Автор: Александр Болштянский, член-корреспондент академии холода, профессор, доктор технических наук, Израиль, Беер-Шева.
1. РОЛЬ АВТОМОБИЛЯ В СОВРЕМЕННОЙ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ЧЕЛОВЕКА
Достаточно динамичное развитие человечества как единственного разумного представителя земной цивилизации началось около 10-20 тысяч лет назад, когда человеком были изобретены простейшие виды машин-орудий: ветряная мельница, водяное колесо, рычажные и метательные устройства и т. д.
ROLE OF A CAR IN MODERN LIFE
HUMAN
A fairly dynamic development of mankind as the only reasonable representative of terrestrial civilization began about 10-20 thousand years ago, when man invented the simplest types of machine tools: a windmill, a water wheel, lever and throwing devices, etc.
В то же время, на протяжении практически всего периода существования у человека имелась необходимость перемещать как самого себя, так и различные грузы – камни и стволы деревьев для строительства, убитые крупные животные, различная домашняя утварь и продукты питания при вынужденных перемещениях жилища. В значительной степени эти операции осуществлялись непосредственно на спине прирученных животных или волоком по земле. Но кто-то, в конце концов, подложил под груз круглую деревянную чурку, а затем проткнул ее осью, получив колесо.
Изобретение колеса – одно из самых замечательных изобретений человечества, с которым во многом связано развитие нашей цивилизации. По существу почти все современные механические устройства имеют в своем составе либо элементы колеса, либо его оси, либо поверхность, образованную при вращении образующей вокруг оси.
Первоначально причина перемещения человека, по всей видимости, мало отличалась от передвижений собратьев по виду: добыча растительного и животного корма, смена ареала обитания при истощении природных ресурсов. Для этих целей вполне достаточно было использование собственных нижних конечностей, а затем и прирученных животных.
Но с течением времени развитие человечества стало приобретать все более техногенный характер. Сейчас трудно судить о том, почему именно так произошло. Почему развитие человеческого общества пошло по пути механизации труда, замены мускульной силы механическими устройствами, а не по пути биологического развития – т.е., например, выращивания мощных, крупных, легко приручаемых животных и птиц? Хотя, как известно, например, в Индии, человек все же использовал слонов для перемещения как людей и крупных грузов, так и при производстве строительных работ. И это обстоятельство могло послужить примером для других народов.
Скорее всего, отказ от пути биологического развития цивилизации связан с весьма и весьма ограниченными биоресурсами нашей планеты. При попытке создания биологических помощников человек сразу сталкивается с необходимостью постоянного поддержания их минимального уровня жизни – т.е. с необходимостью прокормить животное, которое в таком случае становится конкурентом собственно человеку (или самому поесть, или накормить биоробота?). В то же время еще в недавнем прошлом минеральные богатства планеты, используемые при строительстве «механических заместителей» человека, казались неисчерпаемыми.
Кроме того, техногенному развитию способствовала и конкурентная борьба между отдельными сообществами за наиболее выгодный ареал обитания и жизненно важные ресурсы. Эта борьба часто превращалась в кровопролитные войны, успешное ведение которых требовало быстрого перемещения боевых ресурсов, способных к тому же выводить из строя биологические ресурсы противника.
Необходимости ускорения перемещения различных грузов и людей способствовали и экономические принципы существования человека – чем быстрее перевозится груз, тем быстрее обращается капитал, тем больше прибыль. Чем быстрее перемещается информация или деловые бумаги, тем скорее принимаются решения, быстрее осуществляются события, тем снова быстрее появляется прибыль. Т.е. погоня за прибылью, основным компонентом экономического развития современного общества, требует ускорения транспортных операций различного назначения. Это обстоятельство является основным параметром, определяющим развитие транспорта в современном обществе.
Другим важным компонентом развития транспорта является перемещение людей и грузов при обеспечении сферы отдыха. Ну и, конечно, транспортные операции широко используются в сфере безопасности жизнедеятельности и при выполнении боевых задач.
Весь транспорт можно разделить по способу передвижения на наземный (в т.ч. подземный), водный (в т.ч. подводный) и воздушный.
Наземный транспорт делится на мускульный (велосипеды, тележки), автомобильный и железнодорожный, водный на морской и речной, воздушный на машины с подъемной силой, создаваемой за счет горизонтального движения (самолеты), за счет вращения винтов (вертолеты) и за счет применения газов легче воздуха (аэростатические летательные аппараты или дирижабли).
В свою очередь водный транспорт делится по способу перемещения на надводный и подводный, надводный – на мускульный, парусный и транспорт с механическим приводом — двигателями внутреннего сгорания и электродвигателями. Железнодорожный – по используемым тяговым двигателям — на паровозы, тепловозы и электровозы. Автомобильный – по конструктивному исполнению на легковой, грузовой, автобусы, машины специального назначения, тракторы и т.д. Промежуточным между велосипедным и автомобильным видами транспорта являются мотоциклы.
При общем понимании понятия «транспорт» сюда следует отнести системы коммуникации (проводные и беспроводные, спутниковые и т.д.), трубопроводный транспорт (водо-, нефте-, газопроводы), космический транспорт.
Схема основных видов транспорта приведена на рис. 1.1.
Для каждого вида транспорта существует наиболее предпочтительные условия использования. Конечно, невозможно использовать автомобильный транспорт при движении по воде, а водный при движении по суше, хотя и имеются специальные виды транспорта, которые могут в определенной степени совмещать в себе свойства, по крайней мере, двух типов. Это автомобили–амфибии, суда на воздушной подушке, гидропланы. Однако, в любом случае для таких аппаратов основной является все-таки только одна среда, в которой они работают. Так, например, автомобиль-амфибия предназначен в основном для движения по суше, а его свойство перемещаться по воде используется только для преодоления водных препятствий. Гидроплан в основном летает по воздуху, а воду использует только как площадку для посадки и взлета.
Кроме того, для каждого типа транспорта имеются оптимальные условия эксплуатации, исходя из минимальных затрат на перемещение груза с учетом наиболее выгодной скорости его доставки потребителю, а также с учетом принципиальной возможности использования. Так, например, если нужно срочно доставить врача к больному, находящемуся в местности, где вообще нет дорог и посадочных площадок для самолета, то будет использоваться вертолет, эксплуатация которого в десятки раз дороже, чем затраты на автомобиль. В то же время, если нужно доставить потребителю 20 т. угля, то выгоднее использовать автомобиль, а 2000 т. угля – железнодорожный транспорт при наличии железной дороги.
В последние годы наиболее развитые страны стремятся сократить автомобильные перевозки в связи с тем, что даже самый современный автомобиль представляет принципиально большую опасность для человека и окружающей среды, чем электрифицированный железнодорожный транспорт. Основным препятствием в данном случае является отсутствие достаточно развитой сети внутригородских подъездных путей и терминалов для разгрузки, специализированных видов электровозов, а также оригинальных систем сортировки грузов.
Многие страны пытаются возобновить перевозки людей и грузов с применением аэростатических аппаратов – дирижаблей, не требующих дорог, и имеющих по сравнению с автомобилями, самолетами и вертолетами более высокие экологические и экономические показатели. В еще не таком далеком прошлом (30 е – 40 е годы прошлого столетия) с помощью дирижаблей перевозились грузы весом до 120 т. на расстояния до 15 000 км со скоростью 135 км/час. Дирижабли и сегодня широко используются в США и Великобритании для патрулирования морских границ.
Основными направлениями совершенствования автомобилей в настоящее время являются:
1. Повышение безопасности и маневренности движения.
2. Снижение расхода горючего и токсичности отработанных газов, в том числе за счет использования электрической тяги.
3. Снижение шумности, материалоемкости, веса, повышение удельной мощности двигателя, повышение ресурса работы агрегатов.
4. Повышение комфорта для водителя и пассажиров.
5. Удешевление производства автомобиля.
Основные мероприятия, за счет которых производится усовершенствование:
1. Улучшение обзора, свойств тормозных систем и внутренних систем безопасности.
2. Применение компьютерных систем регулировки расхода топлива, совершенствование состава топлива, использование активных фильтров для выхлопных газов.
3. Применение пластмасс и композиционных материалов и сплавов, прогрессивных смазок и консервантов, повышение качества изготовления наиболее нагруженных деталей и узлов.
4. Компьютерные системы моделирования поведения автомобиля на дороге, водителя и пассажиров.
5. Повышение многофункциональности каждой модели.
Иллюстрация: virtualproff24.ru изобретение колеса и его преобразования
