Эволюция транспортных средств и коммуникаций
ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ
РЕФЕРАТ
на тему: « ЭВОЛЮЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ И КОММУНИКАЦИЙ»
выполнила: ст. 1 курса 2 гр. ФТТС
Иванченко Светлана
ОДЕССА 2008 г.
Тра́нспортное сре́дство — техническое устройство, предназначенное для перемещения грузов или людей.
В зависимости от характера дорог и сред, для движения в которых предназначено транспортное средство, различают:
● безрельсовые транспортные средства
· Автомобиль
· Автобус
· Автокар
· Амфибия
· Троллейбус
· Троллейкар
· Электромобиль
· Электробус
· Электрокар
· Рутьер
· Мотоцикл
· Мотороллер
· Электроцикл, электророллер
· Мопед, мокик, мофа, скутеретта
· АТВ, квадроцикл
· Велосипед
· Веломобиль
· Багги
· Трактор
· Вездеход
· Снегоболотоход
· Вездеход-пневматик
· Аэросани
· Авиамобиль
· Снегоход
· Судно на воздушной подушке
· Шнекоход
● рельсовые транспортные средства
поезд, трамвай, метро, цистерна
● летательный аппарат
самолёт, вертолёт
● космический летательный аппарат
космический корабль
● судно
морское, речное судно; подводная лодка
● трубопроводный транспорт
нефтепровод, продуктопровод, газопровод.
Но это - современные транспортные средства. Они прошли долгий путь развития, пока стали такими, какими мы их знаем.
Если спросить, какое изобретение человека самое древнее, все, наверное, назовут колесо А ведь древнее колеса – сани! Привязал два передних конца жердей к собаке, лошади или быку, а задние пусть волочатся по земле вот и готовы сани-волокуши.
Каких только разновидностей саней не создано за историю человечества! Тобогган – сани без полозьев. Нарты – сани с полозьями. Были даже жилища на нартах – "нартяной чум". Легкий каркас устанавливался на полозьях, а сверху обтягивался шкурами и парусиной. В таком жилище делали окна, а внутри устанавливали печку. Издавна сани – любимейшее средство развлечения и детей, и взрослых. В XVIII веке пользовались популярностью сани с парусом – на них совершали прогулки по ледяным озерам. Сани "богдыхана Поднебесной империи", как именовал себя китайский император, были закрытыми, а тащили их восемь слуг, обутых в башмаки с длинными гвоздями на подошвах.
В начале ХХ века начались попытки создания саней с механическим двигателем. Первую конструкцию таких саней придумал русский инженер А.С.Кузин в 1908 году. Его модель, снабженная авиационным двигателем, который вращал винт, установленный в трубе, развивал скорость до 70 км в час. С этого времени появилось множество всевозможных конструкций аэросаней, над которыми работали известные ученые и конструкторы. В 60-е годы создатель знаменитых пассажирских самолетов ТУ А.Н.Туполев придумал сани-амфибию на 6 человек. В таких санях можно ездить по льду рек: если он проломится, сани будут плавать.
У любых саней две основные части: полозья и сиденье, жестко скрепленные между собой. Кажется, трудно изобрести что-то новое. Но вот появилась идея сделать это соединение не жестким, а упругим. Дуговая перемычка соединяет полозья с сидением – она выполнена из листовой стали. Сталь упругая, и соединение работает как рессора. Стоит привстать – санки подпрыгнут, кататься на них не только весело, но и удобно. Еще изобретены сани с рулевым управлением – их поворотом можно управлять, выдвигая вперед то левый, то правый полоз. Не так давно в Германии придумали санки "юмбо" – это надувная подушка из прочного, но очень легкого синтетического материала. Санки устойчивы и скользят по любому снегу. Эти "пневмосанки" смягчают удары во время быстрой езды и столкновений с каким-либо предметом, а еще не дают маленьким ездокам замерзнуть. В сложенном виде сани вместе с насосом легко помещаются в небольшой сумке. Есть санки на лыжах (снегокат "Чук и Гек") – с сиденьем, тормозом, рулем и тремя полозьями. Есть санки на роликах – когда нет снега, переднюю часть санок приподнимают на веревке, и они катятся на колесиках.
В окружающем мире человек в основном видит движение линейное. Поэтому идея колеса, соединяющего вращение обода с поступательным движением оси, была далеко не очевидной и требовала немалой изобретательности.
Испокон веков люди перетаскивали грузы. Гладкий предмет волочить легче - это выяснилось быстро. Так родились салазки. Кто-то догадался подложить под них бревна-катки: так быстрее. Если бревно обжечь, чтобы оно было в середине уже, чем по краям, тогда груз не соскользнет. Следующий шаг - профилирование: широкий край бревна становится все тоньше, пока не отделяется от середины. Вот оно - первое колесо! Наконец неведомый гений изобрел ступицу, в нее вставляется ставшая неподвижной ось. Осталось закрепить платформу - и повозка готова.
Изображения салазок с колесиками (3000 г. до н. э.) найдены в Междуречье в шумерском городе Урук. К 2700 году до н. э. там же появляются рисунки повозок. В это же время шумеры начинают хоронить своих царей вместе с колесницами. Эти погребения найдены в Кише, Уре, в эламском городе Сузы.
Хотя лошадь приручили на тысячу лет позже, и повозку еще долго таскали онагры - азиатские ослы.
Уже в середине III тысячелетия до н. э. деревянное колесо оборачивали в кожу, а к 2000 г. до н. э. стали забивать в обод медные гвозди острием наружу - для лучшего сцепления с землей. Колеса еще сплошные, но уже не вырезанные из цельного ствола, а составные, сколоченные из трех частей. Такую древесину найти легче. Примерно тогда же люди приручают лошадь, и повозки разделяются на быстрые конные двуколки - боевые колесницы и экипажи правителя - и двухосные телеги с впряженным волом - для хозяйства.
Повозка едет на восток через степи Азии от одних племен к другим (слово «телега» - монгольского происхождения). Это фиксируют наскальные рисунки южной Сибири. Кочевники-скотоводы делают большие крытые повозки - дома на колесах. К середине II тысячелетия до н. э. колесо докатилось до Китая эпохи царства Инь.
Слова «коло» и «рото» - колесо - были в индоевропейском, общем предке германских, славянских, романских, иранских языков... Значит, они возникли на прародине индоариев - в восточной Турции и северном Ираке в III тысячелетии до н. э. Именно оттуда начинается расселение племен, включая великую миграцию индоариев в Европу. Их победоносное шествие было в немалой степени обеспечено военным успехом колесниц. По ходу миграции совершенствуется и само колесо. У того, что к 2000 году до н. э. доехало до нынешней Голландии, уже имелись спицы и обод.
Дальнейшее развитие колеса в Европе связано почти исключительно с кельтскими племенами. Около 1500 года до н. э. они научились «обувать» обод металлом, а через пару веков, ко времени Троянской войны, колесница становится почти целиком металлической. На таких сражаются гомеровские герои. Такими восхищается библейский пророк Наум: «По улицам несутся колесницы, гремят на площадях; блеск от них, как от огня; сверкают, как молния». Усовершенствование повозки продолжается. Две оглобли вместо одной видны на рельефе ассирийского царя Ашшурнасирпала II (850 г. до н. э.). А на другом краю земли, в датском Дьерберге наскальный рисунок (1 век до н. э.) изображает повозку с подвижной передней осью: до нее телеги были крайне неповоротливы. В Риме они такими и остались. Кстати, воевавшие с варварами-кельтами римляне строили лучшие в мире дороги, но почти не занимались транспортными средствами, за исключением того, что научились около 100 года до н. э. запрягать коней цугом. Однако в быту по-прежнему использовались тяжелые колеса без спиц, и Вергилий называет телеги «скрипучими» и «стонущими», хотя ступицы смазывали жиром или дегтем. Эти повозки разбивали дорогу, и в 50 году до н. э. был принят первый закон, ограничивший нагрузку на одно колесо до 250 кг. Зато у римлян колесо заработало в водяной мельнице и в лебедке.
За три тысячи лет своего вращения колесо перевернуло жизнь почти всего Старого Света. А вот до Африки южнее Сахары, до Юго-Восточной Азии и, по понятным причинам, до Австралии так и не докатилось. Приплыв в Америку, испанцы были поражены тем, что инки не знали колеса. В Новом Свете не было крупного скота, за исключением лам, и инки надрывались на волоке. А ацтеки использовали колеса лишь в игрушках.
Несмотря на многочисленные нововведения, сущность колеса за прошедшие тысячелетия не изменилась — до сих пор это был просто вращающийся диск.
Однако уже в ближайшее время колесо могут ждать весьма существенные перемены: компания Siemens VDO представила свою концептуальную разработку eCorner, которая объединяет в колесе двигатель, подвеску, тормоза и рулевое управление автомобиля. Разработчики уверенны, что в будущем автопроизводителям будет достаточно создать кузов и установить на него колеса - машина готова.
Разрез колеса eCorner: 1 - обод, 2 - встроенный электромотор, 3 - тормозной механизм EWB, 4 - активная подвеска, 5 - электропривод рулевого управления
.
Электродвигатель в eCorner располагается непосредственно на ободе колеса и может работать не только при разгоне, но и при торможении, регенерируя электроэнергию и заряжая батареи. При этом специалисты компании уверяют, что коэффициент полезного действия (КПД) у подобного электродвигателя может достигать 96 процентов. Для сравнения КПД самых совершенных бензиновых и дизельных двигателей не превышает 50 процентов, а перспективные гибридные силовые установки будущего смогут достигнуть только 85 процентов КПД.
В случае, когда тормозного момента двигателя недостаточно, остановить машину помогут дисковые тормоза с электронным управлением EWB. Колодки здесь прижимаются к диску не гидравлическими цилиндрами, как на обычных машинах, а двумя электромоторами. Такая конструкция позволяет управлять торможением каждого колеса автономно и избавляет автомобиль от громоздкой и ненадежной единой тормозной системы.
История автомобилестроения
Автомобиль не был изобретен в один день одним изобретателем. История автомобиля отражает развитие, происходившее во всем мире. Более чем 100 000 патентов создали современный автомобиль. Однако, мы можем указать на основные вехи в развитии.
Самое первое самоходное дорожное транспортное средство было военным трактором, которое в 1769 г. изобрел французский инженер и механик Николас Джозеф Кагнот (1725 - 1804). Чтобы привести его в действие, Кагнот использовал паровой двигатель. Трактор был построен по его чертежам в Парижском Арсенале механиком Брезином. Это трехколесное транспортное средство использовалось французской Армией для буксировки артиллерии с огромной скоростью 2,5 мили в час. Он должен был останавливаться каждые десять - пятнадцать минут для создания паровой тяги.
Автомобили приводились в движение паровыми двигателями: сгорая, топливо нагревало воду в котле, создавая пар, который расширялся и выдвигал поршни, которые поворачивали коленчатый вал, который поворачивал колеса. В начальном периоде развития самоходных транспортных средств - и автомобили, и транспортные средства железной дороги развивались на паровых двигателях. (Cugnot также спроектировал два паровых локомотива с паровыми двигателями.)
Паровые двигатели не были единственными двигателями, используемыми в ранних автомобилях. Были также изобретены транспортные средства с электрическими двигателями. Между 1832 и 1839 (точный год неизвестен), Роберт Андерсон из Шотландии изобрел первый электрический вагон. Электрические автомобили использовали перезаряжающиеся батареи, от которых работал маленький электрический двигатель. Транспортные средства были тяжелы, медленны, дороги, и должны были часто останавливаться для перезарядки. И паровые, и электрические автомобильные двигатели перестали развивать (особенно из-за большого утяжеления автомобиля), вместо них начали разрабатывать двигатели, работающие на газе.
Однако, паровые двигатели очень успешно использовались в локомотивах.
Настоящий рывок в развитии транспортных средств произошел с появлением двигателей внутреннего сгорания.
В 1899 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ. В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешения. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой - сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебон вынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, не успев воплотить в жизнь свое изобретение.
В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Честь создания коммерчески успешного ДВС принадлежит бельгийскому инженеру Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришел к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.
В 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Немецкий изобретатель Август Отто в том же 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя. Вскоре была создана фирма "Отто и Компания". Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15%, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.
Отто упорно работал над усовершенствованием его конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырехтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ (получали его на газовых заводах методом сухой перегонки из каменного угля), сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два - в Москве и Петербурге.
Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Еще в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешел к более легкому нефтепродукту- бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом.
Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых "испарительных" карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно.
Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Изобретателем его был немецкий инженер Юлиус Даймлер.
Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из легких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень легким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счет увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый бензиновый двигатель с зажиганием от раскаленной полой трубочки, открытой в цилиндр.
Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях заставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году взял патент на карбюратор с жиклером, который был прообразом всех современных карбюраторов. Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объем цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.
В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырехцилиндровые.
Однако, ДВС очень загрязняют окружающую среду продуктами сгорания топлива. Особенно это актуально в городах, поэтому в мире уже выпускаются серийные электромобили (бюджетный французский электромобиль – QPOD City Elec , электромобиль среднего ценового диапазона из Норвегии – Kewet Buddy, Индийский серийный электромобиль – Reva Classe , китайский американец – электромобиль Zap Xebra, электромобиль из родины "Жигулей" – Ydea Electric, серийный закрытый электромотоцикл – Myers Motors No more Gas (NmG) , Maranello SCE – итальянский тяжелый электроквадроцикл). Идею чистого транспорта отвергают противниками электромобилей, которые не столько многочисленны, сколько влиятельны (мир сидит на "нефтегазовой игле" и эта зависимость уже давно является наркотической...). Уже сейчас ездить на электромобиле не только экологично, но и материально выгодно. Основной довод против электромобиля - малый запас хода на одном заряде аккумуляторной батареи. Этот недостаток с лихвой компенсируется тем фактом, что большинство внутригородских поездок совершаются в цикле "на работу – домой" и, в среднем, перемещения осуществляются на 25-30 км в день, причем перевозится, в среднем, 1,3 человека. Современный электромобиль – это средство для внутригородской коммуникации в средних и малых городах.
В деле вытеснения бензиновых двигателей и дизелей у электромотора есть серьезный конкурент-союзник. Это — разного рода водородные двигатели.
Главные мастера по сжиганию водорода с образованием воды вместо выхлопных газов — два автогиганта. Один европейский — BMW, другой японский — Mazda. Строить автомобили с двигателями внутреннего сгорания на водороде в Мюнхене стали еще в 70-е годы. А уже в 2006 году BMW представила серийный (да еще и люксовый!) автомобиль Hydrogen 7, построенный на базе седана 7 серии. Максимальная скорость экологически чистого BMW составляет 230 км/ч, а до сотни «водородомобиль» разгоняется за 9,5 секунд — неплохо, учитывая габариты и вес машины.
Японская компания Mazda, славящаяся тягой к творческим поискам, еще в 1991 году представила прототип машины с роторным водородным двигателем. На достигнутом японцы не остановились, и 15 лет спустя, после долгих исследований и тщательных испытаний, выпустили Mazda RX-8 Hydrogen REnbsp; с роторной же установкой Ванкеля, КПД которого гораздо выше, чем у обычного поршневого двигателя.
Но надо заметить, что к водородным технологиям человечество присматривается не первый десяток лет: еще в 80-е годы советские авиастроители создали самолет Ту-155 на альтернативном топливе, а инженеры той же фирмы Mazda строили свой ротор полтора десятилетия — и те и другие были отнюдь не одиноки в своих усилиях. В последнее время в новостях все чаще мелькают сообщения о разработках или даже уже об успехах той или иной компании на этом поприще, и это значит, что, наряду с электрической эрой, грядет и водородная. Вполне вероятно, что конец нефтяного века будет отмечен возникновением все более странных и, как теперь принято говорить, «диверсифицированных» сочетаний, казалось бы, несоединимых компонентов в необычных, но все более и более экономичных и экологичных гибридных двигателях.
В середине XIX века для преодоления бездорожья был изобретен, а в начале ХХ века стал все чаще применятся новый движитель-гусеница. В 1879 году русский изобретатель Федор Абрамович Блинов получил патент на созданный им «гусеничный ход». В 1912 году американская фирма «Холт» стала выпускать тракторы на гусеницах и с двигателями внутреннего сгорания. Выпускаются различные виды тракторов не только для сельского хозяйства, но и для промышленности.
ТРОЛЛЕЙБУС (англ. trolleybus, от trolley - контактный провод, роликовый токоприемник и bus - автобус), вид городского безрельсового транспорта. Постоянный ток для питания тяговых двигателей поступает от контактной сети через подвесные (троллейные) провода. Сочетает преимущества трамвая и автобуса. Первый троллейбус создан в 1882 в Германии; в России - в 1933.
ТРОЛЛЕЙВОЗ (от англ. trolley - контактный провод, роликовый токоприемник), грузовой троллейбус. Разновидность троллейвозов - дизель-троллейвоз.
Для движения безрельсовых видов транспорта достаточно любой ровной твёрдой поверхности. При регулярном движении дороги образуются сами собой, тем не менее в большинстве случаев их приходится строить специально и покрывать слоем асфальтобетона или другого подходящего материала. Дороги без твёрдого покрытия сильно пылят в сухую погоду, а во время дождей и особенно весеннего таяния снегов раскисают.
Первым видом дорожного транспорта были лошади и волы, несущие товары по грязным дорожкам, часто совпадавшим с тропами зверей. По мере развития коммерции, пути стали выравнивать и расширять, чтобы они соответствовали возросшей деятельности людей.
С появлением Римской Империи у многочисленных армий возникла необходимость быстрого перемещения из одной области в другую, а существовавшие тогда дороги часто были размытыми, что значительно задерживало передвижение большой массы войск. Для разрешения данной проблемы, римляне построили отличные дороги. Дороги Римской Империи использовали глубокое дорожное полотно из битого камня в качестве нижнего слоя, для того, чтобы дороги были сухие. Благодаря битому камню вода уходила, вместо того, чтобы превратиться в грязь на глиняных почвах. Легионы быстро передвигались по ним, а некоторые из тех дорог до сих пор используются тысячелетие спустя.
На наиболее трудно преодолеваемых маршрутах использовались дополнительные слои, включавшие в себя шестиугольные камни или кирпичи для мощения, уменьшавшие пыль, а также скольжение колёс. Кирпич позволил римским колесницам передвигаться очень быстро, что обеспечивало хорошую связь с римскими провинциями. Сельские дороги часто мостились, прежде всего, в сторону города, для того чтобы продукция была чистой. Для уменьшения ударов, в транспорт на лошадиной тяге были внедрены первые виды пружин и рессор, так как сначала мостовые часто были не идеально выложены.
С началом промышленной революции были разработаны паровые двигатели, но в большинстве своём они были слишком тяжёлыми для обычных дорог и применялись на железных дорогах, где вес воспринимался рельсами, уменьшавшими также сопротивление движению. Следует заметить, что обычная ширина британской рельсовой колеи (1435 мм) такая же, как и колея римских колесниц, так как это был обычный размер колеи повозок с тех пор.
Во времена Индустриальной революции, а также из-за развития вследствие этого коммерции, улучшенное дорожное сообщение стало крайне необходимым. Дождь вместе с грязными дорогами заставил торговлю увязнуть в грязи. Шотландец по имени МакАдам (McAdam) разработал первое современное шоссе. Он создал недорогой материал для дорожного полотна из соединения почвы и камня (также известный как «макадам» («macadam»)). МакАдам также насыпал дорогу на несколько футов выше, чем окружающая местность, чтобы заставить воду стечь с её поверхности (тем самым, он дал рождение термину автострада (от англ. «highway» — высокая дорога)) Когда же его состав покрыли гудроном (от англ. «tar» — смола, гудрон), его стали называть «tarmacadam», или просто «tarmac» — асфальт.
Когда лошадиные экипажи были заменены автомобилями и грузовиками, а скорости увеличились, необходимость в гладких дорогах и меньших вертикальных колебаниях стала более очевидной, вследствие чего, были разработаны пневматические шины для уменьшения явно излишней жёсткости.
С развитием, массовым производством и всеобъемлющей популярностью автомобиля, стали необходимы дороги с большей пропускной способностью. В 1920-е годы появились автострады с ограниченным доступом. Их отличительными чертами были двойные проезжие части с пунктами доступа, ограничивающими (но не всегда) смешивание различных классов автомобилей. Их двойные проезжие части пропускали большое количество автомобилей, а отсутствие необходимости в светофорах, наряду с маленькими наклонами и плавными поворотами, позволило достигать бо́льших скоростей. Велосипедисты также вскоре выступили за поддержку хороших дорог.
Первые дороги с ограниченным доступом были Парковые (от амер. «Parkways»). Их так называли из-за их часто «паркоподобного» ландшафта, а в районе Метрополитен, г. Нью-Йорк, они соединяли местную систему парков. В 1930-х появились Немецкие Автобаны (от нем. «Autobahn» — автомобильная дорога, автострада), которые высоко подняли стандарты проектирования дорог и их скорости. В том же десятилетии США начали строительство платных дорог по подобным жёстким требованиям.
В поздние 1940-е и ранние 1950-е, после Второй мировой войны , прервавшей развитие автомагистралей, США продолжили строительство платных дорог. Они должны были удовлетворять ещё более жёсткие требования и стандарты. Одна из дорог — Нью-Йоркская штатная магистраль (от амер. «NY State Thruway») — удовлетворяла этим требованиям и стала прототипом для Американской Межштатовой Автодорожной Системы (от амер. — «American Interstate Road System») Эта система использует полосы движения шириной в 12 футов (3,65 м), широкие разделительные полосы, уклоны максимум 4% и полный контроль доступа к ним. Система была запущена в середине 1950-х и создала сеть континентальных масштабов для соединения каждого населённого пункта с числом жителей от 50 000 и более.
Доро́га — обустроенная или приспособленная и используемая для движения транспортных средств полоса земли либо поверхность искусственного сооружения, например, моста. Дорога включает в себя одну или несколько проезжих частей, а также трамвайные пути, тротуары, обочины и разделительные полосы при их наличии.
Виадук Мийо (фр. le Viaduc de Millau) — вантовый дорожный мост, проходящий через долину реки Тарн вблизи города Мийо в южной Франции.
Это самый высокий транспортный мост в мире, одна из его опор имеет высоту 341 метр — немного выше, чем Эйфелева башня, и всего на 40 метров ниже, чем Empire State Building.
Мост был торжественно открыт 14 декабря 2004 года и открыт для движения 16 декабря 2004 года.
Интересно, когда в нашей стране появятся деньги на осуществление подобных проектов?
Рельсовые транспортные средства
Рельсовые транспортные средства (РТС) предназначены для передвижения по специальным дорогам с особыми направляющими, с которыми образуют особую транспортную систему, т.н. железную дорогу.
Различают РТС обычного типа, т.е. перемещающиеся по обычным двухрельсовым железным дорогам нормальной колеи. К ним относятся самодвижущиеся РТС, включая локомотивы паровозы, тепловозы, электровозы, газотурбовозы и теплопаровозы), автомотрисы, дрезины, дизель-поезд, трамваи и метрополитен; прицепные РТС: вагоны и т.д.
Узкоколейные РТС — для работы на вспомогательных двухрельсовых ж.д. с уменьшенной колеей.
Универсальные или комбинированные РТС (локомобили) — для маневровой и(или) ремонтной работы как на ж.д. путях, так и безрельсовых дорогах.
Монорельс — РТС для передвижения по ж.д. особой конструкции с единственным направляющим рельсом.
К РТС иногда относят высокоскоростные поезда на магнитной подушке и на воздушной подушке, отличающиеся принципиально иной конструкцией «движитель—дорога».
В XVI веке на рудниках появились первые рельсы гладкие деревянные брусья, уложенные на лежни, зарытые в землю. Телега по таким рельсам катилась легче, чем по земле, и лошадь могла везти значительно больший груз. Но деревянные рельсы были недолговечны, их поверхность скоро становилась неровной. Люди искали замену для дерева и нашли: на смену дереву пришел металл.
В 1764 году гениальный русский гидротехник Козьма Дмитриевич Фролов построил на Алтае на берегах двух рек Змеевки и Корбалихи, где раскинулся Змеиногорский рудник, первое в мире полностью механизированное предприятие по добыче и обработке руды. На этом предприятии вагонетки, груженные рудой, перемещались, по первым в мире металлическим рельсам. На этом же руднике Фролов сделал первую попытку использовать для передвижения вагонеток механическую силу. Они двигались с помощью вращаемых водой колес, лебедок и канатов.
Рельсовый путь Фролова намного опередил подобные изобретения за пределами России, в частности и «первый рельсовый путь» англичан, который появился на металлургических заводах Дерби в графстве Йоркшир лишь спустя четыре года.
Успех Фролова не был единичным. В 1788 году на Александровском чугунолитейном заводе в Петрозаводске строится под руководством А. С. Ярцева чугунная дорога длиной более 160 метров. Рельсы этого пути были уголковые. По одной, горизонтальной, полке катились колеса тележек, а другая вертикальная, не позволяла им соскакивать в сторону.
По ровной поверхности чугунных рельсов колеса катились еще лучше, и теперь уже одна лошадь могла везти несколько телег. Так задолго до изобретения паровоза появился первый железнодорожный поезд.
Развитие рельсового транспорта продолжалось. В1806 году сын Фролова Петр Фролов, которого по праву называют пионером рельсового транспорта, идя по стопам отца, предложил проект постройки чугунных дорог. По его замыслу чугунные дороги должны были дополнить естественные водные пути и каналы. Проект не нашел поддержки, его автор смог лишь добиться разрешения на постройку опытной дороги протяженностью 1867 метров. И в 1810 году первая в России рельсовая дорога с конной тягой вошла в строй. Она отличалась от приспособленных к рельефу местности английских дорог тем, что была строго горизонтальной благодаря постройке моста, виадука и выемки. На дороге были уложены чугунные рельсы с выпуклой поверхностью катания. Чугунные же ободья повозок имели желобчатую поверхность. Рельсы посредством приливов на их концах укреплялись на продольных деревянных брусьях и вместе с ними укладывались на шпалы.
Состав из трех вагонеток тянула одна лошадь, перевозя за день до 65 тонн руды. Путь в оба конца занимал полтора часа. Фролов применил также поворотный круг для перемещения состава на боковые ветки. Транспортировка такого количества руды по грунтовой дороге потребовала бы 25 лошадей. Начальство с удовлетворением отметило, что на Змеиногорской дороге и «Выгода к перевозке руд против обыкновенной столь очевидна, что делает честь основателю оной». Дорога превосходила все подобные сооружения, имевшиеся в то время за рубежом. Лишь спустя 17 лет подобная дорога была построена в Америке. Тем не менее фроловские проекты больших рельсовых дорог так и не были осуществлены.
Рельсовые пути на Змеиногородском руднике и Александровском заводе, конная «чугунка» Петра Фролова были первыми прообразами железных дорог наших дней.
Прошло почти полвека, прежде чем человек поставил паровую машину на колеса и заставил ее перемещать грузы.
Первые прототипы будущего паровоза появляются в начале XIX века. В то время еще плохо были изучены законы сцепления колес с рельсами, и люди думали, что колеса самодвижущейся повозки будут скользить по гладкой поверхности рельса, вращаясь на одном и том же месте. Поэтому человек стал работать над созданием таких приспособлений, которые могли бы помочь повозке передвигаться по гладким рельсам.
Появляется паровоз, с зубчатыми колесами ни при вращении зацеплялись за зубья рейки, уложенной вдоль пути. Но зубья оказались плохими помощниками - часто ломались, и поэтому от них пришлось отказаться.
Вслед за паровозом с зубчатыми колесами появляется паровоз с ногами, похожий на гигантского кузнечика. Но не суждено было этому необычному шагающему паровозу благополучно закончить свой путь. Спустя несколько минут, когда поезд уже преодолел два десятка метров, раздался взрыв - лопнул котел. За свои ноги этот паровоз получил название «шагающей машины».
Весной 1813 года один из владельцев Клингвортских копей лорд Лавенсворт получил письмо, в котором машинный мастер Стефенсон предлагал заменить лошадей «ходячими машинами». Стефансон получил согласие и необходимые деньги. Спустя год паровоз был готов. Он имел четыре колеса диаметром 90 сантиметров и котел длиной 2. 4 метра. Машина состояла из двух цилиндров. Движение поршней передавалось колесам при помощи зубчатой передачи. 25 июля 1815 года паровоз испытали. По словам очевидца, он мог «тащить помимо собственной тяжести, восемь груженых повозок, общим весом около тридцати тонн со скоростью четыре мили в час». В том же году Стефенсон создает второй паровоз, а в 1816 году третий. Он строит не только паровозы, но и дороги. 18 ноября 1822 года при огромном стечении зрителей была открыта Геттонская железная дорога длиной 12,8 километра, построенная по его проекту. В наши дни изобретателем паровоза справедливо считают Стефенсона. Но сам Стефенсон в свое время был несколько другого мнения. «Паровоз, - сказал он, - изобретение не одного человека, а целого поколения инженеров-механиков». И он был прав. Усилиями многих талантливых изобретателей поставленная на колеса паровая машина приобрела дошедшие до наших дней формы паровоза, а примитивные рельсовые дороги копий и заводов превратились в пути сообщения массового пользования.
В середине 90-х годов XIX века в США был построен первый электровоз постоянного тока, получавший энергию от тяговых подстанций, и электрифицирована железнодорожная линия.
Электрическая и тепловозная тяга вытеснила прежнюю паровую тягу со всех многочисленных магистралей нашей страны. На пригородных электрифицированных линиях пассажиры ездят в электропоездах (электричках), состоящих из моторных и прицепных вагонов. Пригородный электропоезд может развивать скорость до 130 км/ч.
Тепловозы появились на советских железных дорогах более 80 лет назад. Тепловоз сложнее электровоза и стоит дороже, зато он не требует контактной сети, тяговых подстанций. Тепловоз можно использовать везде, где только уложены железнодорожные пути. Но он нуждается в нефтяном топливе, запасы которого ограничены. Применяются тепловозы для маневров в пределах железнодорожных станций.
МЕТРОПОЛИТЕН (метро), вид рельсового пассажирского транспорта, перспективный в условиях больших городов с насыщенным уличным движением. Отличается высокой эксплуатационной скоростью (до 45 км/ч) и провозной способностью (до 60 тыс. пассажиров в 1 ч в одном направлении). Линии метрополитена обычно прокладывают под землей (в тоннелях), при необходимости по поверхности и на эстакадах.
Первая линия метрополитена (3, 6 км) построена в Лондоне (1863). С 1868 метрополитен действует в Нью-Йорке. Старейшие метрополитены на Европейском континенте - Будапештский (1896), Венский (1898) и Парижский (1900). Впоследствии метрополитены были построены в Мадриде, Барселоне, Афинах, Стокгольме, Осло, Токио и других городах.
ТРАМВАЙ (англ. tramway, от tram - вагон и way - путь), городская наземная электрическая железная дорога; вагон или несколько вагонов (чаще все моторные). Питание осуществляется постоянным током напряжением 500-700 В обычно через подвесную контактную сеть (обратный провод - рельсы). Трамваи появились в 80-х г