Понятие транспорта и транспортной системы
 Скачать 414.5 Kb.
|
|
Механические средства передвижения В понимании современного человека слово "автомобиль" означает транспорт, который оснащен автономным двигателем (это может быть и двигатель внутреннего сгорания, электрический и даже паровой котел). Пару веков назад автомобилем называли все «самодвижущиеся повозки». Люди пользовались механическими средствами передвижения еще задолго до изобретения автомобиля. В качестве движущей силы пытались использовать и мускулы человека, и даровые ресурсы. Вот, например, в древнем Китае были сухопутные повозки с парусами, которые приводились в движение силой ветра. В Европу такое новшество пришло только в 1600х годах, благодаря конструктору Симону Стевину. Нюрнбергским Часовщиком И.Хаучем была построенамеханическая повозка, источником движения которой была большая часовая пружина. Одного завода такой пружины хватало на 45 минут езды. Эта повозка действительно передвигалась, однако находились скептики, которые утверждали, что внутри нее спрятаны два человека, приводящие ее в движение. Но, несмотря на это, она все-таки была куплена королем Швеции Карлом, который пользовался ею для поездок по королевскому парку. Согласно книге, изданной в Париже в 1793 году, автором которой был Озанам, уже в течение нескольких лет по Парижским улицам ездила коляска, приводимая в движение лакеем, который нажимал на подножки, расположенные под кузовом. В России (XVIII века) были изобретены две конструкции механических экипажей: самобеглая коляскаЛ.Л.Шамшуренкова (1752 г.) и самокатка И.П. Кулибина (1791 г.). Подробного описания самобеглой коляски не сохранилось, но известно, что ее испытания успешно состоялись 2 ноября 1752 году. По изобретению И.П. Кулибина сохранилась куда больше информации: она представляла собой трехколесную педальную коляску с маховиком и трехскоростной коробкой смены передач. Холостой ход педалей осуществлялся за счет установленного между педалями и маховиком храпового механизма. Ведущими колесами считались два задних, а управляемым – переднее. Вес коляски (вместе со слугой и пассажирами) составлял 500 кг, а развиваемая ей скорость – до 10 км/ч. Позднее, русский изобретатель Е.И. Артамонов (крепостной слесарь Нижнетагильского завода) в 1801 году построил первый двухколесный металлический велосипед.
Фердинанд Вербст построил первый автомобиль на паровом ходу около 1672 года как игрушку для китайского императора. Автомобиль был небольшого размера и не мог везти водителя или пассажира, но, возможно, он был первым работающим паровым транспортом («автомобиль»). В 1680 Исаак Ньютон в одном из своих трудов по механике описал экипаж, который должен был двигаться за счет реактивной силы пара. Экипаж представлял из себя телегу, оснащённую паровым котлом с соплом, через которое с помощью клапанамашинист мог стравливать пар, тем самым разгоняя телегу. Разумеется, это был лишь проект, и неизвестно, был ли он когда-либо реализован. Первым применённым на производстве паровым двигателем была «пожарная установка», сконструированная английским военным инженером Томасом Севери в 1698 году. Затем английский кузнец Томас Ньюкомен в 1712 году продемонстрировал свой «атмосферный двигатель». Это был усовершенствованный паровой двигатель Севери, в котором Ньюкомен существенно снизил рабочее давление пара. Попытки Ньюкомена использовать возвратно-поступательное движение поршня для вращения гребного колеса на судах оказались неудачными. Однако заслуга Ньюкомена в том, что он одним из первых реализовал идею использования пара для получения механической работы. Паровые машины Ньюкомена получили широкое распространение: к 1735 году только в Англии их было более сотни. В 1769 году французский изобретатель Кюньо испытал первый образец полноразмерной машины с паровым двигателем(усовершенствованная машина Ньюкомена), известный как «малая телега Кюньо», а в 1770 году — «большую телегу Кюньо». Сам изобретатель назвал её «Огненная телега» — она предназначалась для буксировки артиллерийских орудий. «Тележку Кюньо» считают предшественницей не только автомобиля, но и паровоза, поскольку она приводилась в движение силой пара. Паровая телега Кюньо (fardier à vapeur de Cugnot) имела привод на единственное переднее колесо. Однако, судя по всему, управляемость её была неважной, что и послужило причиной первой в мире автомобильной аварии: на испытаниях изобретатель не справился с управлением. В 1791 году русским изобретателем Иваном Кулибиным была изготовлена «самокатная повозка». Иван Кулибин начал работу над каретой спаровым двигателем и педалями в 1780-х . В числе его особенностей маховик, тормоз, коробка передач и подшипник, из которых состоит любой современный автомобиль. Его конструкция имела три колеса. К сожалению, как и со многими другими его изобретениями, государство не видело потенциала этих разработок и они не получили дальнейшего развития. Первый патент на автомобиль в Соединённых штатах был предоставлен Оливеру Эвансу (англ.)русск. в 1789 году. Эванс демонстрировал его первую успешную самоходную машину, которая была не только первым автомобилем в США, но также и первой машиной-амфибией, так как была способна путешествовать на колёсах по земле В XIX веке дилижансы на паровой тяге и рутьеры (паровые тягачи, то есть безрельсовые паровозы) для обычных дорог строились в Англии,Франции и применялись в ряде европейских стран, включая Россию, однако они были тяжёлыми, прожорливыми и неудобными, поэтому широкого распространения не получили. Среди других работ паровая машина на жидком топливе, собранная в 1815 году профессором Пражского политехникума Йозеф Божеком (англ.)русск. и четырёхместный паровой фаэтон, сделанный в 1813 году Уолтером Хэнкок (англ.)русск., разработчиком и оператором паровых автобусов Лондона. В 1900 году примерно половина автомобилей в США была на паровом ходу. Паровые, электрические и бензиновые автомобили конкурировали десятилетия, пока в 1910-х бензиновые двигатели внутреннего сгорания не стали доминирующими. Советские проекты: в 1948 году был построен опытный НАМИ-012 на шасси семитонного ЯАЗ-200 (позже МАЗ-200). Характеристики трехцилиндровой паровой машины были вполне привычными: мощность — 100 л.с., обороты — до 1250 в минуту. А габариты и масса получились даже меньше, чем у дизеля с коробкой передач. Правда, эту экономию сводил на нет тяжеленный (около тонны) «котлоагрегат».
В 1828 году венгр Йедлик Аньош, который изобрёл ранний тип электрического мотора, создал миниатюрную модель автомобиля, приводимого в движение при помощи его нового двигателя. В 1834 году изобретатель первого электрического мотора постоянного тока, кузнец штата Вермонт Томас Дэвенпорт, установил свой мотор в маленькую модель машины, которой он оперировал на кольцевом электрофицированном треке. В 1835 году голландский профессор города Гронинген Сибрандус Стрэтин и его помощник Кристофер Беккер создали небольшую электрическую машину, приводимую в движение неперезаряжаемыми первичными гальваническими элементами . В 1838 году шотландец Роберт Дэвидсон (англ.) разработал электрический локомотив, который достигал скорости 6 км/ч (4 мили/ч). В Англии в 1840 году был предоставлен патент за использование рельсовых путей в качестве проводникаэлектрического тока и подобные американские патенты были выданы в 1847 году Лиллей и Colten. Приблизительно в период между 1832 и 1839 годом (точный год неизвестен) гражданин Шотландии англ. Роберт Андерсон изобрёл первую грубую электрическую карету, приводимую в движение неперезаряжаемыми первичными гальваническими элементами
Ранние попытки изготовления и использования двигателей внутреннего сгорания были затруднены из-за отсутствия подходящего топлива, особенножидкого, и ранние двигатели использовали газовую смесь. Ранние эксперименты с использованием газов были проведены швейцарским инженером Франсуа Исааком де Ривасом (англ.)русск. (1806), построившим двигатель внутреннего сгорания работающий на водородно-кислородной смеси, и англичанином Семюелем Брауном (англ.)русск. (1826), экспериментировавшим с собственным двигателем на водородном топливе в качестве транспортного средства до Шутерс Хилл (англ.)русск., юго-восточныйЛондон. Гиппомобиль (англ.)русск. бельгийца Этьена Ленора с одноцилиндровым двигателем внутреннего сгорания на водородном топливе совершил тестовый пробег из Парижа в Жуанвиль-Ле-Пон (англ.)русск. в 1860 покрыв около девяти километров примерно за три часа. Поздняя версия работала на угольном газе.Деламар-Дебутевильский (англ.)русск. автомобиль был запатентован и опробован в 1884 году. Около 1870 года в Вене, Австрия (тогда Австро-Венгерская империя) изобретатель Зигфрид Маркус (англ.)русск. поместил жидкостный двигатель внутреннего сгорания на простой тележке что сделало его первым человеком, использовавшим транспортное средство на бензине. Сегодня этот автомобиль известен как «первая машина Маркуса». В 1883 году Маркус получил немецкий патент на низковольтную систему зажигания типа магнето. Это был только первый его автомобильный патент. Эта технология была использована во всех дальнейших двигателях в том числе в четырёхместной «второй машине Маркуса» в 1888/89. Зажигание в сочетании с «карбюратором с вращающимеся щетками» сделали конструкцию второго автомобиля очень инновационной. Общеизвестно, что первый реально использующийся автомобиль с бензиновым двигателем был сконструирован одновременно несколькими независимыми немецкими изобретателями: Карл Бенц построил свой первый автомобиль в 1885 в Мангейме. Бенц получил патент на свой автомобиль 29 января 1886 и начал первый выпуск автомобилей в 1888 году после того как его женаБерта Бенц показала с помощью первой междугородней поездки от Мангейма до Пфорсгейма и обратно в августе 1888 что безлошадные экипажи вполне подходят для повседневного использования. С 2008 года это событие отмечено Мемориальной трассой имени Берты Бенц. Вскоре, в 1889 г. в Штутгарте Готтлиб Даймлер и Вильгельм Майбах сконструировали совершенно новое средство передвижения, которое задумывалось как автомобиль, а не конная повозка, оснащенная двигателем. Им же обычно приписывают изобретение в 1886 г. первого мотоцикла, однако, в 1882 г. Энрико Бернарди (англ.)русск. из Университета Падуи запатентовал одноцилиндровый бензиновый мотор объемом 122 см³ (7,4 куб. д) мощностью 0,024 л.с. (17,9 Вт) и установил его на трехколесный велосипед своего сына, что позволяет рассматривать его как минимум кандидатом на изобретение первого автомобиля и мотоцикла. В 1882 г. Бернарди увеличил трицикл так, что он был способен перевозить двух взрослых человек. Один из первых четырёхколесных автомобилей в Британии, работающий на бензине был построен в Бирмингеме в 1895 г. Фредериком Вильямом Ланчестером, им же был запатентован дисковый тормоз, а первый электрический стартер был установлен на Арнольд (англ.)русск., адаптацию Бенц-Вело, выпускавшимся с 1885 по 1898 гг. В этой суматохе были практически забыты многие первопроходцы. Джон Вильям Ламберт (англ.)русск. из Огайо в 1891 г. построил трехколесный автомобиль, который сгорел в том же году. А Генри Надинг (англ.)русск. из Аллентауна, Пенсильвания сконструировал четырёхколесный. Весьма вероятно, что таких изобретателей было больше
В России первый автомобиль отечественного производства появился в 1896 г. Его сконструировали инженеры Е. А. Яковлев и П. А. Фрезе. В этом же году были разработаны и первые официальные правила перевозки тяжестей и пассажиров в самодвижущихся экипажах. А в 1900 г. было утверждено "Обязательное постановление о порядке пассажирского и грузового движения по г. Санкт-Петербургу на автомобилях". Эти правила в дальнейшем постоянно совершенствовались и утверждались заново. Одним из первых достаточно крупных производителей автомобилей в России было акционерное общество «Дукс», основанное в 1893 г, выдающимся конструктором, организатором производства, предпринимателем, автоспортсменом и общественным деятелем — инженером Юлием Александровичем Меллером. Хорошо известны знаменитые велосипеды «Дукс», которые отличались высоким качеством при сравнительно умеренной цене. Эти велосипеды в 1896 г,были удостоены бронзовой медали на Всероссийской художественно-промышленной выставке в Нижнем Новгороде, Будучи не только талантливым инженером, но и хорошим бизнесменом, Ю.А. Меллер прекрасно понимал, что выиграть в конкурентной борьбе с иностранными фирмами он сможет только за счет более низкой цены своей продукции, поскольку в нее не нужно будет включать оплату пошлины, стоимость перевозки товара из-за границы и комиссионную наценку за труд посреднических фирм. Первой продукцией «Дукса» были не только водопроводные трубы, велосипеда, но и снегокаты, паромобили и сельхозтехника. Паровые автомобили уже тогда были весьма совершенны и гораздо более быстроходны, чем их бензиновые собратья, внешне от них не отличались и были совершенно бесшумны. Специальные гоночные паромобили развивали на соревнованиях скорость до 6О км/ч.
Пионером отечественного промышленного автомобилестроения можно считать московскую велосипедную фабрику “Дукс” Ю.А.Меллера, где была предпринята попытка наладить выпуск русских автомобилей посредством изготовления нескольких машин. Между тем идея создания национального автомобиля занимала умы передовых представителей русской технической интеллигенции, многие из которых получили образование, жили и работали за границей. Одним их них был выдающийся русский автоконструктор Борис Григорьевич Луцкой, который в начале 90-х годов прошлого столетия спроектировал несколько двигателей внутреннего сгорания, предназначавшихся для самодвижущихся экипажей. По отзывам современников (1899 г.), двигатели Луцкого могли быть “поставлены наряду с лучшими бензиномоторами. С 1897 г. Луцкой стал сотрудничать с инженером А.Альтманом, владевшим заводом по производству стационарных двигателей под Берлином. Позднее это предприятие было поглощено фирмой Даймлера. В качестве ведущего конструктора германской фирмы “Даймлер”, Б.Г.Луцкой создал множество моделей легковых и грузовых машин, которые отличались самыми передовыми инженерными и дизайнерскими решениями. В 1900 г. на Берлинской выставке был показан легковой автомобиль Луцкого, заслуживший весьма похвальную оценку немецких специалистов. Характерно, что бензиновый двигатель этого автомобиля был расположен под сиденьем. В целом, по признанию очевидцев, двигатель и шасси легкового автомобиля Луцкого превосходили лучшие зарубежные образцы того времени. Следующей автомобильной конструкцией Луцкого был грузовой автомобиль с многоцилиндровым двигателем, демонстрировавшийся на Всемирной выставке 1900 г. в Париже и отмеченный серебряной медалью. Грузоподъемность автомобиля составляла около 5 т, средняя скорость движения достигала 11 км в час. Вес этих автомобилей, однако, был достаточно большим для грунтового покрытия дорог того времени - без груза он весил около 4 т. Исходя из свойств дорожных покрытий Луцкой в дальнейшем довел вес своих грузовых машин до 2 т, а полезную нагрузку - до примерно 2 т. Следует также упомянуть о том, что Б.Г.Луцкой имел международную известность не только как автомобильный инженер, но и как создатель самолетов. В начале XX века одно из наиболее передовых для своего времени петербургских предприятий “Машиностроительный, чугунолитейный и котельный завод П.А.Лесснера” заключило с фирмой Даймлера договор о постройке лицензионных бензиновых двигателей и автомобилей. Луцкой был назначен консультантом АО “П.А.Лесснер”, где при его участии создавались и выпускались вполне совершенные, отвечающие мировому уровню, автомобили. Автомобильное производство на “Лесснере” просуществовало с 1905 по 1910 г. В течение этого периода было изготовлено несколько десятков машин - легковых, грузовых, пожарных, а так же автобусов. Так что это производство можно считать первым серийным выпуском отечественной автомобильной продукции. В 1908 г., после закрытия Первой Международной автомобильной выставки в Петербурге, на которой АО “Лесснер” получило Большую золотую медаль “За установление автомобильного производства в России” В программе завода были оригинальные машины, разработанные Луцким специально для Лесснера. Одной из них стал легковой автомобиль 1909 г. со всеми четырьмя ведущими и управляемыми колесами, межосевым дифференциалом и дорожным просветом 320 мм. Двухосный полноприводный автомобиль продемонстрировал более высокую проходимость, чем обычный - с приводом только на заднюю ось, но дальше испытаний дело не пошло. В трансмиссии машины постоянно что-то ломалось, и конструкторы, как они не бились, так и не смогли устранить дефект. Своими передовыми конструкторскими решениями среди пионеров автомобилестроения в России выделялся также автомобильный завод И.П.Пузырева. Собственно говоря, это был даже не завод, а мастерская, где в 1912 г. работало 98 человек. Тем не менее с 1911 по 1914 гг. на нем было выпущено 38 машин. Иван Петрович Пузырев сам спроектировал и изготовил трансмиссию, двигатель, подвеску, кузов своих автомобилей, стремясь создать особо выносливую конструкцию для российских дорог. На автомобиле Пузырева был поставлен двигатель внутреннего сгорания в четыре цилиндра при мощности в 40 л.с. При этом он впервые разместил рычаги управления коробки передач внутри кузова, тогда как ранее их было принято располагать снаружи. В коробке сцепления впервые была применена система постоянного зацепления шестерен. На одном из автомобилей своего изготовления И.П.Пузырев совершил успешный пробег по маршруту Петербург-Париж. По свидетельству очевидцев, автомобиль Пузырева производил весьма благоприятное впечатление, и прежде всего, своей внешней отделкой. Предприятие И.П.Пузырева завершило свое существование в 1914 г., когда значительная часть завода, в том числе 8 готовых автомобилей, была уничтожена возникшим по неизвестным причинам пожаром. Пытались собирать автомобили и на периферии. Так, 5 автомобилей в 1909 г. было выпущено в Орле в мастерских изобретателя-энтузиаста, бывшего помещика Михаила Михайловича Хрущева. Его идеей было создание отечественного автомобиля простейшей конструкции с двигателем воздушного охлаждения. Реализация этой идеи заняла почти два года и завершилась летом 1913 г. постройкой действующей машины, правда, менее удачной, чем подобная же модель Форда. Видное место в дореволюционной автомобильной истории нашего государства принадлежит Русско-Балтийскому заводу в Риге, благодаря наибольшему - около 800 - числу выпущенных машин. Первые попытки выпуска автомобилей на нем относятся к 1907 г., причем сначала использовались импортные детали, но с 1910 г. - только собственные. Основная сложность заключалась в отсутствии стали нужных сортов, необходимой для изготовления автомобильных деталей. В результате завод создал собственное производство стали и освоил выпуск даже таких деталей, как штампованные рамы, колеса, алюминиевое литье, радиаторы. Автомобильные двигатели Руссо-Балта изготавливались в двух видах - с цилиндрами, выполненными раздельно или отлитыми одним блоком. Характерно, что в этих двигателях впервые были применены поршни, отлитые из алюминиевого сплава. Оригинально была выполнена в этих автомобилях тормозная система, состоявшая из двух частей - ножной и ручной, действовавших независимо от друг от друга. Тормоза ножной части располагались на колесах, что для своего времени являлось новшеством. Автомобили Русско-Балтийского завода показывали высокие ходовые качества и неоднократно участвовали в разного рода автопробегах, выдерживая конкуренцию с заграничными моделями. Так, в 1910 г. в пробеге с нагрузкой в 5 человек по сложному маршруту Петербург - Неаполь - Петербург (более 10 тыс. км) автомобиль не выявил никаких неполадок, кроме прокола шин (одна из шин русского производства “Проводник” выдержала весь маршрут). В прессе того времени этот факт расценивался как торжество русской автомобильной техники. В целом же до 1917 г. в России в различное время автомобили выпускались следующими заводами и фабриками: “П.А. Фрезе и К”, “Э.Л.Лидтке”, “Д.Скавронский”, АО “Г.А. Лесснер”, “Ив.Брейтигам”, Товариществом “Политехник”, “П.Д.Яковлев”, ”К.Крюммель”, “И.П.Пузырев” (Санкт-Петербург); АО “Луке”, “Н.Э.Бромлей”, “Братья Крыловы и К”, “А.И.Евсеев”, “П.П.Ильин”, “Автомобильное Московское общество (АМО)” братьев Рябушинских (Москва); “А.Лейтнер”, АО “Русско-Балтийский вагонный завод (РБВЗ)” (г. Рига); машиностроительной мастерской М.М.Хрущева (г. Орел); АО “В.А.Лебедев” (г. Ярославль); “Аксай” (г. Ростов-на-Дону); “Русский Рено” (г. Рыбинск); “Бекас” (Мытищи) и др. Одновременно существовало большое число предприятий по производству шин, аккумуляторов, электрооборудования, автомобильных принадлежностей, одежды для водителей. Следует однако сказать, что несмотря на многочисленные отличительные качества, русские автомобили не получили должного распространения. Основной вопрос заключался главным образом в том, нужна ли вообще России массовая автомобилизация. На рубеже веков лишь незначительное число людей в России хорошо понимало, что этой оглушительно стреляющей и трясущейся машине - автомобилю - принадлежит будущее. |