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 .
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 .
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] .
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] .
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 |
VodníVzduchProstor |
Slovníky a encyklopedie | |
---|---|
V bibliografických katalozích |
|