Но надо заметить, что к водородным технологиям человечество присматривается не первый десяток лет: еще в 80-е годы советские авиастроители создали самолет Ту-155 на альтернативном топливе, а инженеры той же фирмы Mazda строили свой ротор полтора десятилетия -- и те и другие были отнюдь не одиноки в своих усилиях. В последнее время в новостях все чаще мелькают сообщения о разработках или даже уже об успехах той или иной компании на этом поприще, и это значит, что, наряду с электрической эрой, грядет и водородная. Вполне вероятно, что конец нефтяного века будет отмечен возникновением все более странных и, как теперь принято говорить, «диверсифицированных» сочетаний, казалось бы, несоединимых компонентов в необычных, но все более и более экономичных и экологичных гибридных двигателях.
В середине XIX века для преодоления бездорожья был изобретен, а в начале ХХ века стал все чаще применятся новый движитель-гусеница. В 1879 году русский изобретатель Федор Абрамович Блинов получил патент на созданный им «гусеничный ход». В 1912 году американская фирма «Холт» стала выпускать тракторы на гусеницах и с двигателями внутреннего сгорания. Выпускаются различные виды тракторов не только для сельского хозяйства, но и для промышленности.
ТРОЛЛЕЙБУС (англ. trolleybus, от trolley - контактный провод, роликовый токоприемник и bus - автобус), вид городского безрельсового транспорта. Постоянный ток для питания тяговых двигателей поступает от контактной сети через подвесные (троллейные) провода. Сочетает преимущества трамвая и автобуса. Первый троллейбус создан в 1882 в Германии; в России - в 1933.
ТРОЛЛЕЙВОЗ (от англ. trolley - контактный провод, роликовый токоприемник), грузовой троллейбус. Разновидность троллейвозов - дизель-троллейвоз.
Для движения безрельсовых видов транспорта достаточно любой ровной твёрдой поверхности. При регулярном движении дороги образуются сами собой, тем не менее в большинстве случаев их приходится строить специально и покрывать слоем асфальтобетона или другого подходящего материала. Дороги без твёрдого покрытия сильно пылят в сухую погоду, а во время дождей и особенно весеннего таяния снегов раскисают.
Первым видом дорожного транспорта были лошади и волы, несущие товары по грязным дорожкам, часто совпадавшим с тропами зверей. По мере развития коммерции, пути стали выравнивать и расширять, чтобы они соответствовали возросшей деятельности людей.
С появлением Римской Империи у многочисленных армий возникла необходимость быстрого перемещения из одной области в другую, а существовавшие тогда дороги часто были размытыми, что значительно задерживало передвижение большой массы войск. Для разрешения данной проблемы, римляне построили отличные дороги. Дороги Римской Империи использовали глубокое дорожное полотно из битого камня в качестве нижнего слоя, для того, чтобы дороги были сухие. Благодаря битому камню вода уходила, вместо того, чтобы превратиться в грязь на глиняных почвах. Легионы быстро передвигались по ним, а некоторые из тех дорог до сих пор используются тысячелетие спустя.
На наиболее трудно преодолеваемых маршрутах использовались дополнительные слои, включавшие в себя шестиугольные камни или кирпичи для мощения, уменьшавшие пыль, а также скольжение колёс. Кирпич позволил римским колесницам передвигаться очень быстро, что обеспечивало хорошую связь с римскими провинциями. Сельские дороги часто мостились, прежде всего, в сторону города, для того чтобы продукция была чистой. Для уменьшения ударов, в транспорт на лошадиной тяге были внедрены первые виды пружин и рессор, так как сначала мостовые часто были не идеально выложены.
С началом промышленной революции были разработаны паровые двигатели, но в большинстве своём они были слишком тяжёлыми для обычных дорог и применялись на железных дорогах, где вес воспринимался рельсами, уменьшавшими также сопротивление движению. Следует заметить, что обычная ширина британской рельсовой колеи (1435 мм) такая же, как и колея римских колесниц, так как это был обычный размер колеи повозок с тех пор.
Во времена Индустриальной революции, а также из-за развития вследствие этого коммерции, улучшенное дорожное сообщение стало крайне необходимым. Дождь вместе с грязными дорогами заставил торговлю увязнуть в грязи. Шотландец по имени МакАдам (McAdam) разработал первое современное шоссе. Он создал недорогой материал для дорожного полотна из соединения почвы и камня (также известный как «макадам» («macadam»)). МакАдам также насыпал дорогу на несколько футов выше, чем окружающая местность, чтобы заставить воду стечь с её поверхности (тем самым, он дал рождение термину автострада (от англ. «highway» -- высокая дорога)) Когда же его состав покрыли гудроном (от англ. «tar» -- смола, гудрон), его стали называть «tarmacadam», или просто «tarmac» -- асфальт.
Когда лошадиные экипажи были заменены автомобилями и грузовиками, а скорости увеличились, необходимость в гладких дорогах и меньших вертикальных колебаниях стала более очевидной, вследствие чего, были разработаны пневматические шины для уменьшения явно излишней жёсткости.
С развитием, массовым производством и всеобъемлющей популярностью автомобиля, стали необходимы дороги с большей пропускной способностью. В 1920-е годы появились автострады с ограниченным доступом. Их отличительными чертами были двойные проезжие части с пунктами доступа, ограничивающими (но не всегда) смешивание различных классов автомобилей. Их двойные проезжие части пропускали большое количество автомобилей, а отсутствие необходимости в светофорах, наряду с маленькими наклонами и плавными поворотами, позволило достигать бомльших скоростей. Велосипедисты также вскоре выступили за поддержку хороших дорог.
Первые дороги с ограниченным доступом были Парковые (от амер. «Parkways»). Их так называли из-за их часто «паркоподобного» ландшафта, а в районе Метрополитен, г. Нью-Йорк, они соединяли местную систему парков. В 1930-х появились Немецкие Автобаны (от нем. «Autobahn» -- автомобильная дорога, автострада), которые высоко подняли стандарты проектирования дорог и их скорости. В том же десятилетии США начали строительство платных дорог по подобным жёстким требованиям.
В поздние 1940-е и ранние 1950-е, после Второй мировой войны , прервавшей развитие автомагистралей, США продолжили строительство платных дорог. Они должны были удовлетворять ещё более жёсткие требования и стандарты. Одна из дорог -- Нью-Йоркская штатная магистраль (от амер. «NY State Thruway») -- удовлетворяла этим требованиям и стала прототипом для Американской Межштатовой Автодорожной Системы (от амер. -- «American Interstate Road System») Эта система использует полосы движения шириной в 12 футов (3,65 м), широкие разделительные полосы, уклоны максимум 4% и полный контроль доступа к ним. Система была запущена в середине 1950-х и создала сеть континентальных масштабов для соединения каждого населённого пункта с числом жителей от 50 000 и более.
Доромга -- обустроенная или приспособленная и используемая для движения транспортных средств полоса земли либо поверхность искусственного сооружения, например, моста. Дорога включает в себя одну или несколько проезжих частей, а также трамвайные пути, тротуары, обочины и разделительные полосы при их наличии.
Виадук Мийо (фр. le Viaduc de Millau) -- вантовый дорожный мост, проходящий через долину реки Тарн вблизи города Мийо в южной Франции.
Это самый высокий транспортный мост в мире, одна из его опор имеет высоту 341 метр -- немного выше, чем Эйфелева башня, и всего на 40 метров ниже, чем Empire State Building.
Мост был торжественно открыт 14 декабря 2004 года и открыт для движения 16 декабря 2004 года.
Интересно, когда в нашей стране появятся деньги на осуществление подобных проектов?
Рельсовые транспортные средства
Рельсовые транспортные средства (РТС) предназначены для передвижения по специальным дорогам с особыми направляющими, с которыми образуют особую транспортную систему, т.н. железную дорогу.
Различают РТС обычного типа, т.е. перемещающиеся по обычным двухрельсовым железным дорогам нормальной колеи. К ним относятся самодвижущиеся РТС, включая локомотивы паровозы, тепловозы, электровозы, газотурбовозы и теплопаровозы), автомотрисы, дрезины, дизель-поезд, трамваи и метрополитен; прицепные РТС: вагоны и т.д.
Узкоколейные РТС -- для работы на вспомогательных двухрельсовых ж.д. с уменьшенной колеей.
Универсальные или комбинированные РТС (локомобили) -- для маневровой и(или) ремонтной работы как на ж.д. путях, так и безрельсовых дорогах.
Монорельс -- РТС для передвижения по ж.д. особой конструкции с единственным направляющим рельсом.
К РТС иногда относят высокоскоростные поезда на магнитной подушке и на воздушной подушке, отличающиеся принципиально иной конструкцией «движитель--дорога».
В XVI веке на рудниках появились первые рельсы гладкие деревянные брусья, уложенные на лежни, зарытые в землю. Телега по таким рельсам катилась легче, чем по земле, и лошадь могла везти значительно больший груз. Но деревянные рельсы были недолговечны, их поверхность скоро становилась неровной. Люди искали замену для дерева и нашли: на смену дереву пришел металл.
В 1764 году гениальный русский гидротехник Козьма Дмитриевич Фролов построил на Алтае на берегах двух рек Змеевки и Корбалихи, где раскинулся Змеиногорский рудник, первое в мире полностью механизированное предприятие по добыче и обработке руды. На этом предприятии вагонетки, груженные рудой, перемещались, по первым в мире металлическим рельсам. На этом же руднике Фролов сделал первую попытку использовать для передвижения вагонеток механическую силу. Они двигались с помощью вращаемых водой колес, лебедок и канатов.
Рельсовый путь Фролова намного опередил подобные изобретения за пределами России, в частности и «первый рельсовый путь» англичан, который появился на металлургических заводах Дерби в графстве Йоркшир лишь спустя четыре года.
Успех Фролова не был единичным. В 1788 году на Александровском чугунолитейном заводе в Петрозаводске строится под руководством А. С. Ярцева чугунная дорога длиной более 160 метров. Рельсы этого пути были уголковые. По одной, горизонтальной, полке катились колеса тележек, а другая вертикальная, не позволяла им соскакивать в сторону.
По ровной поверхности чугунных рельсов колеса катились еще лучше, и теперь уже одна лошадь могла везти несколько телег. Так задолго до изобретения паровоза появился первый железнодорожный поезд.
Развитие рельсового транспорта продолжалось. В1806 году сын Фролова Петр Фролов, которого по праву называют пионером рельсового транспорта, идя по стопам отца, предложил проект постройки чугунных дорог. По его замыслу чугунные дороги должны были дополнить естественные водные пути и каналы. Проект не нашел поддержки, его автор смог лишь добиться разрешения на постройку опытной дороги протяженностью 1867 метров. И в 1810 году первая в России рельсовая дорога с конной тягой вошла в строй. Она отличалась от приспособленных к рельефу местности английских дорог тем, что была строго горизонтальной благодаря постройке моста, виадука и выемки. На дороге были уложены чугунные рельсы с выпуклой поверхностью катания. Чугунные же ободья повозок имели желобчатую поверхность. Рельсы посредством приливов на их концах укреплялись на продольных деревянных брусьях и вместе с ними укладывались на шпалы.
Состав из трех вагонеток тянула одна лошадь, перевозя за день до 65 тонн руды. Путь в оба конца занимал полтора часа. Фролов применил также поворотный круг для перемещения состава на боковые ветки. Транспортировка такого количества руды по грунтовой дороге потребовала бы 25 лошадей. Начальство с удовлетворением отметило, что на Змеиногорской дороге и «Выгода к перевозке руд против обыкновенной столь очевидна, что делает честь основателю оной». Дорога превосходила все подобные сооружения, имевшиеся в то время за рубежом. Лишь спустя 17 лет подобная дорога была построена в Америке. Тем не менее фроловские проекты больших рельсовых дорог так и не были осуществлены.
Рельсовые пути на Змеиногородском руднике и Александровском заводе, конная «чугунка» Петра Фролова были первыми прообразами железных дорог наших дней.
Прошло почти полвека, прежде чем человек поставил паровую машину на колеса и заставил ее перемещать грузы.
Первые прототипы будущего паровоза появляются в начале XIX века. В то время еще плохо были изучены законы сцепления колес с рельсами, и люди думали, что колеса самодвижущейся повозки будут скользить по гладкой поверхности рельса, вращаясь на одном и том же месте. Поэтому человек стал работать над созданием таких приспособлений, которые могли бы помочь повозке передвигаться по гладким рельсам.
Появляется паровоз, с зубчатыми колесами ни при вращении зацеплялись за зубья рейки, уложенной вдоль пути. Но зубья оказались плохими помощниками - часто ломались, и поэтому от них пришлось отказаться.
Вслед за паровозом с зубчатыми колесами появляется паровоз с ногами, похожий на гигантского кузнечика. Но не суждено было этому необычному шагающему паровозу благополучно закончить свой путь. Спустя несколько минут, когда поезд уже преодолел два десятка метров, раздался взрыв - лопнул котел. За свои ноги этот паровоз получил название «шагающей машины».
Весной 1813 года один из владельцев Клингвортских копей лорд Лавенсворт получил письмо, в котором машинный мастер Стефенсон предлагал заменить лошадей «ходячими машинами». Стефансон получил согласие и необходимые деньги. Спустя год паровоз был готов. Он имел четыре колеса диаметром 90 сантиметров и котел длиной 2. 4 метра. Машина состояла из двух цилиндров. Движение поршней передавалось колесам при помощи зубчатой передачи. 25 июля 1815 года паровоз испытали. По словам очевидца, он мог «тащить помимо собственной тяжести, восемь груженых повозок, общим весом около тридцати тонн со скоростью четыре мили в час». В том же году Стефенсон создает второй паровоз, а в 1816 году третий. Он строит не только паровозы, но и дороги. 18 ноября 1822 года при огромном стечении зрителей была открыта Геттонская железная дорога длиной 12,8 километра, построенная по его проекту. В наши дни изобретателем паровоза справедливо считают Стефенсона. Но сам Стефенсон в свое время был несколько другого мнения. «Паровоз, - сказал он, - изобретение не одного человека, а целого поколения инженеров-механиков». И он был прав. Усилиями многих талантливых изобретателей поставленная на колеса паровая машина приобрела дошедшие до наших дней формы паровоза, а примитивные рельсовые дороги копий и заводов превратились в пути сообщения массового пользования.
В середине 90-х годов XIX века в США был построен первый электровоз постоянного тока, получавший энергию от тяговых подстанций, и электрифицирована железнодорожная линия.
Электрическая и тепловозная тяга вытеснила прежнюю паровую тягу со всех многочисленных магистралей нашей страны. На пригородных электрифицированных линиях пассажиры ездят в электропоездах (электричках), состоящих из моторных и прицепных вагонов. Пригородный электропоезд может развивать скорость до 130 км/ч.
Тепловозы появились на советских железных дорогах более 80 лет назад. Тепловоз сложнее электровоза и стоит дороже, зато он не требует контактной сети, тяговых подстанций. Тепловоз можно использовать везде, где только уложены железнодорожные пути. Но он нуждается в нефтяном топливе, запасы которого ограничены. Применяются тепловозы для маневров в пределах железнодорожных станций.
МЕТРОПОЛИТЕН (метро), вид рельсового пассажирского транспорта, перспективный в условиях больших городов с насыщенным уличным движением. Отличается высокой эксплуатационной скоростью (до 45 км/ч) и провозной способностью (до 60 тыс. пассажиров в 1 ч в одном направлении). Линии метрополитена обычно прокладывают под землей (в тоннелях), при необходимости по поверхности и на эстакадах.
Первая линия метрополитена (3, 6 км) построена в Лондоне (1863). С 1868 метрополитен действует в Нью-Йорке. Старейшие метрополитены на Европейском континенте - Будапештский (1896), Венский (1898) и Парижский (1900). Впоследствии метрополитены были построены в Мадриде, Барселоне, Афинах, Стокгольме, Осло, Токио и других городах.
ТРАМВАЙ (англ. tramway, от tram - вагон и way - путь), городская наземная электрическая железная дорога; вагон или несколько вагонов (чаще все моторные). Питание осуществляется постоянным током напряжением 500-700 В обычно через подвесную контактную сеть (обратный провод - рельсы). Трамваи появились в 80-х гг. 19 в.
Какой же будет железнодорожная магистраль завтрашнего дня? Как будут выглядеть рельсовые дороги будущего?
Наше время не зря называют временем высоких технологий. Борьба за скорость ведется во всех областях техники. «Выросли крылья» у речных судов, и их скорость увеличилась в несколько раз, воздушные корабли перешагнули звуковой барьер. Ускорили свой «бег» и поезда, но не очень. В настоящее время (2006 г.) мировой рекорд принадлежит ТЖВ - французскому скоростному поезду, который официально побил собственное мировое достижение семнадцатилетней давности. Поезд достиг скорости 574,7 километра в час. Прошлый рекорд 515,3 километра в час. Испытания прошли на недавно открытой скоростной линии ТЖВ-восток между Мецом и Реймсом.
Неужели нельзя добиться значительного повышения скорости на железных дорогах? Можно. Еще несколько лет назад считали, что такими поездами будут поезда на воздушной подушке.
Есть и другой вариант. Отказаться от двигателя вообще, а выкачать воздух в трубе с одной стороны и накачать с другой - и поезд мчится по трубе.
Идея самого быстрого поезда в мире зародилась уже давно. Существует проект строительства подводного туннеля, который будет соединять Северную Америку с Европой. Его погрузят на глубину 45-90 метров ниже поверхности Атлантического океана. От смещения в воде его будут удерживать стальные тросы, прикрепленные ко дну океана. Из туннеля откачают воздух, образуется вакуум, и силы трения будет минимальная. В туннели установят монорельсы с электромагнитами, таких монорельсов будет 3 (1 запасной и 2 постоянных). Электромагниты по сторонам монорельса быстро изменяя свою полярность могут обеспечивать постоянную тягу состава. На дне состава будут установлены электромагнитные подвески, которые будут обеспечивать равновесие состава и будут являться двигателем находящимся на самом поезде. Таким самым удастся развить поезду скорость около 6400км/ч. Стоимость проекта $88-175 млрд. Поезда на электромагнитном моторе уже применяются в Шанхае (Китай), но они достигают скорости 400-500 км/ч.
Япония намерена вложить 45 миллиардов долларов в постройку самого быстрого в мире поезда. Поезд будет магнитолевитирующим, что означает его способность парить над рельсами под воздействием магнитного поля. Такая система, лишенная силы трения, позволяет развивать скорость до 970 км/ч. Конечно, для осуществления столь амбициозного проекта потребуется немало времени, окончание его планируется в 2025 году.
