Коллектив авторов
Большая энциклопедия техники
Скутер
Скутер – самоходное одноместное моторное судно, относится к классу спортивных гоночных судов и на тихой воде может развивать скорость более 80 км/ч. Имеет подвесной двигатель внутреннего сгорания. Днище плоское с уступом-реданом в плане имеет треугольную или четырехугольную форму. Движение судна глиссирующее: носовая часть его поднимается над водой, вызывая значительное всплытие судна, это уменьшает площадь соприкосновения днища с водой, снижает сопротивление движению, и в результате увеличивается скорость хода. Такое движение делает судно эффективным для спортивных соревнований.
Снегоход
Снегоход – самоходное транспортное средство повышенной проходимости на базе грузового автомобиля, на гусеничном ходу. Гусеница – замкнутая лента, на внутренней поверхности имеющая уступы, взаимодействующие с колесами. На внешней поверхности гусеницы находятся выступы, обеспечивающие сцепление с грунтом. Принцип действия основан на том, что колеса движутся по бесконечному пути – гусенице, что снижает сопротивление движению. Снегоходы имеют особо широкие гусеницы. Большая поверхность гусеницы предохраняет снегоход от глубокого погружения в снег. Такие снегоходы используют для перевозки людей, грузов и буксировки техники по снегу и бездорожью.
Спецавтомобиль для транспортировки радиоактивных отходов АЭС
Транспортное средство – контейнеровоз, полуприцеп рамной конструкции с двухосной тележкой, оборудованной специальными устройствами для крепления контейнера, для транспортировки радиоактивных отходов. Контейнер – это свинцовая камера, облицованная сталью. Для загрузки имеется герметичная крышка и специальное устройство, обеспечивающее охлаждение для отвода тепла, которое выделяется в свинце при поглощении излучения. Такое устройство обеспечивает безопасность при транспортировке. Буксирует его тягач по автомобильной дороге.
Судно
Судно – плавающее устройство для передвижения и транспортировки водным путем и для выполнения специальных задач. Характеристика судна выражает его эксплуатационные и технические данные: скорость, дальность плавания, грузоподъемность, вместимость, автономность, энергооснащенность; мореходные качества: ходкость, плавучесть, управляемость, непотопляемость. Эти технические и эксплуатационные характеристики определяют параметры: длина, ширина, высота борта, водоизмещение, дедвейт, мощность двигателя и его тип, вместимость. Устройство любого самоходного судна включает: корпус, надстройки, рубку, судовые устройства, навигационное оборудование, системы связи, двигатель; корпус делится палубами и переборками на отсеки. В этих отсеках находятся энергетические установки, трюмы, запасы топлива, пресной воды, балласт. Корпус сделан, как правило, из стали или сплавов, у спортивных судов из дерева. На верхней палубе располагаются надстройки, рубки, помещения для команды и пассажиров. Системы управления, связи, навигационное оборудование находятся в рубках – штурмовой, рулевой, радиорубке.
Конструктивный тип судна определяют размеры и расположение надстроек, форма носа и кормы, число палуб и трюмов, число носовых, бортовых и кормовых портов, размеры грузовых люков, место энергетической установки. Энергетическая установка снабжает электроэнергией, паром, водой судовые механизмы, устройства, системы, которые создают безопасную эксплуатацию судна, комфорт пассажиров и команды и сохранность грузов. Основные двигатели судна – гребные винты. Двигатель – дизельный. Управление энергетической установкой и контроль ее работы осуществляется дистанционно из рулевой рубки. Судоходство появилось в древности как средство преодоления водной преграды с целью передвижения, перевозки грузов, использования водоемов как места охоты и промысла, самым первым плавучим средством был просто ствол дерева. Первый прототип судна – примитивный плот, скрепленный из нескольких стволов деревьев. В Египте делали плоты из камыша и папируса. Плот был надежен и устойчив и обеспечивал достаточно долгое плавание, но не обладал быстроходностью в отличие от лодки. Первые лодки люди стали делать еще в каменном веке. Их выдалбливали или выжигали из древесных стволов, снаружи обтесывали, в северных странах делали каркасные лодки, деревянный каркас покрывали корой или натягивали на него шкуру. Развитие экономики во всех странах способствовало судоходству. Возникла необходимость увеличить вместимость и грузоподъемность, улучшить мореходность, это позволило сделать строительство судов из отдельных деревянных частей с обшивкой. Такие суда появились 3000 лет до н. э. в Древнем Египте, их делали из кусков дерева, просмоленных по швам. В X в. до н. э. в Финикии строились суда, по конструкции похожие на современные. Обшивка таких судов делалась из досок, скреплялась гвоздями и шипами, сначала деревянными, со временем медными или железными. Движители первых судов – шесты, весла, паруса. Паруса появились 3000 лет до н. э. Они делались из тростниковых циновок, деревянных планок или шкур. Под парусами шли при попутном ветре. Если ветра не было, использовали весла, располагавшиеся по всей длине судна. Каждым веслом могли грести одновременно несколько человек. В VII в. были построены гребные суда-галеры, но имевшие и паруса. Парусные суда появились с X в. в Китае, Скандинавии, в странах Средиземноморья. На парусных судах можно было совершать океанские рейсы. Особенно внушительными были суда в XIX в. Их грузоподъемность 5000 т, скорость более 3 км/ч, длина 90 м. Обшивку подводной части деревянного судна металлическими листами практиковали уже древние финикийцы, полностью железное судно было построено в 1787 г. в Англии, его длина была около 20 м. Использование металла в постройке судна увеличило их прочность и уменьшило массу. В XVIII в. с развитием машиностроения был использован паровой двигатель. В 1807 г. в США было построено судно с паровой машиной, в России в 1815 г. В XIX в. на судах в качестве движителей стали использовать гребные винты. В начале XX в. появились дизельные двигатели и паровые турбины, в середине XX в. – установка, работающая на ядерном топливе.
В наши дни многие страны имеют развитую судостроительную промышленность и мощный флот. Суда становятся более специализированными и универсальными. Современные суда различаются по назначению, по району плавания, по конструктивному типу, по принципу движения. По назначению суда бывают: транспортные, промысловые, военные, служебные, научные, промышленно-хозяйственные, судообслуживающие, спортивные.
Транспортные суда: грузовые, пассажирские и грузо-пассажирские.
Промысловые суда: добывающие – рыболовные, добывающе-перерабатывающие, траулеры – рыбозаводы.
Военные суда: боевые корабли, военно-транспортные, обеспечивающие.
Служебные суда: инспекторские, пограничные, таможенные, административные.
Научные суда: для проведения специальных научных исследований.
Промышленно-хозяйственные суда: добывающие, драги, подъемно-монтажные, портостроительные, землечерпальные, дноуглубительные, ремонтные, радиосвязные, плавучие электростанции. Судообслуживающие суда: буксиры, перегрузочные, перекачивающие, буксировщики, причальные, ледоколы, навигационные, спасательные, учебные, ремонтные.
Спортивные суда: гоночные яхты.
По району плавания суда бывают морские, внутренние, смешанные с ограничением плавания и неограниченные.
По конструктивному типу суда бывают полнонаборные и с избыточным надводным бортом, самоходные и несамоходные – буксируемые. Самоходные – парусные, гребные, с двигателем. Самоходные по типу двигателя бывают: дизельные, атомные, электроходы, газотурбоходы, пародубоходы.
По принципу движения суда бывают: плавающие, глиссирующие, на подводных крыльях, на воздушной подушке. Надводные и подводные. Дальнейшее развитие судостроения направлено на использование новых технологий в постройке судна и также в его эксплуатации. Увеличение скорости, грузоподъемности, мощности судов – таких как грузовые контейнеры. Составные суда: грузоподъемность до 50 000 т, скорость более 30 км/ч, мощность двигателей 10 МВт. Составное судно – состоит из грузовой и энергетической частей – это несамоходная грузовая баржа, которую буксирует самоходное судно. Увеличение провозоспособности судна обеспечивается увеличением грузоподъемности и интенсификацией обслуживания в порту.
Судно на воздушной подушке
Судно на воздушной подушке – самоходное судно, которое при движении поднимается над поверхностью воды воздухом, нагнетаемым под его днище. Идея «парящего судна» появилась еще в XVIII в.; в 1716 г. в Швеции ее предлагал ученый Э. Сведенборг. Но осуществилась она только в начале ХХ в., когда в Австрии в 1916 г. был построен такой торпедный катер на воздушной подушке для военно-морского флота. Принцип движения на воздушной подушке основан на движении судна по слою сжатого воздуха между днищем судна и поверхностью воды.
В России первое судно такой конструкции было построено и испытано в 1934—1935 гг. Его конструктор – профессор В. И. Левков. Оно могло двигаться не только над водой, но и над землей и снегом. Но большее распространение в использовании таких судов на воздушной подушке началось в разных странах в середине ХХ в. Они применяются для перевозки пассажиров в местных рейсах и в военном флоте. Современные суда на воздушной подушке различаются по способу подачи воздуха: когда воздух подается под куполообразное днище от вентилятора или когда воздух идет от отверстий, расположенных по периметру днища.
Устойчивое движение, предотвращающее крен судна, обеспечивается удержанием воздушной подушки под днищем. Для этого воздушная подушка по периметру ограждается гибкими секционированными полотнищами. Движение на воздушной подушке уменьшает сопротивление движению судна. Это обеспечивает высокую скорость (более 150 км/ч) на судах с полным отрывом от воды. Двигатели у таких судов – воздушные винты или воздушнореактивные.
Суда на воздушной подушке с постоянно погруженными в воду боковыми ограничениями имеют скорость более 100 км/ч. У этих судов двигатели – водометные или гребные винты. Суда на воздушной подушке могут совершать речные и морские рейсы. Число пассажирских мест более 300. Использование судов на воздушной подушке для перевозки пассажиров очень эффективно.
Танкер
Танкер – самоходное наливное судно, предназначенное для перевозки жидких грузов наливом (нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов), пищевых продуктов (масла, жира, вина, питьевой воды), химических продуктов (кислот, спиртов, асфальта, топлива – мазута). Характеристики танкера – вместимость, мощность двигателя, длина, ширина, высота борта. На больших танкерах двигатель – паротурбинная установка; средние и малые танкеры имеют дизельные двигатели. Транспортировать нефть наливом стали в конце XIX в., ее наливали в корпус судна или в трюмные вкладные цистерны. В России впервые перевезли нефть наливом в 1873 г. на Каспийском море, судно было парусное и деревянное. Стали строить нефтеналивные деревянные и металлические баржи для транспортировки нефти по Каспию. Первый в России металлический наливной пароход был построен в 1878 г. грузоподъемностью 250 т. В нем нефть сначала перевозили во вкладных цилиндрических цистернах, но потом стали наливать нефть просто в трюмы. В 1882 г. в России был построен танкер грузоподъемностью 670 т, в 1886 г. в Великобритании построили паровой танкер дедвейтом 3000 т. Дедвейт – это общий вес грузов, поднимаемых судном – показатель его размеров и основная эксплуатационная характеристика. В ХХ в. строительство наливных танкеров распространилось во многих странах, что связано с растущей потребностью в перевозке нефти морем. В конце ХХ в. почти половину объема всего мирового наливного флота составляли танкеры дедвейтом 2000 т, имевший общий дедвейт 170 млн т. Современный танкер – это однопалубное судно с продольной системой набора корпуса судна без двойного дна. В корме расположены машинное отделение, служебные и жилые помещения для команды судна. В зависимости от размеров судна его грузовые помещения разделены несколькими переборками на танки, в которые наливается груз или водяной балласт. На палубе расположены небольшие по размеру горловины с непроницаемыми крышками, через которые осуществляется налив. Погрузку танкера осуществляют береговые насосы, разгрузку – судовые насосы, для чего в танках и по палубе проходят трубопроводы. Танки имеют теплообменники – змеевики с водяным паром для подогрева застывших наливных грузов – мазута, нефти. Танкеры оборудованы средствами против пожаров – это установки, заполняющие танк инертным газом, установки тушения при помощи пара и пены. Танки также оборудованы системой их мойки горячей водой и средствами очистки от нефти. Для того чтобы улучшить мореходные качества судна, балластные танки наполняют балластом – водой. Внутренние поверхности танков делают из коррозийно-стойких материалов, чтобы предотвратить их разъедание химическими жидкостями, которые в них наливают. Самые большие из грузовых судов – танкеры, нефтевозы, их дедвейт более 600 тыс. т, длина 400 м, ширина более 60 м, высота борта 35 м. Мощность их двигателей – паровых турбин – 26 800 кВт. Транспортировка жидких грузов в танкерах эффективна, поэтому дальнейшее их развитие направлено на увеличение грузоподъемности и мощности их двигателей, усовершенствование конструкций.
Трамвай
Трамвай – городское рельсовое электрическое транспортное средство, получающее электрическую энергию от контактного провода. Трамвай – это только моторный вагон или один моторный вагон с прицепными вагонами, двигающийся по рельсам, проложенным вдоль городской магистрали. Первый прототип трамвая предложил в 1876 г. в России изобретатель Ф. А. Пироцкий, он назвал его «рельсовый экипаж» с электродвигателем. В 1880 г. Ф. А. Пироцкий построил вагон с подвесным тяговым электродвигателем постоянного тока. В Германии был пущен первый трамвай близ Берлина в 1881 г., построенный фирмой «Сименс и Гальске». Этот вагон имел скорость 30 км/ч и вместимость 20 пассажиров. В 1880-е гг. трамвайное сообщение получило широкое распространение в городах многих стран Европы, России, США.
Современный трамвай – это комплекс технических средств – рельсовый путь – тяговая сеть, подвижной состав, системы автоблокировки. Эксплуатацию трамваев ведет специальное трамвайное хозяйство: это трамвайные депо, ремонтные заводы, линейные службы движения. Питание трамвая идет от тяговой сети. Электрический ток через тяговые подстанции поступает в контактную сеть. На моторном вагоне находится токосъемник, движущийся по проводу контактной сети. Рельсы служат обратным проводом. Трамвайные сети используют цепную контактную подвеску; контактный провод с помощью изоляторов подвешивается к опорам контактной сети на высоте 3,7—5,4 м. Электрооборудование, применяющее электрическое торможение, значительно снижает шум. Ходовая часть имеет звукопоглощающие приспособления – колесные тележки с прорезиненными элементами. В конце ХХ в. во многих странах возникла потребность использовать скоростной трамвай со скоростью в два раза больше обычной на пригородных линиях, связывающих городской центр с дальними промышленными зонами и зонами отдыха. Для этого совершенствуется рельсовый путь; в городской черте он входит в туннель или идет по эстакаде. Строительство и эксплуатация пути скоростного трамвая эффективнее и экономичнее, чем метрополитен. Трамвай позволяет также более рационально, чем метро, организовать пассажирские потоки. Дальнейшее развитие трамвайного сообщения направлено на улучшение конструкции вагонов, системы подвешивания и регулирования тяговых двигателей, использование более вместительных комфортных вагонов, снижение шума при движении трамвая и расхода электроэнергии.
Трансатлантические лайнеры
Трансатлантические лайнеры – самоходное пассажирское судно большой вместимости, предназначенное для перевозки пассажиров на большие расстояния, через океан. Двигатель, как правило, дизельный, большой мощности. Такие суда строятся металлическими, многопалубными с расположенными в них каютами, вмещающими до нескольких сотен пассажиров, на самых больших судах – более 2000 человек. Строительство таких больших судов развивалось в основном в начале ХХ в., когда была необходимость в перевозке пассажиров с континента на другой континент. Такие лайнеры совершали дальние рейсы из Европы в Америку, из Америки в Австралию. Но с середины ХХ в. с развитием воздушного транспорта потребность в морских пассажирских дальних перевозках практически сократилась. И в конце ХХ в. такие грузоподъемные суда применяются для туристических рейсов, многодневных круизов, морских прогулок; и такой вид отдыха становится все более популярным. Такие суда строились в странах, имевших морской флот: Великобритании, США, Франции, России, Японии, Германии.
Траулер
Траулер – судно для промысла, транспортировки и обработки рыбы. Основное промысловое устройство – трал, буксируемый судном. Трал – это мешок из сетного полотна, конусообразной формы, во время лова находится в раскрытом виде. Рыба, входящая в трал, попадает в его узкую часть. Тралы сделаны из синтетических материалов и бывают донные, придонные или универсальные. На борту судна имеются приборы, которые контролируют раскрытие и ход трала, скопление в нем рыбы. Трал с выловленной рыбой поднимается на борт судна, и рыба выгружается на палубу или сгружается в трюм. Основные параметры трала – длина, вертикальное и горизонтальное раскрытие. Самые большие тралы имеют длины до 150 м. Тралами ведут лов на глубине до 2 км. Для этого используются канаты-ваеры, которые уложены на барабанах лебедок. Современные мощные лебедки имеют двигатель до 450 кВт. С середины XX в. траулеры стали двухпалубными. На корме установлены устройства спуска, подъема, буксировки трала. Траулер имеет оборудование для обработки выловленной рыбы, машины для консервирования, выработки рыбной муки и жира, холодильные установки в трюмах для заморозки и сохранения рыбы. Также почти все современные траулеры имеют на борту приборы, контролирующие движение трала и наведение его на рыбу. Траулеры строятся во многих странах, где развито судостроение. Самые большие в Японии и России, их водоизмещение 8000 т, длина 100 м и более. Скорость 25 км/ч, мощность двигателя 4,5 МВт. Такие суда используются для лова трески, окуня и других промысловых рыб как в прибрежной зоне, так и на глубине.
Троллейбус
Троллейбус – городское безрельсовое транспортное электрическое средство с питанием от контактной сети. Цельнометаллический кузов со сварным стальным каркасом, обшитый стальными листами, имеет, как правило, три двери. Каркас прикреплен к жесткому основанию в виде фермы из профилированных балок. В основном троллейбусы двухосные, но на основных городских магистралях, на линиях с большими потоками пассажиров используются многоосные сочлененные троллейбусы. Основные характеристики троллейбусов: габаритные размеры, скорость, вместимость. Например, у двухосного троллейбуса длина 10—12 м, ширина 2,5 м, высота до 3,4 м; скорость до 70 км/ч, вместимость до 70 человек. Первые троллейбусы появились в конце XIX в. в Германии. Это оказалось возможным только после строительства асфальтовых дорожных покрытий, так как для применения троллейбуса необходим надежный токосъем от контактной сети. В России первый троллейбус был пущен в Москве в 1934 г., и в 1960-х гг. троллейбусное сообщение распространилось во многих городах. Ограничивает применение троллейбусов только качество дорожного покрытия и негибкость в движении в плотных транспортных потоках больших городов. Троллейбус имеет преимущества по сравнению с трамваем – отсутствие рельсовых путей и бесшумное движение, и по сравнению с автобусом – использование дешевой электрической энергии, экологичность и надежность в эксплуатации. Основное электрическое оборудование троллейбуса – это тяговые электродвигатели постоянного тока, вспомогательные электродвигатели для привода компрессора, вентиляторов, генераторов, низковольтных приборов, освещения и сигнализации. Тяговые электродвигатели используются последовательного или смешанного возбуждения, которые дают хорошие показатели в тяговом режиме. Мощность их 70—120 кВт. Управляет движением водитель при помощи педали, связанной с контроллером; контроллер приводит в действие контакторы, которые и управляют тяговыми электродвигателями. На крыше троллейбуса находится токосъемник, через который идет питание электрической энергией от контактной сети. Механическая часть троллейбуса – это ходовая часть, устройства управления. Трансмиссия из карданной и главной передачи с дифференциалом. В редукторе применяются червячные зубчатые колеса. Ходовая часть аналогична автобусной или автомобильной; в нее входят балки осей, ступицы колес, рессорная подвеска. Тормозная система состоит из колесных тормозов с пневматическим приводом и ручного механического привода для стояночного тормоза. Рулевой механизм и его привод – как у автомобиля. Дальнейшее использование троллейбусного сообщения перспективно, что связано с улучшением дорожной городской сети – дорожных покрытий, увеличением ширины проезжей части и радиусов закруглений. Троллейбус обладает большой вместимостью, делающей его эффективным на линиях с большими пассажиропотоками.