Раздел: Технические наукиИстория развития транспортаСпособы сообщения в древнем и античном мире Виды водных путей сообщения Сталь: основные свойства и способы обработки Мостостроение: основные предпосылки и проблемы развития Первый опыт русского автомобилестроения Турбореактивные двигатели и их применение Грузовые автомобили и решение проблем грузоперевозки Список литературы Способы сообщения в древнем и античном мире История развития транспорта начинается с древних и античных времён, несмотря на то, что тогда преобладало первобытное хозяйство и лишь зарождалось общественное разделение труда, следовательно, нужда в транспорте была весьма незначительна. Первые средства сообщения имели достаточно примитивный характер. К ним можно отнести протоптанные тропы, вьюки, катки для особо тяжелых грузов, выдолбленные стволы дерева или плоты. К более позднему периоду относится появление челноков. Значительный сдвиг в развитии транспорта произошёл в эпоху рабовладельческого хозяйства, которое, как известно, было построено на эксплуатации труда рабов. Это было связано в первую очередь с многочисленными войнами за покорение других стран, которые вели все рабовладельческие государства. Целью таких воин обычно являлось получение дани с завоёванных противников или захват рабов. Как бы то ни было, но военные потребности и нужды управления требовали развития транспорта в Китае, Персии, Римской Империи и других государствах, в связи с чем было построено множество мощеных дорог, предназначенных для целей войны. К примеру, сеть римских военных дрог охватывала десятки тысяч километров. Их остатки сохранились и до наших дней. Постепенный рост обменов и торговли рабами, хлебом, тканями, пряностями послужил причиной к возникновению городов-государств на Средиземном море, таких как Финикия, Карфаген и другие, и, как следствие, развитию морского судоходства: появились гребные, а потом и парусные суда. В таких государствах античного мира, как Греция, Рим, Египет морские суда, особенно военные, достигали больших размеров. Некоторые из них имели тысячи гребцов-рабов. Тем не менее купцы предпочитали суда парусные и парусно-гребные, так как они обладали меньшими размерами, не требовали большого количества гребцов и имели относительно больше места для размещения грузов. Транспортировка товаров сухопутным путем осуществлялась рабами-носильщиками посредством использования вьюков или 2-4 колесных повозок. При рабовладельческом хозяйстве средства транспорта, наравне со средствами производства, принадлежал рабовладельцам. Транспорт в те времена не являлся самостоятельной отраслью хозяйства и в сфере обмена был слит с торговлей. Таким образом владельцы товаров – купцы являлись также и владельцами средств перевозки товаров. Виды водных путей сообщения Примерами водных путей сообщения являются каналы. В дословном переводе с латинского канал - это труба или желоб. В контексте современного определения канал – это искусственное русло правильной формы, устроенное в открытой выемке или в насыпи грунта. Различают следующие виды каналов:
Данный вид каналов также можно разделить на подвиды:
Здесь выделяют следующие подвиды:
Основная функция данного вида каналов - подача воды от источника водоснабжения к городам, поселкам, предприятиям или обводнение территорий для сельскохозяйственного водоснабжения. Задача этих каналов - “собирать” воду, которая поступает из осушительной или дренажной сети и отводить в водозаборник или озеро. Пропуск леса от мест лесозаготовок до лесосплавной реки или до лесопильного завода, иногда в обход гидросооружений, осуществляется именно посредством лесоплавильных каналов. Устраиваются для соединения с рекой искусственных нерестилищ. Обычно расположены между рыбоводными прудами и рекой. К данному виду относятся:
Сталь: основные свойства и способы обработки Для развития промышленности в XIX веке характерны быстрые темпы распространения паровых машин, металлообрабатывающих станков, текстильных машин, стальных пушек, насосов, подъемников в шахтах. В связи с этим не вызывает удивления и рост потребности в больших количествах дешевого металла. Вследствие этого к середине XIX века стали создаваться и быстро развиваться новые методы производства литой стали. В 1856 году появился конвертерный способ, а в 1864 стал известен мартеновский. Обработка больших масс стали давлением стала возможна благодаря появлению таких машин, как паровой каток, появившийся в 1842г., и мощный прокатный стан, возникший в 1865г. Тем не менее продолжала существовать необходимость в развитии науки о составе и физико-химических свойствах металла, в том числе и стали. Отдельные важные открытия были сделаны ещё в XVIII веке такими учёными, как Р. Реомюр и К. Каретен. Р. Реомюр написал работу "Искусство превращения железа в сталь". В ней был сделан следующий ценный вывод: железо, сталь и чугун различаются по количеству некоторой примеси и добавляя эту примесь к железу, путем цементации или сплавления с чугуном Реомюр получал сталь. В 1814 году К. Каретен доказал, что этой примесью является углерод. На протяжении XIX века были открыты полиморфные превращения стали, созданы основные методы исследования стали. Практические достижения в XIX сводятся в основном к тому, что была создана рациональная основа для выбора состава сплавов, а также режима их ковки и термической обработки. В это же время появилось несколько видов первых легированных сталей : вольфрамовая инструментальная (1860г.), хромистая (1865г.), никелевая (1880г.), марганцевая (1876г.) Было проведено начальное их изучение (1870 - 80гг.), причем в основных чертах было выяснено влияние на сталь никеля, марганца, кремния, а также вредных примесей серы, фосфора. Это была подготовка к позднейшему широкому применению в промышленности специальных легированных сталей, начало которому было положено в 80-е годы XIX века. Мотостроение: основные предпосылки и проблемы развития. В СССР автодорожное мостостроение получило значительное развитие. Многие автодорожные и городские мосты советских конструкций представляют собой выдающиеся сооружения. К их числу относятся, например, крупные автодорожные мосты через канал им. Москвы, через реку Оку в г. Горьком, московские мосты, мост через реку Ангару, деревянные мосты с пролетами более 60 метров и другие. В области автодорожного мостостроения огромные успехи достигнуты были во время Великой Отечественной войны и, в частности, в области новых методов сборки и установки пролетных строений. Автомобильное производство – сложное массовое производство, основанное на широкой кооперации. В нем участвуют сотни заводов разных отраслей – черной и цветной металлургии, электротехнической, резиновой, текстильной, бумажной, химической, нефтяной, легкой, лесной промышленности, общего машиностроения и т. д. Спецификация материалов, необходимых для изготовления автомобиля, насчитывает более 2 тыс. наименований. Автомобиль состоит примерно из 3.500 изделий разных наименований, из которых обычно до 2.500 изготовляет основной автомобильный завод, остальные изделия поступают от заводов-смежников. Для отдельных автомобильных заводов это соотношение значительно видоизменяется. Организация массового выпуска автомобилей требует постройки больших, сложных предприятий, включающих в себя самые разнообразные виды промышленного производства. На автомобильном заводе обычно имеется: производство литья из серого и ковкого чугуна, сталелитейное производство, производство цветного литья из меди, бронзы, алюминия, цинка, свинца и их сплавов, кузнечное, прессовое, арматурное, рессорное, кузовное и деревообрабатывающее производства. Все виды механической обработки изделий, сборка узлов и автомобилей, а также инструментальное, штамповое и модельное производства и крупные ремонтные цехи, ряд заводских лабораторий, испытательные станции и зачастую собственные автодромы. Массовый выпуск автомобилей требует применения наиболее производительного оборудования и высокоэффективной оснастки. Могучий рост автопромышленности стал возможным только после того, как в нее были внедрены методы поточного производства автопромышленности одна из первых стала переводить свои предприятия на поток. Первый опыт русского автомобилестроения Почетное место среди изобретателей автомобилей занимает и наш соотечественник Евгений Алексеевич Яковлев (1857-1898 гг.) Он начал проводить эксперименты с двигателями внутреннего сгорания в 1884 году. А в 1889 году на собственный страх и риск организовал серийное производство керосиновых и газовых двигателей на основанном им небольшом заводе в Санкт-Петербурге. Двигатели конструкции Яковлева имели для того времени немало передовых конструкторских особенностей (электрическое зажигание, съемную головку цилиндру, смазку под давлением). В 1893 году они экспонировались на Всемирной выставке в Чикаго и были отмечены премией. На этой выставке был представлен один из первых автомобилей серийного производства – немецкий “Бенц” модели “Вело”. Этим необычным экспериментом занимались Яковлев и Петр Александрович Фрезе, инженер, владелец каретных мастерских в Санкт-Петербурге. Решение совместными усилиями построить подобную машину родилось быстро. Однако осуществить его удалось только через 3 года. Яковлев изготовил двигатель и трансмиссию, Фрезе по его заказу – ходовую часть и кузов. Что представляла собой эта машина? Четырехтактный двигатель с одним горизонтальным цилиндром размещался в задней части кузова и развивал мощность 1,5 – 2 лошадиные силы. Для охлаждения цилиндра служила вода а теплообменниками являлись две латунные емкости, размещенные вдоль бортов в задней части автомобиля. Зажигание было электрическим (батарея сухих элементов и патентованная свеча), в то время как и во многих двигателях тех лет применялась калильная трубка. Карбюратор был простейшим, так называемого испанского типа. Его корпус в виде высокого цилиндра, находился в заднем левом углу кузова. Как и во всех других двигателях Яковлева, выпущенный автомобиль имел механический привод, а выпускной клапан действовал “автоматически” то есть от разрежения. Трансмиссия состояла из резиновых ремней со шкивами, посредством которых можно было получить две передачи в передний и холостой ход. Передачи включались рычажками, помещенными на стойках слева и справа от рулевой кнопки. Передача заднего хода отсутствовала. Машина имела два тормоза: ручной тормоз (от рычага, расположенного у левого борта кузова), действовал на пару задних колес, прижимался к ним и таким образом тормозил колодки. Именно этот тормоз по современной терминологии являлся рабочим, а другой – ножной выполнял вспомогательную роль “действовал” на воздушный вал трансмиссии. Ходовая часть представляла собой типично каретную конструкцию. Деревянные колеса, с деревянными спицами, сплошные резиновые (пневматические) шины шириной 60 миллиметров, ступицы колес без шарикоподшипников, полностью эллиптические продольные рессоры, неподрессорный подрамник, связавший переднюю и заднюю оси. Очень оригинально было сделано на машине рулевое управление. Если Бенц применил запатентованное аж в 1893 году устройство, где между осью и поперечной шкворней находилось поворотное упругое звено из двух маленьких рессор, то на автомобиле Яковлева и Фреза передние колеса поворачивались вместе с рессорами относительно шкворней передней оси. Для управления поворотом служил установленный посередине салона рулевой рычаг на колонке. Автомобиль Яковлева и Фреза имел массу около трехсот Килограмм, мог развивать скорость около двадцати верст/час (21,3 км/час) и располагал запасами горючего на двести верст пути. По сохранившимся сведениям удалось восстановить основные параметры первого русского автомобиля:
Первый русский автомобиль с ДВС прошел испытания в мае 1896 года, в июне отделка машины была закончена, первого июля она была экспонирована на Всероссийской автомобильно-художественной выставке в Нижнем Новгороде. Турбореактивные двигатели и их применение. В турбореактивных двигателях вся полезная работа, получаемая в результате совершения в нем непрерывного термодинамического цикла, расходуется на разгон потока, протекающего внутри двигателя, и создание тяговой работы. Принцип работы Турбореактивных двигателей заключается в непрерывном осуществлении следующих процессов: сжатия атмосферного воздуха во входном устройстве и компрессоре, нагрева этого воздуха в камере сгорания путем сжигания топлива, расширения горячих газов в турбине и в выходном устройстве двигателя. Тяга возникает вследствие силового воздействия газового потока на проточные части элементов двигателя. Результирующая сила от этого действия газов - тяга направлена параллельно оси двигателя в сторону, противоположную движению газового потока. Тяга двигателя используется для полета как движущая сила летательного аппарата. Поэтому часто реактивный двигатель называют двигателем прямой реакции. Основным недостатком турбореактивных двигателей является их невысокая эффективность работы при до звуковых скоростях полета летательного аппарата. При этом турбореактивный двигатель неудовлетворительно выполняет функцию движителя, так как имеют место потери тяговой работы, связанные с высокой скоростью истечения газов из реактивного сопла выходного устройства двигателя. В 1932 ГАЗ приступил к выпуску грузовых полуторатонных автомобилей марки ГАЗ-АА и легковых марки ГАЗ-А; в 1933 году начал производить также автомашины типа “Пикап” грузоподъемностью в 0,5 тонн, автобусы, и другое. В годы второй пятилетки было осуществлено дальнейшее расширение завода. Усилилась работа по конструированию новых типов автомобилей. В 1936 году был начат выпуск легковых автомобилей типа М-1. Это пятиместная машина простой и надежной конструкции с двигателем мощностью в 50 лошадиных сил. Она выпускалась заводом вплоть до начала Великой Отечественной войны. Одновременно в эти же годы завод освоил производство автомобилей-сомосвалов, газогенераторных машин, санитарных автобусов и др. С первых дней Великой Отечественной войны завод был приспособлен для обслуживания нужд фронта. Его коллектив самоотверженно и безупречно выполнял заказы Советской Армии. Не прекращая выпуска грузовиков, он освоил производство других видов изделий. В послевоенный период перед коллективом завода была поставлена задача перейти на выпуск новых моделей грузовых и легковых автомобилей. К производству были утверждены грузовые автомобили ГАЗ-51 и ГАЗ-63 и легковая машина “Победа”. Грузовик ГАЗ-51 – 2,5-тонная машина с 6-цилиндровым двигателем мощностью 70 л. с., ГАЗ-63 – грузовой автомобиль повышенной проходимости (имеет привод от мотора на переднюю и заднюю ось). Длительные испытания грузовиков обоих типов подтвердили высокое качество конструкции, прочность и простоту обслуживания. Легковой автомобиль “Победа” - пятиместная комфортабельная машина с цельнометаллическим кузовом, 4-цилиндровым мотором мощностью 50 л. с., позволяющим развивать скорость до 110 километров в час. В 1929 – 1937 годах ГАЗ, московский завод по производству грузовых и легковых автомобилей и автобусов, был реконструирован. Реконструкция привела в конечном счёте к увеличению производства машин ЗИС-5 до 90 тысяч в год. В 1936 завод начал производить легковые автомобили ЗИС-101. К началу Великой Отечественной войны завод выпускал до 20 типов различных машин. В 1941 оборудование завода было пренесено из Москвы в восточные районы страны. В то же время в Московских цехах было налажено массовое производство военной продукции. В послевоенное время, в 1946 году, начался выпуск легковой машины ЗИС-110. Это комфортабельный семиместный автомобиль с 8-цилиндровым двигателем мощностью 140 л. с., с кузовом лимузин, оборудованный радиоприемником, отоплением, гидравлическими подъемниками стекол и новейшими современными приборами. Максимальная скорость по шоссе 140 км/ч. В 1947 страна получила многоместный автобус вагонного типа ЗИС-154. В 1948, впервые в истории автомобилестроения коллектив завода осуществил переход на массовое производство новой модели грузовой автомашины ЗИС-150 без остановки текущего производства. Грузоподъемность машины – 4 т. Мощность мотора – 90 л. с. Выпуском грузовой машины ЗИС-150 и везде проходимого ЗИС-151 завод закончил освоение типов автомашин, предусмотренных планом на 1946-50. Грузовые автомобили и решение проблем грузоперевозки. “Грузовиком” принято называть автомобиль, оборудованный кузовом для перевозки грузов. “Грузовики” классифицируются по их грузоподъемности (максимально полезной нагрузке), на которую рассчитан автомобиль для данных условий эксплуатации. Номинальной грузоподъемностью называют максимально полезную нагрузку, устанавливаемую для автомобиля с учетом его эксплуатации на дорогах с твердым покрытием. По данному показателю с учётом массы можно привести следующую классификацию: 1. Особо малая до 0,75 т. включительно 2. Малая от 0,75 до 2,5 т. включительно 3. Средняя от 2,5 до 5 т. включительно 4. Большая от 5 до 10 т. включительно 5. Особо большая от 10 и больше Грузоподъемность автомобиля часто обозначают двумя цифрами, применительно к двум основным типам дорог, которыми являются шоссе и грунт. Шоссе – это дороги для движения безрельсового транспорта, имеющие дорожное покрытие из плотно укатанного щебня, асфальтобетонного и цементно-бетонного покрытия. На сегодняшний день построено множество крупных транзитных магистралей на которые осуществляются регулярные грузоперевозки. Наличие скоростных шоссе позволяет в относительно короткие сроки доставлять необходимые грузы с наименьшими затратами в различные регионы России, ближнего и дальнего зарубежья. Расчетные нормы загрузки автомобиля в эксплуатации устанавливаются в зависимости от типа и состояния дорог, перевозимого груза, дальности и условий перевозок. Различные виды компоновки грузового автомобиля применяются в зависимости от назначения грузового автомобиля. Разнообразные схемы компоновки грузовиков позволяют компенсировать некоторые недостатки. Например: весьма часто наблюдается тенденция к увеличению нагрузки, приходящейся на передний мост (до 33% полного веса), за счет разгрузки заднего моста. В этом случае при двойных колесных скатах на заднем мосту нагрузка на каждый скат получается одинаковой и следовательно все 6 шин изнашиваются равномерно. Такого идеального в отношении изнашивания шин распределения веса по осям можно добиться при компоновке автомобиля по схеме "кабина над двигателем". Эта компоновка позволяет максимально уменьшить длину и собственный вес автомобиля, а также добиться его наилучшей маневренности. В зависимости от вида перевозимого груза кузова грузовых автомобилей подразделяются:
Грузоперевозки - перевозки сырья или продуктов производства промышленных предприятий и сельского хозяйства транспортом, в том числе и автомобильным. Грузоперевозки подразделяются на:
В заключении приведём несколько фактов из истории, касающихся грузоперевозок. В октябре1836 года артиллерии поручик Н. Д. Лундышев представил проект об учреждении акционерного общества для перевозки грузов посредством паровых автомобилей. В те же годы подавались многочисленные заявки о введении рейсов паровых карет по петербурго-московскому шоссе. Купцы Яковлев и Стоке хотели наладить рейсы паровых повозок по шоссе для перевозки пассажиров и грузов. Подобно Гурьеву, многие авторы проектов понимали, что развитие нового вида транспорта невозможно без постройки усовершенствованных дорог. Так, в своем проекте отставной штабс-ротмистр Д. Писарев (1835) предлагал проложить шоссе Москва-Воронеж и Москва-Курск и установить по ним движение паровых и конных дилижансов. В 1838 году инженер И. Доманиевский просил о выдаче ему привилегии на повсеместное введение паровых автомобилей для использования зимой по льду рек. Список литературы: 1. Вавилов С.И. - гл. ред., "Большая Советская Энциклопедия", Государственное научное издание "Большая Советская Энциклопедия", 2-е издание, т. 1. 2. Вавилов С.И. - гл. ред., "Большая Советская Энциклопедия", Государственное научное издание "Большая Советская Энциклопедия", 2-е издание, т. 13. 3. Вавилов С.И. - гл. ред., "Большая Советская Энциклопедия", Государственное научное издание "Большая Советская Энциклопедия", 2-е издание, т. 19. 4. Вавилов С.И. - гл. ред., "Большая Советская Энциклопедия", Государственное научное издание "Большая Советская Энциклопедия", 2-е издание, т. 40. 5. Вавилов С.И. - гл. ред., "Большая Советская Энциклопедия", Государственное научное издание "Большая Советская Энциклопедия", 2-е издание, т. 43. 6. Вавилов С.И. - гл. ред., "Большая Советская Энциклопедия", Государственное научное издание "Большая Советская Энциклопедия", 2-е издание, т. 45. 7. Вавилов С.И. - гл. ред., "Большая Советская Энциклопедия", Государственное научное издание "Большая Советская Энциклопедия", 2-е издание, т. 48. 8. Гарькавый А.А. "Двигатели летательных аппаратов", М. Изд. "Машиностроение", 1987г. |