История техники

Содержание:

 

• Гужевой транспорт . Использование животных для передвижения  и перемещения предметов перевозки …. Стр. 2

 

• Электричество. Наука и разработки. Электромобили   …. Стр. 3

 

• Автомобили. Паровые и электрические. История и перспективы. …. Стр.8

 

• Современные легковые автомобили от 1935 года …. Стр.10

 

• Первый русский автомобиль ……. Стр. 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Гужевой транспорт. Использование животных для передвижения  и перемещения предметов перевозки

Гужевой транспорт (от гуж - кожаная петля , которой с помощью  дуги прикрепляют оглобли к упряжи), это вид безрельсового транспорта, в котором в качестве тяги используется сила упряжных животных. В зависимости  от типа повозки подразделяется на колёсный и санный.  Собственно гужевой транспорт следует отличать от  вьючного транспорта, в котором повозка и упряжь отсутствуют, а кладь крепится на вьючном седле или непосредственно на спине животного.

Гужевой транспорт появился практически одновременно с колесом.  До появления железных дорог в  первой половине 19 в гужевой транспорт  был основным видом сухопутного  транспорта и использовался для  пассажирских и грузовых перевозок  на дальние расстояния. В разных странах использовались лошади, волы, буйволы, верблюды, ослы, мулы, олени и собаки в качестве тяговой силы.  Животные превосходили людей по скорости и выносливости и способны были  перевозить достаточно тяжелый груз. Для пассажирских перевозок существовала сеть почтовых станций, предоставлявших за плату лошадей для смены, экипажи и услуги ямщиков, а в районах с интенсивным движением пассажиры перевозились междугородными почтовыми дилижансами (омнибусами). Грузовые перевозки осуществлялись обычно конными обозами. Широкое развитие автотранспорта со 2-й четверти 20 в., а затем и авиации привело к постепенному вытеснению гужевого транспорта,  хотя ещё накануне второй мировой войны 1939—45  гужевой транспорт, во многих странах Западной Европы мало уступал автотранспорту по объёму перевозок, а в Италии, Испании, Греции, Турции и других даже превосходил его.

В ряде колониальных, полуколониальных и зависимых стран капиталистического мира, особенно в странах Среднего и Ближнего Востока, Центральной  Азии и Северной Африки, большую  роль продолжал играть вьючный транспорт. Ко 2-й половине 20 в. объём перевозок  гужевым транспортом. Во всех странах  мира резко сократился и в настоящее  время находит применение в основном в сельских местностях для перевозок  людей и грузов на короткие расстояния.

 

 

2. Электричество.  Наука и разработки. Электромобили  

 Определение электричества  , состоит в  понятии, выражающего  свойства и явления, обусловленные  структурой физических тел и  процессов, сущностью которой  является движение и взаимодействие  микроскопических заряженных частиц  вещества.  Первым данное явление  заметил Фалес  Милетский,  он обнаружил,  что  если  янтарь, потереть о шерсть,  то  он приобретает свойства притягивать  мелкие предметы.   Сам же  термин был введен англичанином  Уильямом Гилбертом  в работе  “О магните, магнитных телах  и о большом магните — Земле”  опубликованной в 1600 году.  Однако  археологические находки подтверждают, что в действительности электричеством  пользовались около двух тысячелетий  назад. Китайские ученые провели  то же наблюдение, что греки  и римляне: в работе от 83 г.  н. э. описывается, как янтарь  притягивает семена горчицы.

Через три года немецкий ученый Отто фон Герикеизобрёл один из первых электростатических генераторов, производящих электричество трением  — шар из серы, натираемый руками.  В 1745 году был создан первый электрический  конденсатор — Лейденская банка. Это изобретение принадлежит  голландцу Питеру ван Мушенбруку. Изобретение Лейденской банки стимулировало  изучение электричества, в частности  скорости его распространения и  электропроводящих свойств некоторых  материалов.  Так же было выяснено, что  металл и вода, лучшие проводники. Помимо этого ученым была получена искра искусственным путем.  Всплеск науки происходит после изобретения Алессандро Вольта батареи. Это изобретение дало людям первый постоянный и надежный источник энергии и повлекло за собой все важные открытия в этой области. В 1802 году Василий Петров обнаружил вольтову дугу. Эрстед и Ампер открыли связь между электричеством и магнетизмом в 1821 году. Работы Джоуля, Ленца, Ома по изучению электрического тока. Гаусс формулирует основную теорему теории электростатического поля (1830). Фарадей открывает электромагнитную индукцию (1831) и законы электролиза (1834), вводит понятие электрического и магнитного полей. Максвелл формулирует свои уравнения (1873). Д. А. Лачинов показал условия передачи электроэнергии на большие расстояния (1880). Герц экспериментально регистрирует электромагнитные волны (1888).

Одно из важных изобретений  - изобретение промышленного электродвигателя. Один из первых совершенных электродвигателей, работавших от батареи постоянного тока, создал в 1834 году русский электротехник Якоби.

 Двигатель Якоби для  своего времени был самым совершенным  электротехническим устройством.  В том же 1834 году подробное  сообщение о принципах его  работы было представлено Парижской  Академии наук. В 1838 году Якоби  усовершенствовал свой электромотор  и, установив его на гребном  боте, с десятью спутниками совершил  небольшое плавание по Неве  со скоростью 4,5 км/ч. Источником  тока ему служила мощная батарея  гальванических элементов . В  силу разных причин двигатели  постоянного тока получили лишь  ограниченное применение. Гораздо  более важную роль играют в  производстве электромоторы, работающие  на переменном токе.  В  1841 году  Чарльз Уитстон  создает синхронный  двигатель переменного тока. Данная  система обладала большими недостатками: кроме того, что синхронный двигатель  требовал для своего запуска  дополнительный разгонный двигатель,  он имел и другой изъян - при перегрузке синхронность  его хода нарушалась, магниты  начинали тормозить вращение  вала, и двигатель останавливался. Поэтому синхронные двигатели  не получили широкого распространения.  В 1879 году Бейли создает   первый асинхронный двигатель  лишенный этих недостатков. В  1888 г. итальянский физик Феррарис  и югославский изобретатель Тесла  открыли явление вращающегося  электромагнитного поля. Изобретение  Теслы знаменовало собой начало  новой эры в электротехнике. Уже  в июне 1888 году фирма «Вестингауз  Электрик Компани» купила у  него за миллион долларов все  патенты на двухфазную систему  и предложила организовать на  своих заводах выпуск асинхронных  двигателей,  позже конструкция  была доработана российским ученым  электротехником Доливо-Добровольским.  Свой первый трехфазный асинхронный  двигатель Доливо-Добровольский  построил зимой 1889 года

По своим техническим  показателям двигатели Доливо-Добровольского превосходили все существовавшие тогда  электромоторы — обладая очень  высоким КПД, они безотказно работали в любых режимах, были надежны  и просты в обращении. Поэтому  они сразу получили широкое распространение  по всему миру. С этого времени  началось быстрое внедрение электродвигателей  во все сферы производства и повсеместная электрификация промышленности.

Развитие электродвигателей  привело к появлению на свет –  электромобилей. Что же такое электромобиль?  Определение гласит -  транспортное средство, приводимое в движение одним или несколькими электродвигателями с питанием от аккумуляторов или топливных элементов и проч. 

Самый первый электромобиль  появился в 1841 году, это намного раньше, чем автомобиль с ДВС.  Конструкция  автомобиля была очень проста и представляла собой тележку с электромотором.  Один из самых массовых электромобилей того времени являлся  Detroit Electric  компании Anderson Electric Car Company. Электромобиль  массово производился с 1907 по 1927 годы, было произведено более 20000 экземпляров. Максимальная скорость машины составляла 32км/ч, дальность пробега на одном  заряде аккумуляторной батареи 130км. Так  же стоит сказать,  что первый автомобиль преодолевший отметку 100км/ч  был с электротягой,  речь идет о La Jamais Contente  разработанный бельгийцем Камилем Женатци. Автомобиль приводится в движение от двух электродвигателей  прямого привода Postel-Vinay общей мощностью 50 кВт (67 л.с), смонтированных в задней части кузова. Максимальная скорость вращения 900 об/мин. Аккумуляторные батареи  расположены на шасси внутри кузова и на задней оси.  Женатци  достиг  скорости 105,882 км/ч  в 1899 году. 

После массового внедрения  двигателей  внутреннего  сгорания  электромобили сдали свои позиции,  так как  имели ряд заметных минусов с равнении  ДВС –  малый запас хода, низкий ресурс  батарей,  потери мощности при большой  нагрузке. Но были и плюсы, конечно  же – прежде всего экологичность  и крутящий момент с “нуля”, а  так, же простота ухода, быстрый запуск мотора, тишина и комфортность поездки. 

В начале 19 века,  да и сегодня электромобили оказались очень дороги для  массового внедрения.  Если раньше, автомобиль итак являлся  роскошью  “не для всех”  и проблемы машин с электромотором были менее важны тишины,  то сегодня общество требует иного -  прежде всего высокой динамики.

 Именно для них появился  автомобиль компании Tesla – первый  в мире спортивный автомобиль  на электрической тяге. Его электродвигатель  обладает мощностью в 248 л.с.  и разгоняет эту маленькую  машину до 100 км/ч всего за 3,9 секунды.  Максимальная скорость – 200 километров  в час. Запас хода в 230 километров  вполне достаточен для движения  в городе, или даже для междугородних  путешествий. Специальная система  регенерации электричества при  торможении экономит электричество.  Все это хорошо,  если бы  не цена около 100 000$.   Но, несмотря на это уже  в  мире есть поклонники данной  модели выбравшие электрический  суперкар,  вместо бензинового.

Еще одна главная проблема мешающая распространению  электромобилей  это отсутствие инфраструктуры  -  нет станций подзарядки,  тем  самым ограничение в передвижении.  Но этот минус не так существенен  в  городе.  Это уже поняли в  Европе  и США,  где закупаются такси и развозные грузовички на электрической тяге.   Ведутся  разработки городских автомобильчиков  и их удешевление для повышения  спроса. Toyota, например, уже начала строительство  завода по производству автомобильных  аккумуляторов для электромобилей, а к 2010 году планируется строительство  второго завода - по выпуску перспективных  и дорогих литий-ионных аккумуляторных систем. Кроме того, многие автопроизводители  создают совместные предприятия  с производителями аккумуляторов, как это сделал, например Volkswagen AG с Sanyo Electric и Nissan Motor с NEC Corporation.

Сегодня самым популярным и доступным электромобилем является индийский Reva Electric Car G-Wiz. городской 3-х  дверный микроавтомобиль. В электромобиле  предусмотрены два места для  взрослых и два задних места для  детей. Пиковая мощность электродвигателя — 13,1 кВт. (17,5 л.с.). Двигатель расположен в задней части электромобиля. Ведущие  колёса — задние. Свинцово-кислотные  аккумуляторы 8 В. располагаются под  передними сиденьями. Время полной зарядки 6 часов. Дальность пробега  на одной зарядке 80 км. Максимальная скорость 70 км/ч. В 2008 году завершились  испытания версии электромобиля  с литий-ионными аккумуляторами. Дальность пробега выросла до 140 км. Стоимость автомобиля 7700  фунтов стерлингов. Электромобили в Лондоне  не облагаются налогами и дорожными  сборами, имеют право на бесплатную стоянку.

Самым первым изобретателем  электромобиля в России был потомственный  дворянин Ипполит Романов. В конце  прошлого века в Одессе он основал  небольшое электротехническое предприятие. В 1899 году увидел свет первый электромобиль  И. Романова. Его общая компоновка была заимствована у английских кэбов, где извозчик располагался на высоких  козлах позади пассажиров. На этом первом электромобиле использовался свинцовый  аккумулятор системы Бари, имевший 36 банок. Он требовал подзарядки каждые 60 верст. Суммарная мощность обоих  электромоторов равнялась 4-м лошадиным  силам. Компоновка экипажной части  электромобиля Романова была заимствована им у моделей американской фирмы  “Моррис-Салом”. Второй кэб Романова был построен в 1900 году. Эта модель уже имела полностью закрытую и застекленную кабину для пассажиров. Скорость обоих моделей электромобиля  И. Романова составляла 15 км/час. В том  же, 1900 году был построен и первый электробус Романова. Электробус имел массу в 1600 кг и мог развивать скорость до 10 км/час.

 Так же нельзя не  отметить автомобиль П. А. Фрезе.  Он был 4-местным, имел два  двигателя общей мощностью в  7 лошадиных сил.  При скорости  авто 15-18 км/час подзарядка аккумуляторов  требовалась через каждые 35-50 верст  пути. Второй экземпляр электромобиля  “Фрезе” отличался от предшественника  меньшим весом аккумулятора над  задней осью. Кроме 4-местных, фирма  “Фрезе” выпускала и 2-местные  электромобили с двигателями  мощностью в 3,5 лошадиных силы. 2-местный автомобиль, в отличие  от предыдущих, имел более современную  рулевую колонку.

В  СССР подобные машины массово  не нашли применения  и были лишь разработками различных НИИ,   так одной из первых был электрический  УАЗ. Он весил 2.5 тонны, развивал скорость 60 км/ч и мог проехать без подзарядки аккумуляторов расстояние в 60 км,  что даже хуже разработанной в  начале века  тележки.

На ВАЗе  построили  и испытали образец переднеприводной электротележки на базе «Автороллера»  Э11011 серии 200, изготовили несколько  электрофургонов на базе ВАЗ 2102, получивших обозначение ВАЗ 2102Э (ВАЗ 21029 и ВАЗ 2801). Разработали собственный двигатель  постоянного тока с независимым  возбуждением на базе авиационного мотора ДТ-11, отработали и запустили в  серийное производство тиристорный  преобразователь.

Начали разработку и испытания  двух вариантов мотор-колёс, эксперименты с силовыми транзисторами и цифровой системой управления приводов. Например,  тележка 2102Э представляла собой интересную компоновку - двигатель поперечно сзади, сблокирован с редуктором, передача момента на колёса – валами со ШРУСами от «Нивы», передняя подвеска – от ВАЗ 2101. Базовым источником питания были никель-цинковые НЦ-125 в батарее на 144 Вольта. Эта батарея весила 380 кг, соответственно, смещать её от центра было чревато проблемами с развесовкой.  Несмотря на то,  электромобиль получил очень много положительных отзывов и был современной машиной своего времени на ВАЗ для производства эта машина не предназначалась изначально, она вышла тяжёлой и нерациональной. 

На сегодня данное  направление в России практически  умерло, и применяется лишь для  богатых гольф-клубов и складской  промышленности.  

3.Автомобили. Паровые и электрические. История и перспективы. 

Электромобили мы разобрали ранее. Теперь рассмотрим вопрос  о паровых автомобилях.   

Паровые автомобили – это  механические транспортные средства с  паровым двигателем.   Первым ученым,  рассмотревшим идею применения силы пара для движения экипажа был  Исаак Ньютон.  В 1663 году он доказал  это опытом: на тележку ставится сосуд с водой. При нагревании воды образуется пар, который выходя через узкое отверстие, создает  реактивную силу, толкающую тележку.   В реальности  применение пара в  автомобилях произошло через 100 лет. "Паровая телега", изготовленная  в 1769 г. французским военным инженером Николо - Жозефом Кюньо в Париже, могла двигаться со скоростью 3,6 км/ч. Емкость перового котла и запасы воды хватало на 12-15 мин. движения. За первой попыткой последовала вторая - появился автомобиль для транспортировки орудий. Испытывался он, естественно, военными, но из-за невозможности продолжительной эксплуатации (непрерывный цикл работы новой машины не превышал 15 минут) изобретатель не получил поддержки,  в отличии от России где во время войны против Турции в 1877 - 1878 годах применялись паровые тягачи для артиллерии.