Для перемещения грузов в строительстве используют наземный, водный и воздушный виды транспорта, из которых наиболее массовым (более 90% всех перевозок) является наземный (автомобильный, тракторный, железнодорожный и трубопроводный).

На долю автомобильного транспорта приходится более 80% перевозок строительных материалов, машин и оборудования. Расходы только на автомобильный транспорт составляют 12…15% стоимости строительно-монтажных работ. Грузовыми автомобилями, тракторами, пневмоколесными тягачами и созданными на их базе прицепными и полуприцепными транспортными средствами общего и специального назначения осуществляются основные перевозки грузов в строительстве.

Тракторный транспорт применяют реже, чем автомобильный, в тех случаях, когда экономически нецелесообразно устраивать автомобильные дороги или когда по техническим причинам применение автомобилей затруднено или невозможно.

Прицепы и полуприцепы являются несамоходными транспортными средствами. Их перемещают за тягачом.

По трубам в строительстве перемещают насыпные грузы непосредственно в потоке воздуха (пневмотранспортные установки) и в контейнерах – емкостях обычно цилиндрической формы, перемещаемых на колесах по рельсам внутри трубы воздушным напором. Так же в контейнерах перемещают штучные грузы. Из-за высоких капитальных вложений и жесткой привязки к месту станций погрузки и разгрузки контейнеров этот вид транспорта еще не нашел широкого применения в строительстве.

Все другие виды транспорта не являются сугубо строительными, но также используются для перевозки строительных грузов. Так, железнодорожным транспортом перевозят грузы в условиях сосредоточенного строительства крупных объектов при расстояниях перевозок свыше 200 км. Этот вид транспорта используют также для внутрикарьерных и технологических перевозок.

Водный транспорт, которым строительные грузы перевозят на речных и морских судах используют для тех же целей.

Воздушный транспорт является наиболее дорогим видом транспорта, из-за чего его используют лишь при строительстве в труднодоступных районах при отсутствии наземного и водного транспорта, в том числе при невозможности их использования по климатическим условиям.

5.2 Грузовые автомобили

Грузовые автомобили обладают сравнительно большой скоростью передвижения, маневренностью, малым радиусом поворота могут преодолевать довольно крутые подъемы и спуски, приспособлены для работы с прицепами, полуприцепами общего и специального назначения, а также могут быть оснащены погрузочно-разгрузочными механизмами.

Различают грузовые автомобили общего назначения, специализированные и специальные.

К автомобилям общего назначения (рисунок 5.1) относятся автомобили с открытой платформой и откидными бортами для перевозки любых видов грузов (см. рисунок 5.1,а ) в том числе автомобили повышенной проходимости (см. рисунок 5.1,б ) со всеми ведущими колесами, а также оборудованные сцепным седельным устройством 1 (см. рисунок 5.1,в ) для буксировки прицепов и полуприцепов. Вместе с прицепом или полуприцепом автомобиль образует автопоезд.

Специализированные автомобили (автопоезда) предназначены для перевозки одного или нескольких однородных видов грузов (сыпучих материалов, труб, ферм, железобетонных изделий и т.п.). Отдельные виды специализированных транспортных средств оборудуют грузоподъемными устройствами для автономной погрузки и разгрузки грузов.

К специальным автотранспор­тным средствам относятся машины, предназначенные для транспортирования определенных видов грузов и оборудованные специальными устройствами для выполнения дополнительных нетранспортных операций (смешивание, подогрев и т.п.) для обеспечения сохранности перевозимых грузов.

Грузовые автомобили массового производства имеют единую конструктивную схему и состоят из трех основных частей: двигателя, шасси и кузова для груза. Кузова бортовых автомобилей представляют собой деревянную или металлическую платформу с откидными бортами и предназначаются для перевозки преимущественно штучных грузов. Вместе с одноосными прицепами бортовые автомобили применяют для перевозки длинномерных грузов – труб, свай, бревен, проката металлов и т.д.

На базе стандартных шасси с укороченной базой и укороченным задним свесом рамы промышленностью выпускаются автомобильные тягачи седельного типа, работающие в сцепе с одно- и двухосными полуприцепами. На раме шасси такого тягача крепится опорная плита и седельно-сцепное устройство, воспринимающее силу тяжести груженого полуприцепа и служащее для передачи ему тягового усилия, развиваемого автомобилем. Применение автомобильных тягачей седельного типа с полуприцепами позволяет лучше использовать мощность двигателя и значительно увеличить грузоподъемность автомобиля.

На грузовых автомобилях применяются двигатели внутреннего сгорания – карбюраторные и дизели. Шасси состоит из гидромеханической или механической трансмиссии, ходовой части и механизмов управления машиной.

Трансмиссия передает крутящий момент от вала двигателя к ведущим колесам, а также приводит в действие различное оборудование, установленное на автомобиле.

Грузовые автомобили обозначаются колесной формулой А´Б, где А – общее число колес, Б – число ведущих колес, причем сдвоенные скаты задних мостов считаются за одно колесо. Отечественная промышленность выпускает бортовые автомобили и седельные тягачи: двухосные с колесной формулой 4´2 и 4´4, трехосные с колесной формулой 6´4 и 6´6. Автомобили с колесной формулой 4´2 и 6´4 относятся к машинам ограниченной проходимости и предназначены для эксплуатации по усовершенствованным и грунтовым дорогам. Автомобили с колесной формулой 4´4 и 6´6 относятся к машинам повышенной и высокой проходимости и могут эксплуатироваться в условиях пересеченной местности и бездорожья.

В трансмиссии автомобилей, работающих с автономным погрузочно-разгрузочным оборудованием, самосвальными прицепами и полуприцепами, а также используемых в качестве базы строительных машин, дополнительно включена коробка отбора мощности для привода насосов гидросистемы подъемных механизмов и навесного рабочего оборудования. Ходовая часть автомобиля состоит из несущей рамы, на которой монтируются все агрегаты, кузов и кабина водителя, переднего и заднего мостов с пневмоколесами и упругой подвески, соединяющей несущую раму с мостами. Колеса автомобилей нормальной проходимости имеют пневматические шины высокого давления, а автомобилей повышенной проходимости – шины низкого давления с увеличенной опорной поверхностью. Механизмы управления объединены в две независимые системы: рулевую – для изменения направления движения автомобиля посредством поворота передних управляемых колес и тормозную – для снижения скорости и быстрой остановки машины.

К специализированным транспортным средствам относятся автомобили-самосвалы и керамзитовозы – для перевозки грунта и сыпучих грузов; панелевозы, фермовозы, плитовозы, сантехка-биновозы и т.п. – для перевозки строительных конструкций; трубовозы, плетевозы, металловозы – для перевозки длинномерных грузов; контейнеровозы – для перевозки строительных грузов в контейнерах; тяжеловозы – для перевозки технологического оборудования и строительных машин.

Автомобили-самосвалы (рисунок 5.2) перевозят строительные грузы в металлических кузовах с корытообразной, трапециевидной и прямоугольной формой поперечного сечения, принудительно наклоняемых при разгрузке с помощью подъемного (опрокидного) механизма назад, на боковые (одну или обе) стороны, на стороны и назад. По назначению различают специальные, карьерные и универсальные общестроительные самосвалы. В условиях строительства применяются универсальные самосвалы, предназначенные для перевозки грунта, гравия, щебня, песка, асфальта, бетонной смеси, строительного раствора и т.п. Современные универсальные самосвалы выпускаются на шасси грузовых бортовых автомобилей общего назначения и оборудуются однотипными гидравлическими подъемными механизмами, обеспечивающими быстрый подъем и опускание кузова, высокую надежность и безопасность работы.

Для перевозки керамзита и других сыпучих материалов с небольшой плотностью применяют специализированные прицепы и полуприцепы – керамзитовозы , представляющие собой самосвалы с увеличенной вместимостью кузова.

При перевозках на строительные объекты мелкоштучных и тарных грузов (санитарно-технической и вентиляционной аппаратуры, отделочных, изоляционных и кровельных материалов, кир­пича, оконных и дверных блоков, небольших по массе и размерам сборных железобетонных конструкций и т.п.) все шире используется контейнеризация и пакетирование. Для доставки контейнеров и пакетов используются бортовые автомобили, прицепы и полуприцепы общего назначения и специализированные транспортные средства – автомобили-самопогрузчики и контейнеровозы (рисунок 5.3).

Полуприцепы-контейнеровозы

а – с шарнирно-сочлененной телескопической стрелой; б – с грузоподъемным устройством в виде качающегося портала

Рисунок 5.3.

Трубо- и плетевозы (рисунок 5.4) предназначены для перевозки труб длиной до 12 м и плетей (секций, сваренных из труб) длиной до 36 м по дорогам с твердым покрытием, грунтовым дорогам, а также вне дорог вдоль трассы строительства трубопроводов. Трубо- или плетевоз состоит из тягача 1 (см. рисунок 5.4,а ) и прицепа-роспуска 2. Тягач и прицеп оборудуют кониками 4 для укладки труб (плетей), на которых имеются переставные стойки-упоры 5 с устройствами для увязки труб. Трубы (плети) при транспортировании выполняют функцию жесткой связи между тягачом и прицепом-роспуском. Последний оснащен сцепным устройством 6 для соединения его с тягачом при движении без груза, а также страховочным канатом 3. Грузоподъемность автопоезда составляет 9…36 т.

Трубоплетевоз

а – общий вид; б – прицеп-роспуск

Рисунок 5.4.

Полуприцепы-панелевозы, фермовозы, сантехкабиновозы и тяжеловозы имеют сходные конструктивные схемы. Передней частью они опираются на седельный тягач, для чего их чаще оборудуют автоматической сцепкой, задняя часть опирается на одно- или двухосную, реже на трех- и четырехосную (например, у тяжеловозов большой грузоподъемности) тележку, которую иногда выполняют поворотной для повышения маневренности автопоезда. Полуприцепы агрегатируются с тягачом только для их транспортирования, а при погрузочно-разгрузочных операциях они опираются на установленные в передней части гидравлические опоры. Полуприцепы имеют малую погрузочную высоту, удобны для погрузочно-разгрузочных работ. Для погрузки машин на тяжеловозы собственным ходом полуприцепы оборудуют откидными трапами, устанавливаемыми в их задней части. У некоторых тяжеловозов грузовая платформа может подниматься и опускаться в пределах погрузочной высоты 0,5…0,9 м с помощью объемного гидропривода. Все полуприцепы оборудуют тормозными устройствами и средствами для надежного крепления перевозимых грузов.

Полуприцепы различают по конструкции несущего каркаса, соответствующего форме и размерам перевозимых грузов. Так, полуприцепы-панелевозы (рисунок 5.5) имеют каркасы хребтового и рамного кассетного типов. У хребтовых панелевозов каркас имеет вид фермы трапецеидального поперечного сечения (см. рисунок 5.5,б ). Панели устанавливают наклонно по обеим сторонам под углом 8…10°. Рамные полуприцепы имеют каркас в виде кассеты из двух продольных вертикальных плоских ферм и поперечных связей (см. рисунок 5.5,в ) или в виде несущей рамы (см. рисунок 5.5,д ). Перевозимые грузы устанавливают вертикально и удерживают разделителями и боковыми держателями. Иногда их дооборудуют дополнительными боковыми кассетами (см. рисунок 5.5,г ). Однако они требуют симметричной загрузки, что трудно выполнимо при перевозке нечетного числа панелей или панелей различной массы. У панелевозов хребтового типа, кроме того, при наклонном положении панелей не исключены их повреждения в виде трещин, сколов и т.п.

Полуприцеп-панелевоз (а) и расположение панелей на

полуприцепах различных типов (б – д)

Рисунок 5.5.

Из специальных транспортных средств наиболее широкое применение в строительстве нашли специальные автомобили для перевозки жидкотекучих (растворов и бетонов, расплавленного битума, жидкого топлива) и псевдожидких грузов (цемента, извести-пушенки, алебастра, гипса, молотого известняка, сухой золы, минеральных порошков, сухих смесей растворов, мелкозернистых бетонов, их компонентов и других вяжущих веществ). Эти грузы характеризуются повышенной подвижностью при перевозках, вследствие чего снижается безопасность движения в отношении управляемости, устойчивости и тормозных свойств транспортного средства при движении, особенно при частичном заполнении емкости.

Специальные автомобили для перевозки жидкотекучих и псевдожидких грузов оборудуют емкостями ковшового или бункерного типов (рисунок 5.6, б и в ) или цистернами (рисунок 5.6, а, г, д ), а также устройствами для выполнения операций, непосредственно не связанных с транспортированием (дозированной или непрерывной загрузки и разгрузки материалов, их подогрева и охлаждения, побуждения, поддержания температуры, смешивания и т.п.). Емкости располагают в задней части автомобиля.

5.3 Тракторы

Тракторы (рисунок 5.7) применяют для транспортирования на прицепах строительных грузов и оборудования по грунтовым и временным дорогам, вне дорог, в стесненных условиях, а также передвижения и работы навесных и прицепных строительных машин. Они разделяются на сельскохозяйственные, промышленные и специальные. По конструкции ходового оборудования различают гусеничные и колесные тракторы. Главным параметром тракторов является максимальное тяговое усилие на крюке, по величине которого их относят к различным классам тяги. В строительстве используют тракторы сельскохозяйственного типа классов тяги и промышленного типа классов тяги. Трактора промышленного типа по своим конструктивно-эксплуатационным параметрам наиболее полно соответствуют требованиям, предъявляемым к тяговым средствам и базовым машинам в строительстве. Класс тяги по промышленной классификации означает максимальную силу тяги без догрузки навесным оборудованием, обеспечивающей эффективную работу с землеройным оборудованием.

Пневмоколесные тракторы обладают сравнительно большими скоростями передвижения, высокой мобильностью и маневренностью; их используют как транспортные машины и как базу для установки различного навесного оборудования (погрузочного, кранового, бульдозерного и землеройного), применяемого при
Транспортные средства для перевозки жидкотекучих и псевдожидких грузов

а – цементовоз; б – бетоновоз; в – автобетоносмеситель; г – авторастворовоз; д - автотопливозаправщик

Рисунок 5.6.

производстве землеройных и строительно-монтажных работ небольших объемов на рассредоточенных объектах. Наиболее эффективно пневмоколесные тракторы используются на дорогах с твердым покрытием. Сравнительно высокое удельное давление на грунт снижает проходимость машин. Гусеничные тракторы характеризуются значительным тяговым усилием на крюке, надежным сцеплением гусеничного хода с грунтом, малым удельным давлением на грунт и высокой проходимостью.

Тракторы

гусеничные с передним (а) и задним (б) расположением двигателя; пневмоколесные с передними управляемыми колесами (в) и шарнирно-сочлененной рамой (г)

Рисунок 5.7.

Основные узлы пневмоколесных и гусеничных тракторов – двигатель, силовая передача, остов, ходовое устройство, система управления, вспомогательное и рабочее оборудование. Рабочее оборудование предназначено для использования полезной мощности двигателя при работе трактора с навесными и прицепными машинами. К рабочему оборудованию относятся прицепное устройство, валы отбора мощности, приводные шкивы и гидравлическая навесная система.

Гусеничные тракторы оснащаются дизелями, механическими, гидромеханическими и электромеханическими трансмиссиями. Расположение двигателя может быть передним, средним и задним. Наибольшее распространение получили гусеничные тракторы с передним расположением двигателя и механическими трансмиссиями. Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущим звездочкам гусеничных лент, плавного трогания и остановки машины, изменения тягового усилия трактора в соответствии с условиями движения, изменения скорости и направления его движения, а также привода рабочего оборудования.

Пневмоколесные тракторы оснащаются дизелями и карбюраторными двигателями, механическими и гидромеханическими трансмиссиями. По типу системы поворота различают тракторы с передними управляемыми колесами, со всеми управляемыми колесами и с шарнирно сочлененной рамой. Наиболее распространены пневмоколесные тракторы с дизелями, механической, трансмиссией и передними управляемыми колесами.

5.4 Пневмоколесные тягачи

Пневмоколесные тягачи предназначены для работы с различными видами сменного навесного и прицепного строительного оборудования. По сравнению с гусеничными тракторами они более просты по конструкции, имеют меньшую массу, большую долговечность, дешевле в изготовлении и эксплуатации Большие скорости тягачей, хорошая маневренность в значительной ме­ре способствуют повышению производительности агрегатированных с ними строительных машин.

Различают одно- и двухосные тягачи, на которых применяют дизели, и два вида трансмиссий – механическую и гидромеханическую. Наиболее распространены тягачи с гидромеханической трансмиссией.

Одноосный тягач состоит из шасси, на котором установлен двигатель 6 (рисунок 5.8.), силовая передача, два ведущих колеса, кабина и опорно-сцепное устройство, состоящее из стойки 2 , которая может качаться относительно продольной горизонтальной оси, закрепленной на раме тягача, что позволяет полуприцепу перекашиваться относительно тягача в вертикальной плоскости, и вертикального шкворня 3 для соединения тягача с полуприцепом. Поворот тягача относительно полуприцепа на 90° в каждую сторону обеспечивается двумя гидроцилиндрами 4. Гидромеханическая силовая передача состоит из раздаточной коробки 7 , гидротрансформатора 8 , коробки перемены передач 9 , карданных валов 10 и 12 , моста с главной передачей и дифференциалом 11 , полуосей 13 и планетарных редукторов 14 , встроенных в ступицы колес. От раздаточной коробки через вал 12 приводятся один или несколько насосов 5 для обеспечения работы исполнительных органов прицепного орудия. Управляют тягачом и рабочим оборудованием с помощью блока 1.

Двухосный пневмоколесный тягач конструктивно сходен с пневмоколесным трактором с шарнирно сочлененной рамой. В трансмиссию тягача обычно включена трехступенчатая коробка передач, обеспечивающая одинаковые скорости движения передним и задним ходом.

На базе колесных тягачей, используя различное сменное рабочее оборудование, возможно создание многих строительных и дорожных машин (рисунок 5.9).

5.5 Основы тягово-динамических расчетов строительных машин

Для выявления возможностей самоходных машин развивать скорость и преодолевать подъемы, а также определения свободной силы тяги, используемой при работе с прицепным и навесным оборудованием, проводятся тяговые расчеты.

Прицепное и навесное рабочее оборудование пневмоколесных тягачей

а – скрепер; б – землевоз; в – кран; г – цистерна для цемента и жидкостей; д – тяжеловоз; е – кран-трубоукладчик; ж – траншейный экскаватор; з – корчеватель; и – бульдозер; к – рыхлитель; л – погрузчик

Рисунок 5.9.

Основа тягового расчета автомобиля заключается в решении двух задач: выявлении максимального преодолеваемого подъема и определении скорости движения в зависимости от характера опорной поверхности.

Схема для проведения тягового расчета приведена на рисунке 5.10.

j – коэффициент сцепления движителя с опорной поверхностью.

Из этой формулы следует, что максимальный уклон, по кото­рому может двигаться автомобиль:

.

Исходя из условия равномерного движения, имеем:

Это отношение называют динамическим фактором автомобиля и обозначают D , т.е. .

Необходимое условие движения автопоезда:

где п – число прицепов;

G " – вес груженого прицепа, Н.

Тогда динамический фактор:

.

Сила тяги, развиваемая гусеничными тракторами, расходуется на преодоление сопротивлений передвижению трактора и преодоле­ние суммы сопротивлений, возникающих при работе с прицепным и навесным оборудованием.

Необходимым условием движения является:

Наибольшее тяговое усилие трактора, реализуемое по сцеплению:

где G – вес трактора, Н;

j – коэффициент сцепления.

Сила тяги, развиваемая трактором в зависимости от мощности двигателя:

,

где N дв – номинальная мощность двигателя, кВт;

J д – скорость движения, м/с;

h мех – КПД трансмиссии.

Суммарное сопротивление W S состоит из сопротивлений, преодолеваемых самим трактором, а также навесным или прицепным оборудованием как в рабочем, так и в транспортном режимах.

Во время работы машины могут возникнуть два характерных на­рушения условия обеспечения движения.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования российской федерации

Волгоградский государственный технический университет

Контрольная работа

Перспективные транспортные двигатели

Выполнил: Московой С.А.

Проверил: доц. Шумский С.Н.

Волгоград 2013

Введение

Значительную роль в использовании природных энергетических источников играют транспортные средства, потребляющие около трети всей добываемой в мире нефти, причем из всех видов транспорта наиболее энергоемким является автомобильный. Использование в автомобилях углеводородных топлив нефтяного происхождения сопровождается выбросом в атмосферу огромного количества вредных веществ. В результате на автомобильный транспорт приходится от 39 до 63% загрязнения окружающей среды, масштабы которой глобальны - воздух, суша и вода.

Традиционный подход к решению энерго-экологических проблем автомобилизации заключается в улучшении конструкции существующих двигателей внутреннего сгорания и создании более совершенных энергосиловых установок нового типа при использовании более или менее обычных углеводородных топлив. В первом случае основное внимание уделяется повышению экономичности и снижению токсичности автомобилей путем сложной коррекции рабочего процесса в двигателе с целью обеспечения максимальной полноты сгорания топлива на всех рабочих режимах. двигатель топливо энергосиловой

Новые транспортные двигатели, разработанные к настоящему времени, включают электрические силовые установки и тепловые двигатели внутреннего и внешнего сгорания с нетрадиционными рабочими процессами.

К последним относят поршневые двигатели с послойным распределением заряда, газотурбинные, паровые и роторные двигатели, а также двигатели Стирлинга.

Некоторые из этих двигателей, в частности двигатели Стирлинга, в принципе могут обеспечить возможность создания малотоксичного автомобиля на обычных топливах, удовлетворяющего будущим жестким нормам.

Большой интерес представляют электрические силовые установки использующие электрохимические источники энергии - аккумуляторные батареи и топливные элементы.

Двигатели, используемые в большинстве видов транспорта на сегодняшний день

Тренд на либерализацию, обеспечивший конкуренцию на транспорте, в том числе и конкуренцию между разными видами транспорта, заставляет непрерывно искать технические и организационные решения, меняющие к лучшему облик транспортного мира. За последний десяток лет транспортные средства изменились чуть ли не на столько, сколько за предыдущие двадцать-тридцать лет.

Причины, которые заставляют меняться старые виды транспорта это давление со стороны, как потребителей, так и политиков за:

Мобильность (способность доставки от двери к двери;

Экономичность (прежде всего КПД по топливу);

Экологическую чистоту;

Безопасность.

Выполнение всех этих требований весьма противоречиво. Так, утяжеление транспортного средства обычно повышает его безопасность для пассажиров и водителя, но ухудшает безопасность для других (более тяжелый транспорт причинит при столкновении больше ущерба) и увеличивает расход топлива, что ведет к ухудшению характеристик экономичности и экологичности. В системах общественного транспорта большая экономичность означает снижение мобильности, до остановок приходится добираться.

В большинстве видов транспорта работает тот или иной двигатель, и на сегодняшний день в большинстве случаев это

Дизель,

Двигатель внутреннего сгорания,

Электродвигатель,

Турбореактивный двигатель.

Электродвигатель по своим характеристикам лучше многих других приводов у него и устойчивость к переменным нагрузкам лучше, и обороты регулируются лучше (поэтому не нужно сложных систем передачи), и КПД лучше, и устроен он попроще (в нем, например, меньше движущихся частей, что ведет к большей наработке на отказ), к тому же он обходится дешевле (поэтому его можно ставить, например, на каждое колесо, а не иметь один на все колеса).

Другое дело, что электричество на борту является крайне дорогим источником энергии. Батарейки можно вообще не рассматривать, аккумуляторы на сегодня невероятно тяжелы и долго заряжаются, а заряда у них хватает на немного. Выходом является получения бортового двигательного электропитания из углеводородного топлива либо используя топливные элементы, либо гибридные решения.

Топливные элементы в качестве топлива используют водородсодержащее сырье в пределе это чистый водород (и тогда на выхлопе у них чистая вода), но есть варианты на метиловом спирте, природном газе, бензине и даже дизельном топливе. Их установочная стоимость пока еще довольно велика до $5000 за Квт мощности, а то и больше. Чисто водородные топливные элементы являются и самыми чистыми, но для них неоткуда брать водород: стоимость водородной заправочной инфраструктуры сильно превышает стоимость сегодняшней инфраструктуры заправки углеводородами (продуктами нефтепереработки и газом). Поэтому на краткосрочную перспективу более популярны так называемые гибридные схемы, когда транспорт имеет как обычный двигатель, так и электрический.

Гибридные схемы воплощают в себе преимущества двух миров: мира обычных двигателей для получения электроэнергии и электродвигателя, используемого для привода колес. Обычный двигатель (дизель, внутреннего сгорания или даже газовая турбина) работает в оптимальном равномерном режиме и заряжает бортовой аккумулятор относительно небольшой емкости (много ниже, чем в электромобилях). А электродвигатель крутит колеса, работая в рваном режиме, зависящем от условий движения (ускорений и торможений, подъемов, грузоподъемности и т.д.). В результате динамические характеристики транспорта от использования электропривода существенно улучшаются с одной стороны, а экономичность и экологичность улучшаются из-за того, что обычный двигатель работает в оптимальном режиме.

Гибридных автомобили

Гибридные схемы бывают самые разные: от одновременной синхронизированной компьютером работы электромотора и обычного двигателя на одном валу до полностью независимых газотурбинного двигателя, работающего на генератор и специальных электродвигателей, вмонтированных прямо в колеса. Все эти решения уже есть на рынке и конкурируют. Вопрос лишь в том, что иметь на борту сразу несколько мощных двигателей с высоким КПД (обычный, электрический мотор-генератор (как правило генератор тоже, использующий рекуперацию при торможениях), и иногда отдельный электрический генератор) всегда дороже, нежели иметь просто один двигатель. Преимуществом же являются лучшие ходовые характеристики, более низкий расход топлива и низкотоксичный выхлоп.

На данный момент преимущества гибридных автомобилей больше всего проявляются в тяжелых решениях грузовиках и автобусах, в которых экономия на топливе и экологические ограничения могут быть сильнее, нежели в легковых автомобилях. Поэтому основная конкуренция гибридных схем разгорается в этом секторе, а главным конкурентом пока остаются дизели.

Начиная с какого-то порога распространения гибридов произойдет их лавинообразное массовое внедрение: из-за политических изменений цены топлива. Сегодня в большинстве стран мира финансирование инфраструктуры автодорог происходит путем акциза на топливо. Новые автомобили будут потреблять минимум вдвое меньше топлива, следовательно для сохранения того же уровня финансирования инфраструктуры их должно или стать вдвое больше (но тогда и инфраструктуры должно быть профинансировано больше), или акциз должен увеличиться вдвое. Топливо при этом неминуемо подорожает, и для обычных автомобилей станет непомерно дорогим. Стоимость же собственно гибридных автомобилей упадет из-за эффектов масштаба производства. Поэтому начиная с какого-то момента внедрение гибридных автомобилей вместо неожиданно ставших дорогими в эксплуатации обычных пойдет лавинообразно ежели только не изменится текущая политика по финансированию дорожной инфраструктуры.

Государство подталкивает к гибридизации транспорта и постоянным ужесточением экологических норм. Начиная с какого-то момента обеспечить требуемую государством экологическую чистоту двигателя, работающего в тяжелых условиях изменяющейся дорожной нагрузки, становится очень дорого. Выходом является использование гибридной схемы, в которой двигатель работает в постоянно оптимальном режиме, в том числе и оптимальном с точки зрения минимизации вредных выхлопов. Гибридная схема позволяет использовать также газотурбинные двигатели, которые обеспечивают еще большую экологическую чистоту.

Рынок готовится к вторжению гибридных автомобилей: на рынке уже есть отдельно специализированные электродвигатели до 350kW (применяются в тяжелых трейлерах и автобусах), новые типы электрифицированных колес с единой системой компьютерного управления, специализированные транспортные турбины и т.д.

Железнодорожники оценили гибридную схему много раньше: поскольку им всегда была нужна большая тяговая мощность, то тепловозы представляют собой да, правильно, мощные гибридные тягачи, только поставленные на рельсы.

Важно отметить, что появление автомобилей-тепловозов означает переход к единой электроэнергетике и транспорту. Автомобиль или тепловоз с электроприводом это передвижная электростанция относительно большой мощности: гибридные энергоустановки для автобусов и трейлеров имеют пиковую мощность до 350kW, тепловозов более 1Мвт. Десяток таких трейлеров или пара тепловозов, отдыхающих между поездками, могут составить конкуренцию какой-нибудь резервной электростанции в районе и уж точно воплощают идею распределенной генерации.

Осталось только откорректировать законодательство так, чтобы не мешать развитию распределенной генерации обязательным подчинением каждого небольшого генератора командам Системного Оператора. Тогда технологии смогут развиваться и быстро сделают выгодной совместную работу гибридного и электротранспорта и энергосистемы.

Эта связь энергетики и транспорта существовала всегда, сейчас она просто становится более очевидной. Так, Единая Европа так же, как и многие другие страны, имеет единое Министерство энергетики и транспорта, возглавляемое одним министром.

Отдельно можно рассматривать быстро становящийся популярным линейный двигатель в поездах на магнитной подушке. Но схемы движения на магнитной подушке все еще крайне дороги, и этот вариант вряд ли станет популярным.

Требования к новому виду транспорта

Очевидно, что исторически возникла потребность в новом виде транспортной инфраструктуры, которая придет вслед за авиацией.

Новый транспорт должен обладать развитой инфраструктурой, предполагающей его повсеместность. Ежели эта инфраструктура не будет повсеместной, то не будет выполнено свойство мобильности.

Главным требованием к новому виду транспорта является возможность инкрементальности его финансирования: возможность принимать деньги из многих источников, каждый из которых вкладывается в свой проект. Это означает, что новый вид транспорта должен задаваться как множество стандартов, обеспечивающих совместимость его путевой и подвижной инфраструктуры, управления движением и т.д. Тогда можно обозначить две основных конкуренции:

Конкуренция наборов стандартов, собственно и задающих новый транспорт.

Конкуренция поставщиков элементов путевой инфраструктуры и подвижного состава в рамках одного набора стандартов.

Большинство нынешних проектов транспорта будущего не удовлетворяют условию инкрементальности инвестирования один производитель поставляет и дорожное полотно, и проводит строительные работы, и поставляет подвижной состав для разработанного им же набора стандартов. Поэтому у большинства современных проектов-кандидатов на транспорт будущего не будет продолжения, они умирают вместе с каждым очередным огромным траншем их финансирования.

Почему сотовые телефоны выиграли у обычных проводных АТС? Инвестиции оператора в одну-две соты были меньше, нежели инвестиции в постройку обычной АТС и устройства кабельной канализации. Эти инвестиции сразу начинали работать, обслуживая вначале небольшое число потребителей а число сот можно было наращивать в тех местах, где рост потребителей был выше, но не раньше момента исчерпания пропускной способности начальной соты. Оборудование сот поставлялось сразу многими производителями, что обеспечивало их низкую стоимость но слипалось в единую общемировую телефонную сеть. То же происходило с интернет-провайдерами: большинство провайдеров мира устанавливали маленькие комплекты оборудования, которые слипались в общемировую сеть Интернет. Для инфраструктурных проектов важна не столько стоимость конечной инфраструктуры, сколько возможность ее инкрементального построения как технического, так и организационно-финансового.

Нельзя говорить, что единый поставщик транспортного решения будущего обеспечит взаимоувязку всех частей огромного нового проекта. Проект, претендующий на то, чтобы стать новым видом транспорта, должен развиваться как новый рынок, а не быть построен плановым порядком. Плановым порядком могут делаться большие проекты, но не виды транспорта это явно не один проект, а нечто большее.

Новый вид транспорта сможет выигрывать у уже существующих только в том случае, если обеспечит более эффективное использование земли и материалов для построения его инфраструктуры, нежели уже существующие. Отсюда такой большой интерес к монорельсам на опорах - как минимум, их стоимость меньше на стоимость освобожденной под ними земли.

Монорельсовые линии в различных проектах стоят сейчас от $3.5 до $40млн. за километр пути. Уменьшение их материалоемкости требует принципиально новых решений. Так, можно указать на струнный транспорт Юницкого, использующий для получения подвесного двурельсового пути некрученые натянутые парные тросы, стянутые по несколько штук каким-либо наполнителем (например, бетоном) в напряженную конструкцию. Стоимость такого пути - $2.5-$3.5 за километр при неменьшей надежности, нежели у монорельса.

Еще одно принципиальное требование это максимальное использование существующей капиллярной автодорожной структуры для удешевления стоимости последней мили при перевозках от-двери-до-двери. Это удобство от двери к двери и отсутствие пересадок и делает личные автомобили вне конкуренции в глазах населения, несмотря на многочисленные попытки привить любовь к общественному транспорту. Это требование может быть переформулировано следующим образом: транспорт будущего должен одновременно принадлежать к двум видам, а не одному виду.

Фактически все сегодняшние так любимые муниципалитетами большие проекты новых видов общественного транспорта являются одновидовыми, что доказывает их полную бесперспективность в качестве нового популярного транспорта будущего. Потребитель хочет иметь собственный экипаж, подъезжающий прямо к дому и находящийся около дома сколько угодно времени для удобства посадки и высадки (хотя вот гараж для такого экипажа может быть расположен и в другом месте). Пользоваться общественным транспортом потребитель не хочет, если есть возможность иметь свое собственное средство передвижения и гарантируется отсутствие пробок. И задача рынка удовлетворить эту его потребность.

Двухвидовый транспорт предполагает как возможность скоростного (200-300км/час) движения в режиме динамических составляемых поездов на подвесных направляющих новой транспортной инфраструктуры, так и езду по обычным автодорогам. Вполне возможно, что они будут получать электропитание от транспортной инфраструктуры новых магистралей и переходить на собственные электробатареи или гибридные двигатели при передвижении по необорудованной автодороге/улице. Правда, движение по автодорогам/улицам будет не требовать такой уж большой мощности двигателя и запаса топлива, какая требуется при езде по шоссе.

Наиболее известной концепцией одновидового транспорта является персональный городской общественный транспорт. Согласно этой концепции люди поодиночке или группами до 4-х человек садятся на специальных остановках в отдельные четырехместные кабинки, задают конечную станцию, и автоматика двигает эти кабинки по направляющим, объединяя в динамические поезда на длинных магистральных перегонах. Главным недостатком этой концепции является именно то, что это вариация именно общественного транспорта, проигрывающая в конкуренции частному автомобилю, доставляющему до двери и пассажира, и его семейство, и сопуствующие грузы. Подробнее материалы дискуссии о двухвидовости против одновидовости транспорта будущего (как и обсуждение возможных технических и организационных решений) можно почитать на http://faculty. washington.edu/jbs/itrans/

Требования двувидовости отменяют также прогноз о том, что будущее транспорта за небольшими персональными самолетами. Этот прогноз уже не оправдался с вертолетами (которым тоже предрекали распространенность чуть ли не автомобильную), а уж о самолетах (в том числе с вертикальным взлетом/посадкой) пока и говорить не приходится. Дело тут не только в сложности управления движением тысяч и тысяч быстролетящих вне всякой дорожной структуры бортов, но и в производимом при взлете/посадке/пролете шуме, а также получающейся стоимости проезда. А двувидовые проекты летающих автомобилей, реализующих режим от двери до двери практически повсеместно заморожены ввиду полной бесперспективности.

Важным требованием к новому виду транспорта является скорость обычно эту скорость определяют в 250-350км/час. Дело в том, что люди тратят на перемещение в среднем примерно один час в день. Эта цифра не слишком зависит от страны (отличаясь существенно только в Калифорнии там люди проводят в день в пути два часа, ибо они и едят и делают детей и вообще почти живут в автомобиле) и не зависит от лет, когда проводятся замеры. Это удивительно, но человечество не меняет своих привычек тратить на передвижение около часа в день, существенно увеличив свою мобильность преимущественно за счет увеличения скорости передвижения. И назад в лошадность, пешеходность и велосипедность возврата уже нет. Поэтому весьма маловероятно, что транспортом будущего будут являться устройства типа двухколесного электромобиля Segway крошечной платформы, которая может развивать в условиях города скорость до 20 км/час (скорость бегущего человека). Да, это поможет в условиях нынешних городских пробок, но сама идея нового транспорта возникает как раз из необходимости найти технологический выход из покрытия всей земли автомобильными дорогами.

Наиболее близко к требуемым скоростям подошли проекты скоростных железных дорог и дорог на магнитной подушке, но их цена остается крайне велика, к тому же они обладают всеми недостатками общественного транспорта: добраться до точки посадки и от точки высадки занимает времени (и нервов) много больше, нежели сам переезд.

Заключение

Основное финансирование сегодняшние проекты транспорта будущего получают от государства.

Одним из первых таких проектов был проект по созданию летательного аппарата тяжелее воздуха, который обошелся налогоплательщикам США в $70 000 и закончился ничем. С этим проектом конкурировали браться Райт, которые и смастерили первый летающий самолет, обошедшийся им в $2500. Последний шумный транспортный проект, закончившийся столь же бесславной растратой денег налогоплательщиков сверхзвуковой лайнер Конкорд, не окупишвий две трети своей стоимости и так и не создавший массового рынка сверхзвуковой пассажирской авиации. Увы, но государство не слишком большой помощник в создании транспортной инфраструктуры будущего:

чиновники проводят финансовую и регуляторную политику, которые позволяют выживать неэффективным технологиям и безбедно существовать плохим менеджерам и инженерам;

предписанные государством тарифы (в силу неверного понимания естественной монопольности любого транспорта) делают прибыль независимой от результатов работы, не стимулируют поиск новых технологий и взятие на себя технологических и финансовых рисков. В результате частный капитал либо не слишком стремится поучаствовать, либо его участие менее эффективно, чем было бы участие капитала в условиях свободных цен и рыночной конкуренции.

Государство обильно финансирует разработки нового транспорта, ибо чиновники якобы знают о технологиях лучше, чем бизнесмены:

распределяют деньги на исследования

дают льготы, субсидии и организовывают кросс-финансирование некоторых технологий

нарушают подход регулирования безопасности и экологичности по результатам (performance-based) и непосредственно предписывают использование тех или иных технологий.

На сегодня, единственный реализованный проект поезда на магнитной подушке существует в свободной экономической зоне Шанхай. Трасса, построенная на государственные деньги немецким консорциумом Transrapid International (в который входят Adtranz, Siemens и Tyssen) пролегает от делового центра Шанхая аэропорта Пудон. По общему признанию, проект имел скорее идеологическое, чем транспортное значение и воспринимается больше как аттракцион, чем как средство передвижения. В общей сложности, этот проект обошелся в 1.2 миллиарда долларов инвестиции, которые никогда не окупятся.

В итоге государство выбирает технологии:

дорогие, ибо рыночный успех неважен (выручает не просто возможность установить любые тарифы, а возможность последующего их субсидирования)

крупномасштабные доступны крупные суммы денег, а успешность некому контролировать

с одним собственником затрудняет поиск денег для роста проекта. Кроме того, один собственник это отсутствие конкуренции.

закрытыми стандартами присоединения затрудняет рост проекта, отсутствие конкуренции обеспечивает стагнацию

с заранее завышенными затратами, в силу распространенности коррупции

с непонятной экономической эффективностью (чаще всего во имя национальной безопасности или социальной стабильности).

Каким бы ни был транспорт будущего, он обязательно будет оборудован средствами распределенного управления движением борт-инфраструктура. На каждом борту будет стоять черный ящик для понимания того, что произошло во время аварии, на каждом борту будет оборудование выдачи сигнала бедствия, на каждом борту будет электронное навигационное оборудование, средства предотвращения столкновений и т.д. Сейчас идет переоборудование водного и воздушного транспорта, обсуждается переоборудование автотранспорта.

Из новинок можно будет указать на возможность формирования поездов из отдельных транспортных средств. Этот режим автопоезда электронной сцепки используется, например, для одновременного ускорения группы машин при старте после светофора на одноуровневом пересечении дорог (повышает пропускную способность магистрали в 3-5 раз) или для снижения аэродинамического сопротивления группы машин при движении по автостраде с соответствующим снижением расхода топлива.

Cписок использованной литературы

1. Транспортная система / Сундуков Е.Ю. - 961245/28; Заявл.27.12.96/Изобретения (Заявки и патенты). - 1998. - № 36.

2. Новый городской транспорт - автомобиль на рельсах: MEMBRANA - 2002 - №1.

3. Аксенов И.Я. Единая транспортная система: Учеб. для вузов - М: Высш. шк., 199.

4. Гулиа Н.В., Юрков С. Новая концепция электромобиля: Наука и техника 2000 - №2.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) широко применяются во всех областях народного хозяйства и являются практически единственным источником энергии в автомобилях. Расчет рабочего цикла, динамики, деталей и систем двигателей внутреннего сгорания.

курсовая работа , добавлен 07.03.2008


Классификация топлив. Принцип работы тепловых двигателей, поршневых двигателей внутреннего сгорания, двигателей с принудительным воспламенением, самовоспламенением и с непрерывным сгоранием топлива. Турбокомпрессорные воздушно-реактивные двигатели.

презентация , добавлен 16.09.2012


Принципы работы двигателей внутреннего сгорания. Классификация видов авиационных двигателей. Строение винтомоторных двигателей. Звездообразные четырехтактные двигатели. Классификация поршневых двигателей. Конструкция ракетно-прямоточного двигателя.

реферат , добавлен 30.12.2011


Классификация судовых двигателей внутреннего сгорания, их маркировка. Обобщённый идеальный цикл поршневых двигателей и термодинамический коэффициент различных циклов. Термохимия процесса сгорания. Кинематика и динамика кривошипно-шатунного механизма.

учебное пособие , добавлен 21.11.2012


Классификация, особенности конструкции и эксплуатационные свойства двигателей внутреннего сгорания, их обслуживание и ремонт. Принцип работы четырехцилиндровых и одноцилиндровых бензиновых двигателей в современных автомобилях малого и среднего класса.

курсовая работа , добавлен 28.11.2014


Организация и технология обкатки двигателей внутреннего сгорания. Виды расчетов производственной программы. Анализ существующих конструкций и приспособлений для обкатки и испытания двигателей внутреннего сгорания. Охрана труда и техника безопасности.

курсовая работа , добавлен 14.03.2011


Принцип действия двигателей внутреннего сгорания. Мощность механических потерь. Удельный индикаторный расход топлива. Подача воздушной смеси с помощью дросселя. Перспективы развития двигателестроения. Механические потери в современных двигателях.

реферат , добавлен 29.01.2012


История вопроса и пути совершенствования методов прямого сжигания твердых топлив в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Теоретические аспекты выгорания твердого топлива в рабочем пространстве двигателя при его сжигании объемным и слоевым способом.

книга , добавлен 17.04.2010


Применение на автомобилях и тракторах в качестве источника механической энергии двигателей внутреннего сгорания. Тепловой расчёт двигателя как ступень в процессе проектирования и создания двигателя. Выполнение расчета для прототипа двигателя марки MAN.

курсовая работа , добавлен 10.01.2011


Годовая программа производственного участка по ремонту двигателей внутреннего сгорания. Режим работы участка. Годовые фонды времени рабочих и оборудования. Расчет количества технологического производственного оборудования. Потребность в энергоресурсах.

Ещё в давние времена люди старались использовать энер­гию топлива для превращения её в механическую. В 17в. был изобретён тепловой двигатель, который в последующие годы был усовершенствован, но идея осталась той же. Во всех двига­телях энергия топлива переходит сначала в энергию газа или пара, а газ (пар) расширяясь, совершает работу и охлаждается, а часть его внутренней энергии при этом превращается в механическую энергию. К сожалению, коэффициент полезного действия не высок.

Тепловой двигатель – устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию

К тепловым двигателям относятся: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Их топливом является твёрдое и жидкое топливо, солнечная и атомная энергии.

Тепловые двигатели - паровые турбины - устанавливают также на всех АЭС для получения пара высокой температуры. На всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели: на автомобильном- поршневые двигатели внутреннего сгорания; на водном- ДВС и паровые турбины; на ж/д- тепловозы с дизельными установками; в авиации- поршневые, турбореактивные и реактивные двигатели. Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима. Мы не имели бы в изобилии дешевую электроэнергию и были бы лишены всех двигателей скоростного транспорта.

Двигатель внутреннего сгорания.

При полном сгорании углеводородов конечными продуктами являются углекислый газ и вода. Однако полного сгорания в поршневых ДВС достичь технически невозможно. Сегодня порядка 60% из общего количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу крупных городов, приходится на автомобильный транспорт.

В состав отработавших газов ДВС входит более 200 различных химических веществ. Среди них:

· продукты неполного сгорания в виде оксида углерода, альдегидов, кетонов, углеводородов, водорода, перекисных соединений, сажи;

· продукты термических реакций азота с кислородом – оксиды азота;

· соединения неорганических веществ, которые входят в состав топлива, – свинца и других тяжелых металлов, диоксид серы и др.;

· избыточный кислород.

Количество и состав отработавших газов определяются конструктивными особенностями двигателей, их режимом работы, техническим состоянием, качеством дорожных покрытий, метеоусловиями.

Оксид углерода (СО) образуется в двигателях при сгорании обогащенных топливовоздушных смесей, а также вследствие диссоциации диоксида углерода, при высоких температурах. В обычных условиях СО – бесцветный газ без запаха. Токсическое действие СО заключается в его способности превращать часть гемоглобина крови в карбо-ксигемоглобин, вызывающий нарушение тканевого дыхания. Наряду с этим СО оказывает прямое влияние на тканевые биохимические процессы, влекущие за собой нарушение жирового и углеводного обмена, витаминного баланса и т. д. Токсический эффект СО связан также с его непосредственным влиянием на клетки центральной нервной системы. При действии на человека СО вызывает головную боль, головокружение, быструю утомляемость, раздражительность, сонливость, боли в области сердца. Острые отравления наблюдаются при вдыхании воздуха с концентрацией СО более 2.5 мг/л в течение 1 часа.

Оксиды азота в отработавших газах образуются в результате обратимой реакции окисления азота кислородом воздуха под воздействием высоких температур и давления. По мере охлаждения отработавших газов и разбавления их кислородом воздуха оксид азота превращается в диоксид. Оксид азота (NO) – бесцветный газ, диоксид азота (NO2) – газ красно-бурого цвета с характерным запахом. Оксиды азота при попадании в организм человека соединяются с водой. При этом они образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислоты. Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, рта. Воздействие NO2 способствует развитию заболеваний легких. Симптомы отравления проявляются только через 6 часов в виде кашля, удушья, возможен нарастающий отек легких. Также NОХ участвуют в формировании кислотных дождей.

Оксиды азота и углеводороды тяжелее воздуха и могут накапливаться вблизи дорог и улиц. В них под воздействием солнечного света проходят различные химические реакции. Разложение оксидов азота приводит к образованию озона (О3). В нормальных условиях озон не стоек и быстро распадается, но в присутствии углеводородов процесс его распада замедляется. Он активно вступает в реакции с частичками влаги и другими соединениями, образуя смог. Кроме того, озон разъедает глаза и легкие.

Отдельные углеводороды СН (бензапирен) являются сильнейшими канцерогенными веществами, переносчиками которых могут быть частички сажи.

При работе двигателя на этилированных бензинах образуются частицы твердого оксида свинца вследствие распада тетраэтилсвинца. В отработавших газах они содержатся в виде мельчайших частиц размером 1–5 мкм, которые долго сохраняются в атмосфере. Присутствие свинца в воздухе вызывает серьезные поражения органов пищеварения, центральной и периферической нервной системы. Воздействие свинца на кровь проявляется в снижении количества гемоглобина и разрушении эритроцитов.

Состав отработавших газов дизельных двигателей отличается от бензиновых. В дизельном двигателе происходит более полное сгорание топлива. При этом образуется меньше окиси углерода и несгоревших углеводородов. Но, вместе с этим, за счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота.

Кроме того, работа дизельных двигателей на определенных режимах характеризуется дымностью. Черный дым представляет собой продукт неполного сгорания и состоит из частиц углерода (сажи) размером 0.1–0.3 мкм. Белый дым, образующийся в основном при работе двигателя на холостом ходу, состоит, главным образом, из альдегидов, обладающих раздражающим действием, частичек испарившегося топлива и капелек воды. Голубой дым образуется при охлаждении на воздухе отработавших газов. Он состоит из капелек жидких углеводородов.

Особенностью отработавших газов дизельных двигателей является содержание канцерогенных полициклических ароматических углеводородов, среди которых наиболее вреден диоксин (циклический эфир) и бензапирен. Последний, так же как и свинец, относится к первому классу опасности загрязняющих веществ. Диоксины и близкие им соединения во много раз токсичнее таких ядов, как кураре и цианистый калий.

В отработавших газах обнаружен также акреолин (особенно при работе дизельных двигателей). Он имеет запах пригорелых жиров и при содержании более 0.004 мг/л вызывает раздражение верхних дыхательных путей, а также воспаление слизистой оболочки глаз.

Вещества, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, могут вызвать прогрессирующие поражения центральной нервной системы, печени, почек, мозга, половых органов, летаргию, синдром Паркинсона, пневмонию, эндемическую атаксию, подагру, бронхиальный рак, дерматиты, интоксикацию, аллергию, респираторные и другие заболевания. Вероятность возникновения заболеваний возрастает по мере увеличения времени воздействия вредных веществ и их концентрации.

Во всем мире большое внимание уделяется замене жидких нефтяных топлив сжиженным углеводородным газом (пропан-бутановая смесь) и сжатым природным газом (метаном), а также спиртосодержащими смесями.

Преимущества газового топлива – высокое октановое число и возможность применения нейтрализаторов. Однако при их использовании уменьшается мощность двигателя, а большая масса и габариты топливной аппаратуры снижают эксплуатационные показатели автомобиля. К недостаткам газообразных топлив относится также высокая чувствительность к регулировкам топливной аппаратуры. При неудовлетворительном качестве изготовления топливной аппаратуры и при низкой культуре эксплуатации токсичность отработавших газов двигателя, работающего на газовом топливе, может превышать значения бензинового варианта.

В странах с жарким климатом распространение получили автомобили с двигателями, работающими на спиртовых топливах (метаноле и этаноле). Применение спиртов снижает выброс вредных веществ на 20–25%. К недостаткам спиртовых топлив относится существенное ухудшение пусковых качеств двигателя и высокая коррозионная агрессивность и токсичность самого метанола. В России спиртовые топлива для автомобилей в настоящее время не применяются.

Все большее внимание как у нас в стране, так и за рубежом уделяется идее применения водорода. Перспективность этого топлива определяется его экологической чистотой (у автомобилей, работающих на данном топливе, выброс оксида углерода уменьшается в 30–50 раз, оксидов азота в 3–5 раз и углеводородов в 2–2.5 раза), неограниченностью и возобновляемостью сырьевых ресурсов. Однако внедрение водородного топлива сдерживается созданием энергоемких систем хранения водорода на борту автомобиля. Применяемые в настоящее время металлогидридные аккумуляторы, реакторы разложения метанола и другие системы очень сложны и дороги. Учитывая также трудности, связанные с требованиями компактного и безопасного образования и хранения водорода на борту автомобиля, автомобили с водородным двигателем какого-либо заметного практического применения пока не имеют.

В качестве альтернативы ДВС большой интерес представляют электрические силовые установки, использующие электрохимические источники энергии, аккумуляторные батареи и электрохимические генераторы. Электромобили отличаются хорошей приспособляемостью к переменным режимам городского движения, простотой технического обслуживания и экологической чистотой. Однако их практическое применение остается пока проблематичным. Во-первых, нет надежных, легких и достаточно энергоемких электрохимических источников тока. Во-вторых, перевод автомобильного парка на питание электрохимическими аккумуляторами приведет к расходованию огромного количества энергии наих подзарядку. Эта энергия в большинстве своем вырабатывается на тепловых электростанциях. При этом за счет многократной конвертации энергии (химическая – тепловая – электрическая – химическая – электрическая – механическая) общий КПД системы очень низкий и экологическое загрязнение районов вокруг электростанций многократно превысит нынешние значения.

Паровая турбина.

В современной технике так же широко применяют и другой тип теплового двигателя. В нём пар или нагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала. Такие двигатели называют турбинами.

В современных турбинах, для увеличения мощности применяют не один, а несколько дисков, насажанных на общий вал. Турбины применяют на тепловых электростанциях и на кораблях.

Наибольшее значение имеет использование тепловых двигателей на тепловых электростанциях, где они приводят в движение роторы генераторов электрического тока.

Бурное развитие энергетики в нашей стране осуществляется в тесном единстве с мероприятиями по охране окружающей среды. Последние необходимы потому, что в энергетических установках, например на электрических тепловых станциях, широко используют твердое, жидкое, газообразное топливо. Однако прежде чем сжигать топливо, нужно извлечь из него ценную промышленную продукцию. Поэтому разрабатывают и применяют такие энергетические процессы, которые позволяют комплексно перерабатывать и использовать топливо. Например, газ перед сжиганием подвергают термическому разложению, получая при этом ацетилен, этилен, водород, сажу, графит. Эти продукты используют в различных отраслях промышленности (например, графит- в электротехнической промышленности) для получения полезных изделий, а водород в качестве топлива, которое при сжигании не загрязняет природу.

При работе тепловых электрических станциях выделяется дым, образующийся в процессе сжигания топлива. В дыме содержатся продукты сгорания топлива (оксиды серы, углерода, сажа, углеводороды и т.п.), которые загрязняют атмосферу. Чтобы уменьшить степень загрязнения атмосферы, на электростанциях устанавливают золоуловители, а так же используют крупные агрегаты, в которых достигается практически полное сгорание топлива (КПД работы современных агрегатов достигает 95-99%).

Для примера на рисунке 2 показана схема переработки топлива в энергетическом комплексе на базе ТЭС. В данном случае совершается комплексная задача: использование топлива для получения пара, приводящего в действие турбогенератор (производство электрической энергии); получение водорода, серы и изделий из плавленого шлака; исключение выброса в атмосферу оксида серы и других вредных продуктов сгорания топлива. Достигается это следующим образом.

Конвертор и парогенератор связаны общими газо-, воздухо- и паропроводами и образуют единый энерготехнологический комплекс. Твердое топливо после дробления и разлома поступает одновременно в две камеры конвертора. Одна из них служит для сжигание топлива с целью нагревания воды и получения пара; продукты сгорания топлива в виде газов при температуре выше 1500 градусов из этой камеры поступают в парогенератор, где при сгорании выделяют в меньшим количестве продукты отхода. Такой двухступенчатый режим сжигания топлива снижает количество загрязняющих атмосферу оксидов азота. В другую камеру конвертора поступает пылевидное топливо путем его вдувание паром и горячим воздухом; в ней происходит конверсия (изменение, переработка) твердого топлива; из него получается газообразное топливо (газ конверсии), из которого в последующем выделяют водород (топливо, не дающие вредных отходов) и серу. Необходимая для этого процесса энергия выделяется горячей водой, нагреваемой в камере конвертора, в которой сжигается твердое топливо.

Для уменьшения степени загрязнения окружающей среды отходами различных промышленных предприятий широко применяют электрофильтры. Они служат главным образом для газов и воздуха от пыли. Рассмотрим устройство и принцип действия одного из электрофильтров. В камере располагают коронирующие и осадительные электроды. Коронирующие электроды сделаны из проволоки или металлической ленты, а осадительные – в виде металлических пластин или цилиндров.

На коронирующие электроды подают отрицательный потенциал до 100 кВ, а осадительные соединяют с положительным полюсом источника тока. При этом возникает коронный заряд, вследствие чего происходит направленное движение электронов и отрицательных ионов от коронирующих к осадительным электродам. Взвешенные в газе (воздухе) частицы пыли, двигаясь с небольшой скоростью в камере электрофильтра, адсорбируют ионы, заряжаются и начинают двигаться по направлению к осадительным электродам. Осевшая на осадительных электродах пыль удаляется путем встряхивание электродов или смыванием с помощью специальных приспособлений. Для питания электрофильтров используют специальную выпрямительную подстанцию, оборудованную средствами автоматической защиты от коротких замыканий.

На ТЭС, а также на многих предприятиях машиностроения, металлообработки, химической промышленности и других в большом количестве применяют воду для охлаждения оборудования, сырья, готовой продукции. В результате вода загрязняется механическими примесями и растворимыми химическими веществами. Сток такой воды в водоемы загрязняет их. Наиболее радикальный путь предотвращения загрязнения водоемов сточными водами - применение безотходной технологии, т.е. таких технологических процессов и мер, которые позволяют получать не только готовую продукцию, но и перерабатывать отходы производства и исключать сток загрязненной воды. Более успешно эта проблема решается при создании территориально-производственных комплексов.

РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Реактивный двигатель, двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги путём преобразования исходной энергии в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела; в результате истечения рабочего тела из сопла двигателя образуется реактивная сила в виде реакции (отдачи) струи, перемещающая в пространстве двигатель и конструктивно связанный с ним аппарат в сторону, противоположную истечению струи. В кинетическую (скоростную) энергию реактивной струи в Р. д. могут преобразовываться различные виды энергии (химическая, ядерная, электрическая, солнечная). Р. д. (двигатель прямой реакции) сочетает в себе собственно двигатель с движителем, т. е. обеспечивает собственное движение без участия промежуточных механизмов.

Для создания реактивной тяги, используемой Р. д., необходимы: источник исходной (первичной) энергии, которая превращается в кинетическую энергию реактивной струи;

рабочее тело, которое в виде реактивной струи выбрасывается из Р. д.; сам Р. д. - преобразователь энергии. Исходная энергия запасается на борту летательного или др. аппарата, оснащенного Р. д. (химическое горючее, ядерное топливо), или (в принципе) может поступать извне (энергия Солнца). Для получения рабочего тела в Р. д. может использоваться вещество, отбираемое из окружающей среды (например, воздух или вода);

вещество, находящееся в баках аппарата или непосредственно в камере Р. д.; смесь веществ, поступающих из окружающей среды и запасаемых на борту аппарата. В современных Р. д. в качестве первичной чаще всего используется химическая энергия. В этом случае рабочее тело представляет собой раскалённые газы - продукты сгорания химического топлива. При работе Р. д. химическая энергия сгорающих веществ преобразуется в тепловую энергию продуктов сгорания, а тепловая энергия горячих газов превращается в механическую энергию поступательного движения реактивной струи и, следовательно, аппарата, на котором установлен двигатель. Основной частью любого Р. д. является камера сгорания, в которой генерируется рабочее тело. Конечная часть камеры, служащая для ускорения рабочего тела и получения реактивной струи, называется реактивным соплом.

В зависимости от того, используется или нет при работе Р. д. окружающая среда, их подразделяют на 2 основных класса - воздушно-реактивные двигатели (ВРД) и ракетные двигатели (РД). Все ВРД - тепловые двигатели, рабочее тело которых образуется при реакции окисления горючего вещества кислородом воздуха. Поступающий из атмосферы воздух составляет основную массу рабочего тела ВРД. Т. о., аппарат с ВРД несёт на борту источник энергии (горючее), а большую часть рабочего тела черпает из окружающей среды. В отличие от ВРД все компоненты рабочего тела РД находятся на борту аппарата, оснащенного РД. Отсутствие движителя, взаимодействующего с окружающей средой, и наличие всех компонентов рабочего тела на борту аппарата делают РД единственно пригодным для работы в космосе. Существуют также комбинированные ракетные двигатели, представляющие собой как бы сочетание обоих основных типов.

Принцип реактивного движения известен очень давно. Родоначальником Р. д. можно считать шар Герона. Твёрдотопливные ракетные двигатели - пороховые ракеты появились в Китае в 10 в. н. э. На протяжении сотен лет такие ракеты применялись сначала на Востоке, а затем в Европе как фейерверочные, сигнальные, боевые. В 1903 К. Э. Циолковский в работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами» впервые в мире выдвинул основные положения теории жидкостных ракетных двигателей и предложил основные элементы устройства РД на жидком топливе. Первые советские жидкостные ракетные двигатели - ОРМ, ОРМ-1, ОРМ-2 были спроектированы В. П. Глушко и под его руководством созданы в 1930-31 в Газодинамической лаборатории (ГДЛ). В 1926 Р. Годдард произвёл запуск ракеты на жидком топливе. Впервые электротермический РД был создан и испытан Глушко в ГДЛ в 1929-33.

В 1939 в СССР состоялись испытания ракет с прямоточными воздушно-реактивными двигателями конструкции И. А. Меркулова. Первая схема турбореактивного двигателя? была предложена русским инженером Н. Герасимовым в 1909.

В 1939 на Кировском заводе в Ленинграде началась постройка турбореактивных двигателей конструкции А. М. Люльки. Испытаниям созданного двигателя помешала Великая Отечественная война 1941-45. В 1941 впервые был установлен на самолёт и испытан турбореактивный двигатель конструкции Ф. Уиттла (Великобритания). Большое значение для создания Р. д. имели теоретические работы русских учёных С. С. Неждановского, И. В. Мещерского, Н. Е. Жуковского, труды французского учёного Р. Эно-Пельтри, немецкого учёного Г. Оберта. Важным вкладом в создание ВРД была работа советского учёного Б. С. Стечкина «Теория воздушно-реактивного двигателя», опубликованная в 1929.

Р. д. имеют различное назначение и область их применения постоянно расширяется.

Наиболее широко Р. д. используются на летательных аппаратах различных типов.

Турбореактивными двигателями и двухконтурными турбореактивными двигателями оснащено большинство военных и гражданских самолётов во всём мире, их применяют на вертолётах. Эти Р. д. пригодны для полётов как с дозвуковыми, так и со сверхзвуковыми скоростями; их устанавливают также на самолётах-снарядах, сверхзвуковые турбореактивные двигатели могут использоваться на первых ступенях воздушно-космических самолётов. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели устанавливают на зенитных управляемых ракетах, крылатых ракетах, сверхзвуковых истребителях-перехватчиках. Дозвуковые прямоточные двигатели применяются на вертолётах (устанавливаются на концах лопастей несущего винта). Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели имеют небольшую тягу и предназначаются лишь для летательных аппаратов с дозвуковой скоростью. Во время 2-й мировой войны 1939-45 этими двигателями были оснащены самолёты-снаряды ФАУ-1.

РД в большинстве случаев используются на высокоскоростных летательных аппаратах.

Жидкостные ракетные двигатели применяются на ракетах-носителях космических летательных аппаратов и космических аппаратах в качестве маршевых, тормозных и управляющих двигателей, а также на управляемых баллистических ракетах. Твёрдотопливные ракетные двигатели используют в баллистических, зенитных, противотанковых и др. ракетах военного назначения, а также на ракетах-носителях и космических летательных аппаратах. Небольшие твёрдотопливные двигатели применяются в качестве ускорителей при взлёте самолётов. Электрические ракетные двигатели и ядерные ракетные двигатели могут использоваться на космических летательных аппаратах.

Окружающая среда

Тепловые двигатели (в том числе и реактивный) – необходимый атрибут современной цивилизации. С их помощью вырабатывается ≈ 80% электроэнергии. Без тепловых двигателей невозможно представить современный транспорт. В тоже время повсеместное использование тепловых двигателей связано с отрицательным воздействием на окружающую среду.

Сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа, способного поглощать тепловое инфракрасное (ИК) излучение поверхности Земли. Рост концентрации углекислого газа в атмосфере, увеличивая поглощение ИК – излучения, приводит к повышению её температуры (парниковый эффект). Ежегодно температура атмосферы Земли повышается на 0,05 єС. Этот эффект может создать угрозу таяния ледников и катастрофического повышения уровня Мирового океана.

Продукты сгорания топлива существенно загрязняют окружающую среду.

Углеводороды, вступая в реакцию с озоном, находящимся в атмосфере, образуют химические соединения, неблагоприятно воздействующие на жизнедеятельность растений, животных и человека.

Потребление кислорода при горении топлива уменьшает его содержание в атмосфере.

Для охраны окружающей среды широко использует очистные сооружения, препятствующие выбросу в атмосферу вредных веществ, резко ограничивают использование соединений тяжелых металлов, добавляемых в топливо, разрабатывают

Двигатели, использующие водород в качестве горючего (выхлопные газы состоят из безвредных паров воды), создают электромобили и автомобили, использующие солнечную энергию.

Выбросы вредных веществ в атмосферу- не единственная сторона воздействия энергетики на природу. Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенному повышению средней температуры на земле. Одно из направлений, связанное с охраной окружающей среды, это увеличение эффективности использования энергии, борьба за её экономию.

Транспортное средство является техническим устройством, цель которого - перевозка людей или груза на дальние расстояния. Сегодня в мире насчитывается более десятка тысяч таких устройств. Поэтому, чтобы различать один транспорт от другого, людьми была придумана стандартная классификация, благодаря которой все виды транспортных средств можно условно разделить по их назначению, используемой энергии и среде перемещения.

Основные виды транспортных средств

Как и было сказано выше, в зависимости от определенных признаков все виды транспортных средств можно поделить на три основные группы:

• по назначению;
• по используемой энергии;
• по среде перемещения.

Так как вышеупомянутые виды транспортных средств имеют свою классификацию, особенности и различаются друг от друга по определенным признакам, то их можно рассмотреть более подробно.

Виды транспорта по назначению

Под назначением подразумевается та сфера, в которой конкретный вид транспорта используется чаще всего. То есть это могут быть транспортные средства:

• Специального пользования. К таковым относится военный (бронеавтомобили, танки) и технологический транспорт (путевые машины).
• Общего пользования. К этой категории относятся все виды водного, воздушного и наземного транспорта, используемые в сфере торговли и предоставления услуг. Например, грузовик, который перевозит товары, уже является транспортом, подходящим к категории общего пользования.
• Индивидуального пользования, т. е. те транспортные средства, которыми человек пользуется лично. Самый распространенный индивидуальный транспорт - это личный автомобиль или мотоцикл.

Кроме того, существует еще отдельная подкатегория транспорта общего пользования. К таковой относится городской (общественный) транспорт, т. е. тот который перевозит пассажиров по определенным маршрутам, согласно расписанию и за определенную плату. Это могут быть автобусы, трамваи, троллейбусы и т. д.

Виды транспорта по используемой энергии

В зависимости от используемой энергии, бывают транспортные средства:

• Приводимые в движение ветряной силой, например, парусные судна (парусники).
• Приводимые в движение мускульной силой (движимые человеком или животным). Самый распространенный транспорт, движимый человеком, - это велосипед, который приводится в движение ножными педалями. Кроме того, существуют менее используемые в повседневной жизни небольшие гребные суда и веломобили, которые движутся также при помощи силы человека. О транспортных средствах, движимых животными, более подробно написано ниже под соответствующим заголовком.
• С личным двигателем. Этот вид, в свою очередь, делится на транспорт с тепловым и электронным двигателем.

Транспорт с тепловым двигателем - механическое транспортное средство, которое работает за счет превращения тепла в энергию, необходимую для передвижения. Источником тепла в таких двигателях может быть, например, органическое топливо. Один из самых известных представителей транспорта с тепловым двигателем - паровоз, который приводится в движение за счет обработки (растопки) угля.

Электронным считается тот транспорт, двигатель которого приводится в работу за счет энергии электричества. Основными транспортными средствами подобного типа являются трамваи, фуникулеры, монорельсы, электромобили и электроходы.

Виды транспорта по среде перемещения

В зависимости от среды перемещения транспорт может быть:

• наземным (автомобильный, железнодорожный, велосипедный, трубопроводный, а также транспорт, движимый животными);
• воздушным (авиационные и аппараты воздухоплавания);
• водным (надводные и подводные суда);
• космическим (аппараты и машины, движущиеся по безвоздушным путям);
• иного вида.

К прочим видам транспорта относятся стационарные подъемники (лифты), элеваторы, канатные дороги и т. д.

Наземный транспорт

Существуют различные наземные транспортные средства, которые подразделяются по ряду признаков:

• По виду движителя есть гусеничный (некоторые виды танков, тракторов и кранов), колесный (автомобили, велосипеды, мопеды, мотоциклы), а также наземный транспорт, который приводят в движение животные.
• По количеству колес бывают: моноциклы (одноколесные транспортные средства), бициклы (двухколесные), трициклы (трехколесные) и квадроциклы (четырехколесный транспорт).
• По типу видов дорог бывают железнодорожные и безрельсовые транспортные средства. К железнодорожному транспорту относится любое транспортное средство, которое перевозит груз и пассажиров по рельсовым путям. То есть, это могут быть локомотивы, вагоны, трамваи, монорельсы и эстакадный транспорт. К безрельсовому относится любой наземный транспорт, в том числе и автотранспорт, который передвигается по суше.

Автомобильные транспортные средства

Самым популярным и распространенным видом наземных транспортных средств считается автомобильный транспорт. К автомобильному относятся все виды средств, при помощи которых выполняется перевозка груза и пассажиров по безрельсовым путям. Многие автомобили предназначаются не только для перевозки на короткие, но и на дальние расстояния, особенно, в тех случаях, когда невозможно доставить пассажиров, продукты или материалы другим способом.

Весь автомобильный транспорт делится:

• На гоночные машины, которые, чаще всего, используют в автомобильных и спринтерских заездах (дрэг-рейсинг, авто-слалом и др.). К таковым относятся, например, монопосты - одноместные автомобили с открытыми колесами, использующиеся в гонках «Формулы-1».
• На транспортные автомобили, которые служат лишь для перевозки груза и пассажиров. В зависимости от цели назначения, они бывают легковыми (автомобили личного пользования), грузовыми (автомобили-фургоны, тягачи, др.) и перевозными (автобусы, маршрутные такси и т. д.).
• На специальные машины, которые, помимо всего прочего, оснащены дополнительным оборудованием, предназначенным для тех или иных целей. К таковым относятся, например, машины скорой помощи или пожарные автомобили.

Транспортные средства, движимые животными

Использовать животных в качестве средств передвижения люди научились тогда, когда других видов наземного транспорта еще не существовало. Хоть уже прошли года, появились современные транспортные средства, многие все равно предпочитают прокатиться верхом на коне или запрячь животное в повозку, чтобы транспортировать какой-либо груз.

К транспорту, движимому животными, относится:

• Гужевой транспорт. В качестве транспортных средств для перемещения груза и пассажиров на повозках, телегах, людьми в основном используются лошади, собаки, верблюды, буйволы, слоны и другие млекопитающие, которых можно приручить и обучить транспортировке.
• Вьючный транспорт. Само название вьючного транспорта походит от упаковочной поклажи (вьюка), которую крепят на спину животного. Подобное транспортное средство используется в тех случаях, когда гужевой транспорт является нецелесообразным, например, в горных районах, где слишком крутые склоны и узкие дороги, что значительно затрудняет передвижение повозок и телег. Помимо горных районов, вьючных животных используют в сельской и болотистой местности, а также в пустынях или в северных регионах, где присутствуют плохие дороги или их практически нет.
• Верховой транспорт, который предназначен как для перевозки пассажиров, так и для участия в специальных спортивных соревнованиях и состязаниях. В основном к верховому транспорту относятся лошади, верблюды и слоны.

Трубопроводные транспортные средства

Основной целью трубопроводных транспортных средств является только транспортировка грузов (химических веществ, жидких и газообразных продуктов) по специальным каналам (трубам). Этот вид наземного транспорта является самым дешевым и популярным, аналогов которому в мире не существует. Например, на территории РФ, трубопроводы используются для транспортировки более 95% добываемой нефти.

Помимо дешевизны, трубопроводный транспорт имеет и другие достоинства:

• быстрая перевозка груза;
• низкая себестоимость транспортировки;
• отсутствие потерь груза во время доставки;
• трубопроводы можно прокладывать где и как угодно (не считая воздушных путей).

Основные виды трубопроводных транспортных средств: канализация, водопровод, мусоропровод и пневматический транспорт (пневмопочта).

Воздушный транспорт

Самолеты появились в начале XX века и быстро завоевали популярность во всем мире. К этому виду транспорта относятся также вертолеты, дирижабли, аэробусы, аэропланы. Это один из самых быстрых, но дорогих видов транспортных средств, который предназначается для пассажирских и грузовых перевозок на дальние расстояния (более 1 тыс. км) по воздуху. Кроме того, есть самолеты и вертолеты, которые выполняют служебные функции (например, тушат пожары, распыляют над полями инсектициды, санитарная авиация и пр.). Обычно воздушным транспортом пользуются туристы и бизнесмены, желающие быстрее попасть в другую страну или даже на другой континент. Этими транспортными средствами перевозят габаритные и тяжелые вещи, продукты с малым сроком годности, а также ценные предметы.

Хоть этот вид транспорта и является шумным, дорогостоящим удовольствием, но он незаменим для научных экспедиций, которые отправляются на дальние континенты или в другие труднодоступные места, куда сложно или невозможно добраться иным способом.

Водный транспорт

Это один из классических видов транспортных средств. Такой транспорт предназначается для перевозок по искусственным (водохранилища, каналы) и природным (озера, реки, моря и др.) водным путям.

В отличие от воздушного, водный транспорт является одним из самых дешевых после трубопроводного. Именно поэтому подобными транспортными средствами перевозиться практически все: начиная от стройматериалов и заканчивая полезными ископаемыми. А такие плавсредства, как, например, паромы, способны даже перевозить другой транспорт.

Но вот пассажирских перевозок в последнее время стало значительно меньше. Это обосновано довольно низкой скоростью, с которой суда движутся от одного морского порта к другому.

Основные виды транспортных средств, движущиеся по водным путям: надводные (лодки, катера, лайнеры, корабли) и подводные суда.

Космический транспорт (космический аппарат)

Космический транспорт (космический аппарат) - механическое транспортное средство, предназначенное для перевозки грузов и пассажиров по безвоздушному пространству (в космосе). Разумеется, говоря о перевозке людей, подразумевается то, что они являются одновременно и пассажирами, и экипажем, управляющим космическим аппаратом. В основном же такой транспорт предназначен для более специфических целей. Например, космические станции предназначены для различных исследований рельефа, океанов и атмосферы, которые нельзя провести на Земле, а спутники позволяют людям смотреть международные телевизионные программы и делать прогнозы погоды метеорологам. Кроме того, некоторые космические аппараты используются в военных целях (слежка за зонами боевых действий, разведка деятельности других стран, обнаружение приближающихся космических объектов и т. д.).

Из основного космического транспорта можно выделить: спутники, космические корабли, орбитальные и межпланетные станции, планетоходы.

Общественный (коммунальный) транспорт - разновидность пассажирского транспорта как отрасли, предоставляющей услуги по перевозке людей по маршрутам , которые перевозчик заранее устанавливает, доводя до общего сведения способ доставки (транспортное средство), размер и форму оплаты , гарантируя регулярность (повторяемость движения по завершении производственного цикла перевозки), а также неизменяемость маршрута по требованию пассажиров .

Критерии

Отличие общественного транспорта от других видов и способов перевозок пассажиров:

• доступность услуги по перевозке широчайшим слоям населения, без каких-либо классовых, профессиональных и других ограничений социального типа, на основании одного только требования, выполняемого перевозчиком при наличии посадочных мест на единственном условии оплаты этой услуги по установленным тарифам.
• платность услуги, не исключающая возможной дифференциации тарифа по критерию возраста пассажира
• возвратный характер перемещения, его регулярная и интенсивная повторяемость для большинства пассажиров соответствующего маршрута на протяжении длительного времени.
• отсутствие институциональных посредников в приобретении услуги по перевозке (индивидуальный и прямой характер акта покупки проездных документов)
• в современном мире - обязательное участие местных властей в регулировании этим сектором, координации и надзора за деятельностью перевозчиков - исполнителей услуги по перевозке
• достаточная вместимость транспортного средства (массовость услуги), предполагающая возможность совместного его использования одновременно двум и более независимым друг от друга пассажирам (этот критерий исключает поездки на извозчиках, такси и рикшах).

На практике, при рассмотрении работы общественного транспорта с позиции той или иной разновидности транспортных средств (автобусы, троллейбусы, трамваи, метро, паромы, суда и пр.) в числе их пассажиров часто оказывается известная доля туристов, совершающих поездки сверх программы оплаченного ими тура, а также военных и других категорий граждан, поездки которых являются бесплатными в силу местных законов. Тем не менее, маршрутный автобус не теряет своей принадлежности к общественному транспорту даже, если в какой-то момент он окажется на 100 % заполнен солдатами, едущими в баню под командой прапорщика. Верно и обратное: автобус, принадлежащий воинской части, не становится общественным транспортом только в силу разрешения собственника на посадку в него гражданских лиц.

Следует отметить также существование неофициального общественного транспорта, когда юридически маршрут или рейс маршрута не существуют, но водители или специально уполномоченные лица собирают пассажиров в определённых точках. Согласно российскому законодательству подобные перевозки, если они платные, являются незаконным бизнесом, и наказываются штрафом или лишением свободы. По форме предоставления услуги такая деятельность тоже относится к общественному транспорту, так как пассажиры набираются из всех желающих, и чаще всего есть движение по определённому маршруту (например город А возле автобусного вокзала - город Б возле автобусного вокзала)

Паромы становятся средствами предоставления услуг общественного транспорта как непосредственно, так и при доставке пассажирских вагонов и/или автотранспортных средств, пассажиры которых подпадают под контингент клиентов общественного транспорта, т. е осуществляют свои возвратные поездки регулярно и как правило в связи с производственной деятельностью, а не в порядке туризма или эмиграции. Те же критерии отнесения к общественному транспорту применяются и к перевозкам пассажиров на грузопассажирских судах.

Гораздо реже в роли междугородного общественного транспорта выступают троллейбус (междугородная линия в Крыму , междугородный автобус № 284 Саратов - Энгельс , троллейбусная линия между городами Бендеры и Тирасполем) и трамвай (64-километровая линия вдоль бельгийского побережья).

В городах с крутыми склонами иногда устраивается специализированный транспорт - фуникулёры , лифты , эскалаторы . Эскалаторы и лифты также устанавливаются в подземных и надземных пешеходных переходах. В горных условиях, а также для преодоления водных преград применяются канатные дороги ; этот вид транспорта редко применяется в городах.

Встречаются использующиеся в пределах городов неэкскурсионные суда (речные трамвайчики), также относящиеся к общественному транспорту. В России и других странах с холодной зимой их широкому использованию мешает замерзание водоёмов.

История

Первой разновидностью пассажирского транспорта, определяемого по критериям регулярности движения по заранее известному маршруту, без ограничений на статус пассажиров, был водный транспорт - перевозы через реки. Удовлетворение условиям последнего фильтра, условия платности, стало возможным с появлением в VIII веке до н. э. денег . Деньги возникли в Эгейской цивилизации , и не случайно именно в греческой мифологии возникает Харон - лодочник (паромщик, перевозчик), переправляющий пассажиров через реку за деньги . За этим мифом, породившим у эллинов традицию класть покойникам монету под язык, стоит конкретная практика из мира живых: рассеянность эллинов по многочисленным островам Архипелага создавала этому весомую природную предпосылку.

Экономической предпосылкой возникновения общественного транспорта как отрасли является возникновение рынка лично свободной рабочей силы , дополняемое фактором урбанизации . В доклассовых государствах каждый общинник по определению, с одной стороны, имел личный транспорт, а с другой - не испытывал необходимости в регулярных дальних перемещениях «налегке». В античности владение собственным выездом или хотя бы конём становится привилегией класса господ, но и здесь натуральное хозяйство вкупе с закрепощением крестьян освобождает эксплуатируемых от потребности в чужих платных услугах по регулярным перемещениям самих себя к месту приложения своей рабочей силы и обратно.

Ответ на вопрос о наличии общественного транспорта в древних Вавилоне, Александрии, Риме, а позже и Константинополе, которые разрастались до миллионного или приближающегося к тому населения, скорее всего отрицательный. С одной стороны, этому нет исторических свидетельств. С другой, основную массу населения этих «мегаполисов » составляли, помимо рабов и воинов, мелкие и средние ремесленники, дополнительная рабочая сила которых (если таковая требовалась) селилась в пределах пешей доступности. Кроме того, сам уровень развития производительных сил в те эпохи был недостаточен для того, чтобы выделить из общего объёма производимых благ известную часть на «прокормление» общественного транспорта, как особой непроизводственной отрасли.

Общественный транспорт получил широчайшее развитие в XIX и первой половине XX века. Однако в 1930-х - 1960-x годах во многих странах происходил процесс свёртывания общественного транспорта из-за конкуренции с личными легковыми автомобилями, становившимися всё более доступными широкой публике. Во многих городах были полностью ликвидированы трамваи . Они были национализированы как государственная компания British Rail в 1947 году, однако были вновь приватизированы в 1990-х годов .

Личный автомобиль обычно обеспечивает гораздо бо́льшую скорость поездки «от двери до двери» при высоком комфорте, однако автомобилизация порождает множество проблем. Города (в особенности старые города, исторические ядра которых развивались в доавтомобильную эпоху) страдают от перегрузки улиц и нехватки мест для стоянки автомобилей; напряжённое автомобильное движение создаёт сильный шум и загрязнение воздуха. Обеспечение подвижности автомобилизированного населения требует больших общественных затрат.

Существуют различные взгляды на взаимоотношения общественного и индивидуального транспорта:

• Крайняя «автомобильная» точка зрения предполагает тотальную автомобилизацию населения и полное искоренение общественного транспорта как ненужного и создающего помехи в движении индивидуального транспорта. Решение проблем автомобилизации видится в экстенсивном пути развития дорожных сетей, внедрении новых более экономичных и «чистых» двигателей и топлив. Однако на практике огромные общественные затраты (как прямые на строительство и содержание дорог, так и косвенные вследствие роста загрязнений, утери природных комплексов и т. п.) сдерживают движение по этому пути. Следует отметить, что полная автомобилизация невозможна по причине того, что многие люди физически или психически не способны управлять транспортными средствами. Регулярные поездки на таксомоторах для большинства жителей слишком дороги, езду автостопом не все признают, так как некоторые личности его стесняются.
• Крайняя «антиавтомобильная» точка зрения полагает индивидуальный автомобиль безусловным злом. Решение транспортных проблем общества видится в развитии сетей общественного транспорта, предоставляющий членам общества уровень подвижности и комфорта, сравнимый с индивидуальным транспортом. Однако на практике достижение высокого уровня комфорта оказывается проблематичным, в особенности в местностях с низкой плотностью населения.

В настоящее время в транспортном планировании обычно избегают обеих крайностей, признавая ценностью как удобство пассажиров, так и социальное и природное равновесие. Таким образом, в зонах низкой плотности расселения предусматриваются условия для широкой автомобилизации, а в более плотно населённых городах предпочтительным способом передвижения считается общественный транспорт. Широко применяются решения, позволяющие смешанные режимы передвижения (например, перехватывающие парковки). Условия каждого отдельного общества (политический строй, экономическая ситуация, стереотипы поведения, система расселения) определяют, к какой крайней точке зрения при этом оказываются смещены акценты.

В современной России, в силу экономической ситуации и менталитета определённых социальных слоёв (прежде всего - работающих в системе общественных перевозок), у большинства населения (в том числе и у тех, кто не имеет возможности иметь собственный автомобиль и заинтересован в общественном транспорте) сформировалось стойкое недовольство общественным транспортом - состоянием подвижного состава, качеством предоставления услуги. Причинами такого отношения являются:

• Некоторые водители и кондукторы не ценят мнение пассажиров о предоставляемой услуге, не воспринимают пассажиров как источник своего дохода, хотя, вроде бы, данный факт является очевидным. Причиной, прежде всего, является то, что проявление грубости и неуважения к отдельно взятому пассажиру не скажется на бизнесе в целом, так как остальные пассажиры все равно будут пользоваться их транспортом;
• Некоторые владельцы данного бизнеса решают свои интересы, игнорируя интересы пассажиров: транспорт ходит преимущественно в часы пик, рано уходит с маршрутов, простаивает на конечных до полной загрузки, игнорируя расписание, водителю владельцем ставится предельно короткое время на путь от конечной до конечной, вследствие чего водители едут с превышением скорости и нарушая ПДД и т. д.;
• многие пассажиры сами культивируют такое отношение к ним молчанием и нежеланием ввязываться в споры и в отстаивание своих прав;
• В некоторых транспортных хозяйствах транспорт изношен и его владельцы с нежеланием его ремонтируют; салоны не поддерживаются в аккуратном состоянии: протёртые сиденья не заменяются, стекла и стены не моются месяцами;
• нередки случаи, когда данный бизнес контролируется ОПГ либо правоохранительными структурами, вследствие чего попытки воздействия властей и общества остаются безрезультатными.

Неподвижная инфраструктура общественного транспорта

Помимо транспортных средств используются неподвижные инженерные сооружения:

• Здания депо, парков, ремонтных мастерских, сборочных и ремонтных предприятий;
• Дорожное и рельсовое полотно;
• Устройства снабжения топливом;
• Устройство электроснабжения;
• Здания предприятий эксплуатации дорожных и автодорожных хозяйств, электрических станций и подстанций, заправочных станций, складов топлива и запасных частей;
• Мосты;
• Тоннели;
• Здания диспетчерских и административные здания;
• Здания устройства и конструкции для устройств автоматики, телемеханики, связи, электроснабжения, набора топлива, воды, смазки;
• Комнаты отдыха водителей, лётчиков, рулевых, машинистов, матросов;
• Стенды, тумбы, афиши с вывешенными расписаниями, электронными табло, часами;
• Здания и конструкции для ожидания транспорта. От навеса от дождя до крупных зданий - вокзалов. Следует отметить, что слово вокзал зачастую относится железнодорожному транспорту, для других видов транспорта используются изменённые термины - автовокзал, аэровокзал, речной вокзал, морской вокзал. Некоторые хозяйства автобусного транспорта называют свои автовокзалы автостанциями. В России намного более популярен термин аэропорт вместо аэровокзал, и порт вместо морской вокзал. Речной вокзал часто называют также речной порт или пристань. На вокзалах (назовём обобщённо для всех видов транспорта) могут иметься места для сидения, комнаты длительного отдыха со спальными местами для пассажиров, буфеты, туалеты, душевые, объекты торговли, парикмахерские, отделения почтовой телефонной телеграфной связи для пассажиров.