskich

Kontrola zasad połowów

ROZWÓJ REGIONALNYCH I MIĘDZYREGIONALNYCH SIECI TELEKOMUNIKACYJNYCH:

Systemy komunikacji, w tym mobilne

Transmisje telewizyjne i radiowe

Przekazywanie

Systemy nawigacyjne

FOTOGRAFIA LOTNICZA I KONTROLA POWIERZCHNI:

Fotografia lotnicza (kartografia)

Kontrola przestrzegania zobowiązań umownych

· (tryb „Otwarte niebo”)

Kontrola warunków hydro-meteorologicznych

Sterowanie obiektami aktywnie emitującymi Sterowanie liniami energetycznymi

KONTROLA ŚRODOWISKA:

Monitorowanie promieniowania

Kontrola chemiczna gazu

Monitorowanie stanu gazociągów i ropociągów

Odpytywanie czujników sejsmicznych

ZAPEWNIANIE ROLNICTWA I BADAŃ GEOLOGICZNYCH:

Wyznaczanie cech gleby

Poszukiwanie minerałów

Podpowierzchniowe (do 100 m) Sondowanie ziemi

OCEANOLOGIA:

Rozpoznanie warunków lodowych

Śledzenie nierówności morza

Szukaj ławic ryb

6 słoneczny transport

Samochody elektryczne, solarne, solarne rowery, elektryczne motorówki z panelami słonecznymi – wszystkie te przyjazne środowisku pojazdy pojawiły się dopiero 15-20 lat temu. Z biegiem lat pojazdy elektryczne przestały być rzadkością. Są coraz częściej używane, zwłaszcza w dużych miastach przepełnionych pojazdami. Jeśli chodzi o pojazdy solarne, to dziś bardzo rzadko można je spotkać na drogach. To bardzo droga przyjemność. Tymczasem coraz bardziej popularny i przystępny cenowo staje się wodny transport solarny – małe łodzie zasilane energią słoneczną. Przede wszystkim nadają się do pływania łódką i wędkowania.

Większość pojazdów solarnych to wyjątkowe samochody. W ich konstrukcji zastosowano oryginalne rozwiązania techniczne i najnowsze materiały. Stąd bardzo wysoka cena. Na przykład dwumiejscowy samochód na energię słoneczną Dream (rysunek 6.1) kosztował japońską firmę motoryzacyjną Honda 2 miliony dolarów. Ale pieniądze nie poszły na marne. Trasę rajdu Trans-Australian Rally 1996 o długości 3000 km pokonywał ze średnią prędkością prawie 90 km/h, a na prostym odcinku szybkim dochodziła do 135 km/h. Rekordu „Marzeń” jeszcze nikt nie pobił.

Rysunek 6.1. Solarny rekorder samochodowy "Dream"

Samochód solarny to pojazd elektryczny wyposażony w konwertery fotowoltaiczne (ogniwa słoneczne) o wystarczającej mocy, w których energia świetlna jest zamieniana na prąd elektryczny, który zasila silnik trakcyjny i ładuje akumulatory.

Budowa pojazdów solarnych i testowanie ich w wyścigach stopniowo nabierała kształtu w nowym sporcie technicznym - "brainsport". W rzeczywistości jest to konkurencja pomiędzy intelektami twórców pojazdów solarnych. Służą do opracowywania parametrów pojazdów przyszłości. Aby samochód solarny o maksymalnej mocy paneli słonecznych i silniku elektrycznym tylko 1,5-2 kW konkurował z samochodem, konieczne jest zastosowanie najlżejszych i najmocniejszych materiałów konstrukcyjnych, wysokowydajnych napędów elektrycznych, najnowszych osiągnięć w aerodynamice, energetyce słonecznej i elektrotechnice, elektronice i innych naukach.

Eksperci uważają, że transport słoneczny będzie poważnie konkurował z transportem samochodowym, gdy sprawność niedrogich ogniw słonecznych (konwerterów fotowoltaicznych) wyniesie 40-50%. Tymczasem ich wydajność wynosi tylko 10-12%. Aby pojazdy solarne z bateriami słonecznymi 1,5-2 kW „dogoniły” pojazdy ze 100-krotnie mocniejszymi silnikami, konieczne jest zastosowanie lekkich i wytrzymałych materiałów konstrukcyjnych, wydajnych elektrycznych układów napędowych, osiągnięć aerodynamiki, solarnej i elektrotechniki , elektronika i inne nauki. W rajdzie samochodów solarnych testowane są projekty pojazdów przyszłości.

Pojazdy zasilane energią słoneczną osiągnęły minimalny współczynnik oporu dla załóg naziemnych (0,1). Doświadczenia koncernu General Motors w opracowaniu rekordowego samochodu solarnego Sunracer (rys. 6.2) zostały wykorzystane przy projektowaniu samochodu elektrycznego Impact, którego seryjna produkcja rozpoczęła się w 1996 roku. Jego prędkość sięga 130 km/h , przyspiesza do 100 km / hw 9 sekund i przejeżdża 100 km na konwencjonalnych akumulatorach kwasowo-ołowiowych.

Rysunek 6.2. Samochód solarny Sunraycer

Lekkie bezszczotkowe silniki prądu stałego z magnesami wykonanymi z metali ziem rzadkich o sprawności do 98%, a także wydajne mikroprocesorowe systemy sterowania są specjalnie zaprojektowane do pojazdów solarnych. W 1993 roku po raz pierwszy silniki wolnoobrotowe zostały wbudowane bezpośrednio w piasty kół napędowych trzech samochodów solarnych - liderów wyścigów transaustralijskich. Pomysł moto-koła sam w sobie nie jest nowy, w pojazdach solarnych umożliwił rezygnację z przekładni i podniesienie sprawności napędu do 96-97%. W 1996 roku 12 z tych projektów wzięło udział w Rajdzie Transaustralijskim, a Honda, zainspirowana sukcesem swojego Marzenia, rozpoczęła seryjną produkcję rowerów elektrycznych z silnikiem na koła. Renomowani producenci opon - Michelin, Bridgestone, Dunlop - opracowują nowe materiały i bieżniki do opon do pojazdów zasilanych energią słoneczną. Powstały już opony, które przy dobrej przyczepności do drogi mają najniższy współczynnik oporów toczenia – zaledwie 0,007. Michelin produkuje podobne energooszczędne opony do pojazdów produkcyjnych.

Panele słoneczne małej mocy w zwykłych samochodach kondycjonują powietrze w kabinach i ładują akumulatory rozruchowe na parkingach oraz zasilają sprzęt RTV.

Istnieje jednak transport słoneczny, który najprawdopodobniej stanie się popularny i przystępny cenowo w najbliższej przyszłości. Mowa o małych jednostkach pływających, łodziach, łodziach, katamaranach, jachtach i innych pojazdach wodnych zasilanych energią słoneczną. To właśnie na wodzie testowano pierwszy pojazd z napędem elektrycznym na długo przed pojawieniem się pojazdu elektrycznego. W 1833 roku łódź z dwoma silnikami elektrycznymi i 27 bateriami galwanicznymi wspięła się kilka kilometrów wzdłuż Newy. Należał do niemieckiego inżyniera Moritza Jacobiego, który pracował w Petersburgu. Jednak ze względu na niską pojemność energetyczną akumulatorów eksperymenty musiały zostać przerwane.

Na początku XX wieku pojawiły się małe statki z silnikami spalinowymi. Energochłonność paliw węglowodorowych była znacznie wyższa niż w przypadku akumulatorów galwanicznych. Łodzie i łodzie z potężnymi silnikami benzynowymi szybko stały się powszechne. A statki elektromotoryczne i ich lądowi „bracia” – pojazdy elektryczne – ze względu na ograniczony zasób akumulatorów i złożoność ich ładowania, do niedawna pozostawały wyjątkową rzadkością.

Dziś prawie na każdym akwenie znajdują się statki z silnikami benzynowymi. Zatruwają wodę i powietrze, swoim rykiem, spalinami, powodując erozję brzegów silną falą, naruszają warunki życia mieszkańców rzek, jezior i mórz. Rzeczy doszły do ​​tego, że muszą ograniczać, aw niektórych miejscach zabraniają ruchu łodzi motorowych. Tak więc statki zasilane energią elektryczną z panelami słonecznymi mają szansę stać się dla nich realną alternatywą. Ekologiczne łodzie „solarne” najlepiej nadają się do aktywności na świeżym powietrzu, uprawiania sportu, wędkarstwa i turystyki.

Dużo łatwiej jest przekształcić jednostkę pływającą w „solarny” transport niż samochód: na pokładzie łodzi lub łodzi jest znacznie więcej miejsca na umieszczenie paneli słonecznych niż w nadwoziu samochodu. Są też inne plusy. Na otwartej wodzie konwertery fotowoltaiczne nie są zacienione przez drzewa, domy czy samochody, dzięki czemu uwalniają więcej energii. Transport wodny nie musi pokonywać długich podjazdów i zjazdów, gwałtownie przyspieszać i hamować na światłach, co oznacza, że ​​zużywa mniej energii.

Wszystkie pojazdy zasilane energią słoneczną mają baterie. Ich pojemność i waga zależą od przeznaczenia statku. Na łodziach lub łodziach na niedzielne wycieczki mogą być małe. Jeśli łódź „słoneczna” jest używana tylko w weekendy, akumulatory można ładować w dni powszednie, a baterie słoneczne do ładowania akumulatorów należy umieszczać nie na samej łodzi, ale na stacjonarnej przybrzeżnej stacji solarnej.

Podczas krótkiej podróży możesz obejść się bez baterii. Ale wtedy, w przypadku złej pogody, trzeba mieć na pokładzie zapasową jednostkę napędową: wiosła, pedały lub żagiel. Panele słoneczne mogą pełnić rolę żagla. Tworzą również baldachim, który ochroni przed słońcem i deszczem.

W przeciwieństwie do silników spalinowych, nowoczesne silniki elektryczne do łodzi praktycznie nie wymagają konserwacji. Nie musisz trzymać na łodzi pojemników na paliwo i oleje smarowe oraz wymieniać oleju w silniku.

Pierwszy elektryczny statek napędzany energią słoneczną został zbudowany w 1975 roku przez Anglika Alana Freemana. Jego katamaran elektryczny rozwijał prędkość do 5 km/h. Obecnie, zaledwie ćwierć wieku później, prędkość łodzi elektrycznych z panelami słonecznymi wzrosła ponad dwukrotnie i można je kupić w sklepach sportowych m.in. w Niemczech, Szwajcarii i innych krajach.

Statki elektromotoryczne zasilane energią słoneczną były wielokrotnie testowane podczas długich rejsów morskich. W 1985 roku japoński żeglarz Kenichi Hori przepłynął Ocean Spokojny na łodzi solarnej Sikrikerk. W 75 dni pokonał 8700 mil morskich. Prędkość 3-5 węzłów, z jaką Sikrikerk płynął z Hawajów na wyspę Bonin u zachodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych, była zbliżona do średniej prędkości 9-metrowego jachtu żaglowego.

Statek „słoneczny” ma wiele zalet w porównaniu z żaglowcem: żeglowanie na nim jest znacznie mniej zależne od kaprysów pogody, wygodnie jest również korzystać z komunikacji elektrycznej i urządzeń gospodarstwa domowego. Na przykład na łodzi Kenichi Hori pracowała lodówka, kuchenka mikrofalowa, telewizor i kamera wideo, system nawigacji satelitarnej, radar, instrumenty meteorologiczne i komputer pokładowy. Podróżnik zabrał ze sobą nawet małą pralkę w samotną podróż. Energię do pracy tych urządzeń generowały panele słoneczne o powierzchni 9 m 2 i łącznej mocy 1100 W. Z tego 500 W w dzień zużyto do napędu śmigła silnika elektrycznego o mocy 0,33 kW, 400 W – do naładowania akumulatora zasilającego silnik w nocy, 200 W – na potrzeby gospodarstwa domowego i do pracy stacja radiowa. Lekkie moduły słoneczne zostały sztywno przymocowane do dachu nadbudówki i pokładu Sikrikerk. Akumulatory ciężkie znajdowały się w ładowni kadłuba i służyły jako balast.

Pojazdy przyjazne środowisku, zarówno lądowe, jak i wodne, zostały zaprezentowane w międzynarodowej eko-wycieczce „Finlandia-2000”. Dużym zainteresowaniem specjalistów i widzów cieszył się fiński „słoneczny” jacht „Solveig” z pokładem wyłożonym jasnoniebieskimi modułami fotowoltaicznymi. Zainstalowany na nim silnik elektryczny o mocy 1,5 kW pozwala na osiągnięcie prędkości do 5 węzłów przy słonecznej pogodzie. Sześć akumulatorów o pojemności 125 Ah umieszczonych w kilu zwiększa stabilność łodzi. Przestronna kabina ma wystarczająco dużo miejsca na długą podróż dla zespołu od czterech do pięciu osób. Urządzenia nawigacyjne, kuchenka mikrofalowa, lodówka, podobnie jak silnik elektryczny, odbierają energię z paneli słonecznych. Składany, aby swobodnie przechodzić pod niskimi mostkami, maszt przystosowany do żagli.

Kolejny „słoneczny” jacht wynalazcy Jorma Pankala, nazwany „Aton” (od starożytnego egipskiego boga Słońca), wziął udział w ekotourie Finland-2000. Lekki statek wykonany z włókna szklanego ma kształt małego lotniskowca. Jego przestronny pokład ma wystarczająco dużo miejsca, aby pomieścić panele słoneczne o łącznej mocy 1200 watów. Aton nie ma masztu, ale J. Pankala zamierza wyposażyć statek w teleskopową elektrownię wiatrową i żagiel w kształcie latawca. W płytkiej wodzie, gdzie nie można użyć śmigła, śmigło odwracalnego generatora prądu będzie działać jako urządzenie napędzające powietrze.

W dnie jachtu znajduje się szklany iluminator. Można go otwierać i polewać wodą morską. Zanurzenie statku wynosi tylko 25 cm, więc niska burta wokół iluminatora wystarcza, aby uniknąć zalania statku.

Eko-wycieczka „Finlandia-2000” przekonała wszystkich, że „słoneczne” łodzie, łodzie i jachty nadają się do żeglowania nawet w tak północnym kraju jak Finlandia - latem jest tam niewiele mniej słonecznych dni niż na południu. Mogą być całkowicie autonomiczne nawet podczas długich rejsów i nadają się zarówno na małe rzeki i jeziora, jak i na otwarte morza.

Konwertery energii fotowoltaicznej, źródła prądu chemicznego i elektryczne systemy napędowe stosowane w statkach solarnych stają się coraz wydajniejsze. Zajmują bardzo mało miejsca, dzięki czemu nawet małe „rodzinne” jachty pomieszczą różnorodne dodatkowe wyposażenie – od suchej szafy po małą saunę. To szczególnie przyciąga podróżników przyzwyczajonych do dobrodziejstw cywilizacji. Statki słoneczne są prawie bezgłośne. Mówi się do nich bez podnoszenia głosu, słuchając śpiewu ptaków, plusku fal i szumu wiatru, oddychając świeżym powietrzem. Każdy, kto uwielbia wycieczki wodne, będzie chciał skorzystać z takiego transportu.

7. Drogi jednoszynowe

Koleje jednoszynowe zostały zaproponowane prawie 180 lat temu. Pierwsza rosyjska kolejka konna została zbudowana w pobliżu wsi Myaczkowo w 1820 roku. Głównie do transportu drewna. Działający elektryczny model takiej drogi został zbudowany w Petersburgu przez inżyniera I.V. Romanowa w 1897 roku.

Nowoczesna kolej jednoszynowa to żelbetowa lub metalowa belka (szyna) podnoszona na wiadukt i tabor (wagony) na wózkach z oponami pneumatycznymi. Są drogi na zawiasach, gdzie samochody mają dolny punkt podparcia i niejako siedzą okrakiem na belce nośnej, oraz systemy zawieszenia, w których samochody są zawieszone na wózkach spoczywających na belce. Każdy z tych rodzajów dróg ma swoje wady i zalety. Tor podwieszony wymaga bardziej złożonego systemu wózków, aby zapewnić stabilność wagonów. Dodatkowo w niesprzyjających warunkach atmosferycznych kolejka (belka) pokryta jest lodem lub śniegiem i praktycznie unieruchamia system lub wymaga pracochłonnych prac przy jego oczyszczeniu. Wraz z tym ten rodzaj drogi pozwala na znacznie (2-3 m) niższą wysokość podpór wiaduktu, a tym samym niższy koszt budowy (rysunek 7.1). Natomiast w przypadku dróg napowietrznych potrzebne są wyższe podpory, aby zapewnić prawidłowe podnoszenie podłogi (dna) karoserii nad ziemię (4,0-5,0 m), ale podwozia samochodów są znacznie uproszczone.

Rysunek 7.1. Zewnętrzna część sieci jednoszynowej

Obecnie eksploatowane drogi jednoszynowe to głównie trakcje elektryczne, pobierające energię z przewodu napowietrznego. Są ciche i nie zanieczyszczają powietrza. Pociąg jednoszynowy, podobnie jak pociąg metra, może składać się z jednego lub więcej wagonów. Maksymalna prędkość na istniejących drogach to 70-125 km/h, nośność do 40 tys. przejazdów/h. Koszt budowy dróg jednotorowych jest około 2 razy niższy niż koszt metra podziemnego. Jeśli jest wolna przestrzeń do zainstalowania wiaduktu, są one uznawane za skuteczny środek transportu miejskiego i podmiejskiego, a także w bardzo nierównym i górzystym terenie.

W latach osiemdziesiątych naukowcy z Instytutu Fizyki i Energetyki Akademii Nauk Łotewskiej SRR stworzyli bardzo oryginalny projekt kolejki jednotorowej z poduszką magnetyczną do transportu z prędkością 500 kilometrów na godzinę.

Samochód miał powstać na bazie sprawdzonego już kadłuba samolotu transportowego Ił-18 (rys. 7.2). Długość takiego samochodu, według projektu, który mógł pomieścić 100 pasażerów, wynosiła 36 metrów, szerokość 3,5 metra, wysokość 3,85 metra, a waga - 40 ton. Pod podłogą samochodu umieszczono kriostaty z magnesami nadprzewodnikowymi, które połączone zostały z nadwoziem za pomocą zawieszenia sprężynowego (ponieważ przy prędkości 500 km/h, zakłóceń z toru nie da się wygasić jedynie ze względu na przerwę w zawieszeniu magnetycznym, równy 22 milimetrom). Przetwornicami częstotliwości sterował komputer pokładowy.

Rysunek 7.2 Jednoszynowa lewitacja magnetyczna

Podczas parkowania i przemieszczania się do zajezdni i na sekcje wyposażeniowe samochód musiał poruszać się na kołach po szynach o rozstawie 3 metrów, podczas poruszania się po odcinku koła były zdejmowane. Załoga musiała także „wylądować” na tych kołach w razie wypadku zawieszenia magnetycznego.

Zbudowano eksperymentalny model z wagonem o wadze 3,2 kilograma. W latach 90. nie było informacji o kontynuacji prac nad tym projektem.

Mimo pozornej prostoty tor jednoszynowy jest zarówno skomplikowany w projektowaniu, jak i pracochłonny w budowie. Belka nośna (sama kolejka) na drogach napowietrznych wykonana jest z żelbetu monolitycznego lub prefabrykowanego, a na wszystkich drogach napowietrznych ze stali o wysokiej wytrzymałości. Ten element konstrukcyjny musi wytrzymać bardzo duże obciążenia podczas przyspieszania i zwalniania pociągów, a także gdy pociągi przejeżdżają przez zakrzywione odcinki toru. Te, w szczególności w celu kompensacji sił odśrodkowych, są wyginane w dwóch płaszczyznach, co prowadzi do wzrostu kosztów całego budynku. Na przykład do budowy toru jednoszynowego w Disneylandzie trzeba było zamówić złożone, prefabrykowane szalunki składające się z pięćdziesięciu elementów. Ponadto drogi jednoszynowe są trudne w utrzymaniu torów i taboru, a także wymagają od pasażerów wchodzenia i schodzenia z wiaduktu oraz zjazdu z niego.

Te niedociągnięcia spowodowały, że w chwili obecnej wybudowano kilkadziesiąt oddzielnych linii jednotorowych o długości od kilkuset metrów do kilku kilometrów, głównie jako atrakcje w parkach, na wystawach itp.

Jednocześnie drogi jednoszynowe mogą mieć własne ekonomicznie wykonalne pole zastosowania jako pełnoprawny rodzaj transportu miejskiego i międzymiastowego.

8. Pociągi samochodowe

Początkowy etap rozwoju kolei charakteryzował się wykorzystaniem pociągów pasażerskich wyłącznie na trakcji lokomotywy. Wraz z upowszechnieniem się trakcji elektrycznej pojawiła się alternatywa dla tego rozwiązania w postaci pociągu, w którym moc trakcyjna rozkładana jest na całej jego długości. Do tej pory nie zidentyfikowano w tym zakresie ani jednego trendu, chociaż zasada trakcji rozproszonej stosowana jest niemal wszędzie w podmiejskim transporcie pasażerskim.

W przypadku lekkich miejskich kolei i tramwajów elastyczną i ugruntowaną koncepcję „samochód + przyczepa” zastąpiono pod koniec lat 50. XX w. bardziej nowoczesnym, przegubowym pociągiem wagonowym ze wspólnym salonem ze względu na wysokie koszty osobowe.

W metrze i kolejach miejskich (S-Bahn) z dostępem do głównej linii stosunkowo duże prędkości jazdy i krótkie odległości między przystankami wymagają pociągów z dużą liczbą osi silnikowych. W 1970 roku rozwój pociągu elektrycznego serii 420 dla kolei miejskiej w Monachium opierał się na maksymalnej wydajności systemu zasilania trakcji. Pociąg dziewięciowagonowy z napędem na wszystkie osie ma moc w trybie ciągłym 7,6 MW, prędkość maksymalną 120 km/h oraz przyspieszenie przy przyspieszeniu 1 m/s 2.

Do podmiejskiego i regionalnego ruchu pasażerskiego wykorzystywane są pociągi z napędem lokomotyw. Zajezdnie obsługujące samochody osobowe i lokomotywy były historycznie wydzielone w systemie kolejowym. Pociągi z napędem lokomotyw pozwoliły na elastyczne reagowanie na zmiany w ruchu pasażerskim poprzez zwiększenie lub zmniejszenie liczby wagonów. Niestety stacje wielu dużych miast leżą w ślepych zaułkach na odgałęzieniach głównych linii. Wraz z wprowadzeniem napiętych rozkładów jazdy, czas postoju dla pociągów S-Bahn i regionalnych musiał zostać skrócony ze względu na niewystarczającą przepustowość stacji. Wszystkie te czynniki wskazywały, że zamiast zmieniać lokomotywy, moglibyśmy mówić jedynie o korzystaniu z pociągów wahadłowych z lokomotywą na jednym końcu i wagonem z kabiną sterowniczą na drugim. Jako alternatywę można rozważyć pociągi wieloczłonowe.

Długodystansowe pociągi pasażerskie obejmowały wagony bezpośrednie, które na trasach dalekobieżnych, w tym międzynarodowych, wchodziły w skład różnych pociągów. Podczas rozwoju systemu pociągów międzymiastowych InterCity (IC) bezpośrednie samochody w ruchu międzynarodowym zastąpiły pociągi EuroCity (EC). Tutaj dla taboru elektrycznego poważną przeszkodą stały się punkty łączenia różnych układów prądowych trakcyjnych, a dla pociągów z dowolnym napędem trakcyjnym - różnicą w układach sygnalizacji.

Po zlikwidowaniu przystanków kontroli paszportowej i celnej na granicach między krajami europejskimi zmiana lokomotyw stała się hamulcem zwiększania prędkości trasowej pociągów. Nowoczesna energoelektronika umożliwia budowę wielosystemowych lokomotyw elektrycznych i pociągów elektrycznych przy akceptowalnych kosztach. Przykładami są pociągi Thalys Francuskiego Towarzystwa Kolei Państwowych (SNCF) z wagonami końcowymi (rysunek 8.1) oraz ICE3 kolei niemieckich (DBAG) z trakcją rozproszoną (rysunek 8.2).

Rysunek 8.1. Szybki pociąg Thalys z wagonami końcowymi

Rysunek 8.2. Rozłożony pociąg trakcyjny ICE3

Ze względu na dużą liczbę ślepych stacji w Niemczech, DBAG są szeroko stosowane w międzymiastowych pociągach wahadłowych. Logicznym krokiem byłoby przejście od nich do pociągów wieloczłonowych z organizacją utrzymania zgodnie z systemem przyjętym dla pociągów dużych prędkości ICE.

Nowe linie dużych prędkości z potężnymi i wygodnymi pociągami opłacają się tylko wtedy, gdy koszty kapitałowe i operacyjne są rozsądnie zrównoważone z przychodami. Analiza Kosztów Cyklu Życia (LCC) pokazuje, że koszty utrzymania i napraw taboru (w tym straty finansowe spowodowane przestojami podczas napraw) są ważną pozycją LCC.

Tradycyjna koncepcja oddzielnego utrzymania taboru trakcyjnego i samochodów osobowych o różnych odstępach czasu między przeglądami i naprawami okazuje się nie do utrzymania przy obliczaniu zależności między LCC a efektywnością ekonomiczną. W związku z tym wybudowano specjalistyczne zajezdnie w Hamburgu, Monachium i Berlinie do obsługi pociągów ICE, w których wprowadzono automatyczny system diagnostyczny. Dzięki temu pociągi ICE mają roczny przebieg 550 000 km, podczas gdy dla tradycyjnych pociągów ciągniętych przez lokomotywę jest to 300 000 km.

Zajezdnie te obsługują pociągi z wagonami końcowymi (ICE1, ICE2) oraz rozproszone pociągi trakcyjne (ICE3, ICE-T). Długość warsztatu wynosi 400 m, co odpowiada maksymalnej długości pociągu i standardowej długości peronu w Europie.

Zaletą dystrybucji trakcyjnych pociągów trakcyjnych jest zwiększona długość użytkowa. Gdyby pociąg ICE3 o długości 200 mi mocy 8 MW nie miał trakcji rozdzielonej, potrzebowałby na końcach dwóch wagonów motorowych. Jednocześnie długość użyteczna zmniejszyłaby się o 30 m (15%), co oznacza utratę długości użytkowej peronu pasażerskiego i zmniejszenie liczby sprzedanych miejsc pasażerskich. Nawet z jednym wagonem na czele i ograniczeniem maksymalnej mocy pociągu do 6 MW, nastąpiłaby znaczna utrata miejsc pasażerskich w porównaniu z zespołem wielokrotnym o tej samej długości.

Pociąg o długości 200 m, napędzany lokomotywą i składający się z wagonów piętrowych, jest według najbardziej przybliżonych szacunków o 10% droższy w produkcji niż pociąg tej samej długości wykonany ze zwykłych wagonów. Co więcej, liczba miejsc jest o 20% większa niż w pociągu konwencjonalnym.

Na przykład na Tajwanie konieczne było zmaksymalizowanie liczby miejsc w pociągu z krótkimi peronami pasażerskimi. W wersji europejskiej (Alstom/Siemens) proponowano rozwiązanie tego problemu przez zastosowanie pociągów piętrowych z wagonami końcowymi, w wersji japońskiej - przez pociągi wieloczłonowe o zwiększonej szerokości wagonów (pięć miejsc w rzędzie) . Wariant pociągów piętrowych z trakcją rozproszoną i jeszcze większą liczbą miejsc siedzących uznano za nierealny ze względu na brak wolnej przestrzeni pod nadwoziami wagonów na wyposażenie.

Wady pociągów piętrowych w ruchu dużych prędkości obejmują:

· Zwiększony nacisk na oś;

· Duża ilość wypieranego powietrza podczas jazdy w tunelach;

· Zwiększona powierzchnia boczna, przejmująca obciążenie wiatrem.

W ruchu dużych prędkości istnieje tendencja do wykorzystywania pociągów wieloczłonowych. Podczas opracowywania ICE3 kierowali się tymi samymi względami, co we wczesnych latach 70., kiedy powstał pociąg elektryczny serii 403: duża prędkość i odpowiednia aerodynamika, zwiększona moc z dobrą przyczepnością dzięki dużej liczbie osi silnika oraz komfort.

Japonia od samego początku rozwoju systemu Shinkansen koncentrowała się na rozproszonych pociągach trakcyjnych, natomiast we Francji preferowano pociągi TGV z wagonami końcowymi. Jednak trwają tam również prace nad szybkim pociągiem wieloczłonowym AGV.

W pociągach z silnikiem Diesla dużą wadą są drgania przenoszone na karoserię z silnika Diesla. Do tego dochodzi hałas wentylatorów chłodzących przemienniki trakcyjne, które podobnie jak silnik wysokoprężny znajdują się pod nadwoziem.

Dla służb eksploatacyjnych pociągi z napędem lokomotyw są wygodniejsze z punktu widzenia zmiany składu w zależności od wahań ruchu pasażerskiego. W nich w poszukiwaniu wolnego miejsca pasażerowie mogą swobodnie przejść przez cały pociąg, co jest niemożliwe w pociągach wieloczłonowych składających się z dwóch lub więcej odcinków.

W przypadku pociągów wieloczłonowych i wahadłowych z wagonem końcowym z kabiną sterowniczą duże znaczenie mają poprzeczne obciążenia wiatrem, których wielkość staje się niebezpieczna przy zwiększonej prędkości i małej masie pociągu. Najbardziej podatne na obciążenia wiatrem są japońskie pociągi Shinkansen, których obciążenie osiowe wynosi 12 t. Ograniczone wymiary tuneli na ich liniach wymagały poszukiwania optymalnego aerodynamicznie rozwiązania dla części czołowej pociągów. Wąska i wydłużona owiewka ułatwia tunelowanie. Jednak podczas jazdy w terenie otwartym pod wpływem wiatru bocznego powstaje na nim „efekt skrzydła”, w wyniku którego aerodynamiczna siła unosząca odciąża przedni wózek.

W Japonii pociągi Shinkansen są projektowane tak, aby były jak najlżejsze. We wczesnych latach na liniach Shinkansen występowały poważne problemy ze stanem nawierzchni toru. Wynikało to głównie z niskiej jakości podsypki z tłucznia kamiennego przy dużym natężeniu ruchu pociągów dużych prędkości.

Linie Shinkansen używają teraz sztywnego toru. Aby zmniejszyć nacisk na oś, pociąg serii 700, składający się z 11 wagonów, został wykonany z 36 osiami silnikowymi, a moc trakcyjna wynosi tylko 275 kW na oś. Środek ten, mający na celu zachowanie nawierzchni torowej, komplikuje projektowanie taboru. Chociaż bardziej opłaca się produkować duże ilości motoreduktorów, jednocześnie zwiększa się objętość instalacji, a podczas eksploatacji wzrastają koszty konserwacji i prawdopodobieństwo uszkodzenia. Drugą skrajnością pod względem koncepcji napędu takiego pociągu o mocy 9,9 MW byłoby zastosowanie dwóch czteroosiowych wagonów końcowych, jak w pociągu ICE1. Jednocześnie długość pociągu wzrosłaby z 280 do 310 m przy tej samej liczbie miejsc siedzących.

Powyższe argumenty nie pozwalają jeszcze na wyciągnięcie ostatecznego wniosku, która koncepcja napędu trakcyjnego powinna być preferowana. Pod tym względem porównano dwa rzeczywiste pociągi wykonujące tę samą pracę w podobnych warunkach eksploatacyjnych, o takim samym rocznym przebiegu i porównywalnych koncepcjach utrzymania. W tym celu wykorzystano dane z DBAG oraz wyniki badań firmy konsultingowej DE-Consult.

Celem porównania jest wybór pociągu o wyższej efektywności ekonomicznej, dla którego porównano koszty LCC ICE2 z wagonami końcowymi i ICE3 z trakcją rozproszoną. Najważniejsze dane techniczne do porównania podano w tabeli. 8.1.

Tabela 8.1. Dane techniczne porównywanych pociągów

Koszt pociągu z trakcją rozproszoną jest wyższy niż w przypadku wagonów końcowych. Jednak ze względu na większą liczbę miejsc, ten pociąg jest prawie w równowadze pod względem kosztu na miejsce, ponieważ różnica 2% mieści się w przedziale wyników.

Do porównania należy również wziąć pod uwagę inne czynniki. Koszt pozyskania taboru (kapitału) to tylko około 20% LCC. Koszty utylizacji, które będą wymagane po 25 latach lub więcej, są pomijane, a 80% LCC to O&M. Wyniki porównania przedstawiono w tabeli. 8.2.

Tabela 8.2. Porównanie kosztów cyklu życia

Według wstępnych obliczeń, zużycie energii elektrycznej przez mocniejszy, rozproszony pociąg trakcyjny, a także koszt jego bieżącego utrzymania, jest wyższe ze względu na większą liczbę silników trakcyjnych i zwiększoną pojemność pasażerską. Choć współdzielone pociągi niskokosztowe są o 10% wyższe, są one objęte wyższymi przychodami ze względu na większą liczbę miejsc. Ostatecznym wynikiem porównania może być 9% wzrost na korzyść pociągu z rozłożonym ciągiem przy określonym LCC na miejsce pasażera.

Pomimo wyników uzyskanych na drodze obliczeń i podanych w tabelach dla pociągów z rodziny ICE, każdy konkretny przypadek wyboru należy rozpatrywać osobno, biorąc pod uwagę wszystkie lokalne warunki i parametry, takie jak prędkość, odległość między przystankami, topografia linii, ruch pasażerski, możliwości produkcyjne, naprawy i rutynowa konserwacja w kraju użytkowania. W przypadku pociągów na trakcji lokomotywy wygodniejszy jest stosowany od dawna system obsługi w zajezdniach lokomotyw i wagonach.

Kompaktowy montaż osprzętu elektrycznego w lokomotywie jest łatwiejszy niż rozłożenie go na całej długości pod pudłami wagonów w pociągu wieloczłonowym. Do konserwacji całoskładowych pociągów wieloczłonowych w zajezdni potrzebne są warsztaty długodystansowe. Doświadczenie pokazuje, że efektywność konserwacji jest znacznie wyższa, gdy jest ona prowadzona na kompletnym pociągu niż na wagonie.

Wagony pociągów ICE3 i ICE-T są produkowane w Niemczech przez różne firmy zrzeszone w konsorcjum. Formowanie pociągu odbywa się tylko na torach centrum testowego Siemensa w Wegberg-Wildenrath.

W przypadku pociągów dalekobieżnych wymóg zwiększonej przyczepności podczas ruszania (jak pociągi S-Bahn) jest opcjonalny. Jednak przy osiąganiu maksymalnej prędkości lub poruszaniu się po pochyłościach do 40 ‰ należy zapewnić nadmierną siłę uciągu. Osiągnięcie wymaganej siły trakcyjnej wiąże się z problemem wykorzystania sprzęgła, które z kolei zależy od obciążenia osi w pociągach z napędem lokomotywy oraz od liczby osi silnikowych w składach wieloczłonowych. Problemy te są z powodzeniem rozwiązywane dzięki zastosowaniu nowoczesnej energoelektroniki oraz niezawodnej ochronie przed poślizgiem i poślizgiem. Jednocześnie wystarcza moc 1,4 MW na oś lokomotywy (wagonu) lub 0,5 MW na oś pociągu trakcyjnego.

W ciągu ostatnich 10 lat pojawiły się pociągi ICE1 i ICE2 z wagonami końcowymi, z trakcją rozproszoną ICE3 i ICE-T z wagonów plandekowych. Obecnie stanowią rodzinę wysokiej klasy pociągów wykorzystywanych w usługach dalekobieżnych. Każdy z nich ma swoją niszę na rynku usług transportowych: ICE1 o dużej pojemności pasażerskiej jest wykorzystywany na długich trasach, ICE2 na krótszych trasach, ICE3 gdzie wymagana jest najwyższa prędkość maksymalna i występują wzniesienia do 40‰, oraz ICE- T jest najwygodniejszy na stosunkowo starych liniach z dużą liczbą krzywizn.

W transporcie towarowym nie ma dziś alternatywy dla trakcji lokomotyw.

9. Połączone systemy publicznego transportu kolejowego

Historycznie rzecz biorąc, naziemny transport kolejowy ma obecnie stosunkowo niewielki udział w wewnątrzmiejskim ruchu pasażerskim. W Europie i Ameryce nie wytrzymała konkurencji ze strony prywatnych samochodów. Tak więc obecnie tramwaje działają w około 300 miastach świata, podczas gdy między pierwszą a drugą wojną światową liczba takich miast była dwukrotnie większa.

Pierwsze linie miejskiego transportu kolejowego pojawiły się w Nowym Jorku w 1852 r., a następnie w Paryżu w 1853 r. Przejeżdżały one ulicami na poziomie gruntu, nieodizolowane od innego ruchu. Jednak ostatnie linie tramwajowe w Paryżu zostały zamknięte w 1937, w Londynie w 1961, wspomagane rozbudowaną siecią metra i autobusów.

Obecnie najbardziej „tramwajowym” miastem na świecie jest Petersburg. Każdego roku 2000 pociągów tramwajowych przewozi około 1 miliarda pasażerów na liniach o łącznej długości ponad 700 km. Na drugim miejscu jest Moskwa z 1000 pociągów tramwajowych, 450 km linii i natężeniem ruchu około 400 milionów pasażerów rocznie. Połączenia tramwajowe są powszechne głównie w miastach Europy Wschodniej i Środkowej. Niemcy mają największą liczbę miast z usługami tramwajowymi: tramwaje jeżdżą w 52 miastach, a w 20 z nich populacja nie przekracza 200 tys. osób.

Administracje miast stopniowo powracają do uznania transportu publicznego, zwłaszcza kolejowego, za skuteczny środek rozwiązywania coraz bardziej skomplikowanych problemów komunikacyjnych, z których najważniejszym jest zatłoczenie ulic samochodami, prowadzące do zatłoczenia, w konsekwencji do wzrostu czas podróży oraz zanieczyszczenie powietrza spalinami. W pierwszym etapie na coraz większą skalę budowano podziemne linie metra w stolicach i największych miastach różnych krajów świata. Następnie w mniejszych miastach zaczęto tworzyć lekkie sieci metra, których linie częściowo biegły na poziomie gruntu. I wreszcie, ostatnio zwrócono uwagę na tramwaj, którego koszt infrastruktury i taboru jest znacznie niższy niż metra. Za zalety tramwaju uznano dużą nośność i prędkość pociągów (przy wydzieleniu wydzielonych pasów), a także przyjazność dla środowiska (przy podejmowaniu działań ograniczających oddziaływanie hałasu na środowisko). W ten sposób powstały warunki do powrotu tramwaju do miast.

W ostatnich latach tramwaj po raz pierwszy pojawił się lub odżył w około 30 miastach w ponad 10 krajach świata. Do końca 2000 r. zostanie uruchomionych ponad 10 kolejnych sieci tramwajowych, a na pięciu kontynentach, zwłaszcza w Azji, gdzie zapotrzebowanie na transport publiczny jest największe, rozważanych jest do 100 projektów. Jednak w realnej realizacji projektów prym wiedzie USA, gdzie powstaje 12 sieci, Francja (10) i Wielka Brytania (4).

Tramwaj - system pociągów

Administracje transportowe w wielu miastach Europy i Ameryki zaczęły ostatnio wykazywać zainteresowanie koncepcją wykorzystania transportu publicznego do transportu między centrum miasta a przedmieściami lub między centrami pobliskich miast taboru kolejowego zdolnego do poruszania się zarówno po liniach tramwajowych, jak i głównych szyny kolejowe. Koncepcja takich systemów transportu kombinowanego nazywa się tramwajem-pociągiem. Jeszcze 10 lat temu mało kto się nad tym zastanawiał, mimo że w większości rozstaw torów w sieciach tramwajowych i kolejowych jest taki sam, a problemy techniczne w zasadzie do przezwyciężenia.

Oba systemy transportu szynowego mają podobną konstrukcję toru i opierają się na wspólnej zasadzie stosowania sprzęgła w układzie koło-szyna. Tradycyjnie jednak były one całkowicie oddzielone od siebie i eksploatowane na różne sposoby, tak że nigdy nie pojawiła się kwestia ich przynajmniej częściowego zjednoczenia.

Jednocześnie w wielu przypadkach pojawiało się inne pytanie - o możliwość przejazdu pociągów tramwajowych po nieużywanych lub mało używanych torach kolei podmiejskich, co pozwoliłoby mieszkańcom najbliższych przedmieść na dojazd do centrum miasta bez Zmiana. Podobnie pociągi podmiejskie mogłyby wjeżdżać do centrum miasta liniami tramwajowymi. Takie połączenie dwóch rodzajów publicznego transportu szynowego ze wspólnym korzystaniem z infrastruktury byłoby bardzo przydatne dla poprawy efektywności transportu publicznego i stworzenia dodatkowych udogodnień dla pasażerów, oczywiście pod warunkiem rozwiązania problemów z tym związanych.

Potencjalny rynek systemów komunikacji tramwajowo-pociągowej, sądząc po prognozach i pierwszych efektach realizacji tej koncepcji, ma korzystne perspektywy rozwoju. W Niemczech Karlsruhe i Saarbrücken są przykładami rozbudowy sieci tramwajowej koleją, w Wielkiej Brytanii – Manchester. Istnieją już doświadczenia współpracy międzynarodowej w tej dziedzinie: zgodnie z tą koncepcją funkcjonuje połączenie transportowe między Saarbrücken w Niemczech i Sarreguemines we Francji.

Przełom w tym kierunku nastąpił w drugiej połowie lat 80., kiedy gmina Karlsruhe w Niemczech zwróciła się do Niemieckiego Urzędu Kolejowego (DBAG) o rozważenie dopuszczenia pociągów tramwajowych na około 20 km linii podmiejskiej. Zarząd Transportu Miejskiego w Karlsruhe (AVG) obsługiwał w tym czasie 49 km wewnątrzmiejskich linii tramwajowych. Pierwszymi krokami było pozyskanie od DBAG kilkukilometrowego odcinka nieczynnej linii towarowej i przebudowa go dla ruchu pasażerskiego. Cztery lata później, w listopadzie 1998 r., po badaniach i testach AVG i DBAG podpisały umowę, zatwierdzoną przez odpowiednie władze, dotyczącą warunków wspólnej eksploatacji odcinka Karlsruhe-Bretten. Ruch tramwajowy na tym odcinku został uruchomiony we wrześniu 1992 roku. Ten system komunikacyjny nazwano CityLink.

Całkowita długość systemu CityLink to nieco ponad 30 km. Obejmuje linię tramwajową o długości 6,4 km w obrębie miasta Karlsruhe, nową specjalnie wybudowaną linię łączącą o długości 2,8 km i 21-kilometrowy eksploatowany odcinek DBAG do Bretten; na ostatnim odcinku ruch zwykłych pociągów pasażerskich i towarowych trwa jak poprzednio. System wykorzystuje tabor do dwóch systemów zasilania trakcji: tramwajowego 750 V DC i kolejowego 15 kV, 162/3Hz AC

Całkowita populacja obszaru objętego CityLink to ponad 500 tys. osób, w tym 270 tys. mieszkańców Karlsruhe. W czasie, jaki upłynął od otwarcia, natężenie ruchu nowego systemu transportowego prawie się podwoiło.

W 1996 roku na torach DBAG w kierunku przeciwnym z Karlsruhe do Baden-Baden zorganizowano ruch tramwajowy w ten sam sposób.

Pięć lat po Karlsruhe otwarto kombinowany system kolei w Saarbrücken, mieście liczącym 250 000 mieszkańców. We wrześniu 1997 r. uruchomiono system transportowy Saarbahn o długości 19 km w kierunku na południe od Saarbrücken, z czego 1 km przechodzi przez terytorium Francji (od granicy do Sarreguemines). Pomyślne działanie pierwszego na świecie międzynarodowego połączenia tramwajowo-kolejowego skłoniło odpowiednie władze do rozwinięcia innych podobnych połączeń między miastami w Niemczech, Francji i Belgii (Miluza-Fryburg, Strasburg-Kehl, Lille-Tournai itp.).

Projekt w Saarbrücken zajął mniej czasu niż w Karlsruhe (5 lat zamiast 8), pomimo dodatkowych problemów z przekroczeniem granicy i budową nowego 5-kilometrowego odcinka. Jego sukces przyczynił się do ekspansji na północ od Saarbrücken, gdzie system Saarbahn będzie się składał z 11-kilometrowego odcinka DBAG i nowego 14-kilometrowego odcinka. Planowane jest połączenie niemieckiego miasta Gerschweiler, również w Kraju Saary, z francuskim Forbach. W ten sposób w Saarze powstanie sieć systemów transportu tramwajowo-kolejowego, obsługująca ponad milionowy region.

W pierwszym roku funkcjonowania systemu Saarbahn (rys.9.1) 250-miejscowe pociągi Bombardier przewiozły 8 mln pasażerów, czyli o 20% więcej niż tramwaje, DBAG i autobusy przewożone na wskazanej trasie rok wcześniej. ...

Rysunek 9.1. Pociąg systemu transportowego Saarbahn w Saarbrücken

Średni dzienny ruch był o 10% wyższy niż przewidywano. Udział systemu w całkowitym ruchu pasażerskim osiągnął 50%, podczas gdy wcześniej udział pociągów podmiejskich DBAG nie przekraczał 10%.

Około 20 niemieckich miast posiadających połączenia tramwajowe wykazało zainteresowanie współpracą z DBAG, innymi operatorami kolejowymi, producentami taboru kolejowego w tworzeniu podobnych systemów transportowych. Uważa się, że system tramwajowo-kolejowy jest optymalny do transportu usług do regionów liczących około 500 tysięcy osób.

Ponieważ systemy kolei kombinowanej zyskały uznanie jako pełnoprawny uczestnik procesu transportu pasażerskiego obok systemów tradycyjnych, wyjaśniono pojawiające się pytania i udzielono odpowiedzi, ale jednocześnie wzrosły wymagania ze strony zaangażowanych administracji transportowych. Firmy operatorskie starają się rozwiązywać problemy kompatybilności całkowicie niezależnych, technicznie różnych i różnie zarządzanych systemów transportowych na tej samej infrastrukturze. W powszechnej opinii koordynacja parametrów technicznych taboru, stałych konstrukcji i urządzeń, ujednolicenie procedur eksploatacyjnych to za mało. Wymagane jest bardziej wszechstronne podejście, aby dopasować się do kontekstu każdego przypadku.

W przypadku systemów transportowych, takich jak tramwaj-pociąg, głównym problemem pozostaje bezpieczeństwo kolizji. Tabor systemu powinien zapewniać użytkownikom połączenie cech charakterystycznych zarówno dla tramwaju (dostępność, komfort, dopasowanie do środowiska miejskiego), jak i pociągu (z reguły większa niż w przypadku konwencjonalnego tramwaju, prędkość, wystarczająca pojemność pasażerska, odporność na wstrząsy).

Ten ostatni aspekt charakteryzuje się tym, że przez długi czas wymagania dotyczące odporności na uderzenia taboru tramwajowego i kolejowego, zapewniającego bezpieczeństwo pasażerów w zderzeniach, były znacząco różne. Tak więc w przypadku wagonów pociągów na liniach głównych wielkość czołowego obciążenia uderzeniowego postrzeganego bez niszczenia głównej konstrukcji, a zatem bez uszczerbku dla zdrowia pasażerów, w wielu krajach jest równa 150 ton.USA ma bardziej rygorystyczne normy , w Azji i Afryce - mniej rygorystyczne... Dla wagonów tramwajowych, biorąc pod uwagę mniejszą prędkość jazdy i prawdopodobieństwo kolizji, w ogólnym przypadku uważa się za wystarczającą wytrzymałość na obciążenie uderzeniowe 50 ton, a wartość ta również zmienia się w pewnych granicach w zależności od warunków lokalnych.

Różnica między 150 a 50 ton była w szczególności jednym z powodów, dla których SNCF nie posiadało planów wspólnego użytkowania infrastruktury kolejowej. Wręcz przeciwnie, koleje Niemiec i Szwajcarii wykazały większą elastyczność i kilka lat temu ograniczyły wymagania dotyczące udarności lekkiego taboru do 60 ton, tłumacząc to specyfiką działania i postępem technicznym w obszarach projektowania i materiałoznawstwa , co umożliwiło np. wprowadzenie elementów odkształcalnych, które pochłaniają energię uderzenia. Opracowano inne aktywne i pasywne środki bezpieczeństwa, aby zapewnić wystarczającą wytrzymałość nawet przy spadku masy.

Tabor najnowszych systemów tramwajowo-pociągowych, oddany do użytku po 1997 roku, potrafił połączyć elastyczność operacyjną dwusystemowego taboru systemu transportowego CityLink w Karlsruhe, umożliwiając eksploatację na liniach zelektryfikowanych różnymi rodzajami prądu oraz wysoki poziom komfortu nowoczesnych pociągów tramwajowych, na przykład obecność obniżonej podłogi, co ułatwia i przyspiesza pasażerom wsiadanie i wysiadanie.

Producenci wprowadzają również do taboru takich systemów elementy wyposażenia wewnętrznego, które dotychczas były charakterystyczne tylko dla wagonów pasażerskich, np. klimatyzatory, siedzenia o zmiennym kącie nachylenia oparcia, przegrody wyróżniające oddzielne przedziały w wspólna kabina itp.

Tabor tramwajowo-kolejowy w Niemczech jest wyposażony w wysuwane stopnie przy drzwiach wejściowych, aby skompensować różnice w poziomie podłogi w przedsionkach i platformach do lądowania. W napędzie trakcyjnym wykorzystywane są instalacje przekształtnikowe i silniki, które umożliwiają osiągnięcie prędkości do 100 km/h. Jednocześnie prowadzi to do pewnego wzrostu kosztów taboru (do 4,8 mln DM za pociąg 200-osobowy), co znajduje odzwierciedlenie w kosztach eksploatacji. Tak więc w Saarbrücken podniesienie poziomu komfortu i spełnienie wymagań dotyczących kompatybilności tramwajów i kolei wymusza wzrost ceny każdego biletu o 8,5 marki/pockm, czyli 5 mln marek rocznie. 0,5 znaku. Ogólny konsensus jest jednak taki, że koszty te uważa się za uzasadnione.

Wszystko to wyjaśnia, dlaczego termin „tramwaj-pociąg” staje się coraz bardziej powszechny w administracji miejskiego transportu publicznego i kolei w wielu krajach. Zastosowanie tej koncepcji otwiera drogę do powrotu transportu kolejowego do miast i umożliwia rozwiązanie wielu problemów wewnątrzmiejskiego i podmiejskiego transportu pasażerskiego.

10 szybkich rurociągów pasażerskich

Ten szybki rurociąg pasażerski nosi nazwę FTS (Fast Tube System). Wymyślili to Brytyjczycy. FTS to sieć rur z ułożonymi w nich zwykłymi szynami kolejowymi, a także liczba N stacji do odbioru ruchu pasażerskiego, które planuje się poprowadzić przez te rury.

Jest rzeczą oczywistą, że w opisie każdego projektu transportowego XXI wieku ciekawi wydają się przede wszystkim globalne zalety projektu. Zwykle są takie same, ale tym razem wymienimy kilka: po pierwsze ekologia, korki i tym podobne, po drugie to alternatywa dla wszystkich środków transportu publicznego i wreszcie po trzecie, FTS jest tani i wcale nie wkurzony. Szybko, wygodnie, bez problemu.

Wynalazcy piszą, że najdroższą częścią FTS będzie budowa stacji. Wszystko inne to bzdury: układanie rur - ta sama instalacja wodociągowa, kapsułki - tańsze niż samochody. System będzie działał całkowicie i całkowicie automatycznie, więc nie trzeba wydawać zbyt dużych pieniędzy na personel. Rozpocznij inwestycje i czekaj na fantastyczne zyski i ekologicznie czysty świat.

Projektanci wpadli na pomysł, że w rurach będzie próżnia, której powinny być dwie (tam i z powrotem) - zapewni to szybkość, bezgłośność i brak oporu powietrza. Wewnątrz, zgodnie z pomysłem brytyjskich twórców, kapsuła to system podtrzymywania życia i beztroska rozrywka z sofą, telewizorem i, co ważne, systemem dopływu powietrza. W kapsule nie ma kontrolek - nie ma potrzeby (rysunek 10.1).

Rysunek 10.1. Projekt rurociągu pasażerskiego

Wszystkie kapsuły Fast Tube System poruszają się z tą samą prędkością i zgodnie. Co zrobić z zasilaniem - deweloperzy nie do końca zdecydowali: zdecydowano, że będzie to prąd, ale jak dostarczyć energię nie jest jeszcze jasne. Projektanci piszą, że tak, to „oczywiście jeden z głównych problemów projektu”, ale tak, coś wymyślimy.

Nie rozpamiętujmy jednak „drobiazgów” – w przypadku FTS wymyślono już wiele ciekawych rzeczy: projekt stacji, na przykład komfort i obsługę pasażerów.

Każda stacja przechowuje pewną liczbę kapsułek w studzience próżniowej.

Ogólnie rzecz biorąc, kapsułki (puste i pełne) krążą w systemie FTS zaskakująco wyraźnie - automatycznie. Dla rurociągu autorzy projektu wymyślili „Automatyczny System Sterowania”. To jest król i bóg FTS, trzeba to przyjąć za pewnik i iść dalej.

Ci, którzy odważą się zostać pasażerami, idą do komputera, wybierają trasę, płacą za podróż i czekają. Stacja kolejowa to stacja kolejowa. Wkrótce z głośnika pod sufitem dobiega głos, do którego wyjścia powinni podejść wyjeżdżający – tak jak dzwoni się pod numer budki telefonicznej w budce publicznej.

„Wagon” jest obsłużony, pasażer wchodzi do niego jak windą, po czym „opakowanie” próżniowe jest automatycznie zamykane, kapsuła przyjmuje pozycję poziomą, opuszcza stację „zapalenie wyrostka robaczkowego” do „drugiej rury”, gdzie następuje pierwsze przyśpieszenie wystąpi, a następnie do głównego potoku. 420 km/h.

Tak, jest jeszcze kilka „drobiazgów” i „głównych problemów”: cokolwiek by powiedzieć, ale kapsuły czasami muszą poruszać się z różnymi prędkościami – żeby przyspieszyć, zwolnić przed stacjami – takie są, jak konstruktorzy napisz "istotne przeszkody techniczne".

Teraz o komforcie i obsłudze pasażerów. Po pierwsze, wchodząc do kapsuły, „nie będą odczuwać większego dyskomfortu psychicznego niż wchodząc do windy”. W środku nie będzie dyskomfortu: jest idealny sztuczny klimat, a na wszelki wypadek maski tlenowe.

Rozważa się inną opcję z poduszką powietrzną – taką samą jak w samochodach: „poduszka powietrzna musi być na tyle duża, aby faktycznie wypełnić kapsułę, tym samym unieruchamiając pasażera na powierzchni wygodnego łóżka w bezpiecznej, ale mocno ograniczonej pozycji. dopływ powietrza po wyzwoleniu poduszki powietrznej może wiązać się z pewnymi specyficznymi trudnościami.”

Pasy bezpieczeństwa to sprawa czysto dobrowolna: „w przypadku awarii mechanicznej (koła, szyny, hamulce) system jest bezpieczny, ale jeśli taka awaria nastąpi, konsekwencje będą bardzo poważne, jak wypadek w powietrzu. "

Proponuje się zminimalizowanie przeciążeń podczas przyspieszania i zwalniania dzięki ergonomii siedzenia pasażera. W przypadku problemów pasażer będzie mógł je zgłosić za pośrednictwem komunikacji wideo, płatność dokonywana jest kartą kredytową. Korzystając z tego samego linku wideo, możesz zamówić taksówkę na dworzec.

11. Pojedynczy samolot

Jeden z pierwszych modeli miniaturowego składanego helikoptera został stworzony przez firmę Hiller Helicopters w 1954 roku. Został nazwany Rotorcycle i został stworzony specjalnie dla amerykańskich pilotów wojskowych (rysunek 11.1). Na nim piloci musieli wrócić do swoich „przyjaciół” przez linię frontu, jeśli ich samoloty zostały zestrzelone nad terytorium wroga. Rotorcycle ze spadochronem był montowany przez pilotów ręcznie bez żadnych narzędzi przez kilka minut.

Rysunek 11.1. Wirnik

10 stycznia 1957 prototyp Rotorcycle wzbił się w przestworza. Na podstawie wyników testów podpisano kontrakt z brytyjską fabryką samolotów Saunders Roe na stworzenie dziesięciu kolejnych śmigłowców. W efekcie do końca 1961 roku zbudowano dwanaście Rotorcycles: siedem wojskowych (XROE-1 i YROE-1) i pięć cywilnych (G-46).

Wojskowe „gramofony” zostały wysłane do Stanów Zjednoczonych w celu dalszych testów, trzy śmigłowce zostały nabyte przez NASA Research Center (NASA Ames Moffett Field) w listopadzie 1962 roku, a dwa kolejne pozostały gdzieś w Europie. Rotorcycle nigdy nie został przyjęty - wojsko amerykańskie z jakiegoś powodu porzuciło go jeszcze przed zakończeniem testów.

Pod koniec 1999 roku Amerykanie mieli niespodziewanych naśladowców - japońską firmę "Engineering System". Zaprezentowała swój model GEN H-4. 70-kilogramowy pilot może latać nim przez godzinę bez tankowania z prędkością do 88 km/h. Maksymalna waga, jaką może podnieść śmigłowiec to 86 kg. Patrząc na zdjęcia, podobieństwo modeli staje się oczywiste (rysunek 11.2).

Rysunek 11.2. Miniaturowy śmigłowiec firmy „Engineering System”

Śmigłowiec jest napędzany czterema superlekkimi silnikami (40 koni mechanicznych), ale jeśli jeden z nich ulegnie awarii, GEN H-4 może latać na trzech i wykonać awaryjne lądowanie na dwóch.

Każdy silnik działa autonomicznie, a twórcy uważają za mało prawdopodobne, aby wszystkie silniki zepsuły się jednocześnie. Ale nawet w takiej sytuacji zestaw GEN H-4 zawiera spadochron.

Paliwo do helikoptera to mieszanka 30:1 benzyny silnikowej i oleju do silników dwusuwowych. Zbiornik mieści od 2 do 5 galonów paliwa.

Przedstawiciele Engineering System zapewniają, że czas szkolenia pilotów jest minimalny (od dwóch godzin), a dla ich własnego bezpieczeństwa potrzeba więcej: sterowanie jest dość proste. Panel sterowania znajduje się bezpośrednio przed pilotem pomiędzy dwoma uchwytami, tak jak w motocyklu. Główne przyciski znajdują się po prawej i lewej stronie: wygodnie jest je wciskać kciukami.Na panelu projektanci planują umieścić czujnik wysokości, a pod siedzeniem butle z tlenem, ponieważ pojedynczy helikopter może wznieść się w rejon rozrzedzone powietrze. Szacunkowy koszt śmigłowca to ~30 000 USD.

Drugie urządzenie do lotów indywidualnych nazywa się pakietem rakietowym. Nazywa się go różnymi nazwami - Small Rocket Lift Device, Bell Rocket Belt, Personal Jetpack, Rocket Backpack, Jet Pack, Jet Flying Belt, Jet Belt, Jet Vest i tak dalej - ale jest bardzo mało wiarygodnych informacji na temat tego „pojazdu”

Choć pierwszy krótki eksperyment z umieszczaniem rakiet prochowych na plecach uchwycił niemiecka kronika filmowa z lat 30. (widzowie widzą szybkie i dość twarde „lądowanie” na ziemi testera) – pomysł na techniczne wcielenie pakiet rakietowy przypisywany jest Wendellowi Moore'owi, inżynierowi z Bell Aerospace. W 1953 Moore zajął się rozwojem plecaka, a następnie nieromantyczną nazwą „Small Rocket Lift Device” (SRLD). Wendell Moore przetestował pierwszą wersję SRLD w 1958 roku.

Pomimo wątpliwego sukcesu pierwszych krótkich „lotów” na krótkich dystansach, rozwój urządzenia w Bell Aerospace był kontynuowany - dodano dźwignie sterujące, poprawiono konstrukcję i tak dalej, ale nadal nie było możliwe, aby plecak był naprawdę bezpieczna. Ostatecznie osiągnięto 20-sekundowy czas lotu na maksymalnej wysokości 4,5 metra.

W 1959 roku podpisano kontrakt z firmą lotniczą Aerojet-General, która miała na celu kompleksowe zbadanie i przetestowanie SRLD. Silniki reakcji (RMI) rozpoczęły eksperymenty z urządzeniem.Później wojsko USA negocjowało z Bell Aerospace w sprawie produkcji SRLD, w wyniku czego podpisano kontrakt z Wojskowym Dowództwem Transportu, Badań i Inżynierii (TRECOM), a Moore został dyrektorem technicznym projektu SRLD.

Po podpisaniu umowy powstał 280-funtowy silnik rakietowy, a jako najbezpieczniejsze paliwo wybrano nadtlenek wodoru (Nadtlenek). Moore, w tym czasie pilot testowy SRLD, musiał wielokrotnie testować swój wynalazek w fabryce Bell w Buffalo, ale po jednym takim teście zakończonym poważnym urazem kolana, wynalazca musiał porzucić myśl o lataniu na swoim urządzeniu na zawsze.

Sprawa została przekazana innemu inżynierowi, Haroldowi Grahamowi, który kontynuował testy i 20 kwietnia 1961 r. wykonał pierwszy darmowy lot z SRLD. Graham przeleciał 34 metry z prędkością 16 km/hw 13 sekund.

Pierwsze pokazy demonstracyjne miały oczywiście miejsce 8 czerwca 1961 roku przed wojskiem w Fort Eustice w Wirginii, ale bardziej udany był pokaz możliwości SRLD na trawniku Pentagonu.

Plecak odrzutowy był następnie wielokrotnie pokazywany na wystawach, targach i podobnych imprezach, w tym podczas lotu przed prezydentem Kennedy w Fort Bragg.

Pod koniec lat 60. Bell Rocket Belt i pilot testowy Bill Suitor podróżowali prawie po całym świecie i stali się bardzo popularni - Suitor nawet zagrał rolę w filmie.

W 1965 roku ukazał się film „Piorun”: James Bond zakłada pakiet rakietowy i mówi, że bez tego urządzenia mężczyzna nie może uważać się za dżentelmena.

Jednak pomimo oczywistej popularności pakiet rakietowy nie przyjął się. Głównie ze względu na krótki czas lotu i jego wątpliwe bezpieczeństwo. Wkrótce wojsko również porzuciło plecak.

W 1969 roku, kiedy zmarł Wendell Moore, firma Bell Aerospace ponownie rozważyła swoje plany dotyczące „Pasa rakietowego”, a w styczniu 1970 roku scedowała licencję na sprzedaż i produkcję urządzenia, zwanego wówczas Bell Jet Belt, firmie Williams International, która przejęła rozwój „plecak” w celu wydłużenia czasu lotu.

Od tego czasu plecak odrzutowy stał się egzotyczny. Tylko sporadycznie jest używany do rozrywki publiczności podczas przerw na meczach piłki nożnej, w pokazach reklamowych lub podczas scen kaskaderskich. Pakiet rakietowy był widziany na otwarciu Igrzysk Olimpijskich w 1984 roku.

Obecnie pakiety rakietowe Wendella Moore'a znajdują się w Muzeum Uniwersytetu Nowojorskiego i Buffalo Campus Museum.

Plecak odrzutowy został zapamiętany dopiero w 1995 roku: grupa inżynierów z Teksasu opracowała ulepszoną i nieco powiększoną wersję o nazwie RB 2000 Rocket Belt. Przeprojektowany „pas” pozwalał latać o 50% dłużej niż jego „przodek” – 30 sekund zamiast 20.

Paliwo rakietowe składa się z trzech składników: gazu pędnego nadtlenku wodoru, azotu pod wysokim ciśnieniem oraz srebra pokrytego azotanem samaru, które działa jak katalizator.

Dwa metalowe zbiorniki mieszczą 23 litry nadtlenku wodoru. Kiedy pilot otwiera zawór, sprężony azot wtłacza nadtlenek do komory katalizatora, gdzie zachodzi reakcja chemiczna, która przekształca nadtlenek wodoru do pary o temperaturze 743 stopni Celsjusza. Para wychodzi przez dwie wygięte rury za plecami pilota. Środek masy osoby znajduje się tuż pod dyszami, dzięki czemu podczas lotu pozostanie pionowa pozycja ciała. Z przodu, podobnie jak podłokietniki krzesła, znajdują się 2 pokrętła sterujące. Są sztywno przymocowane do plecaka za plecami, ale sam plecak ma niewielką swobodę ruchu, można go lekko przechylać w różnych kierunkach. Pod prawą ręką znajduje się regulator mocy, który kontroluje strumień strumienia.

Ze względu na wysoką temperaturę śmiałek, który odważy się latać, musi być ubrany w odporny na wysokie temperatury kombinezon. Sam lot trwa te same 30 sekund, a prędkość maksymalna to 161 km/h.

Obecnie żadna firma nie zajmuje się paczkami rakietowymi, z wyjątkiem Rocket Man Inc, która produkuje torby chłodzące na napoje w formie jet packów.

Wniosek

Przyspieszenie postępu naukowego i technologicznego w transporcie w nowoczesnych warunkach jest zadaniem planowanym, złożonym i kapitałochłonnym, ale musi zostać rozwiązane, ponieważ nie ma innej drogi, aby transport transportowy osiągnął poziom, który spełnia wszystkie obiecujące wymagania społeczeństwa.

Współczesne życie charakteryzuje się szybkim rozwojem nauki i techniki we wszystkich sferach ludzkiej działalności. Proces ten determinuje szybszą zmianę charakteru technologii i technologii we wszystkich sektorach gospodarki, w tym w samym transporcie.

W naszych czasach postęp naukowy i technologiczny rozwija się jak lawina: w przeszłości od pojawienia się pomysłu do jego realizacji mijały wieki i dekady, teraz – często zaledwie kilka lat.

W efekcie następuje szybka dezaktualizacja technologii, potrzeba coraz to nowych odkryć. Nowe rodzaje transportu mają na celu ułatwienie życia człowieka, uczynienie go jeszcze bardziej komfortowym, ale jednocześnie wymaga się od nich przestrzegania wszystkich norm środowiskowych, które z każdym dniem stają się coraz bardziej rygorystyczne.

Nowe środki transportu, których krótki opis podano w tej pracy, to tylko niewielka część wszystkich ulepszeń, których człowiek dokonał w ciągu ostatnich kilku lat. Niektóre z nich to obecnie działające systemy, inne czekają na uruchomienie po trwających testach, inne są dziś zbyt futurystyczne i drogie (ale mogą się również spełnić w niedalekiej przyszłości). Ale wszystkie one już dziś pomagają społeczeństwu w rozwiązywaniu pilnych problemów, które powstały w wyniku działalności ludzi, i tego procesu nie można już zatrzymać.

Literatura:

1. Aksenov I.Ya. Zunifikowany system transportu: Podręcznik. dla uczelni - M: Wyższe. szk., 199.

2. Gulia NV, Yurkov S. Nowa koncepcja pojazdu elektrycznego: Nauka i technika - 2000 - №2.

3. Popołow A. Indywidualny transport elektryczny XXI wiek: Nauka i technika - 2001 - №8.

4. D. Postnikov Pojazd elektryczny: „za” i „przeciw”: Za kierownicą - 1997 - №2.

5. Popolov A. Rower elektryczny dziś i jutro: Nauka i technologia - 1999 - №8.

6. Nowy transport miejski - samochód na szynach: MEMBRANA – 2002 – №1.

7. Monocar - pojazd dwukołowy: LLC "Skif", 2002.

8. A. Kh. Karimov Bezzałogowy statek powietrzny: maksymalne możliwości: nauka i życie - 2002 - №6.

9. Popolov A. Szczęśliwe żeglujące statki „słoneczne”: Nauka i życie - 2001 - №6.

10. Izmerov O. Samolot ląduje na torach: Nieznana kolejka krajowa.

11. Pociągi samochodowe - alternatywa dla trakcji lokomotyw: World Railways - 2002 - №1.

12. Batisse F. Połączone systemy publicznego transportu kolejowego: Koleje Światowe - 2000 - №8.

13. Fast Tube System - szybki rurociąg pasażerski: MEMBRANA – 2002 – №5.

14. IV Leskov Poszczególne samoloty: Granice nieskończoności - 2002 - №1.

Wysyłanie dobrej pracy do bazy wiedzy jest proste. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy będą Ci bardzo wdzięczni.

Opublikowano na http://www.allbest.ru/

Ministerstwo Edukacji Federacji Rosyjskiej

Państwowy Uniwersytet Techniczny w Wołgogradzie

KontrolaPraca

Obiecujące lokomotywy transportowe

Wypełnił: S.A. Moskovoy

Sprawdził: dr hab. Szumski S.N.

Wołgograd 2013

Wstęp

Pojazdy transportowe odgrywają znaczącą rolę w wykorzystaniu naturalnych źródeł energii, zużywając około jednej trzeciej całej ropy naftowej produkowanej na świecie, a spośród wszystkich środków transportu samochody są najbardziej energochłonne. Stosowaniu w samochodach paliw węglowodorowych ropopochodnych towarzyszy uwalnianie do atmosfery ogromnej ilości szkodliwych substancji. W efekcie transport drogowy odpowiada za od 39 do 63% zanieczyszczenia środowiska, którego skala ma charakter globalny – powietrza, ziemi i wody.

Tradycyjne podejście do rozwiązywania problemów energetycznych i środowiskowych motoryzacji polega na doskonaleniu konstrukcji istniejących silników spalinowych i tworzeniu bardziej zaawansowanych elektrowni nowego typu, wykorzystujących mniej lub bardziej konwencjonalne paliwa węglowodorowe. W pierwszym przypadku główny nacisk kładzie się na zwiększenie wydajności i zmniejszenie toksyczności samochodów poprzez kompleksową korektę procesu pracy w silniku w celu zapewnienia maksymalnej kompletności spalania paliwa we wszystkich trybach pracy. moc paliwa silnika

Opracowane do tej pory nowe silniki transportowe obejmują elektryczne układy napędowe oraz silniki spalinowe wewnętrznego i zewnętrznego spalania o niekonwencjonalnych przepływach pracy.

Do tych ostatnich należą silniki tłokowe z rozkładem ładunku warstwa po warstwie, silniki turbinowe, parowe i rotacyjne oraz silniki Stirlinga.

Niektóre z tych silników, w szczególności silniki Stirlinga, mogą w zasadzie zapewnić możliwość stworzenia pojazdu o niskiej emisji, wykorzystującego paliwa konwencjonalne, który spełni przyszłe surowe przepisy.

Dużym zainteresowaniem cieszą się elektrownie wykorzystujące elektrochemiczne źródła energii – akumulatory i ogniwa paliwowe.

Silniki używane obecnie w większości środków transportu

Tendencja do liberalizacji, która zapewniła konkurencję w transporcie, w tym konkurencję między różnymi gałęziami transportu, skłania nas do ciągłego poszukiwania rozwiązań technicznych i organizacyjnych, które zmieniają na lepsze wygląd świata transportu. W ciągu ostatnich dziesięciu lat pojazdy zmieniły się prawie tak samo, jak w poprzednich dwudziestu, trzydziestu latach.

Powody, dla których stare środki transportu zmieniają się, to presja ze strony konsumentów i polityków na:

Mobilność (możliwość dostarczania od drzwi do drzwi;

Efektywność (przede wszystkim efektywność paliwowa);

Przyjazność dla środowiska;

Bezpieczeństwo.

Spełnienie wszystkich tych wymagań budzi duże kontrowersje. Tak więc zwiększenie masy pojazdu zwykle zwiększa jego bezpieczeństwo dla pasażerów i kierowcy, ale pogarsza bezpieczeństwo innych (cięższe pojazdy spowodują więcej uszkodzeń w przypadku kolizji) i zwiększa zużycie paliwa, co prowadzi do pogorszenia wydajności i przyjazności dla środowiska. W systemach transportu publicznego większa wydajność oznacza mniejszą mobilność, a przystanki muszą zostać osiągnięte.

W większości rodzajów transportu działa ten lub inny silnik, a dziś w większości przypadków tak

Diesel,

Silnik spalinowy,

Silnik elektryczny,

Silnik turboodrzutowy.

Silnik elektryczny jest lepszy niż wiele innych napędów pod względem swoich właściwości i jego odporność na zmienne obciążenia jest lepsza, a prędkość jest lepiej regulowana (w związku z tym nie są potrzebne skomplikowane układy przeniesienia napędu), a sprawność jest lepsza i jest prostsza (ma np. mniej ruchomych części, co prowadzi do większego MTBF), poza tym jest tańszy (dlatego można go zamontować np. na każdym kole, a nie mieć go na wszystkich kołach).

Inną rzeczą jest to, że energia elektryczna na pokładzie jest niezwykle kosztownym źródłem energii. Baterie mogą w ogóle nie być brane pod uwagę, dzisiejsze baterie są niewiarygodnie ciężkie i ładują się długo, a ich ładowanie wystarczy na trochę. Wyjściem jest uzyskanie pokładowej mocy napędowej z paliwa węglowodorowego za pomocą ogniw paliwowych lub rozwiązań hybrydowych.

Ogniwa paliwowe wykorzystują jako paliwo surowce zawierające wodór, w limicie jest to czysty wodór (i wtedy mają czystą wodę w spalinach), ale istnieją opcje dla alkoholu metylowego, gazu ziemnego, benzyny, a nawet oleju napędowego. Ich koszt instalacji jest nadal dość wysoki, do 5000 USD za kW mocy, a nawet więcej. Czyste wodorowe ogniwa paliwowe są również najczystsze, ale nie mają dokąd pozyskać wodoru: koszt infrastruktury do tankowania wodoru znacznie przewyższa koszt dzisiejszej infrastruktury do tankowania (rafinowane produkty naftowe i gaz). Dlatego w krótkim okresie bardziej popularne są tak zwane schematy hybrydowe, gdy pojazd ma zarówno silnik konwencjonalny, jak i elektryczny.

Obwody hybrydowe ucieleśniają zalety dwóch światów: świata konwencjonalnych silników do wytwarzania energii elektrycznej i silnika elektrycznego służącego do napędzania kół. Silnik konwencjonalny (diesel, spalinowy, a nawet turbina gazowa) pracuje w optymalnym jednorodnym trybie i ładuje akumulator pokładowy o stosunkowo niewielkiej pojemności (dużo mniejszej niż w pojazdach elektrycznych). A silnik elektryczny obraca koła, pracując w trybie poszarpanym, w zależności od warunków ruchu (przyspieszenie i spowolnienie, podjazdy, nośność itp.). W rezultacie z jednej strony znacznie poprawiają się dynamiczne właściwości transportu wynikające z zastosowania napędu elektrycznego, a wydajność i przyjazność dla środowiska ulegają poprawie dzięki temu, że konwencjonalny silnik pracuje w trybie optymalnym.

Samochody hybrydowe

Konstrukcje hybrydowe obejmują zarówno symultaniczną, zsynchronizowaną komputerowo pracę silnika elektrycznego i konwencjonalnego silnika na tym samym wale, jak i całkowicie niezależny silnik turbinowy zasilany prądnicą oraz specjalne silniki elektryczne montowane bezpośrednio w kołach. Wszystkie te rozwiązania są już na rynku i konkurują. Pytanie tylko, że zawsze droższe jest posiadanie na pokładzie kilku potężnych silników o wysokiej sprawności (konwencjonalny, elektryczny generator prądotwórczy (zwykle generator wykorzystujący również rekuperację podczas hamowania), a czasem osobny generator elektryczny) jest zawsze droższy niż mając tylko jeden silnik. Zaletami są lepsze właściwości jezdne, mniejsze zużycie paliwa i niska emisja.

Na razie korzyści płynące z pojazdów hybrydowych są najbardziej widoczne w ciężkich samochodach ciężarowych i autobusach, w których oszczędności paliwa i ograniczenia środowiskowe mogą być większe niż w przypadku samochodów osobowych. W związku z tym główna konkurencja systemów hybrydowych w tym sektorze zaostrza się, a diesle pozostają jak dotąd głównym konkurentem.

Począwszy od pewnego progu rozprzestrzeniania się hybryd nastąpi ich lawinowe masowe wprowadzenie: ze względu na polityczne zmiany cen paliwa. Dziś w większości krajów świata infrastruktura drogowa finansowana jest z akcyzy na paliwo. Nowe samochody będą zużywały co najmniej o połowę mniej paliwa, dlatego aby utrzymać ten sam poziom finansowania infrastruktury, muszą albo stać się dwa razy większe (ale wtedy trzeba sfinansować więcej infrastruktury), albo akcyza musi zostać podwojona. Jednocześnie cena paliwa nieuchronnie wzrośnie, a dla zwykłych samochodów stanie się zaporowa. Koszt samych pojazdów hybrydowych spadnie ze względu na ekonomię skali. Dlatego od pewnego momentu wprowadzenie samochodów hybrydowych zamiast konwencjonalnych, które nagle stały się drogie w eksploatacji pójdzie jak lawina, chyba że zmieni się obecna polityka finansowania infrastruktury drogowej.

Państwo naciska na hybrydyzację transportu i ciągłe zaostrzanie norm środowiskowych. Od pewnego momentu zapewnienie wymaganej przez państwo czystości środowiskowej silnika pracującego w ciężkich warunkach przy zmiennym obciążeniu drogowym staje się bardzo kosztowne. Wyjściem jest zastosowanie schematu hybrydowego, w którym silnik pracuje w trybie stale optymalnym, w tym optymalnym pod względem minimalizacji szkodliwych emisji. Hybrydowa konstrukcja pozwala również na zastosowanie silników z turbiną gazową, które zapewniają jeszcze większą przyjazność dla środowiska.

Rynek przygotowuje się do inwazji pojazdów hybrydowych: na rynku są już osobno specjalizowane silniki elektryczne do 350kW (stosowane w ciężkich przyczepach i autobusach), nowe typy zelektryfikowanych kół ze zunifikowanym komputerowym systemem sterowania, specjalistyczne turbiny transportowe itp.

Kolejarze docenili schemat hybrydowy znacznie wcześniej: ponieważ zawsze potrzebowali dużej mocy trakcyjnej, lokomotywy spalinowe są, tak, słusznie, potężnymi ciągnikami hybrydowymi, po prostu jeżdżą na szynach.

Należy zauważyć, że pojawienie się lokomotyw spalinowych oznacza przejście do zunifikowanej elektroenergetyki i transportu. Samochód elektryczny lub lokomotywa spalinowa to mobilna elektrownia o stosunkowo dużej mocy: elektrownie hybrydowe do autobusów i przyczep mają moc szczytową do 350 kW, lokomotywy spalinowe powyżej 1 MW. Kilkanaście takich przyczep lub kilka lokomotyw spalinowych odpoczywających między podróżami może konkurować z jakąś rezerwową elektrownią w okolicy iz pewnością uosabia ideę generacji rozproszonej.

Pozostaje tylko zmienić przepisy tak, aby nie ingerować w rozwój generacji rozproszonej poprzez obowiązkowe podporządkowanie każdego małego generatora poleceniom Operatora Systemu. Wtedy technologie mogą się rozwijać i szybko sprawić, że transport hybrydowy i elektryczny oraz sieć energetyczna będą ze sobą opłacalne.

Ten związek między energią a transportem istniał od zawsze, teraz staje się po prostu coraz bardziej oczywisty. Zjednoczona Europa, podobnie jak wiele innych krajów, ma jedno Ministerstwo Energii i Transportu, na czele którego stoi jeden minister.

Oddzielnie możemy rozważyć szybko zyskujący popularność silnik liniowy w pociągach z lewitacją magnetyczną. Ale schematy lewitacji magnetycznej są nadal niezwykle drogie i ta opcja prawdopodobnie nie stanie się popularna.

Wymagania dotyczące nowego środka transportu

Oczywistym jest, że historycznie istniała potrzeba nowego typu infrastruktury transportowej, która pojawi się po lotnictwie.

Nowy transport musi mieć dobrze rozwiniętą infrastrukturę, zakładając jej wszechobecność. Jeśli ta infrastruktura nie jest wszechobecna, własność mobilności nie zostanie spełniona.

Głównym wymogiem dla nowego rodzaju transportu jest zdolność do stopniowego jego finansowania: możliwość przyjmowania pieniędzy z wielu źródeł, z których każde jest inwestowane we własny projekt. Oznacza to, że nowy rodzaj transportu należy zdefiniować jako zestaw standardów zapewniających kompatybilność jego infrastruktury torowej i ruchomej, kontrolę ruchu itp. Następnie są dwaj główni konkurenci:

Konkurencja zestawów standardów, które faktycznie definiują nowy transport.

Konkurencja dostawców elementów infrastruktury torowej i taboru w ramach tego samego zestawu norm.

Większość obecnych projektów transportowych przyszłości nie spełnia warunku inkrementalności inwestycji, jeden producent dostarcza nawierzchnię drogi, prowadzi prace budowlane i dostarcza tabor według opracowanego przez siebie zestawu norm. Dlatego większość nowoczesnych projektów-kandydatów na transport przyszłości nie będzie miała kontynuacji, ginie wraz z każdą kolejną ogromną transzą ich finansowania.

Dlaczego telefony komórkowe przewyższają konwencjonalne przewodowe centrale PBX? Inwestycje operatora w jedną lub dwie komórki były mniejsze niż inwestycje w budowę konwencjonalnej centrali PBX i urządzeń do kanalizacji kablowej. Inwestycje te zaczęły działać natychmiast, obsługując początkowo niewielką liczbę klientów, a liczbę ogniw można było zwiększyć w miejscach, w których przyrost klientów był wyższy, ale dopiero po wyczerpaniu pojemności początkowego ogniwa. Sprzęt komórkowy dostarczało od razu wielu producentów, co zapewniało ich niski koszt, ale sklejało się w jedną globalną sieć telefoniczną. To samo stało się z dostawcami usług internetowych: większość światowych dostawców usług internetowych zainstalowała małe zestawy sprzętu, które wkleiły się w globalny Internet. W przypadku projektów infrastrukturalnych ważny jest nie tyle koszt finalnej infrastruktury, ile możliwość jej stopniowej budowy, zarówno techniczno-organizacyjnej, jak i finansowej.

Nie można powiedzieć, że jeden dostawca rozwiązania transportowego przyszłości zapewni połączenie wszystkich części nowego ogromnego projektu. Projekt, który pretenduje do miana nowego środka transportu, powinien rozwijać się jako nowy rynek, a nie być budowany w zaplanowany sposób. Duże projekty można realizować w sposób zaplanowany, ale środki transportu to oczywiście nie jeden projekt, ale coś więcej.

Nowy rodzaj transportu będzie w stanie prześcignąć istniejące tylko wtedy, gdy zapewni bardziej efektywne wykorzystanie gruntów i materiałów do budowy swojej infrastruktury niż istniejące. Stąd tak duże zainteresowanie kolejkami na słupach – przynajmniej ich koszt jest mniejszy niż koszt uwolnionej pod nimi ziemi.

Linie jednoszynowe w różnych projektach kosztują teraz od 3,5 do 40 milionów dolarów. za kilometr drogi. Zmniejszenie zużycia materiałów wymaga całkowicie nowych rozwiązań. Można więc wskazać na transport strunowy firmy Yunitskiy, który wykorzystuje nieskręcane, napięte sparowane kable, aby uzyskać podwieszony tor dwuszynowy, skręcony kilkoma kawałkami za pomocą jakiegoś wypełniacza (na przykład betonu) w naprężoną konstrukcję. Koszt takiego toru wynosi 2,5-3,5 USD za kilometr przy nie mniejszej niezawodności niż jednoszynowej.

Innym zasadniczym wymogiem jest maksymalne wykorzystanie istniejącej kapilarnej konstrukcji drogowej w celu zmniejszenia kosztów ostatniej mili transportu „od drzwi do drzwi”. Ta wygoda od drzwi do drzwi i brak przesiadek sprawia, że ​​prywatne samochody są poza konkurencją w oczach ludności, pomimo licznych prób zaszczepienia miłości do transportu publicznego. Wymóg ten można przeformułować w następujący sposób: transport przyszłości musi jednocześnie należeć do dwóch typów, a nie do jednego.

W rzeczywistości wszystkie dzisiejsze wielkie projekty nowych rodzajów transportu publicznego, tak uwielbiane przez gminy, są jednego rodzaju, co dowodzi ich całkowitej bezcelowości jako nowego popularnego transportu przyszłości. Konsument chce mieć własny powóz, podjeżdżając pod sam dom i przebywając w jego pobliżu tak długo, jak jest to konieczne dla wygody wsiadania i wysiadania (choć garaż na taki powóz może znajdować się gdzie indziej). Konsument nie chce korzystać z transportu publicznego, jeśli istnieje możliwość posiadania własnego środka transportu i zagwarantowany jest brak korków. A zadaniem rynku jest zaspokojenie tej potrzeby.

Transport dwurodzajowy zakłada zarówno możliwość poruszania się z dużą prędkością (200-300 km/h) w trybie pociągów montowanych dynamicznie na podwieszanych prowadnicach nowej infrastruktury transportowej, jak i jazdy po zwykłych drogach. Niewykluczone, że otrzymają energię z infrastruktury transportowej nowych autostrad i przestawią się na własne akumulatory elektryczne lub silniki hybrydowe podczas podróży po niewyposażonej drodze/ulicy. Jednak jazda po drogach / ulicach nie będzie wymagała takiej mocy silnika i rezerwy paliwa, jak podczas jazdy po autostradzie.

Najbardziej znaną koncepcją transportu jednorodnego jest osobisty miejski transport publiczny. Zgodnie z tą koncepcją osoby pojedynczo lub w grupach do 4 osób siadają na specjalnych przystankach w osobnych czteroosobowych kabinach, ustawiają stację końcową, a automatyka przesuwa te kabiny po prowadnicach, łącząc je w dynamiczne pociągi na długiej magistrali linie. Główną wadą tej koncepcji jest właśnie to, że jest to odmiana transportu publicznego, która przegrywa w konkurencji z samochodem prywatnym, który dowozi pod drzwi zarówno pasażera, jak i jego rodzinę oraz towary z nim związane. Więcej szczegółów na temat dyskusji o dwurodzajowym kontra jednorodzajowy transport przyszłości (oraz omówienie możliwych rozwiązań technicznych i organizacyjnych) można znaleźć na stronie http://wydział. waszyngton.edu/jbs/itrans/

Wymóg podwójnego widoku przekreśla również prognozę, że przyszłość transportu leży w małych samolotach osobistych. Ta przepowiednia nie była już uzasadniona w przypadku śmigłowców (które również miały być prawie samochodowymi) i do tej pory nie ma potrzeby mówić o samolotach (w tym tych z pionowym startem/lądowaniem). Chodzi tu nie tylko o złożoność sterowania ruchem tysięcy szybko latających desek poza jakąkolwiek konstrukcją drogi, ale także o hałas wytwarzany podczas startu/lądowania/przelotu, a także wynikającą z niego opłatę za przejazd. A dwugatunkowe projekty latających samochodów, realizujące tryb „od drzwi do drzwi”, są prawie wszędzie zamrożone z powodu ich całkowitej bezcelowości.

Ważnym wymogiem dla nowego rodzaju transportu jest prędkość, zwykle prędkość ta określana jest na 250-350 km/h. Faktem jest, że ludzie spędzają na przeprowadzce średnio około godziny dziennie. Ta liczba nie zależy zbytnio od kraju (znacznie różni się tylko w Kalifornii, gdzie ludzie spędzają dwie godziny dziennie w drodze, bo jedzą i rodzą dzieci i generalnie prawie mieszkają w samochodzie) i nie zależy od lat kiedy pomiary są wykonywane. To zaskakujące, ale ludzkość nie zmienia swoich nawyków spędzania około godziny dziennie na ruchu, znacznie zwiększając swoją mobilność, głównie poprzez zwiększenie szybkości poruszania się. I nie ma powrotu do koni, ruchu pieszego i jazdy na rowerze. Dlatego jest wysoce nieprawdopodobne, aby transportem przyszłości były takie urządzenia jak dwukołowy samochód elektryczny Segway, maleńka platforma, która może osiągnąć prędkość do 20 km/h (prędkość biegnącej osoby) w warunkach miejskich . Owszem, pomoże to w warunkach obecnych miejskich korków, ale sama idea nowego transportu wynika właśnie z potrzeby znalezienia technologicznego wyjścia na pokrycie całej ziemi autostradami.

Projekty kolei dużych prędkości i dróg lewitacji magnetycznej zbliżały się do wymaganych prędkości, ale ich cena pozostaje niezwykle wysoka, poza tym mają wszystkie wady transportu publicznego: dotarcie do celu zajmuje dużo więcej czasu (i nerwów). miejsca wsiadania i wysiadania, a nie samego ruchu.

Wniosek

Główne środki finansowe na dzisiejsze projekty transportowe przyszłości otrzymuje od państwa.

Jednym z pierwszych takich projektów był projekt stworzenia cięższego od powietrza samolotu, który kosztował amerykańskich podatników 70 000 dolarów i zakończył się niczym. Bracia Wright rywalizowali z tym projektem i wykonali pierwszy latający samolot, który kosztował ich 2500 dolarów. Ostatni hałaśliwy projekt transportowy, który zakończył się równie niechlubnym marnotrawstwem pieniędzy podatników, naddźwiękowy liniowiec Concorde, nie zwrócił dwóch trzecich kosztów i nigdy nie stworzył masowego rynku naddźwiękowego lotnictwa pasażerskiego. Niestety, państwo nie jest zbyt dużym pomocnikiem w tworzeniu infrastruktury transportowej przyszłości:

urzędnicy prowadzą politykę finansową i regulacyjną, która pozwala nieefektywnym technologiom przetrwać, a biednym menedżerom i inżynierom wygodnie żyć;

narzucone przez państwo taryfy (ze względu na niezrozumienie naturalnego monopolu jakiegokolwiek transportu) uniezależniają zyski od wyników pracy, nie stymulują poszukiwania nowych technologii i podejmują ryzyko technologiczne i finansowe. W rezultacie kapitał prywatny albo nie jest zbyt chętny do udziału, albo jego udział jest mniej efektywny niż udział kapitału w warunkach wolnych cen i konkurencji rynkowej.

Państwo obficie finansuje rozwój nowego transportu, bo urzędnicy podobno lepiej wiedzą o technologiach niż biznesmeni:

przeznaczyć pieniądze na badania

zapewniać zachęty, dotacje i organizować cross-financing niektórych technologii

naruszają oparte na wynikach podejście do regulacji bezpieczeństwa i przyjazności dla środowiska oraz bezpośrednio nakazują stosowanie określonych technologii.

Do tej pory jedyny ukończony projekt pociągu lewitacji magnetycznej istnieje w wolnej strefie w Szanghaju. Tor, zbudowany za rządowe pieniądze przez niemieckie konsorcjum Transrapid International (w skład którego wchodzą Adtranz, Siemens i Tyssen), biegnie z lotniska Pudong w centrum Szanghaju. Trzeba przyznać, że projekt miał znaczenie ideowe, a nie transportowe i jest postrzegany bardziej jako atrakcja niż środek transportu. W sumie projekt ten kosztował 1,2 miliarda dolarów inwestycji, która nigdy się nie zwróci.

W rezultacie państwo wybiera technologie:

drogie, bo sukces rynkowy nie ma znaczenia (pomaga nie tylko możliwość ustalania jakichkolwiek taryf, ale możliwość ich późniejszego dotowania)

dostępne są duże sumy pieniędzy i nikt nie kontroluje sukcesu

z jednym właścicielem utrudnia znalezienie pieniędzy na rozwój projektu. Poza tym jednym właścicielem jest brak konkurencji.

zamknięte standardy połączeń międzysystemowych utrudniają rozwój projektu, brak konkurencji zapewnia stagnację

z zawyżonymi kosztami z powodu rozpowszechnienia korupcji

z niezrozumiałą efektywnością ekonomiczną (najczęściej w imię bezpieczeństwa narodowego lub stabilności społecznej).

Niezależnie od transportu przyszłości, z pewnością będzie on wyposażony w środki rozproszonego sterowania ruchem na pokładzie – infrastrukturę pokładową. Każda strona będzie miała czarną skrzynkę, aby zrozumieć, co wydarzyło się podczas wypadku, każda strona będzie miała sprzęt do sygnalizacji niebezpieczeństwa, każda strona będzie miała elektroniczny sprzęt nawigacyjny, sprzęt do unikania kolizji itp. Obecnie trwa modernizacja transportu wodnego i lotniczego, dyskutowana jest modernizacja transportu samochodowego.

Wśród nowości będzie można wskazać możliwość formowania pociągów z poszczególnych pojazdów. Ten tryb elektronicznego sprzęgającego pociągu drogowego służy na przykład do jednoczesnego przyspieszania grupy samochodów podczas ruszania za sygnalizacją świetlną na jednopoziomowym skrzyżowaniu dróg (zwiększa przepustowość autostrady o 3-5 razy) lub zmniejszyć opór aerodynamiczny grupy samochodów podczas jazdy po autostradzie z odpowiednim zmniejszeniem zużycia paliwa.

Lista wykorzystanej literatury

1. System transportu / Sundukov E.Yu. - 961245/28; Zgłoszenie 27.12.96 / Wynalazki (zgłoszenia i patenty). - 1998r. - nr 36.

2. Nowa komunikacja miejska - samochód na szynach: MEMBRANA - 2002 - №1.

3. Aksenov I.Ya. Zunifikowany system transportu: Podręcznik. dla uczelni - M: Wyższe. szk., 199.

4. Gulia NV, Yurkov S. Nowa koncepcja pojazdu elektrycznego: Nauka i technologia 2000 - №2.

Opublikowano na Allbest.ru

Podobne dokumenty

Silniki spalinowe (ICE) znajdują szerokie zastosowanie we wszystkich dziedzinach gospodarki narodowej i są praktycznie jedynym źródłem energii w samochodach. Obliczanie cyklu pracy, dynamiki, części i układów silników spalinowych.

praca semestralna dodana 03.07.2008


Klasyfikacja paliw. Zasada działania silników cieplnych, tłokowych silników spalinowych, silników z zapłonem wymuszonym, samozapłonu i ciągłego spalania paliwa. Turbodoładowane silniki odrzutowe.

prezentacja dodana 16.09.2012


Zasady działania silników spalinowych. Klasyfikacja typów silników lotniczych. Budowa silników śmigłowych. Czterosuwowe silniki w kształcie gwiazdy. Klasyfikacja silników tłokowych. Konstrukcja silnika rakietowego strumieniowego.

streszczenie, dodane 30.12.2011


Klasyfikacja okrętowych silników spalinowych, ich oznakowanie. Uogólniony idealny cykl silnika tłokowego i współczynnik termodynamiczny różnych cykli. Termochemia procesu spalania. Kinematyka i dynamika mechanizmu korbowego.

tutorial, dodany 21.11.2012


Klasyfikacja, cechy konstrukcyjne i właściwości eksploatacyjne silników spalinowych, ich obsługa i naprawa. Zasada działania czterocylindrowych i jednocylindrowych silników benzynowych we współczesnych małych i średnich samochodach.

praca semestralna, dodano 28.11.2014


Organizacja i technologia docierania silników spalinowych. Rodzaje obliczeń programu produkcyjnego. Analiza istniejących konstrukcji i urządzeń do docierania i badania silników spalinowych. Bezpieczeństwo i higiena pracy.

praca semestralna, dodana 14.03.2011


Zasada działania silników spalinowych. Moc strat mechanicznych. Specyficzny wskaźnik zużycia paliwa. Doprowadzanie mieszanki powietrza za pomocą przepustnicy. Perspektywy rozwoju budowy silników. Straty mechaniczne w nowoczesnych silnikach.

streszczenie, dodane 29.01.2012


Historia problemu i sposobów doskonalenia metod bezpośredniego spalania paliw stałych w tłokowych silnikach spalinowych. Teoretyczne aspekty wypalania paliw stałych w przestrzeni roboczej silnika podczas jego spalania metodami wolumetrycznymi i warstwowymi.

książka dodana 17.04.2010


Zastosowanie w samochodach i ciągnikach jako źródło energii mechanicznej do silników spalinowych. Projekt cieplny silnika jako etap projektowania i budowy silnika. Obliczenia dla prototypowego silnika MAN.

praca semestralna, dodana 1.10.2011


Roczny program zakładu produkcyjnego do naprawy silników spalinowych. Godziny pracy zakładu. Roczne fundusze na pracowników i sprzęt. Obliczanie ilości technologicznego wyposażenia produkcyjnego. Zapotrzebowanie na zasoby energetyczne.

Co sądzicie panowie, ile jeszcze lat samochody będą sprzedawane w rozwiniętych krajach świata i Europy? Czy uważasz, że w ciągu najbliższych 100 lat nie zagraża to krajom iw zasadzie jest niemożliwe, a w ciągu najbliższych 30-50 lat ropa nadal będzie głównym paliwem na planecie? Wy przyjaciele się mylicie. W rzeczywistości jesteśmy już prawie u progu tej niesamowitej przyszłości, która wkrótce nas czeka. W rzeczywistości era pojazdów benzynowych i wysokoprężnych dobiega końca i dobiega końca. A chodzi o to, że dziś świat się zjednoczył, walczy o poprawę ekologii naszej planety, dlatego wkrótce staniemy w obliczu nieuchronnego zniknięcia pojazdów napędzanych tradycyjnymi i znanymi źródłami energii.

Oczekuje się więc, że w ciągu najbliższych 10-15 lat wiele krajów europejskich wprowadzi całkowity zakaz sprzedaży pojazdów wyposażonych w silniki benzynowe i wysokoprężne. Nawet Stany Zjednoczone planują za 20-30 lat całkowicie i faktycznie przestawić się na samochody, które będą działać na alternatywnych źródłach energii.

Tak więc, szanowni obywatele, istnieje duże prawdopodobieństwo, że pojazdy z silnikami spalinowymi, do których jesteśmy przyzwyczajeni, rozpoczęły stopniową drogę ku ich wyginięciu. Czy myślisz lub myślisz, że jak zawsze wpłynie to na nasz kraj w ostatniej turze? Mylicie się i mylicie panowie.

Już dziś, na tym etapie, nasz rząd przygotowuje grunt pod rozwój samochodów w kraju, które będą i nie powinny działać.

Na szczęście dla fanów tradycyjnych samochodów era silników benzynowych i wysokoprężnych jeszcze nie minęła. Drodzy kierowcy, przeanalizujmy razem z nami, jakimi samochodami będziemy jeździć, powiedzmy za 20-30 lat.

W rzeczywistości przewidywanie przyszłości nie jest całkowicie satysfakcjonujące. Dotyczy to szczególnie zaawansowanych technologii. Niemniej jednak uważamy, że możliwe jest sporządzenie naszej prognozy rozwoju branży motoryzacyjnej. Rzeczywiście, aby dowiedzieć się, które pojazdy staną się głównym źródłem ruchu w ciągu najbliższych 20 lat, należy przypomnieć historię całej branży motoryzacyjnej jako całości, a następnie ocenić szanse wszystkich technologii, które zostały wynaleziony przez ludzkość w ciągu ostatnich stu lat.

W końcu musisz się z nami zgodzić, jeśli świat zacznie zabraniać stosowania silników spalinowych, wszyscy producenci samochodów będą po prostu zmuszeni pilnie korzystać z nowych w swojej branży i być może pamiętać o zapomnianych starych.

Co napędza samochód?

Ze szkoły wiemy, że ruch dowolnego przedmiotu wymaga energii i siły. Stąd i zgodnie z prawami fizyki okazuje się, że do poruszania się wehikułu potrzebna jest energia mechaniczna. Aby go uzyskać, ponad sto lat temu wynaleziono po raz pierwszy silnik spalinowy, który ze spalania paliwa zamienia otrzymaną energię na energię mechaniczną. Ostatecznie prowadzi samochód.

Dzięki układowi paliwowemu silnik spalinowy spala benzynę lub olej napędowy, otrzymując po zapaleniu energię końcową, która jest przekazywana dalej na koła.

Również ponad 100 lat temu w przemyśle motoryzacyjnym wynaleziono silnik elektryczny, który jest zasilany czystą energią – z elektryczności. W przeciwieństwie do tej samej benzyny sama energia elektryczna nie musi być w żaden sposób pozyskiwana. Zwykle gromadzi się w akumulatorach montowanych w samochodach. W ten sposób ostatecznie silnik elektryczny otrzymuje stałą energię elektryczną, która zamieniana jest na energię mechaniczną i napędza samochód.

Pojazdy parowe i silnik parowy

Pierwszy na świecie silnik parowy został wynaleziony przez Denisa Papina w 1690 roku (XVII wiek). Ta jednostka napędowa w tym czasie była wyposażona tylko w jeden cylinder z tłokiem. Ten tłok podniósł parę. Opadał pod wpływem ciśnienia atmosferycznego po zagęszczeniu pary odlotowej.

W rezultacie sama energia pary została zamieniona na energię mechaniczną.

Ale główną rewolucję w silnikach parowych dokonał James Watt, który stworzył ulepszony silnik parowy z izolowaną komorą. Niestety wtedy nie było możliwe stworzenie pełnoprawnego samochodu Watt, było to spowodowane brakiem funduszy.

Wtedy i później wynalazca Nicolas-Joseph Coneu stworzył pierwszy na świecie poruszający się pojazd napędzany energią mechaniczną, która została uzyskana z formowania się pary. Jego wynalazkiem był wózek wojskowy („fardier à vapeur” – wózek parowy), który został stworzony do transportu sprzętu artyleryjskiego armii. W jego konstrukcji wykorzystano ulepszony kocioł parowy i kotłowy, który został zainstalowany na dziobie wagonu.

Niestety waga wózka była bardzo duża, przez co praktycznie nie do opanowania. Podczas testów wozów projektanci zdali sobie sprawę z tego, że powóz ten jest bardzo niebezpieczny i często prowadzi do wypadków. Ostatecznie ten projekt przestał istnieć.

W Rosji pierwszy silnik parowy powstał w 1763 roku, wynalazł go I.I.Polzunov. Maszyna była używana do dmuchania miechów w fabrykach Barnauł. Ponadto rozwój maszyn parowych kontynuował znany i sławny wynalazca Iwan Kulibin, który w swoim czasie budował wiele maszyn parowych.

Korzystanie z maszyn parowych trwało do początku XX wieku.

Główną wadą silników parowych jest ich wydajność, a aby ją zwiększyć, konieczne było skomplikowanie samej konstrukcji silnika parowego, co nieuchronnie doprowadziło do wzrostu jego masy. Ostatecznie taki pojazd stał się znacznie cięższy, co bezpośrednio wpłynęło na moc silnika i dynamikę tego transportu.

W rezultacie inżynierowie zostali zmuszeni do skomplikowania samego projektu, aby dodać brakującą wydajność do silników parowych, co z kolei doprowadziło również do zwiększenia masy samej konstrukcji. Generalnie, jak powiedzieli inżynierowie, było to błędne koło, które potwierdziło, że maszyna parowa nie jest idealna iw przyszłości to tylko ślepy zaułek.

Tak więc na początku XX wieku silniki parowe zaczęły stopniowo zanikać i zostały zastąpione pojazdami z silnikami spalinowymi, które już działały na benzynie.

Samochody z silnikami spalinowymi

W 1863 roku Nikolaus August Otto stworzył dwusuwowy, wolnossący silnik spalinowy. Silnik ten miał sprawność rzędu 15 procent. Zapłon przeprowadzono z otwartym płomieniem.

A już w 1886 roku Karl Benz stworzył pierwszy na świecie samochód z silnikiem spalinowym, który w swojej konstrukcji bazował na silniku stworzonym przez Augusta Otto. Był to pierwszy na świecie samochód napędzany benzyną.

W 1899 r. Ludwig Nobel, w fabryce noszącej jego imię, zbudował w Rosji pierwszy na świecie samochód z silnikiem Diesla napędzany olejem napędowym.

Od tego czasu silnik spalinowy zasilany paliwem płynnym stał się głównym silnikiem całego światowego przemysłu motoryzacyjnego i tak pozostaje do dziś.

Samochody elektryczne

Najbardziej zaskakującymi przyjaciółmi jest tutaj to, że same samochody elektryczne pojawiły się w naszym świecie prawie 50 lat przed pojawieniem się tych samych pojazdów, które były wyposażone w silniki spalinowe.

Warto również zauważyć, że na początku tego samego wieku te pojazdy elektryczne były niezwykle popularne i znacznie przewyższały osiągi samochodów z jednostkami napędowymi benzynowymi lub wysokoprężnymi.

Rzeczywiście, w przeciwieństwie do tych samych samochodów benzynowych czy wysokoprężnych, samochody elektryczne były praktycznie bezgłośne, co pozwalało kierowcy i jego pasażerom na odbiór podczas podróży.

Niestety wszystkie te zalety pierwszych samochodów elektrycznych zostały przekreślone jedną zasadniczą wadą, miały one bardzo małą rezerwę mocy.

Przypomnijmy naszym drogim Czytelnikom, że w 1841 r. pojawił się na świecie pierwszy samochód elektryczny, który miał bardzo małą rezerwę mocy na jednym naładowanym akumulatorze (około 20 km).

Niestety dla nas, ponad 50 lat po wynalezieniu silnika elektrycznego, inżynierowie nie wymyślili, jak zwiększyć zasięg pojazdów elektrycznych. Na przykład do 1920 r. ten zasięg pojazdów elektrycznych wynosił średnio tylko 50 kilometrów.

Ponadto pojawiły się również trudności z ładowaniem samych akumulatorów w normalnych warunkach. Ostatecznie, do 1930 roku i stopniowo pojazdy z silnikami spalinowymi zniszczyły praktycznie i praktycznie wszystkie pojazdy elektryczne. Sprzyjał temu niewątpliwie sam rozwój silników benzynowych i wysokoprężnych, a także tani koszt paliwa oraz rozwój infrastruktury sieci stacji benzynowych na całym świecie.

Ale ostatnio przemysł samochodowy ponownie przypomniał sobie tę technologię (elektryczność) i rozpoczął szybki rozwój transportu elektrycznego, który być może wkrótce lub w niedalekiej przyszłości, ponad 100 lat później, twierdzi, że ponownie stanie się głównym środkiem transportu na naszej planecie .

To prawda, podobnie jak ponad 100 lat temu, cały przemysł motoryzacyjny ponownie boryka się z tymi samymi problemami przy tworzeniu nowoczesnych samochodów elektrycznych. Główny problem pozostaje ten sam, to rezerwa chodu. Obecnie większość pojazdów elektrycznych wykorzystuje w swojej konstrukcji akumulator litowo-jonowy. Główną wadą tego typu akumulatora jest jego waga oraz krótki czas ładowania przy wystarczająco małym dopływie energii elektrycznej do zasilania silnika elektrycznego.

Ale prawdziwego przełomu w tym dzisiaj dokonała Tesla, która stworzyła pierwszy na świecie masowo produkowany samochód osobowy (Tesla Model S) z dużą rezerwą mocy. To prawda, że ​​w tym celu stworzono wystarczająco dużą i ciężką baterię, której ładowanie zajmuje zresztą bardzo dużo czasu. Ale dzięki temu inżynierom firmy udało się zwiększyć rezerwę mocy pojazdu do 400 kilometrów.

W chwili obecnej w wielu krajach świata (głównie w USA) Tesla kontynuuje rozwój własnej sieci stacji paliw elektrycznych, w których zainstalowane są urządzenia umożliwiające ładowanie samochodów elektrycznych w średnio około 20 - 30 minut (ładowanie do połowy pojemności baterii). Możliwe więc, że już niedługo, dzięki rozpowszechnieniu się takich elektrycznych stacji benzynowych na całym świecie, popyt na auta elektryczne będzie tylko rósł.

Niestety obecnie nie jest możliwe (jeszcze nie możliwe) szybsze naładowanie tak ogromnej baterii samochodu elektrycznego. W końcu wymaga to bardzo wydajnej ładowarki, której jeszcze na świecie nie ma. Ale same technologie nadal rozwijają się w dość szybkim tempie i być może już niedługo nastąpi przełom w tej dziedzinie oszczędzania energii elektrycznej. W takim przypadku można z góry przewidzieć, że wzrost popularności samochodów elektrycznych będzie przytłaczający.

Atomowy samochód Ford Nucleon

Tak, tak przyjaciele, nie dziwcie się, w historii ludzkości był też taki ambitny projekt.

W 1958 roku amerykańska firma Ford opracowała samochód koncepcyjny z prawdziwym reaktorem jądrowym. Spodziewano się, że na jednym ładowaniu substancjami radioaktywnymi samochód ten mógłby przejechać (powinien przebyć) do 8000 kilometrów.

W swej istocie ten reaktor jądrowy, który planowano zainstalować na pojeździe Nucleon, był mniejszą kopią reaktora jądrowego używanego w wojskowych okrętach podwodnych.

Planowano wykorzystać rozszczepienie uranu jako paliwo do ogrzewania wytwornicy pary, która zamieniałaby podgrzaną wodę w parę. Wtedy ta para pod ciśnieniem dostałaby się do turbin, które same wprawiałyby w ruch napęd samochodu.

Niestety ten ambitny projekt pozostał futurystyczną koncepcją i prawdopodobnie nigdy nie powróci do naszego świata samochodów.

Po katastrofach w Czarnobylu i Fukushimie energia jądrowa jest uważana za najniebezpieczniejszą na świecie. Tak więc, drodzy przyjaciele, w ciągu najbliższych 100-150 lat ten rodzaj energii raczej nie pojawi się w przemyśle samochodowym.

Pojazd samobieżny

W 1752 r. w Petersburgu Leonty Szamszurenkow zaprezentował zgromadzonej publiczności samobieżny powóz poruszający się za pomocą pedałowania. Jego pojazd był wyposażony w pedały nożne, które były napędzane łańcuchem i obracały koła pojazdu samobieżnego.

Dzięki prostej konstrukcji zwiększa się siła poświęcana na pedałowanie, a koła pojazdu otrzymują wystarczającą energię, aby rozwinąć nie tak małą prędkość.

Co zaskakujące, takie pojazdy są nadal produkowane przez przemysł motoryzacyjny. Na świecie są nawet różne zawody, które odbywają się właśnie na takich samojezdnych samochodach. Przykładem tego jest niedawny światowy rekord prędkości dla pojazdu autonomicznego (nieco ponad 130 km/h).

Samochody wodorowe

Czym są samochody na wodór? Odpowiadamy. Są to pojazdy wykorzystujące wodór jako paliwo.

Pierwszy silnik spalinowy napędzany wodorem został stworzony przez François Isaac de Rivaz w 1806 roku.

Niestety stosowanie paliwa wodorowego jako alternatywy dla tej samej benzyny jest mało wydajne. To jest ta rzecz. Wodór szybko niszczy wewnętrzne części silnika, wchodzi w interakcje z elementami silnika i w krótkim czasie uszkadza części jednostki napędowej. Po drugie, ze względu na lotność wodoru, paliwo to może przeniknąć do układu wydechowego silnika, co nieuchronnie doprowadzi do jego zapłonu.

Tak więc światowy przemysł motoryzacyjny musiał zrezygnować z używania wodoru jako alternatywy dla benzyny i oleju napędowego. Ale ostatnio wszystko się zmieniło ...

Tak więc przyjaciele szykują się, czeka nas niesamowita przyszłość, której nie mogli sobie wyobrazić nawet najodważniejsi futuryści na świecie i pisarze science fiction.

Silnik jest prawdopodobnie najważniejszą częścią samochodu. Rzeczywiście, bez silnika samochód się nie ruszy, ale bez kół też daleko nie zajedziesz, więc nie będziemy dzielić systemów samochodowych według ważności, tylko spróbujmy dowiedzieć się trochę więcej o silniku samochodowym.

Silnik to elektrownia, źródło energii dla samochodu. Wykorzystywany jest po to, aby samochód mógł pełnić swoją główną funkcję - transport towarów i pasażerów, ale dodatkowo energia generowana przez silnik jest wykorzystywana do zapewnienia funkcjonowania wszystkich układów pomocniczych, np. do pracy powietrza odżywka.

Jednak wszystkie układy pomocnicze są zwykle zasilane energią elektryczną generowaną przez generator lub pobieraną z akumulatorów. Ale generator jest po prostu napędzany przez silnik, przekazując mu energię mechaniczną obrotu wału.

Aby zapewnić ruch samochodu, wykorzystywana jest również energia mechaniczna wału silnika, która jest przekazywana z silnika na koła poprzez przekładnię.

Oznacza to, że w rzeczywistości silnik jest potrzebny do zamiany dowolnego rodzaju energii na energię mechaniczną obrotu wału, która jest przekazywana na koła poprzez system połączeń mechanicznych, wprawiając samochód w ruch.

Silnik spalinowy

Kiedy mówimy o silniku samochodowym, najczęściej wyobrażamy sobie silnik spalinowy, w którym jako paliwo wykorzystuje się benzynę, olej napędowy, gaz, a od niedawna wypróbowuje się również wodór.

W silniku spalinowym, jak można się domyślić, energia uwalniana podczas spalania substancji palnych zamieniana jest na energię mechaniczną. Konstrukcje silników spalinowych mogą się różnić, istnieją silniki tłokowe, obrotowe i turbinowe.

Ale zasada ich pracy pozostaje niezmieniona. Energia uwalniana podczas spalania paliwa jest ostatecznie zamieniana na energię mechaniczną obrotu wału silnika i przekazywana jest poprzez system łączników mechanicznych do kół, powodując ich obrót.

Główną wadą silników spalinowych jest ich przyjazność dla środowiska. Podczas spalania paliwa emitowanych jest wiele szkodliwych substancji. Wyjątkiem od tego jest wodór, którego produktem spalania jest zwykła woda, ale problemem z jego dzisiejszym wykorzystaniem jest jego wysoki koszt, chociaż jest prawdopodobne, że w przyszłości będzie to główny rodzaj paliwa.

Ale silniki spalinowe to nie jedyne silniki samochodowe.

Silnik elektryczny

Istnieją maszyny wykorzystujące energię elektryczną jako źródło energii. Najpopularniejszym i najbliższym samochodowemu środkiem transportu, zasilanym energią elektryczną, jest dobrze znany trolejbus.

Ale nie można go nazwać pełnoprawnym samochodem, ponieważ trolejbus może poruszać się tylko po rozciągniętych przewodach, z których jest zasilany prądem.

Ale prawdopodobnie słyszałeś o samochodach zwanych pojazdami elektrycznymi. Pojazdy elektryczne to pojazdy, które wykorzystują silnik elektryczny jako jednostkę napędową.

Silnik elektryczny, jak rozumiesz, działa na energię elektryczną, którą z reguły otrzymuje z akumulatorów.

Samochody elektryczne mają wiele zalet w porównaniu z samochodami z silnikami spalinowymi.

Są przyjazne dla środowiska, prawie bezgłośne (co nie zawsze jest plusem), szybko nabierają prędkości, nie potrzebują skrzyni biegów, można nawet obejść się bez skrzyni biegów, jeśli założysz silniki na każde z kół. Oznacza to, że takie samochody mogłyby być znacznie tańsze niż samochody z silnikami spalinowymi, gdyby stały się powszechne.

Istnieją jednak dwa istotne punkty, które znacznie ograniczają stosowanie silników elektrycznych w nowoczesnych samochodach. Do tej pory nie wynaleziono baterii, które mogłyby przechowywać wystarczającą ilość energii elektrycznej.

Oznacza to, że zasięg pojazdu elektrycznego jest dziś ograniczony do kilkudziesięciu kilometrów. Jeśli nie włączysz reflektorów, magnetofonu, klimatyzacji, możesz przejechać nawet setki kilometrów, ale nadal jest to bardzo mało. Około 5-6 razy mniej niż przy jednym napełnieniu benzyną. Jednak programiści stale nad tym pracują i możliwe, że czytając te wiersze, jest już samochód elektryczny z rezerwą mocy ponad 500 km.

Ale nawet niewielka rezerwa mocy nie byłaby tak straszna, gdyby nie czas potrzebny na doładowanie akumulatorów. Jeśli tankowanie benzyną, olejem napędowym lub gazem trwa 5-10 minut, akumulatory będą musiały być ładowane przez 12 godzin, a nawet dzień.

Dlatego też samochody elektryczne mogą służyć tylko do krótkich wycieczek po mieście, po których ładują się przez całą noc.

Hybrydowe układy napędowe

Ale przewaga silników elektrycznych nad silnikami spalinowymi jest tak duża, że ​​chęć ich wykorzystania przynajmniej częściowo doprowadziła do pojawienia się elektrowni hybrydowych, które są obecnie dość aktywnie wykorzystywane w samochodach.

Elektrownie hybrydowe to silnik spalinowy i silnik elektryczny połączone w tym samym samochodzie (z reguły są ich 4, po jednym na każde koło). Te samochody nazywane są samochodami hybrydowymi.

Istnieją trzy schematy roślin hybrydowych.

W pierwszym energia silnika spalinowego jest wykorzystywana wyłącznie do wytwarzania energii elektrycznej za pomocą generatora. A już z generatora energia jest przekazywana do ładowania akumulatorów i silników elektrycznych, które zapewniają obrót kół.

Ale bardziej popularny jest inny schemat. W drugim schemacie napęd kół odbywa się zarówno z silnika spalinowego, jak i silników elektrycznych. Silniki spalinowe i silniki elektryczne mogą być używane zarówno niezależnie, jak i razem.

Trzecia opcja to połączenie pierwszej i drugiej.

To są silniki samochodu, zróżnicowane i niejednoznaczne. Bardziej szczegółowo przeanalizujemy właściwości, zasadę działania, szczegóły w przyszłych publikacjach.

|
rodzaje transportu, rodzaje transportu substancji przez błony
Transport to zbiór wszelkiego rodzaju ciągów komunikacyjnych, pojazdów, urządzeń technicznych i konstrukcji znajdujących się na ciągach komunikacyjnych, zapewniający proces przemieszczania osób i towarów o różnym przeznaczeniu z miejsca na miejsce.

Cały transport można podzielić na kilka grup ( Rodzaje transportu) z pewnych względów.

• 1 Według środowiska podróży
  • 1.1 Woda
  • 1.2 Transport lotniczy
    • 1.2.1 Lotnictwo
    • 1.2.2 Aeronautyka
  • 1.3 Transport kosmiczny
  • 1.4 Transport naziemny
    • 1.4.1 Według liczby kół
    • 1.4.2 Szyna
    • 1.4.3 Motoryzacja
      • 1.4.3.1 Według celu
    • 1.4.4 Kolarstwo
    • 1.4.5 Transport prowadzony przez zwierzęta
      • 1.4.5.1 Gęś
      • 1.4.5.2 Pakiet
      • 1.4.5.3 Góra
    • 1.4.6 Rurociągi
      • 1.4.6.1 Pneumatyczny
    • 1.4.7 Inne rodzaje transportu lądowego
      • 1.4.7.1 Winda
      • 1.4.7.2 Schody ruchome
      • 1.4.7.3 Winda
      • 1.4.7.4 Kolejka linowa
      • 1.4.7.5 Kolejka linowa
• 2 Po uzgodnieniu
  • 2.1 Transport publiczny
    • 2.1.1 Transport publiczny
  • 2.2 Transport do celów specjalnych
  • 2.3 Transport indywidualny
• 3 Według zużytej energii
  • 3.1 Transport z własnym silnikiem
  • 3.2 Zasilany wiatrem
  • 3.3 Napędzany siłą mięśni
    • 3.3.1 Pojazdy napędzane siłą ludzkich mięśni
    • 3.3.2 Transport prowadzony przez zwierzęta
• 4 Obiecujące środki transportu
• 5 Zobacz także
• 6 notatek
• 7 referencji

Przenosząc środowisko

W zależności od środowiska, w którym transport pełni swoje funkcje, może to być: woda, w tym podwodna, naziemna, w tym podziemna, powietrze i przestrzeń kosmiczna. Możliwe jest łączenie środowisk - płazów, łodzi latających, ekranoplanów, poduszkowców itp.

Woda

Transport wodny to najstarsza forma transportu. Przynajmniej do czasu pojawienia się kolei transkontynentalnych (druga połowa XIX wieku) pozostała najważniejszym środkiem transportu. Nawet najbardziej prymitywny statek żaglowy pokonywał cztery do pięciu razy więcej odległości niż karawana w ciągu dnia. Przewożony ładunek był duży, koszty eksploatacyjne niższe.

Transport wodny nadal odgrywa ważną rolę. Ze względu na swoje zalety (transport wodny jest najtańszy po transporcie rurociągowym), transport wodny obejmuje obecnie 60-67% całkowitego światowego obrotu towarowego. Drogami wodnymi śródlądowymi przewożone są głównie ładunki masowe – materiały budowlane, węgiel, ruda, których przewóz nie wymaga dużej prędkości (wpływa na to konkurencja z szybszym transportem drogowym i kolejowym). W żegludze przez morza i oceany transport wodny nie ma konkurencji (transport lotniczy jest bardzo drogi, a ich łączny udział w przewozach ładunków jest niski), dlatego statki morskie przewożą różnorodne towary, ale większość ładunku to ropa naftowa i ropa naftowa produkty, gaz płynny, węgiel, ruda.

Statek wycieczkowy

Rola transportu wodnego w transporcie pasażerskim znacznie się zmniejszyła ze względu na jego niskie prędkości. Wyjątkiem są szybkie wodoloty (czasami przejmujące funkcję międzymiastowych autobusów ekspresowych) i poduszkowce. Świetna jest też rola promów i statków wycieczkowych.

• Pojazdy: statki
• Trasy komunikacyjne: nad/pod powierzchnią mórz i oceanów, rzek i jezior, kanałów, śluz
• Sygnalizacja i kontrola: latarnie morskie, boje
• Węzły transportowe: porty i stacje morskie i rzeczne

Transport lotniczy

Lotnictwo

Transport lotniczy to najszybsza i jednocześnie najdroższa forma transportu. Głównym obszarem zastosowania transportu lotniczego jest przewóz osób na odległość ponad tysiąca kilometrów. Realizowany jest również transport ładunków, ale ich udział jest bardzo niski. transportem lotniczym jest głównie łatwo psująca się żywność i szczególnie cenne ładunki, a także poczta. W wielu trudno dostępnych obszarach (w górach, rejonach Dalekiej Północy) nie ma alternatywy dla transportu lotniczego. W takich przypadkach, gdy na lądowisku nie ma lotniska (na przykład dowóz grup naukowych do trudno dostępnych obszarów), to nie samoloty są używane, ale helikoptery, które nie potrzebują lądowiska. Dużym problemem nowoczesnych samolotów jest hałas, jaki wydają podczas startu, co znacznie pogarsza jakość życia mieszkańców okolic lotnisk.

• Pojazdy: samoloty i helikoptery
• Trasy komunikacyjne: korytarze powietrzne
• Sygnalizacja i kontrola: radiolatarnie, służba dyspozytorska
• Węzły transportowe lotniska

Aeronautyka

Obecnie koncepcje lotnictwa i transportu lotniczego faktycznie stały się synonimami, ponieważ transport lotniczy jest realizowany wyłącznie przez samoloty cięższe od powietrza. Jednak pierwsze samoloty były lżejsze od powietrza. Pierwszy balon na ogrzane powietrze został zwodowany w 1709 roku. Jednak balony były niekontrolowane.

Sterowiec- sterowany samolot jest lżejszy od powietrza. 13 listopada 1899 r. francuski aeronauta A. Santos-Dumont wykonał pierwszy udany lot sterowca, okrążając wieżę Eiffla w Paryżu z prędkością 22-25 km/h. W okresie międzywojennym sterowce były szeroko wykorzystywane do celów wojskowych, cywilnych, naukowych i sportowych. Sterowce pasażerskie wykonywały nawet regularne loty między Europą a Ameryką.

Pod koniec XX wieku wznowiono zainteresowanie sterowcami: teraz stosuje się ich mieszaninę zamiast wybuchowego wodoru lub drogiego obojętnego helu. Sterowce, choć znacznie wolniejsze od samolotów, są znacznie bardziej ekonomiczne. Niemniej jednak do tej pory zakres ich zastosowania pozostaje marginalny: loty reklamowe i rozrywkowe, monitorowanie ruchu. Sterowce oferowane są również jako przyjazna dla klimatu alternatywa dla samolotów.

• Pojazdy: balony i sterowce

Transport kosmiczny

Transport lądowy

Może pod ziemią. Dzieli się na różne rodzaje transportu według szeregu cech. W zależności od rodzaju torów komunikacja dzieli się na szynową (kolejową) i beztorową. Według rodzaju wozu kołowego, gąsienicowego, zwierzęcego i innych. Poniżej wymieniono główne rodzaje transportu lądowego bez ścisłej klasyfikacji.

Według liczby kół

Pod względem liczby kół kołowy transport beztorowy dzieli się na:

• Monocykl(z Lat.mono jeden, pojedynczy i inny-grecki kýklos koło, koło) - pojazdy jednokołowe (ze względu na wysokie wymagania dotyczące umiejętności zachowania równowagi, w tej chwili głównym obszarem zastosowania monocyklu jest sztuka cyrkowa),
• Rowery(z lat.bi dwa i inne-greckie koło kýklos, koło) - pojazdy dwukołowe - rowery, motorowery i motocykle itp.,

• Trójkołowce(od trzech i innych - grecki krąg kýklos, koło) - pojazdy trójkołowe - niektóre rowery, motocykle (trójkołowce), samochody itp.,
• quady(z włoskiego quattro cztery i inne-greckie koło kýklos, koło) - pojazdy 4-kołowe. W przestrzeni poradzieckiej quady najczęściej rozumiane są jako quady, a w USA – rowery czterokołowe. Ale z definicji obejmują one wszystkie pojazdy czterokołowe, w tym większość samochodów.

Kolej żelazna

Transport kolejowy to rodzaj transportu lądowego, w którym przewóz towarów i pasażerów odbywa się pojazdami kołowymi po torach kolejowych. Tory kolejowe składają się zazwyczaj z żelaznych szyn osadzonych na podkładach oraz podsypki, po której porusza się tabor, zwykle wyposażony w metalowe koła. Tabor kolejowy na ogół ma mniejszy opór tarcia niż samochody, a wagony pasażerskie i towarowe można łączyć w dłuższe pociągi. Pociągi są napędzane przez lokomotywy. Transport kolejowy jest stosunkowo bezpiecznym środkiem transportu.

Powstała na początku XIX wieku (pierwsza lokomotywa parowa została zbudowana w 1804), w połowie tego stulecia stała się najważniejszym środkiem transportu dla ówczesnych krajów przemysłowych. Pod koniec XIX wieku łączna długość linii kolejowych przekroczyła milion kilometrów. Koleje łączyły zaplecze przemysłowe z portami morskimi. Wzdłuż linii kolejowych powstawały nowe miasta przemysłowe. Jednak po II wojnie światowej koleje zaczęły tracić na znaczeniu. Koleje mają wiele zalet - dużą nośność, niezawodność, stosunkowo dużą prędkość. Obecnie koleją przewozi się szeroką gamę towarów, głównie masowych, takich jak surowce i produkty rolne. Wprowadzenie kontenerów ułatwiających przeładunek zwiększyło również konkurencyjność kolei.

Pociąg dużych prędkości ICE3, Niemcy

Najpierw w Japonii, a teraz w Europie, powstał system kolei dużych prędkości, umożliwiający poruszanie się z prędkością do trzystu kilometrów na godzinę. Takie koleje stały się poważnym konkurentem dla linii lotniczych na krótkich dystansach. Rola kolei podmiejskich i metra jest nadal bardzo ważna. Zelektryfikowane linie kolejowe (a obecnie większość kolei o dużym natężeniu ruchu jest zelektryfikowana) są znacznie bardziej przyjazne dla środowiska niż transport drogowy. Najbardziej zelektryfikowane koleje znajdują się w Szwajcarii (do 95%), podczas gdy w Rosji liczba ta sięga 47%.

Ze względu na zastosowanie szyn, które mają niską przyczepność, pociągi szynowe są niezwykle podatne na kolizje, ponieważ poruszają się z prędkością uniemożliwiającą wystarczająco szybkie zatrzymanie lub droga hamowania jest dłuższa niż odległość widoczna dla maszynisty. Większość form sterowania ruchem pociągów składa się z instrukcji ruchu przekazywanych załodze pociągu przez kierujących danym odcinkiem sieci kolejowej.

• Pojazdy: lokomotywy i wagony
• Trasy komunikacyjne: Tory kolejowe, mosty, tunele, wiadukty
• Sygnalizacja i kontrola: sygnalizacja kolejowa
• Węzły transportowe: dworce i dworce kolejowe
• Zasilacz: sieć trakcyjna i podstacje trakcyjne (na kolejach zelektryfikowanych), punkty tankowania i wyposażenie lokomotyw

Tramwaj to rodzaj ulicznego i częściowo ulicznego transportu szynowego do przewozu pasażerów po wyznaczonych trasach (najczęściej na trakcji elektrycznej), wykorzystywany głównie w miastach.

Metro

Metro (od francuskiego métropolitain, w skrócie chemin de fer métropolitain - „kolej metropolitalna”), metro (metro), angielski. pod ziemią, Amer. język angielski metro - w tradycyjnym znaczeniu kolej miejska z biegnącymi wzdłuż niej pociągami całopociągowymi do przewozu pasażerów, inżynieria oddzielona od jakiegokolwiek innego ruchu komunikacyjnego i pieszego (off-street). Ogólnie rzecz biorąc, metro to dowolny miejski system transportu pasażerskiego poza ulicą, wzdłuż którego kursują pociągi blokowe. Czyli podziemie w tradycyjnym znaczeniu, czy na przykład miejskie koleje jednoszynowe to przykłady odmian metra. Ruch pociągów w metrze odbywa się regularnie, zgodnie z rozkładem jazdy. Metro charakteryzuje się dużą prędkością na trasie (do 80 km/h) i przepustowością (do 60 tys. pasażerów na godzinę w jedną stronę). Linie metra można układać pod ziemią (w tunelach), na powierzchni i na wiaduktach (jest to szczególnie typowe dla kolei miejskich).

Jednoszynowy

Droga jednotorowa- system transportowy, w którym wagony z pasażerami lub wózki z ładunkiem poruszają się po belce zamontowanej na wiadukcie lub oddzielnych podporach - kolej jednoszynowa. Są to koleje uchylne - wagony spoczywają na wózku umieszczonym nad belką torowiska, a podwieszone - wagony są zawieszone na wózku i poruszają się pod kolejką.

Lekki transport kolejowy

Lekki transport kolejowy (również „lekki transport kolejowy”, LRT, od angielskiego Light Rail) – miejski transport szynowy, charakteryzujący się niższą od metra i kolei prędkością i przepustowością niż zwykły tramwaj uliczny.

Rodzajem lekkiego transportu szynowego jest tramwaj dużych prędkości, w tym tramwaj podziemny i kolej miejska). Jednocześnie różnice między takimi systemami lekkiej kolei z metra, kolei miejskiej (S-Bahn) są niejasne, co często staje się przyczyną błędów terminologicznych. Ogólnie termin ten jest zwykle używany w odniesieniu do szybkich zelektryfikowanych systemów kolejowych (na przykład tramwajów), odizolowanych od innych strumieni ruchu w większości sieci, ale umożliwiających jednopoziomowe skrzyżowania w ramach systemu, a nawet ruch uliczny ( w tym strefa tramwajowa i piesza). W przeciwieństwie do lekkiego metra, które jest bliżej zwykłego metra, lekka kolej znajduje się bliżej tramwaju.

Transport wiaduktem

Podniesione koleje (angielskie podniesione koleje, w skrócie w USA: el) to osobny system kolei miejskiej dużej prędkości poza ulicą lub część systemu kolei miejskich (S-Bahn), metra, lekki transport kolejowy (w zależności od wersji , liczbę wagonów i parametry masowe taboru), ułożonych nad ziemią na wiadukcie.

Samochód

Samochód (od auto ... i łac. Mobilis - ruchomy) to środek transportu drogowego z własnym silnikiem.Transport samochodowy jest obecnie najbardziej rozpowszechnionym rodzajem transportu. Transport samochodowy jest młodszy niż transport kolejowy i wodny, pierwsze samochody pojawiły się pod koniec XIX wieku. Zaletami transportu drogowego są zwrotność, elastyczność, szybkość.

niedogodności... Na wszystkich etapach produkcji, eksploatacji i utylizacji samochodów, paliw, olejów, opon, budowy dróg i innej infrastruktury motoryzacyjnej dochodzi do znacznych szkód środowiskowych. w szczególności tlenki azotu i siarki emitowane do atmosfery podczas spalania benzyny powodują kwaśne deszcze.

Samochody osobowe są najbardziej marnotrawnym środkiem transportu w porównaniu z innymi środkami transportu pod względem kosztów niezbędnych do przewiezienia jednego pasażera.

Transport drogowy wymaga dobrych dróg. Teraz w krajach rozwiniętych istnieje sieć autostrad - wielopasmowych dróg bez skrzyżowań, pozwalających na prędkość ponad stu kilometrów na godzinę.

• Pojazdy: różne typy samochodów - Samochody osobowe, autobusy, trolejbusy, ciężarówki;
• Trasy komunikacyjne: autostrady, mosty, tunele, wiadukty, wiadukty;
• Sygnalizacja i kontrola: przepisy ruchu drogowego, sygnalizacja świetlna, znaki drogowe, przeglądy pojazdów mechanicznych;
• Węzły transportowe: dworce autobusowe, dworce autobusowe, parkingi, skrzyżowania;
• Zasilacz: stacje benzynowe, sieć kontaktów;
• Pomoc techniczna: stacja obsługi samochodów (STOA), parki (autobus, trolejbus), usługi drogowe

Po uzgodnieniu samochody dzielą się na transport, specjalny oraz wyścigi... Transport służy do przewozu towarów i pasażerów. Pojazdy specjalne posiadają zamontowane na stałe wyposażenie lub instalacje i są wykorzystywane do różnych celów (pojazdy pożarnicze i użytkowe, warsztaty samochodowe, dźwigi samochodowe itp.). Samochody wyścigowe przeznaczone są do zawodów sportowych, w tym do ustanawiania rekordów prędkości (samochody wyścigowe). Z kolei pojazdy transportowe dzielą się na: samochody, ciężarówki oraz autobusy. Trolejbusowy- autobus z napędem elektrycznym. Samochody osobowe mogą pomieścić od 2 do 8 osób.

Samochody ciężarowe Obecnie przewożone są prawie wszystkie rodzaje ładunków, ale nawet na duże odległości (do 5 tys. km i więcej) pociągi drogowe (ciągnik i przyczepa lub naczepa) z powodzeniem konkurują z koleją w przewozie wartościowych towarów, dla których szybkość dostawy ma kluczowe znaczenie, na przykład produkty łatwo psujące się.

Samochody(samochody do użytku indywidualnego) - bezwzględna większość istniejących samochodów. Są one z reguły używane do podróży na odległość do dwustu kilometrów.

Publiczny transport drogowy Niskopodłogowe autobusy miejskie są obecnie używane głównie do jazdy w miastach i na przedmieściach, a międzymiastowe i turystyczne autobusy są wykorzystywane do międzymiastowego i międzynarodowego transportu regularnego i turystycznego. Te ostatnie różnią się od modeli miejskich układem podwyższonym poziomem podłogi (do umieszczenia pod nim bagażników), wygodną kabiną tylko z miejscami do siedzenia oraz obecnością dodatkowych udogodnień (kuchnia, garderoba, toaleta). Ze względu na wzrost komfortu autobusów turystycznych pod koniec XX wieku z powodzeniem konkurują one z koleją w zakresie przewozu turystów.

Rower

Rower (z łac. velox - fast i pes - noga) to dwu- lub (rzadziej) trójkołowy pojazd do ruchu, napędzany 2 pedałami poprzez przekładnię łańcuchową.

Velomobile to pojazd z mięśniowym przyczepieniem nóg, ramion, a nawet wszystkich możliwych mięśni.

Transport prowadzony przez zwierzęta

Wykorzystanie zwierząt do transportu ludzi i towarów znane jest od czasów starożytnych. Ludzie mogą jeździć na niektórych zwierzętach konno lub zaprzęgać je pojedynczo lub w grupach do wozów (wózków, transportów) lub sań do przewozu towarów lub pasażerów lub załadować je.

Guzhevoy Główny artykuł: Transport wózkowy

Transport konny to rodzaj transportu bezdrogowego, w którym jako trakcję wykorzystuje się siłę zwierząt (konie, woły, słonie, osły, wielbłądy, jelenie, lamy, psy itp.). Transport zaprzężony w zwierzęta był przez wiele stuleci główną formą transportu lądowego. Wraz z rozwojem sieci kolejowej (od 2 ćw. XIX w.) traci na znaczeniu dla przewozów dalekobieżnych, z wyjątkiem rejonów górskich i pustynnych oraz rejonów Dalekiej Północy. W XX wieku korzystanie z transportu konnego ograniczało się do obszarów, na których nie było kolei; nadal zachowane zostało znaczenie transportu konnego dla produkcji rolnej oraz dla transportu miejskiego i lokalnego; na dostawy do stacji kolejowych i portów oraz dostawy z nich. Jednak wraz z rozwojem transportu samochodowego i floty ciągników znaczenie transportu konnego również w tych obszarach gwałtownie spadło.

Główny artykuł: Transport paczek Transport paczek

Środek transportu towarów w góry, pustynie, zalesione tereny bagienne i tereny tajgi przy pomocy jucznych zwierząt. Znajduje zastosowanie tam, gdzie ze względu na warunki terenowe, charakter ukształtowania terenu lub stan pogody niemożliwe jest skorzystanie z pojazdów konnych, pojazdów mechanicznych lub helikopterów. Do zabezpieczania i trzymania ładunków na grzbiecie zwierzęcia stosuje się plecaki lub siodła do pakowania.

Werhowoj

Rurociąg

Transport rurociągowy jest dość nietypowy: nie ma pojazdów, a raczej sama infrastruktura jest środkiem transportu „w niepełnym wymiarze godzin”. Transport rurociągowy jest tańszy niż transport kolejowy, a nawet wodny. Nie wymaga dużej ilości personelu. Głównym rodzajem ładunku jest ładunek płynny (ropa, produkty naftowe) lub gaz. Rurociągi naftowe i gazociągi transportują te produkty na duże odległości w krótkiej linii przy minimalnych stratach. Rury układa się na ziemi lub pod ziemią, a także na wiaduktach. Przemieszczanie ładunków odbywa się za pomocą przepompowni lub tłoczni. Najpopularniejszym rodzajem transportu rurociągowego jest zaopatrzenie w wodę i kanalizacja. Istnieją eksperymentalne rurociągi, w których stałe materiały sypkie poruszają się w postaci zmieszanej z wodą. Inne przykłady rurociągów dla ładunków stałych to poczta pneumatyczna, zsyp do śmieci.

Pneumatyczny

Transport pneumatyczny- „zestaw instalacji i systemów służących do przemieszczania towarów masowych i jednostkowych za pomocą powietrza lub gazu”.

Podanie.

• do załadunku pojemników i kontrolowanego uwalniania z nich materiałów.
• przemieszczanie materiałów między magazynami a warsztatami.
• wypełnianie wyeksploatowanych przestrzeni kopalń skałą.
• usuwanie odpadów produkcyjnych, takich jak popiół, wióry, kurz.
• Poczta pneumatyczna służy do przenoszenia ładunków jednostkowych. Zamknięte kapsuły pasywne (pojemniki) poruszają się pod wpływem sprężonego lub odwrotnie rozrzedzonego powietrza przez system rurociągów, przenosząc w sobie lekkie ładunki i dokumenty. Ten rodzaj transportu z reguły służył do dostarczania poczty, listów, dokumentów, stąd jego nazwa. Poczta pneumatyczna była używana w XIX i XX wieku i jest używana do dziś, na przykład do dostarczania rachunków papierowych w supermarketach bez zabierania kasjera z miejsca pracy.

Poczta pneumatyczna- środek transportu, system przemieszczania towarów drobnych pod działaniem sprężonego lub odwrotnie, rozrzedzonego powietrza. Zamknięte kapsuły pasywne (kontenery) poruszają się w systemie rurociągów, niosąc w sobie lekkie ładunki i dokumenty. Ten rodzaj transportu z reguły służył do dostarczania poczty, listów, dokumentów, stąd jego nazwa. Poczta pneumatyczna była używana w XIX i XX wieku i jest używana do dziś, na przykład do dostarczania rachunków papierowych w supermarketach bez zabierania kasjera z miejsca pracy.

Inne rodzaje transportu lądowego

Winda (od angielskiej windy - do windy), stacjonarny podnośnik, zwykle o działaniu przerywanym z pionowym ruchem samochodu lub platformy wzdłuż sztywnych prowadnic zainstalowanych w szybie. Zaprojektowany do przemieszczania ludzi i towarów z reguły w pionie w tym samym budynku lub konstrukcji.

Ruchome schody

Schody ruchome (schody ruchome w języku angielskim; oryginalne źródło: łac. Scala - schody), przenośnik płytowy pochyły z ruchomym pasem schodkowym, służący do podnoszenia i opuszczania pasażerów na stacjach metra, w budynkach użyteczności publicznej, na skrzyżowaniach ulic i w innych miejscach o dużym przepływie pasażerów .

Winda

Elewator (łac. Winda, dosłownie – podnoszenie, od elevo – podnoszenie), maszyna o ciągłym działaniu, która transportuje towary w kierunku pionowym lub pochyłym. Wyróżnij wiadro E., półkę, kołyskę. Łyżka e. Przeznaczone są do podnoszenia pionowo lub stromo nachylonych (powyżej 60 °) ładunków masowych (pylistych, ziarnistych, nierównych), półkowych i kołyskowych e. ​​- do pionowego podnoszenia ładunków jednostkowych (części, worki, pudła itp.) z pośredni załadunek i rozładunek.

Kolejka linowa

Funicular (francuski funiculaire, z łac. Funiculus - lina, lina), konstrukcja podnosząca i transportowa z trakcją linową, przeznaczona do przemieszczania pasażerów i towarów po stromym podejściu na niewielką odległość. Znajduje zastosowanie w miastach i ośrodkach wypoczynkowych, a także na terenach górskich. Kolej linowa to winda, w której przemieszczanie się osób i towarów odbywa się w wagonach poruszających się po nachylonych torach kolejowych między stacją górną i dolną za pomocą liny połączonej z wagonami i wciągarką napędową. Napędzana wciągarka znajduje się zwykle w górnej stacji. Kolejki dzielą się na koleje pasażerskie, towarowe i towarowo-pasażerskie. Kolejki linowe mają ograniczoną dystrybucję ze względu na przerywany charakter pracy, długi czas wsiadania i wysiadania pasażerów lub załadunku i rozładunku, niskie prędkości (poniżej 3 m/s) oraz niemożność jazdy po trudnych trasach.

Droga kanałowa

Kolej linowa to rodzaj transportu do przemieszczania pasażerów i towarów, w którym do przemieszczania samochodów, wózków, kabin lub siedzeń służy lina trakcyjna lub niematerialna (lina) trakcyjna, rozpięta między podporami w taki sposób, że samochody (gondola) kabiny, krzesła, wózki) nie dotykają podłoża.

Po wcześniejszym umówieniu

Pod względem obsługiwanego obszaru cały transport dzieli się na trzy kategorie: transport publiczny obsługujący sferę ruchu i ludności, transport niepubliczny (przewóz wewnątrzprodukcyjny surowców, półproduktów, wyrobów gotowych itp.) , a także transport osobisty.

Transport publiczny

Transportu publicznego nie należy mylić z transportem publicznym (transport publiczny jest podkategorią transportu publicznego). Transport publiczny obsługuje handel (przewozy towarów) i ludność (ruch osobowy).

Transport publiczny

Transport publiczny to transport pasażerski, który jest dostępny i pożądany do użytku przez szerokie grupy ludności. Usługi transportu publicznego są zwykle świadczone za opłatą. Zgodnie z wąską interpretacją transportu publicznego, przypisane do niego pojazdy są przeznaczone do przewozu jednocześnie odpowiednio dużej liczby pasażerów i kursują na określonych trasach (zgodnie z rozkładem lub w odpowiedzi na zapotrzebowanie). Szersza interpretacja obejmuje również taksówki, riksze i podobne środki transportu, a także niektóre specjalistyczne systemy transportowe.

Wewnątrzmiejskie przewozy pasażerskie realizowane są autobusami, miejskim transportem elektrycznym (trolejbusy, tramwaje), taksówkami, a także transportem wodnym i kolejowym; w dużych miastach - metrem. W ruchu podmiejskim dominuje transport kolejowy i autobusowy, w ruchu dalekobieżnym – kolejowy i lotniczy, w międzykontynentalnym – lotniczy i morski.

Transport do celów specjalnych

• Transport technologiczny
• Transport wojskowy

Transport indywidualny

Według zużytej energii

Transport z własnym silnikiem

• Transport za pomocą silników krokowych
• Transport elektryczny
• Transport hybrydowy

Zasilany siłą wiatru

Napędzany siłą mięśni

Transport prowadzony przez człowieka

• Rower
• Velomobile to pojazd o napędzie mięśniowym, który łączy prostotę, oszczędność i przyjazność dla środowiska roweru ze stabilnością i wygodą samochodu.
• Statki - wiosłowanie - przy użyciu wioseł i przy użyciu kija.

Transport prowadzony przez zwierzęta

Obiecujące środki transportu

Istnieje wiele projektów dotyczących nowych środków transportu. Tutaj mówimy o niektórych z tych, które miały przynajmniej eksperymentalne wcielenie.

• Pociąg lewitacji magnetycznej lub Maglev(z angielskiego. lewitacja magnetyczna - „lewitacja magnetyczna”) to pociąg utrzymywany nad drogą, napędzany i sterowany siłą pola elektromagnetycznego. Taki pociąg, w przeciwieństwie do pociągów tradycyjnych, podczas ruchu nie dotyka powierzchni szyny. Ponieważ pomiędzy pociągiem a powierzchnią toru występuje szczelina, tarcie między nimi jest eliminowane, a jedyną siłą hamowania jest opór aerodynamiczny. Odnosi się do transportu jednoszynowego (chociaż zamiast szyny magnetycznej można ustawić kanał między magnesami - jak w JR-Maglevie).Prędkość, jaką osiąga pociąg lewitacji magnetycznej jest porównywalna z prędkością samolotu i pozwala mu konkurować z powietrzem transport w kierunkach krótko- i średniodystansowych (do 1000 km). Choć sama idea takiego transportu nie jest nowa, ograniczenia ekonomiczne i techniczne nie pozwoliły mu w pełni rozwinąć się: do użytku publicznego technologia została wdrożona tylko kilka razy. Obecnie Maglev nie może korzystać z istniejącej infrastruktury transportowej, choć zdarzają się projekty z umieszczeniem elementów magnetycznych między szynami konwencjonalnej kolei lub pod jezdnią.
• Osobisty transport automatyczny to rodzaj transportu miejskiego i podmiejskiego, który automatycznie (bez kierowcy) przewozi pasażerów w trybie taksówkowym, korzystając z sieci dedykowanych tras. w tej chwili na świecie istnieje tylko jeden system Osobistego Automatycznego Transportu. To jest sieć ULtra na lotnisku London Heathrow. System został otwarty dla pasażerów w 2010 roku. Istnieje również system Morgantown Personal Rapid Transit, który różni się od klasycznej koncepcji PRT zwiększonymi rozmiarami bryczki.
• Transport sznurka- projekt systemu transportowego opartego na wspólnym pojeździe planetarnym, łączącym cechy transportu drogowego i kolejowego, rozwijany od 1977 r. przez A. E. Yunitskiy'ego - "transport sznurkowy" - obecnie nie wyszedł poza ramy eksperymentalne. W 2001 roku w Ozyorach w obwodzie moskiewskim zbudowano eksperymentalny odcinek systemu transportu towarowego UST. Jednym z głównych elementów systemu transportu strunowego jest szyna strunowa (szyna strunowa), belka strunowa (belka strunowa) lub kratownica strunowa (kratownica strunowa) o specjalnej konstrukcji. Szyna (belka, kratownica) to z reguły wydrążone stalowe (w przyszłości - kompozytowe) pudełko, wewnątrz którego umieszczany jest pakiet rozciągniętych drutów (lub taśm, nici, prętów i innych wydłużonych elementów wytrzymałościowych) . Wewnętrzna przestrzeń skrzynki, niezajęta przez sznurki, wypełniona jest kompozycjami mineralnymi lub polimerowymi.

Zobacz też

• Rodzaje rowerów

Notatki (edytuj)

1. Słowo „transport” w słowniku ratunkowym na dicacadimic.ru
2. Sterowiec - TSB - Yandex.Dictionaries
3. Aeronautyka - TSB - Yandex.Dictionaries
4. Tramwaj - TSB - Yandex.Słowniki. Pobrano 28 lutego 2013 r. Zarchiwizowane z oryginału 9 marca 2013 r.
5. Jednoszynowa: Encyklopedia TSB - alcala.ru. Pobrano 28 lutego 2013 r. Zarchiwizowane z oryginału 9 marca 2013 r.
6. Buslov A.S. „Perspektywy rozwoju lekkiego transportu kolejowego w Woroneżu”. - № Zbiór streszczeń z międzynarodowej konferencji naukowej „Strategie i środki rozwoju dużych miast w centrum Rosji”, VSU, 2008.
7. W. W. Bakłanow „Wprowadzenie lekkiego transportu kolejowego jest jednym ze sposobów na poprawę jakości usług transportowych dla ludności Moskwy”. - № Międzynarodowa konferencja praktyczna "Trendy w rozwoju lekkiego transportu kolejowego w Moskwie" 16.10.2008.
8. 1 2 Samochód - TSB - Yandex.Słowniki. Pobrano 24 lutego 2013 r. Zarchiwizowane z oryginału 13 marca 2013 r.
9. ROWER. Pobrano 24 lutego 2013 r. Zarchiwizowane z oryginału 13 marca 2013 r.
10. 1 2 3 Vvedensky BA Mała radziecka encyklopedia. - M .: radziecka encyklopedia, 1959 .-- T. 3. - P. 222.
11. Transport paczek - TSB - Yandex.Dictionaries. Pobrano 18 lutego 2013 r. Zarchiwizowane z oryginału 13 marca 2013 r.
12. 1 2 Transport pneumatyczny - TSB - Yandex.Słowniki. Zarchiwizowane od oryginału 18 czerwca 2013 r.
13. Winda - TSB - Yandex.Słowniki. Pobrano 16 lutego 2013 r. Zarchiwizowane z oryginału 9 marca 2013 r.
14. Schody ruchome - TSB - Yandex.Słowniki. Pobrano 16 lutego 2013 r. Zarchiwizowane z oryginału 9 marca 2013 r.
15. Winda (mechaniczna) - TSB - Yandex.Słowniki. Pobrano 16 lutego 2013 r. Zarchiwizowane z oryginału 9 marca 2013 r.
16. Kolejka linowa - TSB - Yandex.Słowniki. Pobrano 28 lutego 2013 r. Zarchiwizowane z oryginału 13 marca 2013 r.
17. TRANSPORT. Pobrano 18 lutego 2013 r. Zarchiwizowane z oryginału 25 lutego 2013 r.
18. Ruch pasażerski - TSB - Yandex.Słowniki. Pobrano 28 lutego 2013 r. Zarchiwizowane z oryginału 13 marca 2013 r.
19. Wyszukiwarka, która działa w InfoWeb.net
20. Innowacyjne projekty
21. http://president.kremlin.ru/transscripts/6094

Spinki do mankietów

Smotritsky E. Yu Transport: doświadczenie refleksji filozoficznej

środki transportu, środki transportu substancji przez błony, środki transportu dla dzieci, zdjęcia środków transportu, środki transportu w języku angielskim, prezentacja środków transportu, rysunki środków transportu, środki transportu rosyjski

Rodzaje transportu Informacja o