Vozidlo

Vozidlo  je technické zařízení pro přepravu osob a/nebo zboží [1] .

Na rozdíl od zdvihacích a manipulačních zařízení se vozidla zpravidla používají k přepravě na relativně velké vzdálenosti. Vozidla jsou klasifikována podle typu pohonu ( motor , plachta , zvířata ) nebo způsobu pohybu po povrchu: kolo [2] , housenka , kolejnice nebo lyže .

Historie vozidel

Pohyb

Zdroj energie

K pohonu vozidla je zapotřebí zdroj energie . Potřebnou energii lze získat různými způsoby, například z prostředí: větrná energie pro plachetnice , solární energie pro elektrická vozidla nebo tramvaje . Energii lze také skladovat v různých formách, odkud ji lze v případě potřeby znovu získat, přičemž důležitými kritérii jsou objem , nabití a výkon použitého energetického akumulačního média.

Nejběžnějším typem zdroje energie je palivo . Motory s vnějším spalováním mohou jako palivo využívat téměř všechny hořlavé látky , zatímco spalovací motory a proudové motory jsou určeny pro konkrétní typ paliva : benzín , petrolej , naftu nebo etanol .

Dalším běžným typem zdroje energie je baterie . Baterie mají tu výhodu, že jsou dostupné v různých velikostech a kapacitách, jsou šetrné k životnímu prostředí, snadno se instalují a udržují. . Baterie také přispěly k rozšíření elektromotorů , které mají své výhody. Na druhou stranu mají baterie nízkou hustotu energie, krátkou životnost, špatný výkon při extrémních teplotách, dlouhou dobu nabíjení a potíže s likvidací (ačkoli se obvykle recyklují) [25] . Stejně jako palivo i baterie ukládají energii chemicky a v případě nehody mohou způsobit popáleniny a otravu [26] . Baterie také časem ztrácejí účinnost [27] . Pro úsporu času stráveného nabíjením je možné vyměnit vybité baterie za nabité [28] , ale to s sebou nese další náklady na vybavení a při použití velkých baterií to nemusí být praktické . Baterie musí být navíc standardizovány, aby se daly snadno a rychle vyměnit. Palivové články jsou podobné bateriím, protože k výrobě elektrické energie z nich dochází také přeměnou chemické energie. Mají své výhody i nevýhody.

Kontaktní kolejnice a síť jsou zdrojem elektrické energie pro vlaky metra , elektrické vlaky na železnici , tramvaje a trolejbusy .

Rozsah solární energie ve vozidlech se v současnosti vyvíjí. Byla postavena a úspěšně testována první vozidla na solární pohon, včetně NASA Pathfinder  , letounu na solární pohon.

Jaderná energie je speciální forma skladování energie a v současné době se používá pouze ve velkých lodích a ponorkách , většinou vojenských. Jaderná energie může být uvolněna pomocí jaderného reaktoru , jaderné baterie nebo vícenásobných detonací jaderných bomb . Dlouhodobě se snaží rozšířit pole působnosti jaderné energetiky na vozidla, experimenty byly například prováděny s jadernými letouny Tu-119 a Convair X-6 .

Motory a motory

Energie potřebná k pohonu vozidla je odebírána ze zdroje energie a spotřebována jedním nebo více motory (motory) [29] .

Většina vozidel je vybavena spalovacími motory , protože jsou relativně levné, snadno se udržují, jsou spolehlivé, bezpečné a mají malé rozměry. Vzhledem k tomu , že spalovací motory spalují palivo postupně, umožňují vám cestovat na dlouhé vzdálenosti, ale zároveň neustále znečišťují životní prostředí . Se spalovacími motory jsou příbuzné motory s vnějším spalováním . Příkladem toho druhého jsou parní stroje . Kromě paliva vyžadují parní stroje také vodu , což je činí nepraktickými pro řadu použití. Parním motorům také nějakou dobu trvá, než dosáhnou správné teploty, než se rozjedou, na rozdíl od spalovacích motorů , které mohou začít pohánět vozidlo ihned po doplnění paliva a zapálení , i když se to nedoporučuje v chladných podmínkách. Také parní stroje při spalování uhlí vypouštějí do atmosféry sloučeniny síry , které vedou ke škodlivým kyselým dešťům [30] .

Konvenční spalovací motory mají přerušovaný princip činnosti, takže v letectví byly nahrazeny proudovými motory a plynovými turbínami , které jsou také klasifikovány jako spalovací motory , ale mají nepřetržitý provozní princip. Proudové motory jsou lehčí a zejména při použití v letadlech efektivnější. Na druhou stranu jsou dražší a vyžadují pečlivější údržbu. Poškozují se také požitím cizích předmětů a při velmi vysokých teplotách vypouštějí výfukové plyny . Železniční lokomotivy , které používají turbíny jako motor , se nazývají lokomotivy s plynovou turbínou . Příklady pozemních vozidel používajících motory s plynovou turbínou jsou tanky Abrams a T-80 , motocykl MTT Turbine Superbike a vložka Celebrity Millenium . Pulzní proudový motor je v mnoha ohledech podobný motoru s plynovou turbínou , ale nemá téměř žádné pohyblivé části. Z tohoto důvodu byl v minulosti pro automobilové konstruktéry velmi atraktivní, ale jeho hlučnost, teplo a neefektivnost vedly k jeho opuštění. Historickým příkladem použití pulzního motoru byly řízené střely V-1 . Detonační pulzní proudové motory se ještě někdy používají při amatérských experimentech. S nástupem moderní techniky se do praxe dostaly detonační pulzní motory , příkladem je úspěšný test letounu Rutan VariEze . Ačkoli je pulzní detonační motor mnohem účinnější než proudové motory a motory s plynovou turbínou , stále má nevýhody kvůli extrémním úrovním hluku a vibrací. Motory Scramjet mají také málo pohyblivých částí, ale dobře fungují pouze při vysokých rychlostech, takže jejich použití je omezeno na rotory vrtulníků a nadzvuková letadla jako Lockheed SR-71 [31] [32] .

Raketové motory se používají především v nosných raketách , raketových saních a experimentálních letadlech . Raketové motory jsou nejvýkonnější. Nejtěžší vozidlo, jaké kdy bylo zvednuto z povrchu Země: raketa Saturn V byla vybavena pěti raketovými motory F-1 o celkovém výkonu 180 000 000 koňských sil (134 MW) [33] . Raketové motory mají poměrně jednoduchou konstrukci a používají pouze palivo a katalyzátor, jako je peroxid vodíku [34] . Díky tomu jsou atraktivní pro použití v neobvyklých vozidlech, jako jsou jetpacky . Navzdory své jednoduchosti jsou raketové motory často nebezpečné a náchylné k výbuchům. Typy raketového paliva , které se v současnosti používá, jsou hořlavé, jedovaté, žíravé a kryogenní. Tento typ motoru trpí nízkou účinností. Uvedené nedostatky raketových motorů vedly k tomu, že se používají pouze v případě nouze.

Elektromotory se používají v elektrických vozidlech , elektrických kolech , elektrických skútrech , malých lodích , metru , vlacích , trolejbusech , tramvajích a experimentálních letadlech . Elektromotory jsou velmi účinné, jejich účinnost může být i přes 90 % [35] . V současnosti vyráběné elektromotory jsou poměrně výkonné, spolehlivé a mají nízké provozní náklady, mohou být i různých velikostí. Elektromotory jsou schopny pracovat v širokém rozsahu rychlostí a točivých momentů bez převodovky (i když to vyžaduje více než jeden motor). Použití elektromotorů k pohonu vozidel je limitováno především obtížností získání stálého zdroje elektrické energie potřebné velikosti.

Pneumatické motory se experimentálně používají ve vozidlech (např. v leteckých automobilech ). Jsou jednoduché, účinné, bezpečné, levné, spolehlivé a fungují v nejrůznějších podmínkách. Jednou z obtíží, se kterými se při provozu vzduchových motorů setkáváme, je chladicí efekt expanze plynu, který vede k zamrzání motoru a problematické je použití ohřevu [36] . Chladicí efekt však může být použit jako klimatizační systém. Účinnost vzduchového motoru klesá se snižujícím se tlakem plynu.

Iontové trysky se používají na některých satelitech a kosmických lodích . Jsou účinné pouze ve vakuu , což omezuje jejich použití pouze na vesmír . Iontové trysky fungují na elektřinu, ale potřebují také palivo , jako je cesium nebo xenon [37] . Iontové trysky umožňují kosmické lodi být poháněny k velmi vysokým rychlostem s použitím relativně malého množství paliva . Většina iontových trysek v provozu má dnes nízké zrychlení [38] .

Přeměna energie na funkci

Mechanická energie produkovaná motory k pohonu vozidla musí být přeměněna na mechanickou práci , která je vyráběna pomocí kol , šroubů , trysek a podobných prostředků.

Kromě přeměny mechanické energie na pohyb kola umožňují odvalování vozidla po povrchu, s výjimkou vozidel, která se pohybují přidržováním se kolejnic [39] . Kolo  je velmi starověký vynález, jehož příklady byly nalezeny starší než 5000 let [40] . Kola se používají v různých vozidlech: auta , obrněné transportéry , terénní vozidla , letadla, vlaky , skateboardy , trakaře atd.

Trysky se používají ve spojení s prakticky všemi používanými proudovými motory [41] . Příklady vozidel, která mají trysky , jsou proudová letadla , rakety a vodní skútry . Většina trysek má tvar kužele nebo zvonu [41] , některé neobvyklé konstrukce mají tvar klínu . Existují nehmotná provedení trysek, mezi ně patří tryska, což je elektromagnetické pole iontového motoru [42] .

V legislativě

Vozidlo  - zařízení určené k přepravě osob, zboží nebo zařízení na něm nainstalovaného na silnicích (článek 2 federálního zákona ze dne 10. prosince 1995 N 196-FZ „O bezpečnosti silničního provozu“)

„Vozidla v kapitole 12 zákoníku o správních deliktech Ruské federace jsou chápána jako:

Vozidla (článek 11 článku 1 zákona ze dne 9. 2. 2007 N 16-FZ „O bezpečnosti dopravy“ poskytuje definici pojmu „vozidlo“ a typy vozidel) (- zařízení určená pro přepravu osob, nákladu , zavazadla, ruční zavazadla, osobní věci, zvířata nebo vybavení nainstalované na těchto vozidlech, zařízení ve smyslu stanoveném přepravními předpisy a chartami, včetně:

a) motorová vozidla používaná k pravidelné přepravě cestujících a zavazadel nebo k přepravě cestujících a zavazadel na požádání nebo používaná k přepravě nebezpečných věcí, pro kterou je vyžadováno zvláštní povolení;

b) letadla obchodního civilního letectví ;

c) letadla všeobecného letectví , určená vládou Ruské federace na návrh federálního výkonného orgánu odpovědného za rozvoj státní politiky a právní regulace v oblasti dopravy, dohodnutá s federálním výkonným orgánem v oblasti zajišťování bezpečnost Ruské federace, federální výkonný orgán orgány vykonávající funkce rozvoje státní politiky a právní regulace v oblasti vnitřních záležitostí;

d) plavidla používaná pro účely obchodní plavby (námořní plavidla) , s výjimkou rekreačních plavidel, sportovních plachetnic, jakož i umělých zařízení a konstrukcí, které jsou vytvořeny na základě pobřežních plovoucích plošin a jejichž ochranné prvky proti činům nezákonného zasahování jsou stanoveny v souladu s článkem 12.3 tohoto federálního zákona;

e) lodě používané na vnitrozemských vodních cestách pro přepravu cestujících, s výjimkou rekreačních lodí, sportovních plachetnic a (nebo) pro přepravu vysoce rizikového zboží povoleného k přepravě na základě zvláštních povolení způsobem stanoveným vládou Ruská federace na návrh federálního výkonného orgánu orgán vykonávající funkce rozvoje státní politiky a právní regulace v oblasti dopravy, dohodnutý s federálním výkonným orgánem v oblasti zajišťování bezpečnosti Ruské federace, federální výkonná moc orgán vykonávající funkce tvorby státní politiky a právní regulace v oblasti vnitřních věcí;

f) železniční kolejová vozidla provádějící přepravu cestujících a (nebo) vysoce rizikového nákladu, povolená pro přepravu na základě zvláštních povolení způsobem stanoveným vládou Ruské federace na návrh federálního výkonného orgánu odpovědného za rozvojový stát politika a právní úprava v oblasti dopravy, dohodnutá s federálním výkonným orgánem v oblasti zajišťování bezpečnosti Ruské federace, federálním výkonným orgánem odpovědným za rozvoj státní politiky a právní regulace v oblasti vnitřních věcí;

g) vozidla městské pozemní elektrické dopravy.

Pozemní

Vodní

Vzduch

Prostor

Viz také

Poznámky

  1. Halsey, William D. (ředitel redakce): MacMillan Contemporary Dictionary , strana 1106. MacMillan Publishing, 1979. ISBN 0-02-080780-5
  2. Charakteristiky vozidel jsou uvedeny v mezinárodní normě ISO 3833: 1977 Silniční vozidla - Typy - Termíny a definice = Silniční vozidla. Typy, termíny a definice Webstore.anis.org
  3. Odkryta nejstarší loď (nedostupný odkaz) . China.org.cn. Získáno 5. května 2008. Archivováno z originálu 2. ledna 2009. 
  4. McGrail, Sean. Lodě  světa . - Oxford, UK: Oxford University Press , 2001. - S. 431. - ISBN 0-19-814468-7 .
  5. Nejstarší známá loď Afriky . wysinger.homestead.com. Získáno 17. srpna 2008. Archivováno z originálu 3. února 2012.
  6. 8 000 let stará vykopaná kánoe na výstavě v Itálii . Kamenné stránky Archeo News. Získáno 17. srpna 2008. Archivováno z originálu 3. února 2012.
  7. Lawler, Andrew. Zpráva o nejstarších radách lodí na raných obchodních cestách   // Science . - American Association for the Advancement of Science , 2002. - 7. června ( vol. 296 , č. 5574 ). - S. 1791-1792 . - doi : 10.1126/science.296.5574.1791 . — PMID 12052936 .
  8. 1 2 Denemark 2000, strana 208
  9. McGrail, Sean. Lodě  světa . - Oxford, UK: Oxford University Press , 2001. - S. 17-18. ISBN 0-19-814468-7 .
  10. DSC.discovery.com
  11. Verdelis, Nikolaos: "Le diolkos de L'Isthme", Bulletin de Correspondance Hellénique , sv. 81 (1957), str. 526-529 (526)
  12. Cook, RM: "Archaic Greek Trade: Three Conjectures 1. The Diolkos", The Journal of Hellenic Studies , Vol. 99 (1979), str. 152-155 (152)
  13. Drijvers, JW: "Strabo VIII 2.1 (C335): Porthmeia a Diolkos", Mnemosyne , sv. 45 (1992), str. 75-76 (75)
  14. Raepsaet, G. & Tolley, M.: "Le Diolkos de l'Isthme à Corinthe: syn tracé, syn fonctionnement", Bulletin de Correspondance Hellénique , sv. 117 (1993), str. 233-261 (256)
  15. 1 2 Lewis, MJT, "Železnice v řeckém a římském světě" Archivováno 21. července 2011 na Wayback Machine v Guy, A. / Rees, J. (eds), Early Railways. Výběr příspěvků z První mezinárodní konference raných železnic (2001), str. 8-19 (11)
  16. 200 AD - MA JUN (nedostupný odkaz) . síť B4. Datum přístupu: 21. července 2011. Archivováno z originálu 26. prosince 2011. 
  17. Rev. Nestor Kronikář. Příběh minulých let .
  18. Hylton, Stuart. The Grand Experiment: The Birth of the Railway Age 1820–1845  (anglicky) . — Ian Allan Publishing, 2007.
  19. Kriechbaum, Reinhard . Die große Reise auf den Berg  (německy) , der Tagespost  (15. května 2004). Archivováno z originálu 28. června 2012. Staženo 22. dubna 2009.
  20. Der Reiszug - 1. část - Prezentace . Funimag. Získáno 22. dubna 2009. Archivováno z originálu 3. února 2012.
  21. Automobilový vynález . aboutmycar.com. Datum přístupu: 27. října 2008. Archivováno z originálu 3. února 2012.
  22. Canada Science and Technology Museum: Bicycle Barona von Draise (nepřístupný odkaz) (2006). Získáno 23. prosince 2006. Archivováno z originálu 29. prosince 2006. 
  23. Munson 1968
  24. Světová populace vozidel převyšuje 1 miliardu jednotek (odkaz není k dispozici) . Získáno 17. října 2011. Archivováno z originálu dne 27. srpna 2011. 
  25. Chyba poznámky pod čarou ? : Neplatná značka <ref>; compare_batteryžádný text pro poznámky pod čarou
  26. Bezpečnost  baterie . Elektropedie . Woodbank Communications Ltd. Získáno 10. října 2011. Archivováno z originálu 3. února 2012.
  27. Christopher Lampton. Životní cyklus autobaterie  . HowStuffWorks . Discovery Company. Získáno 10. října 2011. Archivováno z originálu 3. února 2012.
  28. Christopher Lampton. Výhody a nevýhody  elektromobilů . HowStuffWorks . Discovery Company. Získáno 10. října 2011. Archivováno z originálu 3. února 2012.
  29. Jak fungují motory v dieselových ponorkách?  (anglicky) . HowStuffWorks . Získáno 20. února 2012. Archivováno z originálu 30. května 2012.
  30. Jaké jsou dopady spalování uhlí na životní prostředí  ? (PDF) National Energy Foundation (Britská) . Kentucky Coal Education. Získáno 20. února 2012. Archivováno z originálu 30. května 2012.
  31. ↑ Letectví: Přiletěl létající komín  . ČAS (26. listopadu 1965). Získáno 20. února 2012. Archivováno z originálu 30. května 2012.
  32. Philippe Ricco. Srdce SR-71 Blackbird: Motor J-  58 . Aerostories . Získáno 18. února 2012. Archivováno z originálu 30. května 2012.
  33. Časová osa historie  (anglicky)  (nepřístupný odkaz) . Kennedyho vesmírné středisko . NASA. Získáno 20. února 2012. Archivováno z originálu 15. března 2012.
  34. Je možné vyrobit raketový motor pomocí peroxidu vodíku a stříbra?  (anglicky) . HowStuffWorks . Discovery Communications. Získáno 20. února 2012. Archivováno z originálu 30. května 2012.
  35. Účinnost elektromotorů (výpočet výkonu elektrických strojů)  (angl.) . Zdroje, nástroje a základní informace pro inženýrství a návrh technických aplikací . National Electrical Manufacturers Association (USA). Získáno 20. února 2012. Archivováno z originálu 30. května 2012.
  36. Vzduchové motory  . typy motorů . Kvaziturbina. Získáno 18. února 2012. Archivováno z originálu 30. května 2012.
  37. Inovativní motory  . Glennovo výzkumné centrum . NASA. Získáno 20. února 2012. Archivováno z originálu 30. května 2012.
  38. Často kladené otázky o výzkumu iontů  (anglicky)  (nepřístupný odkaz) . Hluboký vesmír 1 . DS1 Education & Public Outreach. Získáno 20. února 2012. Archivováno z originálu 23. října 2004.
  39. Jak se dá auto do pohybu  (angl.) . HowStuffWorks . Discovery Company. Získáno 23. února 2012. Archivováno z originálu 30. května 2012.
  40. Alexander Gasser. Nejstarší kola na světě nalezená ve Slovinsku  (anglicky)  (nedostupný odkaz) . Kultura Slovinska . Vládní komunikační úřad (březen 2003). Získáno 23. února 2012. Archivováno z originálu 14. července 2012.
  41. 1 2 trysky  . _ Glennovo výzkumné centrum . NASA. Získáno 23. února 2012. Archivováno z originálu 30. května 2012.
  42. Letová dynamika LTI-20  (angl.)  (nedostupný odkaz) . Projekt Lightcraft (Rensselaer Polytechnic Institute) . Lightcraft Technologies International. Získáno 23. února 2012. Archivováno z originálu 13. března 2012.