Сегодня создаются роботы, способные выполнять многие функции, свойственные человеку. Прежде всего, речь идет об автоматах, запрограммированных на выполнение ряда механических операций, требующих, однако, некоторых интеллектуальных усилий. Так, в Таиланде разработали модель первого в мире робота-охранника. Управление машиной осуществляется с помощью пароля через… Интернет. Устройство оборудовано видеокамерами слежения и сенсорными датчиками, способными реагировать на движущиеся предметы и перепады температуры. Кроме того, робот снабжен огнестрельным оружием, которое может применить в случае необходимости. Разумеется, все действия металлического охранника зависят от команд оператора.
А в США робот заменяет медсестру. Механический ассистент по имени Лил Джеф работает в нью-йоркском госпитале «Гора Синай». В его обязанности входит разносить и подавать врачам инструменты. Специальное навигационное устройство позволяет Джефу двигаться в правильном направлении. Умеет он и разговаривать, хотя в его лексиконе всего несколько фраз — «Спасибо», «Возьмите, пожалуйста, инструменты». Если же в его механизме возникает неполадка, он кричит: «Я застрял, вызовите оператора!»
Оригинального робота изобрел американский ученый Стюарт Вилкинсон. Автомат заряжается энергией благодаря… пище. Он состоит из трех контейнеров, управляемых двигателем, внутри которого находится микробиологическая среда из бактерий. Перерабатывая пищу, бактерии выделяют тепловую энергию, преобразующуюся в электричество. Чем больше в продуктах белков и углеводов, тем больше выделяется энергии. Сам Вилкинсон во время экспериментов «кормил» робота сахаром, но мясо, по его мнению, будет способствовать более эффективной работе. Кстати, робот, от «рождения» носящий имя Gastronome, при демонстрации получил кличку Ням-Ням. Зрителей же, собравшихся на показ, больше всего интересовал вопрос: не может ли машина этого класса оказаться опасной для человека? Что, если, исчерпав запас энергии, она вздумает полакомиться оператором?
Действительность превосходит самые смелые ожидания фантастов: у роботов и впрямь все как у людей. Даже размножение! В США создана компьютерная система, способная без вмешательства человека воспроизводить роботов. Авторы изобретения — Ход Липсон и Джордан Поплак из Массачусетского технологического института. Задача системы — воспроизвести простейшую модель механизма, способного горизонтально перемешаться в пространстве. На начальном этапе компьютер разрабатывает тысячи виртуальных проектов, имитирующих процессы эволюции растительного и животного мира, затем выбирает оптимальный вариант и необходимые компоненты. Информация передается на автоматическую установку, занимающуюся непосредственно сборкой механизма.
А в США робот заменяет медсестру. Механический ассистент по имени Лил Джеф работает в нью-йоркском госпитале «Гора Синай». В его обязанности входит разносить и подавать врачам инструменты. Специальное навигационное устройство позволяет Джефу двигаться в правильном направлении. Умеет он и разговаривать, хотя в его лексиконе всего несколько фраз — «Спасибо», «Возьмите, пожалуйста, инструменты». Если же в его механизме возникает неполадка, он кричит: «Я застрял, вызовите оператора!»
Оригинального робота изобрел американский ученый Стюарт Вилкинсон. Автомат заряжается энергией благодаря… пище. Он состоит из трех контейнеров, управляемых двигателем, внутри которого находится микробиологическая среда из бактерий. Перерабатывая пищу, бактерии выделяют тепловую энергию, преобразующуюся в электричество. Чем больше в продуктах белков и углеводов, тем больше выделяется энергии. Сам Вилкинсон во время экспериментов «кормил» робота сахаром, но мясо, по его мнению, будет способствовать более эффективной работе. Кстати, робот, от «рождения» носящий имя Gastronome, при демонстрации получил кличку Ням-Ням. Зрителей же, собравшихся на показ, больше всего интересовал вопрос: не может ли машина этого класса оказаться опасной для человека? Что, если, исчерпав запас энергии, она вздумает полакомиться оператором?
Действительность превосходит самые смелые ожидания фантастов: у роботов и впрямь все как у людей. Даже размножение! В США создана компьютерная система, способная без вмешательства человека воспроизводить роботов. Авторы изобретения — Ход Липсон и Джордан Поплак из Массачусетского технологического института. Задача системы — воспроизвести простейшую модель механизма, способного горизонтально перемешаться в пространстве. На начальном этапе компьютер разрабатывает тысячи виртуальных проектов, имитирующих процессы эволюции растительного и животного мира, затем выбирает оптимальный вариант и необходимые компоненты. Информация передается на автоматическую установку, занимающуюся непосредственно сборкой механизма.
Первые самоходные двухколесные экипажи почти одновременно создали француз Луи-Гийом Перро и американец Сильвестр Роупер в 1869 году. Это были деревянные велосипеды с легкой паровой машиной. Желающих оснастить «бицикл» паровым двигателем хватало. Например, по чертежам Л. Коупленда фирма «Норторп» в 1880-е годы изготовила около 200 двух- и трехколесных паровых велосипедов.
В 1885 году немецкий инженер Готлиб Даймлер сконструировал компактный двигатель внутреннего сгорания и для демонстрации его в действии установил на деревянный велосипед. Мелкосерийное производство аналогичных самоходов в Германии освоили братья Генрих и Вильгельм Хильдебранды совместно с Алоисом Вольфмюллером. Они впервые применили на двухколесном экипаже пневматические шины и двухцилиндровый двигатель, назвав новинку мотоциклом (от латинского «мотор» — «приводящий в движение» и греческого «циклос» — «колесо»), то есть моторизованным велосипедом.
Всемирное признание к мотоциклам пришло в 1895 году, когда французские изобретатели Альбер де Дион и Жорж Бутон создали очень легкий одноцилиндровый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, установив его на специально спроектированную трехколесную конструкцию. Получился трицикл «Де Дион-Бутон». По лицензии этой фирмы и зачастую с ее моторами трициклы строили во многих странах. В России в конце XIX – начале XX века они выпускались в течение десяти лет.
В 1897 году русские журналисты Евгений и Михаил Вернеры освоили во Франции изготовление велосипедов с легким моторчиком, закрепленным над передним колесом, с приводом на него через ременную передачу. В 1898 году на мотоциклах чешской фирмы «Лаурин-Клемент» двигатель внутреннего сгорания расположили, как на самоходе Даймлера. Это взяли на вооружение другие конструкторы при создании новых моделей. Среди пионеров мотоциклостроения были заводы «Нортон» (Англия), «Пежо» (Франция), НСУ (Германия), «Лейтнер» (Россия), «Харлей-Дэвидсон» (США), «Ямаха» (Япония).
В 1885 году немецкий инженер Готлиб Даймлер сконструировал компактный двигатель внутреннего сгорания и для демонстрации его в действии установил на деревянный велосипед. Мелкосерийное производство аналогичных самоходов в Германии освоили братья Генрих и Вильгельм Хильдебранды совместно с Алоисом Вольфмюллером. Они впервые применили на двухколесном экипаже пневматические шины и двухцилиндровый двигатель, назвав новинку мотоциклом (от латинского «мотор» — «приводящий в движение» и греческого «циклос» — «колесо»), то есть моторизованным велосипедом.
Всемирное признание к мотоциклам пришло в 1895 году, когда французские изобретатели Альбер де Дион и Жорж Бутон создали очень легкий одноцилиндровый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, установив его на специально спроектированную трехколесную конструкцию. Получился трицикл «Де Дион-Бутон». По лицензии этой фирмы и зачастую с ее моторами трициклы строили во многих странах. В России в конце XIX – начале XX века они выпускались в течение десяти лет.
В 1897 году русские журналисты Евгений и Михаил Вернеры освоили во Франции изготовление велосипедов с легким моторчиком, закрепленным над передним колесом, с приводом на него через ременную передачу. В 1898 году на мотоциклах чешской фирмы «Лаурин-Клемент» двигатель внутреннего сгорания расположили, как на самоходе Даймлера. Это взяли на вооружение другие конструкторы при создании новых моделей. Среди пионеров мотоциклостроения были заводы «Нортон» (Англия), «Пежо» (Франция), НСУ (Германия), «Лейтнер» (Россия), «Харлей-Дэвидсон» (США), «Ямаха» (Япония).
По сравнению с другими видами транспорта у велосипеда есть неоспоримые преимущества. Он и дешев, и не нуждается в топливе, и не загрязняет атмосферу. А еще он очень маневрен и мобилен, что особенно важно для крупных городов, где частые пробки. И еще один бесспорный плюс: езда на велосипеде — хорошая физическая нагрузка, эффективное средство борьбы с гиподинамией — малоподвижным образом жизни. Все это способствует неуклонному росту популярности велосипеда в самых разных странах. В Голландии, например, на 14 миллионов жителей приходится около 10 миллионов велосипедов.
Прообраз современного велосипеда — селерифер (дословно «производитель скорости») впервые появился во Франции в 1791 году. Это изобретение графа Меде де Сиврака мало напоминало сегодняшнюю модель: двухколесный самокат с деревянной рамой без педалей и руля. Переднее колесо не поворачивалось, а потому ехали на нем только по прямой, отталкиваясь от земли ногами.
В 1792 году немецкий офицер, камергер и лесничий князя Баденского Карл Фридрих Дрез оснастил селерифер управляемым передним колесом.
Первый велосипед с педалями и рулем был построен в России крепостным кузнецом Артамоновым. Именно на нем первый велосипедист прикатил от Верхотурья на Урале в Москву. Толпа людей, собравшихся на Ходынском поле, с изумлением наблюдала за удивительной двухколесной тележкой Артамонова. Судьба тележки Артамонова оказалась печальной: она была присоединена к царской коллекции редкостей и вскоре забыта.
Француз Динер взял в 1818 году патент на «дрезину» в своей стране, впервые назвав ее «велосипедом», то есть «быстроногим» (от латинских слов «velox» — быстрый и «pedis» — нога).
Прообраз современного велосипеда — селерифер (дословно «производитель скорости») впервые появился во Франции в 1791 году. Это изобретение графа Меде де Сиврака мало напоминало сегодняшнюю модель: двухколесный самокат с деревянной рамой без педалей и руля. Переднее колесо не поворачивалось, а потому ехали на нем только по прямой, отталкиваясь от земли ногами.
В 1792 году немецкий офицер, камергер и лесничий князя Баденского Карл Фридрих Дрез оснастил селерифер управляемым передним колесом.
Первый велосипед с педалями и рулем был построен в России крепостным кузнецом Артамоновым. Именно на нем первый велосипедист прикатил от Верхотурья на Урале в Москву. Толпа людей, собравшихся на Ходынском поле, с изумлением наблюдала за удивительной двухколесной тележкой Артамонова. Судьба тележки Артамонова оказалась печальной: она была присоединена к царской коллекции редкостей и вскоре забыта.
Француз Динер взял в 1818 году патент на «дрезину» в своей стране, впервые назвав ее «велосипедом», то есть «быстроногим» (от латинских слов «velox» — быстрый и «pedis» — нога).
21 августа 1991 года Эл Тиг разогнал по солончаковой равнине Бонневил (Юта, США) автомобиль собственной конструкции «Спид-О-Мотив Спирит оф 76» до 684,322 километров в час. Это на сегодняшний день рекорд скорости для автомобилей с колесным приводом.
До сих пор некоторые люди считают, что колесный привод себя не исчерпал и последнее слово он еще скажет, и вообще нет предела совершенству. Но, в любом случае, надо признать: им не сравняться по скорости с реактивными автомобилями.
Сам по себе реактивный наземный транспорт потенциально вполне безопасен, но… смотря при какой скорости. По теории, любой объект, превысивший скорость 330 метров в секунду (1188 километров в час) при стандартных условиях (то есть на уровне моря при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении) генерирует мощные механические колебания. Последние, естественно, достигают земли под автомобилем, затем отраженные от нее волны переменного давления ударяют в его днище…
В 1979-м Стан Барретт промчался с околозвуковой скоростью на своем Budweiser Rocket по полигону военно-воздушной базы Эдвардс. Согласно официальному отчету, задние колеса буквально отскакивали от земли и Барретта вытряхнуло из сиденья задолго до конца пробега.
Новое поколение сверхзвуковых автомобилей скорее напоминает эскадрон небольших самолетов-истребителей. Вышеупомянутая механическая вибрация гасится трубчатым фюзеляжем, а элероны не дают машине покинуть землю.
В 1983 году англичанин Ричард Нобл на реактивном Trust II официально установил наземный мировой рекорд скорости: 1019,26 километра в час. От заветного предела — скорости звука — его отделяли какие-то 169 километров в час! Но прошло пятнадцать лет, когда наконец-то мечта многих гонщиков сбылась и звуковой барьер был взят.
До сих пор некоторые люди считают, что колесный привод себя не исчерпал и последнее слово он еще скажет, и вообще нет предела совершенству. Но, в любом случае, надо признать: им не сравняться по скорости с реактивными автомобилями.
Сам по себе реактивный наземный транспорт потенциально вполне безопасен, но… смотря при какой скорости. По теории, любой объект, превысивший скорость 330 метров в секунду (1188 километров в час) при стандартных условиях (то есть на уровне моря при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении) генерирует мощные механические колебания. Последние, естественно, достигают земли под автомобилем, затем отраженные от нее волны переменного давления ударяют в его днище…
В 1979-м Стан Барретт промчался с околозвуковой скоростью на своем Budweiser Rocket по полигону военно-воздушной базы Эдвардс. Согласно официальному отчету, задние колеса буквально отскакивали от земли и Барретта вытряхнуло из сиденья задолго до конца пробега.
Новое поколение сверхзвуковых автомобилей скорее напоминает эскадрон небольших самолетов-истребителей. Вышеупомянутая механическая вибрация гасится трубчатым фюзеляжем, а элероны не дают машине покинуть землю.
В 1983 году англичанин Ричард Нобл на реактивном Trust II официально установил наземный мировой рекорд скорости: 1019,26 километра в час. От заветного предела — скорости звука — его отделяли какие-то 169 километров в час! Но прошло пятнадцать лет, когда наконец-то мечта многих гонщиков сбылась и звуковой барьер был взят.
В 1894 году состоялись первые в истории автомобильные гонки по трассе Париж — Руан длиной 127 километров. К участию в них допускались автомобили с любыми двигателями. Заявки подали 102 гонщика. Однако только 21 автомобиль сумел взять старт (14 из них имели двигатели внутреннего сгорания, 7 — паровые двигатели), а закончили гонку только 13 бензиновых и 2 паровых автомобиля. Первый приз поделили «Панар» Левассора (который сам вел машину) и «Пежо» с двигателями Даймлера. Они показали среднюю скорость 20,5 километров в час.
Гонки «Формулы-1» стартовали в 1950-е годы. Сегодня машина этого класса стоит порядка 6000000 долларов. Болид «Формулы-1» — компьютер на колесах, мощности которого вполне хватит, чтобы обеспечить полет «Шаттла». Бортовая ЭВМ непрерывно фиксирует более 100 параметров. Часть информации она оставляет в своей оперативной памяти, остальную по телеметрии передает на стационарный компьютер в боксе. С его помощью механики и инженеры следят за основными параметрами двигателя — оборотами, температурой, давлением, расходом горючего, а также оценивают другие критичные характеристики — например, температуру подвески правого заднего колеса.
В общем, бортовой компьютер его помощник и друг. Но не единственный, конечно. Не забывают о пилоте и в боксах. Время от времени следуют команды по радио типа: «Мика, увеличь подачу горючего на единицу…» Или: «Дэвид, на следующем круге меняем колеса…» И команды эти безукоснительно выполняются гонщиками, которые понимают: все обсчитано, со стороны виднее…
Гоночные автомобили создаются на основе новейших технологий. Эти технологии впоследствии часто используются на обычных автомобилях. Так, дисковые тормоза и турбонаддув впервые были испытаны на гоночных автомобилях.
Корпус машин «Формулы-1» делают из сверхлегких материалов, в которые, например, входят углеродные волокна.
Базовая структура не зависит от дизайнера и состоит из трех основных узлов: кокпита, передней и задней подвесок с колесами и двигателя, сблокированного с коробкой передач. Одновременно двигатель служит и несущим элементом конструкции.
Гонки «Формулы-1» стартовали в 1950-е годы. Сегодня машина этого класса стоит порядка 6000000 долларов. Болид «Формулы-1» — компьютер на колесах, мощности которого вполне хватит, чтобы обеспечить полет «Шаттла». Бортовая ЭВМ непрерывно фиксирует более 100 параметров. Часть информации она оставляет в своей оперативной памяти, остальную по телеметрии передает на стационарный компьютер в боксе. С его помощью механики и инженеры следят за основными параметрами двигателя — оборотами, температурой, давлением, расходом горючего, а также оценивают другие критичные характеристики — например, температуру подвески правого заднего колеса.
В общем, бортовой компьютер его помощник и друг. Но не единственный, конечно. Не забывают о пилоте и в боксах. Время от времени следуют команды по радио типа: «Мика, увеличь подачу горючего на единицу…» Или: «Дэвид, на следующем круге меняем колеса…» И команды эти безукоснительно выполняются гонщиками, которые понимают: все обсчитано, со стороны виднее…
Гоночные автомобили создаются на основе новейших технологий. Эти технологии впоследствии часто используются на обычных автомобилях. Так, дисковые тормоза и турбонаддув впервые были испытаны на гоночных автомобилях.
Корпус машин «Формулы-1» делают из сверхлегких материалов, в которые, например, входят углеродные волокна.
Базовая структура не зависит от дизайнера и состоит из трех основных узлов: кокпита, передней и задней подвесок с колесами и двигателя, сблокированного с коробкой передач. Одновременно двигатель служит и несущим элементом конструкции.
По мнению экспертов, всех известных на Земле запасов нефти хватит человечеству не более чем на пятьдесят лет. Бензин дорожает, и чем только сегодня не пытаются его заменить. И сжиженным природным газом, и всякого рода синтезированными газами и жидкостями, в частности спиртом, который гонят из самого разного сырья от тростника до апельсиновых корок.
Почти все эти виды топлива менее опасны для окружающей среды, чем бензин, но выхлоп автомобиля все равно не делается безвредным.
Кардинально решить проблему загрязнения атмосферы автотранспортом мог бы при определенных условиях электромобиль. Для этого экологически чистыми должны стать не только эксплуатация источника его энергии, но и изготовление этого источника и даже утилизация отходов. Пока же этим требованиям обычно применяемый в электромобилях аккумулятор не отвечает.
«И все же, — как пишет в журнале «Наука и жизнь» К. Климов, — в последние годы электромобиль применяется гораздо шире. Благодаря разработкам крупнейших автомобильных фирм мира недостатки аккумулятора — вес, габариты, необходимость частых подзарядок — несколько уменьшились. Недавно, например, германская фирма BMW продемонстрировала новый электромобиль на основе серно-натриевого аккумулятора. Для разгона этой машины с места до скорости 96 километров в час требуется, по утверждению фирмы, всего 20 секунд, максимальная скорость — 130 километров в час, а пробег между подзарядками достигает 270 километров. Но массового применения в транспорте такой электромобиль не найдет, поскольку рабочая температура серно-натриевого аккумулятора составляет около 350 градусов Цельсия. И сама эта температура, и необходимость поддерживать ее во время работы аккумулятора при помощи специальных подогревателей делают его взрыво- и пожароопасным».
«Электрических» машин на дорогах общего пользования с каждым годом все больше, а сообщения о новых разработках в этой области не сходят со страниц журналов и газет.
Почти все эти виды топлива менее опасны для окружающей среды, чем бензин, но выхлоп автомобиля все равно не делается безвредным.
Кардинально решить проблему загрязнения атмосферы автотранспортом мог бы при определенных условиях электромобиль. Для этого экологически чистыми должны стать не только эксплуатация источника его энергии, но и изготовление этого источника и даже утилизация отходов. Пока же этим требованиям обычно применяемый в электромобилях аккумулятор не отвечает.
«И все же, — как пишет в журнале «Наука и жизнь» К. Климов, — в последние годы электромобиль применяется гораздо шире. Благодаря разработкам крупнейших автомобильных фирм мира недостатки аккумулятора — вес, габариты, необходимость частых подзарядок — несколько уменьшились. Недавно, например, германская фирма BMW продемонстрировала новый электромобиль на основе серно-натриевого аккумулятора. Для разгона этой машины с места до скорости 96 километров в час требуется, по утверждению фирмы, всего 20 секунд, максимальная скорость — 130 километров в час, а пробег между подзарядками достигает 270 километров. Но массового применения в транспорте такой электромобиль не найдет, поскольку рабочая температура серно-натриевого аккумулятора составляет около 350 градусов Цельсия. И сама эта температура, и необходимость поддерживать ее во время работы аккумулятора при помощи специальных подогревателей делают его взрыво- и пожароопасным».
«Электрических» машин на дорогах общего пользования с каждым годом все больше, а сообщения о новых разработках в этой области не сходят со страниц журналов и газет.
Официальная слава изобретателей автомобиля принадлежит двум немецким инженерам — Бенцу и Даймлеру. Бенц конструировал двухтактные газовые двигатели и являлся хозяином небольшого завода по их производству. Двигатели имели хороший спрос, и предприятие Бенца процветало. Мечтой Бенца было создание самодвижущегося экипажа с двигателем внутреннего сгорания. Собственный двигатель Бенца, как и четырехтактный двигатель Отто, для этого не годился, поскольку они имели малую скорость хода.
Конструкцию машины и двигателя к ней Бенц создавал и продумывал в течение двадцати лет. Наконец ему удалось собрать подходящий четырехтактный одноцилиндровый двигатель мощностью 0,75 лошадиных сил. В качестве горючего Бенц использовал бензин, зажигание горючей смеси осуществлялось при помощи электрической искры, а источником питания служила батарея, с которой ток подавался на индукционную катушку Румкорфа. Для получения горючей смеси Бенц создал один из первых в истории карбюраторов. Сделанный в «велосипедную эпоху», этот первый автомобиль очень напоминал трехколесный велосипед. Он имел трубчатую раму, тангентные колеса со спицами и цепную передачу и развивал скорость до 13 километров в час.
Одновременно с Бенцем приступил к выпуску автомобилей Даймлер. В 1883 году он изготовил свой первый бензиновый двигатель, который предполагал использовать для транспорта. Так же как и Бенц, Даймлер считал показательной чертой «транспортного» двигателя значительную частоту вращения его вала, обеспечиваемую интенсивным воспламенением горючей смеси. Уже первые двигатели Даймлера имели частоту вращения до 900 оборотов в минуту, то есть в 4–5 раз больше, чем у стационарных газовых двигателей Отто. Рассчитаны они были исключительно на жидкое топливо — бензин или керосин. Зажигание, как и в стационарных двигателях, происходило запальной трубкой. Благодаря большой частоте вращения «транспортные» двигатели оказались гораздо меньше и легче стационарных. Чтобы защитить двигатели от пыли и грязи, их окружали специальными кожухами. Предусматривались водяная рубашка охлаждения и пластинчатый радиатор. Для пуска двигателя служила рукоятка.
В 1885 году Даймлер поставил свой бензиновый двигатель на велосипед, а в 1886 году — на четырехколесный экипаж. В 1889 году эта машина экспонировалась на выставке в Париже, где французские фабриканты Панар, Левассор и Пежо купили лицензии на двигатель Даймлера. Эта сделка оказалась очень важной для истории автомобилестроения.
Конструкцию машины и двигателя к ней Бенц создавал и продумывал в течение двадцати лет. Наконец ему удалось собрать подходящий четырехтактный одноцилиндровый двигатель мощностью 0,75 лошадиных сил. В качестве горючего Бенц использовал бензин, зажигание горючей смеси осуществлялось при помощи электрической искры, а источником питания служила батарея, с которой ток подавался на индукционную катушку Румкорфа. Для получения горючей смеси Бенц создал один из первых в истории карбюраторов. Сделанный в «велосипедную эпоху», этот первый автомобиль очень напоминал трехколесный велосипед. Он имел трубчатую раму, тангентные колеса со спицами и цепную передачу и развивал скорость до 13 километров в час.
Одновременно с Бенцем приступил к выпуску автомобилей Даймлер. В 1883 году он изготовил свой первый бензиновый двигатель, который предполагал использовать для транспорта. Так же как и Бенц, Даймлер считал показательной чертой «транспортного» двигателя значительную частоту вращения его вала, обеспечиваемую интенсивным воспламенением горючей смеси. Уже первые двигатели Даймлера имели частоту вращения до 900 оборотов в минуту, то есть в 4–5 раз больше, чем у стационарных газовых двигателей Отто. Рассчитаны они были исключительно на жидкое топливо — бензин или керосин. Зажигание, как и в стационарных двигателях, происходило запальной трубкой. Благодаря большой частоте вращения «транспортные» двигатели оказались гораздо меньше и легче стационарных. Чтобы защитить двигатели от пыли и грязи, их окружали специальными кожухами. Предусматривались водяная рубашка охлаждения и пластинчатый радиатор. Для пуска двигателя служила рукоятка.
В 1885 году Даймлер поставил свой бензиновый двигатель на велосипед, а в 1886 году — на четырехколесный экипаж. В 1889 году эта машина экспонировалась на выставке в Париже, где французские фабриканты Панар, Левассор и Пежо купили лицензии на двигатель Даймлера. Эта сделка оказалась очень важной для истории автомобилестроения.
Первая подземная дорога появилась в Лондоне. Ее открытие состоялось 10 января 1863 года. Длина линии достигала всего 6 километров, а объем перевозок за день составлял лишь 26000 человек. Пассажирский поезд вел локомотив, работающий на паре. От сжигания угольного топлива образовывалось много дыма и сажи. При прохождении тоннеля двери вагона должны были быть закрытыми, о чем напоминало объявление: «Проезд тоннелем в открытом вагоне смертельно опасен». Так было до 1906 года, когда участок подземки электрифицировали.
После лондонского опыта метростроительство получило развитие в других американских и европейских городах. В 1868 году была построена первая линия в Нью-Йорке, затем в Чикаго, Бостоне, в 1896 году появилось метро в Будапеште и Глазго. В Париже первая линия метро стала действовать в 1900 году.
Попытки создания метрополитена в Москве относятся к началу XX века. В 1902 году Московская городская дума в присутствии репортеров газет заслушала сообщение инженера Балинского о «Постройке внеуличной железной дороги в Москве», в котором автор проекта изложил преимущество нового вида транспорта — метрополитена и доходность мероприятия для вкладчиков средств в создание «внеуличной железной дороги». Решение думы было кратким: «Господину Балинскому в его домогательствах отказать». Так была похоронена инженерная идея, воплотиться в жизнь которой было суждено лишь при Советской власти.
Развитию отечественного метростроительства положил начало Московский метрополитен, первые линии которого вступили в строй в 1935 году. Первые линии Кировско-Фрунзенская от станции «Сокольники» до станции «ЦПКиО имени Горького» и «Арбатская» от «Охотного ряда» до «Смоленской» имели общую протяженность только 11,4 километра и 13 станций. Линии метрополитена строятся трех типов: глубокого, мелкого заложения и наземного, что соответствует способам их прокладки — закрытому (тоннельному) и открытому. Каждый способ прокладки линии имеет свою технологию.
Строительство метрополитена закрытым способом ведется на участках со сложной градостроительной ситуацией, когда на трассе будущей линии находятся плотная ценная застройка, крупные инженерные сооружения. На свободных территориях в периферийных осваиваемых зонах города линии метрополитена строятся чаще мелкого заложения или открытым способом. Примером последних могут служить Филевская линия в Москве и Дарницкая в Киеве.
После лондонского опыта метростроительство получило развитие в других американских и европейских городах. В 1868 году была построена первая линия в Нью-Йорке, затем в Чикаго, Бостоне, в 1896 году появилось метро в Будапеште и Глазго. В Париже первая линия метро стала действовать в 1900 году.
Попытки создания метрополитена в Москве относятся к началу XX века. В 1902 году Московская городская дума в присутствии репортеров газет заслушала сообщение инженера Балинского о «Постройке внеуличной железной дороги в Москве», в котором автор проекта изложил преимущество нового вида транспорта — метрополитена и доходность мероприятия для вкладчиков средств в создание «внеуличной железной дороги». Решение думы было кратким: «Господину Балинскому в его домогательствах отказать». Так была похоронена инженерная идея, воплотиться в жизнь которой было суждено лишь при Советской власти.
Развитию отечественного метростроительства положил начало Московский метрополитен, первые линии которого вступили в строй в 1935 году. Первые линии Кировско-Фрунзенская от станции «Сокольники» до станции «ЦПКиО имени Горького» и «Арбатская» от «Охотного ряда» до «Смоленской» имели общую протяженность только 11,4 километра и 13 станций. Линии метрополитена строятся трех типов: глубокого, мелкого заложения и наземного, что соответствует способам их прокладки — закрытому (тоннельному) и открытому. Каждый способ прокладки линии имеет свою технологию.
Строительство метрополитена закрытым способом ведется на участках со сложной градостроительной ситуацией, когда на трассе будущей линии находятся плотная ценная застройка, крупные инженерные сооружения. На свободных территориях в периферийных осваиваемых зонах города линии метрополитена строятся чаще мелкого заложения или открытым способом. Примером последних могут служить Филевская линия в Москве и Дарницкая в Киеве.
Магнитоплан — серьезная попытка составить конкуренцию авиации. При всей скорости самолетов, аэродромы обычно строят далеко от центра, так что на дорогу до них надо потратить еще 1,5–2 часа. В то же время железнодорожные вокзалы расположены гораздо удобнее. Конечно, сконструировать обычный поезд, способный состязаться с самолетом, непросто. Хотя бы потому, что при скорости 500 километров в час центробежные силы угрожают разорвать колеса. Выход один — отказаться от колес.
Основоположник космонавтики Константин Эдуардович Циолковский еще в 1927 году предложил построить поезд на воздушной подушке. Прошло много лет, пока в 1960-е годы реализовать эту идею пробовали французские инженеры. Однако попытка оказалась неудачной. Экспериментальный вагон с сумасшедшей скоростью носился по бетонному желобу, оглашая при этом окрестности диким ревом двух авиационных двигателей, Один из двигателей создавал воздушную подушку, второй же «отвечал» за горизонтальную тягу. Зная жесткие требования в Европе к экологии, можно догадаться, что даже одного шума было достаточно для того, чтобы поставить крест на проекте. По той же причине, кстати, так и не нашли применения локомотивы с турбореактивными двигателями и даже со значительно более тихими газотурбинными.
Создать воздушную подушку могут мощные компрессоры, но где для их работы найти соответствующие двигатели. Дизели потребляют слишком много топлива. Нет пока автономных электродвигателей, пригодных для установки на транспортные машины такого класса.
К счастью, нашелся еще один путь и, по-видимому, оптимальный: «подвесить» поезд над (или под) рельсами. Такое решение нашел немецкий инженер Герман Кемпер в 1934 году. Он назвал свое изобретение магнитной подвеской. Работа подвески Кемпера основана на известном всем принципе — одноименные полюса магнитов отталкиваются.
Самый простой вариант реализации идеи — выложить как путь, так и днище поезда постоянными магнитами с соответствующей ориентацией полюсов. Тягу же будет создавать линейный электродвигатель. Такой двигатель имеет своеобразные ротор и статор. В отличие от обычного электромотора, где они свернуты в кольца, здесь они растянуты в полосы. Включаясь поочередно, обмотки статора создают бегущее магнитное поле. Укрепленный на локомотиве статор втягивается в это поле и движет весь состав.
Основоположник космонавтики Константин Эдуардович Циолковский еще в 1927 году предложил построить поезд на воздушной подушке. Прошло много лет, пока в 1960-е годы реализовать эту идею пробовали французские инженеры. Однако попытка оказалась неудачной. Экспериментальный вагон с сумасшедшей скоростью носился по бетонному желобу, оглашая при этом окрестности диким ревом двух авиационных двигателей, Один из двигателей создавал воздушную подушку, второй же «отвечал» за горизонтальную тягу. Зная жесткие требования в Европе к экологии, можно догадаться, что даже одного шума было достаточно для того, чтобы поставить крест на проекте. По той же причине, кстати, так и не нашли применения локомотивы с турбореактивными двигателями и даже со значительно более тихими газотурбинными.
Создать воздушную подушку могут мощные компрессоры, но где для их работы найти соответствующие двигатели. Дизели потребляют слишком много топлива. Нет пока автономных электродвигателей, пригодных для установки на транспортные машины такого класса.
К счастью, нашелся еще один путь и, по-видимому, оптимальный: «подвесить» поезд над (или под) рельсами. Такое решение нашел немецкий инженер Герман Кемпер в 1934 году. Он назвал свое изобретение магнитной подвеской. Работа подвески Кемпера основана на известном всем принципе — одноименные полюса магнитов отталкиваются.
Самый простой вариант реализации идеи — выложить как путь, так и днище поезда постоянными магнитами с соответствующей ориентацией полюсов. Тягу же будет создавать линейный электродвигатель. Такой двигатель имеет своеобразные ротор и статор. В отличие от обычного электромотора, где они свернуты в кольца, здесь они растянуты в полосы. Включаясь поочередно, обмотки статора создают бегущее магнитное поле. Укрепленный на локомотиве статор втягивается в это поле и движет весь состав.
В последнее время во многих странах мира наблюдается ренессанс развития железнодорожного транспорта. Связан он с резким повышением скоростей пассажирских перевозок. В результате повышения скоростей движения и сокращения времени поездки удалось вернуть на железнодорожный транспорт значительное количество пассажиров.
Повышение скорости движения поездов всегда было одной из главных задач железнодорожного транспорта. В 1829 году поезд, ведомый паровозом Rocket, развил скорость 85 километров в час. В 1890 году во Франции паровоз Crampton провел поезд весом в 157 тонн уже со скоростью 144 километра в час. Скоростной рубеж 200 километров в час в 1903 году превысил немецкий электропоезд, развив на участке Цоссен — Маренфельд скорость 210 километров в час. Рекорд скорости, установленный во Франции в 1955 году составом с локомотивной тягой — 331 километр в час — был улучшен уже в 1981 году, когда поезд TGV достиг скорости 380 километров в час.
На зарубежных железнодорожных магистралях скоростным считается движение пассажирских поездов с максимальной скоростью не менее 200 километров в час. При этом в его организации преобладают две тенденции — модернизация существующих линий с реализацией максимальных скоростей движения около 200 километров в час и строительство специальных скоростных пассажирских линий с допустимыми скоростями 250–270 километров в час.
Примером специализированных высокоскоростных магистралей являются линии TGV — Юго-Восток и Атлантик во Франции. На европейском континенте Франция явилась пионером в организации скоростного движения. К началу строительства скоростных магистралей французские специалисты имели довольно солидный опыт: на линиях большой протяженности поезда с локомотивной тягой развивали скорость до 200 километров в час. Некоторые эти составы под названием «Капитоль», «Коралл», «Мистраль» и сегодня включены в систему трансевропейских экспрессов. Попытка увеличить их скорости движения не увенчалась успехом. Тогда на линии Париж — Шербур попытались реализовать скорости 250–300 километров в час на турбопоездах, но из-за производимого шума пришлось отказаться от этих экспериментов. Долгожданный успех пришел только с постройкой скоростных магистралей на электротяге.
Повышение скорости движения поездов всегда было одной из главных задач железнодорожного транспорта. В 1829 году поезд, ведомый паровозом Rocket, развил скорость 85 километров в час. В 1890 году во Франции паровоз Crampton провел поезд весом в 157 тонн уже со скоростью 144 километра в час. Скоростной рубеж 200 километров в час в 1903 году превысил немецкий электропоезд, развив на участке Цоссен — Маренфельд скорость 210 километров в час. Рекорд скорости, установленный во Франции в 1955 году составом с локомотивной тягой — 331 километр в час — был улучшен уже в 1981 году, когда поезд TGV достиг скорости 380 километров в час.
На зарубежных железнодорожных магистралях скоростным считается движение пассажирских поездов с максимальной скоростью не менее 200 километров в час. При этом в его организации преобладают две тенденции — модернизация существующих линий с реализацией максимальных скоростей движения около 200 километров в час и строительство специальных скоростных пассажирских линий с допустимыми скоростями 250–270 километров в час.
Примером специализированных высокоскоростных магистралей являются линии TGV — Юго-Восток и Атлантик во Франции. На европейском континенте Франция явилась пионером в организации скоростного движения. К началу строительства скоростных магистралей французские специалисты имели довольно солидный опыт: на линиях большой протяженности поезда с локомотивной тягой развивали скорость до 200 километров в час. Некоторые эти составы под названием «Капитоль», «Коралл», «Мистраль» и сегодня включены в систему трансевропейских экспрессов. Попытка увеличить их скорости движения не увенчалась успехом. Тогда на линии Париж — Шербур попытались реализовать скорости 250–300 километров в час на турбопоездах, но из-за производимого шума пришлось отказаться от этих экспериментов. Долгожданный успех пришел только с постройкой скоростных магистралей на электротяге.
Вплоть до начала XIX века уголь и руду с шахт и рудников вывозили по чугунным рельсам. Груженые и порожние вагоны передвигались лошадьми. Первыми локомотивами были паровозы. Первый паровоз, двигавшийся по рельсам, был построен англичанином Р. Тревитиком в 1803 году для одного из рельсовых путей в шахте. Вслед за ним построили паровозы и другие изобретатели, но широкого практического применения эти паровозы не получили. Наиболее удачным оказался паровоз Дж Стефенсона, построенный в 1814 году. В 1829 году паровоз Стефенсона «Ракета» победил паровозы других конструкторов на состязании в Ренхилле, целью которых было выбрать наилучшую конструкцию паровоза для железной дороги Ливерпуль — Манчестер. Дж. Стефенсон стал родоначальником железнодорожного транспорта. В XX столетии паровозы строились во многих странах. В России первый паровоз был построен в 1834 году отцом и сыном Е.А. и М.Е. Черепановыми.
Первый электровоз был построен в середине 1890-х годов в США. То был электровоз постоянного тока, получавший энергию от тяговых подстанций.
В СССР первая электрифицированная железнодорожная линия с моторвагонными электропоездами появилась в 1926 году, первые электровозы — в 1933 году.
Со временем электрическая и тепловозная тяга вытеснила паровую почти со всех многочисленных магистралей нашей страны.
Железная дорога получает электроэнергию с крупных электростанций. Трехфазный ток высокого напряжения с них поступает на подстанции и там преобразуется в ток, нужный для тяги.
В первые годы электрификации пригородных участков железных дорог СССР с тяговых подстанций подавался постоянный ток напряжением 1500 В в медный контактный провод, подвешенный над рельсовым путем, а на первых магистральных участках применялся постоянный ток напряжением 3000 В. В 1960–1970-е годы стали на вновь электрифицируемых железных дорогах применять переменный однофазный ток частотой 50 Гц повышенного напряжения (25 кВ). Это дало возможность строить тяговые подстанции не через 20–30 километров, как при постоянном токе, а через 60–70 километров, то есть уменьшить вдвое-втрое их число, а подстанции делать более простыми и дешевыми. Повышенное напряжение позволяет уменьшить сечение контактного провода, требующего много меди. Это удешевляет контактную сеть.
Первый электровоз был построен в середине 1890-х годов в США. То был электровоз постоянного тока, получавший энергию от тяговых подстанций.
В СССР первая электрифицированная железнодорожная линия с моторвагонными электропоездами появилась в 1926 году, первые электровозы — в 1933 году.
Со временем электрическая и тепловозная тяга вытеснила паровую почти со всех многочисленных магистралей нашей страны.
Железная дорога получает электроэнергию с крупных электростанций. Трехфазный ток высокого напряжения с них поступает на подстанции и там преобразуется в ток, нужный для тяги.
В первые годы электрификации пригородных участков железных дорог СССР с тяговых подстанций подавался постоянный ток напряжением 1500 В в медный контактный провод, подвешенный над рельсовым путем, а на первых магистральных участках применялся постоянный ток напряжением 3000 В. В 1960–1970-е годы стали на вновь электрифицируемых железных дорогах применять переменный однофазный ток частотой 50 Гц повышенного напряжения (25 кВ). Это дало возможность строить тяговые подстанции не через 20–30 километров, как при постоянном токе, а через 60–70 километров, то есть уменьшить вдвое-втрое их число, а подстанции делать более простыми и дешевыми. Повышенное напряжение позволяет уменьшить сечение контактного провода, требующего много меди. Это удешевляет контактную сеть.
В середине XIX века появились судоходные компании, очень быстро получившие монополию на трансатлантические перевозки. Суда, оборудованные паровыми машинами, уже не зависели от погоды и ветров и могли приходить в пункты назначения в заранее обусловленное время. Стало возможным придерживаться определенного расписания. Это был огромный шаг вперед по сравнению с парусниками, пересекавшими океан за 30–100 суток.
Знаменитый английский писатель Чарлз Диккенс описал маленькие удовольствия, предоставляемые салоном пассажирского судна в 1840-е годы. «В час звонит колокол, и вниз спускается стюардесса, неся дымящееся блюдо жареного картофеля и другое — с печеными яблоками, она приносит также студень, ветчину и солонину или окутанное паром блюдо с целой горой превосходно приготовленного горячего мяса. Мы набрасываемся на эти лакомства, едим как можно больше (у нас теперь отличный аппетит), и как можно дольше задерживаемся за столом. Если в печке загорится огонь (а иногда он загорается), — все мы приходим в наилучшее настроение. Если же нет, — начинаем жаловаться друг другу на холод, потираем руки, кутаемся в пальто и накидки и до обеда снова укладываемся подремать, поговорить или почитать (опять-таки, если достаточно светло)».
С 1870-х годов пассажирские суда на атлантических линиях начинают превращаться в роскошные плавучие отели. Эта тенденция, наиболее ярко проявившаяся на больших английских пароходах, стала результатом возраставшей конкуренции с немецкими, французскими и голландскими компаниями. В 1870 году на судах «Абиссиния» и «Алджирия» впервые появились отдельные ванные комнаты, а оснащение парохода «Галлия», спущенного на воду в 1879 году, явилось предвестником расточительной роскоши будущего. Его салон был создан в японском стиле, стены отделаны панелями, покрытыми яшмово-красным лаком, на которых золотом и пастельными красками были нарисованы птицы и цветы. В центре курительного салона был даже оборудован фонтан. В 1880 году на пароходе «Сити оф Берлин» компании «Инмэн лайн» впервые зажглись электрические лампочки. На судах имелись роскошные каюты-люкс, танцевальные, концертные, спортивные и игорные залы, бассейны, салоны красоты, библиотеки. Первыми из дорогих судов нового поколения стали суда компании «Кунард» — «Кампания» и «Лукания», получившие в 1893 году «Голубую ленту Атлантики».
На рубеже XIX и XX веков в судостроении появляется несколько знаменательных новинок. Материалом для сооружения корпуса становится высококачественная сталь, два или четыре гребных винта приводятся во вращение мощной паровой турбиной новой конструкции. Устанавливается автоматическая система закрытия дверей на водонепроницаемых переборках, дистанционно управляемая с ходового мостика. На судах нашло применение новое эпохальное открытие — радио.
Знаменитый английский писатель Чарлз Диккенс описал маленькие удовольствия, предоставляемые салоном пассажирского судна в 1840-е годы. «В час звонит колокол, и вниз спускается стюардесса, неся дымящееся блюдо жареного картофеля и другое — с печеными яблоками, она приносит также студень, ветчину и солонину или окутанное паром блюдо с целой горой превосходно приготовленного горячего мяса. Мы набрасываемся на эти лакомства, едим как можно больше (у нас теперь отличный аппетит), и как можно дольше задерживаемся за столом. Если в печке загорится огонь (а иногда он загорается), — все мы приходим в наилучшее настроение. Если же нет, — начинаем жаловаться друг другу на холод, потираем руки, кутаемся в пальто и накидки и до обеда снова укладываемся подремать, поговорить или почитать (опять-таки, если достаточно светло)».
С 1870-х годов пассажирские суда на атлантических линиях начинают превращаться в роскошные плавучие отели. Эта тенденция, наиболее ярко проявившаяся на больших английских пароходах, стала результатом возраставшей конкуренции с немецкими, французскими и голландскими компаниями. В 1870 году на судах «Абиссиния» и «Алджирия» впервые появились отдельные ванные комнаты, а оснащение парохода «Галлия», спущенного на воду в 1879 году, явилось предвестником расточительной роскоши будущего. Его салон был создан в японском стиле, стены отделаны панелями, покрытыми яшмово-красным лаком, на которых золотом и пастельными красками были нарисованы птицы и цветы. В центре курительного салона был даже оборудован фонтан. В 1880 году на пароходе «Сити оф Берлин» компании «Инмэн лайн» впервые зажглись электрические лампочки. На судах имелись роскошные каюты-люкс, танцевальные, концертные, спортивные и игорные залы, бассейны, салоны красоты, библиотеки. Первыми из дорогих судов нового поколения стали суда компании «Кунард» — «Кампания» и «Лукания», получившие в 1893 году «Голубую ленту Атлантики».
На рубеже XIX и XX веков в судостроении появляется несколько знаменательных новинок. Материалом для сооружения корпуса становится высококачественная сталь, два или четыре гребных винта приводятся во вращение мощной паровой турбиной новой конструкции. Устанавливается автоматическая система закрытия дверей на водонепроницаемых переборках, дистанционно управляемая с ходового мостика. На судах нашло применение новое эпохальное открытие — радио.