Ajoneuvojen tyypit, ominaisuudet ja käyttötarkoitus. Julkinen liikenne Moottoriajoneuvon ajaminen

Tavaroiden kuljetukseen rakentamisessa käytetään maa-, vesi- ja lentoliikennettä, joista massiivisin (yli 90 % kaikesta kuljetuksesta) on maalla (auto, traktori, rautatie ja putkisto).

Jakaa autoteollisuus kuljetusten osuus rakennusmateriaalien, koneiden ja laitteiden kuljetuksista on yli 80 %. Kustannukset vain autojen kuljetus muodostavat 12…15 % rakennus- ja asennustöiden kustannuksista. Kuorma-autot, traktorit, pneumaattiset pyörätraktorit ja niiden pohjalta valmistetut yleis- ja erikoiskäyttöiset perävaunut ja puoliperävaunut suorittavat pääasiallisen rakennusalan tavarakuljetuksen.

Traktori kuljetusta käytetään harvemmin kuin maantiekuljetusta tapauksissa, joissa sen järjestäminen ei ole taloudellisesti kannattavaa autotiet tai kun ajoneuvojen käyttö on teknisistä syistä vaikeaa tai mahdotonta.

Perävaunut ja puoliperävaunut ovat ei-itseliikkuvia ajoneuvoja. Ne siirretään traktorin taakse.

Putkien läpi rakentamisessa ne siirtävät irtotavaraa suoraan ilmavirrassa (pneumaattiset kuljetusyksiköt) ja sisään kontit - säiliöt ovat yleensä muodoltaan lieriömäisiä, ja niitä siirretään pyörillä ilmanpaineella putken sisällä olevia kiskoja pitkin. Siirrä myös konteissa kappalelastia. Suurten pääomainvestointien ja konttien lastaus- ja purkuasemien tiukan sitomisen vuoksi tämän tyyppinen kuljetus ei ole vielä löytänyt laajaa käyttöä rakentamisessa.

Kaikki muut liikennemuodot eivät ole pelkästään rakentamista, vaan niitä käytetään myös rakennusmateriaalien kuljettamiseen. Niin, rautatie tavarat kuljetetaan kuljetuksissa keskitetysti suurien tilojen rakentamisen olosuhteissa, joiden kuljetusetäisyydet ovat yli 200 km. Tämän tyyppistä kuljetusta käytetään myös louhosten sisäisissä ja teknologisissa kuljetuksissa.

Vesi kuljetusta, jolla rakennusmateriaaleja kuljetetaan joki- ja merialuksilla, käytetään samoihin tarkoituksiin.

ilmaa kuljetus on kallein kuljetusmuoto, minkä vuoksi sitä käytetään vain rakentamiseen vaikeapääsyisillä alueilla maa- ja vesiliikenteen puuttuessa, myös silloin, kun niitä ei ole mahdollista käyttää ilmasto-olosuhteiden vuoksi.

5.2 Kuorma-autot

Kuorma-autoilla on suhteellisen suuri liikenopeus, ohjattavuus, pieni kääntösäde, ne selviävät melko jyrkistä nousuista ja laskuista, ne on mukautettu toimimaan perävaunujen, puoliperävaunujen kanssa yleisiin ja erikoistarkoituksiin, ja ne voidaan varustaa myös lastauksella ja purkamisella mekanismit.

Erottaa kuorma-autot yleiskäyttöinen, erikoistunut ja erikoistunut.

Yleiskäyttöisiin ajoneuvoihin(kuva 5.1) sisältää autot, joissa on avoin alusta ja taitettavat sivut minkä tahansa lastin kuljettamiseen (katso kuva 5.1, a) mukaan lukien autot maasto(katso kuva 5.1, b) kaikilla vetävillä pyörillä, sekä varustettu kytkentävetopyörällä 1 (katso kuva 5.1, v) perävaunujen ja puoliperävaunujen vetämiseen. Yhdessä perävaunun tai puoliperävaunun kanssa muodostuu ajoneuvo maantiejuna.

Erikoisajoneuvot(maantiejunat) on suunniteltu kuljettamaan yhtä tai useampaa homogeenista lastityyppiä (irtomateriaalit, putket, ristikot, teräsbetonituotteet jne.). Tietyntyyppiset erikoisajoneuvot on varustettu nostolaitteilla tavaroiden itsenäistä lastaamista ja purkamista varten.

Erikoisajoneuvoihin sisältää ajoneuvot, jotka on suunniteltu kuljettamaan tietyntyyppisiä rahtia ja jotka on varustettu erityisillä laitteilla muiden kuin kuljetustoimintojen suorittamiseksi (sekoitus, lämmitys jne.) kuljetettavien tavaroiden turvallisuuden varmistamiseksi.

Kuorma-autot massatuotanto niillä on yksi suunnittelujärjestelmä ja ne koostuvat kolmesta pääosasta: moottorista, alustasta ja tavarakorista. Ajoneuvojen rungot ovat puinen tai metallinen taitettava sivutaso, joka on tarkoitettu pääasiassa kappaletavaran kuljetukseen. Lava-autoja käytetään yhdessä yksiakselisten perävaunujen kanssa pitkien kuormien - putkien, paalujen, tukien, valssatun metallin jne. - kuljettamiseen.

Teollisuus tuottaa lyhennetyllä pohjalla ja lyhennetyllä takarungon ylityksellä varustetun vakioalustan pohjalta kuorma-automallisia vetoautoja, jotka toimivat yhdessä yksi- ja kaksiakselisten puoliperävaunujen kanssa. Tällaisen traktorin alustarunkoon on kiinnitetty pohjalevy ja vetopöytäkytkin, joka havaitsee kuormatun puoliperävaunun painovoiman ja välittää siihen auton kehittämän vetovoiman. Kuorma-autotyyppisten puoliperävaunullisten vetoautojen käyttö mahdollistaa tehokkaamman moottorin tehon käytön ja lisää merkittävästi ajoneuvon kantokykyä.

Kuorma-autoissa käytetään polttomoottoreita - kaasutin- ja dieselmoottoreita. Alusta koostuu hydromekaanisista tai mekaaninen voimansiirto, alustan ja koneen ohjausmekanismit.

Vaihteisto välittää vääntömomentin moottorin akselilta vetopyörille ja käyttää myös erilaisia ​​ajoneuvoon asennettuja laitteita.

Kuorma-autot on merkitty pyöräkaavalla A´B, jossa A on pyörien kokonaismäärä, B on vetävien pyörien lukumäärä ja taka-akselien kaksoiskaltevuus lasketaan yhdeksi pyöräksi. Kotimainen teollisuus valmistaa lava-ajoneuvoja ja kuorma-autotraktoreita: kaksiakselisia pyöräjärjestelyillä 4´2 ja 4´4, kolmiakselisia pyöräjärjestelyillä 6´4 ja 6´6. Ajoneuvot, joiden pyöräjärjestely on 4´2 ja 6´4, luokitellaan rajoitetuiksi maastoajoneuvoiksi ja ne on tarkoitettu käytettäväksi parannetuilla ja päällystämättömillä teillä. Pyöräjärjestelyllä 4´4 ja 6´6 varustetut ajoneuvot luokitellaan maasto- ja maastoajoneuvoihin ja niitä voidaan käyttää epätasaisessa maastossa ja maasto-olosuhteissa.

Autonomisella lastaus- ja purkulaitteistolla, kippiperävaunuilla ja puoliperävaunuilla toimivien ja myös rakennuskoneiden pohjana käytettävien ajoneuvojen voimansiirrossa on lisäksi mukana voimanotto nostomekanismien hydraulijärjestelmän pumppujen ohjaamiseksi ja liitetyt työvälineet. Auton alavaunu koostuu telinerungosta, johon kaikki yksiköt on asennettu, rungosta ja ohjaamosta, etu- ja taka-akseleista pneumaattisilla pyörillä sekä joustavasta jousituksesta, joka yhdistää kannatinrungon akseleihin. Maastoajoneuvojen pyörissä on korkeapaineiset ilmarenkaat ja maastoautoissa matalapaineiset renkaat, joissa on korotettu laakeripinta. Ohjausmekanismit on yhdistetty kahteen itsenäiseen järjestelmään: ohjaus - muuttaa auton suuntaa kääntämällä ohjattuja etupyöriä ja jarrua - vähentää nopeutta ja pysäyttää auton nopeasti.

TO erikoisajoneuvot sisältää kippiautot ja haydite-autot - maaperän ja irtolastin kuljetukseen; paneelitelineet, maatilatelineet, levytelineet, saniteettitavaratelineet jne. - rakennusrakenteiden kuljetukseen; putkikannattimet, pylväskannattimet, metallikannattimet - pitkien kuormien kuljetukseen; konttialukset - rakennusmateriaalien kuljettamiseen konteissa; raskaat kuorma-autot - teknisten laitteiden ja rakennusajoneuvojen kuljetukseen.

Kippiautot(Kuva 5.2) kuljettaa rakennuslastia metallirungoissa, joissa on kaukalon muotoinen, puolisuunnikkaan ja suorakaiteen muotoinen poikkileikkaus, purkamisen aikana väkisin kallistettuna nosto- (kippaus)mekanismilla taaksepäin, sivulle (toiselle tai molemmille) sivuille, sivuille ja takaisin. Tarkoituksen mukaan erotetaan erikois-, kaivos- ja yleisrakennuskippiautot. Rakennusolosuhteissa yleiskippiautoja käytetään maaperän, soran, murskeen, hiekan, asfaltin, betoniseoksen, laastin jne. kuljettamiseen. Nykyaikaiset yleiskippiautot valmistetaan yleiskäyttöisten lava-autojen alustalle, ja ne on varustettu samantyyppisillä hydraulisilla nostomekanismeilla, jotka tarjoavat nopean korin noston ja laskemisen, korkean luotettavuuden ja turvallisuuden.

Paisutetun saven ja muiden matalatiheyksisten bulkkimateriaalien kuljetukseen käytetään erikoisperävaunuja ja puoliperävaunuja - haydite kuorma-autot, jotka ovat kippiautoja, joiden korikapasiteetti on suurempi.

Pieni- ja pakattujen tavaroiden (saniteetti- ja ilmanvaihtolaitteet, viimeistely-, eriste- ja kattomateriaalit, tiilet, ikkuna- ja ovilohkot, pienikokoiset esivalmistetut teräsbetonirakenteet jne.) kuljetettaessa rakennustyömaille, kontti ja pakkaaminen. Konttien ja pakkausten toimittamiseen käytetään lava-ajoneuvoja, perävaunuja ja puoliperävaunuja yleis- ja erikoisajoneuvoja - itse lastaavat ajoneuvot ja konttilaivoja(Kuva 5.3).

Konttipuoliperävaunut

a - nivelletyllä teleskooppipuomilla; b - kääntöportaalin muodossa olevalla nostolaitteella

Kuva 5.3.

Putki- ja piiskarit(Kuva 5.4) on suunniteltu enintään 12 m pitkien putkien ja enintään 36 m pitkien ripsien (putkista hitsattujen osien) kuljettamiseen päällystetyillä teillä, hiekkateillä sekä maastossa putkilinjan rakennusreitin varrella. Putki- tai pylväskannatin koostuu traktorista 1 (katso kuva 5.4, a) ja purkamistraileri 2. Traktori ja perävaunu on varustettu hevosilla 4 putkien (ripsien) asennukseen, joissa on säädettävät jalustat-rajoittimet 5 putkenkiinnityslaitteilla. Putket (ripset) kuljetuksen aikana toimivat jäykkänä liitoksena traktorin ja perävaunun purkulaitteen välillä. Jälkimmäinen on varustettu vetokoukalla 6 sen liittämiseen traktoriin ajettaessa ilman kuormaa sekä turvaköydellä 3. Maantiejunan kantavuus on 9 ... 36 tonnia.

putken kannatin

a - yleinen näkymä; b - perävaunun purkaminen

Kuva 5.4.

Paneelipuoliperävaunut, maatalousautot, hyttiautot ja raskaat kuorma-autot on samanlaisia ​​malleja. Etuosa luottaa kuorma-autotraktoriin, jota varten ne on usein varustettu automaattisella vetolaitteella, takaosa luottaa yksi- tai kaksiakseliseen, harvemmin kolmi- ja neliakseliseen (esimerkiksi raskaiden kuorma-autojen) teliin, joka toisinaan muutetaan kääntyväksi maantiejunan ohjattavuuden lisäämiseksi. Puoliperävaunut yhdistetään traktoriin vain kuljetusta varten, ja lastaus- ja purkutöissä ne luottavat eteen asennettuihin hydraulitukiin. Puoliperävaunuissa on alhainen lastauskorkeus, joka on kätevä lastaamiseen ja purkamiseen. Autojen lastaamiseksi raskaisiin kuorma-autoihin omalla voimallaan puoliperävaunut on varustettu niiden taakse asennetuilla taittuvilla tikkailla. Joissakin raskaissa kuorma-autoissa lastilavaa voidaan nostaa ja laskea 0,5 ... 0,9 m lastauskorkeudella tilavuushydraulisella käyttövoimalla. Kaikki puoliperävaunut on varustettu jarrulaitteilla ja välineillä kuljetettavien tavaroiden luotettavaa kiinnitystä varten.

Puoliperävaunut erottuvat kantavan rungon rakenteesta, joka vastaa kuljetettavien tavaroiden muotoa ja kokoa. Puoliperävaunuissa-panelitelineissä (kuva 5.5) on siis selkä- ja runkokasettityyppejä runkoja. Runkolevyn kannattimissa runko on poikkileikkaukseltaan puolisuunnikkaan muotoinen ristikko (katso kuva 5.5, b). Paneelit asennetaan vinosti molemmin puolin 8…10° kulmassa. Runkopuoliperävaunuissa on runko, joka muodostuu kahdesta pitkittäissuuntaisesta pystysuorasta litteästä ristikosta ja poikkituista koostuvan kasetin muodossa (katso kuva 5.5, v) tai tukikehyksen muodossa (katso kuva 5.5, d). Kuljetettavat tavarat asennetaan pystysuoraan ja pidetään erottimilla ja sivutelineillä. Joskus niihin on jälkiasennettu lisäsivukasetteja (katso kuva 5.5, G). Ne vaativat kuitenkin symmetristä kuormitusta, mikä on vaikea saavuttaa kuljetettaessa parittoman määrän tai eripainoisia paneeleja. Runkotyyppisissä paneelikannattimissa ei myöskään ole poissuljettua, jos paneelit ovat vinossa, niiden vaurioituminen halkeamien, sirujen jne. muodossa.

Puoliperävaunun paneeliteline (a) ja paneelien sijainti

erityyppiset puoliperävaunut (b - e)

Kuva 5.5.

From erikoisajoneuvot rakentamisessa yleisimmin käytetyt erikoisajoneuvot nesteen (laastit ja betonit, sula bitumi, nestemäinen polttoaine) ja pseudonestelastin (sementti, revinnäinen kalkki, alabasteri, kipsi, jauhettu kalkkikivi, kuivatuhka, mineraalijauheet, kuivat) kuljetukseen liuosseokset, hienorakeiset betonit, niiden komponentit ja muut sideaineet). Näille tavaroille on ominaista lisääntynyt liikkuvuus kuljetuksen aikana, minkä seurauksena liikenneturvallisuus heikkenee ajoneuvon ajettavuuden, vakauden ja jarrutusominaisuuksien osalta liikkeen aikana, erityisesti kun säiliö on osittain täytetty.

Erikoisajoneuvot nestemäisten ja pseudonesteiden kuljetusta varten ne on varustettu kauha- tai bunkkerityypeillä (kuva 5.6, b ja v) tai säiliöitä (kuva 5.6, lisätä), sekä laitteet, joilla voidaan suorittaa muita kuin suoraan kuljetukseen liittyviä toimintoja (annostelu tai jatkuva materiaalien lastaus ja purkaminen, niiden lämmitys ja jäähdytys, stimulaatio, lämpötilan ylläpito, sekoitus jne.). Kontit sijaitsevat ajoneuvon takana.

5.3 Traktorit

Traktoreita (kuva 5.7) käytetään rakennusmateriaalien ja -laitteiden kuljettamiseen perävaunuilla päällystämättömillä ja väliaikaisilla teillä, maastossa, ahtaissa olosuhteissa sekä asennettujen ja hinattavien rakennuskoneiden liikuttamiseen ja käyttöön. Ne on jaettu maatalous-, teollisuus- ja erityisiin. Alustan rakenteen mukaan erotetaan tela- ja pyörätraktorit. Traktoreiden pääparametri on koukuun kohdistuva suurin vetovoima, jonka suuruuden mukaan ne luokitellaan eri vetoluokkiin. Rakentamisessa käytetään maataloustyyppisten vetoluokkien ja teollisten vetoluokkien traktoreita. Teollisuustyyppiset traktorit täyttävät suunnittelultaan ja käyttöparametreiltaan täydellisesti rakentamisen vetovälineille ja peruskoneille asetetut vaatimukset. Teollisuusluokan vetoarvo viittaa maksimaaliseen vetovoimaan ilman lisälaitteiden kuormitusta, mikä varmistaa tehokkaan työskentelyn maansiirtolaitteilla.

Paineilmapyörätraktoreissa on suhteellisen suuret ajonopeudet, hyvä liikkuvuus ja ohjattavuus; niitä käytetään kuljetusajoneuvot ja pohjana erilaisten lisälaitteiden (kuormaus, nosturi, puskutraktori ja maansiirto) asennukseen.
Ajoneuvot nestemäisten ja pseudonestemäisten rahtien kuljetukseen

a - sementtiauto; b - betoniauto; c - betonisekoitin; g - automaattisesti liukeneva kuorma-auto; d - tankkeri

Kuva 5.6.

maansiirto- ja pienten rakennus- ja asennustöiden tuotanto hajallaan sijaitsevissa kohteissa. Pneumopyörätraktoreita käytetään tehokkaimmin päällystetyillä teillä. Maahan kohdistuva suhteellisen korkea ominaispaine vähentää ajoneuvojen läpäisevyyttä. Caterpillar-traktoreille on tunnusomaista merkittävä pito koukussa, luotettava telapito maan kanssa, alhainen maapaine ja hyvä maastokyky.

Traktorit

telaketju etu (a) ja taka (b) moottorilla; pneumaattiset pyörät ohjatuilla etupyörillä (c) ja nivelrungolla (d)

Kuva 5.7.

Ilmapyörä- ja telatraktoreiden pääkomponentit ovat moottori, voimansiirto, runko, alavaunu, ohjausjärjestelmä, apu- ja työlaitteet. Työvälineet on suunniteltu käyttämään moottorin hyötytehoa traktorin työskennellessä asennettujen ja hinattavien koneiden kanssa. Työvälineet sisältävät liftata, nivelakselit, vetopyörät ja hydraulinen kiinnitysjärjestelmä.

Caterpillar-traktorit on varustettu dieselmoottoreilla, mekaanisilla, hydromekaanisilla ja sähkömekaanisilla voimansiirroilla. Moottorin sijainti voi olla edessä, keskellä ja takana. Yleisimmin käytetyt telatraktorit etumoottorilla ja mekaanisilla vaihteistoilla. Voimansiirtoa käytetään vääntömomentin siirtämiseen moottorin akselilta telaketjujen vetopyörille, koneen tasaiseen käynnistykseen ja pysäyttämiseen, traktorin vetovoiman muuttamiseen ajo-olosuhteiden mukaisesti, sen liikkeen nopeuden ja suunnan muuttamiseen, sekä työvälineiden ajamista.

Paineilmapyörätraktorit on varustettu dieselmoottoreilla ja kaasutetut moottorit, mekaaniset ja hydromekaaniset voimansiirrot. Ohjausjärjestelmän tyypin mukaan traktorit erotetaan ohjatuilla etupyörillä, kaikilla ohjatuilla pyörillä ja nivelrungolla. Yleisimmät ovat pneumaattiset pyörätraktorit, joissa on dieselmoottorit, mekaaniset, voimansiirto- ja ohjauspyörät.

5.4 Pneumaattiset traktorit

Pneumowheel-traktorit on suunniteltu toimimaan erilaisten irrotettavien asennettujen ja hinattavien rakennuslaitteet. Verrattuna toukkatraktorit ne ovat rakenteeltaan yksinkertaisempia, massaltaan pienempiä, kestävämpiä, halvempia valmistaa ja käyttää.Nopeat traktorit, hyvä ohjattavuus lisäävät suuresti niihin yhdistettyjen rakennuskoneiden tuottavuutta.

On olemassa yksi- ja kaksiakselisia traktoreita, joissa käytetään dieselmoottoreita, ja kahden tyyppisiä voimansiirtoja - mekaanisia ja hydromekaanisia. Yleisimmät traktorit, joissa on hydromekaaninen voimansiirto.

Yksiakselinen traktori koostuu alustasta, johon moottori on asennettu 6 (kuva 5.8.), voimansiirto, kaksi vetopyörää, ohjaamo ja vetopöytä, koostuu telineestä 2 , joka voi heilua suhteessa traktorin runkoon kiinnitettyyn pitkittäiseen vaaka-akseliin, mikä mahdollistaa puoliperävaunun vääntymisen traktoriin nähden pystytasossa, ja pystysuora tappi 3 traktorin kytkemiseen puoliperävaunuun. Traktorin kääntyminen puoliperävaunuun nähden 90° kumpaankin suuntaan tapahtuu kahdella hydraulisylinterillä 4. Hydromekaaninen voimansiirto koostuu siirtolaatikko 7 , momentinmuunnin 8 , vaihteistot 9 , kardaaniakselit 10 ja 12 , akseli, jossa vetovoima ja tasauspyörästö 11 , akselin akselit 13 ja planeettavaihteet 14 rakennettu pyörän navoihin. Siirtokotelosta akselin läpi 12 yhtä tai useampaa pumppua käytetään 5 varmistaakseen hinattavan työkoneen toimeenpanoelinten toiminnan. Käytä traktoria ja työlaitteita lohkon avulla 1.

Kaksiakselinen pneumaattinen pyörätraktori rakenteeltaan samanlainen kuin nivelrunkoinen pneumaattinen traktori. Traktorin voimansiirto sisältää yleensä kolmivaihteisen vaihteiston, joka tarjoaa samat eteenpäin- ja peruutusnopeudet.

Pyörätraktoreiden pohjalta eri vaihdettavilla työvälineillä voidaan luoda monia rakennus- ja tiekoneita (kuva 5.9).

5.5 Rakennuskoneiden veto- ja dynaamisten laskelmien perusteet

Vetolaskennalla pyritään tunnistamaan itseliikkuvien koneiden kyky kehittää nopeutta ja ylittää nousuja sekä määrittää vapaa vetovoima, jota käytetään työskenneltäessä hinattavan ja kiinnitetyn kaluston kanssa.

Pneumaattisten pyörätraktoreiden hinattavat ja kiinnitetyt työlaitteet

a - kaavin; b - maakuljettaja; c - nosturi; g - säiliö sementille ja nesteille; d - raskas kuorma-auto; e - putkenlaskunosturi; g - kaivinkone; h - rooter; ja - puskutraktori; to - ripper; l - kuormaaja

Kuva 5.9.

Auton pitolaskennan perustana on ratkaista kaksi ongelmaa: selvitettävä maksiminousu ja määrittää liikkeen nopeus tukipinnan luonteen mukaan.

Vetolaskennan suorituskaavio on esitetty kuvassa 5.10.

j- potkurin kiinnityskerroin tukipintaan.

Tästä kaavasta seuraa, että suurin kaltevuus, jolla auto voi liikkua:

.

Tasaisen liikkeen ehdon perusteella meillä on:

Tätä suhdetta kutsutaan auton dynaamiseksi tekijäksi ja merkitään D, eli .

Maantiejunan liikkumisen välttämätön ehto:

missä P- perävaunujen lukumäärä;

G" on ladatun perävaunun paino, N.

Sitten dynaaminen tekijä on:

.

Telatraktoreiden kehittämä vetovoima kuluu traktorin liikevastuksen voittamiseen ja hinattavien ja kiinnitettyjen laitteiden kanssa työskentelyssä syntyvien vastusten summan ylittämiseen.

Liikkumisen välttämätön edellytys on:

Traktorin suurin vetovoima kytkimen avulla:

missä G– traktorin paino, N;

j on tartuntakerroin.

Traktorin kehittämä vetovoima moottorin tehosta riippuen:

,

missä N dv- moottorin nimellisteho, kW;

J d– liikenopeus, m/s;

h turkki- siirtotehokkuus.

Kokonaisvastus W S koostuu itse traktorin voittamista vastuksista sekä kiinnitetyistä tai hinattavissa olevista laitteista sekä työ- että kuljetusmuodoissa.

Koneen käytön aikana voi tapahtua kaksi ominaista liikkeen varmistamisen ehdon rikkomista.

Johdanto_______________________________________________________________________________3

1. Sähköauto ________________________________________________________________________________________________4

2. Kevyet sähköajoneuvot ______________________________________12

3. Kiskoilla liikkuva auto_____________________________________17

4. Monocar _________________________________________________________________________20

5. Miehittämättömät ilma-alukset ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________27

6. Aurinkoenergia _______________________________________________________________________________32

7. Yksiraiteiset radat_____________________________________________________36

8. Monen yksikön junat ____________________________________________________38

9. Yhdistetyt julkiset järjestelmät rautatiekuljetukset _____43

10. Suurinopeuksinen matkustajaputki ______________________________________47

11. Yksittäinen lentokone ________________________________________________________________49

Johtopäätös_____________________________________________________________________________52

Kirjallisuus __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 53

Johdanto

Kaikkina aikoina ja kaikkien kansojen keskuudessa liikenteellä on ollut tärkeä rooli. Tässä vaiheessa sen merkitys on kasvanut mittaamatta. Nykyään minkään valtion olemassaolo on mahdotonta ajatella ilman voimakasta liikennettä.

1900-luvulla ja varsinkin sen toisella puoliskolla tapahtui jättimäisiä muutoksia kaikkialla maailmassa ja ihmistoiminnan alueilla. Väestönkasvu, aineellisten resurssien kulutuksen lisääntyminen, kaupungistuminen, tieteellinen ja teknologinen vallankumous sekä luonnonmaantieteelliset, taloudelliset, poliittiset, sosiaaliset ja muut perustavanlaatuiset tekijät ovat johtaneet siihen, että maailman liikenne on kehittynyt ennennäkemättömällä tavalla. suuressa mittakaavassa (määrällisesti) ja laatusuhteissa. Viestintäverkon pituuden kasvun myötä perinteiset liikennemuodot uudistuivat radikaalisti: liikkuvan kaluston kalusto kasvoi merkittävästi, sen kantokyky moninkertaistui ja kulkunopeus kasvoi. Samaan aikaan liikenneongelmat tulivat esille. Nämä ongelmat liittyvät pääasiassa kaupunkeihin ja johtuvat autoteollisuuden liiallisesta kehityksestä. Euroopan, Aasian ja Amerikan suurkaupunkien hypertrofoituneet pysäköintialueet aiheuttavat jatkuvia liikenneruuhkia kaduille ja riistävät itseltään nopean ja ohjattavan liikenteen edut. Se myös vahingoittaa vakavasti ympäristöä.

Liikenne erityisen dynaamisena järjestelmänä on aina ollut eri tieteiden, myös perustavanlaatuisten, saavutusten ja löytöjen ensimmäisiä kuluttajia. Lisäksi hän toimi monissa tapauksissa suuren tieteen suorana asiakkaana ja vauhditti sen omaa kehitystä. On vaikea nimetä tutkimusaluetta, joka ei liittynyt liikenteeseen. Hänen edistyksensä kannalta erityisen tärkeitä olivat perustutkimukset matematiikan, fysiikan, mekaniikan, termodynamiikan, hydrodynamiikan, optiikan, kemian, geologian, tähtitieteen, hydrologian, biologian ja muiden alojen aloilla. Vähitellen liikenne tarvitsi ja tarvitsee metallurgian, koneenrakennuksen, sähkömekaniikan, rakennemekaniikan, telemekaniikan, automaation ja viime aikoina elektroniikan ja astronautiikan aloilla tehdyn soveltavan tutkimuksen tuloksia. Jotkut varsinaisten liikennetieteiden puitteissa tehdyt löydöt ja saavutukset puolestaan ​​rikastavat muita tieteitä ja ovat laajalti käytössä monilla kansantalouden liikenteen ulkopuolisilla aloilla.

Liikenteen edistyminen edellyttää tieteen uusimpien, jatkuvasti päivittyvien tulosten sekä edistyneen tekniikan ja tekniikan hyödyntämistä. Tarve hallita kasvavia rahti- ja matkustajavirtoja, rakentamisen olosuhteiden monimutkaisuus kuljetuslinjoja asumattomilla, topografisesti vaikeilla alueilla ja suurissa kaupungeissa. Halu lisätä viestien nopeutta ja kuljetusyksiköiden lähtötiheyttä, tarve parantaa mukavuutta ja alentaa kuljetuskustannuksia - kaikki tämä edellyttää paitsi olemassa olevien ajoneuvojen parantamista, myös uusien etsimistä, jotka voisivat enemmän täyttävät vaatimukset täysin kuin perinteiset liikennemuodot. Tähän mennessä useita uudentyyppisiä ajoneuvoja on kehitetty ja otettu käyttöön pysyvinä tai pilottiasennuksina, ja monia muitakin on olemassa hankkeiden, patenttien tai vain ideoiden muodossa.

On syytä muistaa, että suurin osa ns. uusista liikennemuodoista ehdotettiin periaatteessa jo vuosia sitten, mutta niitä ei ole käytetty, ja niitä ehdotetaan nyt uudelleen tai elvytetään nykyaikaisin teknisin perustein.

1.Sähköauto

Sähköauto on ajoneuvo, jonka vetäviä pyöriä käyttää akkukäyttöinen sähkömoottori. Se ilmestyi ensimmäisen kerran Englannissa ja Ranskassa 1800-luvun 80-luvun alussa, toisin sanoen ennen polttomoottoreilla varustettuja autoja. IV Romanovin vuonna 1899 suunnittelema ohjaamo oli myös sähköinen. Tällaisten koneiden vetomoottoria käyttivät lyijyakut, joiden energiakapasiteetti oli vain 20 wattituntia kilogrammaa kohti. Yleensä 20 kilowatin moottorin käyttämiseksi tunnin ajan vaadittiin 1 tonnin painoinen lyijyakku. Siksi polttomoottorin keksimisen myötä autojen tuotanto alkoi saada nopeasti vauhtia, ja sähköajoneuvot unohdettiin, kunnes ilmaantui vakavia ympäristöongelmia. Ensinnäkin kasvihuoneilmiön kehittyminen ja sitä seuraava peruuttamaton ilmastonmuutos ja toiseksi monien ihmisten immuniteetin heikkeneminen geneettisen perinnöllisyyden perusteiden rikkomisen vuoksi.

Nämä ongelmat aiheuttivat myrkylliset aineet, joita on riittävän suuria määriä polttomoottorin pakokaasuissa. Ratkaisu ongelmiin on pakokaasujen, erityisesti hiilimonoksidin ja hiilidioksidin, myrkyllisyyden vähentämisessä huolimatta siitä, että autotuotannon määrä kasvaa.

Tutkijat ovat suorittaneet useita tutkimuksia, ja ne ovat hahmottaneet useita suuntauksia näiden ongelmien ratkaisemiseksi, joista yksi on sähköajoneuvojen tuotanto. Se on itse asiassa ensimmäinen teknologia, joka virallisesti saavuttaa nollapäästöisen aseman ja on jo markkinoilla.

Se, mikä sähköautossa viehättää, luultavasti edustaa kaikkia. Ensinnäkin se ei juuri tuota haitallisia aineita. Akkujen latauksen ja purkamisen aikana ilmakehään vapautuvia myrkyllisiä kaasuja on vertaansa vailla vähemmän kuin polttomoottoreiden (ICE) käytön aikana. Sähköautojen lämmittämiseksi talvella he asentavat autonomisia lämmittimiä, jotka kuluttavat bensiiniä tai dieselpolttoainetta. Mutta ne eivät tietenkään saastuta ilmaa niin paljon kuin polttomoottorit.

Toinen etu on laitteen yksinkertaisuus. Sähkömoottorilla on erittäin houkutteleva ominaisuus ajoneuvoille: alhaisilla nopeuksilla sillä on suuri vääntömomentti, mikä on erittäin tärkeää, kun sinun on lähdettävä pois tai ylitettävä vaikea tieosuus. Polttomoottori puolestaan ​​kehittää maksimivääntömomenttia keskinopeuksilla, joten jos alhaisilla nopeuksilla vaaditaan paljon vaivaa, sitä on lisättävä vaihteistolla. Esimerkiksi johdinautot eivät tarvitse tällaista yksikköä. Sähköautokaan ei sitä tarvitse, joten sillä on helpompi ajaa kuin autolla mekaaninen laatikko vaihteet.

Kolmas etu seuraa toisesta. Sähköauto ei vaadi niin paljon hoitoa kuin tavallinen auto: vähemmän säätöjä, ei kuluta paljon öljyä, yksinkertaisempi jäähdytysjärjestelmä, eikä polttoainetta (paitsi lämmitintä) ole ollenkaan.

Silti sähköauto ei ole niin yksinkertainen kuin miltä se saattaa näyttää: se vaatii monimutkaisia ​​jännitteenmuuntimia ja monia raskaita ja tilaa vieviä akkuja, joita on vaikea sijoittaa. Suurin sähköajoneuvojen käyttöönottoa estävä haittapuoli on akkujen alhainen energiaintensiteetti. Pienen auton bensatankki painaa noin 50 kg ja tarjoaa yli viidensadan kilometrin tehoreservin. Akut painavat yleensä yli 100 kg (tai jopa useita satoja), ja mittarilukema ei ylitä 100 km, ja pienellä nopeudella ajettaessa.

Vastoin yleistä käsitystä akkusähköajoneuvojen korkeasta hyötysuhteesta, analyysi osoittaa, että voimalaitoksissa poltetun polttoaineen kemiallista energiaa käytetään ajoneuvon kuljettamiseen vain 15 % tai vähemmän. Tämä johtuu energiahäviöistä voimalinjoissa, muuntajissa, muuntimissa, akkulatureissa ja itse akuissa, sähkökoneissa sekä veto- että generaattoritilassa sekä jarruissa, kun energian talteenotto ei ole mahdollista. Vertailun vuoksi optimaalisessa tilassa oleva dieselmoottori muuntaa noin 40 % polttoaineen kemiallisesta energiasta mekaaniseksi energiaksi. Akkukäyttöisten sähköajoneuvojen laajan käytön ja varsinkin tämän vuoksi niillä ei yksinkertaisesti ole tarpeeksi maailman voimaloiden tuottamaa sähköä. Ei pidä unohtaa, että kaikkien autojen moottoreiden kokonaisteho ylittää huomattavasti kaikkien maailman voimalaitosten tehon.

Ongelmat poistuvat, kun sähköajoneuvot saavat voimansa niin sanotuista ensisijaisista sähkönlähteistä, jotka tuottavat energiaa suoraan polttoaineesta. Ensinnäkin nämä lähteet ovat polttokennoja(FC) kuluttaa happea ja vetyä. Happea voidaan ottaa ilmasta ja vetyä voidaan periaatteessa varastoida puristetussa tai nesteytetyssä muodossa sekä ns. hydrideinä. Mutta on realistisempaa saada se tavallisesta autopolttoaineesta suoraan sähköautoon muuntimen avulla. Polttokennojen hyötysuhde pienenee jonkin verran, mutta koko tankkaustalouden infrastruktuuri ei muutu. Polttokennojen hyötysuhde on edelleen erittäin korkea - noin 50%.

Polttokennokäyttöisellä sähköajoneuvolla ei kuitenkaan ole yhteistä haittapuolta - ajoneuvojen vetomoottoreiden suuri massa, joka on suunniteltu sekä maksimaaliselle teholle ja vääntömomentille että maksiminopeudelle. Samalla lisätään polttokennoille ominaisia ​​erityisiä haittoja. Tämä on ensinnäkin energian talteenoton mahdottomuus jarrutuksen aikana, koska polttokennot eivät ole akkuja, eli niitä ei voi ladata sähköllä, ja toiseksi polttokennojen alhainen tehotiheys.

Polttokennojen valtavalla ominaisenergialla (noin 400...600 W h/kg) ominaisteho taloudellisen purkamisen aikana ei ylitä 60 W/kg. Tämä tekee polttokennojen massasta autojen todellista tehoa varten erittäin suuren. Esimerkiksi sähköautolla, jonka tehotarve on enintään 100 kW, ja sähköbussilla, jonka enimmäistehotarve on 200 kW, tämä vastaa polttokennojen massaa 1670 ja 3330 kg. Jos lisäämme vetomoottoreiden massat, jotka vastaavat noin 150 ja 400 kg, niin saadaan voimayksiköiden massat, jotka ovat täysin kelvottomia henkilösähköautolle ja vaativat viiden tonnin perävaunun sähköbussille.

Polttokennojen massaa yritetään pienentää käyttämällä välienergian lähteinä korkean ominaistehon omaavia kondensaattorienergian varastointilaitteita. Tämäkään polku ei kuitenkaan ole tarpeeksi tehokas, sillä parhaat nykyaikaiset kondensaattoripankit saatavilla autotekniikka, niiden ominaisenergia-indikaattorit ovat noin 0,55 W h / kg ja 0,8 W h / litra. Tässä tapauksessa vain 2 kWh:n energian keräämiseen (tätä arvoa suosittelevat asiantuntijat sekä sähköajoneuvoihin että sähköbusseihin) tarvitaan noin 3000 kg tai 2,5 m 3 kondensaattoreita, mikä on epärealistista. Varastoidun energian pienemmät arvot heikentävät merkittävästi koneen dynaamisia ominaisuuksia. Lisäksi oikosulun sattuessa tehokkaat kondensaattorit voivat syttyä tuleen, mikä on erittäin epätoivottavaa kuljetuksen aikana. On paljon tehokkaampaa käyttää käännettävään sähkökoneeseen kytkettyä supervauhtipyörää energian välivarastolaitteena.

Supervauhtipyörä - vauhtipyörä, joka on valmistettu kiertämällä kuituja tai teippejä elastiseen keskustaan. Supervauhtipyörän ominaisenergia on suuruusluokkaa suurempi kuin tämän parametrin arvot parhaille monoliittisille vauhtipyörille, ja lisäksi sillä on turvallisen katkaisun ominaisuus, joka ei anna palasia.

Tällaisia ​​järjestelmiä on toteutettu Mechanical Technology Inc:n (USA), EDO Energyn (USA) ja tunnetun Livermore National Laboratoryn (LLNL, USA) uusimmissa hybridisähköajoneuvojen prototyypeissä. Kevlarista ja grafiitista valmistettujen supervauhtipyörien ominaisenergia, joka saavuttaa satoja Wh/kg, pienentää vaaditun massan useisiin kiloihin (ominaisenergialla 200 Wh/kg, vain 10 kg painava supervauhtipyörä tarvitaan kerääntymään 2 kWh). Kuitenkin akkusähkökone, jota tarvitaan täällä vetomoottorin lisäksi ja joka on suunniteltu maksimaaliselle teholle ja siksi erittäin raskas, vähentää tämän järjestelmän tehokkuutta. Lisäksi sen, kuten ajomoottorin, on oltava käännettävä (sekä moottori että generaattori), mikä vaikeuttaa edelleen ajoa.

BMW (Saksa) ehdotti, valmisti ja testasi alkuperäisen hybridivoimayksikön, jossa on vauhtipyörävarasto ja sähkömekaaninen käyttövoima. Tämän teknisen ratkaisun kiistaton etu on vain yhden sähkökoneen läsnäolo, mikä vähentää painoa ja tuo sen lähemmäksi autojen piirejä (kuva 1.1). BMW-yhtiö ei määritä raportissa vauhtipyörän tyyppiä, joten käytettyä vetoa kutsutaan perinteisesti yksinkertaisesti "vauhtipyöräksi".

Kuva 1.1. Kaavio hybridivoimayksiköstä, jossa on vauhtipyöräveto ja sähkömekaaninen veto BMW:ltä (Saksa):
1 – virtalähde; 2 - ohjausjärjestelmä; 3 - käännettävä sähkökone; 4 - differentiaalimekanismi; 5 - kerroin; 6 - vauhtipyöräveto; 7 - päävaihde

Nykyinen lähde 1 muuntimien ja ohjausjärjestelmän kautta 2 liittyy käännettävään sähkökoneeseen 3 , suunniteltu sähköajoneuvon maksimitehoa varten. sähkökone 3 monimutkaisen differentiaalimekanismin kautta 4 kertoimella 5 yhdistetty vauhtipyörään 6 ajo ja loppuajo 7 . Tämän seurauksena nykyisen lähteen massa 1 esimerkiksi polttokenno, voidaan valita ominaisenergian, ei ominaistehon perusteella, mikä pienentää sen sähköautolla ja sähköbussilla, jonka toimintasäde on 400 ja 600 km, 100...150 ja 700...1000 kg. Tämä on täysin hyväksyttävää näille ajoneuvoille.

Kuitenkin kaikkien sähkökäyttöisten piirien välttämätön haittapuoli on raskas ja monimutkainen käännettävä sähkömoottori. Tämä näkyy taajuusmuuttajan tehokkuudessa ja painossa, mukaan lukien virtamuunninjärjestelmä. Tehokas sähkökone on epätaloudellinen käytettäessä pienillä tehoilla, jotka ovat tyypillisiä vauhtipyöräkäytön kiihdytykseen (lataukseen). Lisäksi järjestelmässä on päävaihteen lisäksi tasauspyörästömekanismi, jossa on monimutkainen rakenne ja ohjaus kertoimella ja kolmella kitkaohjausjärjestelmällä (kytkimet tai jarrut), mikä vaikeuttaa ja lisää ajon kustannuksia.

Prof. N.V. Gulia, koostuu sähkö- ja autolaitteiden maksimaalisesta lähentämisestä ja yhdistämisestä. Tämä mahdollistaa ajoneuvon voimayksikön äärimmäisen yksinkertaistamisen ja painon pienentämisen, tehokkuuden ja energian talteenottotehokkuuden lisäämisen sekä mahdollistaa myös olemassa olevien henkilöautojen ja linja-autojen alustan sähköautojen ja sähköbussien voimayksiköiden asentamisen. Jälkimmäisen seikan pitäisi vähentää merkittävästi koneiden kustannuksia, yhtenäistää niiden tuotanto mahdollisimman suuressa määrin, jotta voidaan nopeasti muuttaa erityyppisten koneiden lukumäärän suhdetta ja niiden tuotantoohjelmaa. Lisäksi ajoneuvo voidaan asiakkaan pyynnöstä varustaa sekä mekaanisella energialähteellä (perinteinen tai hybridilämpömoottori) että sähköllä (polttokennot supervauhtipyörällä) asentamalla vaihdettavat yksiköt samaan moottoriin lokero säilyttäen koko vaihteiston.

Tällainen voimansiirto tulisi suunnitella tulevaisuutta varten, ja se ei sisällä enää porrastettua, vaan portaattomasti säädettävää vaihteistoa. Tällaisia ​​vaihdelaatikoita valmistetaan jo melko laajalti hihnavariaattoreiden perusteella, joissa on erityyppiset hihnat ("vetämällä" ja "työntämällä"), ja niitä käytetään Nissanin, Hondan, Fiatin, Subarun jne.

Moskovan valtion teollisuusyliopisto (MGIU) kehittää yhteistyössä AMO ZiL:n kanssa portaattomasti säädettävää vaihteistoa, joka perustuu uuteen planeettalevyvariaattoriin. Uuteen konseptilevyvariaattoriin perustuvaa portaattomasti säädettävää vaihteistoa voidaan käyttää sekä henkilö- että kuorma-autoissa (mm. kuorma-autot traktorit) ja linja-autot.

Uusi, melko hitaiden linja-autojen moottoreiden suuriin vääntömomentteihin suunniteltu variaattori mahdollistaa uuden sähköajoneuvon konseptin soveltamisen tehokkaisiin sähköbusseihin. On huomattava, että tässä järjestelmässä ei ole suljettu pois kaiken tyyppisen portaattomasti säädettävän vaihteiston käyttöä, jolla on riittävä tehokkuus, pienet mitat ja paino, jotka ovat oikeassa suhteessa olemassa oleviin vaihdelaatikoihin.

Uuden konseptin sähköauton kaavio on esitetty kuvassa. 1.2.

Kuva 1.2. Kaavio uuden konseptin sähköautosta

Kuten muissakin sähköajoneuvojen hybridijärjestelmissä, sähkön lähde valitaan ominaisenergian kriteerin perusteella, joka tämän parametrin poikkeuksellisen suurella arvolla tuottaa pienet massat ja polttokennojen tilavuudet. Tässä kaaviossa energian välilähteenä käytetään supervauhtipyörää, jolla on samat energia- ja massaparametrit kuin muissa hybridijärjestelmissä, joissa on vauhtipyörävarasto.

Perimmäinen ero tämän sähköajoneuvon käsitteen ja muiden hybridijärjestelmien välillä on voimanotto sähkövoimalähteestä irreversiibelillä sähkökoneella - erikoistuneen pienitehoisen kiihdyttävän sähkömoottorin avulla, joka vastaa sähkövoimalähteen tehollista ominaistehoa. . Edellä mainitulla henkilösähköautolla ja sähköbussilla tämä vastaa 15 ja 20 kW. Kiihdyttävän sähkömoottorin suuresta pyörimisnopeudesta johtuen - jopa 35 000 rpm henkilösähköautolla ja 25 000 rpm sähköbussilla, mikä vastaa näiden koneiden vetojen kiihdytettyjen supervauhtipyörien pyörimisnopeutta, niiden massa on hyvin pieni , 15 ja 30 kg (nämä ovat yleisiä kotimaan ilmailurakenteiden indikaattoreita).

Voimanlähde ja kiihdytyssähkömoottori voidaan yhdistää yhdeksi voimayksiköksi, joka on painoltaan ja mitoiltaan samanlainen kuin alustasta purettu moottori ja sen järjestelmät. Polttoainetankki ja sähköjärjestelmä voidaan periaatteessa säästää lisäämällä konvertteri, joka tuottaa vetyä polttoaineesta.

Näin ollen voimayksikössä polttoaineen kemiallinen energia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi akselin pyörimisen muodossa, aivan samalla tavalla kuin lämpökoneessa. Kytkintoiminto suoritetaan kytkimellä, joka yhdistää sähkömoottorin virtalähteeseen.

Siten asiakkaan pyynnöstä moottoritilaan voidaan asentaa mikä tahansa polttoaineen kemiallisen energian muunnin mekaaniseksi energiaksi - lämpömoottori tai uusi voimayksikkö. Lisäksi kaikki, kuten tavanomaisessa autossa, energiayksikön akseli on kytketty vaihteistoon, tässä tapauksessa jatkuvasti muuttuvaan. Lähitulevaisuudessa tällainen vaihdelaatikko korvaa vähemmän tehokkaat porrastetut jopa tavallisissa autoissa. Tuloksena saamme uuden konseptin sähköauton, joka on mahdollisimman yhtenäinen perinteisen auton kanssa.

Mitkä ovat uuden konseptin sähköauton edut? Autoon verrattuna tämä on verrattomasti parempi polttoainetehokkuus ja ympäristöystävällisyys. Verrattuna kemiallisen energian mekaaniseksi energiaksi muuntamisen keskimääräiseen hyötysuhteeseen - noin 10 ... 15% autojen lämpömoottoreille (ei pidä sekoittaa lämpötehokkuus moottorit optimaalisessa tilassa - 30 % bensiinimoottorit ja 40 % dieselille), tämä hyötysuhde muuntimella varustetuissa polttokennoissa on 50 % ja happi-vetypolttokennoissa 70 %. Polttokennoista ei käytännössä synny haitallisia päästöjä. Uuden konseptin sähköautoilla suunnilleen samat edut verrattuna akkusähköajoneuvoihin sillä erolla, että jälkimmäisten haitalliset päästöt eivät esiinny itse autossa, vaan voimalaitoksissa.

Verrattuna edistyneimpiin polttokennoilla ja vauhtipyörävarastolla varustettujen sähköajoneuvojen hybridijärjestelmien malleihin, esimerkiksi BMW:n ehdottamaan ja toteuttamaan järjestelmään, uuden konseptin etuna on pienempi kokonaispaino ja sähkökoneen korkeampi hyötysuhde. Tämä johtuu siitä, että uudessa konseptissa sähkökone ei ole universaali, käännettävä, vaan erittäin erikoistunut, kiihtyvä, kuormitettu lähes vakioteholla, lähes suuruusluokkaa pienempi kuin maksimi ja suurilla nopeuksilla. Toinen etu on monimutkaisen tasauspyörästömekanismin puuttuminen, jossa on kolme moodia vaihtavaa kitkakytkintä tai jarrua. Kolmas etu on, että nopeuden ja vääntömomentin säätö supervauhtipyörästä vetopyöriin ei suoriteta sähkökäyttöisellä, vaan mekaanisella variaattorilla, jolla on korkein hyötysuhde. Tämä koskee erityisesti jarrutuksen aikana tapahtuvaa energian talteenottoprosessia, jonka seurauksena auton liike-energia siirtyy supervauhtipyörään. Tämän energian siirron taajuuden täydellisyyden eikä tämän prosessin tehokkuuden kannalta sähköistä siirtoa ei voida verrata mekaaniseen variaattoriin. Ja viimeinen etu, joka on jo mainittu, on lähes perinteinen automalli ja uuden voimayksikön suhteelliset kokonais- ja massaindikaattorit olemassa oleviin moottoreihin, mikä helpottaa yhden tyyppisen energianlähteen korvaamista toisella, samalla kun hankit molemmat auton. (perinteisellä tai hybridimoottorijärjestelmällä) sekä uuden konseptin taloudellinen ja dynaaminen sähköajoneuvo.

Kuvassa 1.3 näyttää kaavion uuden konseptin kaupunkisähköbussista. Tämä piiri tarjoaa laitteelle enemmän joustavuutta kuin kuvassa 1 esitetty. 1.2 lohkokaavio.

Kuva 1.3. Uuden konseptin kaupunkisähköbussin kaavio:
1 – virtalähde; 2 - sähkömoottori; 3 – käänteinen mekanismi; 4 - voimanotto; 5 – planeettalevyvariaattori; 6, 7 - kardaanivaihteet; 8 - päävaihde; 9 - kartiohammaspyörä; 10 - supervauhtipyöräveto

Tässä on supervauhtipyörävedon lohko 10 varustettu omalla vaihteistolla 9 , sijaitsee muista yksiköistä riippumattomasti ja on varovasti ripustettu runkoon vähentämään jo ennestään pieniä gyroskooppisia voimia vaakasuuntaisella supervauhtipyörällä. Voimanoton kanssa 4 ja kardaanivaihteet 7 tämä lohko voi kommunikoida variaattorin kanssa 5 sekä itsenäisesti että yhdessä sähkömoottorin kanssa 2 . Tämä sähkömoottori voidaan liittää variaattoriin 5 ja supervauhtipyörästä riippumatta, ja ne toimivat täysimittaisena vetomoottorina, pääasiassa paikallaan olevissa ajotiloissa. Vaikka sähkömoottori 2 Tässä tapauksessa teho ja paino kasvavat hieman, supervauhtipyörän energiaintensiteettiä voidaan vähentää merkittävästi, itse asiassa 0,5 kWh:iin. Tämä mahdollistaa supervauhtipyörän valmistamisen sellaisesta vakaasta ja suhteellisen halvasta materiaalista kuin hiiliteräslangasta. Supervauhtipyörän rikkoutuminen (repeämä) on niin turvallinen, että hiilikuituvauhtipyörälle välttämätön raskas, itse vauhtipyörän massan merkittävästi ylittävä suojapeite ei ole tarpeen. Variaattori mahdollistaa ajomoottorin toiminnan tehokkaalla vääntö- ja nopeusalueella siirtäen vain osan sähköväylän kuljettamiseen tarvittavasta tehosta, mikä on edullista sen toiminnalle.

Mutta olipa kuinka tahansa, sähköautot ovat kysyttyjä. Lisäksi on paikkoja, joissa ne ovat täysin kilpailun ulkopuolella. Oletetaan, että golfkentät ovat suosittuja maailmassa. Varasto ja palveluhenkilökunta ne liikkuvat yksinkertaistetuilla sähköajoneuvoilla, joskus ilman kattoa, ovia, kevyellä, usein lyhennetyllä korilla, ilman turvajärjestelmiä - kaikki mikä lisää merkittävästi autojen massaa. Yksinkertaistetut koneet sopivat hyvin myös kuljetukseen suljetuissa tiloissa: varastoissa, konepajoissa, joissa haitalliset päästöt eivät ole toivottavia. Tällaisia ​​sähkökärryjä käytetään laajalti turistien kuljettamiseen lomakeskuksissa, kansallispuistoissa, mutta täällä heidän on vaikeampi kilpailla autojen kanssa.

Täysikokoiset autot, jotka on suunniteltu ajamaan kaupunkikaduilla, juurtuvat vaikeasti, vaikka on mahdollista, että tilanne saattaa muuttua lähitulevaisuudessa. Ja syytä tähän on etsittävä... USA:n Kalifornian osavaltion ilmastosta.

Auringonvalon vaikutuksesta autojen pakokaasut muodostavat erityisen myrkyllisiä aineita, niin sanottua savusumua. Aurinkoiselle osavaltiolle, joka on ylikyllästetty autoista, tämä on ykkösongelma. Siksi Kalifornian päästöstandardit ovat perinteisesti tiukemmat kuin muissa Yhdysvaltojen osavaltioissa, Euroopasta puhumattakaan. Nyt täällä on hyväksytty laki autojen asteittaisesta korvaamisesta sähköautoilla: vuonna 2003 niitä pitäisi olla 10 % autojen kokonaismäärästä ja vuonna 2010 - 15 %.

Monet johtavat autoyritykset työskentelevät sähköajoneuvojen parissa, mutta messuilla näet usein autoja, joiden alkuperä on vähän tunnettu. Moottoria valittaessa suunnittelijoiden mielipiteet eroavat toisistaan: käytetään sekä tasa- että vaihtovirtamoottoreita, esimerkiksi asynkronisia erikoismuuntimien ja monimutkaisen ohjausjärjestelmän kanssa. Myös syöttöjännite on erilainen. Selkeä etusija ovat nikkelikadmiumparistot ja lyijyakut, joissa ei käytetä nestemäistä elektrolyyttiä vaan geeliä. Joskus käytetään moottoreiden nestejäähdytysjärjestelmiä ja akkujen lämpötilan ylläpitoa.

Maailman suosituin sähköauto valmistetaan... Puolassa. Jo julkaissut yli 200 tuhatta kappaletta. Sähköautot "Melex" - yksinkertaistettu tyyppi, 2-, 4- ja 6-paikkaisille, suunniteltu urheilu- ja viihdeteollisuudelle (kutsutaanko ainakin samaa golfia), varastotyöhön, työpajakuljetukseksi. Noin 880 kg:n omalla painolla hyötykuorma on 320 ja perävaunulla yli 900. Tehoreservi on 70 km. Suurin nopeus - jopa 23 km / h - paljastaa auton tarkoituksen.

Toinen itäsaksalainen yritys "Transport-Systemtechnik" on luonut 10 taksiprototyyppiä. Viisipaikkainen muovirunkoinen auto painaa vain 600 kg, kehittää 80 km / h, matkamatka on 140 km. Paristot ovat nikkelimetallihydridiä. Suunnittelijat onnistuivat tekemään sisällä suhteellisen tilavan auton, jonka pituus oli vain 2,5 m. SAXI (eli taksi Sachsenista) on luvattu massatuotantoon kahdessa vuodessa (kuva 1.4).

Kuva 1.4. SAXI - taksi Saksista.

Japanissa autoyhtiö Honda rahoittaa hanketta pienten sähkö- ja "hybridi"-vuokra-autojen luomiseksi, jotka sisältävät uutta tekniikkaa niiden ajamiseen. Tämän "Älykäs yhteisöajoneuvojärjestelmä" ("Regional Intelligent Transport System") - ICVS -projektin toteuttaminen kehittäjien mukaan vähentää merkittävästi liikenteen haitallisia vaikutuksia ympäristöön, vähentää ruuhkien todennäköisyyttä ja parantaa pysäköintiä. olosuhteet alueilla, joilla liikenne on vilkasta.

City Pal on kompakti 3210 x 1645 x 1645 mm etuvetoinen sähköauto kestomagneettisynkronisella moottorilla. Sen suurin nopeus on 110 kilometriä tunnissa, risteilymatka täyteen ladatuilla akuilla on 130 kilometriä. Sähköautossa on pienestä koostaan ​​huolimatta riittävän tilava sisätila kuljettajalle ja matkustajalle sekä iso tavaratila. City Palissa on ilmastointi ja moderni navigointijärjestelmä. Lisäksi siinä on laitteet automaattiseen (miehittämättömään) ohjaukseen ja lataukseen. CityPal-kuva näkyy kuvassa 1.5.

Kuva 1.5. Kaksinkertainen sähköauto City Pal.

Pienikokoinen yksipaikkainen Step Deck -minisähköauto on suunniteltu ajamiseen tiheästi asutussa kaupungissa. Auton korin koko kehän ympärille on asennettu puskurin portaat ulkopuolelta. Tämän Step Deck -rakenteen ansiosta voit pysäköidä kirjaimellisesti lähelle muita autoja ahtaimmissa olosuhteissa. Minisähköauton kokonaismitat ovat 2400 x 1185 x 1690 mm. Yhdelle tavalliselle henkilöautolle suunnitellulle pysäköintialueelle mahtuu neljä tällaista autoa. Taka-akselivetoinen yhdistetty voimalaitos koostuu nelitahtisesta ICE:stä, jonka tilavuus on 49 cm 3, vesijäähdytyksellä ja kestomagneeteilla varustetusta synkronisesta sähkömoottorista, joka mahdollistaa jopa 60 kilometriä tunnissa (kuva 1.6).

Kuva 1.6. Urban yksi mini sähköauto Step Deck.

ICVS-järjestelmään kuuluvien Hondan sähköautojen vuokraaminen ei ole niin helppoa. Tätä varten sinun on ensin ostettava erityinen magneettinen IC-kortti. Sen avulla voit ICVS-terminaaleissa valita neljästä tietylle matkalle sopivimman miehistön tyypistä, järjestää sen vuokrauksen, palauttaa miehistön parkkipaikalle ja maksaa vuokran käteisellä tai pankista. tili. Lisäksi IC-korttia käytetään moottorin käynnistämiseen perinteisten auton avaimien sijaan. Asiakas hoitaa sähköautovuokrauksen rekisteröinnin itse ilman tai vain vähän terminaalin työntekijöitä. Kätevää on myös se, että miehistöä ei tarvitse palauttaa samalle parkkipaikalle, josta ne vuokrattiin, vaan sähköauton voi jättää tai vaihtaa mihin tahansa muuhun ICVS-terminaaliin.

ICVS-ohjauskeskus vastaanottaa kaikki operatiiviset tiedot tietyn miehistön sijainnista erityisen radiolinkin kautta. Tarvittaessa operaattori voi käyttää sisäistä radioliikennettä ja laajakulmalasertutkia automaattinen tila lähettää jopa neljä "miehittämätöntä" miehistöä oikeaan paikkaan. Tätä varten sähköajoneuvot on varustettu magneetti- ja ultraääniantureilla, jotka toimivat vuorovaikutuksessa liittimen kannen alle sijoitettujen induktiokaapeleiden kanssa. Miehistöt voivat ajaa parkkipaikalle, poistua siitä ja pysäköidä ohjauskeskuksen käskystä myös ilman kuljettajan osallistumista. ICVS-päätteet mahdollistavat kaikkien sähköajoneuvojen akkujen automaattisen latauksen.

2.Kevyet sähköajoneuvot

Kaikista sähköajoneuvoista kiinnostavimpia käytännön näkökulmasta ovat kevyet sähköajoneuvot (LETS), joissa on yhdistetty sähkö- ja useimmiten lihasvoima. Pohjois-Amerikan "EV Global Motorsin" toimitusjohtajan Lee Iacoccan mukaan pian sähköskootteri, sähköskootteri, sähkömopo, yksi- tai kaksipaikkainen minisähköauto ja useimmiten sähköpyörä. jokaisen amerikkalaisen autotallissa. Ennusteen mukaan seuraavan 10 vuoden aikana yksittäisten sähköajoneuvojen vuosimyynti maailmassa on 6-10 miljardia dollaria.

Maailmanlaajuinen pyöräilybuumi, joka on pyyhkäissyt lähes kaikkiin kehittyneisiin ja kehitysmaihin, vahvistaa täysin oletuksen, että tuleva vuosisata on polkupyörän vuosisata. Amerikkalaisten asiantuntijoiden ennusteen mukaan jo 2000-luvun ensimmäisellä neljänneksellä kaksipyöräiset poljinautot alkavat syrjäyttää autoja ja niistä tulee vähitellen tärkein kulkuväline. Tällaisen ennusteen paikkansapitävyyden vahvistaa kokonaiskuva siitä, mitä tapahtuu. Yhdysvalloissa ja Saksassa, jotka ovat kiistattomat maailman johtavat autojen määrä asukasta kohti, polkupyöriä myydään vuosittain enemmän kuin autoja. Tanskan, Hollannin, Ruotsin ja muiden Euroopan maiden teillä näkyy loputon rivi pyöräilijöitä. Japanissa lähes joka toinen asukas ajaa säännöllisesti pyörällä, ja Tokio on kirjaimellisesti täynnä pyöräilijöitä ruuhka-aikoina. Joka päivä 500 miljoonaa ihmistä pyöräilee Kiinaan töihin. Monet Euroopan kaupungit kieltävät autoliikenteen kaupunkien keskustoissa ja avaavat ilmaisia ​​vuokrapyöriä.

Polkupyörän ennennäkemätön suosio ei ole sattumaa, se johtuu suurelta osin motorisoinnin kielteisistä seurauksista. Tosiasia on, että autosta, joka on valloittanut melkein koko planeetan, on tullut korvaamattomien luonnonvarojen (öljyn) pääkuluttaja, maan, veden ja ilman saaste ja melun "tuottaja". Auto-onnettomuuksissa kuolee vuosittain enemmän ihmisiä kuin muissa verisissä sodissa. Auton suurin vaara lääkäreiden mukaan on, että se vieroitti meidät liikkumaan itsenäisesti. Ihmiset alkavat ymmärtää tämän ja taistellakseen fyysistä passiivisuutta vastaan ​​vaihtuvat pyörään.

Polkupyörä oli ensimmäinen keksintö, jonka avulla ihminen pääsi liikkumaan nopeammin ja kauemmas vain omien lihasten ansiosta. Mutta heti kun kaksipyöräinen ajoneuvo syntyi, keksijät alkoivat miettiä, kuinka lisätä sen tehoa ja nopeutta. Viime vuosisadan toisesta puoliskosta lähtien he yrittivät varustaa polkupyörän lisäenergialähteellä: höyrykoneella, sähkömoottorilla, bensiinillä ja jopa suihkumoottorilla. Suuren painon, tilavuuden ja useiden muiden puutteiden vuoksi mikään niistä ei kuitenkaan juurtunut polkupyörällä. Samaan aikaan, noin sata vuotta sitten, suunniteltiin sähköajoneuvojen ohella myös ensimmäiset sähköpyörät. Mutta hyvin pian he molemmat, jotka eivät kestäneet kilpailua, väistyivät autoille, ja he itse unohdettiin pitkäksi aikaa.

Sähköpyörän toinen syntymä tapahtui silmiemme edessä. Vuonna 1994 japanilainen Yamaha toi markkinoille uuden polkupyörän, jossa on lisäsähkökäyttö, ja nyt yrityksen suunnittelijat kehittävät kolmannen sukupolven sähköpolkupyörämalleja. Viime vuonna näitä kaksipyöräisiä hybridejä myytiin 250 000 kappaletta pelkästään Japanissa. Yamahan jälkeen Honda, Panasonic, Sanyo, Mitsubishi ja Suzuki aloittivat sähköpyörien valmistuksen yksi toisensa jälkeen. Asiantuntijat ennustavat, että vuoden tai kahden sisällä yli miljoona japanilaista ajaa sähköpyörällä.

Nykyään sähköpolkupyöriä valmistavat kaikki Aasian, Amerikan ja Euroopan suurimmat polkupyöränrakennusyritykset. Kiinan viranomaiset uskovat, että sähköpyörät voivat korvata kymmeniä tuhansia savuavia ja kolisevia skoottereita ja moottoripyöriä ja parantaa siten merkittävästi kuljetustilannetta. Esimerkiksi Shanghai on avannut jo 15 polkupyörän akkujen latauskeskusta ja yli 100 akun vaihtopistettä. Lisäksi on tarkoitus rakentaa hätäverkko latausasemia, jossa kuka tahansa pyöräilijä voi ladata akun nopeasti työntämällä koneeseen kolikon ja työntämällä laturin pistokkeen sähkölatauspylvään pistorasiaan.

Nykyaikainen sähköpyörä on täysin mukava, ympäristöystävällinen ajoneuvo, joka vaatii vähän huoltoa ja hyvin vähän tilaa autotallissa ja parkkipaikalla. Mitä tulee sähköpyörän nopeusominaisuuksiin, niin vaakasuoralla tieosuudella se voi helposti ohittaa tavallisen urheilu- ja retkipyörän. Eikä se johdu moottorin alhaisesta tehosta. Sähköpyörä on suunniteltu erityisesti siten, että sähkökäyttö tuottaa virtaa vain, kun pyöräilijä painaa polkimia. Heti kun hän lopettaa työskentelyn jaloillaan tai kiihtyy 20-24 km / h nopeuteen, moottori sammuu automaattisesti. Jos haluat mennä nopeammin, poljeta.

Niin sanotuissa "hiljaisissa" sähköpyörissä, jotka saavuttavat nopeuden jopa 24 km / h, sähköveto suorittaa aputoiminnon - sen kanssa pyöräilijä viettää vähemmän vaivaa, mikä on erityisen tärkeää ajettaessa pitkiä matkoja, vastatuulessa tai kiipeämässä ylämäkeen. Sähkömoottorin teho ei ylitä 250 W - tämä on arvo, joka on verrannollinen tehoon, jonka pyöräilijä itse voi kehittää pitkään. Sähköpyörällä ne lähtevät liikkeelle samoilla polkimilla. Kun nopeus saavuttaa 2-3 km / h, vetopyörän haarukassa oleva erityinen anturi käynnistää moottorin automaattisesti. Mutta on olemassa sähköpyöriä, joissa on kehittyneemmät anturit, ne käynnistävät sähkömoottorin heti käynnistyksen jälkeen.

Sveitsissä ja joissakin Yhdysvaltain osavaltioissa valmistetaan tehokkaampia "nopeita" sähköpyöriä, joiden nopeus ei ole rajoitettu 20-24 km / h. Ne on varustettu sähkömoottoreilla, joiden teho on vähintään 400 W ja jotka toimivat polkimista riippumatta. Moottorin tehoa ja vastaavasti nopeutta säätelee "kaasu"-kahva. "Nopeassa" sähköpyörässä sähkövoimalla on päärooli ja lihasvoimalla apurooli. Tällaisen koneen tekniset ominaisuudet ovat suunnilleen samat kuin kevyen mopon. "Nopealla" sähköpyörällä saa ajaa vain suojakypärässä, mopon ajo-oikeudella ja rekisterikilvellä (myönnetään vakuutuksen mukana). Sähkömoottorin käyttövoima välittää voimaa polkupyörän etu- tai takapyörään vaihteiston, ketjuvedon tai kitkarullan avulla, joka painetaan vetopyörän rengasta vasten (kuva 2.1).

Kuva 2.1. Amerikkalaisen yhtiön "EV Global Motors" "nopea" sähköpyörä.

Japanilaiset, taiwanilaiset ja saksalaiset yritykset ovat jo usean vuoden ajan valmistaneet sähköpyöriä, joissa on 200-250 W moottoripyörät, jotka on rakennettu navaan. Ajatus moottoripyörästä ei ole uusi, mutta viime aikoihin asti tätä mallia ei käytetty laajalti. Moottoripyörän käyttö sähköpyörissä mahdollisti mekaanisen voimansiirron luopumisen ja näin ollen sähkökäytön tehokkuuden lisäämisen merkittävästi. Asiantuntijat uskovat, että sisäänrakennetulla mikroprosessorilla ohjattu moottoripyörä on menestynein ja lupaavin sähköpyörän veto.

Sähköpyörissä käytetään yleensä 7-10 ampeeritunnin kapasiteetin 5-7 kiloa painavia nikkelikadmiumparistoja sekä halvempia, mutta vähemmän kestäviä ja energiaintensiivisiä sinetöityjä lyijy-sinkkiakkuja, joissa on hyytelömäistä elektrolyyttiä. Akun latausaika - 4-5 tuntia, tehoreservi täyteen ladattuna - 20-30 kilometriä tai enemmän. Vaikka kolmannen sukupolven sähköpyöriä on jo ilmestynyt, esimerkiksi Yamahan Starcross, jonka tehoreservi on yli 40 kilometriä. Mukana on myös uusia, vielä melko kalliita nikkelimetallihydridi- ja nikkelivety-akkuja, jotka lisäävät sähköpyörän ajokilometrejä lataamatta 50 kilometriin asti.

Yhdysvalloissa, Japanissa, Saksassa ja muissa kehittyneimmissä maissa sähköpyörä voi korvata jo toisen perheauton, jota käytetään yleensä keskimäärin 15 kilometrin matkoille esimerkiksi töihin tai ostoksille. Se on erityisen hyödyllinen ei liian urheilullisille ja iäkkäille ihmisille, kaikille niille, jotka tietävät kohtuullisen, mutta säännöllisen liikunnan tarpeen. Autotallissa, parkkipaikalla, tiellä sähköpyörä vie paljon vähemmän tilaa kuin pieni auto. Ja mikä tärkeintä, se ei saastuta ympäristöä.

Viime aikoina Taiwania on kutsuttu "sähköliikenteen saareksi". Viisi vuotta sitten sähkömopoja ja sähkömoottoripyöriä oli vain 67 kappaletta, ja viime vuonna niitä myytiin noin viisi tuhatta. Hallituksen ympäristönsuojeluvirasto (EPA) on asettanut näiden sähköajoneuvojen myyntikiintiöön vähintään 2 % mopojen, skootterien ja moottoripyörien myynnistä. Ennusteiden mukaan sähkömopojen ja sähkömoottoripyörien myynti kolminkertaistuu tänä vuonna ja on 16 000 kappaletta. Valtio korvaa osan sähköajoneuvojen hankinnan kustannuksista siten, että ostajalle niiden hinta on verrattavissa 50 cm3 mopojen ja skootterien hintaan.

Sähköpyörän puomi on havaittavissa myös Italiassa. Joulukuussa 1998 Italian pääkaupungin historiallisessa keskustassa, jossa miljoonat turistit vierailevat vuosittain, he aloittivat vuokrattavien sähköskootterien puiston ja sähkölatausasemien verkoston rakentamisen. Tätä hanketta rahoittavat Rooman kunta, ympäristönsuojeluministeriö, yhdistykset WWF ja "Italia Nostra". Italialainen yritys "Atala Rizzato" harjoittaa latausasemien rakentamista ja Lepton-sähköskootterien vuokrauksen järjestämistä. Ensimmäisessä vaiheessa on tarkoitus avata 85 asemaa "hitaalle" kuuden, seitsemän tunnin akkulataukselle 16 ampeerin latureilla ja 30 asemaa "nopealle" puolentoista tunnin lataukselle. Ensimmäiset on suunniteltu lataamaan samanaikaisesti neljän miehistön akkuja, kun taas jälkimmäiset on suunniteltu vain kahdelle. Kaikki asemat rakennetaan pysäköintialueille, niillä voidaan ladata sekä kunnallisten että yksityisten sähköskootterien, sähköpyörien ja sähköajoneuvojen akkuja. Sähköskootterin arvioitu vuokraus maksaa 1,3-1,8 dollaria tunnissa.

Länsimaissa "hiljaiset" sähköpyörät, joissa moottori vain auttaa liikkumaan, ovat suosituimpia yli 40-vuotiaiden keskuudessa. Niillä ajetaan eniten Japanissa ja Euroopan maissa. Nuoria houkuttelevat nopeat mallit, joissa on tehokas sähkökäyttö ja moderni muotoilu. "Nopeilla" sähköpyörillä voit muuttaa moottorin tehoa, eikä sinun tarvitse polkea jatkuvasti. Ne hallitsevat Yhdysvaltoja ja Kiinaa. Kuva "hiljaisesta" sähköpyörästä näkyy kuvassa. 2.2.

Kuva 2.2. Taipei-yhtiön "Elebike Co., Ltd":n "hiljainen" sähköpyörä, jossa on 250 W, 36 V DC moottoripyörä ja 7 Ah lyijy-sinkkiakku (muovikotelossa kaltevassa rungossa).

Sähköpyörien hinnat Euroopassa, Japanissa ja Yhdysvalloissa vaihtelevat 1 000–2 000 dollaria. Halvimmat ovat Kiinassa ja Taiwanissa, mistä niitä saa 200-350 dollarilla. Vielä halvempaa on ostaa tavallinen polkupyörä ja asentaa siihen itse tai korjaamolla sähkökäyttösarja: moottori, akku, laturi, elektroniikkayksikkö, kaukosäädin ja ohjausnuppi. Yksi kysytyistä sähköpyörien malleista on esitetty kuvassa. 2.3.

Kuva 2.3. Japanilaisen Panasonic-yhtiön sähköpyörä "Dracle"

Asiantuntijat ennustavat, että vuoteen 2003 mennessä sähköpyörien määrä maailmassa ylittää kaksi miljoonaa.

Hondan toimittamien materiaalien perusteella se valmistaa neljä perusajoneuvoa: kaksipaikkainen City Pal sähköajoneuvo, yksipaikkainen Step Deck yhdistetty propulsioajoneuvo, Mon Pal yksipaikkainen sähköskootteri ja Raccon sähköpyörä.

Yksipaikkainen Mon Pal sähköskootteri (kuva 2.4) on erittäin kätevä päivittäisille lyhyille matkoille. Sen nopeus on enintään 6 kilometriä tunnissa. Sähköskootteri soveltuu varsin hyvin kävelyyn jalankulkualueilla, puutarhapoluilla, suurilla ostos- ja näyttelytiloilla, mikä varmasti vetoaa vanhuksiin. Kokonaismitat Mon Pal - 1450 x 690 x 1080 mm (1625 mm markiisin kanssa). DC-keräimen moottoria ohjataan taka-akselille.

Kuva 2.4. Sähköskootteri vanhuksille Ma Pal.

Raccon 26LX-3B sähköpyörä (kuva 2.5) on hyvä, koska se vaatii paljon vähemmän vaivaa pyöräilijältä ajettaessa pitkiä matkoja, pitkissä nousuissa ja vastatuulessa kuin kaikki muut mallit. Sen paino on 31 kg, mitat 1885 x 580 x 770-920 mm (riippuen satulan korkeudesta). Sähköpyörä on varustettu etu- ja takatelineillä 4 ja 10 kg. Raccon on varustettu kompaktilla keräimen moottori 24 V DC, 220 W teho ja kompakti 5 A nikkeli-kadmium ladattava akku . h ei kovin paksun A4-kirjan kokoinen. Täysin ladattu akku, joka yleensä sijoitetaan runkoon etutelineen taakse, riittää ajamaan 27 kilometriä ja valaisee silti tien 3,8 watin ajovalolla. Magneettiset nopeusanturit ja elektroninen ohjausyksikkö lisäävät tasaisesti sähkökäytön tehoa nopeuden noustessa 0 - 15 kilometriä tunnissa ja tarjoavat tasaisen tehon nopeusalueella 15-23 kilometriä tunnissa. Suuremmilla nopeuksilla moottori sammuu automaattisesti. Jos haluat mennä nopeammin - poljin!

Kuva 2.5. Hondan Raccon sähköpyörä.

3. Kiskoilla liikkuvat autot

Lukuisten hankkeiden joukossa, joiden tarkoituksena on ratkaista ruuhkaongelma megakaupunkien liikenneverkostoissa, on yhä enemmän ehdotuksia kaupunkiliikenteen, mukaan lukien autot, ohjaamiseksi kiskoille.

Yhden rohkeimmista projekteista esitteli tanskalainen RUF International. Tanskalaisten ehdottama liikennejärjestelmä on monorail-verkosto, jota pitkin liikkuvat julkiset ja yksityiset sähköajoneuvot.

Kuljetus ylittää pieniä osuuksia tavallisia teitä pitkin, jonka jälkeen se ajautuu kiskoille ja yhdistyy eräänlaiseksi junaksi.

Kiskoilla liikkuvan auton rakenne on esitetty kuvassa. 3.1

Kuva 3.1. Kiskoilla liikkuvan auton rakentaminen

Kiskoille päässyt kuljetuksia ei tarvitse ohjata - kuljettaja asettaa ohjelman ja voi nukkua, lukea, surffata netissä tai katsella televisiota - tiedot välittyvät tietylle "päälähettäjälle" ja automaattijärjestelmä hoitaa kaikki itse, kaikkialle asennettujen lukemien ohjaamana, mukaan lukien maanalaiset anturit.

Tarvittaessa kuljettaja voi taas ottaa hallinnan. Ajonopeuden kiskoilla oletetaan olevan 120 km/h.

RUF International -hankkeen mukaan tieverkosto muodostuu 25 kilometriä raideosuuksista, joissa on erityiset "risteykset" viiden kilometrin välein, jotta osa kuljettajista voi liittyä "junaan", kun taas toiset kääntyvät pois tai suistuvat kiskoilta (kuva 3.2-3.3). ). Suurin nopeus "risteyksien" välillä (150 km/h) liittymää lähestyttäessä laskee automaattisesti 30 km/h:iin.

Kuva 3.2. Siirtyminen ympyräviivalle

Kuva 3.3. Siirtyminen rautateiltä maanteille

Myös kiskottomat radan osuudet ovat automatisoituja: maan alle asennetut anturit muodostavat eräänlaisen väylän, jolloin kuljettaja ei voi hallita autoaan ollenkaan.

Sähköajoneuvojen energia syötetään suoraan monorailista - tämä antaa tehoa ajettaessa "junassa" ja lataa akkuja lyhyitä matkoja varten tavallisilla teillä.

Saavuttuaan määränpäähän, kuljettaja nousee autosta ja lähtee hoitamaan asioita - automaatio itse lähettää auton lähimmälle parkkipaikalle, josta omistaja voi soittaa hänelle jatkamaan matkaa.

On toinenkin vaihtoehto - ilman parkkipaikkoja, jolloin jokainen voi käyttää ensimmäistä vastaantulevaa autoa. Suojaksi ilkivaltaa vastaan ​​kehittäjät ehdottavat seuraavaa järjestelmää: autoon tullessaan kuljettaja "esittelee" tietyn henkilökortin, jonka auto tunnistaa.

Auto "muistaa" sen, joka ajoi sitä viimeksi, ja uusi kuljettaja täytyy arvioida sen kunto auton sisäänkäynnissä. Vain auton "hyväksynnän" tapauksessa uusi kuljettaja tunnistetaan ja hänestä tulee jonkin aikaa sen omistaja.

Ajoneuvot RAF-kuljetusjärjestelmään voivat olla mitä tahansa - henkilöautoa, kuorma-autoa, linja-autoa - mutta kiskoilla ajamista varten niissä kaikissa on oltava V-muotoinen kanava, joka kulkee auton korin pohjaa pitkin (kuva 3.4).

Kuva 3.4. Rautatien rakentaminen

"Slot" kulkee keskellä ja jakaa sisustuksen kahteen osaan. Kehittäjät ehdottavat "kukkulan" käyttöä käsinojana tai "paikkana lapselle".

Yksiraiteinen järjestelmä on tarkoitettu suurille kaupungeille, mutta hankkeen kirjoittajat eivät unohtaneet esikaupunkialueen asukkaita: tarjotaan hybridikuljetus sähkö- ja polttoainemoottoreilla. Esimerkiksi julkinen lähiliikenne, nimeltään Maxi-RUF, on bussi, joka voi kuljettaa kymmenen matkustajaa kuljettajaa lukuun ottamatta.

Yritys on työstänyt konseptiaan vuodesta 1988 lähtien. RUF Internationalilla on 16 sponsoria, joiden joukossa ei ole ainuttakaan autonvalmistajaa, mutta Siemensillä on Tanskan sivuliike sekä Tanskan energia- ja ympäristöministeriöt.

Britit työskentelevät samanlaisen, mutta paljon realistisemman projektin parissa. Advanced Transport Systemsin yksiraiteinen ULTra (Urban Light Transport) -hanke toteutetaan ensimmäisen kerran vuonna 2004. Ja tammikuussa 2002 kokeellinen haara käynnistettiin lähellä Bristolia Cardiffin kaupungissa (kuva 3.5). Jos testitulokset todetaan tyydyttäviksi, ULTra-verkot rakennetaan ensin Cardiffiin ja sitten muihin Iso-Britannian kaupunkeihin.

Kuva 3.5. Kuva Cardiffin kokeellisesta haarasta

ULTra on Personal Rapid Transitin (PRT) muoto. Itse asiassa tämä on yksiraiteinen tie, jota pitkin liikkuvat pienet täysin automatisoidut vaunut - maametro, vain ilman kuljettajia ja itse asiassa junia.

Pienet, useille ihmisille suunnitellut kapselimaiset vaunut liikkuvat monoraitea pitkin nopeudella 25 km/h.

ULTra-projektin, jota kutsutaan myös "kuljettamattomaksi taksiksi", kehitti Advanced Transport Systems yhteistyössä Bristolin yliopiston asiantuntijoiden kanssa.

Ensimmäinen Cardiffiin rakennettu testi "haara", jota pitkin liikkuu 30 "palkoa", tulee olemaan 1,5 km pitkä. Kehitetyssä verkossa vaunujen määrä kasvaa 120:een. Jokaisen "kapselin" liikettä ohjaa keskusjärjestelmä, joka käyttää kaikenlaisia ​​antureita.

Matkustajien nousu ja poistuminen suoritetaan erityisasemilla. On huomioitava, että "kapselit" eivät pysähdy pääreitillä, vaan ajavat asemille erillisillä raiteilla.

Sisäänkäynnissä matkustajan on asetettava älykortti "vastaanottimeen", johon hänen matkansa reitti ilmoitetaan. On mahdollista, että tällä kortilla maksetaan myös lippu (hinta on sama kuin bussilipun hinta).

Kehittäjät väittävät, että ensinnäkin heidän sähköautonsa ei saastuta ympäristöä, toiseksi se on kevyt (vaunun paino on 800 kg), kolmanneksi he onnistuivat "minimoimaan visuaalisen tunkeutumisen" kaupunkien arkkitehtoniseen ilmeeseen ja ympäristöä ja lopuksi ULTra on turvallinen kuljetus.

Todellakin, nopeudella 25 km / h (ja lähellä pysäkkejä 5 km / h) voi tapahtua vähän. Jokainen kärry on kuitenkin varustettu erityisellä "tunnistusjärjestelmällä", joka pysäyttää "podin" automaattisesti, jos edessä on este.

Yhden vaunun rikkoutuminen (joidenkin todennäköisyys on tekijöiden mukaan erittäin pieni) ei estä koko kuljetusjärjestelmää, ja sisäänrakennettu "ohjausjärjestelmä" lähettää signaalin "keskukseen" .

Järjestelmä on tarkoitettu yksinomaan kaupungeille, eikä se kehittäjien mukaan korvaa busseja ja henkilöautoja, vaan on vain lisä olemassa oleviin joukkoliikennetyyppeihin.

4. Monocar

V moderni maailma Ajoneuvoja on kahta päätyyppiä.

AUTOilla on korkeampi mukavuus, turvallisuus, kantokyky jne., mutta ei voi olla huomioimatta tosiasia, että nykyinen nelipyöräisen ajoneuvon (auton) käsite ei ole muuttunut kärryn tulon jälkeen eikä enää täytä nykyaikaisia ​​ohjattavuusvaatimuksia , taloudellisuus, tasopäästöt ympäristöön jne.

MOOTTORIPYÖRÖILE on ominaista suunnittelun äärimmäinen yksinkertaisuus ja luotettavuus. Tämä on runko, jossa on satula, moottori ja pyörät, joiden etuosa on kääntyvä. Niillä on hyvä ohjattavuus ja maastohiihtokyky, mutta ne eivät käytännössä suojaa kuljettajaa sääolosuhteilta, eivät takaa hänen turvallisuuttaan, joten autot melkein korvaavat ne.

Mutta on olemassa konsepti, joka yhdistää moottoripyörien ja autojen edut. Tämä on auto, jossa on auton kori ja kaksipyöräinen alusta. Tällaisella koneella (monocar) voi olla auton mukavuus, kantokyky ja turvallisuus sekä moottoripyörän ohjattavuus, tehokkuus ja maastokyky.

Moottoripyörän vakaus riippuu siihen vaikuttavien voimien tasapainosta. Moottoripyörä voi olla vakaa vain, jos tukipiste ja resultanttivoimat ovat samat. Suoraviivaisessa liikkeessä on vain yksi tällainen voima. Tämä on painovoima, joka kohdistuu massakeskukseen ja suunnataan pystysuoraan alaspäin. Sillä ei ole poikkeamia tukipisteestä, joten siinä ei ole kaatumisvoimaa.

Ympyrässä liikkuessa koneeseen vaikuttaa myös keskipakovoima, joka suuntautuu ulospäin ja luo kallistusmomentin. Jotta kone pysyy tasapainossa, näiden voimien resultantin tulee kulkea tukipisteen läpi. Moottoripyörissä tasapaino saavutetaan joko kallistamalla ajajaa kallistusmomenttia vastakkaiseen suuntaan tai kääntämällä ohjaustankoa auton kallistussuuntaan. Toisin sanoen joko painopiste poikkeaa yhteneväiseksi tukipisteen kanssa tai tukipiste poikkeaa kohti painopistettä. Tässä tapauksessa tasapaino on säilytettävä suurella tarkkuudella, muuten moottoripyörä kaatuu väistämättä suurimman vaikuttavan voiman suuntaan. Siksi moottoripyörän vakaus ympyrässä liikkuessa riippuu:

1. Moottoripyörien nopeudet

2. kääntösäde

3. Moottoripyörän kulma

4. Etupyörän siirtymä

Koneen suurin kallistuskulma riippuu koneen rungon rakenteesta ja muodosta. Liikenopeuden ja turvallisen kääntösäteen välillä on suhde.

V 2 \u003d g * R * ctg a,

missä V on moottoripyörän nopeus, m/s,

g - vapaan pudotuksen kiihtyvyys, 9,8 m/s 2,

R - moottoripyörän kääntösäde, m,

ctg a - kaltevuuskulman kotangentti.

Kun nämä ehdot täyttyvät, etupyörä on käännettävä pyörimiskeskipisteeseen.

Jos vaaditaan nopeampaa käännöstä, moottoripyörän tulee kallistua enemmän nurkkaan ja moottoripyörän etupyörää on käännettävä käännön vastakkaiseen suuntaan. Tämä tehdään moottoripyörän tukipisteen siirtämiseksi enemmän painopistettä kohti. Jos tämä ei riitä säilyttämään tasapainoa, kuljettaja taivuttelee kehoa pyörimiskeskipisteestä, kunnes tuloksena olevat voimat osuvat yhteen tukipisteen kanssa. Yksiraiteiselle ajoneuvolle tällaiset liikkeet eivät ehkä ole mahdollisia leveämmän rungon vuoksi.

Virheellisesti uskotaan, että pyörien gyroskooppinen momentti vaikuttaa moottoripyörään. Sen vaikutus on merkityksetön, koska renkaan ja vanteen massalla 3 kg, pyörimisnopeudella 833 rpm ja ohjausnopeudella 0,2 rpm, pyörän gyroskooppinen momentti on: 0,35 kg. Samaan aikaan moottoripyörän painopisteen tai tukipisteen poikkeama 10 cm, kun painopisteen korkeus on 100 cm ja moottoripyörän ja kuljettajan massa 140 kg, luo 14 kg:n taittovoiman.

Näin ollen käännettäessä painopisteen lisäpoikkeama tukipisteestä kilogrammoina tulee olla yhtä suuri kuin vauhtipyörän gyroskooppisen momentin palautusvoima kilogrammoina.

Todennäköisesti kaikki näkivät, kuinka moottoripyöräilijä, joka ei mahdu käännökseen, liukuu maata pitkin kohti luistoa moottoripyöräkilpailussa ja sitten hänen moottoripyöränsä kuperkeikka. Tämä voi tapahtua jokaiselle kaksipyöräiselle. Erottuva ominaisuus Jokaisessa kaksipyöräisessä ajoneuvossa on se, että se voi kaarrettaessa nojata kohti käännöksen keskustaa. Näin voit kääntyä ilman luistoa suurella kiihtyvyydellä. Mutta vain kunnes keskipakovoima ylittää kitkavoiman. Ja sitten syrjäytyminen on väistämätöntä.

Kaksipyöräisten ajoneuvojen kaltevuuden rajakulmalla on tietty riippuvuus kääntösäteestä. Monoauton kallistuskulma riippuu suunnitteluominaisuuksista, esimerkiksi sitä rajoittaa korin koko (35 astetta). Jos käännät ohjauspyörää liian lujaa, monoauto makaa kyljellään ja liukuu sillä tiellä kohti luistoa. Moottoripyörän monoauton kaltaiset kuperot eivät onnistu vauhtipyörän takia. Siinä on liian paljon gyroskooppisia voimia. Todennäköisesti se kääntyy kosketuspisteen ympäri, ja silloinkin se on epätodennäköistä. Kuljettaja ja matkustaja pysyvät tietysti sisällä. Heidän tuntemuksensa eivät todennäköisesti ole miellyttäviä, mutta he pystyvät välttämään vaurioita tai vammoja. He eivät edes juttele kehon sisällä, koska keskipakovoimavektori vain työntää heidät tuoliin.

Vasemmalla ja oikealla olevaan rungon ulkonevaan osaan voit asentaa pienen alustan - tuen. Sitten jyrkän käännöksen tapauksessa monoauto ei makaa rungon päällä, vaan tuella. Näin voit tehdä U-käännöksen kirjaimellisesti ja kuvaannollisesti.

Vauhtipyörää voidaan käyttää yksitelaisten ajoneuvojen tasapainon ylläpitämiseen, jota käytetään myös energian talteenottoon kiihdytyksissä ja hidastuksissa. Vauhtipyörän tehtävänä on kompensoida mahdollisia poikkeamia. Vauhtipyörän palautusvoima riippuu sen pyörimisnopeudesta. Vauhtipyörän pyörimisnopeuden pienentyessä vaakasuuntaisella pyörimisakselilla se alkaa poiketa pystysuorasta kulmalla, jonka määrittää tuloksena oleva painovoima ja palautuva gyroskooppinen momentti.

Pysähdyksissä vauhtipyörän gyroskooppinen momentti on maksimissaan pitäen auton pystyssä, ja nopeuden kasvaessa se laskee vähitellen, jolloin auto voi kallistua käännöksiä varten, koska vauhtipyörän energiaa on käytettävä auton liikuttamiseen.

Joissakin malleissa vauhtipyörän pyörimisakseli oli vaakasuora ja vauhtipyörä pyörii samaan suuntaan kuin pyörät. Vauhtipyörän kallistaminen vasemmalle saa koneen ohjaamaan vasemmalle. Tämä voi helpottaa kaarreajoa, mutta se voi myös olla horjuttava tekijä.

Tästä seuraa johtopäätös: jos vaakasuuntaisella pyörimisakselilla varustetun vauhtipyörän pyörimissuunta on sama kuin pyörien pyörimissuunta, niin tällainen kone on ohjattavampi, mutta vähemmän vakaa. Ja vastaavasti päinvastoin.

Jos vauhtipyörän pyörimisakseli on pystysuora, sitä tulee kääntää edestakaisin. Mutta pystyakselilla gyroskooppinen vaikutus voi tuoda lisäliukumista käännökseen (kuten yksiakselisen helikopterin potkuri), ja sinun on asennettava toinen vauhtipyörä, jonka pyörimissuunta on vastakkainen. Lisäksi pystyakselin vauhtipyörässä on epävakauttava tekijä. Ajettaessa ylä- tai alamäkeen autoon vaikuttaa lisäksi gyroskooppinen momentti, joka kääntää auton oikealle tai vasemmalle. Tämän vaikutuksen kompensoimiseksi tarvitaan kompensoiva peräsimen taipuma tai lisävauhtipyörän asentaminen vastakkaiseen pyörimissuuntaan.

Gyroautossa P.P. Shilovsky, vauhtipyörä asennettiin runkoon, joka mahdollisti sen akselin taipumisen, mikä palauttaa koneen tasapainon. Kehys poikkesi kallistusanturien signaalista. Rungon sijasta voit lisäksi kääntää tai kallistaa etupyörää, kunnes tukipiste osuu painopisteeseen. Voit myös kääntää pyörää kallistusanturin signaalin päälle.

Mutta jos on mahdollista löytää tarkka suhde autoon vaikuttavien voimien välillä, niin se on mahdollista ilman kallistusantureita jne.

Riippuvuudet:

poikkeama tukipisteestä riippuu etupyörän pyörimiskulmasta

Etupyörän kiertokulma riippuu koneen kääntösäteestä

Kääntösäde riippuu koneen nopeudesta

Vauhtipyörän pyörimisnopeus riippuu koneen nopeudesta

Vauhtipyörän palautusvoima riippuu sen pyörimisnopeudesta

Vauhtipyörän pyörimissuunta vaaka-akselilla määrää koneen vakauden ja ohjattavuuden

Moottorin teho riippuu suurimmasta liikenteestä

Vauhtipyörän käytöllä autossa on seuraavat edut:

polttoaineenkulutuksen puolittaminen energian talteenoton ansiosta (palautus)

vaaditun moottorin tehon vähentäminen jopa 40 %

Mahdollisuus moottorin toimintaan optimaalisessa tilassa

erilaisten moottorin käynnistys- ja joutokäyntijärjestelmien eliminointi

tehokkaampi (luistamaton) jarrutus

Polttoaineen ominaiskulutus on minimaalinen moottorin käydessä noin 80 % teholla ja 3-4 kertaa korkeampi 10 % teholla. Kaupunkiliikenteessä tarvitaan kuitenkin suurimman osan ajasta juuri nämä 10 %. Myös kaupunkiliikenteessä suurin osa energiasta kuluu usein vuorotellen kiihdytykseen ja hidastumiseen. Tällaisten kustannusten vähentämiseksi on realistisinta käyttää hybridimoottoreita, jotka ovat vauhtipyörä yhdessä polttomoottorin tai sähkömoottorin kanssa.

Moottori, joka toimii suurimmalla hyötysuhteella, "pumppaa" siihen energiaa pitäen nopeuden tietyllä alueella. Auton liikuttamiseen tarvittava energia otetaan portaaton vaihteiston kautta. Jarrutustapauksessa auton liike-energia siirtyy takaisin vauhtipyörään.

Monocarin avulla voit vähentää energiahäviöitä seuraavista ratkaisuista:

Koneen paino. Painon vähentämiseksi voit yksinkertaistaa ja keventää suunnittelua merkittävästi poistamalla joitakin komponentteja ja kokoonpanoja. Yksiauto ei välttämättä vaadi suurta moottoria (ja massaa), vaihteistoa, jäähdytintä, käynnistintä, generaattoria, kaksipyöräistä jousitusta, vaihteistoa ja paljon muuta. monoauto voidaan tehdä noin kaksi kertaa kevyempi kuin tavallinen auto.

Aerodynaaminen vastus. Luoda virtaviivaisempi vartalon muoto. Nykyaikaisen auton aerodynaaminen ilmanvastuskerroin C x =0,4. Jos yrität tehdä kolmipaikkaisen rungon pudotuksen muodossa ja sijoittaa kaksi ihmistä leveään osaan ja yksi taakse kapeaan osaan, voit saada kertoimen C x \u003d 0,2 tai jopa vähemmän. Mutta tällaista muotoa voidaan soveltaa vain kaksipyöräiseen ajoneuvoon, koska neljä pyörää vaativat silti suorakaiteen muodon kaikkine seurauksineen.

Useimmissa nykyaikaisissa autoissa se on 0,4. Yksiautolla kaksipyöräisen korin virtaviivaisemman suunnittelun vuoksi se voi olla 0,2 tai jopa vähemmän.

Tehon riippuvuus nopeudesta on esitetty kuvassa. 4.1.

Kuva 4.1. Teho vs. nopeus

F \u003d C x * S m * P * V 2

jossa F on väliaineen vastusvoima, H

C x - vastuskerroin,

S m - keskiosa, m 2

P on väliaineen tiheys,

V - nopeus, m/s

Mikä on 0,2 * 1,22 * 1,2 * 767 = 224 N nopeudella 100 km/h

100 km:n ajoon tarvitaan 224 * 100 000 = 22 400 000 J, mikä on 6,2 kW:n teho. (8,4 hv) nopeudella 100 km/h tai 3,2 kW nopeudella 72 km/h tai 833 W nopeudella 36 km/h

moottorin hyötysuhde. On toivottavaa luopua polttomoottorista, jonka hyötysuhde on 18-20% ja käyttää sähkömoottoria (90% hyötysuhde). Vauhtipyörän käyttö voi merkittävästi vähentää vaadittua moottorin tehoa.

Energian talteenotto. Vauhtipyörän käyttö jarrutusenergian talteenottoon (kertymiseen) ja sen jälkeiseen palautumiseen kiihdytyksen aikana. Jos perinteisissä autoissa tämä energia kuluu vain jarrupalojen lämmittämiseen, niin vauhtipyörän käytöllä on mahdollista vähentää polttoaineenkulutusta merkittävästi (melkein 2 kertaa) verrattuna kaupunkitilassa ajoon.

Tienkestävyys. Kaksipyöräinen monoauto vaatii huomattavasti vähemmän energiaa voittaakseen tien vastuksen.

4000H*0,02=80H

100 km:n ajoa varten tarvitaan 80 * 100 000 = 8 000 000 J, mikä on 2,2 kW / h teho. (3 hv)

Koneen rakenne on esitetty kuvassa 4.2.

Kuva 4.2. Monocar design

Vauhtipyörä sijaitsee auton keskellä kuljettajan ja matkustajan istuimen välissä. Vauhtipyörän yläpuolella on joystick-tyyppinen ohjausnuppi. Suoraan vauhtipyörän edessä on etujousituksen kiinnitys. Istuin takamatkustaja sijoitettu tarkalleen keskelle etuistuinten väliin. Takaistuimen takana on pieni tavaratila. Tavaratilan alla - jousitus takarengas.

Runko on metallirunkorakenne ja saranoidut verhouselementit. Pituussuunnassa koneen keskellä on voimarunko, jossa on vauhtipyörä ja pyörän jousitukset. Kori on kaksiovinen, ja ovet avautuvat pystysuoraan tuulilasin keskikohtaan nähden. Koneessa on 2 pientä tavaratilaa etupyörätilan sivuilla. Takapyörän pyöräkaaren yläpuolella ei ole tavaratelineitä korin aerodynamiikan parantamiseksi.

Ratkaisu moniin yksiautoongelmiin tulee olemaan niin kutsuttujen moottoripyörien käyttö. Lisäksi kolmen samantyyppisen moottoripyörän käyttö on teknisesti perusteltua. Kaksi suoraan pyörissä ja yksi vauhtipyöränä. Ne eroavat vain roottorin suurimmasta pyörimisnopeudesta ja massasta. Vauhtipyörän roottorin massan tulee olla vähintään 20 kg.

Siten koneen koko kinematiikka koostuu vain kahdesta pyörästä, vauhtipyörästä ja elektronisesta ohjausyksiköstä. Ohjausyksikköä tarvitaan siirtämään voimaa vauhtipyörästä pyörille ja päinvastoin.

Japanilaiset yritykset ovat suunnitelleet kevyitä harjattomia tasavirtamoottoreita, jotka perustuvat harvinaisten maametallien magneetteihin, joiden maksimihyötysuhde on jopa 98 % ja erittäin tehokkaita mikroprosessoriohjausjärjestelmiä. Nämä hidaskäyntiset moottorit on rakennettu suoraan vetopyörän napoihin. Tämä mahdollisti mekaanisesta voimansiirrosta luopumisen ja tämän ansiosta käytön kokonaishyötysuhteen nostamisen 96-97 %:iin. Moottoripyöriä, joiden teho on 200-250 W, valmistetaan massatuotantona kevyisiin sähköajoneuvoihin - esimerkiksi sähköpyöriin, joita on jo ilmestymässä maailman teillä.

Moottoripyörien käytön edut ajoneuvoissa:

· auton ulkoasua parannetaan, koska moottoripyörän asennuspaikka on melko vapaasti valittavissa suhteessa auton muihin yksiköihin;

· sähkökäyttöisten yksiköiden (ei vain moottoripyörien) kokonaispaino pienenee verrattuna hydromekaanisten käyttöyksiköiden massaan;

Haluttu auton massan jakautuminen akseleille saavutetaan johtuen kyvystä vaihdella auton pohjaa;

Osien ja kokoonpanojen määrä mekaaninen voimansiirto, joka on alttiina intensiiviselle kulumiselle, vähenee, mikä lisää koko järjestelmän luotettavuutta;

Mahdollisuus toteuttaa suuri teho yhdellä moottoripyörällä, mikä mahdollistaa ajoneuvon kantokyvyn lisäämisen lisäämättä vetävien pyörien määrää;

Mahdollisuus portaattomasti tai äärimmäisissä tapauksissa kaksivaiheiseen vetovoiman säätöön;

jarrutus suurilla pitkillä rinteillä on erittäin tehokasta ja luotettavaa sähköjarrun käytön ansiosta

Konetta ohjataan joystick-tyyppisellä kahvalla, joka on asennettu kuljettajan ja matkustajan istuimen väliin. Kahvassa on myös painikkeet ajovalojen, käännösten, signaalin jne. sytyttämiseen. Ohjaus tapahtuu vaihtamalla välityssuhde variaattori. Kun kahvaa kallistetaan "eteen-taakse" ja "vasen-oikea", vastaavasti, tapahtuu jarrutus-kiihtyvyys ja koneen kääntyminen. Kahvan suurimmalla poikkeamalla "eteenpäin" voidaan aktivoida takapyörän lisäjarrukahva.

Ohjauspaneelissa on pienet mitat, digitaalinen merkkivalo valodiodeissa ja se voidaan sijoittaa mihin tahansa sopivaan paikkaan, esimerkiksi auton keskellä olevaan taustapeiliin. Osoituksen sijaan voit käyttää puhesyntetisaattoria.

Voit ilmoittaa:

1. Koneen nopeus;

2. Käännökset (voidaan korvata taustapeilien valoilla);

3. Ovien (luukkujen) ja tavaratilan (avoin tai kiinni) sijainti.

Monoautossa ohjausnuppi ja kojetaulu on parasta irrottaa sivulta. Koska kuljettajan ja matkustajan edessä ei ole enää traumaattista estettä, on mahdollista käyttää vektoriturvajärjestelmää. Tällaisessa järjestelmässä tuolilla on kyky etutörmäys kierry eteenpäin vapaalle alueelle kallistuessasi taaksepäin. Iskun jälkeen iskunvaimentimien istuin palaa alkuperäiseen asentoonsa. Tällainen järjestelmä on luotettavampi kuin turvavyöt ja turvatyynyt. Erityisen voimakkailla iskuilla on mahdollista käyttää jopa istuimen työntämistä tuulilasin läpi, kunnes törmäysinertia on täysin sammunut.

Sivutörmäykset ovat turvallisia käyvällä vauhtipyörällä varustetulle koneelle, koska ne eivät voi aiheuttaa kaatumista. Kone, kuten heiluri, heiluu vain pystyakselin ympäri. Ja ajettaessa tien varrella tai rinteessä auto säilyttää korin pystysuoran asennon. Jos sivukaltevuus on erittäin jyrkkä tavallinen auto kaatuessa, yksiauto liukuu vain alas rinnettä säilyttäen samalla pystyasennon.

Tasaisella liikkeellä tuoli on pystyasennossa. Kovasti jarrutettaessa tuoli rullaa eteenpäin kiskoja pitkin ja samalla kääntyy vaaka-asentoon. Tässä tapauksessa tuolin kaltevuuskulma riippuu jarrutusvoimasta, ja kun tämä voima pienenee, tuoli palaa alkuperäiseen asentoonsa.

Auto voi tarjota useita jarrutustapoja:

Kineettinen. Päätapa. Tällöin auton liike-energia muunnetaan vauhtipyörän liike-energiaksi.

Elektrodynaaminen. Moottoripyöristä tuleva sähkö voidaan sammuttaa painolastivastuksen avulla. Lähetä esimerkiksi sähkölämmittimeen.

Ero. Jos etumoottoripyörä kytketään päälle vastavaiheessa takapyörän kanssa, se pyörii vastakkaiseen suuntaan, kunnes kone ja etupyörä pysähtyvät kokonaan.

Stepperi. Pyörän moottori on askelmoottori. Voit asettaa roottorin magneettikentän pyörimistaajuuden niin pieneksi kuin haluat, jopa nollaan. Tämä on itse asiassa roottorin pysäytys.

Kitka. Jos roottorin ja staattorin väliin asetetaan kitkatiiviste ja roottori ripustetaan magneettikenttään tai ilmatyynyyn (kaasulaakeri), niin kun laakeri sammutetaan, roottori koneen koko massalla putoaa staattorin päälle. Tämä on tavanomaisten levy- tai rumpujarrujen analogi.

Mekaaninen. Jos muutat jousituksen korkeutta, auto voi makaa pohjalla ja jarruttaa ulkonevilla korin osilla. Tällä tavalla voit hidastaa jopa jäällä.

Ajovalo sijaitsee etupyörän suojuksen alla. Se voidaan laskea nicheyn etutavarasta. Ajovaloa voidaan myös kääntää 360° vaakasuoraan valaistuksen aikaansaamiseksi kaarteissa ja peruutettaessa.
Ajovalo on valmistettu sylinterin muodossa, jonka optisen akselin keskellä on valonlähde. Osa sylinteristä on tehty läpinäkyväksi, loput peitetään heijastavalla kerroksella. Taakse voidaan asentaa punaisen valon suodatin, joka ajovaloa taaksepäin käännettäessä loistaa eteenpäin toimien jarruvalona.

Autossa on riippuvainen vaijerin jousitusjärjestelmä ja kompensoiva iskunvaimennin. Etu- ja takajousitus on yhdistetty kaapelilla siten, että etupyörään kohdistuva pyörää ylöspäin kääntävä kuorma kompensoituu takapyörän taipumalla alaspäin ja päinvastoin. Vaimennusvoimana käytetään puolet koneen painosta. Vaijerin pituutta muuttamalla voit säätää koneen korkeutta alas laskeutumiseen asti parkkipaikalla tai hätäjarrutustilassa.

Monoauton tekniset ominaisuudet:

Pituus - 4000 mm.

Leveys - 1500 mm.

Korkeus - 1500 mm.

Pohja - 3000 mm.

Välys - 350 mm.

Paikkamäärä - 3 henkilöä.

Korin ovien lukumäärä - 2.

Kantavuus - 200-250 kg.

Asema on luultavasti täynnä.

Jousitus - riippuvainen.

Alhainen polttoaineenkulutus (enintään 1 litra / 100 km).

Vähemmän CO2- ja CN-päästöjä.

Kevyt (enintään 400 kg).

Suunnittelun yksinkertaisuus ja luotettavuus.

Helppo hallita ja ylläpitää.

Hyvä ohjattavuus (kääntösäde noin 4 m).

Matala vastuskerroin.

Halpa

5.Miehittämättömät lentokoneet

"UAV:t" vaihtelevat painoltaan (puolen kilon painoisista, lentokonemalliin verrattavissa olevista laitteista 10-15 tonnin jättiläisiin), korkeudeltaan ja lennon kestoltaan. Enintään 5 kg painavat miehittämättömät ilma-alukset (luokka "mikro") voivat nousta miltä tahansa pienimmältä alustalta ja jopa kädestä, nousta 1-2 kilometrin korkeuteen ja pysyä ilmassa enintään tunnin. Tiedustelulentokoneina niitä käytetään esimerkiksi sotatarvikkeiden ja terroristien havaitsemiseen metsässä tai vuoristossa. Vain 300-500 grammaa painavat "mikro"-luokan "UAV:t" voivat kuvainnollisesti katsoa ulos ikkunasta, joten niitä on kätevä käyttää kaupunkialueilla.

"Mikro" tarkoittaa "mini"-luokan miehittämättömiä ilma-aluksia, jotka painavat enintään 150 kg. Ne toimivat jopa 3-5 km korkeudessa, lennon kesto on 3-5 tuntia. Seuraava luokka on "midi". Nämä ovat raskaampia monikäyttöajoneuvoja, joiden paino on 200-1000 kg. Lentokorkeus saavuttaa 5-6 km, kesto - 10-20 tuntia.

Ja lopuksi "maxi" - laitteet, jotka painavat 1000 kg - 8-10 tonnia. Niiden katto on 20 km, lennon kesto yli 24 tuntia. Todennäköisesti supermaxi-luokan autoja ilmestyy pian. Niiden painon voidaan olettaa ylittävän 15 tonnia. Tällaiset "raskaat kuorma-autot" kuljettavat mukanaan valtavan määrän laitteita eri tarkoituksiin ja pystyvät suorittamaan laajimman valikoiman tehtäviä.

Jos muistamme miehittämättömien ilma-alusten historian, ne ilmestyivät ensimmäisen kerran 1930-luvun puolivälissä. Nämä olivat ammuntaharjoittelussa käytettäviä kauko-ohjattavia ilmakohteita. Toisen maailmansodan jälkeen, tarkemmin sanottuna, jo 1950-luvulla lentokonesuunnittelijat loivat miehittämättömiä tiedustelukoneita. Lakkokoneiden kehittäminen kesti vielä 20 vuotta. 1970-1980-luvuilla P. O. Sukhoin, A. N. Tupolevin, V. M. Myasishchevin, A. S. Yakovlevin, N. I. Kamovin suunnittelutoimistot käsittelivät tätä aihetta. Miehittämättömät tiedustelukoneet "Yastreb", "Swift" ja nykyään käytössä - "Flight" sekä shokki "Korshun", jotka luotiin yhdessä Kulon-tutkimuslaitoksen kanssa. Melko menestyksekkäästi osallistui Yakovlev-suunnittelutoimiston miehittämättömiin lentokoneisiin. , jossa laitteet "mini"-luokan. Menestynein niistä oli "Bee" kompleksi, joka on edelleen käytössä.

Neuvostoliitossa käynnistettiin 1970-luvulla tutkimustyötä miehittämättömien lentokoneiden luomiseksi korkealla korkeudella ja lennon kestolla. He olivat mukana V. M. Myasishchevin suunnittelutoimistossa, jossa he kehittivät "maxi"-luokan "Eagle" -koneen. Sitten tuli vain ulkoasu, mutta melkein 10 vuoden kuluttua työtä jatkettiin. Päivitetyn laitteen oletettiin pystyvän lentämään jopa 20 km:n korkeudessa ja pysymään ilmassa 24 tuntia. Mutta sitten alkoi uudistuskriisi, ja 1990-luvun alussa Eagle-ohjelma suljettiin rahoituksen puutteen vuoksi. Samoihin aikoihin ja samoista syistä miehittämättömän Romb-lentokoneen työskentelyä supistettiin. Tämä suunnittelultaan ainutlaatuinen lentokone on luotu yhdessä NII DAR:n kanssa Resonance-tutkajärjestelmän kehittäjän, Chief Designer E.I. -tutka-aseman osallistuessa. Sen massa oli noin 12 tonnia ja hyötykuorma 1,5 tonnia.

Ensimmäisen drone-kehitysaallon jälkeen 1970- ja 1980-luvuilla koettiin pitkä tyyni. Armeija oli varustettu kalliilla miehitetyillä lentokoneilla. Niitä varten osoitettiin suuria varoja. Tämä määräsi kehittämisaiheiden valinnan. Totta, kaikki nämä vuodet Kazan Experimental Design Bureau Sokol on ollut aktiivisesti mukana droneissa. OKB "Sokol" on pohjimmiltaan tullut miehittämättömien ilmajärjestelmien tuotantoon erikoistunut yritys. Pääsuunta on miehittämättömät ilmakohteet, joilla harjoitetaan erilaisten sotilaskompleksien ja maapalveluiden taistelutoimintaa, mukaan lukien ilmapuolustusjärjestelmät.

Nykyään mini- ja keskiluokan miehittämättömät ilma-alukset ovat laajasti edustettuina. Niiden tuotanto on monien maiden vallassa, koska pienet laboratoriot tai laitokset voivat selviytyä tästä tehtävästä. Mitä tulee "maxi"-luokan ajoneuvoihin, niiden luominen vaatii kokonaisen lentokonekompleksin resursseja.

Mitkä ovat miehittämättömien ilma-alusten edut? Ensinnäkin ne ovat keskimäärin suuruusluokkaa halvempia kuin miehitetyt lentokoneet, jotka on varustettava elämää ylläpitävillä, suoja- ja ilmastointijärjestelmillä... Lopuksi meidän on koulutettava lentäjiä, ja tämä maksaa paljon rahaa. Tämän seurauksena käy ilmi, että miehistön poissaolo aluksella vähentää merkittävästi tietyn tehtävän suorittamisen kustannuksia.

Toiseksi kevyet (miehitettyihin lentokoneisiin verrattuna) miehittämättömät ilma-alukset kuluttavat vähemmän polttoainetta. Näyttää siltä, ​​että heille avautuu realistisempi mahdollisuus siirtyä kryogeeniseen polttoaineeseen.

Kolmanneksi, toisin kuin miehitetyt lentokoneet, ohjaamattomat lentokoneet eivät tarvitse betonilentokenttiä. Riittää rakentaa vain 600 metrin pituinen päällystämätön kiitotie. ("UAV:t" nousevat katapultin avulla ja laskeutuvat "kuin lentokone", kuten hävittäjät lentotukialuksilla.) Tämä on erittäin vakava argumentti, koska 70 % Ukrainan lentokentistä tarvitsee jälleenrakennusta. Korjausaste on nykyään yksi lentokenttä vuodessa.

Pääkriteeri lentokonetyypin valinnassa on hinta. Tietotekniikan nopean kehityksen ansiosta "täytteet" - "droneiden" ajotietokoneet - ovat laskeneet merkittävästi. Ensimmäiset laitteet käyttivät raskaita ja tilaa vieviä analogisia tietokoneita. Nykyaikaisen digitaalitekniikan käyttöönoton myötä heidän "aivoistaan" on tullut paitsi halvempia, myös älykkäämpiä, pienempiä ja kevyempiä. Tämä tarkoittaa, että koneeseen voidaan ottaa enemmän laitteita ja siitä riippuu miehittämättömien lentokoneiden toimivuus.

Jos puhumme sotilaallisesta näkökulmasta, niin miehittämättömiä ilma-aluksia käytetään silloin, kun lentäjä voidaan jättää käyttämättä tiedusteluoperaatiossa tai ilmataistelussa. Ranskassa vuonna 2001 pidetyssä IX kansainvälisessä drone-konferenssissa esitettiin ajatus, että vuosina 2010-2015 taisteluoperaatiot pelkistyvät automatisoitujen järjestelmien sodaksi eli robottien väliseksi yhteenotoksi.

Sukhoi Design Bureaun asiantuntijat analysoivat maailman tieteellisten ja teknisten ohjelmien kehitystä "droneiden" luomiseksi ja havaitsivat vakaan suuntauksen niiden koon ja painon sekä lennon korkeuden ja keston kasvuun. Suuren painon omaavat laitteet voivat pysyä ilmassa pidempään, nousta korkeammalle ja "näkeä" pidemmälle. "Maxi" ottaa kyytiin yli 500 kg hyötykuormaa, jonka avulla voit ratkaista suurikokoisia ja parhaalla laadulla olevia ongelmia.

Analyysi osoitti, että "maxi"- ja "supermaxi"-luokan miehittämättömät lentokoneet ovat nykyään kysyttyjä enemmän kuin koskaan. Ilmeisesti ne voivat muuttaa voimatasapainoa globaaleilla lentokonemarkkinoilla. Toistaiseksi tämän markkinaraon ovat hallinneet vain amerikkalaiset suunnittelijat, jotka aloittivat työskentelyn "maxi"-luokan "droneilla" 10 vuotta aikaisemmin kuin me ja onnistuivat luomaan erittäin hyviä lentokoneita. Suosituin niistä on Global Hawk (kuva 5.1): se kohoaa jopa 20 km:n korkeuteen, painaa 11,5 tonnia ja sen matkalentoaika on yli 24 tuntia. Tämän koneen suunnittelijat hylkäsivät mäntämoottorit ja varustivat sen kahdella suihkuturbiinimoottorilla. Sen jälkeen, kun "Global Hawk" esitettiin Le Bourget'n lentonäytöksessä vuonna 2001, länsi alkoi kamppailla uuden markkinasektorin valloittamiseksi.

Kuva 5.1. . Amerikkalainen miehittämätön "maxi"-luokan "Global Hawk"

Jo ensimmäisten miehittämättömien "maxi"-luokan "Eagle" ja "Rhombus" luomisen aikana kehitettiin konsepti, jonka mukaan he alkoivat rakentaa miehittämättömiä ajoneuvoja, jotka tarjoavat parhaat olosuhteet hyötykuorman sijoittamiseen niihin. Esimerkiksi "rombuksella" he pystyivät yhdistämään suuria 15-20 m kokoisia antenniyksiköitä lentokoneiden kanssa. Tuloksena oli "lentävä antenni". Nykyään itse asiassa luodaan lentävä alusta valvontalaitteille. Yhdistämällä hyötykuorman sisäisiin järjestelmiin voit saada täysimittaisen integroidun kompleksin, joka on varustettu elektronisilla laitteilla maksimaalisesti (kuva 5.2). Siitä tulee korkealaatuista uutta lajia ilmailuteknologia - stratosfäärialusta sellaisten tehtävien ratkaisemiseen, jotka ovat joko matalilla, keskikorkeilla miehitetyillä ja miehittämättömillä ajoneuvoilla tai vaativat kohtuuttoman suuria kustannuksia, kun ne suoritetaan satelliittien tähdistöjen avulla.

Kuva 5.2. Monikäyttöinen miehittämätön ilma-alus "Proteus" valmistettu Yhdysvalloissa

Koko maailma on jo ymmärtänyt, mitä etuja ja säästöjä miehittämättömät ilma-alukset voivat tuoda paitsi armeijassa myös siviilielämässä. Niiden ominaisuudet riippuvat suurelta osin sellaisesta parametrista kuin lentokorkeus. Nykyään raja on 20 km ja tulevaisuudessa jopa 30 km. Tällä korkeudella miehittämätön lentokone voi kilpailla satelliitin kanssa. Seuraamalla kaikkea, mitä noin miljoonan neliökilometrin alueella tapahtuu, hänestä tulee eräänlainen "aerodynaaminen satelliitti". Miehittämättömät lentokoneet voivat ottaa satelliittikonstellaation toimintoja ja suorittaa niitä reaaliajassa koko alueella.

Valokuvien ja elokuvien ottamiseksi avaruudesta tai jonkin kohteen tarkkailemiseen tarvitaan 24 satelliittia, mutta silloinkin niistä tulee tietoa kerran tunnissa. Tosiasia on, että satelliitti on havaintokohteen yläpuolella vain 15-20 minuuttia ja poistuu sitten näkyvyysalueelta ja palaa samaan paikkaan tehden vallankumouksen Maan ympäri. Tänä aikana esine poistuu annetusta pisteestä, koska maa pyörii, ja ilmestyy siihen uudelleen vasta 24 tunnin kuluttua. Toisin kuin satelliitti, miehittämätön lentokone on jatkuvasti havaintopisteen mukana. Työskenneltyään noin 20 km:n korkeudessa yli 24 tuntia, hän palaa tukikohtaan, ja toinen lähtee ottamaan paikkansa taivaalle. Toinen auto on valmiustilassa. Tämä on valtava säästö, koska droonit ovat suuruusluokkaa halvempia kuin satelliitit.

Miehittämättömät lentokoneet voivat kilpailla satelliittien kanssa myös tietoliikenneverkkojen ja navigointijärjestelmien alalla.

"UAV:t" voidaan uskoa jatkuvaan ympärivuorokautiseen maanpinnan seurantaan laajalla taajuusalueella. Niiden avulla voit luoda maasta tietokentän, joka kattaa lento- ja vesiliikenteen ohjauksen ja hallinnan, koska nämä koneet pystyvät ottamaan vastaan ​​maa-, ilma- ja satelliittitutkatoimintoja (niiden yhteinen tieto antaa kokonaiskuvan mitä tapahtuu taivaalla, vedessä ja maassa).

Miehittämättömät ilma-alukset auttavat ratkaisemaan monia tieteellisiä ja sovellettavia ongelmia, jotka liittyvät geologiaan, ekologiaan, meteorologiaan, eläintieteeseen, maataloudessa, tutkimalla ilmastoa, etsimällä mineraaleja... He seuraavat lintujen, nisäkkäiden, kalaparvien muuttoa, sääolosuhteiden ja jokien jääolosuhteiden muutoksia, laivojen liikettä, ajoneuvojen ja ihmisten liikkumista, suorittaa ilma-, valokuvaus- ja kuvaamista, tutka- ja säteilytiedusteluja, pinnan monispektristä seurantaa, tunkeutuen syvälle 100 metriin.

Korkealla korkeudella ja lennon kestolla toimivien miehittämättömien ilmajärjestelmien maailmanmarkkinoiden kysyntä on esitetty kaavion muodossa kuvassa 1. 5.3.

Kuva 5.3. Maailmanmarkkinoiden tarpeet miehittämättömille lentokonejärjestelmille korkealla korkeudella ja lennon kestolla.

Miehittämättömien siviililentokoneiden käyttöalueet

PIENTEN ESINEIDEN TUNNISTUS:

ilmaa

pinta-

maahan

LENTOLIIKENNEHALLINTA:

vaikeapääsyisillä alueilla

luonnonkatastrofien ja onnettomuuksien varalta

tilapäisillä lentoreiteillä kansantalouden ilmailussa

MERIVALVONTA:

alusten etsintä ja havaitseminen

hätätilanteiden ehkäisy satamissa

merirajojen valvontaa

kalastussäännösten valvonta

ALUEELLISTEN JA ALUEIDEN VÄLINEN TELEVIESTINTÄVERKKOJEN KEHITTÄMINEN:

viestintäjärjestelmät, mukaan lukien matkaviestimet

TV- ja radiolähetykset

välittäminen

navigointijärjestelmät

ILMAKUVAUS JA PINTAOHJAUS:

ilmakuvaus (kartografia)

Sopimusvelvoitteiden noudattamisen tarkastus

("avoin taivas" -tila)

vesi- ja sääolosuhteiden valvonta

aktiivisesti säteilevien esineiden ohjaus voimalinjojen ohjaus

YMPÄRISTÖVALVONTA:

säteilyn hallinta

kaasun kemiallinen valvonta

Kaasu- ja öljyputkien kunnon seuranta

seismisten antureiden kysely

MAATALOUSTYÖN JA GEOLOGISTEN TUTKIMUSTEN TOIMITUS:

maaperän ominaisuuksien määrittäminen

mineraalien etsintä

maanalainen (jopa 100 m) luotain

OCEANOLOGIA:

jäätiedustelu

meren aaltojen seurantaa

etsi kalaparvia

6. Aurinkoenergian kuljetus

Sähköautot, aurinkoautot, aurinkopolkupyörät, aurinkovoimalla toimivat sähköveneet – kaikki nämä ympäristöystävälliset ajoneuvot ilmestyivät vasta 15-20 vuotta sitten. Vuosien saatossa sähköautot ovat lakanneet olemasta harvinaisuus. He löytävät kaiken suurempi sovellus, erityisesti suurissa kaupungeissa, ylikyllästetty ajoneuvoista. Mitä aurinkoautoihin tulee, niitä löytyy nykyään hyvin harvoin tieltä. Tämä on erittäin kallis ilo. Samaan aikaan vesiaurinkokuljetus on tulossa yhä suositummaksi ja edullisemmaksi - pienet veneet ajavat ohi aurinkoenergia. Ennen kaikkea ne soveltuvat vesimatkailuun ja kalastukseen.

Aurinkoautot ovat enimmäkseen ainutlaatuisia autoja. Niiden suunnittelussa on käytetty alkuperäisiä teknisiä ratkaisuja ja uusimpia materiaaleja. Siksi erittäin korkea hinta. Esimerkiksi kaksipaikkainen aurinkoauto "Dream" (kuva 6.1) maksoi japanilaiselle autoyhtiölle "Hondalle" 2 miljoonaa dollaria. Mutta rahaa ei käytetty hyvin. Vuoden 1996 Trans-Australian rallissa 3000 km hän kulki keskinopeudella lähes 90 km/h ja saavutti 135 km/h suoralla osuudella. "Dreams" -ennätystä ei ole vielä lyönyt kukaan.

Kuva 6.1. Sunmobile-levyteline "Dream"

Aurinkoauto on riittävän suuritehoisilla aurinkosähkömuuntimilla (aurinkoakuilla) varustettu sähköauto, jossa valoenergia muunnetaan sähkövirraksi, joka syöttää vetomoottoria ja lataa akkuja.

Aurinkoautojen suunnittelu ja testaus kilpailuissa muotoutuivat vähitellen uuteen tekniseen lajiin - aivourheiluun. Itse asiassa tämä on aurinkoajoneuvojen luojien älyn kilpailu. He selvittävät tulevaisuuden ajoneuvojen parametreja. Jotta aurinkoakkujen maksimiteholla ja vain 1,5-2 kW sähkömoottorilla varustettu aurinkoauto voisi kilpailla auton kanssa, on käytettävä kevyimpiä ja kestävimpiä rakennemateriaaleja, erittäin tehokkaita sähkökäyttöjärjestelmiä, uusimpia saavutuksia aerodynamiikassa, aurinko- ja sähkötekniikassa, elektroniikassa ja muissa tieteissä.

Asiantuntijat uskovat, että aurinkoliikenne kilpailee vakavasti autojen kanssa, kun edullisien aurinkokennojen (valosähkömuuntimien) hyötysuhde on 40-50%. Toistaiseksi niiden tehokkuus on vain 10-12%. Jotta aurinkoautot, joiden aurinkoakkuteho on 1,5-2 kW, "kurovat kiinni" autoihin, joissa on 100 kertaa tehokkaammat moottorit, on käytettävä kevyitä ja kestäviä rakennemateriaaleja, tehokkaita sähkökäyttöjärjestelmiä, saavutuksia aerodynamiikassa, aurinkoenergiaa sekä sähkötekniikka, elektroniikka ja muut tieteet. Tulevaisuuden ajoneuvomalleja ja niitä testataan aurinkoautorallissa.

Aurinkoajoneuvot ovat saavuttaneet maamiehistön vähimmäisvastuskertoimen (0,1). "General Motors" -konsernin kokemusta aurinkoauton "Sunracer" ("Solar Racer") kehittämisestä (kuva 6.2) käytettiin sähköajoneuvon "Impact" ("Impact") suunnittelussa. massatuotanto joka alkoi vuonna 1996. Sen nopeus saavuttaa 130 km/h, se kiihtyy 100 km/h 9 sekunnissa ja kulkee 100 km perinteisillä lyijyakuilla.

Kuva 6.2. aurinkokelkka sunraycer

Kevyet harjattomat tasavirtamoottorit harvinaisten maametallien magneeteilla ja jopa 98 %:n teholla sekä tehokkaat mikroprosessoriohjausjärjestelmät on suunniteltu erityisesti aurinkoajoneuvoihin. Vuonna 1993 hidaskäyntiset moottorit rakennettiin ensimmäistä kertaa kolmessa aurinkoenergia-autossa, jotka ovat johtavia trans-Australian kilpailuissa, suoraan vetopyörän napoihin. Ajatus moottoripyörästä, joka ei sinänsä ollut uusi, aurinkoautoissa mahdollisti vaihteiston luopumisen ja ajotehokkuuden nostamisen 96-97 prosenttiin. Vuonna 1996 12 tällaista mallia osallistui Trans-Australian ralliin, ja Unelmansa menestyksen inspiroima Honda aloitti moottoripyörällä varustettujen sähköpyörien massatuotannon. Tunnetut rengasvalmistajat - Michelin, Bridgestone, Dunlop - kehittävät uusia materiaaleja ja kulutuspinta-aineita aurinkoautojen renkaisiin. On jo luotu renkaat, joilla on hyvällä tiepidolla alhaisin vierintävastuskerroin - vain 0,007. Michelin valmistaa vastaavia energiaa säästäviä renkaita tuotantoajoneuvoihin.

Perinteisten autojen vähätehoiset aurinkopaneelit hoitavat ohjaamoiden ilmaa ja lataavat niitä käynnistysakut parkkipaikoilla, syötä radio- ja televisiolaitteita.

On kuitenkin olemassa aurinkoliikennettä, josta tulee erittäin todennäköisesti suosittu ja edullinen lähitulevaisuudessa. Puhumme pienistä veneistä, veneistä, veneistä, katamaraaneista, jahdeista ja muista aurinkoenergialla toimivista vesikulkuneuvoista. Ensimmäinen sähkökäyttöinen ajoneuvo testattiin vedessä kauan ennen sähköauton tuloa. Vuonna 1833 vene, jossa oli kaksi sähkömoottoria ja 27 galvaanista akkua, nousi Nevaa pitkin useita kilometrejä. Se kuului saksalaiselle insinöörille Moritz Jacobille, joka työskenteli Pietarissa. Mutta akkujen alhaisen energiaintensiteetin vuoksi kokeet jouduttiin lopettamaan.

1900-luvun alussa ilmestyi pieniä polttomoottoreilla varustettuja veneitä. Hiilivetypolttoaineiden energiaintensiteetti oli paljon korkeampi kuin galvaanisten akkujen. Veneet ja veneet, joissa on voimakkaat bensiinimoottorit, tulivat hyvin nopeasti yleisimmiksi. Ja sähkömoottorialukset ja niiden maa "veljet" - sähköajoneuvot - olivat akkuresurssien rajallisuudesta ja niiden lataamisen vaikeudesta johtuen viime aikoihin asti poikkeuksellisen harvinaisuuksia.

Nykyään bensiinimoottoreilla varustettuja aluksia on lähes kaikilla vesistöillä. Ne myrkyttävät vettä ja ilmaa pauhaillaan, pakokaasut aiheuttaen rannikkoeroosiota voimakkaalla aallolla, rikkovat jokien, järvien ja merien asukkaiden elinoloja. Asiat ovat tulleet siihen pisteeseen, että meidän on rajoitettava ja joissain paikoissa kiellettävä moottoriveneiden liikkuminen. Joten aurinkopaneeleilla varustetuilla sähkömoottorialuksilla on mahdollisuus tulla todelliseksi vaihtoehdoksi niille. Ympäristöystävälliset aurinkoveneet sopivat parhaiten ulkoiluun, urheiluun, kalastukseen ja matkailuun.

Vesikulkuneuvon muuttaminen "aurinkoenergiaksi" on paljon helpompaa kuin auto: veneen tai veneen kannella aurinkopaneeleille on paljon enemmän tilaa kuin auton takaosassa. Muitakin etuja on. Avoimmilla vesillä aurinkosähkömuuntimia ei peitä puita, taloja tai autoja, joten ne antavat enemmän energiaa. Vesiliikenteen ei tarvitse voittaa pitkiä nousuja ja laskuja, kiihdyttää ja hidastaa nopeasti liikennevaloissa, mikä tarkoittaa, että ne tarvitsevat vähemmän energiaa.

Kaikissa aurinkovoimalla toimivissa ajoneuvoissa on akut. Niiden kapasiteetti ja paino riippuvat aluksen käyttötarkoituksesta. Veneissä tai sunnuntaikävelyveneissä ne voivat olla pieniä. Jos käytät "aurinkovenettä" vain viikonloppuisin, akut voidaan ladata arkisin, ja aurinkoakut akkujen lataamiseen ei tulisi sijoittaa itse veneeseen, vaan kiinteälle rannikon aurinkoasemalle.

Lyhyellä matkalla pärjää ilman akkuja. Mutta huonon sään sattuessa aluksella on oltava varavoimalaite: airot, polkimet tai purje. Purjeen roolia voivat hoitaa aurinkopaneelit. He tekevät myös katos, joka suojaa auringolta ja sateelta.

Toisin kuin polttomoottorit, nykyaikaiset perämoottorit eivät vaadi käytännössä mitään huoltoa. Polttoaine- ja voiteluöljysäiliöitä ei tarvitse pitää veneessä ja öljynvaihtoa moottorissa.

Ensimmäisen aurinkoenergialla toimivan sähköveneen rakensi englantilainen Alan Freeman vuonna 1975. Hänen sähkökatamaraaninsa kehitti nopeudet jopa 5 km/h. Tänään, vain neljännesvuosisata myöhemmin, aurinkopaneelisähköveneet ovat yli kaksinkertaistuneet nopeudeltaan ja niitä on saatavana esimerkiksi Saksan, Sveitsin ja muiden maiden urheiluliikkeistä.

Aurinkovoimalla toimivia sähkömoottorialuksia on testattu useammin kuin kerran pitkillä merimatkoilla. Vuonna 1985 japanilainen purjehtija Kenichi Hori ylitti Tyynen valtameren yksin "aurinkoenergia" -veneellä "Sikrikerk". 75 päivän ajan hän kulki 8700 merimailia. Nopeus 3-5 solmua, jolla Seacrikerk purjehti Havaijilta Yhdysvaltojen länsirannikon edustalle Bonin-saarelle, oli lähellä 9-metrisen risteilypurjeveneen keskinopeutta.

"Aurinko-aluksella" on monia etuja purjelaivaan verrattuna: sillä purjehdus on paljon vähemmän riippuvainen sään omituisuudesta, on myös kätevää, että voit käyttää sähköisiä viestintä- ja kodinkoneita. Esimerkiksi jääkaappi, mikroaaltouuni, TV ja videokamera, satelliittinavigointijärjestelmä, tutka, meteorologiset laitteet ja ajotietokone. Matkustaja otti mukaansa pienellekin yksinmatkalle pesukone. Näiden laitteiden toimintaan tarvittava energia tuotettiin aurinkopaneeleilla, joiden pinta-ala oli 9 m 2 ja kokonaisteho 1100 wattia. Näistä 500 W käytettiin päivällä 0,33 kW tehoisen sähkömoottorin potkurin ohjaamiseen, 400 W - moottoria yöllä syöttävän akun lataamiseen, 200 W - kotitaloustarpeisiin ja moottorin toimintaan. radioasema. Ohjaushytin katolle ja Seacreekin kannelle asennettiin jäykästi kevyet aurinkomoduulit. Raskaat akut sijaitsivat rungon ruumassa ja toimivat painolastina.

Ympäristöystävällisiä ajoneuvoja, niin maalla kuin vedessäkin, esiteltiin kansainvälisellä ekomatkalla "Suomi-2000". Suomalainen "aurinko"-jahti "Solveig", jonka kansi oli vuorattu kirkkaan sinisillä aurinkosähkömoduuleilla, herätti suurta kiinnostusta asiantuntijoiden ja katsojien keskuudessa. Siihen asennettu 1,5 kW sähkömoottori mahdollistaa jopa 5 solmun nopeuden aurinkoisella säällä. Kuusi akkua, joiden kapasiteetti on 125 Ah, sijoitettuna kölin sisään, lisää aluksen vakautta. Tilavassa hytissä tilaa riittää neljän-viisi hengen tiimin pitkälle matkalle. Navigointilaitteet, mikroaaltouuni, jääkaappi sekä sähkömoottori saavat energiaa aurinkopaneeleista. Alas taittuva masto kulkee helposti matalien siltojen alta, ja se on varustettu purjeeseen.

Ekomatkalle "Suomi-2000" osallistui toinen keksijä la Jorma Pankalan "aurinko"-jahti, nimeltään "Aton" (muinaisen egyptiläisen auringonjumalan mukaan). Lasikuidusta valmistettu kevyt alus on muotoiltu pieneksi lentotukialukseksi. Sen tilavalla kannella on riittävästi tilaa aurinkopaneeleille, joiden kokonaisteho on 1200 wattia. "Atonilla" ei ole mastoa, mutta J. Pankala aikoo varustaa laivan teleskooppitelineellä olevan tuulivoimageneraattorin ja leijan muodossa olevan purjeen. Matalassa vedessä, jossa potkurin käyttö ei ole mahdollista, käännettävän sähkögeneraattorin potkuri toimii ilmakäyttöisenä yksikkönä.

Veneen pohjassa on lasiluukku. Se voidaan avata ja kastella merivedellä. Aluksen syväys on vain 25 cm, joten matala reunus valoaukossa riittää välttämään laivan tulvimista.

Ecotour "Finland-2000" sai kaikki vakuuttuneeksi siitä, että "aurinko"-veneet, -kutterit ja -jahdit sopivat purjehtimiseen jopa niin pohjoisessakin maassa kuin Suomi - kesällä aurinkoisia päiviä ei ole paljon vähemmän kuin etelässä. Ne voivat olla täysin itsenäisiä pitkilläkin matkoilla ja sopivat pienille joille ja järville sekä avomerelle.

Aurinkoenergia-aluksissa käytetyt aurinkosähkömuuntimet, kemialliset virtalähteet ja sähkökäyttöjärjestelmät tehostuvat. Ne vievät hyvin vähän tilaa, joten pieniinkin "perheveneisiin" mahtuu monenlaista lisävarustusta - kuivakaapista pienikokoiseen saunaan. Tämä houkuttelee erityisesti matkailijoita, jotka ovat tottuneet sivilisaation etuihin. "Aurinko-alukset" ovat melkein hiljaa. Niitä puhutaan ääntään korottamatta, he kuuntelevat lintujen laulua, aaltojen roiskeita ja tuulen huminaa, he hengittävät raitista ilmaa. Jokainen, joka haluaa tehdä vesimatkoja, haluaa käyttää tällaista kulkuvälinettä.

7. Monorails

Yksiraiteet ehdotettiin lähes 180 vuotta sitten. Ensimmäinen venäläinen hevosvetoinen monorail rakennettiin Myachkovon kylän lähelle vuonna 1820. Pääasiassa puun kuljetukseen. Tällaisen tien toimivan sähkömallin rakensi Pietarissa insinööri I. V. Romanov vuonna 1897.

Nykyaikainen monorail on ylikulkusillalle nostettu teräsbetoni- tai metallipalkki (kisko) ja ilmarenkailla varustettujen telien päällä oleva liikkuva kalusto (autot). On saranoituja teitä, joissa autoilla on alempi tukipiste ja ikään kuin istuvat hajareunassa kannatinpalkin päällä, ja jousitusjärjestelmiä, joissa autot ripustetaan palkkiin tukeutuviin teliin. Jokaisella näistä tietyypeistä on omat etunsa ja haittansa. Saranatie vaatii monimutkaisempaa järjestelmää juoksuvarusteet vaunujen vakauden varmistamiseksi. Lisäksi epäsuotuisissa sääolosuhteissa yksikisko (palkki) peittyy jäällä tai lumella ja käytännössä poistaa järjestelmän käytöstä tai vaatii työlästä työtä sen puhdistamiseksi. Tämän lisäksi tämän tyyppinen tie mahdollistaa huomattavasti (2-3 m) alhaisemman ylikulkusillan tukien korkeuden ja siten alhaisemmat rakennuskustannukset (kuva 7.1). Ripustetuilla teillä päinvastoin tarvitaan korkeampia tukia auton korin lattian (pohjan) asianmukaisen nostamisen varmistamiseksi maanpinnan yläpuolelle (4,0-5,0 m), mutta autojen kulkupyörät yksinkertaistuvat huomattavasti.

Kuva 7.1. Ulkomuoto yksiraiteinen köysirata

Nykyiset yksikiskot ovat pääosin sähköistä vetoa, jotka saavat energiaa ajolangalta. Ne ovat hiljaisia ​​eivätkä saastuta ilmaa. Yksiraiteinen juna, kuten metrojuna, voi koostua yhdestä tai useammasta autosta. Suurin nopeus olemassa olevilla teillä on 70-125 km / h, kantavuus on jopa 40 tuhatta matkustajaa / h. Yksikiskojen rakentamiskustannukset ovat noin 2 kertaa alhaisemmat kuin maanalaisen metron kustannukset. Jos ylikulkusillan asentamiseen on vapaita tiloja, ne tunnustetaan tehokkaiksi kaupunki- ja esikaupunkiliikenteen välineiksi sekä erittäin karuilla ja vuoristoisilla alueilla.

1980-luvulla Latvian SSR:n tiedeakatemian Physico-Energy Instituten tutkijat loivat erittäin alkuperäisen magneettisen tyynyn monorail-projektin kuljetettavaksi 500 kilometrin tuntinopeudella.

Auton piti syntyä jo käytössä testatun Il-18-kuljetuskoneen rungon pohjalta (kuva 7.2). Tällaisen auton, johon projektin mukaan mahtui 100 matkustajaa, pituus oli 36 metriä, leveys 3,5 metriä, korkeus 3,85 metriä ja paino 40 tonnia. Auton lattian alle sijoitettiin suprajohtavilla magneeteilla varustetut kryostaatit, jotka liitettiin runkoon jousiripustuksen kautta (koska 500 km/h nopeudella radalta aiheutuvia häiriöitä ei voida sammuttaa pelkästään magneettisen jousituksen aukon vuoksi, otettu 22 millimetriä). Taajuusmuuttajia ohjattiin ajotietokoneella.

Kuva 7.2 Magneettinen levitaatio monorail

Pysäköinnin ja varikolle ja varustelualueille siirron aikana auto joutui liikkumaan pyörillä 3 metrin raideleveydellä olevia kiskoja pitkin, nostossa liikkuessa pyörät irrotettiin. Miehistön piti myös "laskeutua" näille pyörille, jos magneettinen jousitusjärjestelmä joutui onnettomuuteen.

Kokeellinen malli rakennettiin 3,2 kiloa painavasta vaunusta. 90-luvulla ei ollut tietoa tämän projektin työn jatkamisesta.

Näennäisestä ulkoisesta yksinkertaisuudesta huolimatta yksiraiteinen rata on sekä suunnittelultaan monimutkainen että rakentamisessa työläs. Kiinnitetyillä teillä kantava palkki (itse asiassa monorail) on monoliittista tai esivalmistetusta teräsbetonista ja kaikilla riipputeillä lujasta teräksestä. Tämän rakenneosan on kestettävä erittäin suuria kuormituksia junien kiihdytyksen ja hidastumisen aikana sekä junien ohittaessa kaarevia rataosuuksia. Etenkin keskipakovoimien kompensoimiseksi taivutetaan kahteen tasoon, mikä johtaa koko rakennuksen kustannusten nousuun. Esimerkiksi Disneylandin monorail-radan rakentamista varten piti tilata monimutkainen esivalmistettu muotti, joka koostui viidestäkymmenestä elementistä. Lisäksi yksiraiteisia kiskoja on vaikea ylläpitää radalla ja liikkuvalla kalustolla, ja ne edellyttävät myös matkustajien nousemista ylikulkusillalle ja sieltä pois.

Nämä puutteet ovat johtaneet siihen, että tällä hetkellä ympäri maailmaa on rakennettu useita kymmeniä erillisiä yksiraiteisia teitä, joiden pituus vaihtelee sadoista metreistä useisiin kilometreihin, pääasiassa nähtävyyksinä puistoissa, näyttelyissä jne.

Samalla yksiraiteisilla teillä voi olla oma taloudellisesti kannattava käyttöalue täysimittaisena kaupunki- ja kaukoliikenteen tyyppinä.

8. Moottori-autojunat

Rautateiden kehityksen alkuvaiheelle oli ominaista matkustajajunien käyttö yksinomaan veturiliikenteessä. Sähkövedon laajan käytön myötä tälle ratkaisulle ilmestyi vaihtoehto juna, jossa vetovoima jakautuu koko pituudeltaan. Toistaiseksi tässä suhteessa ei ole määritelty yhtä trendiä, vaikka esikaupunkiliikenteen matkustajaliikenteessä hajautetun vetovoiman periaatetta käytetään lähes kaikkialla.

Kevyillä raideilla ja raitiovaunulinjoilla joustava ja vakiintunut "moottorivaunu + perävaunu" -konsepti korvattiin 1950-luvun lopulla korkeiden henkilöstökustannusten vuoksi nykyaikaisemmalla konseptilla, joka sisälsi moniyksikköjunien käytön nivelvaunuista. yhteinen mökki.

Metro- ja kaupunkirautateilla (S-Bahn), joilla on pääsy päälinjoille, suhteellisen suuret nopeudet ja lyhyet välimatkat pysäkkien välillä edellyttävät junien käyttöä, joissa on suuri määrä moottoriakseleita. Jo vuonna 1970 kehitettäessä 420-sarjan sähköjunaa Münchenin S-Bahnille otettiin huomioon vetovoimansyöttöjärjestelmän maksimiteho. Yhdeksänvaunuisen junan, jossa on vetovoima kaikilla akseleilla, jatkuva käyttöteho on 7,6 MW, suurin nopeus 120 km/h ja kiihtyvyys kiihtyvyyden aikana 1 m/s 2 .

Esikaupunki- ja seutuliikenteessä käytetään veturivetoisia junia. Henkilöautoja ja vetureita huoltavat varikot ovat historiallisesti erotettu toisistaan ​​rautatiejärjestelmässä. Veturien avulla pystyttiin reagoimaan joustavasti matkustajaliikenteen muutoksiin lisäämällä tai vähentämällä autojen määrää. Valitettavasti monien suurten kaupunkien asemat ovat umpikujia päälinjojen haarassa. Tiivistettyjen aikataulujen käyttöönoton myötä S-Bahn- ja seutujunia jouduttiin lyhentämään asemien riittämättömän kapasiteetin vuoksi. Kaikki nämä tekijät osoittivat, että veturin vaihtamisen sijaan voitaisiin käyttää vain sukkulajunia, joiden toisessa päässä on veturi ja toisessa vaunu, jossa on ohjaamo. Vaihtoehtoisena vaihtoehtona voidaan harkita moniyksikköjunia.

Pitkän matkan matkustajajunissa oli ei-siirtoautoja, jotka olivat osa eri junia pitkillä reiteillä, mukaan lukien kansainväliset. InterCity (IC) intercity-junajärjestelmän kehittämisen aikana kansainvälisessä liikenteessä suorat autot korvasivat EuroCity (EC) -junat. Sähkökäyttöiselle liikkuvalle kalustolle muodostui vakava este erilaisten vetovirtajärjestelmien liitäntäpisteistä ja minkä tahansa tyyppisellä vetovoimalla varustetuissa junissa ero merkinantojärjestelmissä.

Passi- ja tullitarkastuksen pysähdysten peruttua Euroopan maiden välisillä rajoilla veturien vaihdosta tuli jarru junien reittinopeuden lisäämiselle. Nykyaikainen tehoelektroniikka mahdollistaa monijärjestelmäsähkövetureiden ja sähköjunien rakentamisen kohtuullisin kustannuksin. Esimerkkejä ovat Ranskan kansallisen rautatieyhdistyksen (SNCF) Thalys-junat päätyautoilla (kuva 8.1) ja Saksan rautateiden (DBAG) ICE3-junat hajautetulla vetovoimalla (kuva 8.2).

Kuva 8.1. Thalys-suurnopeusjuna päätyautoilla

Kuva 8.2. ICE3-juna hajautetulla vetovoimalla

Koska Saksassa on lukuisia umpikuja-asemia, DBAG:ta käytetään laajalti kaupunkien välisessä viestinnässä sukkulajunilla. Looginen askel olisi siirtyä niistä moniyksikköjuniin, joissa huolto järjestetään ICE-suurnopeusjunien järjestelmän mukaisesti.

Nopeat uudet radat tehokkailla ja mukavilla junilla kannattavat vain, jos pääoma- ja käyttökustannukset ovat kohtuullisessa suhteessa tuloihin. Life Cycle Cost Analysis (LCC) osoittaa, että liikkuvan kaluston huolto- ja korjauskustannukset (mukaan lukien taloudelliset menetykset korjausten seisokeista) ovat tärkeä LCC-erä.

Perinteinen konsepti vetävien liikkuvan kaluston ja henkilöautojen erillisestä huollosta eri aikavälein ennaltaehkäisy- ja korjaustöihin osoittautuu kestämättömäksi laskettaessa LCC:n ja taloudellisen tehokkuuden suhdetta. Tässä suhteessa Hampuriin, Müncheniin ja Berliiniin rakennettiin erikoistuneita varastoja ICE-junien huoltoa varten, joissa otettiin käyttöön automaattinen diagnostiikkajärjestelmä. Tämän ansiosta ICE-junien vuotuinen mittarilukema on 550 tuhatta km, kun taas perinteisillä veturivetoisilla junilla se on 300 tuhatta km.

Nämä varikot palvelevat junia, joissa on päätyautot (ICE1, ICE2) ja junia, joissa on hajautettu veto (ICE3, ICE-T). Korjaamon pituus on 400 m, mikä vastaa junan maksimipituutta ja laiturin standardipituutta Euroopassa.

Kaupallinen argumentti hajautetun vetovoiman omaavien moniyksikköjunien käytön puolesta on lisääntynyt hyötypituus. Jos ICE3-juna, 200 m pitkä ja 8 MW, ei saisi hajautettua vetovoimaa, se tarvitsisi kaksi autoa päissä. Samalla hyötypituus pienenisi 30 m (15 %), mikä tarkoittaa matkustajalaiturin hyötypituuden menetystä ja myytyjen matkustajapaikkojen määrän laskua. Jopa yhdellä autolla pääosassa ja junan maksimitehorajalla 6 MW, matkustajapaikkojen menetys olisi merkittävä verrattuna samanpituiseen autoon.

200 metriä pitkä, veturin ohjaama ja kaksikerroksisista autoista koostuva juna on likimääräisimpien laskelmien mukaan 10 % kalliimpi valmistaa kuin samanpituinen juna tavallisista autoista. Samalla istumapaikkoja on 20 % enemmän kuin perinteisessä junassa.

Esimerkiksi Taiwanissa lyhyillä matkustajalaitureilla oli tarpeen maksimoida junan istumapaikat. Eurooppalaisessa versiossa (Alstom/Siemens) tämä ongelma ehdotettiin ratkaistavaksi käyttämällä kaksikerroksisia junia, joissa on päätyautot, japanilaisessa versiossa käyttämällä moniyksikköjunia, joissa on suurempi leveys (viisi istuinta peräkkäin) ). Kaksikerroksisten junien vaihtoehtoa hajautetulla vetovoimalla ja vielä enemmän istuimia pidettiin epärealistisena puutteen vuoksi Vapaa tila vaunujen korien alle laitteiden sijoittamiseksi.

Kaksikerroksisten junien haittoja suurnopeusliikenteessä ovat:

Lisääntynyt akselipaino

suuri määrä syrjäytynyttä ilmaa liikuttaessa tunneleissa;

lisääntynyt sivupinta kantaa tuulen kuormaa.

Suurnopeusliikenteessä on ollut suuntaus kohti moniyksikköjunien käyttöä. ICE3:a kehitettäessä ohjasimme samat pohdinnat kuin 1970-luvun alussa, jolloin 403-sarjan sähköinen moottorivaunu luotiin: suuri nopeus ja vastaava aerodynamiikka, lisääntynyt teho ja hyvä pito suuren moottorin akselimäärän ansiosta sekä mukavuus. .

Shinkansen-järjestelmän kehittämisen alusta lähtien Japani keskittyi hajautettuihin vetojuniin, kun taas Ranskassa etusija annettiin TGV-junille, joissa oli päätyautot. Työt ovat kuitenkin käynnissä myös AGV-suurnopeusjunan parissa.

Dieseljunissa suuri haitta on dieselin kehoon välittyvä tärinä. Tähän lisätään tuulettimien ääni, jotka jäähdyttävät vetomuuntimia, jotka sijaitsevat, kuten dieselmoottori, rungon alla.

Operatiivisissa liikenteissä veturivetoiset junat ovat matkustajaliikenteen vaihteluiden mukaan vaihtelevan koostumuksen kannalta mukavampia. Niissä vapaata tilaa etsivät matkustajat voivat kulkea vapaasti koko junan läpi, mikä on mahdotonta kahdesta tai useammasta osasta koostuvissa moniyksikköjunissa.

Junissa ja sukkulajunissa, joissa on päätyvaunu, jossa on ohjaamo, poikittaistuulekuormat ovat erittäin tärkeitä, ja niiden suuruus muuttuu vaaralliseksi suurella nopeudella ja junan pienellä massalla. Japanilaiset Shinkansen-junat, joiden akselipaino on 12 tonnia, ovat alttiimpia tuulikuormille. Kapea ja pitkänomainen suojus helpottaa tunneleiden läpikulkua. Kuitenkin ajettaessa avoimilla alueilla sivutuulen vaikutuksesta siihen syntyy "siipivaikutus", jonka seurauksena aerodynaaminen nosto purkaa etutelin.

Japanissa Shinkansen-junia luotaessa pyritään rakenteiden maksimaaliseen keveyteen. Alkuvuosina Shinkansen-linjoilla oli vakavia ongelmia päällirakenteen kunnossa. Tämä johtui pääasiassa murskeen painolastin huonosta laadusta suurten nopeuksien junien suuressa liikenteen intensiteetissä.

Tällä hetkellä Shinkansen-linjat käyttävät jäykällä pohjalla olevaa kiskoa. Akselikuormituksen vähentämiseksi 11-kortisessa 700-sarjan junassa on 36 moottoroitua akselia, joiden vetoteho on vain 275 kW per akseli. Tämä toimenpide, jolla pyritään säilyttämään radan päällysrakenne, vaikeuttaa liikkuvan kaluston suunnittelua. Vaikka suurten vaihdemoottoreiden tuotantomäärien valmistaminen on kannattavampaa, samaan aikaan asennusvolyymi kasvaa ja ylläpitokustannukset nousevat käytössä ja vaurioiden todennäköisyys kasvaa. Toinen ääripää tällaisen 9,9 MW:n junan käyttökonseptin suhteen olisi käyttää kahta neliakselista moottoripäätyvaunua, kuten ICE1-junassa. Samalla junan pituus kasvaisi 280 metristä 310 metriin samalla paikkamäärällä.

Yllä olevat argumentit eivät vielä anna meille mahdollisuutta tehdä lopullista johtopäätöstä siitä, mikä vetovoiman konsepti olisi suositeltava. Tässä suhteessa vertaillaan kahta todellista junaa, jotka tekevät samaa työtä samanlaisissa käyttöolosuhteissa, joilla on samat vuosikilometrit ja vertailukelpoiset huoltokonseptit. Tätä varten käytettiin DBAG-tietoja ja konsulttiyhtiö DE-Consultin tutkimustuloksia.

Vertailun tarkoituksena on valita taloudellisesti tehokkaampi juna, jolle verrattiin päätyautoilla varustetun ICE2-junan ja hajautetun vetovoiman ICE3:n LCC-kustannuksia. Vertailun kannalta tärkeimmät tekniset tiedot on esitetty taulukossa. 8.1.

Taulukko 8.1. Vertailevien junien tekniset tiedot

Hajautetulla vetovoimalla varustetun junan hinta on korkeampi kuin päätyautojen. Tämän junan suuremman istumamäärän vuoksi hinta per istuin on kuitenkin lähes tasapainossa, sillä 2 %:n ero on tulosten hajanaisuuden sisällä.

Vertailun vuoksi on otettava huomioon myös muut tekijät. Liikkuvan kaluston hankintakustannukset (pääoma) ovat vain noin 20 % LCC:stä. Jos jätämme huomiotta hävittämiskustannukset, joita vaaditaan 25 vuoden kuluttua tai enemmän, käy ilmi, että 80 % LCC:stä on käytössä ja kunnossapidossa. Vertailutulokset on esitetty taulukossa. 8.2.

T a b l e 8.2. Elinkaarikustannusten vertailu

Alustavien laskelmien mukaan tehokkaamman hajautetun vetojunan sähkönkulutus sekä sen nykyisen ylläpidon kustannukset ovat suuremmat vetomoottorien määrän ja lisääntyneen matkustajakapasiteetin vuoksi. Vaikka jaetun matkan junien LCC:t ovat 10 % korkeammat, ne katetaan suuremmilla tuloilla, koska istumapaikat lisääntyvät. Vertailun lopputuloksena voi olla 9 %:n voitto hajautetulla vetovoimalla olleen junan hyväksi matkustajapaikkaa kohden mitattuna.

Huolimatta laskennallisesti saaduista tuloksista, jotka on esitetty ICE-perheen junien taulukoissa, jokainen valintatapaus on harkittava erikseen ottaen huomioon kaikki paikalliset olosuhteet ja parametrit, kuten nopeus, pysäkkien välinen etäisyys, radan topografia, matkustajaliikenne , valmistus, korjaus ja jatkuva huolto käyttömaassa. Veturien kuljetetuissa junissa veturi- ja vaunuvarikkojen pitkäaikainen huoltojärjestelmä on kätevämpi.

Sähkölaitteiden kompakti asennus veturiin on yksinkertaisempaa kuin silloin, kun se on jaettu koko pituudelta korin runkojen alle moniyksikköjunassa. Täyspitkien moniyksikköjunien huoltoa varten varikolla tarvitaan pitkiä työpajoja. Kokemus osoittaa, että kunnossapidon tehokkuus on paljon korkeampi, kun se suoritetaan kokonaisessa junassa kuin vaunuissa.

ICE3- ja ICE-T-junien vaunut valmistetaan Saksassa eri yhtiöissä, jotka ovat yhdistyneet konsortioon. Junien muodostus tapahtuu vain Siemensin Wegberg-Wildenrathissa sijaitsevan testikeskuksen raiteille.

Pitkän matkan liikenteessä käytettävien junien vaatimus lisääntyneestä käynnistyspidosta (kuten S-Bahn-junissa) ei ole pakollinen. Tässä on kuitenkin oltava ylimääräistä pitoa, kun saavutetaan enimmäisnopeus tai ajetaan rinteissä, joiden kaltevuus on enintään 40 ‰. Vaaditun vetovoiman saavuttamiseen liittyy kytkimen käyttöongelma, joka puolestaan ​​riippuu akselipainosta veturivetoisissa junissa ja moottoriakselien lukumäärästä moniyksikköjunissa. Nämä ongelmat on ratkaistu onnistuneesti nykyaikaisen tehoelektroniikan käytön ja luotettavan luisto- ja nyrkkeilysuojauksen ansiosta. Samaan aikaan veturin (terminaaliauton) akseliteho 1,4 MW tai moniyksikköjunan 0,5 MW akselia kohden riittää.

ICE1- ja ICE2-junat, joissa on päätymoottorivaunut, hajautetulla vetovoimalla ICE3 ja ICE-T kallistetuista korista peräisin olevista autoista, ilmestyivät viimeisen 10 vuoden aikana. Tällä hetkellä ne ovat kaukoliikenteessä käytettävien huippuluokan junien perhe. Jokaisella niistä on oma markkinarako kuljetuspalvelumarkkinoilla: pitkillä reiteillä käytetään suuren matkustajakapasiteetin ICE1:tä, lyhyillä reiteillä ICE2:ta, ICE3:a, jossa vaaditaan suurinta maksiminopeutta ja rinteitä on jopa 40 ‰, ja ICE- T on kätevin suhteellisen vanhoilla linjoilla, joissa on paljon käyriä.

Tavaraliikenteessä ei nykyään ole vaihtoehtoa veturien vedolle.

9. Yhdistetyt julkiset rautatieliikennejärjestelmät

Historiallisesti pintarautatien osuus kaupungin sisäisestä matkustajaliikenteestä on tällä hetkellä suhteellisen pieni. Euroopassa ja Amerikassa hän ei kestänyt yksityisautojen kilpailua. Joten tällä hetkellä raitiovaunuliikenne toimii noin 300 kaupungissa maailmassa, kun taas ensimmäisen ja toisen maailmansodan välillä tällaisten kaupunkien määrä oli 2 kertaa suurempi.

Ensimmäiset kaupunkijunaliikenteen linjat ilmestyivät New Yorkiin vuonna 1852, sitten Pariisiin vuonna 1853. Ne kulkivat katujen läpi maanpinnan tasolla, ei eristettynä muusta liikenteestä. Viimeiset raitiovaunulinjat Pariisissa kuitenkin suljettiin vuonna 1937 ja Lontoossa 1961, mitä helpotti laaja maanalainen verkko ja bussireitit.

Tällä hetkellä maailman "raitiovaunullisin" kaupunki on Pietari. Vuosittain 2 000 raitiovaunujunaa kuljettaa noin miljardia matkustajaa reiteillä, joiden kokonaispituus on yli 700 km. Moskova on toisella sijalla 1 000 raitiovaunujunalla, 450 kilometrillä linjoja ja noin 400 miljoonalla matkustajalla vuodessa. Raitiovaunuliikennettä jaetaan pääasiassa Itä- ja Keski-Euroopan kaupunkeihin. Saksassa on eniten kaupunkeja, joissa on raitiovaunuliikenne: raitiovaunuja on 52 kaupungissa, ja niistä 20:ssä väkiluku ei ylitä 200 tuhatta ihmistä.

Kaupunkien hallitukset ovat vähitellen palaamassa siihen, että joukkoliikenne, erityisesti junaliikenne, on tehokas keino ratkaista yhä monimutkaisempia liikenneongelmia, joista tärkein on katujen ylikuormittaminen autoilla, mikä johtaa liikenneruuhkien muodostumiseen, mikä lisää matka-aika ja pakokaasujen aiheuttama ilman saastuminen. Ensimmäisessä vaiheessa maanalaisia ​​metrolinjoja rakennettiin laajenevassa mittakaavassa eri maailman maiden pääkaupungeissa ja suurimmissa kaupungeissa. Sitten pieniin kaupunkeihin alettiin rakentaa kevyitä metroverkkoja, joiden linjat kulkivat osittain maanpinnan tasolla. Ja lopuksi, viime aikoina on kiinnitetty huomiota raitiovaunuun, jonka infrastruktuurin ja liikkuvan kaluston kustannukset ovat huomattavasti alhaisemmat kuin metro. Sellaiset raitiovaunun edut kuin junien suuri kantokyky ja kulkunopeus (kun on jaettu erilliset kaistat) sekä ympäristön puhtaus (kun ryhdytään toimenpiteisiin melun vähentämiseksi ympäristöön) tunnustetaan. Siten syntyi ehtoja raitiovaunun palauttamiselle kaupunkeihin.

Viime vuosina raitiovaunu on ilmestynyt ensimmäistä kertaa tai herännyt henkiin noin 30 kaupungissa yli 10 maassa ympäri maailmaa. Vuoden 2000 loppuun mennessä avataan yli 10 raitiovaunuverkostoa ja suunnitteilla on jopa 100 hanketta viidellä mantereella, erityisesti Aasiassa, jossa joukkoliikenteen tarve on suurin. Hankkeiden varsinaisessa toteutuksessa johtavassa asemassa on kuitenkin Yhdysvallat, jossa ollaan luomassa 12 verkkoa, Ranska (10) ja Iso-Britannia (4).

Raitiovaunujärjestelmä

Liikenneviranomaiset monissa Euroopan ja Amerikan kaupungeissa ovat viime aikoina alkaneet osoittaa kiinnostusta ajatukseen käyttää julkista liikennettä liikenteessä kaupungin keskustan ja esikaupunkien välillä tai lähellä olevien liikkuvan kaluston kaupunkien keskusten välillä. Tällaisten yhdistettyjen kuljetusjärjestelmien käsitettä kutsuttiin "raitiovaunuksi" (raitiojunaksi). Vielä 10 vuotta sitten sitä vain harva ajatteli, vaikka raitiovaunu- ja rautatieverkoston raideleveys on suurimmaksi osaksi sama ja tekniset ongelmat ovat periaatteessa ylitettävissä.

Molemmilla raideliikennejärjestelmillä on samanlainen ratarakenne, ja ne perustuvat yleiseen periaatteeseen käyttää kytkimiä pyörä-kisko-järjestelmässä. Ne ovat kuitenkin perinteisesti olleet täysin erillään toisistaan ​​ja toimineet eri tavalla, joten kysymys niiden ainakin osittaisesta yhdistämisestä ei koskaan herännyt.

Samaan aikaan useissa tapauksissa heräsi kysymys erilaisesta suunnitelmasta - mahdollisuudesta ohittaa raitiovaunujunia käyttämättömiä tai vähän käytettyjä esikaupunkiradan raiteita pitkin, mikä mahdollistaisi lähimpien esikaupunkien asukkaiden pääsyn kaupunkiin keskustaan ​​ilman siirtoa. Vastaavasti esikaupunkijunat voisivat kulkea kaupungin keskustaan ​​raitiovaunulinjoja pitkin. Tällainen kahden julkisen rautatieliikenteen yhdistelmä infrastruktuurin yhteiskäytön kanssa olisi erittäin hyödyllinen julkisen liikenteen tehokkuuden parantamiseksi ja matkustajien lisämukavuuden parantamiseksi, edellyttäen tietysti, että siihen liittyvät ongelmat ratkaistaan.

Raitiovaunuliikennejärjestelmien potentiaalisilla markkinoilla on tämän konseptin ennusteiden ja ensimmäisten toteutustulosten perusteella suotuisat kehitysnäkymät. Saksassa Karlsruhe ja Saarbrücken toimivat esimerkkinä raitiovaunuverkoston laajentamisesta rautateiden kustannuksella, Isossa-Britanniassa - Manchester. Tällä alueella on jo kokemusta kansainvälisestä yhteistyöstä: tämän konseptin mukaan toimii liikenneyhteys Saksan Saarbrückenin ja Ranskan Sarregueminesin välillä.

Läpimurto tähän suuntaan tapahtui 1980-luvun jälkipuoliskolla, kun Karlsruhen kunta, Saksa, pyysi Saksan rautatieviranomaista (DBAG) harkitsemaan raitiovaunujunien ajamista noin 20 kilometrin matkalla lähijunia. Karlsruhen kaupungin liikenneviranomainen (AVG) liikennöi tuolloin 49 kilometriä kaupungin sisäisiä raitiovaunulinjoja. Ensimmäisenä askeleena oli hankkia DBAG:lta useiden kilometrien pituinen käyttämätön rahtilinjan osuus ja rekonstruoida se matkustajaliikennettä varten. Neljän vuoden kuluttua, marraskuussa 1998, tutkimuksen ja testauksen jälkeen AVG ja DBAG allekirjoittivat asianomaisten viranomaisten hyväksymän sopimuksen Karlsruhe-Bretten-osuuden yhteisen toiminnan ehdoista. Raitiojunien liikenne tällä osuudella avattiin syyskuussa 1992. Tämä liikennejärjestelmä oli nimeltään CityLink.

CityLink-järjestelmän kokonaispituus on hieman yli 30 km. Se sisältää 6,4 km:n raitiovaunulinjan Karlsruhen kaupungin sisällä, uuden 2,8 km:n tarkoitukseen rakennetun yhdysradan ja 21 km:n DBAG-käyttöisen osuuden Bretteniin; viimeisellä osuudella tavallisten matkustaja- ja tavarajunien liikennöinti jatkuu entiseen tapaan. Järjestelmä käyttää liikkuvaa kalustoa kahdelle ajovirransyöttöjärjestelmälle: raitiovaunu 750 V DC ja rautatie 15 kV, 162/3 Hz AC

CityLinkin kattaman alueen kokonaisväestö on yli 500 000 ihmistä, joista 270 000 on Karlsruhen asukasta. Avajaisista kuluneen ajan aikana uuden liikennejärjestelmän liikenteen määrä on lähes kaksinkertaistunut.

Vuonna 1996 raitiovaunujen liikennöinti DBAG-raiteita pitkin toiseen suuntaan Karlsruhesta Baden-Badeniin järjestettiin samalla tavalla.

Viisi vuotta Karlsruhen jälkeen Saarbrückenissä, 250 000 asukkaan kaupungissa, avattiin yhdistetty rautatieliikennejärjestelmä. Syyskuussa 1997 otettiin käyttöön Saarbahn-liikennejärjestelmä, jonka pituus oli 19 km Saarbrückenin eteläpuolella, josta 1 km kulkee Ranskan alueen läpi (rajalta Sarregueminesiin). Maailman ensimmäisen kansainvälisen raitiovaunu-junayhteyden onnistunut toiminta sai asianomaiset viranomaiset kehittämään muita vastaavia yhteyksiä Saksan, Ranskan ja Belgian kaupunkien välille (Mulhouse-Freiburg, Strasbourg-Kehl, Lille-Tournay jne.).

Hankkeen toteuttaminen Saarbrückenissä kesti vähemmän aikaa kuin Karlsruhessa (5 vuotta 8 sijaan), vaikka rajanylitykseen ja uuden 5 km osuuden rakentamiseen liittyi lisäongelmia. Sen menestys johti töiden kehittämiseen Saarbrückenin pohjoispuolella, jossa Saarbahn-järjestelmä koostuu 11 kilometrin osuudesta DBAG-linjaa ja uudesta 14 kilometrin osuudesta. Saksan Gerschweilerin kaupunki, joka on myös Saarlandissa, on tarkoitus yhdistää ranskalaiseen Forbachiin. Siten Saariin syntyy raitiovaunu-junaliikenneverkosto, joka palvelee yli miljoonan asukkaan aluetta.

Saarbahn-järjestelmän ensimmäisenä käyttövuonna (kuva 9.1) Bombardierin rakentamat 250-paikkaiset junat kuljettivat 8 miljoonaa matkustajaa eli 20 % enemmän kuin vuotta aiemmin ilmoitetulla reitillä kuljetetut raitiovaunut, DBAG:t ja linja-autot.

Kuva 9.1. Saarbahnin liikennejärjestelmän juna Saarbrückenissä

Keskimääräinen päiväliikenne ylitti ennusteen 10 %. Järjestelmän osuus koko matkustajaliikenteestä on saavuttanut 50 %, kun aiemmin DBAG:n esikaupunkijunien osuus ei ylittänyt 10 %:a.

Noin 20 Saksan kaupunkia, joissa on raitiovaunuliikennettä, on ilmaissut kiinnostuksensa tehdä yhteistyötä DBAG:n, muiden rautatieyritysten ja kaluston valmistajien kanssa vastaavien liikennejärjestelmien luomiseksi. Raitiovaunujärjestelmän uskotaan olevan optimaalinen noin 500 tuhannen asukkaan alueiden liikennepalveluille.

Yhdistettyjen rautatiekuljetusten tultua hyväksytyksi henkilöliikenteen täysivaltaisiksi osallistujiksi perinteisten järjestelmien rinnalla, kysymyksiä selvitettiin ja niihin vastattiin, mutta samaan aikaan mukana olevien liikennehallintojen vaatimukset kasvoivat. Toimintaa harjoittavat yritykset yrittävät ratkaista täysin itsenäisten, teknisesti erilaisten ja eri tavalla hallittujen liikennejärjestelmien yhteensopivuusongelmia samalla infrastruktuurilla. Yleisen mielipiteen mukaan liikkuvan kaluston teknisten parametrien, pysyvien rakenteiden ja laitteiden yhdenmukaistaminen, toimintatapojen yhtenäistäminen ei riitä. Tarvitaan monipuolisempi lähestymistapa kunkin yksittäistapauksen olosuhteisiin sopivaksi.

Kuljetusjärjestelmissä, kuten raitiovaunu-juna, törmäysturvallisuus on edelleen suuri haaste. Järjestelmän liikkuvan kaluston tulisi tarjota käyttäjille yhdistelmä ominaisuuksia, jotka ovat ominaisia ​​sekä raitiovaunulle (saatavuus, mukavuus, sopivuus kaupunkiympäristöön) että junalle (korkea, yleensä suurempi kuin tavanomaisella raitiovaunulla, nopeus, riittävä matkustajakapasiteetti , iskunkesto).

Jälkimmäiselle näkökulmalle on ominaista se, että raitiovaunujen ja rautateiden liikkuvan kaluston iskulujuusvaatimukset, jotka varmistavat matkustajien turvallisuuden törmäyksissä, vaihtelivat pitkään merkittävästi. Näin ollen päärautateiden junien vaunuissa etuiskukuormituksen suuruus, joka havaitaan päärakennetta tuhoamatta ja siten matkustajien terveyttä vahingoittamatta, on monissa maissa määritetty 150 tonniksi. ovat tiukempia standardeja, Aasiassa ja Afrikassa - vähemmän tiukkoja. Raitiovaunuille alempi nopeus ja törmäystodennäköisyys huomioiden katsotaan yleisesti ottaen riittäväksi 50 tonnin iskunkestävyyttä, ja tämäkin arvo vaihtelee tietyissä rajoissa paikallisten olosuhteiden mukaan.

Ero 150 ja 50 tonnin välillä oli erityisesti yksi syy siihen, että SNCF:llä ei ollut suunnitelmia jakaa rautatieinfrastruktuuri. Päinvastoin, Saksan ja Sveitsin rautatiet osoittivat suurempaa joustavuutta ja laskivat muutama vuosi sitten kevyen liikkuvan kaluston iskulujuusvaatimukset 60 tonniin, mikä selittää tämän toiminnan erityispiirteillä ja teknisellä kehityksellä suunnittelun ja materiaalien alalla. tiede, joka mahdollisti esimerkiksi muotoaan muuttavien elementtien käyttöönoton, jotka absorboivat iskuenergiaa. Muita aktiivisia ja passiivisia turvatoimia on kehitetty riittävän lujuuden saavuttamiseksi myös massan pienentyessä.

Uusimpien, vuoden 1997 jälkeen käyttöön otettujen raitiovaunujärjestelmien liikkuvassa kalustossa onnistuttiin yhdistämään Karlsruhen CityLink-liikennejärjestelmän kaksoisjärjestelmän liikkuvan kaluston toiminnallinen joustavuus, mikä mahdollistaa sen liikennöinnin erilaisilla sähköisillä radoilla. virtatyypit ja nykyaikaisten raitiovaunujen korkea mukavuustaso, esimerkiksi alemman tason lattia, joka helpottaa ja nopeuttaa matkustajien kyytiin nousemista ja sieltä poistumista.

Valmistajat tuovat tällaisten järjestelmien liikkuvaan kalustoon myös sisätilojen osia, jotka olivat aiemmin tyypillisiä vain henkilöjunavaunuille, esimerkiksi ilmastointiyksiköitä, tuoleja, joissa on säädettävä selkänojan kaltevuuskulma, väliseiniä, jotka erottavat yksittäiset osastot yleisessä tilassa. hytti jne.

Saksan raitiovaunujärjestelmien liikkuvassa kalustossa sisäänkäynnin ovissa on sisäänvedettävät portaat, jotka kompensoivat eteisten ja laiturien lattiatasoeroja. Vetovoimassa käytetään muunnosyksiköitä ja moottoreita, jotka mahdollistavat jopa 100 km/h nopeuden. Samalla tämä aiheuttaa jonkin verran nousua liikkuvan kaluston kustannuksiin (jopa 4,8 miljoonaa Saksan markkaa 200-paikkaiselle junalle), mikä näkyy käyttökustannuksissa. Esimerkiksi Saarbrückenissä mukavuustason lisääminen ja raitiovaunu- ja rtäyttäminen maksaa 8,5 markkaa/junakilometri eli 5 miljoonaa markkaa vuodessa, mikä pakottaa jokaisen lipun hinnan nousemaan 0,5 markkaa. Yleinen yksimielisyys on kuitenkin, että nämä kustannukset ovat perusteltuja.

Kaikki edellä oleva selittää, miksi termi "raitiojuna" on tulossa yhä tutummaksi monien maiden kaupunkien joukkoliikenteen ja rautateiden hallinnolle. Tämän konseptin käyttö avaa tien rautatieliikenteen paluulle kaupunkeihin ja mahdollistaa monien kaupunkien sisäisen ja esikaupunkiliikenteen ongelmien ratkaisemisen.

10. Nopea matkustajaputki

Tätä nopeaa matkustajaputkea kutsutaan nimellä FTS (Fast Tube System). Britit keksivät sen. FTS on putkiverkosto, johon on laskettu tavalliset rautatiekiskot sekä n:s henkilöliikenteen vastaanottava asema, joka suunnitellaan ohjattavaksi näiden putkien kautta.

Tietysti, kuten minkä tahansa XXI-luvun liikenneprojektin kuvauksessa, ensinnäkin hankkeen maailmanlaajuiset ansiot näyttävät olevan uteliaita. Ne ovat yleensä samoja, mutta tällä kertaa nimeämme joitain: ensinnäkin ekologia, liikenneruuhkat ja vastaavat, toiseksi se on vaihtoehto kaikille joukkoliikenteelle, ja lopuksi, kolmanneksi, FTS on halpa eikä ollenkaan vihainen. Nopea, kätevä, ei ongelmia.

Keksijät kirjoittavat, että asemien rakentaminen tulee olemaan FTS:n kallein. Kaikki muu on hölynpölyä: putkien asettaminen - sama putkisto, kapselit - halvempaa kuin autot. Järjestelmä toimii täysin ja täysin automaattisesti, joten henkilöstöön ei myöskään tarvitse kuluttaa paljon rahaa. Investoinnin aloittaminen ja eteenpäin kohti fantastisia voittoja ja ympäristöystävällistä maailmaa.

Suunnittelijat keksivät, että putkissa, joita pitäisi olla kaksi (edestakaisin), tulee tyhjiö - se varmistaa nopeuden, äänettömyyden ja ilmanvastuksen puutteen. Sisällä brittiläisten kehittäjien suunnittelemana kapseli on elämää ylläpitävä järjestelmä ja huoleton ajanviete sohvalla, televisiolla ja mikä tärkeintä, ilmansyöttöjärjestelmällä. Kapselissa ei ole säätimiä - ei tarvetta (kuva 10.1).

Kuva 10.1. Matkustajaputken suunnittelu

Kaikki Fast Tube System -kapselit liikkuvat samalla nopeudella ja yhdessä. Mitä tehdä sähköllä - kehittäjät eivät ole vielä päättäneet: päätettiin, että se olisi sähköä, mutta kuinka energiaa toimitetaan, ei ole vielä selvää. Suunnittelijat kirjoittavat, että kyllä, tämä on "tietysti yksi projektin pääongelmista", no kyllä, keksimme jotain.

Älkäämme kuitenkaan viipykö "pienissä asioissa" - FTS:lle on jo keksitty niin monia mielenkiintoisia asioita: asemien suunnittelu, esimerkiksi mukavuus ja matkustajien palvelu.

Jokainen asema varastoi useita kapseleita tyhjiöpohjaan.

Ja yleensä kapselit (tyhjät ja täynnä) kiertävät FTS:n läpi yllättävän selvästi - automaattisesti. Putkea varten projektin tekijät keksivät "automaattisen ohjausjärjestelmän". Tämä on FTS:n kuningas ja jumala, sinun on otettava se itsestäänselvyytenä ja mentävä eteenpäin.

Ne, jotka uskalsivat matkustaa, lähestyvät tietokonetta, valitsevat reitin, maksavat matkan ja odottavat. Rautatieasema on rautatieasema. Pian ääni katon alla olevasta kaiuttimesta ilmoittaa, mihin uloskäyntiin lähtevien tulee mennä - aivan kuten he soittavat yleisen puhelinkopin puhelinkopin numeroon.

"Käynti" toimitetaan, matkustaja astuu siihen ikään kuin hissiin, jonka jälkeen tyhjiö "paketti" sulkeutuu automaattisesti, kapseli ottaa vaaka-asennon, lähtee asemalta "umpilisäke" "toiseen putkeen", jossa ensin tapahtuu kiihtyvyys ja sitten pääputkeen. 420 km/h.

Kyllä, on vielä muutama "pikku juttu" ja "suurongelma": sanotaan mitä tahansa, mutta joskus kapseleiden täytyy liikkua eri nopeuksilla - kiihdyttää, hidastaa asemien edessä - nämä ovat, kuten suunnittelijat kirjoittavat. , "merkittäviä teknisiä esteitä".

Nyt matkustajien mukavuudesta ja palvelusta. Aloitetaan siitä tosiasiasta, että astuessaan kapseliin "he eivät koe sen enempää psyykkistä epämukavuutta kuin astuessaan hissiin." Myöskään sisällä ei ole epämukavuutta: täällä on ihanteellinen keinotekoinen ilmasto ja varmuuden vuoksi - happinaamarit.

Myös turvatyynyvaihtoehtoa harkitaan - sama kuin autoissa: "turvatyynyn tulee olla riittävän suuri täyttääkseen kapselin ja siten kiinnittääkseen matkustajan mukavan sängyn pinnalle turvalliseen, mutta hyvin rajoitettuun asentoon. Ilmansyöttö turvatyynyn laukeamisen jälkeen saattaa liittyä tiettyihin vaikeuksiin.

Turvavyöt ovat täysin vapaaehtoista: "Mekaanisen vian sattuessa (pyörät, kiskot, jarrut) järjestelmä on turvallinen, mutta jos tällainen vika ilmenee, seuraukset ovat erittäin vakavat, kuten ilmaonnettomuus. "

Ylikuormitukset ehdotetaan minimoitavaksi kiihdytyksen ja hidastuksen aikana matkustajan istuimen ergonomian vuoksi. Ongelmatilanteissa matkustaja voi ilmoittaa niistä videolinkin kautta, maksu suoritetaan luottokortilla. Saman videolinkin avulla voit tilata taksin asemalle.

11.Yksittäinen lentokone

Hiller Helicopters loi yhden ensimmäisistä kokoontaitettavan pienoishelikopterin malleista vuonna 1954. Sitä kutsuttiin Rotorcycle, ja se luotiin erityisesti amerikkalaisille sotilaslentäjille (kuva 11.1). Siinä lentäjien piti palata "omiin" etulinjan kautta, jos heidän koneensa ammuttiin alas vihollisen alueen yli. Lentäjät kokosivat laskuvarjolla pudonneen roottoripyörän käsin ilman työkaluja muutamassa minuutissa.

Kuva 11.1. Roottoripyörä

10. tammikuuta 1957 Rotorcyclen prototyyppi nousi taivaalle. Testitulosten mukaan brittiläisen lentokonetehtaan Sanders Royn (Saunders Roe) kanssa allekirjoitettiin sopimus kymmenen helikopterin lisäämisestä. Tämän seurauksena vuoden 1961 loppuun mennessä rakennettiin kaksitoista roottoripyörää: seitsemän sotilaskäyttöä (XROE-1 ja YROE-1) ja viisi siviilikäyttöistä (G-46).

Sotilaalliset "levysoittimet" lähetettiin Yhdysvaltoihin lisätestausta varten, NASA:n tutkimuskeskus (NASA Ames Moffett Field) hankki marraskuussa 1962 kolme helikopteria ja kaksi muuta jäi jonnekin Eurooppaan. Roottoripyörää ei koskaan otettu käyttöön - jostain syystä Yhdysvaltain armeija hylkäsi sen jo ennen testien päättymistä.

Vuoden 1999 lopussa amerikkalaisilla oli odottamattomia seuraajia - japanilainen yritys Engineering System. Hän esitteli mallinsa GEN H-4. 70-kiloinen lentäjä voi lentää sillä ilman tankkausta tunnin ajan 88 km/h nopeudella. Helikopterin maksimipaino on 86 kg. Valokuvia katsoessa mallien samankaltaisuus tulee selväksi (kuva 11.2).

Kuva 11.2. Engineering Systemin pienoishelikopteri

Helikopterissa on neljä superkevytmoottoria (40 hevosvoimaa), mutta jos yksi moottoreista pettää, GEN H-4 voi lentää kolmella ja tehdä hätälaskun kahdella.

Jokainen moottori toimii itsenäisesti, ja kehittäjät pitävät epätodennäköisenä, että kaikki moottorit epäonnistuvat kerralla. Mutta jopa tällaista odottamatonta tapahtumaa varten laskuvarjo sisältyy GEN H-4 -sarjaan.

Helikopterin polttoaine on 30:1 sekoitus moottoribensiiniä ja kaksitahtiöljyä. Säiliöön mahtuu 2-5 gallonaa polttoainetta.

Engineering Systemin edustajat vakuuttavat, että lentäjien koulutusjakso on minimaalinen (kahdesta tunnista) ja lisää tarvitaan heidän oman turvallisuutensa vuoksi: ohjaus on melko yksinkertaista. Ohjauspaneeli sijaitsee suoraan ohjaajan edessä kahden kahvan välissä, kuten moottoripyörässä. Pääpainikkeet sijaitsevat oikealla ja vasemmalla: niitä on kätevä painaa peukaloilla Kehittäjät suunnittelevat sijoittavansa paneeliin korkeusmittarin ja istuimen alle happisäiliöt, koska yksi helikopteri pystyy nousemaan harvinainen ilma. Helikopterin arvioitu hinta on ~ 30 000 dollaria.

Toista yksittäisten lentojen laitetta kutsutaan rakettipakkaukseksi. Sitä kutsutaan eri tavalla - Small Rocket Lift Device, Bell Rocket Belt, Personal Jetpack, Rocket Backpack, Jet Pack, Jet Flying Belt, Jet Belt, Jet Vest ja niin edelleen - mutta tästä "ajoneuvosta" on hyvin vähän luotettavaa tietoa.

Vaikka ensimmäinen lyhyt kokeilu ruuterirakettien sijoittamisesta takaosaan vangittiin 30-luvun saksalaiseen uutissarjaan (yleisö näkee nopean ja melko kovan "laskeutumisen" testaajan maahan) - ajatus tekninen toteutus Rakettipakkaus kuuluu Bell Aerospacen insinöörille Wendell Moorelle. Vuonna 1953 Moore ryhtyi kehittämään reppua, joka sai tuolloin epäromanttisen nimen "Small Rocket Lift Device" (Small Rocket Lift Device - SRLD). Ensimmäisen SRLD-version testasi Wendell Moore itse vuonna 1958.

Huolimatta ensimmäisten lyhyiden "lentojen" epäilyttävästä menestyksestä lyhyellä matkalla, laitteen kehittäminen Bell Aerospacessa jatkui - ohjausvivut lisättiin, muotoilua parannettiin ja niin edelleen, mutta laukkua ei silti ollut mahdollista tehdä. todella turvallista. Lopulta saavutettiin 20 sekunnin lento, jonka enimmäiskorkeus oli 4,5 metriä.

Vuonna 1959 allekirjoitettiin sopimus ilmailu- ja avaruusyhtiö Aerojet-Generalin kanssa, jonka tarkoituksena oli kattavasti tutkia ja testata SRLD. Myös reaktiomoottorit (RMI) alkoivat kokeilla laitetta. Myöhemmin Yhdysvaltain armeija neuvotteli Bell Aerospacen kanssa SRLD:n valmistuksesta ja sen seurauksena allekirjoitettiin sopimus TRECOMin (Army's Transportation, Research and Engineering Command) kanssa. Mooresta tuli SRLD-projektin tekninen johtaja.

Sopimuksen allekirjoittamisen jälkeen luotiin 280 punnan rakettimoottori turvallista polttoainetta valittu vetyperoksidi (peroksidi). Mooren oli tuolloin SRLD-testilentäjänä testattava keksintöään toistuvasti Bellin tehtaalla Buffalossa, mutta kun yksi näistä testeistä päättyi vakavaan polvivammaan, keksijä joutui jättämään ajatuksen u200b lentää laitteellaan ikuisesti.

Tapaus siirrettiin toiselle insinöörille, Harold Grahamille, joka jatkoi testausta ja teki 20. huhtikuuta 1961 ensimmäisen ilmaisen lennon SRLD:n avulla. Graham lensi 34 metriä 16 km/h nopeudella 13 sekunnissa.

Ensimmäiset esittelyt pidettiin 8. kesäkuuta 1961 tietysti armeijan edessä Fort Eusticessa Virginiassa, mutta SRLD:n kykyjen esittely Pentagonin nurmikolla onnistui paremmin.

Sitten jet-reppua esiteltiin toistuvasti näyttelyissä, messuilla ja vastaavissa tapahtumissa, mukaan lukien lento presidentti Kennedyn edessä Fort Braggissa.

60-luvun lopulla Bell Rocket Belt ("Rocket belt") ja testilentäjä Bill Suitor (Bill Suitor) matkustivat lähes koko maailman ja niistä tuli erittäin suosittuja - Suitor jopa näytteli roolia elokuvassa.

Vuonna 1965 julkaistiin elokuva "Thunderball": James Bond laittaa rakettipakkauksen ja sanoo, että ilman tätä laitetta mies ei voi pitää itseään herrasmiehenä.

Ilmeisestä suosiosta huolimatta rakettipakkaus, kuten he sanovat, "ei juurtunut". Lähinnä lennon lyhyen keston ja kyseenalaisen turvallisuuden vuoksi. Pian myös armeija hylkäsi reppun.

Vuonna 1969, kun Wendell Moore kuoli, Bell Aerospace tarkisti "ohjushihnaa" koskevia suunnitelmiaan ja luovutti tammikuussa 1970 lisenssin myydä ja valmistaa tuolloin Bell Jet Belt -nimistä laitetta Williams Internationalille, joka otti vastuun kehityksestä. "reppua" lennon keston pidentämiseksi.

Sittemmin jetpackista on tullut eksoottinen. Sitä käytetään vain satunnaisesti yleisön viihteenä jalkapallopelien taukojen aikana, kaupallisissa esityksissä tai elokuvatemppuissa. Rakettipakkaus nähtiin vuoden 1984 olympialaisten avajaisissa.

Wendell Mooren valmistamia rakettipakkauksia säilytetään tällä hetkellä New Yorkin yliopistomuseossa ja Buffalo Campus Museumissa.

Suihkureppu muistettiin vasta vuonna 1995, kun ryhmä texasilaisia ​​insinöörejä kehitti parannetun ja hieman laajennetun version nimeltä RB 2000 Rocket Belt. Uudelleensuunniteltu "vyö" mahdollisti lennon 50% pidempään kuin "esi-isänsä" - 30 sekuntia 20:n sijaan.

Rakettipolttoaine koostuu kolmesta komponentista: vetyperoksidista (vetyperoksidiponneaine), kaasumaisesta typestä korkeapaine(korkeapaineinen typpikaasu) ja hopeanitraatti (samariumnitraatilla päällystetty hopea), joka toimii katalysaattorina.

Kahteen metallisäiliöön mahtuu 23 litraa vetyperoksidia. Kun ohjaaja avaa venttiilin, paineistettu typpikaasu työntää peroksidin katalyyttikammioon, jossa tapahtuu kemiallinen reaktio, joka muuttaa vetyperoksidin höyryksi 743 celsiusasteen lämpötilassa. Höyry poistuu kahden taivutetun putken kautta pilotin takana. Ihmisen painopiste sijaitsee juuri suuttimien alapuolella, joten kehon pystysuora asento säilyy lennon aikana. Edessä, kuten tuolin käsinojat, 2 säätönuppia. Ne on jäykästi liitetty laukkuun selän takana, mutta itse laukkussa on hieman liikkumavapautta, sitä voidaan kallistaa hieman eri suuntiin. Oikean käden alla on tehonsäädin, joka ohjaa suihkuvirtaa.

Korkeasta lämpötilasta johtuen lentämään uskaltaneen urhoollisen tulee pukeutua lämmönkestävään pukuun. Itse lento kestää kaikki samat 30 sekuntia, ja suurin nopeus on 161 km / h.

Tällä hetkellä mikään yritys ei valmista suihkureppuja, paitsi Rocket Man Inc, joka valmistaa kylmälaukkuja juomille suihkureppujen muodossa.

Johtopäätös

Tieteellisen ja teknologisen kehityksen nopeuttaminen liikenteessä nykyaikaisissa olosuhteissa on monimutkainen, monimutkainen ja pääomavaltainen tehtävä, mutta se on ratkaistava, koska liikenneliikenteellä ei ole muuta tapaa saavuttaa tasoa, joka täyttää kaikki tulevaisuuden vaatimukset. yhteiskuntaan.

Nykyaikaiselle elämälle on ominaista tieteen ja tekniikan nopea kehitys kaikilla ihmisen toiminnan aloilla. Tämä prosessi edellyttää nopeampaa muutosta kaluston ja tekniikan luonteessa kaikilla kansantalouden aloilla, mukaan lukien itse liikenne.

Meidän aikanamme tieteellinen ja teknologinen kehitys kehittyy kuin lumivyöry: menneisyydessä idean syntymisestä sen toteuttamiseen kului vuosisatoja ja vuosikymmeniä, nyt se on usein vuosien kysymys.

Tämän seurauksena teknologia vanhenee nopeasti, uusia ja uusia löytöjä tarvitaan. Uudet liikennemuodot on suunniteltu helpottamaan ihmisen elämää ja tekemään siitä entistä mukavampaa, mutta samalla heidän on noudatettava kaikkia ympäristöstandardeja, jotka kovenevat päivä päivältä.

Uudet liikennemuodot, joista tässä työssä on lyhyt kuvaus, ovat vain pieni osa kaikista parannuksista, joita ihminen on tehnyt viime vuosien aikana. Jotkut niistä ovat tällä hetkellä käyttöjärjestelmiä, toiset odottavat käyttöönottoa jatkuvan testauksen jälkeen, ja toiset ovat liian futuristisia ja kalliita tänään (mutta saattavat herää henkiin lähitulevaisuudessa). Mutta ne kaikki auttavat jo nyt yhteiskuntaa ratkaisemaan ihmisten toiminnan seurauksena syntyneitä kiireellisiä ongelmia, eikä tätä prosessia voida enää pysäyttää.

Kirjallisuus:

1. Aksenov I.Ya. Yhtenäinen kuljetusjärjestelmä: Proc. yliopistoille - M: Korkeampi. koulu, 199.

2. Gulia N.V., Yurkov S. Sähköauton uusi konsepti: Tiede ja tekniikka - 2000 - nro 2.

3. Popolov A. Yksilöllinen sähkökuljetus XXI vuosisata: Tiede ja teknologia - 2001 - nro 8.

4. Postnikov D. Sähköauto: plussat ja miinukset: Ratin takana - 1997 - nro 2.

5. Popolov A. Sähköpyörä tänään ja huomenna: Tiede ja tekniikka - 1999 - nro 8.

6. Uusi kaupunkiliikenne - auto kiskoilla: MEMBRANA – 2002 – №1.

7. Monocar - kaksipyöräinen ajoneuvo: Skif LLC, 2002.

8. Karimov A.Kh. Miehittämättömät lentokoneet: Maksimimahdollisuudet: Tiede ja elämä - 2002 - Nro 6.

9. Popolov A. Onnellisen matkan "aurinkoiset" laivat: Tiede ja elämä - 2001 - nro 6.

10. Izmerov O. Kone istuu kiskoilla: Tuntematon kotimainen monorail.

11. Moniyksikköjunat - vaihtoehto veturin vetolle: Maailman rautatiet - 2002 - nro 1.

12. Batisse F. Yhdistetyt julkiset rautatieliikennejärjestelmät: Maailman rautatiet - 2000 - nro 8.

13. Fast Tube System - nopea matkustajaputki: MEMBRANA – 2002 – №5.

14. Leskov I.V. Yksittäiset lentokoneet: äärettömän rajat - 2002 - nro 1.

Lähetä hyvä työsi tietokanta on yksinkertainen. Käytä alla olevaa lomaketta

Opiskelijat, jatko-opiskelijat, nuoret tutkijat, jotka käyttävät tietopohjaa opinnoissaan ja työssään, ovat sinulle erittäin kiitollisia.

Isännöi osoitteessa http://www.allbest.ru/

Venäjän federaation opetusministeriö

Volgogradin osavaltion teknillinen yliopisto

OhjausTehdä työtä

Lupaavat kuljetusmoottorit

Täydentäjä: Moskovoy S.A.

Tarkastaja: Assoc. Shumsky S.N.

Volgograd 2013

Johdanto

Luonnollisten energialähteiden käytössä merkittävä rooli on ajoneuvoilla, jotka kuluttavat noin kolmanneksen kaikesta maailmassa tuotetusta öljystä, ja kaikista liikennemuodoista energiaintensiivisin on auto. Öljyperäisten hiilivetypolttoaineiden käyttöön autoissa liittyy valtavan määrän haitallisten aineiden vapautumista ilmakehään. Tämän seurauksena tieliikenteen osuus ympäristön saastumisesta on 39–63 prosenttia, jonka laajuus on globaali - ilma, maa ja vesi.

Perinteinen lähestymistapa motorisaation energia- ja ympäristöongelmien ratkaisemiseen on parantaa olemassa olevien polttomoottoreiden suunnittelua ja luoda kehittyneempiä uudentyyppisiä voimalaitoksia, joissa käytetään enemmän tai vähemmän perinteisiä hiilivetypolttoaineita. Ensimmäisessä tapauksessa painopiste on ajoneuvojen tehokkuuden lisäämisessä ja myrkyllisyyden vähentämisessä moottorin työprosessin monimutkaisella korjauksella, jotta polttoaineen palaminen olisi mahdollisimman täydellistä kaikissa toimintatiloissa. moottorin polttoaineteho

Tähän mennessä kehitettyihin uusiin ajoneuvomoottoreihin kuuluvat sähkökäyttöiset ja lämpömoottorit sisäinen ja ulkoinen poltto epäperinteisillä työprosesseilla.

Jälkimmäisiin kuuluvat mäntämoottorit kerroksellisella panosjakelulla, kaasuturbiinilla, höyryllä ja pyörivät moottorit ja Stirling-moottorit.

Jotkut näistä moottoreista, erityisesti Stirling-moottorit, voisivat periaatteessa mahdollistaa vähäpäästöisen ajoneuvon luomisen tavanomaisilla polttoaineilla tulevien tiukkojen määräysten täyttämiseksi.

Erittäin kiinnostavia ovat sähkökemiallisia energialähteitä - akkuja ja polttokennoja - käyttävät sähkövoimalat.

Nykyään useimmissa liikennemuodoissa käytettyjä moottoreita

Vapautumistrendi, joka on turvannut kilpailun liikenteessä, mukaan lukien kilpailu eri liikennemuotojen välillä, pakottaa meidät etsimään jatkuvasti teknisiä ja organisatorisia ratkaisuja, jotka muuttavat liikennemaailman kasvot parempaan suuntaan. Kymmenen viime vuoden aikana ajoneuvot ovat muuttuneet lähes yhtä paljon kuin edellisten 20-30 vuoden aikana.

Syyt, jotka pakottavat vanhat liikennemuodot muuttumaan, ovat sekä kuluttajien että poliitikkojen painostusta:

Liikkuvuus (kyky toimittaa ovelta ovelle;

Kannattavuus (ensisijaisesti polttoainetehokkuus);

Ekologinen puhtaus;

Turvallisuus.

Kaikkien näiden vaatimusten täyttyminen on hyvin ristiriitaista. Esimerkiksi ajoneuvon painaminen yleensä parantaa matkustajien ja kuljettajan turvallisuutta, mutta huonontaa muiden turvallisuutta (raskavammat ajoneuvot aiheuttavat enemmän vahinkoa törmäyksessä) ja lisää polttoaineen kulutusta, mikä johtaa taloudellisuuden ja ympäristönsuojelun heikkenemiseen. Joukkoliikennejärjestelmissä suurempi taloudellisuus tarkoittaa vähemmän liikkuvuutta, ja pysäkit on työmatkalla.

Useimmissa liikennemuodoissa yksi tai toinen moottori on käynnissä ja nykyään useimmissa tapauksissa

Diesel,

Polttomoottori,

sähkömoottori,

Turboreettinen moottori.

Sähkömoottori on ominaisuuksiltaan parempi kuin monet muut käytöt, sillä on parempi vastustuskyky vaihtelevia kuormia vastaan ​​ja nopeus on paremmin säädelty (siis ei ole välttämätöntä monimutkaiset järjestelmät vaihteisto) ja hyötysuhde on parempi ja yksinkertaisempi (sissä on esimerkiksi vähemmän liikkuvia osia, mikä johtaa korkeampaan MTBF:ään), ja se on halvempi (joten se voidaan asentaa esim. jokaiseen pyörään, eikä sitä ole kaikille pyörille).

Toinen asia on, että laivalla oleva sähkö on erittäin kallista energianlähdettä. Akkuja ei voi ajatella ollenkaan, akut ovat nykyään uskomattoman raskaita ja niiden lataaminen kestää kauan, ja niissä riittää latausta vähän. Mahdollisuus on saada koneen propulsiovoimaa hiilivetypolttoaineesta joko polttokennoilla tai hybridiratkaisuilla.

Polttokennoissa käytetään polttoaineena vetyä sisältäviä raaka-aineita, rajassa se on puhdasta vetyä (ja sitten niissä on puhdasta vettä pakoputkessa), mutta vaihtoehtoja on metyylialkoholille, maakaasulle, bensiinille ja jopa dieselpolttoaineelle. Niiden asennuskustannukset ovat edelleen melko korkeat, jopa 5 000 dollaria teho kW:lta tai jopa enemmän. Puhtaat vetypolttokennot ovat myös puhtaimpia, mutta ne eivät saa vetyä mistään: vetypolttoaineinfrastruktuurin kustannukset ylittävät huomattavasti nykypäivän hiilivetypolttoaineen (jalostettu ja kaasu) polttoaineen infrastruktuurin kustannukset. Siksi lyhyellä aikavälillä niin sanotut hybridijärjestelmät ovat suositumpia, kun ajoneuvoissa on sekä perinteinen että sähkömoottori.

Hybridijärjestelmät ilmentävät kahden maailman etuja: perinteisten sähköä tuottavien moottoreiden maailmaa ja pyörien käyttämiseen käytettävää sähkömoottoria. Perinteinen moottori (diesel, polttomoottori tai jopa kaasuturbiini) toimii optimaalisessa tasaisessa tilassa ja lataa ajoneuvon akkua suhteellisen pienellä kapasiteetilla (paljon pienempi kuin sähköajoneuvoissa). Ja sähkömoottori pyörittää pyöriä toimien repeytyneessä tilassa ajo-olosuhteista riippuen (kiihdytys ja jarrutus, nosto, kantokyky jne.). Tämän seurauksena ajoneuvojen dynaamiset ominaisuudet sähkökäytön käytöstä paranevat toisaalta merkittävästi, ja taloudellisuus ja ympäristöystävällisyys paranevat, koska perinteinen moottori toimii optimaalisessa tilassa.

hybridi autot

Hybridijärjestelmät ovat hyvin erilaisia: sähkömoottorin ja tavanomaisen moottorin samanaikaisesta toiminnasta samalla akselilla tietokoneella synkronoituun täysin itsenäiseen generaattorilla toimivaan kaasuturbiinimoottoriin ja suoraan pyöriin asennettuihin erityisiin sähkömoottoreihin. Kaikki nämä ratkaisut ovat jo markkinoilla ja kilpailevat keskenään. Ainoa kysymys on, että useiden tehokkaiden ja tehokkaiden moottoreiden samanaikainen käyttö (perinteinen sähkömoottorigeneraattori (yleensä generaattori, joka käyttää myös jarrutuksen aikana palautusta) ja joskus erillinen sähkögeneraattori) on aina kalliimpaa kuin pelkkä sähkögeneraattori. yksi moottori. Etuna on parempi ajokyky, pienempi polttoaineenkulutus ja pienet päästöt.

Tällä hetkellä hybridiajoneuvojen hyödyt näkyvät eniten raskaissa kuorma-auto- ja linja-autoratkaisuissa, joissa polttoaineensäästö ja ympäristörajoitukset voivat olla henkilöautoja suurempia. Siksi suurin kilpailu hybridipiireistä kärjistyy tällä alalla, kun taas dieselmoottorit ovat edelleen pääkilpailija.

Tietystä kynnyksestä hybridien leviämiselle tulee niiden massakäyttöönoton lumivyöry: polttoaineen hinnan poliittisten muutosten vuoksi. Nykyään useimmissa maailman maissa tieinfrastruktuuria rahoitetaan polttoaineen valmisteverolla. Uudet autot kuluttavat vähintään puolet vähemmän polttoainetta, joten infrastruktuurirahoituksen säilyttämiseksi samalla tasolla niitä on joko kaksinkertaistettava (mutta silloin on rahoitettava enemmän infrastruktuuria) tai valmisteveron on kaksinkertaistettava. Samalla polttoaine väistämättä kallistuu, ja tavallisille autoille se tulee kohtuuttoman kalliiksi. Hybridiautojen kustannukset laskevat mittakaavavaikutusten vuoksi. Tästä syystä hybridiautojen käyttöönotto äkillisesti kalliiksi tulleiden perinteisten autojen sijaan menee jostain pisteestä lähtien lumivyörynä, ellei nykyinen tieinfrastruktuurin rahoituspolitiikka muutu.

Valtio ajaa liikenteen hybridisaatiota ja ympäristönormien jatkuvaa tiukentamista. Jossain vaiheessa tulee erittäin kallista saada aikaan valtion edellyttämä ympäristön puhtaus vaikeissa olosuhteissa muuttuvissa tiekuormituksessa toimivalle moottorille. Pääsy on käyttää hybridijärjestelmää, jossa moottori toimii jatkuvasti optimaalisessa tilassa, mukaan lukien optimaalinen haitallisten päästöjen minimoimisen kannalta. Hybridijärjestelmä mahdollistaa myös kaasuturbiinimoottorien käytön, mikä lisää ympäristön puhtautta.

Markkinat valmistautuvat hybridiajoneuvojen hyökkäykseen: markkinoilla on jo erikoissähkömoottorit 350 kW:iin asti (käytetään raskaissa perävaunuissa ja linja-autoissa), uudentyyppisiä sähköistettyjä pyöriä yhdellä tietokoneohjauksella, erikoistuneita kuljetusturbiineja jne.

Rautatietyöntekijät arvostivat hybridijärjestelmää paljon aikaisemmin: koska he tarvitsivat aina paljon vetovoimaa, dieselveturit ovat, kyllä, niin on, tehokkaita hybriditraktoreita, vain kiskoilla.

On tärkeää huomata, että dieselvetureiden ilmaantuminen merkitsee siirtymistä yhteen sähkövoimateollisuuteen ja liikenteeseen. Sähkökäyttöinen auto tai dieselveturi on suhteellisen suuritehoinen liikkuva voimalaitos: linja-autojen ja perävaunujen hybridivoimaloiden huipputeho on jopa 350 kW, dieselvetureiden yli 1 MW. Kymmeniä näistä perävaunuista tai pari dieselveturia, jotka lepäävät matkojen välillä, voivat kilpailla jonkin alueen varavoimalaitoksen kanssa ja ilmentää varmasti hajautetun tuotannon ideaa.

Jäljelle jää vain lainsäädännön korjaaminen, jotta ei häiritä hajautetun tuotannon kehittämistä alistamalla jokainen pieni generaattori pakollisesti verkonhaltijan käskyille. Silloin teknologia voi kehittyä ja tehdä nopeasti kannattavaa yhteistä työtä hybridi- ja sähköliikenne- ja voimajärjestelmät.

Tämä energian ja liikenteen välinen yhteys on ollut aina olemassa, nyt se on vain käymässä selväksi. Näin ollen Yhdistyneellä Euroopalla, kuten monilla muillakin mailla, on yksi energia- ja liikenneministeriö, jota johtaa yksi ministeri.

Erikseen voidaan harkita nopeasti kasvavaa lineaarimoottoria maglev-junissa. Mutta magneettiset levitaatiojärjestelmät ovat edelleen erittäin kalliita, ja tästä vaihtoehdosta ei todennäköisesti tule suosittua.

Vaatimukset uudelle kuljetusmuodolle

On selvää, että historiallisesti on ollut tarve uudenlaiselle liikenneinfrastruktuurille, joka tulee ilmailun jälkeen.

Uudella liikenteellä on oltava kehittynyt infrastruktuuri, jos se on kaikkialla. Jos tämä infrastruktuuri ei ole kaikkialla, liikkuvuusominaisuus ei ole tyytyväinen.

Uuden liikenteen päävaatimus on lisärahoituksen mahdollisuus: kyky vastaanottaa rahaa useista lähteistä, joista jokainen sijoitetaan omaan projektiinsa. Tämä tarkoittaa, että uusi liikennemuoto on määriteltävä standardikokonaisuudeksi, joka varmistaa sen radan ja liikkuvan infrastruktuurin yhteensopivuuden, liikenteenhallinnan jne. Sitten voimme tunnistaa kaksi pääkilpailua:

Kilpailu standardikokonaisuuksista, jotka todella määrittelevät uuden liikenteen.

Kilpailu ratainfrastruktuurin elementtien ja liikkuvan kaluston toimittajien välillä samojen standardien puitteissa.

Suurin osa tulevaisuuden nykyisistä liikenneprojekteista ei täytä lisäinvestoinnin ehtoa, yksi valmistaja toimittaa sekä tienpohjan että tekee rakennustöitä ja toimittaa liikkuvan kaluston kehittämäänsä standardisarjaan. Siksi suurin osa nykyaikaisista tulevaisuuden liikenteen hankkeista ei jatka, he kuolevat jokaisen seuraavan valtavan rahoituserän myötä.

Miksi Kännykät päihittivät perinteiset langalliset PBX:t? Operaattorin investointi yhteen tai kahteen kennoon jäi pienemmäksi kuin investoinnit perinteisen keskuksen ja kaapelikanavalaitteen rakentamiseen. Nämä investoinnit alkoivat heti toimia palvellen aluksi pientä määrää kuluttajia, ja solujen määrää pystyttiin lisäämään niissä paikoissa, joissa kuluttajien kasvu oli suurempi, mutta ei ennen kuin alkukennon kapasiteetti oli lopussa. Solulaitteita toimittivat useat valmistajat kerralla, mikä varmisti niiden alhaiset kustannukset, mutta takertui yhdeksi maailmanlaajuiseksi puhelinverkoksi. Sama tapahtui Internet-palveluntarjoajien kanssa: useimmat maailman Internet-palveluntarjoajat asensivat pieniä laitteita, jotka tarttuivat yhteen maailmanlaajuiseen Internetiin. Infrastruktuurihankkeissa ei ole niinkään tärkeää lopullisen infrastruktuurin kustannukset, vaan sen asteittainen rakentamisen mahdollisuus, sekä teknisesti että organisatorisesti ja taloudellisesti.

Tämä ei tarkoita sitä, että yksi tulevaisuuden liikenneratkaisun tarjoaja varmistaisi valtavan uuden hankkeen kaikkien osien yhteenliittämisen. Hankkeen, joka väittää olevansa uusi liikennemuoto, pitäisi kehittyä as uusi markkina eikä sitä saa rakentaa suunnitellusti. Suuret projektit voidaan tehdä suunnitelmallisesti, mutta liikennemuodot eivät selvästikään ole yksi hanke, vaan jotain muuta.

Uusi liikennemuoto voi päihittää nykyiset vain, jos se tarjoaa infrastruktuurinsa rakentamiseen tehokkaamman maan ja materiaalien käytön kuin olemassa olevat. Tästä syystä yksikiskoihin on niin suuri kiinnostus kannattimilla - ainakin niiden hinta on pienempi kuin niiden alta vapautuvan maan hinta.

Monorail-linjat eri projekteissa maksavat nyt 3,5–40 miljoonaa dollaria. kilometriä kohden. Niiden materiaalinkulutuksen vähentäminen vaatii täysin uusia ratkaisuja. Voidaan siis viitata Yunitskin kierrekuljetukseen, jossa käytetään kierrettyjä, jännitettyjä parikaapelia, jotka on vedetty useilla osilla jollain täyteaineella (esim. betonilla) jännittyneeksi rakenteeksi, jolloin saadaan ripustettu kaksikiskoinen kisko. Tällaisen reitin hinta on 2,5–3,5 dollaria kilometriltä, ​​ja se on yhtä luotettava kuin yksiraiteinen rata.

Toinen perusvaatimus on olemassa olevan kapillaaritierakenteen maksimaalinen käyttö ovelta ovelle -kuljetuksen viimeisen mailin kustannusten alentamiseksi. Tämä ovelta ovelle -mukavuus ja kuljetusten puute tekevät yksityisautoista lyömättömiä väestön silmissä huolimatta lukuisista yrityksistä juurruttaa rakkautta joukkoliikenteeseen. Tämä vaatimus voidaan muotoilla uudelleen seuraavasti: tulevaisuuden liikenteen tulee kuulua samanaikaisesti kahteen tyyppiin, ei yhteen tyyppiin.

Itse asiassa kaikki nykypäivän suuret kuntien niin rakastamat uudentyyppiset joukkoliikennehankkeet ovat yksimuotoisia, mikä todistaa niiden täydellisen hyödyttömyyden tulevaisuuden uutena suosittuna kulkuvälineenä. Kuluttaja haluaa oman vaununsa, joka ajaa suoraan taloon ja oleskelee talon lähellä niin kauan kuin haluaa kyytiin nousemisen ja sieltä poistumisen helpottamiseksi (vaikka tällaisen miehistön autotalli voi sijaita muualla). Kuluttaja ei halua käyttää joukkoliikennettä, jos hänellä on mahdollisuus käyttää omaa kulkuvälinettä ja liikenneruuhkien puuttuminen on taattu. Ja markkinoiden tehtävä on tyydyttää tämä tarve.

Kaksimuotoinen kuljetus tarkoittaa sekä mahdollisuutta nopeaan (200-300 km / h) liikkumiseen dynaamisesti koostuvien junien tilassa uuden liikenneinfrastruktuurin ripustetuilla kiskoilla että ajoa tavallisilla teillä. On täysin mahdollista, että he saavat virtaa uusien valtateiden liikenneinfrastruktuurista ja vaihtavat omiin sähköakkuihinsa tai hybridimoottoreihin matkustaessaan parantamattomalla tiellä/kadulla. Totta, moottoriteillä/kaduilla ajaminen ei vaadi niin paljon moottorin tehoa ja polttoainetta kuin maantiellä ajettaessa.

Tunnetuin yksimuotoliikennekonsepti on henkilökohtainen kaupunkiliikenne. Tämän konseptin mukaan ihmiset yksitellen tai enintään 4 hengen ryhmissä istuvat erikoispysäkeillä erillisissä nelipaikkaisissa kopeissa, asettavat pääteaseman ja automaatio siirtää näitä kopeja pitkin oppaita yhdistäen ne dynaamiksi juniksi pitkillä päävedot. Tämän konseptin suurin haitta on juuri se, että se on joukkoliikenteen muunnelma, joka häviää kilpailussa yksityiselle autolle, joka toimittaa matkustajan, hänen perheensä ja mukana tulevat tavarat ovelle. Voit lukea lisää tulevaisuuden kaksilaji- ja yksilajikuljetuksesta käydyn keskustelun materiaaleista (sekä keskustelusta mahdollisista teknisistä ja organisatorisista ratkaisuista) osoitteessa http://faculty. washington.edu/jbs/itrans/

Kaksoislajien vaatimukset kumoavat myös ennusteen, jonka mukaan liikenteen tulevaisuus kuuluu pienille henkilökohtaisille lentokoneille. Tämä ennuste ei ole toteutunut helikoptereilla (joiden ennustettiin olevan yleisyydessä myös lähes automaisia), eikä lentokoneista (mukaan lukien pystysuoraan nousua/laskua käyttävistä) tarvitse puhua. Tässä ei ole kysymys vain tuhansien ja tuhansien nopeasti lentävien lautojen liikkeen hallinnan monimutkaisuudesta minkä tahansa tierakenteen ulkopuolella, vaan myös nousun / laskeutumisen / lennon aikana syntyvä melu sekä siitä johtuva hinta. Ja ovelta ovelle -moodia toteuttavat lentävien autojen kahden lajin projektit jäätyvät melkein kaikkialle täydellisen toivottomuutensa vuoksi.

Tärkeä vaatimus uudelle kuljetustyypille on nopeus, yleensä tämä nopeus määritetään 250-350 km/h. Tosiasia on, että ihmiset viettävät keskimäärin tunnin päivässä liikkumiseen. Tämä luku ei riipu liikaa maasta (se eroaa merkittävästi vain Kaliforniassa, jossa ihmiset viettävät kaksi tuntia päivässä tien päällä, koska he syövät ja tekevät lapsia ja yleensä asuvat melkein autossa) eikä se riipu vuosista, jolloin mitat otetaan. Tämä on yllättävää, mutta ihmiskunta ei muuta tottumuksiaan viettää noin tunti päivässä liikkumiseen, mikä lisää merkittävästi liikkuvuuttaan pääasiassa liikkumisnopeuden lisääntymisen vuoksi. Eikä hevosvoimiin, kävelyyn ja pyöräilyyn ole paluuta. Siksi on erittäin epätodennäköistä, että tulevaisuuden ajoneuvot olisivat laitteita, kuten kaksipyöräinen Segway-sähköauto, pieni alusta, joka voi saavuttaa jopa 20 km/h (juoksuvan ihmisen nopeuden) kaupunkiolosuhteissa. . Kyllä, tämä auttaa nykyisissä kaupunkien liikenneruuhkissa, mutta ajatus uudesta liikenteestä syntyy juuri tarpeesta löytää tekninen ulospääsy koko maan peittämiseksi teillä.

Suurten nopeuksien rautateiden ja maglev-teiden hankkeet ovat tulleet lähinnä vaadittuja nopeuksia, mutta niiden hinta on edelleen erittäin korkea, ja lisäksi niissä on kaikki joukkoliikenteen huonot puolet: nousupaikalle ja poistumispaikalta saapuminen vie paljon enemmän. aikaa (ja hermoja) kuin itse liikettä.

Johtopäätös

Tämän päivän tulevaisuuden liikennehankkeiden päärahoitus saadaan valtiolta.

Yksi ensimmäisistä tällaisista projekteista oli ilmaa raskaampi projekti, joka maksoi yhdysvaltalaisille veronmaksajille 70 000 dollaria ja joka ei päättynyt mihinkään. Wrightin veljekset kilpailivat tämän projektin kanssa, ja he tekivät ensimmäisen lentävän koneen, joka maksoi heille 2 500 dollaria. Viimeinen meluisa liikenneprojekti, joka päättyi yhtä kunniattomaan veronmaksajien rahojen tuhlaukseen, oli Concorde-yliäänilentokone, joka ei saanut takaisin kahta kolmasosaa kustannuksistaan ​​eikä luonut massamarkkinoita yliäänilentokoneelle. Valitettavasti valtio ei ole suuri apulainen tulevaisuuden liikenneinfrastruktuurin luomisessa:

virkamiehet harjoittavat rahoitus- ja sääntelypolitiikkaa, joka mahdollistaa tehottomien teknologioiden selviytymisen ja huonojen johtajien ja insinöörien mukavan asumisen;

valtion määräämät tariffit (johtuen väärinymmärryksestä liikenteen luonnollisesta monopolista) tuottavat voittoa työn tuloksista riippumatta, eivät kannusta etsimään uusia teknologioita ja ottamaan teknisiä ja taloudellisia riskejä. Tämän seurauksena yksityinen pääoma joko ei ole liian innokas osallistumaan tai sen osallistuminen on vähemmän tehokasta kuin pääomaosuus olisi vapaiden hintojen ja markkinakilpailun olosuhteissa.

Valtio rahoittaa avokätisesti uuden liikenteen kehittämistä, sillä virkamiehet tietävät tekniikasta paremmin kuin liikemiehet:

varata rahaa tutkimukseen

antaa etuja, tukia ja järjestää joidenkin teknologioiden ristiinrahoitusta

rikkovat suoritusperusteista lähestymistapaa turvallisuuden ja ympäristöystävällisyyden sääntelyssä ja määräävät suoraan tiettyjen teknologioiden käytöstä.

Shanghain vapaatalousvyöhykkeellä on toistaiseksi ainoa valmistunut maglev-junaprojekti. Saksalaisen Transrapid Internationalin (johon kuuluvat Adtranz, Siemens ja Tyssen) hallituksen rahoilla rakentama moottoritie kulkee Shanghain keskustasta Pudongin lentokentälle. Tosin hankkeella oli enemmän ideologinen kuin liikennemerkitys ja se nähdään enemmän vetonaulana kuin kulkuvälineenä. Kaiken kaikkiaan tämä projekti maksoi 1,2 miljardia dollaria investoinneina, jotka eivät koskaan maksa takaisin.

Tämän seurauksena valtio valitsee tekniikat:

kallista, koska menestys markkinoilla on merkityksetöntä (se auttaa paitsi kykyä asettaa tariffeja, myös mahdollisuutta niiden myöhempään tukemiseen)

suuria suuria rahasummia on saatavilla, eikä kukaan voi hallita menestystä

yhden omistajan kanssa vaikeuttaa rahan keräämistä projektin kasvattamiseen. Lisäksi yksi omistaja on kilpailun puute.

suljetut liittymästandardit haittaavat hankkeen kasvua, kilpailun puute varmistaa pysähtymisen

korruption yleisyyden vuoksi

käsittämättömällä taloudellisella tehokkuudella (useimmiten kansallisen turvallisuuden tai yhteiskunnallisen vakauden nimissä).

Olipa tulevaisuuden liikenne millainen tahansa, se varustetaan varmasti hajautetun liikenteenohjauksen välineillä laivan infrastruktuurissa. Kummallakin puolella on musta laatikko ymmärtämään, mitä onnettomuuden aikana tapahtui, kummallakin puolella on hätämerkinantolaitteet, kummallakin puolella on elektroniset navigointilaitteet, törmäysten välttäminen jne. Nyt on menossa vesi- ja lentoliikenteen varustelu uudelleen, ajoneuvojen uusimisesta keskustellaan.

Uutuuksista voidaan tuoda esiin mahdollisuus muodostaa junia yksittäisistä ajoneuvoista. Tätä elektronisesti kytketyn maantiejunan moodia käytetään esimerkiksi ajoneuvoryhmän kiihdyttämiseen samanaikaisesti lähdettäessä liikennevalon jälkeen yksitasoisessa tienristeyksessä (lisää valtatien kapasiteettia 3-5 kertaa) tai vähentämään. ajoneuvoryhmän aerodynaaminen vastus moottoritiellä ajettaessa vastaavasti polttoaineenkulutuksen pienentyessä.

Luettelo käytetystä kirjallisuudesta

1. Kuljetusjärjestelmä / Chests E.Yu. - 961245/28; Appl.27.12.96/Keksinnöt (Hakemukset ja patentit). - 1998. - Nro 36.

2. Uusi kaupunkiliikenne - auto kiskoilla: MEMBRANA - 2002 - nro 1.

3. Aksenov I.Ya. Yhtenäinen kuljetusjärjestelmä: Proc. yliopistoille - M: Korkeampi. koulu, 199.

4. Gulia N.V., Yurkov S. Sähköauton uusi konsepti: Tiede ja teknologia 2000 - nro 2.

Isännöi Allbest.ru:ssa

...

Samanlaisia ​​asiakirjoja

Polttomoottoreita (ICE) käytetään laajalti kaikilla kansantalouden alueilla ja ne ovat käytännössä ainoa energianlähde autoissa. Polttomoottoreiden työsyklin, dynamiikan, osien ja järjestelmien laskenta.

lukukausityö, lisätty 3.7.2008


Polttoaineen luokitus. Lämpömoottoreiden, mäntäpolttomoottoreiden, pakkosytytys-, itsesytytys- ja polttoaineen jatkuvalla palamismoottoreiden toimintaperiaate. Turbokompressori-ilmasuihkumoottorit.

esitys, lisätty 16.9.2012


Polttomoottoreiden toimintaperiaatteet. Lentokoneiden moottoreiden luokitus. Potkurimoottorien rakenne. tähden muotoinen nelitahtimoottoreita. Mäntämoottoreiden luokitus. Raketti-ramjet-moottorin suunnittelu.

tiivistelmä, lisätty 30.12.2011


Laivojen polttomoottoreiden luokitus, niiden merkintä. Yleinen ihanteellinen mäntämoottoreiden sykli ja eri syklien termodynaaminen kerroin. Palamisprosessin lämpökemia. Kampimekanismin kinematiikka ja dynamiikka.

opetusohjelma, lisätty 21.11.2012


Polttomoottoreiden luokitus, suunnittelu- ja käyttöominaisuudet, niiden huolto ja korjaus. Nelisylinteristen ja yksisylinteristen bensiinimoottoreiden toimintaperiaate nykyaikaisissa pienten ja keskisuurten luokan autoissa.

lukukausityö, lisätty 28.11.2014


Polttomoottoreiden käytön organisaatio ja tekniikka. Tuotantoohjelman laskentatyypit. Olemassa olevien rakenteiden ja laitteiden analyysi polttomoottoreiden sisäänajoa ja testausta varten. Ammatillinen terveys ja turvallisuus.

lukukausityö, lisätty 14.3.2011


Polttomoottoreiden toimintaperiaate. Mekaanisten häviöiden voima. Polttoaineenkulutuksen osoitin. Sisävuoro ilman seos kaasuvivun kanssa. Moottorirakennuksen kehittämisen näkymät. Mekaaniset häviöt nykyaikaisissa moottoreissa.

tiivistelmä, lisätty 29.1.2012


Taustaa ja tapoja parantaa kiinteiden polttoaineiden suorapolttomenetelmiä mäntäpolttomoottoreissa. Kiinteän polttoaineen palamisen teoreettisia näkökohtia moottorin työtilassa, kun sitä poltetaan tilavuudellisesti ja kerroksittain.

kirja, lisätty 17.4.2010


Käyttö autoissa ja traktoreissa polttomoottoreiden mekaanisen energian lähteenä. Moottorin lämpölaskenta vaiheena moottorin suunnittelussa ja luomisessa. Suoritetaan laskelma prototyyppimoottorimerkille MAN.

lukukausityö, lisätty 10.1.2011


Polttomoottoreiden korjauksen tuotantolaitoksen vuosiohjelma. Sivuston toimintatapa. Vuosittaiset aikavarat työntekijöille ja kalustolle. Teknisten tuotantolaitteiden lukumäärän laskeminen. Energiavarojen tarve.

Kuljetusvälineet ovat laitteita, joita käytetään tavaroiden tai niihin asennettujen laitteiden tai ihmisten kuljettamiseen maanteitse. Tämä määritelmä antaa erittäin kattavan kuvan TS:stä. Käytännössä tämä ei kuitenkaan usein riitä. Lisää täydelliset tiedot ajoneuvosta sisältävät liikennesääntöjä.

Yleistä tietoa

Perinteisesti erotetaan rautatie- ja ei-rautatievälineet. On myös jako ei-itseliikkuvaan ja itseliikkuvaan. Ajoneuvojen liike jälkimmäisessä tapauksessa saadaan aikaan moottorin toiminnalla. SDA:ssa on kuitenkin toinen luokitus. Sääntöjen mukaisesti erotetaan mekaaniset ja ei-mekaaniset ajoneuvotyypit. Nämä luokat ovat pohjimmiltaan erilaisia.

Mekaaniset ajoneuvot

Niiden pääominaisuus on moottorin läsnäolo. Mekaanisia välineitä (kuljetusvälineitä) ovat kuorma-autot ja henkilöautot, moottoripyörät. Niihin kuuluvat myös itseliikkuvat koneet ja traktorit. Moottori voi olla mikä tahansa: vety, bensiini, kaasu, diesel jne. Toinen kriteeri tällaisille ajoneuvoille on niiden käyttötarkoitus. Niitä tulee käyttää vain tiellä.

Ei-mekaaniset ajoneuvot

Ensinnäkin ne sisältävät polkupyörät. Ne ovat pyörätuoleja lukuun ottamatta ajoneuvoja, joissa on vähintään 2 pyörää ja joita ajaa kansalaisten lihasvoima. Tätä varten voidaan käyttää polkimia tai kahvoja. Polkupyörät voidaan varustaa moottoreilla. Niiden enimmäisteho ei ylitä 0,25 kW. Samalla ne sammuvat automaattisesti yli 25 km / h nopeudella. Kaikki nämä parametrit mahdollistavat polkupyörien luokittelun ei-mekaanisiksi ajoneuvoiksi.

Erikoisluokka

Mopot - mekaaniset välineet (kuljetus). Tämä johtuu polttomoottorin tai sähkömoottorin läsnäolosta. Samaan aikaan mopot sisältyvät ei-mekaanisten ajoneuvojen luokkaan. Tämä selittyy sillä, että niiden suurin suunnittelunopeus ei ylitä 50 km / h ja moottorin työtilavuus on 50 m 3 (tai nimellisteho jatkuvalla kuormituksella yli 0,25 ja alle 4 kW). Muut kulkuvälineet määritellään samalla tavalla. Nämä ovat pääasiassa skoottereita, mokikkeja ja muita vastaavia moottoriajoneuvoja.

Tärkeä pointti

Ei-mekaanisen ajoneuvon ajaminen ei vaadi ajokorttia. Samanaikaisesti itse ajoneuvoja ei rekisteröidä, niille ei anneta merkkejä (numeroita). Emme saa kuitenkaan unohtaa, että ne omistavat henkilöt ovat kuljettajia. Tässä suhteessa ei-mekaanisella ajoneuvolla on ajettava liikennesääntöjä.

Suurin sallittu paino

Se luonnehtii ajoneuvon painoa lastin, matkustajien ja kuljettajan kanssa. Valmistaja asettaa sallitun painon, ja se on suurin sallittu paino. Ymmärretään terminologia. Ajoneuvon suurin sallittu massa matkustajineen, lastineen ja kuljettajineen katsotaan suurimmaksi. Asetetun indikaattorin ylittäminen on kiellettyä. Tämä johtuu siitä, että suurella kuormituksella (suurempi kuin valmistaja on toimittanut) koneen runko, jarrujärjestelmä, moottori, jousitus, ohjausosa ei voi toimia normaalisti. Näin ollen on olemassa vaara, että syntyy hätätilanne. Suurin sallittu paino on jossain määrin teoreettinen indikaattori, joka on määrätty TCP:ssä ja rekisteröintitodistuksessa. Usein monet sekoittavat sen ajoneuvon todelliseen painoon. Tärkein ero näiden parametrien välillä on, että sallittu massa asetetaan lopullisesti. Tässä tapauksessa todellinen paino voi muuttua jatkuvasti. Sen arvo ei kuitenkaan missään tapauksessa saa ylittää sallittua painoa.

Paino erotteluperusteena

Ajoneuvo luokitellaan sallitun massan mukaan. Kuorma-autot jaetaan tämän indikaattorin mukaan kahteen luokkaan. Ensimmäinen sisältää ajoneuvot, joiden sallittu paino on enintään 3,5 tonnia, toinen - yli 3,5 tonnia. Ilmoitettu luku toimii eräänlaisena autojen koon indikaattorina. Tässä suhteessa kuorma-autot, joiden sallittu massa on alle 3,5 tonnia, sisältyvät luokkaan, joka sisältää henkilöautot.

Kytkettyjen ajoneuvojen sallittu massa

Kokonaisuudessaan liikkuvien ajoneuvojen suurimmaksi sallituksi painoksi otetaan niiden painoparametrien kokonaismäärä. Tämän tilanteen ymmärtämiseksi on suositeltavaa viitata käsitteisiin "perävaunu" ja "maantiejuna". Ensimmäinen on ajoneuvo, jota ei ole varustettu moottorilla ja jota käytetään liikkumaan yhdessä mekaanisen tyyppisen ajoneuvon kanssa. Maantiejunalla tarkoitetaan laitteita, jotka on kytketty perävaunuun. Näin ollen, jos koostumuksessa on useita ajoneuvoja, mukaan lukien moottorittomat ajoneuvot, sallittu kokonaismassa vastaa niiden valmistajien ilmoittamaa sallitun painon summaa.

Sukkula-ajoneuvo

Se on julkiseen käyttöön tarkoitettu tekninen ajoneuvo. Tähän luokkaan kuuluvat bussit, raitiovaunut ja johdinautot. Niiden päätehtävä on kuljettaa ihmisiä määrättyä reittiä pitkin pysähdyksineen määrätyissä paikoissa. Tällaiset ajoneuvot määritetään seuraavilla kriteereillä:

Spesifisyys

On huomioitava, että yksi reittiajoneuvojen keskeisistä kriteereistä on työaikataulun saatavuus. Miksi tämä ominaisuus on korostettu määritelmässä? Tosiasia on, että vaikka ajoneuvo ei ole reitillä, se ei ole joukkoliikennettä. Esimerkiksi autotalliin tai parkkipaikalle työvuoron jälkeen matkustava GAZelle on tavallinen ajoneuvo. Joukkoliikenteessä on tiettyjä poikkeuksia ja etuoikeuksia. Esimerkiksi reittiajoneuvon kuljettaja voi jättää huomioimatta useiden kieltojen toiminnan tai tätä varten on varattu erikoiskaistoja. Ne erotetaan erityisistä merkinnöistä ja merkeistä.

Ajoneuvon ostosopimus

Monien ajoneuvojen omistajien on myytävä autonsa. Samalla tehdään sopimus ajoneuvon myynnistä. Tässä on muutamia vinkkejä sen saamiseen oikein. Asiakirja täytetään käsin tai tietokoneella. Erityistä huomiota tulee kiinnittää keskeisiin olosuhteisiin. Sopimuksessa tulee olla numero. Esimerkiksi 01/2016. Myöhemmin tämä numero ilmoitetaan TCP:ssä. Tosite sisältää tapahtuman paikan ja päivämäärän. Myyjän ja ostajan passitiedot on ilmoitettava. Asiakirjassa on oltava myös tiedot autosta. Ne kopioidaan varmenteesta ja PTS:stä. Auton hinnan määräävät kaupan osapuolet. Summa kirjoitetaan numeroilla ja sanoilla. Välittömästi ennen allekirjoittamista omistaja luovuttaa avaimet ja asiakirjat, ja ostaja - rahat. Sopimuksen lisäksi laaditaan myös ajoneuvon vastaanottoasiakirja.

Sovellukset

Myyjän tulee toimittaa:

1. Alkuperäinen PTS.
2. Auton rekisteröintitodistus.
3. Venäjän federaation kansalaisen passi.

Ostaja ilmoittaa:

1. Asiakirja, joka todistaa hänen henkilöllisyytensä.
2. OSAGO-politiikka.

Ensinnäkin sinun tulee varmistaa, että ajoneuvo:

1. Ei toimi vakuutena.
2. Ei luottoa.
3. Ei ole rangaistuksia.
4. Rajoittamaton rekisteröintitoimintoja.
5. Ei pidätetty.

Lisäksi

Sopimuksen allekirjoittamisen jälkeen uusi omistaja ilmoitetaan TCP:ssä. Ostajan on rekisteröitävä auto kymmenen päivän kuluessa kaupantekopäivästä. Asetetun ajanjakson päätyttyä entinen omistaja voi tarkistaa asian, jolloin allekirjoitettu sopimus on hyödyllinen entiselle omistajalle. Kansalaisella ei ole ajoneuvoa, mutta se on hänen rekisterissä - mitä tehdä tässä tapauksessa? Entisellä omistajalla on oikeus irtisanoa rekisteröinti esittämällä asiaa koskeva sopimus liikennepoliisille. Jos vakuutus ei ole vanhentunut tapahtumapäivänä, kansalaisella on oikeus palauttaa siihen liittyvät rahat. Tällöin tulee ottaa huomioon, että käyttämättömien päivien laskenta alkaa vakuutussopimuksen päättymispäivää seuraavasta kalenteripäivästä.

Ajoneuvojen vuokraus

Sitä säätelevät siviililain säännökset. Säännöissä on kaksi vuokraustyyppiä: miehistön kanssa ja ilman. Niiden määritelmät on annettu Art. 632 ja 642. Sopimuksen kohteena ovat yksinomaan matkatavaroiden, matkustajien ja tavaroiden kuljetukseen tarkoitetut ajoneuvot. Ajoneuvon vuokraamiseen miehistön kanssa liittyy kaksi velvoitetta. Yksi liittyy suoraan ajoneuvon käyttöön antamiseen. Toinen koskee miehistön tarjoamia palveluja. Erot tällaisten liiketoimien normatiivisessa sääntelyssä ovat seuraavat. Vastuu ilman miehistöä luovutetun ajoneuvon käytöstä peritään vuokranantajalta. Toisessa tapauksessa vuokralainen suorittaa ne. Käyttäjän suorittamaa maksua kutsutaan rahtiksi. Vuokrattavan ajoneuvon miehistö on sekä vuokralaisen että vuokranantajan alaisuudessa. Vastuu vahingon aiheuttamisesta kolmansille osapuolille jakautuu useiden olosuhteiden mukaan. Eli jos ajoneuvo luovutetaan ilman miehistöä, se jää vuokralaisen maksettavaksi. Hän voi vapautua vastuusta, jos hän osoittaa, että vahinko johtui uhrin toiminnasta tai jos auto on vuokrattu miehistön kanssa, vuokranantaja on vastuussa vahingosta.

Johtopäätös

Tällä hetkellä erityyppisiä ajoneuvoja on valtava määrä. Samaan aikaan kuljettajien on ajoneuvoluokista riippumatta noudatettava liikennesääntöjä. Säännöissä asetetaan vaatimuksia paitsi suoralle liikenteelle tiellä myös koneiden rekisteröinnille ja käyttämiselle. Kuljettajien tulee muistaa, että ajoneuvo ei toimi vain kulkuvälineenä, vaan myös vaaran lähteenä. Tässä suhteessa kohteen tilaan on kiinnitettävä erityistä huomiota. Hätätilanteiden välttämiseksi on suositeltavaa suorittaa koneen diagnostiikka ajoissa. Kauppoja tehdessäsi kannattaa tutustua huolellisesti myyjän toimittamiin asiakirjoihin. Ostajan on puolestaan ​​rekisteröitävä ajoneuvo ajoissa.

Mitä mieltä herrat, kuinka monta vuotta vielä myydään moottoriajoneuvoja maailman ja Euroopan kehittyneissä maissa? Luuletko, että seuraavan 100 vuoden aikana tämä ei uhkaa maita ja on periaatteessa mahdotonta, ja että seuraavan 30-50 vuoden aikana öljy on edelleen planeetan pääpolttoaine? Ystäväsi ovat väärässä. Itse asiassa olemme melkein jo sen uskomattoman tulevaisuuden kynnyksellä, joka meitä pian odottaa. Itse asiassa bensiinillä ja dieselpolttoaineella toimivien autojen aikakausi on päättymässä ja päättymässä. Ja asia on, että tänään maailma on yhdistynyt, se taistelee parantaakseen planeettamme ekologiaa, ja siksi kohtaamme pian perinteisillä ja tutuilla energialähteillä toimivien ajoneuvojen väistämättömän katoamisen.

Joten on odotettavissa, että seuraavien 10-15 vuoden aikana monet Euroopan maat ottavat käyttöön täydellisen kiellon bensiini- ja dieselmoottoreilla varustetuille ajoneuvoille. Jopa Yhdysvallat aikoo 20–30 vuoden kuluttua siirtyä kokonaan ja itse asiassa autoihin, jotka toimivat vaihtoehtoisilla energialähteillä.

Joten hyvät kansalaiset, on suuri todennäköisyys, että polttomoottorilla varustetut ajoneuvot, joihin olemme tottuneet, ovat alkaneet vähitellen hävitä. Luuletko tai luuletko, että tämä, kuten aina, vaikuttaa maamme viimeiseksi? Olette väärässä ja väärässä herrat.

Jo tänään, tässä vaiheessa, hallituksemme valmistelee maaperää sellaisten autojen kehittämiselle maassa, jotka toimivat ja eivät saa toimia.

Onneksi perinteisten autojen ystäville aikakausi bensiini ja dieselmoottorit ei ole vielä mennyt läpi. Joten, hyvät autoilijat, analysoidaan yhdessä kanssamme millä autoilla ajelemme, vaikkapa 20-30 vuoden päästä.

Itse asiassa tulevaisuuden ennustaminen ei ole täysin palkitsevaa. Tämä pätee erityisesti korkeaan teknologiaan. Uskomme kuitenkin, että ennusteemme autoteollisuuden kehityksestä on mahdollista tehdä. Todellakin, jotta saadaan selville, mitkä ajoneuvot tulevat pääasiallisiksi kuljetuslähteiksi seuraavan 20 vuoden aikana, on muistettava koko autoteollisuuden historia kokonaisuudessaan ja arvioitava sitten kaikkien käytettyjen teknologioiden mahdollisuudet. ihmiskunnan keksimä viimeisen sadan vuoden aikana.

Loppujen lopuksi sinun on oltava kanssamme samaa mieltä siitä, että jos maailma alkaa kieltää polttomoottoreiden käyttöä, kaikki autonvalmistajat joutuvat yksinkertaisesti käyttämään kiireellisesti uusia teollisuudellaan ja mahdollisesti palauttamaan unohdetut vanhat.

Mikä ajaa autoa?

Olemme tienneet koulusta asti, että minkä tahansa esineen liikkuminen vaatii energiaa ja voimaa. Siten ja fysiikan lakien mukaan käy ilmi, että mekaanista energiaa tarvitaan ajoneuvon liikkumiseen. Sen saamiseksi keksittiin yli sata vuotta sitten ensimmäisen kerran polttomoottori, joka muuntaa polttoaineen palamisesta saadun energian mekaaniseksi energiaksi. Hän päätyy ajamaan autoa.

Kiitokset polttoainejärjestelmä Polttomoottori polttaa bensiiniä tai dieselpolttoainetta ja saa lopullisen energian sytytyksensä jälkeen, joka sitten siirtyy pyörille.

Lisäksi autoteollisuus keksi yli 100 vuotta sitten sähkömoottorin, joka toimii puhtaalla energialla - sähköllä. Toisin kuin sama bensiini, itse sähköä ei tarvitse hankkia jollain tavalla. Se kertyy yleensä autoihin asennettuihin akkuihin. Siten ja lopulta sähkömoottori vastaanottaa jatkuvaa sähköenergiaa, joka muunnetaan mekaaniseksi energiaksi ja ajaa autoa.

Höyryajoneuvot ja höyrykone

Denis Papin keksi maailman ensimmäisen höyrykoneen vuonna 1690 (1600-luvulla). Tämä voimayksikkö oli tuolloin varustettu vain yhdellä männällä varustetulla sylinterillä. Tämä mäntä nosti höyryä. Se laskettiin ilmakehän paineen vaikutuksesta poistohöyryn sakeutumisen jälkeen.

Tämän seurauksena itse höyryenergia muutettiin mekaaniseksi energiaksi.

Mutta päävallankumouksen höyrykoneissa teki James Watt, joka loi parannetun höyrykoneen, jossa oli eristetty kammio. Valitettavasti Watt ei pystynyt luomaan täysimittaista konetta, tämä johtui varojen puutteesta.

Sitten ja myöhemmin keksijä Nicolas-Joseph Cognu loi maailman ensimmäisen liikkuvan ajoneuvon, joka käytti mekaanista energiaa, joka saatiin höyryn muodostuksesta. Hänen keksintönsä oli armeijan vaunu ("fardier à vapeur" - höyrykärry), joka luotiin kuljettamaan tykistöarmeijan varusteita. Sen suunnittelussa käytettiin parannettua höyryä ja kattilaa, joka asennettiin vaunun keulaan.

Valitettavasti vaunun paino oli erittäin suuri, mikä teki siitä lähes hallitsemattoman. Vaunun testien aikana suunnittelijat ymmärsivät seuraavan, että tämä vaunu on erittäin vaarallinen ja johtaa usein onnettomuuksiin. Lopulta tämä projekti lakkasi olemasta.

Venäjällä ensimmäinen höyrykone luotiin vuonna 1763, sen keksi I. I. Polzunov. Konetta käytettiin puhaltimen turkiksiin Barnaulin tehtailla. Lisäksi höyrykoneiden kehitystä jatkoi tunnettu ja kuuluisa keksijä Ivan Kulibin, joka rakensi kerralla paljon höyrykoneita.

Höyrykoneiden käyttö jatkui 1900-luvun alkuun asti.

Höyrykoneiden suurin haittapuoli on niiden tehokkuus, ja sen lisäämiseksi oli tarpeen monimutkaistaa itse höyrykoneen suunnittelua, mikä johti varmasti sen painon kasvuun. Lopulta tällaisesta ajoneuvosta tuli paljon raskaampi, mikä vaikutti suoraan tämän ajoneuvon moottorin tehoon ja dynamiikkaan.

Tämän seurauksena insinöörit joutuivat monimutkaisemaan itse suunnittelua lisätäkseen höyrykoneiden puuttuvaa hyötysuhdetta, mikä puolestaan ​​johti myös itse rakenteen massan kasvuun. Yleensä, kuten insinöörit sanoivat, se oli noidankehä, joka vahvisti, että höyrykone ei ollut täydellinen ja tulevaisuudessa se oli vain umpikuja.

Näin ollen 1900-luvun alussa höyrykoneet alkoivat vähitellen hävitä ja ne korvattiin polttomoottorilla varustetuilla ajoneuvoilla, jotka toimivat jo bensiinillä.

Polttomoottorilla varustetut ajoneuvot

Vuonna 1863 Nikolaus August Otto loi kaksitahtisen vapaasti hengittävä moottori sisäinen palaminen. Tämän moottorin hyötysuhde oli noin 15 prosenttia. Sytytys suoritettiin avotulella.

Ja jo vuonna 1886 Karl Benz loi maailman ensimmäisen polttomoottorilla varustetun auton, jonka suunnittelu perustui August Otton luomaan moottoriin. Se oli maailman ensimmäinen bensiinikäyttöinen auto.

Vuonna 1899 Ludwig Nobel rakensi Venäjällä maailman ensimmäisen dieselauton hänen nimensä kantavaan tehtaaseen, joka käytti dieselpolttoainetta.

Siitä lähtien nestemäisellä polttoaineella toimivasta polttomoottorista on tullut koko globaalin autoteollisuuden päämoottori, ja se on sitä edelleenkin.

sähköautot

Upeimmat ystävät täällä ovat, että sähköautot tulivat maailmaamme melkein 50 vuotta aikaisemmin kuin samat polttomoottoreilla varustetut ajoneuvot.

Tässä on myös huomionarvoista, että saman 1900-luvun alussa nämä sähköajoneuvot olivat uskomattoman suosittuja ja suoriutuivat huomattavasti bensiini- tai dieselmoottorilla varustetuista autoista.

Itse asiassa, toisin kuin samat bensiini- tai dieselautot, sähköautot olivat käytännössä hiljaisia, ja tämä antoi kuljettajalle ja hänen matkustajilleen mahdollisuuden vastaanottaa matkan aikana.

Valitettavasti kaikki nämä ensimmäisten sähköautojen edut ylitettiin yksi tärkeimmistä haitoista, niillä oli erittäin pieni tehoreservi.

Muistutamme rakkaat lukijamme, että ensimmäinen sähköauto ilmestyi planeetalle vuonna 1841, jolla oli hyvin pieni tehoreservi yhdellä ladatulla akulla (noin 20 km).

Valitettavasti yli 50 vuotta sähkömoottorin keksimisen jälkeen insinöörit eivät ole keksineet, kuinka sähköautojen valikoimaa voitaisiin lisätä. Esimerkiksi vuoteen 1920 mennessä tällainen sähköautojen toimintamatka oli keskimäärin vain 50 kilometriä.

Lisäksi vaikeuksia oli myös itse akkujen lataamisessa normaaleissa olosuhteissa. Lopulta vuoteen 1930 mennessä polttomoottoriajoneuvot tuhosivat käytännössä ja käytännössä kaikki sähköajoneuvot. Tätä helpotti varmasti bensiini- ja dieselmoottoreiden kehitys sekä halvat polttoainekustannukset ja huoltoasemaverkkojen infrastruktuurin kehittäminen ympäri maailmaa.

Mutta äskettäin autoteollisuus muisti jälleen tämän tekniikan (sähköstä) ja aloitti sähköliikenteen nopean kehityksen, joka ehkä lähitulevaisuudessa, yli 100 vuoden kuluttua, väittää olevansa jälleen planeettamme tärkein liikennemuoto.

Totta, samoin kuin yli 100 vuotta sitten, koko autoteollisuus kohtaa jälleen samoja ongelmia luodessaan nykyaikaisia ​​sähköautoja. Pääongelma pysyy samana, se on tehoreservi. Tällä hetkellä useimmat sähköautot käyttävät suunnittelussaan litiumioniakkua. Tämäntyyppisten akkujen suurin haittapuoli on sen paino ja lyhyt latausaika riittävän pienellä sähkönlähteellä sähkömoottorin tehostamiseksi.

Mutta todellisen läpimurron tässä tänään teki Tesla-yhtiö, joka loi maailman ensimmäisen sarjan auto(Tesla Model S), jolla on suuri tehoreservi. Totta, tätä varten luotiin melko suuri ja raskas akku, jonka lataaminen kestää lisäksi erittäin kauan. Mutta tämän ansiosta yrityksen insinöörit onnistuivat kasvattamaan auton kantaman 400 kilometriin.

Tällä hetkellä Tesla jatkaa monissa maailman maissa (pääasiassa USA:ssa) oman sähkötankkausasemaverkoston kehittämistä, jossa on laitteet, jotka mahdollistavat sähköautojen lataamisen keskimäärin noin 20-30 minuutissa (lataa jopa puolet). akun kapasiteetti). Joten ehkä pian, tällaisten sähköasemien leviämisen ansiosta ympäri maailmaa, sähköautojen kysyntä vain kasvaa.

Valitettavasti näin valtavaa sähköauton akkua ei tällä hetkellä ole mahdollista (ei vielä mahdollista) ladata nopeammin. Loppujen lopuksi tämä vaatii erittäin tehokkaan laturin, jota ei vielä ole maailmassa. Mutta itse teknologiat kehittyvät edelleen melko nopeaa vauhtia, ja ehkä hyvin pian saamme läpimurron tällä sähköenergian säästämisen alueella. Tässä tapauksessa voi etukäteen ennustaa, että sähköautojen suosion kasvu tulee olemaan ylivoimaista.

Ydinauto Ford Nucleon

Kyllä, kyllä ​​ystävät, älkää ihmetelkö, ihmiskunnan historiassa oli niin kunnianhimoinen projekti.

Vuonna 1958 amerikkalainen Ford kehitti konseptiauton, jossa oli todellinen ydinreaktori. Odotettiin, että yhdellä radioaktiivisten aineiden latauksella tämä auto olisi voinut (olisi) matkustaa jopa 8 000 kilometriä.

Tämä ydinreaktori, joka oli suunniteltu asennettavaksi Nucleon-ajoneuvoon, oli ytimessä pienempi kopio sotilassukellusveneissä käytetystä ydinreaktorista.

Uraanin fissiota suunniteltiin käyttää polttoaineena höyrystimen lämmittämiseen, mikä muuttaisi lämmitetyn veden höyryksi. Sitten tämä paineinen höyry pääsisi turbiineihin, jotka pyörittäisivät itse auton vetoa.

Valitettavasti tämä kunnianhimoinen projekti on jäänyt futuristiseksi konseptiksi, eikä se todennäköisesti koskaan palaa automaailmaamme.

Tshernobylin ja Fukushiman onnettomuuden jälkeen ydinvoimaa pidetään maailman vaarallisimpana. Joten, hyvät ystävät, seuraavan 100 - 150 vuoden aikana tällaista energiaa ei todennäköisesti tule autoteollisuudelle.

itsestään ajava ajoneuvo

Vuonna 1752 Pietarissa Leonty Shamshurenkov esitteli kokoontuneelle yleisölle itseliikkuvan vaunun, joka liikkui polkemalla. Hänen ajoneuvonsa oli varustettu jalkapolkimilla, mikä ketjukäyttö ja pyöritti itsekäyvän ajoneuvon pyöriä.

Yksinkertaisen rakenteen ansiosta polkemiseen käytetty voima kasvaa ja ajoneuvon pyörät saavat tarpeeksi energiaa kehittääkseen ei niin pientä nopeutta.

Yllättäen autoteollisuus valmistaa tällaisia ​​ajoneuvoja edelleen tähän päivään asti. Maailmassa on jopa erilaisia ​​kilpailuja, joita järjestetään silloin tällöin sellaisilla itsekäyvillä autoilla. Esimerkki tästä on äskettäinen itsejuokseva ajoneuvon nopeusennätys (hieman yli 130 km/h).

Vetyautot

Mitä ovat vetyautot? Vastaamme. Nämä ovat ajoneuvoja, jotka käyttävät vetyä polttoaineena.

Ensimmäisen vedyllä toimivan polttomoottorin loi François Isaac de Rivaz vuonna 1806.

Valitettavasti vetypolttoaineen käyttö saman bensiinin vaihtoehtona ei ole kovin tehokasta. Pointti on tämä. Vety sammuttaa riittävän nopeasti moottorin sisäiset osat, se tulee vuorovaikutukseen moottorin osien kanssa ja vaurioittaa voimayksikön osia lyhyessä ajassa. Ja toiseksi, vedyn haihtuvuuden vuoksi tämä polttoaine voi myös tunkeutua moottorin pakojärjestelmään, mikä väistämättä johtaa sen syttymiseen.

Joten globaalin autoteollisuuden oli luovuttava vedyn käytöstä vaihtoehtona bensiinille ja dieselpolttoaineelle. Mutta viime aikoina kaikki on muuttunut...

Joten ystävät, valmistautukaa, meitä odottaa hämmästyttävä tulevaisuus, jota edes maailman rohkeimmat futurologit ja tieteiskirjailijat eivät voisi kuvitella.