Транспортное средство
Транспортное средство — техническое устройство для перевозки людей и/или грузов<ref name="MacMillian">Halsey, William D. (Editorial Director): MacMillan Contemporary Dictionary, page 1106. MacMillan Publishing, 1979. Шаблон:ISBN</ref>.
В отличие от грузоподъёмных и подъёмно-транспортных устройств, транспортные средства используют, как правило, для перевозки на относительно дальние расстояния. Транспортные средства классифицируются по типу движителя (двигатель, парус, животные) или способу движения по поверхности: колёсный<ref>Характеристика автотранспорта дается в международном стандарте ISO 3833:1977 Road vehicles — Types — Terms and definitions = Дорожные транспортные средства. Типы, термины и определения Webstore.anis.org Шаблон:Wayback</ref>, гусеничный, рельсовый или лыжный.
История транспортных средств
- Старейшие лодки, найденные в ходе археологических раскопок, были построены 7000—9000 лет назад<ref name="chinaorg2002">Шаблон:Cite web</ref><ref name="McGrail431">
Шаблон:Книга </ref><ref name="nigeria1987">Шаблон:Cite web</ref><ref name="italy2005">Шаблон:Cite web</ref>.
- Старейшее морское судно, построенное 7000 лет назад, было найдено в Кувейте<ref name="Lawler2002">Шаблон:Статья</ref>.
- Лодки использовались в 4000—3000 гг. до н. э. в Шумере<ref name=d1>Denemark 2000, page 208</ref>, Древнем Египте<ref name=McGrail17>
Шаблон:Книга </ref> и Индийском Океане<ref name=d1/>.
- Первые повозки, приводимые в движение тягловой силой животного (осла), появились около 3000—4000 лет до н. э.<ref>Шаблон:Cite web</ref>
- Самые первые транспортные средства, которые передвигались по направляющим элементам, использовались на древнегреческом диолке (предшественник железной дороги). Он имел протяжённость от 6 до 8,5 км и проходил через Коринфский перешеек<ref name=" Verdelis, Nikolaos (1957), 526">Verdelis, Nikolaos: «Le diolkos de L’Isthme», Bulletin de Correspondance Hellénique, Vol. 81 (1957), pp. 526—529 (526)</ref><ref name="Cook, R. M. (1979), 152">Cook, R. M.: «Archaic Greek Trade: Three Conjectures 1. The Diolkos», The Journal of Hellenic Studies, Vol. 99 (1979), pp. 152—155 (152)</ref><ref name="Drijvers, J.W. (1992), 75">Drijvers, J.W.: «Strabo VIII 2,1 (C335): Porthmeia and the Diolkos», Mnemosyne, Vol. 45 (1992), pp. 75-76 (75)</ref><ref name="Raepsaet, G. & Tolley, M. (1993), 256">Raepsaet, G. & Tolley, M.: «Le Diolkos de l’Isthme à Corinthe: son tracé, son fonctionnement», Bulletin de Correspondance Hellénique, Vol. 117 (1993), pp. 233—261 (256)</ref><ref name="Lewis, M. J. T. (2001), 11">Lewis, M. J. T., «Railways in the Greek and Roman world» Шаблон:Wayback, in Guy, A. / Rees, J. (eds), Early Railways. A Selection of Papers from the First International Early Railways Conference (2001), pp. 8-19 (11)</ref>. Повозки, которые тащили люди и животные, двигались в пазах, сделанных в известняке, которые создавали подобие рельсового пути и не давали повозкам отклоняться от необходимой траектории движения<ref name="Lewis, M. J. T. (2001), 11"/>.
- В 200 г. до н. э. Ма Цзюн построил колесницу, указывающую на юг, которая являлась первым транспортным средством, имевшим систему навигации<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
- В Повести временных лет описывается, как русский князь Вещий Олег изобретает первое самодвижущееся колёсное транспортное средство, движущиеся по земле и приводимое в движение силой ветра, что было невиданным чудом в те времена: В год 6415 (907) Пошёл Олег на греков, оставив Игоря в Киеве; И повелел Олег своим воинам сделать колёса и поставить на колёса корабли. И когда подул попутный ветер, подняли они в поле паруса и пошли к городу. Греки же, увидев это, испугались и сказали, послав к Олегу: «Не губи города, дадим тебе дань, какую захочешь»<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
- Железные дороги стали появляться в Европе после Тёмных веков. Самым первым упоминанием о железной дороге является витраж в окне Фрайбургского мюнстера, датируемый примерно 1350 г.<ref name=GrandExperiment>Шаблон:Книга</ref>
- В 1515 году кардинал Маттеус Ланг составил описание Райзцуга — тайного фуникулёра, использующегося в замке Хоэнзальцбург в Австрии. Вагоны фуникулёра передвигались по деревянным рельсам, которые при помощи конопляных верёвок и топчака тянули люди и животные<ref>Шаблон:Cite news</ref><ref name=fm1>Шаблон:Cite web</ref>.
- В 1769 году Николя-Жозеф Куньо построил паровой автомобиль для Французской армии. Считается, что Куньо был первым, кто использовал механический двигатель для приведения в движение самоходного транспортного средства (артиллерийского тягача). Однако в настоящее время существует теория, что Фернан Вербьес, член Иезуитской миссии в Китае, построил автомобиль раньше Куньо — в 1762 году.
- В 80-е гг. XVIII в. Иван Кулибин создал трёхколёсный механический экипаж с педальным приводом. В нём впервые были использованы узлы, используемые и по сегодняшний день: маховик, механический тормоз, коробка передач и подшипники. К сожалению, дальнейшее развитие этот экипаж не получил<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
- В 1783 году братья Монгольфье запустили первый аэростат.
- В 1801 году Ричард Тревитик построил первый паровоз и кольцевую железную дорогу, для демонстрации его работы. Однако паровоз не мог поддерживать необходимое давление пара в течение длительного времени, и поэтому имел мало практической пользы.
- В 1801 году немецкий барон Карл Дрез создал первый самокат, который он прозвал «машиной для ходьбы». Это транспортное средство считается прародителем велосипедов и мотоциклов<ref name="CSTM">Шаблон:Cite web</ref>.
- В 1885 году Карл-Вильгельм Отто Лилиенталь начал проводить аэродинамические эксперименты с первыми летательными аппаратами — самодельными планёрами.
- В 1903 году Братья Райт запустили первый оснащённый двигателем управляемый самолёт.
- В 1907 году состоялся первый управляемый полёт вертолёта с пилотом Полем Корню<ref name="Munson">Munson 1968</ref>.
- В 1928 году был запущен первый автомобиль с реактивным двигателем Opel-RAK. 1
- В 1929 году был запущен первый планёр с реактивным двигателем Opel RAK.1
- В 1961 году космический корабль Восток-1 осуществил доставку первого человека (Юрия Гагарина) в космос.
- В 1969 году Программа Аполлон произвела посадку первого управляемого космического корабля на Луне.
- В 2010 году количество эксплуатируемых транспортных средств во всем мире превышает 1 млрд. Примерно по 1 на каждых 7 человек<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
Источники энергии
Для приведения транспортного средства в движение необходим источник энергии. Необходимая энергия может быть получена из разных источников, например: сила ветра для парусников, электрическая энергия для электромобилей или трамваев. Энергия может также храниться в различных формах, откуда она может быть получена при необходимости, в этом случае важными критериями являются объём, заряд и мощность используемого средства хранения энергии.
Наиболее распространённым источником энергии является топливо. Двигатели внешнего сгорания могут использовать в качестве топлива практически все горючие вещества, в то время как двигатели внутреннего сгорания, топливные элементы и реактивные двигатели конструируются под конкретный тип топлива: бензин, керосин, дизельное топливо или этанол.
Электрическая энергия может получаться из контактной сети для непосредственного использования или, накапливаемая в аккумуляторах, из обычной сети электроснабжения. Контактная сеть являются средством передачи электрической энергии для поездов метро, электропоездов на железной дороге, трамваев и троллейбусов. Для использования электроэнергии при отсутствии контактной сети применяют аккумуляторы, накапливающие энергию химическим способом. Могут применяться как в автономных транспортных средствах (электромобиль, электросамокат), так и в работающих от контактных сетей для продления маршрутов.
Солнечная энергия начинает применяться и в транспортных средствах. Первые транспортные средства на фотоэлементах были построены и успешно испытаны, в том числе NASA Pathfinder — питающийся от солнечных батарей самолёт.
Атомная энергия является особой формой хранения энергии, и в настоящее время используется только в больших судах и подводных лодках, в основном военных. Ядерная энергия может быть высвобождена при помощи ядерного реактора, ядерной батареи, либо многократной детонации ядерных бомб. Сферу применения ядерной энергии на транспортных средствах в течение длительного времени пытаются расширить, например, проводились эксперименты с атомными самолётами Ту-119 и Convair X-6.
Двигатели
Шаблон:Main Необходимая для приведения транспортного средства в движение энергия берётся из источника энергии и потребляется одним или несколькими моторами (двигателями)<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
Большинство транспортных средств оснащены двигателями внутреннего сгорания, поскольку они достаточно дёшевы, просты в обслуживании, надёжны, безопасны и имеют небольшие размеры. Так как двигатели внутреннего сгорания сжигают топливо постепенно, то они позволяют преодолевать большие расстояния, но при этом непрерывно загрязняют окружающую среду. С двигателями внутреннего сгорания связаны двигатели внешнего сгорания. Примером последних могут служить паровые двигатели. Помимо топлива, паровые двигатели также нуждаются в воде, что делает их непрактичными для ряда целей. Паровым двигателям также необходимо определённое время, чтобы набрать необходимую для начала движения температуру, в отличие от двигателей внутреннего сгорания, которых могут начать приводить транспортное средство в движение сразу после подачи топлива и его воспламенения, хотя это не рекомендуется производить в холодных условиях. Так же паровые двигатели при сжигании угля выбрасывают в атмосферу соединения серы, которые приводят к вредным кислотным дождям<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
Обычные двигатели внутреннего сгорания имеют прерывистый принцип работы, поэтому в авиации они были заменены реактивными двигателями и газовыми турбинами, которые также относятся к разряду двигателей внутреннего сгорания, но имеют непрерывный принцип работы. Реактивные двигатели легче и, в частности, при использовании на самолётах, эффективнее. С другой стороны, они стоят дороже и требуют более тщательного ухода. Они также получают повреждения от попадания посторонних предметов внутрь и выбрасывают выхлопы с очень большой температурой. Железнодорожные локомотивы, использующие в качестве двигателя турбины, называют газотурбовозами. Примерами наземных транспортных средств, использующих газотурбинные двигатели, могут служить танки Абрамс и Т-80, мотоцикл MTT Turbine Superbike и лайнер Celebrity Millenium. Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель во многом похож на газотурбинный двигатель, но он почти не имеет движущихся частей. По этой причине он был очень привлекательным для дизайнеров автомобилей в прошлом, однако издаваемый им шум, тепло, и неэффективность привели к отказу от его использования. Историческим примером применения пульсирующего двигателя были крылатые ракеты Фау-1. Детонационные пульсирующие воздушно-реактивные двигатели до сих пор иногда используется в любительских экспериментах. С появлением современных технологий детонационные импульсные двигатели были применены на практике, примером можно считать успешное испытание самолёта Rutan VariEze. Несмотря на то, что двигатель с импульсной детонаций является гораздо эффективнее реактивных и газотурбинных двигателей, он всё ещё имеет недостатки из-за экстремальных уровней шума и вибрации. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели тоже имеют мало подвижных частей, но они хорошо функционируют только при высоких скоростях, поэтому их использование ограничено несущими винтами вертолётов и сверхзвуковыми самолётами, такими как Lockheed SR-71<ref>Шаблон:Cite web</ref><ref>Шаблон:Cite web</ref>.
Ракетные двигатели используются в основном на ракета-носителях, ракетных санях и экспериментальных самолётах. Ракетные двигатели являются самыми мощными. Самое тяжёлое транспортное средство, из поднимавшихся когда-либо с поверхности Земли: ракета Сатурн-5 была оснащена пятью ракетными двигателями F-1 общей мощностью в 180 000 000 лошадиных сил (134 МВт)<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Ракетные двигатели имеют достаточно простую конструкцию и используют для работы только топливо и катализатор, например перекись водорода<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Это делает их привлекательными для использования в необычных транспортных средствах, таких как реактивные ранцы. Несмотря на свою простоту, ракетные двигатели зачастую опасны и подвержены взрывам. Используемые в настоящее время разновидности ракетного топлива огнеопасны, ядовиты, едки и криогенны. Данный вид двигателей страдает от низкой эффективности. Перечисленные недостатки ракетных двигателей привели к тому, что их используют только в случае крайней необходимости.
Электродвигатели используются в электромобилях, электрических велосипедах , электрических скутерах, маломерных судах, метро, поездах, троллейбусах, трамваях и экспериментальных самолётах. Электродвигатели очень эффективны, их КПД может составлять более 90 %<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Производимые в настоящее время электродвигатели достаточно мощные, надёжные и имеют низкие эксплуатационные расходы, так же могут иметь различные размеры. Электродвигатели способны работать в большом диапазоне скоростей и моментов без наличия коробки передач (хотя для осуществления этого требуется больше, чем один двигатель). Использование электродвигателей для приведения транспортных средств в движение ограничивается главным образом трудностью получения постоянного источника электроэнергии необходимой величины.
Пневматические двигатели используются на транспортных средствах экспериментально (например, в воздухомобилях). Они простые, эффективные, безопасные, дешёвые, надёжные и работают в различных условиях. Одна из трудностей, возникающая при работе пневматических двигателей, — это охлаждающий эффект расширения газа, что приводит к замерзанию двигателя, а использовать подогрев проблематично<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Охлаждающий эффект, однако, возможно использовать как систему кондиционирования. Эффективность пневматического двигателя падает при уменьшении давления газа.
Ионные двигатели используются на некоторых спутниках и космических аппаратах. Они эффективны только в вакууме, что ограничивает их использование только космическим пространством. Ионные двигатели работают от электроэнергии, но они также нуждаются в топливе, таком как цезий или ксенон<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Ионные двигатели позволяют разогнать космический аппарат до очень высоких скоростей, используя относительно мало топлива. Большинство ионных двигателей, эксплуатируемых сегодня, имеют небольшое ускорение<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
Преобразование механической энергии
Механическая энергия, которую производят двигатели для приведения транспортного средства в движение, должна быть преобразована в механическую работу, что производится посредством колёс, винтов, сопел и аналогичных средств.
Помимо преобразования механической энергии в движение, колёса позволяют транспортному средству катиться по поверхности, за исключением транспортных средств, которые передвигаются, удерживаясь за рельсы<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Колесо — это очень древнее изобретение, обнаруженные его образцы созданы более чем 5000 лет назад<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Колёса используются во множестве транспортных средств: автомобилях, бронетранспортёрах, вездеходах, самолётах, поездах, скейтбордах, тачках и др.
Сопла используются в сочетании с практически всеми используемыми реактивными двигателями<ref name="nozzle">Шаблон:Cite web</ref>. Примерами транспортных средств, имеющих сопла, являются реактивные самолёты, ракеты и гидроциклы. Большинство сопел имеют форму конуса или колокола<ref name="nozzle"/>, некоторые необычные проекты имеют вид клина. Существуют нематериальные конструкции сопел, к ним можно отнести сопло, представляющее собой электромагнитное поле ионного двигателя<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
В законодательстве
Транспортное средство в Федеральном законе от 10.12.1995 № 196-ФЗ «О безопасности дорожного движения» определяется как устройство, предназначенное для перевозки по дорогам людей, грузов или оборудования, установленного на нём. Под транспортными средствами в главе 12 КоАП РФ понимаются:
- автомототранспортные средства с объёмом двигателя более 50 см³ и скоростью более 50 км/ч;
- автомототранспортные средства с мощностью электродвигателя более 4 киловатт и скоростью более 50 км/ч;
- прицепы;
- трактора, самоходные дорожно-строительные и другие самоходные машины;
- транспортные средства, на управление которыми предоставляется специальное право (например, мопеды).
Транспортные средства в соответствии с федеральным законом от 09.02.2007 № 16-ФЗ «О транспортной безопасности» классифицируются на:
- автомобильный транспорт;
- воздушные суда коммерческой авиации;
- воздушные суда авиации общего назначения;
- суда, используемые в целях торгового мореплавания (морские суда);
- суда, используемые на внутренних водных путях для перевозки пассажиров;
- железнодорожный подвижной состав;
- транспортные средства городского наземного электрического транспорта.
Виды транспортных средств
Наземные
- самокат
- велосипед
- средства индивидуальной мобильности
- мопед
- мотоцикл
- мотороллер
- автомобиль
- вездеход
- поезд
- троллейбус
- трамвай
- автобус