История развития сухопутного транспорта кратко. История возникновения транспорта

На протяжении нескольких тысяч лет человек в своем развитии прошел этап от момента изобретения колеса до освоения вселенной. А с увеличение числа крупных городов в Европе возникла острейшая необходимость в возникновении и развитии общественного транспорта.

Извозчики

Общественным транспортом в то время являлись наемные экипажи с кучером -- извозчики, услугами которых пользовались в основном учащиеся, мелкие служащие, чиновники и приказчики. В конце XIX века число извозчиков превысило 20 тысяч. Извозчикам было положено носить специальную бляху с номером и шапку с желтой лентой, а также красить экипажи в желтый цвет. Самыми дорогими извозчиками считались “лихачи”. У них и лошади, и экипаж был лучше, сами они были виднее и богаче. “Лихачи” выжидали выгодного случая у театров, ресторанов и других мест, где появлялась богатая публика.

Аркадий Шайхет Извозчик и автомобиль. Площадь Революции. Москва 1937 г.

Омнибус

Первые городские общественные кареты, ходившие по постоянным маршрутам через более-менее постоянные интервалы, впервые были пущены в Париже в 1662 году при Людовике XIV. Они вмещали восемь пассажиров, а проезд стоил 5 су.

4 июля 1829 года каретный мастер Джордж Шиллибир из Блумсберри, побывав во Франции, представил общественную карету, запряжённую тройкой лошадей. Так в начале 19 века в Лондоне появились омнибусы, представлявшие собой вагончик на конной тяге, двигавшийся по городской мостовой.

Поездка на омнибусе не всегда была приятной. В холодное время пол выстилали соломой, и под множеством ног она превращалась в грязное месиво, особенно в сырую погоду. Позднее её стали подстилать под особые решетчатые полы. Часто поездка была чрезвычайно медленной на переполненных транспортом улицах Лондона. 30 января 1836 года "Таймс" опубликовала для своих читателей инструкцию, которая должна была, по мнению газеты, сделать поездки на омнибусе более приятными. Вот она:

Омнибусный закон

1. Не ставьте ноги на сидения.

2. Не следует забиваться в тёплый уголок и затем открывать окно, чтобы северо-западный ветер надул шею вашему соседу.

3. Держите деньги наготове, когда соберётесь сходить. Если ваше время ничего не стоит, время других может быть бесценным.

4. Не возлагайте на кондуктора обязанность искать вам сдачу: он не банкир.

5. Сидите, ровно расположив свои конечности, а не растопырив ноги под прямым углом так, что они занимают место на двух человек.

6. Не плюйте на солому. Вы не в свинарнике, а в омнибусе, едущем в стране, которая хвалится своей чистотой.

7. Будьте почтительны к женщинам и не вгоняйте беззащитную девушку в краску, потому что она не может спастись от вашей грубости.

8. Если вы везёте собаку, пусть она будет маленькая и на поводке.

9. Не вносите огромных тюков - омнибус не фургон.

10. Приберегите перебранки и споры для чистого поля. Звук вашего голоса может быть музыкой в ваших ушах, но, возможно, не в ушах ваших попутчиков.

11. Если вы начнёте обсуждать политику или религию, говорите сдержанно: все имеют равные права на своё мнение и все имеют равные права не подвергать его необоснованным потрясениям.

12. Воздержитесь от манерности и высокомерия. Помните, что вы едете всего за шесть пенсов на расстояние, которое в наёмной карете будет вам стоить несколько шиллингов; и что если ваша гордость ставит вас выше плебейских мест, ваш кошелёк должен позволить вам проявить аристократическую снисходительность.

В Санкт-Петербурге этот вид транспорта пустили по городским улицам уже в 1832 году. Эта разновидность гужевого транспорта стала предшественницей современного автобуса - многоместного автомобиля для пассажирских перевозок.

Правила не потеряли актуальности, не правда ли?

Конка.

Талантливые конструкторы позапрошлого века спроецировали идею железнодорожного вагона, движимого силой тепловоза, на обычный многоместный экипаж, движимой силой одной или нескольких лошадей.Официально признанным творцом предшественника трамвая был американский инженер Луба, под его руководством в середине 19 столетия была построена целая сеть городских рельсовых линий в Нью-Йорке.

Отечественный вариант, именуемый «конкой» был создан в 60-х годах позапрошлого столетия. Первые рельсы в городской черте проложили в столице Российской Империи - Санкт-Петербурге. Этот проект реализовал инженер Домантович. Язвительные петербуржцы очень быстро нарекли данный транспорт прозвищем «сорок мучеников». Именно это сленговое наименование наиболее точно отображает все недостатки конструкции конок - отсутствие амортизаторов, неспешное и нерегулярное движение, постоянную переполненность вагона.

Конка в Москве, 1900 год

Пассажирам следовало входить и выходить из вагона только в местах остановки или тихого хода, причем соскакивать нужно обязательно по направлению движения. Возможно, что именно с тех времен петербуржцы стали видеть особое удальство в том, чтобы на ходу выпрыгивать из вагонов - сначала конки, а позже - трамваев. Привычка оказалась стойкой и сохранялась до тех пор, пока двери трамваев не стали закрываться автоматически и не исчезли наружные поручни и подножки.

Конки, к счастью современных горожан, прослужили в качестве городского транспорта до конца 19 столетия, пока их не вытиснили более прогрессивные виды многоместных самодвижущихся экипажей.

Паровик

Конно - железные дороги при всей их прогрессивности имели серьезные недостатки: невозможность перевозок больших масс людей, низкие скорости передвижения, необходимость содержания конного хозяйства и штата людей, его обслуживающего и т.п. В 70-е годы XIX века в США была сделана попытка замены конной тяги на механическую - были опробованы вагоны с паровыми и пневматическими машинами. Скорость локомотива достигала 35 км/ч.

В Петербурге первый паровик немецкой фирмы “Краусс и Ко” появился в 1881 году и возил два вагона по Лесному проспекту. Паровики страшно громыхали, густым дымом отравляли воздух, пугали лошадей и извозчиков и тоже не могли одолеть крутые подъемы. Вот что вспоминает, работавший кондуктором, будущий писатель К.Г. Паустовский: «Маленький паровоз, похожий на самовар, был вместе с трубой запрятан в коробку из железа. Он выдавал себя только детским свистом и клубами дыма. Паровоз тащил четыре дачных вагона. Они освещались по вечерам свечами, электричества на паровичке не было». Обслуживание горожан паровиками осуществлялось чуть более 40 лет. В дни блокады Ленинграда из-за дефицита электроэнергии паровики вновь были выведены на линии и проработали некоторое время перевозя пассажиров и грузы.

Пригородная паровая конка на Староневском проспекте. Начало 1900-х гг.

Трамвай

Создателями этого детища технической революции считают немецкого инженера В. Сименса, российского конструктора Ф. Пироцкого и американского изобретателя Л. Дафта. Первые трамваи появились в городской черте в 80-х годах 19 века. Самые первые успешные опыты Ф.А.Пироцкого по электроприводу вагона городской конки были произведены в Петербурге в 1880 году. Первая трамвайная линия прошла в городской черте Киева (в 1892 году - на 10 лет раньше чем в Москве и на 15 лет раньше, чем Санкт-Петербурге) по инициативе инженера Струве А.Е.

Успешная эксплуатация электрического трамвая показала достоинства электротяги. При одинаковой с паровым локомотивом массе трамвай имел большую (примерно в три раза) мощность, чем паровик, и скорость движения также была в три раза больше, что увеличивало пропускную способность дороги и ускоряло транспортировку пассажиров и грузов.

Парижский трамвай. 1881г.

Первый русский трамвай. Фото из журнала "Огонек" 1915 г. №10.

Вот текст, размещенный под этим фото: "Самара недавно праздновала торжество открытия своего электрического трамвая, сооруженного и оборудованного русскими силами без участия иностранцев. Не многие города могут похвастаться этим!"

В начале XX века трамваи были неотъемлемой частью любого достаточно крупного города.

Трамваи применялись и в боевых действиях, а некоторые из них имели даже собственное бронирование и артиллерийское вооружение, как например, принимавший вВ революционных событиях в Москве 1917года бронетрамвай.

Автобус

Автобус (сокращение от автомобиль-омнибус) — безрельсовое механическое транспортное средство, предназначенное для перевозки 7 и более пассажиров, и приводимое в движение энергией, запасённой, или производимой из топлива, хранящегося на борту.

Первый автобус с двигателем внутреннего сгорания был сконструирован в конце 90-х годов 19 века. Творцами этого механического чуда были конструкторы компании «Бенц» в 1894—1895 годах. Он вмещал 8 пассажиров и курсировал по 15-километровой трассе между немецкими городами Зиген, Нетфен и Дойц.

Первый в мире автобус с двигателем внутреннего сгорания

В России первый автобус с двигателем внутреннего сгорания был построен в Санкт-Петербурге в 1903 году на фабрике «Фрезе». Он имел открытый кузов, который вмещал 10 человек. На автобусе был установлен одноцилиндровый мотор мощностью 10 лошадиных сил. Автобус мог развить скорость до 15 км/ч.

Автобус на Сенатской площади. Фото. Между 1910 и 1912гг.

Русская пасхальная открытка с крайне нетипичным рисунком (автобус) 1910-х годов

В 1926 году на базе родоначальника советской автоиндустрии завода «Автомобильное Московское общество» производят модель АМО-Ф15 - первый советский 14-местный автобус.

Но самой известной моделью советских автобусов, без сомнения, является «ЗИС-8» - пассажирская модификация грузовика ЗИС-5. Именно ЗИС-8 стал основой системы общественного городского транспорта. Этот автомобиль развивал скорость до 60 км/час и производился на множестве автомобильных фабрик СССР (в Ленинграде, Харькове, Киеве). Эти автобусы даже экспортировались за рубеж (16 машин «уехали» в Турцию уже в 1934 году). Именно эти автобусы ассоциируются со зловещими «черными воронами» НКВД, именно этот автобус, по версии режиссера культового сериала «Место встречи изменить нельзя» является транспортным средством Московского уголовного розыска.

Появление такого транспортного средства, как автобус спровоцировало борьбу с шумными и дорогостоящими (прокладка транспортных линий) трамваями.

Троллейбус

Первый троллейбус был в создан в Германии инженером В. фон Сименсом. Электросъём осуществлялся восьмиколёсной тележкой (Kontaktwagen), катившейся по двум параллельным контактным проводам. Провода располагались достаточно близко друг от друга, и при сильном ветре нередко перехлёстывались, что приводило к коротким замыканиям. Экспериментальная троллейбусная линия протяжённостью 540 м (591 ярд), открытая компанией Siemens & Halske в предместье Берлина Галензе, действовала с 29 апреля по 13 июня 1882.

«Electromote» Сименса — первый в мире троллейбус. 1882 год.

В России инженер В. И. Шуберский предложил проект троллейбусной линии Новороссийск — Сухум ещё в 1904—1905 годах. Несмотря на глубокую проработку проекта, он так и не был осуществлён.

Первая троллейбусная линия была построена лишь в 1933 году в Москве. Первыми троллейбусами Советского Союза стали машины ЛК-1, названные в честь Лазаря Кагановича.

ЯТБ-3 - двухэтажный троллейбус

Донором проекта отечественного двухэтажного троллейбуса стал аналогичный образец от English electric company, приобретенный в Англии в 1937 году. На основе этого изделия советские мастера собрали уникальное транспортное средство высотой в 470 сантиметров. Общее количество пассажирских мест в ЯТБ-3 (Ярославского автозавода)равнялось 72, но идея двухэтажного транспорта не пережила конкуренции с предложенной моделью «сочлененного» варианта. К началу 50-х годов двухэтажные троллейбусы стали автомобильной экзотикой.

Троллейбусы быстро завоевывали популярность у горожан, разъезжая по центральным улицам города. Троллейбус относится к числу экономичных и экологически безопасных видов транспорта. Электрический двигатель работает бесшумнее ДВС. Способен трогаться с места и быстро набирать скорость без переключения передач.

Троллейбусной столицей мира можно смело назвать Москву, которая обладает самой крупной в мире троллейбусной сетью (еще с советских времен).

Такси.

Это cлово знакомо каждому человеку, живущему в городе, большом и не очень. Cколько раз нам приходится вcпоминать про этот, по истине беcценный транспорт. Опаздываем ли мы на работу или важную встречу,торопимся в аэропорт или спешим на поезд, не можем сесть за руль по какой-либо причине - нас всегда выручает такси.

История такси начинается, когда машин еще не было, а были ямщики и извозчики. Еще в далеком восемнадцатом веке, один очень предприимчивый француз организовал постоялый двор конных экипажей недалеко от церкви святого Фиакра, покровительствующего садоводам. Поэтому первые экипажи и получили такие своеобразные названия - “Фиакры”. Они стали первыми в мире общественными экипажами.

В течение периода с 1907 по 1917 год на улицах Москвы появилось немало таких извозчиков. Новая сфера услуг развивалась очень активно до тех пор, пока такси не было признано революционерами «излишним роскошеством». После этого в течение 8 лет никто не занимался извозом на автомобилях. В 1925 году было решено вновь начать использовать такой вид перевозок для нужд населения.

Долгое время такси можно было встретить только на улицах Москвы и Ленинграда, а весь таксомоторный парк страны не превышал нескольких сотен автомобилей.

В 1936 году появились «эмки» и такси стало действительно массовым средством передвижения. Менее чем через 15 лет, в 1950 году в Москве в общей сложности работало более 2 тыс. такси, за 10 лет это количество выросло более чем в два раза, и к началу 60-х по столице разъезжало уже 4,5 тыс. автомобилей с шашечками. Кстати, шашечки для обозначения такси были введены только в 1948 году, а «огонек», позволявший определить, свободен таксист или занят появился в 1946 году.

После войны основным автомобилем такси становится ГАЗ-М20 "Победа", а Горьковский завод — монопольным производителем "таксомоторов".

Транспорт древних цивилизаций, в эпоху средневековья, феодализма, капитализма, современный транспорт. Перспективы развития, повышения эффективности работы транспорта. Основные понятия и терминология. Транспорт как отрасль материального производства. Классификация транспорта. Особенности развития грузового и пассажирского транспорта.

Классификация транспорта.

По назначению транспорт подразделяется на транспорт общего пользования (обслуживающий сферу обращения и население), транспорт необщего пользования (ведомственный) (внутрипроизводственное перемещение сырья, полуфабрикатов, готовых изделий), а также транспорт личного пользования (легковые автомобили, велосипеды, яхты и т. д.).

Общее пользование – это использование всех видов транс­порта, кроме промышленного, любым предприятием с любой формой собственности, а также городского транспорта – населе­нием.

Транспорт общего пользования – транспорт, удовлетворяющий потребности организаций всех видов деятельности и населения в перевозках грузов и пассажиров, перемещающий различные виды продукции между производителями и потребителями, осуществляющий общедоступное транспортное обслуживание населения. К перевозкам транспортом общего пользования относятся перевозки на коммерческой основе (за плату) пассажиров или грузов.

Перевозка, осуществляемая коммерческой организацией, признается перевозкой транспортом общего пользования, если из закона, иных правовых актов вытекает, что эта организация обязана осуществлять перевозки грузов, пассажиров и багажа по обращению любого гражданина или юридического лица.

Договор перевозки транспортом общего пользования является публичным договором.

Транспорт необщего пользования (ведомственный), как правило, перевозит грузы и пассажиров своей организации.

К ведомственному относят промышленный транспорт, об­служивающий конкретное предприятие и находящийся на балан­се этого предприятия. В нынешних рыночных условиях после лик­видации производственных министерств понятия общего и не об­щего транспорта оказались не строго разграниченными.

Личное пользование – это применение какого-либо транспортного сред­ства (автомобиля, велосипеда, яхты, самолета и т.д.) отдельной личностью (семьей).

По характеру выполняемой работы транспорт делится на пассажирский и грузовой .

Виды транспорта отличаются друг от друга использованием разных естественных или искусственных путей сообщения. Основные виды транспорта группируются по геосферам:

1) наземный (автомобильный, железнодорожный, трубопроводный, электропроводный);

2) водный (морской, речной, озерный);

3) воздушный;

Основные виды транспорта : железнодорожный, морской, реч­ной, автомобильный, воздушный, трубопроводный промышленный, городской, косми­ческий транспорт, транспорт энергии и информации – образуют единую транспортную систему Российской Федерации.

Под единой транспортной системой подразумевают совокупность всех видов транспорта, связанных экономическими, технологиче­скими, техническими и нормативно-правовыми взаимоотноше­ниями. Каждый вид транспорта имеет свою сферу эффективного использования.

Разнообразие видов транспорта в нашей стране обусловлено ее большой территорией, множеством естественных водных путей, регионов с неблагоприятными климатическими зонами, разно­образием ландшафтов и т.п.

Такие виды транспорта, как промышленный и городской, в свою очередь, также являются совокупностью различных видов транс­порта, объединенных территориальным признаком. Каждый вид транспорта эффективен в определенной сфере использования.

Железнодорожный транспорт – наиболее развитой и техниче­ски оснащенный вид транспорта в нашей стране. На его долю приходится основная транспортная работа (в тонно-километрах). По железной дороге перевозят массовые недорогие грузы на сред­ние и дальние расстояния, а также пассажиров – на средние расстояния и в пригородной зоне. В рыночных условиях из-за срав­нительно невысоких скоростей железнодорожный транспорт стал терять свое значение в мире (кроме России), однако повышение технических скоростей до 240–320 км/ч в ряде стран Европы, Японии и др. и экологическая чистота электрифицированных же­лезных дорог вернули к нему былое расположение. Многие стра­ны мира сейчас интенсивно развивают железнодорожный транс­порт с учетом новых научных достижений.

Автомобильный транспорт развивается ускоренными темпами, особенно в рыночных условиях, как наиболее массовый вид транс­порта для перевозки пассажиров и грузов любой стоимости, в том числе дорогостоящих, на короткие и средние расстояния, а также обеспечения розничной торговли, малого бизнеса, систем произ­водственной логистики. Он может быть единственным видом транспорта в сельскохозяйственных регионах при перевозке пас­сажиров и грузов. Автомобильный транспорт имеет самую широ­кою сферу использования: в городе, пригороде, в межрегиональ­ном, междугородном и международном сообщении как самосто­ятельный или для подвоза-вывоза к магистральным видам транс­порта.

Этот транспорт широко используется в качестве туристско-экскурсионного (как самостоятельный или при взаимодействии с дру­гими видами транспорта).

Развитие современных технологий, например контейнерной, расширяет сферу применения (дальность) автомобильного транс­порта. Эффективна и перевозка на значительные расстояния при международном сообщении, которая ускоряет доставку экспорт­но-импортных грузов. Для сравнения: в США возят грузы на даль­ние расстояния (несколько тысяч километров) – от западного до восточного побережья и обратно – большегрузными дизельными тягачами автомобильного транспорта с прицепами длиной 40–50 фу­тов (12–15 м) с рефрижераторными установками. Эффективность достигается благодаря большим объемам перевозки и обратной загрузке.

Внутренний водный или речной транспорт уступил свое лидиру­ющее положение другим видам транспорта. Используется речной транспорт для массовых перевозок недо­рогих грузов (доля гравия, песка, нерудных строительных матери­алов составляет более 85 %; нефти и каменного угля – 11%). Осо­бая роль отводится речному транспорту при обслуживании отда­ленных районов нашей страны (Сибирь, Дальний Восток), в ко­торых нет других видов транспорта. Он широко используется как круизный, а также для перевозки пассажиров на средние и даль­ние расстояния.

В международном сообщении речным транспортом задейство­вано 500 портов стран Европы, Африки и Азии. Широко развиты связи со Скандинавскими странами, Голландией, Грецией, Тур­цией, Англией, Германией и др. Роль речного транспорта возрос­ла после распада СССР, когда Россия потеряла более десяти круп­ных морских портов.

Внутренние водные судоходные пути – естественные или искусственно созданные федеральные пути сообщения, обозначенные навигационными знаками или иным способом и используемые в целях судоходства. Протяженность внутренних водных судоходных путей определяется как сумма длин рек, каналов, путей на озерах, водохранилищах, по которым осуществляется движе­ние судов и буксировка плотов.

Внутренние водные судоходные пути с гарантирован­ными габаритами судового хода – пути, на которых обеспечиваются в течение всей навигации или ее части установленные габариты судового хода.

Морской транспорт относится к старейшим видам транспорта. Используется, в основном, как межконтинентальный в междуна­родном сообщении (среднее расстояние перевозки 4000 км) и в малом и большом каботаже, т.е. в районах одного или нескольких морей. Применяется, прежде всего, для перевозки массовых недо­рогих грузов (в том числе сырья) и как круизный. Перспективы его развития наиболее тесно связаны с политикой государства в международных отношениях.

Особая роль морского транспорта для нашей страны состоит в возможности обслуживания территорий, прилегающих к Север­ному морскому пути, не имеющих других транспортных путей.

Воздушный транспорт используется главным образом как пас­сажирский на средних и дальних расстояниях. Для перевозок гру­зов его применение ограничено. Отличается от остальных видов транспорта возможностью осуществлять специфические виды де­ятельности.

Трубопроводный транспорт выполняет транспортировку жидких (в основном нефти и нефтепродуктов) и газообразных грузов на любые расстояния, реже – твердых грузов.

Магистральные газопроводы – трубопроводы, предназна­ченные для передачи газа в больших объемах на дальние расстояния от места добычи или производства до газораспре­делительных станций. Протяженность газопроводов опреде­ляется как сумма линейных протяжений всех участков трубо­проводов в однониточном исчислении от входного коллектора головной насосной станции до входного коллектора газорас­пределительной станции пункта назначения и линейных протя­жений отводов от линейного крана до входного коллектора газораспределительной станции пункта потребления.

Магистральные нефтепроводы – трубопроводы, предназ­наченные для транспортировки нефти из районов ее добычи (от головных перекачивающих станций, расположенных на территории данного нефтяного промысла, месторождения) в организации по переработке нефти, нефтебазы, в железно­до­рож­ные, реч­ные и морские пункты налива, а также ответвления (отводы) от неф­тепроводов, предназначенные для подачи нефти в отдельные организации. Протяженность нефтепроводов опреде­ляется как сумма линейных протя­жений всех участков трубо­проводов в однониточном исчислении, включая отводы.

Магистральные нефтепродуктопроводы – трубопроводы, предназначенные для транспортировки нефтепродуктов из районов их производ­ства (от головной или транзитной перекачивающей, насосной или компрессорной станции) до пунктов их потребления (перева­лочной базы, пункта налива в вагоны-цистерны, автомобили-ци­стерны, танкерные суда, населенного пункта, отдельной организации). Протяженность определяется аналогично магистраль­ным нефтепроводам.

Промышленный транспорт обслуживает производство, на ба­лансе которого он состоит, и осуществляет перевозки по терри­тории предприятий, в цехах, между цехами, а также связывает производство с магистральными видами транспорта для ввоза-вывоза сырья и готовой продукции.

Городской транспорт осуществляет транспортное обслуживание населения города и пригорода, перевозя пассажиров к местам ра­боты, отдыха и т.д., а также грузы, необходимые для жизнедея­тельности людей.

Транспорт энергии и информации обеспечивает потребности жиз­недеятельности общества в энергии и информации, создает условия эффективного разви­тия отраслей промышленности.

Космический транспорт превратился в самостоятельную отрасль и используется не только в научных целях познания мира, но и осуществляет целый ряд работ для обеспечения жизнедеятельно­сти и обороны страны. Космические аппараты стали применяться для передачи информации, например спутниковая связь «Ком-стат» широко используется при автомобильных перевозках.

Современ­ная структура транспортной сети сложилась под влиянием техни­ко-экономических особенностей различных видов транспорта и экономико-географических особенностей нашей страны. В соста­ве транспортной системы каждый вид транспорта имеет свои раци­ональные сферы применения (табл. 1).

Таблица 1. Протяженность путей сообщения, (на конец года; тыс. километров)

1 Эксплуатационная длина.

2 Без субъектов малого предпринимательства.

В процессе производства и потребления продукции между раз­личными отраслями народного хозяйства и экономическими рай­онами складываются транспортно-экономические связи, определя­ющие объем, направление и структуру грузопотоков. В свою оче­редь, направление и мощность транспортно-экономических связей зависят от особенностей географического положения отдельных районов, себестоимости производства и перевозок.

Значение каждого вида транспорта в единой транспортной системе определяется прежде всего его долей в общем грузо- и пассажирообороте. Размер грузооборота зависит от уровня экономи­ческого развития страны или района, размещения производитель­ных сил, комплексности развития района, концентрации производ­ства, порайонного баланса производства и потребления (табл. 2).

Таблица 2. Удельный вес отдельных видов транспорта в общем грузообороте и пассажирообороте Российской Федерации (%)

Основное звено транспортной системы России – железнодорож­ный транспорт – обеспечивает около 40% грузооборота и 43% пассажирооборота. Это обусловлено соответствием главных магистра­лей основным транспортно-экономическим связям, а в также тех­нико-экономическими преимуществами железнодорожного транспорта перед другими видами транспорта. В общем грузообо­роте наибольший удельный вес трубопроводного транспорта, а в пассажирообороте – автомобильного и железнодорожного. Соотношение ви­дов транспорта меняется в разных районах и при перевозке различ­ных грузов.

Каждо­му экономическому району соответствует своя структура грузовых перевозок.

Структура грузооборота зависит от специализации экономичес­ких районов, сочетания в них отраслей хозяйства, размещения крупных сырьевых и топливных баз, степени развития перерабаты­вающей промышленности на привозном топливе и сырье.

Регионы с межрайонным значением топливных и сырь­евых баз (Северный, Западно-Сибирский, Восточно-Сибирский) обладают активным транспортным балансом, т.е. отправление гру­зов превышает их прибытие.

Районы, где развита преимущественно обрабатывающая промышленность (Центральный, Волго-Вятский, Северо-Западный), имеют пассивный транспортный баланс – при­бытие грузов превышает их отправление.

Преимущественная сфера использования каждого вида транс­порта основана на его технико-экономических особенностях, раз­мещении транспортной инфраструктуры на территории страны или города, стоимости и времени перевозок. Поэтому в отдельных случаях имеет место однозначное применение конкретного вида транспорта для перевозок грузов определенной группы или на определенные расстояния.

Например, для трансконтинентальных перевозок массовых грузов используется морской транспорт как основной при подвозящем железнодорожном, речном или автомо­бильном транспорте; перекачка газа осуществляется с помощью трубопроводов; воздушный транспорт чаще применяется при пе­ревозке пассажиров на дальние расстояния, а для перевозки пасса­жиров в крупных городах отдается предпочтение метрополитену.

Немаловажное значение имеет стоимость или значимость гру­за, а также технология его перевозки. Так, при доставке грузов в контейнерах увеличивается эффективное расстояние перевозки на автомобильном транспорте до 400–500 км, скоропортящихся гру­зов – до 600–900 км (обычно это эффективная сфера работы железной дороги).

Своеобразие транспортной инфраструктуры, желание умень­шить стоимость перевозки, а в рыночных отношениях еще и по­высить скорость доставки, приводят к необходимости выбора ва­риантов взаимодействия различных видов транспорта для обслу­живания конкретного грузо- или пассажиропотока (т.н. смешанное (мультимодальное) сооб­щение). В вопросах вза­имодействия различных видов транспорта автомобильный транс­порт играет особую роль, так как только он способен осуществ­лять доставку «от двери до двери», что позволяет ему работать с любым другим видом транспорта. Кроме того, время доставки бла­годаря его технологии бывает наименьшим. Но из-за высокой се­бестоимости и экологичности участие автомобильного транспор­та в смешанном сообщении необходимо обосновать с помощью сравнительных расчетов.

Установлено, что на расстояния до 200 км автотранспорт мо­жет доставить груз в 12 раз быстрее, чем в смешанном железнодорожно-автомобильном сообщении, и в 5 раз быстрее, чем в пря­мом железнодорожном сообщении; на расстояния до 500 км – быстрее соответственно в 7 раз, однако конкретные условия требуют дополнительных расчетов.

Смешанное железнодорожно-речное сообщение . К речным портам (пристаням) прокладывали железнодорожные пути и образовывали перевалочные пункты. Имеет наиболее давнюю историю, так в 1916–1917 гг. был создан проект организации перевозок грузов с Дальнего Востока и из Сибири в европейскую часть страны по железной дороге, затем водным транспортом до Тюмени, далее железной дорогой до Пермского узла, а оттуда по Каме и Волге до мест назначения. Уже в плане ГОЭЛРО была отмечена необхо­димость строительства речных портов для передачи грузов с вод­ного транспорта на железнодорожный.

Развитие смешанного железнодорожно-речного сообщения свя­зано с ограничениями прямой доставки из-за географического расположения рек, освобождением производственных мощностей железнодорожного транспорта в сезон работы речного транспор­та, использованием железнодорожным транспортом в межнави­гационный период складов речного транспорта, сокращением транспортных расходов в случае прямых перевозок одним видом транспорта.

До 90 % всех перевозок в смешанном железнодорожно-водном сообщении составляет уголь; с перевалкой идет по рекам 30% соли и 25 % хлебных грузов. Наибольшее распространение этот вид сообщения получил при завозе грузов в районы Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока, не имеющие прямых связей с обшей железнодорожной сетью; а также при значительной загрузке отдельных участков железной дороги (высоком показате­ле грузонапряженности). Подобные перевозки могут быть дешевле (если это подтверждено сравнительными расчетами), несмотря на дополнительные перевалки груза.

Смешанное железнодорожно-автомобильное сообщение стало интен­сивно развиваться благодаря централизованной системе вывоза-за­воза грузов с железнодорожных станций крупными автотранспорт­ными организациями, особенно при контейнерных перевозках. Это­му развитию способствовало и создание терминалов, выполняющих распределительные функции (центров дистрибуции), а также раз­витие логистического подхода к системам доставки по принципу «точно в срок». Разнообразие технологий работы и автономность автомобильного транспорта позволяют ему, особенно в смешан­ном сообщении с железнодорожным транспортом, использовать различные транспортные схемы, прежде всего прямую перегрузку из вагонов. Создание центров дистрибуции при ликвидации мелких предприятий железнодорожного транспорта и при правильной ко­ординации работы с автомобильным транспортом позволяют пос­леднему перевозить грузы по близлежащим регионам. Расстояния перевозки и места расположения центров дистрибуции должны быть обоснованы соответствующими расчетами.

Автомобильно-водное сообщение связано с вывозом грузов авто­мобильным транспортом из портов и с пристаней (с судов или складов), нерудных строительных материалов непосредственно с причалов их добычи, овощей в контейнерах, загружаемых на по­лях и затем перевозимых водным транспортом.

Морской транспорт взаимодействует с речным, железнодорожным и автомобильным видами транспорта. Взаимодействие с реч­ным транспортом осуществляется двумя способами: перегрузкой на речные суда непосредственно или через склады и с помощью судов «река–море», т. е. более прогрессивной интермодальной тех­нологии. Взаимодействие с железнодорожным транспортом осуществляется при прокладке непосредственно на территории пор­та железнодорожных путей для ускорения процессов прямой пе­регрузки или через склад. Автомобильный транспорт осуществля­ет подвоз или вывоз грузов, в основном с территории складов, а также пассажиров – непосредственно с территории порта, особенно при круизном обслуживании.

Воздушный транспорт взаимодействует главным образом с автомобильным, так как объемы перевозимых грузов незначительны. Железнодорожные ветки и автобусные маршруты пассажирского транспорта могут подходить близко к зданиям аэровокзалов.

В связи с тем, что 80 % грузовых потоков смешанного сообщения начинаются и заканчиваются на промышленных предприятиях, встает вопрос о взаимодействии (интеграции) магистрально­го транспорта с промышленным.

В городах метрополитен взаимодействует с железнодорожным транспортом (строятся общие станции пересадки), а автомобиль­ный транспорт – с железнодорожным, авиационным, морским и речным, подвозя пассажиров непосредственно к зданиям вок­залов (терминалов), часто по специальным маршрутам. В городе автомобильный транспорт кроме самостоятельной работы может выполнять роль подвозящего, т.е. взаимодействующего с другими видами городского транспорта.

Современный грузовик.

К настоящему времени видов грузовых автомобилей существует множество:

· маленькие развозные грузовики и пикапы, общей массой не более 3.5 т;

· общего назначения, оснащенные бортовой платформой;

· специализированные грузовые автомобили, функция которых заключается в перевозке конкретных типов грузов: фургоны, контейнеровозы, зерновозы, рефрижераторы, цистерны, самосвалы и т.п.;

· специальные, то есть несущие готовое оборудование: бетономешалки, пожарные автомобили, автокраны, автовышки и т.п.;

· внедорожные, имеющие сочленённую раму в основе шасси;

· тягачи, предназначенные для буксировки одного и более прицепа (полуприцепа) по автомагистралям.

Технические характеристики грузовиков также весьма разнообразны. Существует четыре схемы компоновки грузового автомобиля, т.е. расположения кабины относительно двигателя:

1. Капотная (классическая) – дающая возможность равномерно разнести вес по осям, обеспечить лёгкий доступ к двигателю и удобство входа в кабину. Недостатком такой схемы является увеличение общей длины грузовика и ухудшение переднего обзора для водителя.

2. Кабина частично сдвинута на двигатель – передний обзор и манёвренность улучшаются, но страдает внутреннее пространство кабины.

3. Кабина находится непосредственно над двигателем – при такой схеме достигается минимальная длина транспортного средства, отличная манёвренность и обзор. Но есть и существенные недостатки: минимальное свободное пространство кабины, сильная вибрация, два места для сидения, откидывающаяся вперёд кабина для доступа к двигателю.

4. Кабина перед двигателем – хороший обзор и манёвренность, кабина более просторная и сиденье трёхместное.

Как правило, тягачам, произведённым в США, характерна капотная схема расположения кабины относительно двигателя, а у европейских кабину размещают над двигателем для уменьшения общей длины автопоезда из-за строгих ограничений по ППД.

Сегодня грузовики оснащаются либо двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине (как правило, это автомашины небольшой грузоподъёмности), либо имеют дизельные силовые установки. Трансмиссия бывает как механической так и электромеханической (автоматической). С каждым годом совершенствуются элементы ходовой части – вводится автоматизированное управление, и системы подрессоривания – пневматические и гидропневматические элементы; улучшаются компоновочные схемы (например, незагруженный трёхосный грузовик имеет возможность приподнять заднюю ось и передвигаться на двух осях, экономя свои ресурсы). Создаются комфортные условия для водителей тягачей, совершающих грузоперевозки на дальние расстояния , при этом кабина и даже само сидение снабжаются собственными упругими деталями подрессоривания, оборудуются спальные места, устанавливаются системы навигации и микроклимата.

Таким образом, грузовой автомобиль в современном мире - это эффективный и мощный инструмент в экономике любой страны, начиная от автомобилестроения и заканчивая доставкой товаров.

Виды городского транспорта.

Городское движение разнородно. Его составляют пешеходные и транспортные потоки различного назначения. В целях безопасности движения и повышения эффективности использования площадей город­ских проездов их разделяют в пространстве города и направляют по специально отведенным территориям: тротуарам, полосам проезжей части улиц, искусственным надземным сооружениям (мостам, эстака­дам) или подземным сооружениям (тоннелям).

По назначению городской транспорт разделяют на пассажирский, грузовой и специальный. Классификационная схема городского транспорта (ГТ) показана на рисунке 7.10 .

Городской пассажирский транспорт (ГПТ). Предназначен для перевозки населения в городской и прилегающей к ней зоне по различным целям: трудовым, деловым, общественным или культурно-бытовым. Объекты, определяющие цели передвижения городского населения (пред­приятия, театры, бытовые учреждения и др.), называютцентрами тран­спортного тя-

готения.

Рисунок 7.10 - Классификация городского транспорта по назначению

По вместимости транспортных средств ГПТ подразделяют:

· на индивидуальный пассажирский транспорт (ИПТ) – легковые автомобили, мотоциклы, велосипеды;

· массовый или общественный городской пассажирский транспорт (МПТ, ГМПТ) – трамвай, троллейбус, автобус, метрополитен, городские железные дороги, речной трамвай и др.

Для повышения качества обслуживания пассажиров городской пассажирский транспорт оборудуется специальными устройствами (рисунок 7.11).

Индивидуальный пассажирский транспорт характеризуется вместимостью порядка 1–8 человек, общественный (массовый) пассажирский транспорт – вместимостью от 18–20 до 200–230 человек и более.

Рисунок 7.11 – Оборудование городского автобуса устройством

для посадки и высадки инвалидов

По системе организации движения ГПТ подразделяют на маршрут­ный и немаршрутный. Движение транспортных средств маршрутного ГПТ организуют по определенным направлениям – маршрутам, обо­рудованным посадочными площадками, павильонами и маршрутными указателями для пассажиров. Движение транспортных средств немар­шрутного ГПТ организуют на проезжей части улиц по системе свободного движения в пределах ограничений, накладываемых дорожными знаками, разметкой проезжей части и светофорной сигнализацией. В основном все виды современного МПТ работают по маршрутному принципу, а средства ИПТ – по системе свободного движения. Исклю­чение составляют только маршрутные такси, которые по вместимости близки к ИПТ, а по организации движения – к МПТ.

Грузовой городской транспорт (ГГТ). Выполняет городские грузо­вые перевозки промышленного, коммунального и бытового назначения. В грузовом городском движении преобладают грузовые автомобили грузоподъемностью 2–25 т, а также (в меньшей степени) трамваи и троллейбусы, железнодорожный и водный транспорт. По системе орга­низации движения ГГТ, как и ГПТ, подразделяют на маршрутный и немаршрутный.Маршрутную систему организации движения ГГТ применяют на направлениях постоянных грузопотоков,немаршрутную – при организации грузоперевозок в различные адреса по временным заявкам и заказам.

Доля ГГТ в общем городском движении современных городов отно­сительно невелика (≈ 1/3 против 2/3 движения ГПТ). Однако в различ­ных городах доля грузового движения может быть самой различной. В движении ГПТ преобладает легковой автотранспорт (до 95 % общего размера движения), основную долю которого составляют легковые авто­машины личного пользования и меньшую – таксомоторы (такси) и ведомственные втомобили. На долю МПТ приходится менее 5 % общего объема движения. В Москве, например, по данным обследований 1970 г., удельный вес легковых автомобилей в общем по­токе движения составил 59 %, мотоциклов и мотороллеров – 3 %, грузо­вых автомобилей – 35 %, автобусов и троллейбусов – 3 %. Однако не­смотря на такой небольшой удельный вес в общей величине городского движения, ГМПТ осваивает огромные пассажироперевозки.

Специальный городской транспорт (СГТ). Включает в себя транспор­тные средства городского благоустройства (ТГБ – поливальщики улиц, мусоро- и снегоуборочные машины, специальные машины по ремонту дорожных покрытий), санитарного транспорта скорой медицинской по­мощи и помощи на дому (ТМП), транспорта торговой сети (ТТС – спе­циализированные автомашины «хлеб», «молоко», «мебель», «доставка продуктов на дом» и др.), пожарного автотранспорта (ПАТ), автотран­спорта Отдела регулирования уличного движения Управления внутрен­них дел – (ОРУД), автотранспорт скорой технической помощи (ТСТП) и др. Доля этих видов транспорта в общегородском движении составляет обычно незначительную часть.

Для маршрутного ГПТ характерно движение по расписанию, т. е. регламентированное во времени и городском пространстве. Для осталь­ных видов ГПТ и ГГТ движение или совсем не регламентируется во вре­мени и пространстве (кроме ограничений, накладываемых разметкой проезжей части улиц, дорожными знаками и светофорной сигнализацией) или определенный объем таких регламентных ограничений дви­жения задается (например, для маршрутного грузового транспорта), но он менее строг, чем на маршрутном ГПТ. Поэтому принципы органи­зации движения маршрутного ГПТ резко отличаются от организации движения остального городского транспорта. В первом случае они осу­ществляются методом контроля за движением каждого отдельного поезда, во втором – методом контроля за движением транспортных потоков с делением их на грузовое и легковое движение по составу и прямое, правоповоротное и левоповоротное по направлению ожидаемого движения на перекрестках. При небольшой интенсивности грузовое и легковое движение часто даже и не разделяют.

Техническая база ГПТ.

С

Рисунок 7.12 – Оборудование городского

остановочного пункта

остав основных элементов систем ГПТ определяется видом ис­пользуемых в них транспортных средств – подвижного состава. В целом же системы ГПТ представляют собой сложные многоотраслевые хо­зяйства, основными элементами которых являются подвижной состав (ПС), путевые сооружения и устройства (рисунок 7.12.), сооружения и устройства для хранения, технического обслу-живания и ремонта подвиж-ного соста­ва (Д), сооружения и устройства энергоснабжения (обеспе-чения энер­гией) подвижного состава для выпол-нения транспортной работы (Э) и устройства организации движения подвижного состава на линии (ОД).

Особенности города определяют характеристики требующейся для него транспортной системы ГПТ и оказывают влияние на выбор видов транспорта, транспортных сооружений и системы организации движения.

Основной элемент любых транспортных систем – подвижной со­став. По виду подвижного состава различают рельсовый и безрельсовый ГПТ.

Безрельсовым называют подвижной состав с колесной ходовой частью и пневматическими колесами, предназначенный для движения по обычным дорожным покрытиям без специальных путевых направ­ляющих устройств (автобусы, троллейбусы и легковые автомобили).

Автобус – безрельсовый уличный вид транспорта с автономным энергоснабжением. Энергия, необходимая для движения автобусов, вырабатывается из запасов горючего (бензин, нефть, дизельное или твер­дое топливо), которые вместе с силовой установкой находятся на авто­бусе. Это определяет автономность автобусов, их высокую маневрен­ность и в то же время пониженные весовые характеристики. Автобусы не требуют сооружения специальных путевых устройств, их движение, как и троллейбусов, организуют по обычному дорожному полотну городских улиц. В связи с этим автобус требует небольших затрат в транспортную сеть, которые ограничивают

История развития транспорта

ранспорт, как и земледелие, добывающая и обрабатывающая промышленности является сферой материального производства. В отличие от других отраслей народного хозяйства транспорт не производит новых продуктов. Продукцией транспорта является само перемещение, сама перевозка пассажиров и грузов.

В сущности, без перемещения орудий и предметов труда, самого человека невозможно ни добывание пищи, ни изготовление одежды и жилища, ни какая-либо другая целесообразная деятельность.

Потребность в перемещении грузов возникла на самых первых этапах человеческой культуры. Зарождение пешеходных троп относится к первобытно-общинному периоду существования человеческого общества, когда появились постоянные поселения, зародилось скотоводство и земледелие. Направляясь на охоту или рыбную ловлю, люди избирали пути, пролегающие по наиболее удобным для передвижения местам, обходя препятствия. В результате многократных проходов возникали тропы, в первую очередь у выходов из поселений, на подходах к бродам.

Следует отметить, что на этом этапе развития человечества потребности в транспорте были минимальными, так как ограничивались обслуживанием собственных нужд.

Первыми "техническими средствами" сухопутного транспорта были волокуши из жердей, простые короткие шесты, которые позднее, видоизменяясь, получили название коромысел. Пара шестов превратились в известные носилки.

С приручением домашних животных – быков и ослов (в Египте – в VI – V тысячелетиях до нашей эры, в Европе – в III тысячелетии до нашей эры) возникли первые требования к выбору и подготовке пути, вначале в виде обламывания мешавших ветвей.

В этот же период зарождался водный транспорт. Вид плывущих по реке деревьев наталкивал на мысль о постройке плотов, а вид дуплистого дерева – на устройство челнока путем выжигания и выдалбливания. В странах, где было развито скотоводство, зарождалась идея надутых мехов, как средства для переправ. На безлесном побережье северных морей появились кожаные лодки и т. д.

Появление металлических орудий, развитие скотоводства и земледелия привели к зарождению торговли, вначале как обмена между соседними поселениями, потом путем многократных промежуточных обменов с более отдаленными. Возникла торговля. Начались захваты имущества соседей, превращение пленных в рабов. Из разраставшихся племен возникли рабовладельческие государства. Вооруженные конфликты между соседями превратились в целенаправленные войны для захвата территорий, обложения данью. Это создало потребность в системе сухопутных и водных путей:

· для торговли;

· военных походов;

· управления государством;

· культовых шествий (городские улицы).

Старейшие из известных нам больших государств или цивилизаций возникли на Древнем Востоке в долинах рек Нила, Тигра и Евфрата, Инда, Ганга, Хуанхэ и Янцзы, а также на побережье Средиземного моря в Древней Греции и Древней Италии (Риме). Своим развитием эти великие цивилизации обязаны не только плодородным землям и рыбным богатствам, но и мощному для своего времени транспорту, прежде всего водному.

Например, Египет, по свидетельству Геродота, за 5 тыс. лет до н. э. обладал многочисленным речным и морским флотом, на котором была занята огромная армия людей – 700 тысяч человек. По Нилу на плотах и судах в больших количествах перевозились продукты земледелия и животноводства, ремесленные изделия, лес, строительные материа­лы для крепостей, храмов, дворцов, жилищ и, в частности огромные каменные блоки весом до 3 т для постройки пирамид и статуй.

Мореплавание в Египте получило особенно большой прогресс в эпоху завоевания Египта греками-македонцами. Наиболее крупный порт в Александрии был оснащен уникальным маяком высотою 200 м (на о. Фарос). Ночью свет от костра отражался металлически­ми зеркалами. Недаром фаросский маяк считался одним из 7 чудес света.

Задолго до нашей эры в Египте строили огромные корабли. Один из них, например, имел длину 93 м, а в движение приводился с помощью 200 весел, за которыми сидели свыше 1500 гребцов. Его борта были защищены крепостной стеной с 24 башнями; на носу были укреплены 7 таранов; корма снабжена 4 рулевыми веслами по 15 м длиной; судно было снабжено 4 деревянными и 8 железными якорями. Корабль вмещал 3-тысячное войско.

О понимании египтянами важной роли транспорта говорит также факт первой попытки сооружения ими канала для связи Средиземно­го моря с Красным, которая относится ко времени Рамзеса II Вели­кого (XVI в. до

н. э.). Главной побудительной причиной считают стремление Египта развить торговлю с Аравией, откуда Египет, в частности, получал медь.

Вторая попытка соорудить канал была предпринята около 610–595 гг. до н. э. фараоном Нехао, который, видимо, знал о возможно­сти выхода в Индийский океан. По Геродоту, Нехао нанял финикий­ских моряков для исследования Африки. Выйдя из Красного моря, они обогнули весь континент и через 2 года прибыли в Египет со стороны Гибралтара. Однако жрецы воспротивились этому, рабо­ты остались незавершенными, и только примерно через 100 лет при Дарий I Средиземное и Красное моря были соединены.

Значительную роль в развитии человеческого общества сыграл сухопутный транспорт. Древнее латинское изречение гласит "Via est vita " (Дорога есть жизнь. Его можно перефразировать – "Транспорт есть жизнь "). Еще в древности наряду с тропинками, по которым груз перемещался носильщиками, на важнейших связях между поселениями, городами, государствами стали возникать караванные пути. Великий "шелковый путь" длиной 7000 км связывал Дальний Восток с Африкой и Европой.

Крупным шагом прогресса явилось изобретение колеса (примерно в V– IV тысячелетиях до нашей эры). Конструкция колес претерпела длительную эволюцию от дисков из толстого бревна до колес со спицами.

Идею колеса следует признать величайшим изобретением человеческого гения, во-первых, потому, что колесо не имеет аналога в природе, и, во-вторых, потому что колесный экипаж в принципе служит человечеству много тысячелетий и остается основой всех видов современного наземного транспорта.

Первые повозки на колесах – колесницы (рисунок 1.1), появились за 5 тысяч лет до нашей эры в Западной Азии в степной зоне, где рельеф местности не создавал препятствий для передвижения.

Колеса сначала представляли собой поперечные обрубки круглых бревен, потом сбитые деревянными планками ободья. В дальнейшем колеса стали делать со ступицей и спицами, то есть такими, как мы привыкли их видеть.

ленной поверхности для передвиже-

ния, при этом, чем ровнее и тверже поверхность, по которой катится колесо, тем менее усилий требуется для тяги повозки. Чрезмерная крутизна дороги и большие неровности на проезжей части резко затрудняют или полностью исключают применение колесных повозок.

Создание искусственных дорог – выдающееся событие в истории человеческого общества. В отличие от речных и морских путей сообщения, расположение которых предопределено самой природой, искусственные дороги в принципе можно строить в любом направлении и в любую точку суши. Там, где строились сухопутные дороги, государства росли территориально и укреплялись в хозяйственно-политическом отношении. Великое Персидское царство, коренное население которого жило на Иранском нагорье, лишенном судоходных рек в VI в. до нашей эры, захватив Египет, Вавилон, Малую Азию, часть Закавказья, Средней Азии и Индии, удерживало в своих руках огромную территорию от реки Инд на Востоке до Эгейского моря на Западе.

Управление таким огромным государством было бы невозможно без сети сухопутных дорог. Такая сеть была создана. Основой ее была "Царская дорога " длиной 2400 км от Эфеса на берегу Эгейского моря до города Сузы на берегу Персидского залива, где жил царь Дарий I (рисунок 1.2).

Геродот, проехавший по этой дороге, свидетельствует, что примерно через каждые 25 км на ней сооружены станции с различными службами и сооружениями.

протяженностью около 75000 км.

Все дороги Рима начинались от пло-

щади Форума, где стоял "золотой" столб (нулевая точка отсчета расстояний) и расходились на 5 главных направлений. Первое направление – на Азию с переправой через Адриатическое море к Балканскому полуострову и с дальнейшим разветвлением дороги на юг Греции и на северо-восток к Херсонесу и далее. Второе – на Византию и далее на Азию. Третье – на Германию и Британию. Четвертое – на Испанию и пятое – на Африку с переправой через Мессинский пролив в Сицилию и далее на Карфаген, откуда одна ветвь шла на запад по побережью Африки до Гибралтарского пролива, а другая – на восток до Александрии. При обратном движении все дороги вели в Рим, чем оправдывалось буквальное значение широко известной поговорки.

Римляне показали высочайший класс искусства в сооружении дорог, достойный удивления и восхищения современных специалистов. Царицей этой сети считалась "Аппиева дорога" – начальный участок магистрали Рим – Африка (рисунок 1.3). Чудом дорожного искусства древних римлян считалась также "Троянова дорога", проложенная по берегу Дуная. В районе "Железных ворот", где Дунай течет в глубоком ущелье, она была вырублена частично в отвесных скалах, а частично висела на мощных деревянных брусьях, укрепленных концами в шурфах.

гальки смешанной с песком. Общая величина покрытия составляла около метра, поэтому римские дороги по праву называли "лежачими стенами". Почти все римские дороги были прямыми, поскольку повозки в то время не имели поворачивающейся передней оси.

В отличие от Римской империи в средневековой Европе, расколотой на сотни мелких княжеств, герцогств и графств, не требовалась мощная транспортная сеть. Замкнутые и часто враждующие между собой феодальные государства мало заботились об улучшении дорог. Падение рабовладельческого строя стало концом и римской техники дорожного строительства, которая базировалась на использовании практически неограниченных источников рабского труда. Прокладывать новые дороги в то время могло только местное население, привлекаемое на барщину. В результате стали появляться новые грунтовые дороги облегченной конструкции.

Однако упадок дорожного строительства привел к необходимости значительного усовершенствования колесных экипажей. В XY в. появился новый вид транспортного средства – карета (польское слово от латинского "carruca " – четырехколесная повозка) с кожаными боковинами, а затем и застекленная.

В XYII в. карета обрела уже почти все элементы, применяемые в автомобиле: кузов, рессорную подвеску, шкворень передней оси, тормоза, прочные и легкие колеса с надетой на них примитивной металлический, позже – гуттаперчевой шиной.

На протяжении многих веков и тысячелетий основной движущей силой наземного транспорта были сначала быки и ослы, затем лошади и другие крупные домашние животные. Но все время человека не покидало желание найти какой-то иной вид энергии, не подверженный усталости, болезням и чувству голода. Такой энергией поначалу был ветер.

О сухопутном применении паруса сохранилось мало сведений. Однако в одной из летописей говорится, что князь Олег при походе на Царьград (Константинополь) поставил свои ладьи на колеса.

В России в 1752 году крепостной холоп из Нижнегородской губернии Леонтий Шамшуренков сделал "самобеглую коляску". Она приводилась в движение усилиями 2-х человек.

ный под рамой коляски. Кроме того, имелась своеобразная коробка скоростей с передвижной ведущей шестеренкой и тормозные устройства на специальных пружинах, плавно останавливающие экипаж. Механизм коляски был настолько остроумен, что позволял совершать довольно быструю езду в гору и медленную с горы. Два человека располагались на сиденьи в открытом кузове в качестве пассажиров, а третий находился сзади, попеременно поднимая ноги, он надавливал приводные рычаги, приводя коляску в движение. Он же и управлял экипажем.

В 1690 г. француз Дени Папен построил паровую машину, состоящую из цилиндра и поршня, которая получила название "атмосферной". Принцип работы машины заключался в том, что на дно цилиндра под поршень наливалась вода, которая подогревалась горелкой. В результате нагрева пар выталкивал поршень вверх. Затем горелка убиралась, а поршень охлаждался холодной водой и под действием атмосферного давления возвращался в нижнее положение. Цикл длился одну минуту. Эта машина оказалась неработоспособной.

Использовав идею Папена, английский кузнец Томас Ньюкомен построил «водоотливную машину». Чтобы каждый раз не кипятить под поршнем воду, он соединил трубкой паровой котел и цилиндр. В цилиндр сначала подавался пар из котла, а затем – холодная вода из бочки, которая конденсировала пар.

Иван Ползунов в 1763 году спроектировал первую паровую машину для приведения в действие воздушных мехов на Колывано-Воскресенских заводах, состоящую из 2-х пароатмосферных цилиндров ньюкоменского типа. Построенная в мае 1766 года (сам Ползунов, надорвав свои силы, умер за неделю до пуска машины) она в ноябре того же года была выведена из строя и заброшена.

Машина Ньюкомена была неэкономичной, однако, после усовершенствования в 1784 г. Джеймсом Уаттом – механиком университета в Глазго, паровая машина стала прототипом мирового универсального механического двигателя, преобразовавшего не только производство, но и весь уклад жизни народов. Уатт добавил конденсатор, парораспределитель (золотник) и подачу пара по обе стороны поршня. Он же ввел оценку мощности в лошадиных силах.

Паровая машина позволила создать транспортную самоходную единицу, теоретически любой мощности и независящую от условий погоды. Приспособленная для вращательного движения, она стала основой технического прогресса на всех видах транспорта.

топкой в сторону движения. Скорость движения повозки доходила до 4 км/ч. Через каждые 15 минут движения повозке требовалось столько же времени для доливки воды и подъема давления пара. "Паровая телега" Кюньо с 1794 года хранится в музее.

эластичные шины, рулевую трапецию, механизм для вращения колес одной оси с разными оборотами – дифференциал, цепной и даже карданный вал от паровой машины к ведущим колесам.

Вскоре на смену тяжелым и маломощным паровым машинам пришел двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Изобретателем ДВС считается французский механик Жак Этьен Ленуар (1822–1900), который в 1860 году построил газовый двигатель. Однако французский военный инженер Филипп Лебон создал проект газового двигателя за 60 лет до Ленуара, но реализовать его не смог, так как трагически погиб в 1804 году. Были и другие предшественники Ленуара, однако его заслуга состоит в том, что он построил не опытный экземпляр, а технологичную, пригодную для производства машину, причем как раз в тот момент и в том месте, где в ней была исключительная потребность.

Использовав разработки Ленуара, подручный продавца из Кельна Николаус Отто сконструировал экономичный газовый двигатель с КПД, достигающим 15 %. Двигатель назвали четырехтактным, так как процесс в нем совершался за четыре хода поршня и соответствовал двум оборотам коленчатого вала. Двигатель в основном использовался в стационарных условиях, так как его масса на 1 кВт достигала 500 кг и требовался большой резервуар для размещения запаса газа.

Наибольший вклад в создание бензинового двигателя, пригодного для использования на транспортных средствах, внесли Г. Даймлер (1834–1900) и В. Майбах (1846–1929). Первый двигатель Даймлера (1882) годился не только для стационарного, но и для транспортного использования. Частота вращения вала двигателя Даймлера была в 4-5 раз больше, чем у газовых двигателей и достигала 900 оборотов в минуту. Значительно уменьшилась масса двигателя.

Еще более экономичный двигатель удалось создать немецкому инженеру Рудольфу Дизелю (1858–1913). В 1893 году им были построены первые образцы двигателя с воспламенением топливной смеси от сжатия, доведенного постепенно до 40 атм. Используя в качестве топлива керосин, двигатель Дизеля достигал КПД 34 %.

Большое значение для развития автомобильного транспорта имело создание ирландцем Джоном Бондом Данлопом надежной пневматической шины, которая была запатентована в 1888 году. Позже оказалось, что эдинбургский инженер Роберт Уильям Томсон получил патент на аналогичную пневмашину в 1845 году. Однако Томпсон умер не оставив наследников и его изобретение осталось забытым.

С развитием феодализма были созданы новые условия для развития материального производства и, следовательно, для транспорта. С ростом производительных сил усилилось общественное разделение труда. На определенном этапе вместо городов – крепостей и городов – центров власти и администрации стали расти города – центры ремесла и торговли. Увеличение объема производства, развитие сельского хозяйства обострили потребность в транспорте как для производственных нужд, так и для внешней межгосударственной торговли. В связи с этим во многих странах производились работы по расширению сети речных, морских и сухопутных путей сообщения.

Открытие новых торговых путей и новых стран в XV–XVI веках ускорило процесс разложения феодализма и возникновения капиталистических отношений в Европе. Это время, известное под названием периода великих географических открытий, положило начало колонизации Африки, Азии и Америки.

К концу XVII века были известны пять материков. Последний, шестой континент – Антарктида был открыт русской экспедицией на судах "Восток" и "Мирный" под командованием Ф. Ф. Беллинсгаузена в январе 1820 г.

В XIX веке появился новый вид сухопутного транспорта – железнодорожный . Первая в мире коммерческая железная дорога была построена в Англии в 1825 году под руководством Стефенсона.

В течение всей предшествующей истории транспортные средства (суда, повозки, животные), как правило, принадлежали владельцу груза, осуществлявшему перевозку.

При капитализме, по мере укрупнения предприятий, усложнения техники, технологии и возрастания объемов производства, хозяину предприятия становилось все труднее содержать собственное сложное и дорогостоящее транспортное хозяйство, которое невозможно было всегда интенсивно использовать. В связи с этим вскоре транспорт выделился в самостоятельную отрасль, выполняющую перевозки грузов и пассажиров для любого клиента за определенную плату. Это позволило ускорить процесс формирования самого транспорта и освободить от сложных функций машинное производство.

Таким образом, в условиях капиталистического способа производства транспорт претерпел кардинальные изменения, заключающиеся в применении механического двигателя, расширении сети путей сообщения, выделении транспорта в особую отрасль производства, дифференциации средств и появлении морского, речного, железнодорожного, автомобильного, трубопроводного, а позднее и воздушного транспорта.

Транспорт появился в мире несколько тысячелетий назад, когда для перемещения грузов или людей стали использовать мускульную силу рабов, прирученных животных, а также носилки, коромысла, волокуши и другие приспособления.

Рост торговли и войны способствовали развитию транспортных средств, созданию повозок на полозьях и колесах, речных, озерных и морских лодок, плотов, пирог и других судов, перемещаемых при помощи весел или шестов. Первые колесные повозки (телеги и ко­лесницы) появились три тысячи лет до нашей эры в одном из древ­нейших очагов цивилизации Западной Азии - Месопотамии. Со­здание таких повозок послужило импульсом для развития сухопутного транспорта, а именно привело к необходимости строи­тельства первых искусственных наземных дорог в Персии, Китае, Европе. Римская империя, простиравшая свое могущество на три

континента, имела обширную сеть сухопутных дорог протяженностью около 75 тыс. км. К этому же време­ни относится сооружение первых де­ревянных мостов через небольшие реки, овраги, ущелья.

В средние века нашей эры началось строительство каналов, связывающих внутренние водные пути. На озерах и морях появились весельные, затем и парусные суда, которые просущество­вали до наших дней и послужили ши­рокому развитию мореплавания, тор­говли, путешествий.

На рис. 1 изображено парусное Рис. 1. Каравелла X. Колумба судно - каравелла Христофора Ко- «Санта Мария» (Испания)

Лумба «Санта Мария». Флотилия из трех каравелл под командо­ванием Колумба в 1492 г. пересекла Атлантический океан и дос­тигла острова С. Сальвадор, а Васко да Гама в 1498 г. совершил на каравеллах плавание из Европы в Индию.

ПРЕДИСЛОВИЕ КАФЕДРЫ ПРОГНОЗОВ

Добрый день, уважаемые читатели журнала «Методолог».

Представлять сегодняшнего гостя рубрики Кафедра Прогнозов нет большой необходимости.

Д.т.н., профессор и Мастер ТРИЗ Александр Тимофеевич Кынин, ТРИЗ - эксперт южно корейской компании Samsung SDI уже 6 лет является нашим автором.

Сегодня мы продолжаем публикацию по его проекту «Справочники по развитию технических систем» - выпуск 5.

Проект задуман как открытая справочная база данных, в которую собраны описания технических характеристик самых разных по предназначению Технических Систем в их эволюционном контексте. С точки зрения КП это абсолютно правильный и закономерный шаг в развитии ЗРТС как научной дисциплины.

Справочники по развитию технических систем –

я думаю, что можно смело включить в этот проект и недавнюю работу Александра Тимофеевича «Сегментация S- кривых» и рассматривать её как ЧАСТЬ 3

Сюда же следовало бы включить и «Справочник по «Умным Веществам», разработанный несколько лет назад автором и опубликованный в нашем журнале:

Будем его рассматривать как «часть 0»

Полный текст можно прочесть на страничке автора

Представляемый неделю тому назад материал описывал наблюдения, собранные автором в области развития водного транспорта.

КП относится с очень большим интересом к такого рода проектам и всячески их поддерживает. Напомню адрес нашей открытой базы примеров по ЗРТС: «вход во все коллекции» более 2000 примеров http://video.mail.ru/mail/zrts7/

Наша научная дисциплина – ЗРТС не может развиваться без собранных, проверенных и определённым образом интерпретированных фактов в развитии техники. Парадигма изучения патентных баз для выявления закономерностей давно уступила место изучению истории развития техники, рынков и бизнеса.

Как рынок отсеивает, отбирает инновации? Это можно понять только из материалов, которые составляют смысл проекта «Справочники по развитию техники».

КП будет искренне благодарна, если у Александра Тимофеевича найдутся последователи и помощники.

Приятного чтения,

С уважением,

Юрий Даниловский.

3. РОСТ И РАЗВИТИЕ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

Кынин А.Т., Леняшин В.А., Фейгенсон Н.Б.

3.3 НАЗЕМНЫЙ ТРАНСПОРТ

Потребность перемещать какие-либо грузы с одного место на другое возникла у человека в незапамятные времена. В животном мире можно также видеть многочисленные примеры перемещения пищи для ее сохранения, или материалов для строительства гнезд.

В простейшем случае перемещение груза осуществлялось самим человеком, причем для его обеспечения реализовывались самые различные функции. Несомненно, что первым вариантом перемещения груза было его перетаскивание по земле. Такой способ прост, но требует больших усилий, связанных с преодолением трения скольжения. Другим вариантом перемещения груза является его переноска. Но переноска связана с необходимостью удерживать груз. При этом собственно функция «перемещать» осуществлялась ногами человека, которые обрабатывали землю. Однако функция «удерживать» реализовывалась его руками, которые обрабатывали собственно груз. То есть простейшее транспортное средство для того, чтобы выполнить свое предназначение, имело два инструмента и, соответственно, две Главные Полезные Функции (ГПФ). Такая двойственность природы транспортных средств отличает их от других Технических Систем (ТС).

3.3.1 Общая история развития наземного транспорта

Уже на самых ранних стадиях развития человек попытался уменьшить усилия, необходимые для перемещения груза. Одним из вариантов перемещения груза стала комбинация переноски и перетаскивания, когда человек тащил не непосредственно груз, а жерди, на которых этот груз лежал. К тому же гладкий предмет волочить легче. Так что первым техническим транспортным средством стала, скорее всего, волокуша. В этом случае груз распределялся между человеком и жердями. Возможно также, что в волокушу превратились носилки, у которых остался только один носильщик. Главными достоинствами волокуши были: отсутствие необходимости использования человеком рук для удержания груза, возможность использования человеком своего тела для движения груза и большая площадь полозьев по сравнению со ступнями.

Вариантом волокуши для передвижения по снегу и болоту стали сани. Сани состояли из плоских загнутых впереди кверху полозьев, в них вставлялся ряд вертикальных стояков, на которых крепилась платформа для груза. Существовали сани нескольких разновидностей, в частности, с одним полозом типа тобоггана (См. Рис. 1 ).

Рис. 1 . Реконструкция древних саней [ Авилова Л.И. Древнейшая история дорог и транспорта по данным археологии. http://www.rusarch.ru/avilova1.htm ].

Революция в развитии наземного транспорта связана с изобретением колеса. По данным археологии, вначале, в VI тыс. до н.э. в Месопотамии появился гончарный круг, а надежные свидетельства существования колесной повозки относятся к IV тыс. до н.э.

В окружающем мире человек в основном видит движение линейное. Одним из известных исключений является «перекати-поле». Поэтому идея колеса, соединяющего вращение обода с поступательным движением оси, была далеко не очевидной.

& Тренд: движение линейное – вращательное.

Кто-то догадался подложить под них бревна-катки: так быстрее. Если бревно обжечь, чтобы оно было в середине уже, чем по краям, тогда груз не соскользнет. Следующий шаг - профилирование: широкий край бревна становится все тоньше, пока не отделяется от середины. Так появилось первое колесо [http://revolution.allbest.ru/transport/00030169.html ]. Оси повозок были неподвижными. Колеса изготовляли из трех толстых досок, в центре была выступающая массивная ступица (См. Рис. 2А ). В дальнейшем конструкция колеса претерпела существенные изменения: появились обод и спицы (См. Рис. 2В ).

& Тренд: Дробление РО и выделением местного качества его составных частей.

Рис. 2 . Реконструкция древней телеги (А ) и колеса(В ) [Авилова Л.И. Древнейшая история дорог и транспорта по данным археологии. http://www.rusarch.ru/avilova1.htm ].

Следующим шагом стала замена человека в качестве Двигателя. Первоначально в качестве двигателей служили онагры, одомашненные в Передней Азии к IV тыс. до н.э., и быки и лишь во II тыс. до н.э. была приручена лошадь, ставшая затем основным тягловым животным. В Восточной Европы приблизительно в это же время были изобретены легкие деревянные сани-нарты с собачьей упряжкой.

Однако любое техническое усовершенствование имеет какие-либо негативные последствия. Так, использование животных для перемещения телег привело снижению их проходимости и потребовало создания инфраструктуры – то есть дорог.

Краткая хронология развития наземного транспорта представлена в Приложении 3.2 .

3.3.2 Появление и развитие дорожной сети

В действительности, пути сообщения существуют столько времени, сколько существует человечество. Но древнейшими транспортными артериями были реки, освоенные человеком в эпоху мезолита. И только позже, уже в неолите (VIII-V тыс. до н.э.) появились наземные пути, по которым происходил между племенами на расстояния порой до многих сотен километров обмен ценными видами сырья. Это были тропы, привязанные к естественному рельефу – речным долинам, горным проходам.

Строительство дорог начинается с возникновением государства. До нас дошла древнейшая дорога, обнаруженная в Египте, она проложена к месту возведения пирамиды фараона Сахуры (III тыс. до н.э.). Чуть позже (2500 В.С.) была построена первая мощеная дорога в Rakhigarhi (цивилизации долины Инда).

Высочайшим достижением в области транспортных систем древности стали римские дороги. Римское государство уделяло большое внимание строительству дорог, игравших важную военную и гражданскую роль в функционировании огромной империи. Наиболее древняя Аппиева дорога была сооружена в IV в. до н.э. [Авилова Л.И. Древнейшая история дорог и транспорта по данным археологии. http://www.rusarch.ru/avilova1.htm] .

Но постройка дорог с твердым покрытием несет в себе противоречие: для движения по дороге телеги не требуется сплошное покрытие дороги. В то же время сама прочность дорожного покрытия зачастую была избыточной для передвижения людей и лошадей, но явно недостаточной для поддержания колес тяжелых телег и фургонов. В результате в покрытии появлялись колеи, выбитые колесами. Кстати, такие колеи на грунтовых дорогах, в том числе на «знаменитых» российских большаках, несли и положительную функцию. Во-первых, позволяли «водителю кобылы» расслабиться («... а куды она из колеи денется...»), во вторых – уплотненные многочисленными колесами полосы грунта лучше выдерживали вес телеги.

Но наиболее остро вопрос о выборе между универсальностью дороги (дорожное полотно) и ее возможностями выдерживать большой вес была горная промышленность. И действительно, в 1541-м году появилось первое упоминание об использовании деревянных рельсов на шахтах.

& Принцип №3: Местное качество.

Именно на шахтах и были использованы первые паровозы.

3.3.3 Появление механического транспорта

Долгие века на дорогах Европы почти не происходило изменений. Разве что сами дороги стали заметно хуже, чем во времена Римской Империи. Все так же тянулись телеги, запряженные лошадьми...

В XVII~XVIII веках стали появляться какие-то заметные изменения в конструкции телег и карет. Появились рессоры, в каретах засверкали стеклянные окна и.т.д. Появились новшества и в организации движения. Так, известный ученый Блез Паскаль изобретает пассажирский автобус с лошадью, который имел регулярный маршрут, график и тариф. Естественно, что в упряжки стали запрягать как можно больше лошадей.

& Тренд: моно- би – поли.

Однако попытка увеличения перевозимого груза была ограничена количеством лошадей, которых можно было запрячь в карету без потери ее управляемости.

Естественно, что идея заменить лошадь механическим двигателем «носилась в воздухе». Первую повозку с паровым двигателем сделал французский артиллерист Николя-Жозеф Куньо. Он в 1769 г. продемонстрировал свой экспериментальный паровой артиллерийский трактор. Вслед за ним начались разнообразные эксперименты в этой области.

Самой передовой промышленной страной в это время была Англия. В 1784 Уильям Мердок построил рабочую модель паровой повозки в Редруфе, в 1801 Р. Тревитик построил первый паровоз для использования его в шахте, а через 2 года 10-местный пассажирский паровой экипаж. То есть британское паромобилестроение было на подъеме. В 1834 году паровой омнибус Мачерони и Сквайра показал рекордную для тех лет надежность 2740 километров без какого-либо ремонта.

Но тут вмешалась политика. Дело в том, что серьезной преградой развитию паромобилей стали лошади. При виде грохочущего экипажа они и становились неуправляемыми. На паровики ополчились и конные компании, и владельцы дорог (не каждая мостовая выдерживала паровой экипаж), в прессе муссировались страхи по поводу возможных взрывов котлов. В итоге, в 1865 году был принят так называемый Закон о красном флаге, по которому перед каждым самоходным экипажем не ближе 55 метров должен был идти человек, предупреждавший о возможной опасности. Скорости паровиков, естественно, упали... в городе нельзя было двигаться быстрее 3,2 км/ч, за городом 6,45 км/ч [http://www.autoreview.ru/archive/2005/07/steam_machines/ ].

Затем последовал еще один удар: извозопромышленники добились издания «Закона о дорожных локомотивах», который приравнивал скорость паровых дилижансов к конным 16 км/ч [http://bibliotekar.ru/auto2/3.htm] . Таким образом, главные преимущества паромобилей были практически уничтожены... В то же время, эти ограничения не коснулись паровозов, которые продолжили свое развитие.

3.3.4 Краткая история рельсового транспорта

Как уже было сказано, 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». Стефенсон получил согласие и необходимые деньги. 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. Поэтому, 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...

Только 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.

3.3.5 Развитие рельсового транспорта

Рассмотрим сначала более подробно железнодорожный транспорт (наземный рельсовый). На Рис. 3 представлено изменение скорости различных составов во времени.

Рис. 3 . Зависимость от времени скоростей различных составов: паровых (1), дизельных (2), газотурбинных (3), электрических многомоторных (4), электрических одномоторных (5), турбореактивных (6), турбореактивных (7), на воздушной подушке (8) и на магнитной подушке (9) по данным .

Для рельсового транспорта, в отличии, например, от авиации, не характерно «достижение рекорда ради рекорда». Возможно, что это связано с большими затратами на создание инфраструктуры.

Как уже было сказано, особенностью этого вида транспорта является обязательное использование колес для движения по рельсам. Это, с одной стороны, повышает возможности для перевозки больших грузов, с другой, ограничивает возможности движением только по подготовленным маршрутам. Еще одним отличием рельсового транспорта является перевозка больших грузов, для чего он и был изначально создан. В настоящее время к рельсовому транспорту можно условно причислить также поезда на воздушной и магнитной подушках. Однако сохранилось общее свойство – движение только по специально оборудованной трассе.

Построим таблицу параметров рельсового транспорта (См. Табл. 1 .).

Табл. 1. Параметры железнодорожного транспорта.

Из таблицы видно, что сравнивать эти системы только по скорости не вполне корректно. Дело в том, что, как и для всех прочих транспортных систем, существует противоречие между быстротой доставки груза и его количеством. К сожалению, пока не удалось найти данных о росте грузоподъемности составов. Однако, скорость вполне можно использовать для их приблизительного сравнения.

Самой первой Технической Системой (ТС) такого рода был паровоз. Скорость этой ТС, появившейся в начале ХIХ века, росла до его середины, после чего остановилась на значении около 150 км/ч. Но в начале ХХ века паровоз, казалось бы, обрел второе рождение. Рекордная скорость превысила 200 км/ч, что обеспечивалось ростом эффективности двигателя. Однако, резервы паровой машины уже были исчерпаны... (См. Рис. 3 ).

На смену паровозу пришел тепловоз. Несмотря на разницу в конструкции, дизель также является тепловым двигателем. Произошло изменение типа двигателя, но это изменение в системе не кардинальное, поскольку «рабочий орган» - колесо, не изменился. Т.е. Действительно, кривая эволюции скорости тепловоза практически является продолжением скорости для паровоза.

Кроме того, на кривой тепловоза практически отсутствует начальный участок, соответствующий «молодости» системы (См. Рис. 3 ). Это также объяснимо, поскольку тепловоз использовал существующую инфраструктуру железной дороги и подвижной состав (вагоны) практически без изменения. На данный момент, ТС «тепловоз» скорее всего, вышла на предел своих возможностей. Дальнейшая ее «жизнь» будет определяться целесообразностью замены ее электровозами.

Были сделаны попытки заменить вид теплового двигателя. Но турбореактивные и ракетные двигатели хоть и были испытаны, но не получили дальнейшего развития. Вероятно, это объясняется тем, что такие системы должны перемещать с собой груз топлива. В то же время, расход топлива у них очень высок. В этом случае такие типы двигателей оказались неэффективны для перевозки больших грузов.

Поезда с электромоторами в каждом вагоне появились достаточно давно. Их появление полностью соответствует основным тенденциям развития и иллюстрирует смену принципа работы двигателя с теплового на электрический.

& Тренд: Поле: тепловое - электрическое.

Главным отличием этой системы явилось то, что Источник Энергии (ИЭ) был вынесен в надсистему. Это позволило отказаться от перевозки топлива (и соответствующих этому затрат).

Огромным преимуществом явилась возможность использования уже имеющегося рельсового пути. В то же время, в отличие от тепловоза, электрический состав требовала дополнения существующих путей системой электроснабжения. Задержка в росте их скорости до середины ХХ века (См. Рис. 3 ) была, скорее всего, обусловлена не только необходимостью изменения путей, но и паузой в развитии электромоторов. Именно такая схема используется на нынешнем рекордсмене – составе TGV [http://ru.wikipedia.org/wiki/TGV] . В 2007 г. этот французский скоростной поезд установил новый мировой рекорд скорости для традиционного рельсового транспорта, разогнавшись до отметки в 574,8 километра в час [http://www.drezina.ru/article/10029.html] . Созданные затем электровозы (локомотивы с электроприводом), требуют гораздо большей единичной мощности мотора. Видимо это остановило рост их скоростей.

Еще одной разновидностью рельсового транспорта является монорельс, особенностью которого является движение состава по единственному рельсу [http://ru.wikipedia.org/wiki/Монорельс] . Но практического значения этот транспорт пока не получил.

Как уже было отмечено, «рельсовым» транспорт на воздушной и магнитной подушках не вполне корректно. Однако, эти виды ТС явно продолжают линию развития «рельсового» транспорта. В таких системах колесо было заменено на поле.

& Тренд: Механическое - пневматическое – магнитное.

Поезда на воздушной подушке не получили заметного развития. Видимо, причиной явилось то же самое требование везти на себе груз топлива и низкая грузоподъемность.

Поезда на магнитной подвеске (подушке) являются, на данный момент, рекордсменами по скорости. Японский поезд MLX01 побил рекорд скорости, установленный им же в 1999 году и попавший в Книгу рекордов Гиннеса. Правда, за четыре года его максимальная скорость увеличилась не слишком сильно - с 550 до 555 км/ч [http://www.saga.ua/44_archives_news_33415.html] . Судя по данным Табл. 1 именно такие ТС в будущем заменят существующие виды рельсового транспорта. Но затраты на замену инфраструктуры пока абсолютно неподъемны.

Таким образом, эволюция ТС «рельсовый транспорт» вполне соответствует основным Законам и Трендам развития Технических Систем.

3.3.6 Развитие паровозов

Рассмотрим систему «паровоз». На Рис. 4А представлено зависимость изменения скорости паровозов от времени.

На зависимости «скорость-время» для этой системы после бурного роста, начавшегося в 1820 г.г., наблюдается явная «ступенька» в районе 1850-1890 г.г. Ранее нами было высказано предположение, что такие «ступеньки» могут быть связаны либо с недостатками каких-либо ресурсов для развития системы, либо со слишком бурным экстенсивным развитием системы.

Вспомним, чем отличался этот период от других. Именно тогда произошел значительный рост производства (См. Рис. 4В ) и качества стали. Но, самое главное, именно в это время наблюдался исключительно бурный рост длины железнодорожных путей в США (См. Рис. 4С ). Кстати, эта зависимость также описывается S -образной кривой.

Нами было высказано предположение, что остановка в развитии (т.е. повышение качественных характеристик системы) связано с ее количественным ростом. Действительно, при возрастании длинны путей (и количества паровозов) не было необходимости совершенствовать паровоз. Аналогичная остановка в увеличении скорости наблюдается для пассажирских судов, в период, когда их количество в мире выросло в 3 раза.

Рис. 4 . Взаимосвязь между увеличением скоростей паровозов , удельной прочности стали и ростом длины железнодорожных путей в США .

Рис . 5 . Взаимосвязь между увеличением скоростей паровозов, и эффективности паровых двигателей .

Можно, также, предположить, что в период «стабилизации» скоростей паровозов росла мощность их двигателей и, следовательно, увеличивалось количество перевозимого груза. Кроме того, именно в этот период наблюдалась замедление в повышении эффективности паровых двигателей (См. Рис. 5В ).

То есть, можно подтвердить сделанный ранее вывод, что когда параметры ТС возрастают настолько, что они удовлетворяют общественную потребность, необходимость совершенствовать систему становится уже не такой острой и специалисты уделяют внимание налаживанию их массового выпуска. Но требования растут. И вот только тогда, когда параметры системы опять перестают устраивать потребителей, начинается новый этап в их развитии.

3.3.7 Развитие автомобильного транспорта

Как уже было отмечено ранее, перед изобретателями автомобилей поставили серьезные ограничения, однако они продолжали работать в этом направлении. Остовной толчок к появлению автомобиля дало создание двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на бензине. Этот двигатель позволил Карлу Бенцу в 1885 г. построить первый в мире удобный в эксплуатации автомобиль.

Необходимо отметить, что в начальный период жизни автомобиля выбор именно ДВС не был очевиден. Рекорды скорости с 1988 по 1898 г. принадлежали электромобилям, а затем паровым автомобилям. И только с 1906 года стали лидировать именно ДВС.

В отличие от рельсового, для автомобильного транспорта, так же как и для авиационного, характерно создание моделей-рекордсменов, которые, как правило, не являются непосредственно родоначальниками нового поколения автомобилей, но закладывают определенные концепции в дальнейшее развитие отрасли. Такие машины ориентированы на достижения только по одному параметру. Наиболее распространенными являются машины- рекордсмены по скорости. Графики зависимостей скоростей различных рекордных автомобилей и серийных машин от времени представлены на Рис. 6 .

Рис. 6 . Зависимость от времени скоростей рекордных автомобилей: электрических (1), паровых (2), с ДВС (3), газотурбинных (4),турбореактивных (5) и реактивных (6) (Land speed record http://en.wikipedia.org/wiki/Land_speed_record /), а также серийных (7) автомобилей .

Первоначально разницы между ними не было, так как любая новая машина была, в сущности, рекордной и единственной. Поэтому до 1-й Мировой войны графики сливаются. Затем, в районе 20-х годов ХХ века появляется новое направление в автомобилестроении – машины направленные только на рекорды.

Но у автомобилестроения есть еще одна особенность: кроме уникальных рекордсменов по скорости существует достаточно многочисленный класс гоночных машин (Формула-1). Эти машины не только служат источником удовольствия для многочисленных болельщиков, но и являются пилотными образцами для «обкатки» решений, которые будут затем применены в серийном производстве. К сожалению, гонки машин в этом виде спорта выявляют победителей заезда и не фиксируют рекорды скоростей .

Скорости рекордных машин росли до 1965 г., когда ДВС исчерпал свои ресуры. Поэтому среди рекордных автомобилей появились образцы, которые использовали другие типы двигателей: газовые турбины, турбореактивные и ракетные двигатели. Именно на ракетных автомобилях были поставлены рекорды скорости на земле.

В настоящее время наивысшая скорость на суше в заезде по прямой (1190,377 км/ч, или 1,0106 маха) была показана на Бдуэйзер Рокет, трехколесном автомобиле с ракетным двигателем 17 декабря 1979 г. Однако этот рекорд (1,0106 маха) не имеет официального подтверждения. Официальный мировой рекорд в заезде на 1,6 км равен 1019,467 км/ч. Его установил 4 октября 1983 г. Ричард Ноубл в пустыне Блэк-Рок, США, на машине Траст-2 с реактивным двигателем.

Рис. 7. Зависимость от времени скоростей серийных автомобилей (А ), мирового выпуска пассажирских автомобилей (В ) (Среднегодовой выпуск автомобилей в разных странах www.docload.spb.ru/Basesdoc/51/51537/index.htm) и удельной мощности автомобильных двигателей (С ) .

Впрочем, серийные машины, хотя и заметно отстали от рекордных, продолжают совершенствоваться. На настоящий момент шведский суперкар Koenigsegg CCR установил официальный мировой рекорд скорости для серийных автомобилей - 388 километров в час, показанных в течение продолжительного заезда. Побитие рекорда состоялось 28 февраля 2005 года на итальянской испытательной трассе Nardo Prototipo [http://www.membrana.ru/lenta/?4362 ]. Предыдущий рекорд скорости для серийных машин, равный 349,21км/ч. поставлен на Ягуаре XJ220 21 июня 1992г. [http://auto.rin.ru/cgi-bin/main.pl?id_section=538&id=3401 ].

Вернемся к рассмотрению изменения скорости серийных машин в целом. Рассмотрим более подробно, как шло увеличение скорости автомобилей с середины ХХ века и до нашего времени. На Рис. 7А видно, что интенсивное увеличение скорости серийных легковых автомобилей происходило в 1950-1970 гг. и в 1990-2050 г.г. Периоды интенсивного увеличения скорости сменялись областями замедленного роста.

Мы уже говорили, что иногда массовое производство ТС приводит к «консервации» некоторых ее параметров (кроме эффективности). Теперь рассмотрим, как менялась скорость автомобилей в соответствии с количеством выпущенных машин (См. Рис. 7В ). Однако если росту выпуска машин в 1980-1990 годах действительно соответствует очень незначительное увеличение их скоростей, то период 1950-1970 они растут синхронно. В чем же дело?

Дело в том, что скорость машины определяется, в первую очередь, ее мощностью. Давайте дополнительно рассмотрим, как изменялась удельная мощность двигателей для пассажирских автомобилей (См. Рис. 7С ). Зависимость мощность автомобильных двигателей от времени носит крайне сложный характер. Она имеет четыре пика (в 1957, 1971, 1978 и 1990), которые сменяются резкими снижениями. При этом эффективность ДВС монотонно растет . Небольшой всплеск в 1978 году можно было бы посчитать случайным выбросом, но авторы зарекомендовали себя, как очень скрупулезные исследователи.

А теперь рассмотрим вопрос, а почему вдруг строители двигателей начинали снижать их мощность? Может быть, из-за снижения потребности со стороны потребителей? А чем, в свою очередь, может руководствоваться потребитель – в данном случае экономичностью.

А теперь посмотрим, что происходило в мире в это время:

1956 г. – Суэцкий кризис.

1973 г. – «Война Йом-Копура» и эмбарго на нефть.

1979 г. – Ирано-Иракская война.

1990 г. – Ирако-Кувейтская война.

Т.е. совпадение между конфликтами на Ближнем Востоке и повышением спроса на экономичные автомобили малой мощности налицо. Причем, эти ожидания не всегда совпадали с ростом мировых цен на нефть [http://www.k2kapital.com/analytics/exchange/159852.html ].

Сейчас увеличение скорости серийных автомобилей практически прекратилось. Это естественно, т.к. в условиях законодательного ограничений скоростей это уже не имеет смысла. Кроме того, в условиях наступающего энергетического кризиса преимуществом пользуются более экономичные модели.