Новые виды транспорта

смогут привести к опрокидыванию. Машина, подобно маятнику, только качнется

вокруг вертикальной оси. А при движении по обочине или косогору машина все

равно будет сохранять вертикальное положение кузова. Если при очень крутом

боковом наклоне обычная машина опрокинется, монокар будет только скользить

вниз по склону, сохраняя вертикальное положение.

При равномерном движении кресло находится в вертикальном положении. При

резком торможении кресло откатывается по направляющим вперед, одновременно

поворачиваясь в горизонтальное положение. При этом угол наклона кресла

зависит от силы торможения и при снижении этой силы кресло возвращается в

исходное положение.

В машине можно предусмотреть несколько способов торможения:

Кинетическое. Основной способ. Это когда кинетическая энергия машины

превращается в кинетическую энергию маховика.

Электродинамическое. Электроэнергию с мотор-колес можно гасить на

балластном сопротивлении. Например, направить на электроотопитель.

Дифференциальное. Если переднее мотор-колесо включить в противофазе с

задним, то оно станет вращаться в противоположном направлении вплоть до

полной остановки машины и переднего колеса.

Шаговое. Мотор-колесо является шаговым электродвигателем. Можно задать

частоту вращения магнитного поля ротора сколь угодно низкой влоть до нуля.

Это фактически будет являться остановкой ротора.

Фрикционное. Если между ротором и статором помесить фрикционную

прокладку, и подвесить ротор в магнитном поле или на воздушной подушке

(газовый подшипник), то при выключении подшипника ротор всей массой машины

ляжет на статор. Это аналог обычных дискового или барабанного тормоза.

Механическое. Если изменить высоту подвески, то машина может лечь на

днище и тормозить выступающими частями кузова. Таким способом можно

затормозить даже на льду.

Фара находиться под колпаком переднего колеса. Она может опускаться в

нишу из переднего багажника. Фара может также поворачиваться в

горизонтальной плоскости на 360(, обеспечивая освещение при поворотах и

движении задним ходом.

Фара сделана в виде цилиндра, в центре оптической оси которого находиться

источник света. Часть цилиндра сделана прозрачной, остальная часть покрыта

отражающим слоем. В задней части может быть установлен красный светофильтр,

который при повороте фары при движении назад будет светить вперед, выполняя

функции стоп-сигнала.

В машине используется зависимая тросовая система подвески и

компенсирующий амортизатор. Передняя и задняя подвески соединены тросом

таким образом, что нагрузка на переднее колесо, отклоняющая колесо вверх

компенсируется отклонением заднего колеса вниз и наоборот. В качестве

амортизирующей силы используется половина веса машины. Изменением длины

троса можно регулировать высоту машины вплоть до опускания на днище на

стоянке или в режиме экстренного торможения.

Технические характеристики монокара:

Длина - 4000 мм.

Ширина - 1500 мм.

Высота - 1500 мм.

База - 3000 мм.

Клиренс - 350 мм.

Количество мест - 3 чел.

Количество дверей кузова - 2.

Грузоподъемность - 200-250 кг.

Привод -вероятно, полный.

Подвеска - зависимая.

Низкий расход топлива (не более 1л. на 100км.).

Пониженный уровень выхлопов СО2 и CN.

Малый вес (не более 400 кг).

Простота и надежность конструкции.

Простота в управлении и обслуживании.

Высокая маневренность (радиус разворота около 4 м).

Низкий коэффициент аэродинамического сопротивления.

Низкая стоимость

5.Беспилотные самолеты

"Беспилотники" различаются по массе (от аппаратов весом в

полкилограмма, сравнимых с авиамоделью, до 10-15-тонных гигантов), высоте и

продолжительности полета. Беспилотные летательные аппараты массой до 5 кг

(класс "микро") могут взлетать с любой самой маленькой площадки и даже с

руки, поднимаются на высоту 1-2 километра и находятся в воздухе не более

часа. Как самолеты-разведчики их используют, например, для обнаружения в

лесу или в горах военной техники и террористов. "Беспилотники" класса

"микро" массой всего 300-500 граммов, образно говоря, могут заглянуть в

окно, поэтому их удобно использовать в городских условиях.

За "микро" идут беспилотные летательные аппараты класса "мини" массой

до 150 кг. Они работают на высоте до 3-5 км, продолжительность полета

составляет 3-5 часов. Следующий класс - "миди". Это более тяжелые

многоцелевые аппараты массой от 200 до 1000 кг. Высота полета достигает 5-6

км, продолжительность - 10-20 часов.

И, наконец, "макси" - аппараты массой от 1000 кг до 8-10 т. Их потолок

- 20 км, продолжительность полета - более 24 часов. Вероятно, вскоре

появятся машины класса "супермакси". Можно предположить, что их вес

превысит 15 тонн. Такие "тяжеловозы" будут нести на борту огромное

количество аппаратуры различного назначения и смогут выполнять самый

широкий круг задач.

Если вспомнить историю беспилотных летательных аппаратов, то впервые

они появились в середине 1930-х годов. Это были дистанционно управляемые

воздушные мишени, используемые на учебных стрельбах. После Второй мировой

войны, точнее, уже в 1950-х годах, авиаконструкторы создали беспилотные

самолеты-разведчики. Еще 20 лет понадобилось на то, чтобы разработать

машины ударного назначения. В 1970-х - 1980-х годах этой тематикой

занимались конструкторские бюро П. О. Сухого, А. Н. Туполева,

В. М. Мясищева, А. С. Яковлева, Н. И. Камова. Из туполевского КБ вышли

беспилотные разведчики "Ястреб", "Стриж" и находящийся на вооружении и

сегодня - "Рейс", а также ударный "Коршун, созданный совместно с НИИ

"Кулон". Достаточно успешно занималось беспилотными самолетами КБ Яковлева,

где разрабатывались аппараты "мини"-класса. Наиболее удачным из них стал

комплекс "Пчела", который до сих пор стоит на вооружении.

В 1970-х годах в СССР были развернуты научно-исследовательские работы

по созданию беспилотных самолетов с большой высотой и продолжительностью

полета. Ими занималось ОКБ В. М. Мясищева, где разрабатывали машину "макси"-

класса "Орел". Тогда дело дошло только до макета, но почти через 10 лет

работы возобновили. Предполагалось, что модернизированный аппарат сможет

летать на высоте до 20 км и находиться в воздухе 24 часа. Но тут наступил

реформенный кризис, и в начале 1990-х годов программу "Орел" из-за

отсутствия финансирования закрыли. Примерно в то же время и по тем же

причинам были свернуты работы над беспилотным летательным аппаратом "Ромб".

Этот уникальный по своей конструкции самолет, созданный совместно с "НИИ

ДАР" при участии разработчика радиолокационной системы "Резонанс" Главного

конструктора Э. И. Шустова, представлял собой разрезной биплан из четырех

крыльев, составленных в виде ромба, в которые монтировались

крупногабаритные антенны, обслуживающие радиолокационную станцию. Масса его

была порядка 12 тонн, а полезная нагрузка достигала 1,5 тонны.

После первой волны разработок "беспилотников" в 1970-х - 1980-х годах

наступило длительное затишье. Армию оснащали дорогостоящими пилотируемыми

самолетами. Под них выделяли большие средства. Этим и определялся выбор

тематики разработок. Правда, все эти годы "беспилотниками" активно

занималось Казанское опытно-конструкторское бюро "Сокол". ОКБ "Сокол"

стало, по существу, специализированным предприятием по производству

беспилотных авиационных систем. Основное направление - беспилотные

воздушные мишени, на которых отрабатываются боевые действия различных

военных комплексов и наземных служб, в том числе и комплексов ПВО.

Сегодня беспилотные летательные аппараты "мини"- и "миди"-класса

представлены достаточно широко. Их производство под силу многим странам,

поскольку с этой задачей могут справиться небольшие лаборатории или

институты. Что же касается аппаратов класса "макси", то для их создания

нужны ресурсы целого авиастроительного комплекса.

В чем же преимущества беспилотных летательных аппаратов? Во-первых, они

в среднем на порядок дешевле пилотируемых самолетов, которые нужно оснащать

системами жизнеобеспечения, защиты, кондиционирования… Нужно, наконец,

готовить пилотов, а это стоит больших денег. В итоге получается, что

отсутствие экипажа на борту существенно снижает затраты на выполнение того

или иного задания.

Во-вторых, легкие (по сравнению с пилотируемыми самолетами) беспилотные

летательные аппараты потребляют меньше топлива. Представляется, что для них

открывается более реальная перспектива и при возможном переходе на

криогенное топливо.

В-третьих, в отличие от пилотируемых самолетов, машинам без пилота не

нужны аэродромы с бетонным покрытием. Достаточно построить грунтовую

взлетно-посадочную полосу длиной всего 600 метров. ("Беспилотники" взлетают

с помощью катапульты, а приземляются "по-самолетному", как истребители на

авианосцах.) Это очень серьезный аргумент, поскольку 70% аэродромов в

Украине нуждаются в реконструкции, а темпы ремонта сегодня - один аэродром

в год.

Основной критерий выбора типа летательных аппаратов - стоимость.

Благодаря стремительному развитию вычислительной техники существенно

подешевела "начинка" - бортовые компьютеры "беспилотников". На первых

аппаратах использовались тяжелые и громоздкие аналоговые вычислительные

машины. С внедрением современной цифровой техники их "мозг" стал не только

дешевле, но и умнее, компактнее и легче. Это означает, что аппаратуры на

борт можно взять больше, а ведь именно от нее зависят функциональные

возможности беспилотных самолетов.

Если же говорить о военном аспекте, то беспилотные летательные аппараты

находят применение там, где в разведывательной операции или воздушном бою

можно обойтись без пилота. На IХ международной конференции по

"беспилотникам", прошедшей в 2001 году во Франции, прозвучала мысль о том,

что в 2010-2015 годах боевые операции сведутся к войне автоматизи рованных

систем, то есть к противоборству роботов.

Специалисты "ОКБ Сухого" проанализировали развитие существующих в мире

научно-технических программ по созданию "беспилотников" и обнаружили

стойкую тенденцию к увеличению их размеров и массы, а также высоты и

продолжительности полета. Аппараты с большим весом могут дольше находиться

в воздухе, выше подниматься и дальше "видеть". "Макси" берут на борт более

500 кг полезной нагрузки, которая позволяет решать задачи большого объема и

с лучшим качеством.

Анализ показал, что беспилотные самолеты класса "макси" и "супермакси"

сегодня востребованы как никогда. Судя по всему, они могут изменить расклад

сил на мировом рынке летательных аппаратов. Пока эта ниша освоена только

американскими конструкторами, которые начали работать над "беспилотниками"

"макси"-класса на 10 лет раньше нас и успели создать несколько очень

хороших самолетов. Наиболее популярный из них "Глобал Хоук" (рис.5.1): он

поднимается на высоту до 20 км, весит 11,5 тонны, имеет продолжительность

крейсерского полета более 24 часов. Конструкторы этой машины отказались от

поршневых моторов и оснастили ее двумя турбореактивными двигателями. Именно

после показа "Глобал Хоука" на авиасалоне в Ле-Бурже в 2001 году на

Западе началась борьба за захват нового сектора рынка.

[pic]

Рисунок 5.1. .Американский беспилотный самолет "макси"-класса «Глобал Хоук»

Еще во время создания первых беспилотных самолетов "макси"-класса

"Орел" и "Ромб" была разработана концепция, согласно которой начали строить

беспилотные аппараты, обеспечивающие наилучшие условия для размещения в них

полезной нагрузки. На "Ромбе", например, смогли совместить большие антенные

блоки размером 15-20 м с элементами самолета. Получилась "летающая

антенна". Сегодня создается, по сути, летающуя платформа для аппаратуры

наблюдения. Соединив полезную нагрузку с бортовыми системами, можно

получить полноценный интегрированный комплекс, максимально оснащенный

радиоэлектронным оборудованием (рис.5.2). Это будет качественно новый вид

авиационной техники - стратосферная платформа для решения задач, которые

либо не по силам низко-, средневысотным пилотируемым и беспилотным машинам,

либо требуют неоправданно больших затрат при выполнении их спутниковыми

группировками.

[pic]

Рисунок 5.2. Многоцелевой беспилотный летательный аппарат "Протеус"

производства США

Весь мир уже осознал, какую пользу и экономию могут принести

беспилотные летательные аппараты не только в военной, но и в гражданской

сфере. Их возможности во многом зависят от такого параметра, как высота

полета. Сегодня предел составляет 20 км, а в перспективе и до 30 км. На

такой высоте беспилотный самолет может конкурировать со спутником.

Отслеживая все, что происходит на территории площадью около миллиона

квадратных километров, он сам становится своего рода "аэродинамическим

спутником". Беспилотные самолеты могут взять на себя функции спутниковой

группировки и выполнять их в режиме реального времени в рамках целого

региона.

Чтобы из космоса вести фото- и киносъемку или наблюдать за каким-нибудь

объектом, нужны 24 спутника, но и тогда информация от них будет поступать

один раз в час. Дело в том, что спутник находится над объектом наблюдения

всего 15-20 минут, а затем уходит из зоны его видимости и возвращается на

то же место, совершив оборот вокруг Земли. Объект же за это время уходит из

заданной точки, поскольку Земля вращается, и снова оказывается в ней только

через 24 часа. В отличие от спутника, беспилотный самолет сопровождает

точку наблюдения постоянно. Проработав на высоте около 20 км более 24

часов, он возвращается на базу, а ему на смену в небо уходит другой. Еще

одна машина находится в резерве. Это огромная экономия, поскольку

беспилотные самолеты на порядок дешевле спутников.

Беспилотные самолеты могут конкурировать со спутниками и в сфере

создания телекоммуникационных сетей и навигационных систем.

На "беспилотники" можно возложить непрерывное круглосуточное наблюдение

за поверхностью Земли в широком диапазоне частот. Используя их, можно

создать информационное поле страны, охватывающее контроль и управление

движением воздушного и водного транспорта, поскольку эти машины в состоянии

взять на себя функции наземных, воздушных и спутниковых локаторов

(совместная информация от них дает полную картину того, что делается в

небе, на воде и на земле).

Беспилотные летательные аппараты помогут решить целый спектр научных и

прикладных задач, связанных с геологией, экологией, метеорологией,

зоологией, сельским хозяйством, с изучением климата, поиском полезных

ископаемых… Они будут следить за миграцией птиц, млекопитающих, косяков

рыбы, изменением метеоусловий и ледовой обстановки на реках, за движением

судов, перемещением транспорта и людей, вести аэро-, фото- и киносъемку,

радиолокационную и радиационную разведку, многоспектральный мониторинг

поверхности, проникая вглубь до 100 метров.

Потребность мирового рынка в беспилотных авиационных системах с большой

высотой и продолжительностью полета представлена в виде диаграммы на рис.

5.3.

[pic]

Рисунок 5.3. Потребности мирового рынка в беспилотных авиационных системах

с большой высотой и продолжительностью полета.

Сферы применения гражданского беспилотного самолета

ОБНАРУЖЕНИЕ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ:

. воздушных

. надводных

. наземных

УПРАВЛЕНИЕ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ:

. в труднодоступных районах

. при стихийных бедствиях и авариях

. на временных воздушных трассах в авиации народного хозяйства

КОНТРОЛЬ МОРСКОГО СУДОХОДСТВА:

. поиск и обнаружение судов

. предупреждение аварийных ситуаций в портах

. контроль морских границ

. контроль правил рыболовства

РАЗВИТИЕ РЕГИОНАЛЬНЫХ И МЕЖРЕГИОНАЛЬНЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ:

. системы связи, в том числе мобильные

. телерадиовещание

. ретрансляция

. навигационные системы

АЭРОФОТОСЪЕМКА И КОНТРОЛЬ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ:

. аэрофотосъемка (картография)

. инспекция соблюдения договорных обязательств

. (режим «открытого неба»)

. контроль гидро-, метеообстановки

. контроль активно излучающих объектов контроль ЛЭП

КОНТРОЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ:

. радиационный контроль

. газохимический контроль

. контроль состояния газо- и нефтепроводов

. опрос сейсмических датчиков

ОБЕСПЕЧЕНИЕ СЕЛЬХОЗРАБОТ И ГЕОЛОГОРАЗВЕДКИ:

. определение характеристик почвы

. разведка полезных ископаемых

. подповерхностное (до 100 м) зондирование Земли

ОКЕАНОЛОГИЯ:

. разведка ледовой обстановки

. слежение за волнением моря

. поиск косяков рыбы

6.Гелиотранспорт

Электромобили, солнцемобили, солнечные велосипеды, электромоторные суда

с солнечными батареями - все эти экологически чистые транспортные средства

появились всего лет 15-20 назад. За прошедшие годы электромобили перестали

быть редкостью. Они находят все большее применение, особенно в крупных

городах, перенасыщенных автотранспортом. Что касается солнцемобилей, то

сегодня их можно встретить на дороге очень редко. Это очень дорогое

удовольствие. Между тем становится все более популярным и доступным по цене

водный гелиотранспорт - маломерные суда, приводимые в движение солнечной

энергией. Более всего они подходят для водного туризма и рыбалки.

Солнцемобили в большинстве своем машины уникальные. В их конструкции

используются оригинальные технические решения и новейшие материалы. Отсюда

и очень высокая цена. Например, двухместный солнцемобиль "Мечта" (рис.6.1)

обошелся японской автомобильной компании "Хонда" в 2 миллиона долларов. Но

деньги были потрачены не напрасно. Трассу трансавстралийского ралли 1996

года протяженностью 3000 км он прошел со средней скоростью почти 90 км/ч, а

на прямом скоростном участке достиг 135 км/ч. Рекорд "Мечты" до сих пор

никем не побит.

[pic]

Рисунок 6.1. Солнцемобиль-рекордсмен "Мечта"

Солнцемобиль - это электромобиль, снабженный фотоэлектрическими

преобразователями (солнечными батареями) достаточно большой мощности, в

которых энергия света преобразуется в электрический ток, питающий тяговый

двигатель и заряжающий аккумуляторы.

Конструирование солнцемобилей и испытание их в гонках постепенно

оформились в новый технический вид спорта - "брейнспорт". По сути дела -

это состязания интеллектов создателей солнцемобилей. На них отрабатываются

параметры транспортных средств будущего. Чтобы солнцемобиль с максимальной

мощностью солнечных батарей и электромотора всего 1,5-2 кВт мог соперничать

с автомобилем, необходимо использовать самые легкие и прочные

конструкционные материалы, высокоэффективные системы электропривода,

последние достижения аэродинамики, гелио- и электротехники, электроники и

других наук.

Специалисты полагают, что солнечный транспорт станет всерьез

конкурировать с автомобильным, когда эффективность доступных по цене

солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей) составит 40-50%.

Пока же их КПД всего 10-12%. Чтобы солнцемобили с мощностью солнечных

батарей 1,5-2 кВт "догнали" автомобили с двигателями в 100 раз мощнее,

необходимо использовать легкие и прочные конструкционные материалы,

эффективные системы электропривода, достижения аэродинамики, гелио- и

электротехники, электроники и других наук. Конструкции транспортных средств

будущего и отрабатываются на ралли солнцемобилей.

У солнцемобилей достигнут минимальный для наземных экипажей коэффициент

аэродинамического сопротивления (0,1). Опыт концерна "General Motors" при

разработке рекордного солнцемобиля "Sunracer" ("Солнечный гонщик")

(рис.6.2) использован в проектировании электромобиля "Impact" ("Удар"),

серийное производство которого началось в 1996 г. Его скорость достигает

130 км/ч, до 100 км/ч он разгоняется за 9 с и на обычных свинцово-кислотных

аккумуляторах проходит 100 км.

Рисунок 6.2. Солнцемобиль Sunraycer

Специально для солнцемобилей сконструированы легкие бесколлекторные

двигатели постоянного тока с магнитами из редкоземельных металлов и КПД до

98%, а также эффективные микропроцессорные системы управления. В 1993 г. на

трех солнцемобилях - лидерах трансавстралийских гонок впервые

низкооборотные двигатели встроили непосредственно в ступицы ведущих колес.

Идея мотор-колеса, сама по себе не новая, в солнцемобилях позволила

отказаться от трансмиссии и довести КПД привода до 96-97%. В 1996 г. в

трансавстралийском ралли участвовало уже 12 таких конструкций, а компания

"Honda", вдохновленная успехом своей "Мечты", приступила к серийному

выпуску электровелосипедов с мотор-колесом. Известные производители шин -

"Michelin", "Bridgestone", "Dunlop" - разрабатывают новые материалы и

протекторы для покрышек солнцемобилей. Уже созданы шины, которые при

хорошем сцеплении с дорогой обладают самым низким коэффициентом

сопротивления качению - всего 0,007. Фирма "Michelin" производит подобные

энергосберегающие шины и для серийных автомобилей.

Солнечные батареи небольшой мощности на обычных автомобилях

кондиционируют воздух в салонах и подзаряжают пусковые аккумуляторы на

стоянках, питают радио- и телеаппаратуру.

Однако существует гелиотранспорт, который, весьма вероятно, станет

популярным и доступным в самое ближайшее время. Речь идет о маломерных

судах, лодках, катерах, катамаранах, яхтах и других водных транспортных

средствах, приводимых в движение солнечной энергией. Именно на воде задолго

до появления электромобиля было испытано первое транспортное средство с

электрическим приводом. В 1833 году лодка с двумя электромоторами и 27

гальваническими батареями поднялась по Неве на несколько километров.

Принадлежала она работавшему в Петербурге немецкому инженеру Морицу Якоби.

Но из-за низкой энергоемкости батарей эксперименты пришлось прекратить.

В начале ХХ века появились маломерные суда с двигателями внутреннего

сгорания. Энергоемкость углеводородного топлива была значительно выше той,

что могли дать гальванические батареи. Лодки и катера с мощными бензиновыми

моторами очень быстро получили самое широкое распространение. А

электромоторные суда и их сухопутные "братья" - электромобили - из-за

ограниченного ресурса аккумуляторных батарей и сложности их зарядки до

недавнего времени оставались исключительной редкостью.

Сегодня суда с бензиновыми моторами есть практически на каждом водоеме.

Они отравляют воду и воздух, своим ревом, выхлопными газами, вызывающей

эрозию берегов сильной волной нарушают условия жизни обитателей рек, озер и

морей. Дело дошло до того, что приходится ограничивать, а кое-где запрещать

движение моторных лодок. Так что у электромоторных судов с солнечными

батареями появился шанс стать им реальной альтернативой. Экологически

чистые "солнечные" суда лучше других подходят для активного отдыха, спорта,

рыбалки и туризма.

Превратить в "солнечный" транспорт водное судно гораздо проще, чем

машину: на палубе катера или лодки намного больше места для размещения

солнечных батарей, чем в кузове автомобиля. Есть и другие плюсы. На

открытых водоемах фотоэлектрические преобразователи не затеняются ни

деревьями, ни домами, ни машинами и поэтому отдают больше энергии. Водному

транспорту не приходится преодолевать затяжные подъемы и спуски,

стремительно разгоняться и тормозить на светофорах, а значит, им нужно

меньше энергии.

На всех транспортных средствах с солнечным приводом есть аккумуляторы.

Их емкость и вес зависят от назначения судна. На катерах или лодках для

воскресных прогулок они могут быть небольшими. Если "солнечной" лодкой

пользоваться только по выходным, аккумуляторы можно заряжать в рабочие дни,

причем солнечные батареи для зарядки аккумуляторов стоит размещать не на

самой лодке, а на стационарной береговой гелиостанции.

В коротком плавании можно обойтись и без аккумуляторов. Но тогда на

случай непогоды нужно иметь на борту резервный движитель: весла, педали или

парус. Роль паруса могут играть солнечные панели. Из них получается и

навес, который защитит от солнца и дождя.

В отличие от ДВС современные лодочные электромоторы практически не

требуют ухода. Не нужно держать на судне емкости для топлива и смазочных

масел и менять масло в двигателе.

Первое электромоторное судно, приводимое в движение солнечной энергией,

построил в 1975 году англичанин Алан Фримен. Его электрокатамаран развивал

скорость до 5 км/ч. В наши дни, всего через четверть века, скорость

электролодок с солнечными панелями возросла более чем вдвое, и их можно

купить в магазинах спорттоваров, например, в Германии, Швейцарии и других

странах.

Электромоторные суда на солнечных батареях не раз проходили испытания в

длительных морских путешествиях. В 1985 году японский яхтсмен Кеничи Хори

на "солнечном" катере "Сикрикерк" в одиночку пересек Тихий океан. За 75

суток он преодолел 8700 морских миль. Скорость 3-5 узлов, с которой

"Сикрикерк" шел от Гавайских островов до острова Бонин вблизи западного

побережья США, была близка к средней скорости 9-метровой крейсерской

парусной яхты.

У "солнечного" судна есть немало преимуществ перед парусным: плавание

на нем гораздо меньше зависит от капризов погоды, удобно и то, что можно

пользоваться электрическими средствами связи и бытовыми приборами.

Например, на катере Кеничи Хори работали холодильник, СВЧ-печь, телевизор и

видеокамера, спутниковая навигационная система, радиолокатор,

метеорологические приборы и бортовой компьютер. Путешественник взял с собой

в одиночное плавание даже малогабаритную стиральную машину. Энергию для

работы этих приборов вырабатывали солнечные панели площадью 9 м2 и общей

мощностью 1100 Вт. Из них 500 Вт использовалось днем для работы гребного

винта электродвигателя мощностью 0,33 кВт, 400 Вт - для зарядки

аккумуляторной батареи, питающей двигатель ночью, 200 Вт - для бытовых нужд

и работы радиостанции. Облегченные солнечные модули жестко крепились на

крыше рубки и палубе "Сикрикерка". Тяжелые аккумуляторы располагались в

трюмной части корпуса и служили балластом.

Экологически чистые транспортные средства, как наземные, так и водные,

были представлены в международном экотуре "Финляндия-2000". Большой интерес

специалистов и зрителей вызывала финская "солнечная" яхта "Сольвейг" с

палубой, облицованной ярко-синими фотоэлектрическими модулями.

Установленный на ней электромотор мощностью 1,5 кВт позволяет в солнечную

погоду развивать скорость до 5 узлов. Шесть аккумуляторов емкостью по 125

А·ч, помещенные внутрь киля, повышают устойчивость судна. В просторной

каюте достаточно места для длительного путешествия команды из четырех-пяти

человек. Навигационные приборы, СВЧ-печь, холодильник, как и электромотор,

получают энергию от солнечных батарей. Складывающаяся, чтобы свободно

проходить под низкими мостами, мачта приспособлена для паруса.

В экотуре "Финляндия-2000" участвовала еще одна "солнечная" яхта

изобретате ля Йорма Панкала, названная "Атон" (по имени древнеегипетского

бога Солнца). Легкое судно, изготовленное из стеклопластика, по форме

напоминает маленький авианосец. На его просторной палубе достаточно места

для размещения солнечных панелей суммарной мощностью 1200 Вт. На "Атоне"

нет мачты, но Й. Панкала намеревается оборудовать судно

ветроэлектрогенератором на телескопической стойке и парусом в виде

воздушного змея. На мелководье, где нельзя пользоваться гребным винтом,

пропеллер реверсивного электрогенератора будет работать как воздушный

движитель.

В днище яхты есть стеклянный иллюминатор. Его можно открыть и облиться

морской водой. Осадка судна всего 25 см, поэтому невысокого бортика вокруг

иллюминатора вполне достаточно, чтобы избежать затопления судна.

Экотур "Финляндия-2000" убедил всех, что "солнечные" лодки, катера и

яхты пригодны для плавания даже в такой северной стране, как Финляндия, -

летом там солнечных дней не намного меньше чем на юге. Они могут быть

совершенно автономными даже в длительном плавании и подходят как для малых

рек и озер, так и для открытых морей.

Фотоэлектрические преобразователи энергии, химические источники тока и

системы электропривода, используемые на "солнечных" судах, становятся все

более эффективными. Они занимают совсем немного места, поэтому даже на

небольших "семейных" яхтах можно разместить разнообразное дополнительное

оборудование - от биотуалета до малогабаритной сауны. Это особенно

привлекает привыкших к благам цивилизации путешественников. "Солнечные"

суда почти бесшумны. На них разговаривают, не повышая голоса, слушают пение

птиц, плеск волн и шум ветра, дышат свежим воздухом. Воспользоваться таким

транспортом захочет каждый, кто любит совершать водные путешествия.

7. Монорельсовые дороги

Монорельсовые дороги были предложены почти 180 лет назад. Первая

русская монорельсовая дорога с конной тягой была сооружена у села Мячково в

1820 г. В основном для перевозки леса. Действующую электрическую модель

подобной дороги построил в Петербурге инженер И.В.Романов в 1897 г.

Современная монорельсовая дорога – это железобетонная или металлическая

балка (рельс), поднятая на эстакаду, и подвижной состав (вагоны) на

тележках с пневматическими шинами. Различают навесные дороги, где вагоны

имеют нижнюю точку опоры и как бы сидят верхом на несущей балке, и

подвесные системы, где вагоны подвешиваются к тележкам, опирающимся на

балку. Каждый из названных типов дорог имеет свои преимущества и

недостатки. Навесная дорога требует более сложной системы ходовых частей

для обеспечения устойчивости вагонов. Кроме того, в неблагоприятных

метеоусловиях монорельс (балка) покрывается льдом или снегом и практически

выводит систему из строя или требует трудоемкой работы по ее очистке.

Наряду с этим данный тип дороги позволяет иметь значительно (на 2-3 м)

меньшую высоту опор эстакады и, следовательно, меньшую строительную

стоимость (рис.7.1). Для подвесных дорог необходимы, наоборот, более

высокие опоры, чтобы обеспечить надлежащий подъем пола (дна) кузова вагона

над поверхностью земли (4,0-5,0 м), но ходовые части вагонов существенно

упрощаются.

Рисунок 7.1. Внешний вид монорельсовой навесной дороги

Действующие ныне монорельсовые дороги имеют в основном электрическую

тягу, получая энергию от контактного провода. Они малошумны и не загрязняют

воздушного бассейна. Поезд монорельсовой дороги, как и поезд метрополитена,

может состоять из одного или нескольких вагонов. Максимальная скорость

движения на действующих дорогах составляет 70-125 км/ч, провозная

способность – до 40 тыс. пасс/ч. Стоимость сооружения монорельсовых дорог

примерно в 2 раза ниже стоимости подземного метрополитена. При наличии

свободных пространств для установки эстакады они признаются эффективными в

качестве средств городского и пригородного транспорта, а также в сильно

пересеченной и горной местности.

В восьмидесятых годах учеными Физико - энергетического института АН

Латвийской ССР был создан весьма оригинальный проект монорельса на

магнитной подушке для перевозок со скоростью 500 километров в час.

Вагон предполагалось создать на базе уже проверенного в эксплуатации

фюзеляжа транспортного самолета Ил-18 (рис.7.2). Длина такого вагона, по

проекту вмещавшего 100 пассажиров, составляла 36 метров, ширина 3,5 метра,

высота 3, 85 метра, а масса - 40 тонн. Под полом вагона размещались

криостаты со сверхпроводящими магнитами, которые соединялись с кузовом

через рессорное подвешивание (т.к. при скорости 500 километров в час

возмущения от пути невозможно гасить только за счет зазора в магнитной

подвеске, принятого равным 22 миллиметра). Преобразователи частоты

управлялись бортовым компьютером.

Рисунок 7.2 Монорельс на магнитной подушке

Во время стоянки и перемещения в депо и на экипировочные участки вагон

должен был двигаться на колесах по рельсам с колеей 3 метра, при движении

на перегоне колеса убирались. На эти колеса экипаж также должен был

"приземляться" при аварии системы магнитной подвески.

Была построена экспериментальная модель с вагоном массой 3,2

килограмма. В 90-е годы сведений о продолжении работ по данному проекту не

поступало.

Несмотря на кажущуюся внешнюю простоту, монорельсовый путь и сложен в

устройстве, и трудоемок в постройке. Несущая балка (собственно монорельс)

на навесных дорогах изготавливается из монолитного или сборного

железобетона, а на всех подвесных - из высокопрочной стали. Этот элемент

конструкции должен выдерживать очень большие нагрузки во время разгона и

торможения поездов, а также при прохождении поездами криволинейных участков

пути. Таковые, в частности, для компенсации центробежных сил, изогнуты в

двух плоскостях, что приводит к удорожанию всей постройки. Например, для

строительства пути монорельсовой дороги в Диснейленде пришлось заказывать

сложную сборную опалубку, состоящую из пятидесяти элементов. Кроме того,

монорельсовые дороги сложны в обслуживании пути и подвижного состава, а

также требуют подъема пассажиров на эстакаду и спуска с нее.

Указанные недостатки привели к тому, что мире на данный момент

построено несколько десятков отдельных линий монорельсовых дорог

протяженностью от сотен метров до нескольких километров главным образом в

качестве аттракционов в парках, на выставках и т.п.

Вместе с тем монорельсовые дороги могут иметь свою экономически

целесообразную сферу применения как полноценный вид городского и

междугороднего транспорта.

8.Моторвагонные поезда

Начальный этап развития железных дорог характеризовался использованием

пассажирских поездов исключительно на локомотивной тяге. С широким

распространением электрической тяги появилась альтернатива этому решению в

виде поезда, в котором тяговая мощность распределена по всей его длине. До

сих пор в этом отношении не определилась единая тенденция, хотя в

пригородных пассажирских перевозках практически везде используется принцип

Страницы: 1, 2, 3, 4