Un vehicul este un dispozitiv tehnic de transport de persoane și/sau mărfuri [1] .
Spre deosebire de dispozitivele de ridicare și manipulare , vehiculele sunt utilizate, de regulă, pentru transportul pe distanțe relativ mari. Vehiculele se clasifică după tipul de propulsie ( motor , velă , animale ) sau modul de deplasare la suprafață: roată [2] , omidă , șină sau schi .
Este necesară o sursă de energie pentru a propulsa un vehicul . Energia necesară poate fi obținută în diverse moduri, cum ar fi din mediu: energie eoliană pentru bărci cu pânze , energie solară pentru vehicule electrice sau tramvaie . Energia poate fi, de asemenea, stocată sub diferite forme, de unde poate fi recuperată atunci când este nevoie, caz în care criteriile importante sunt volumul , încărcarea și puterea mediului de stocare a energiei utilizat.
Cel mai comun tip de sursă de energie este combustibilul . Motoarele cu ardere externă pot folosi aproape toate substanțele combustibile ca combustibil , în timp ce motoarele cu ardere internă și motoarele cu reacție sunt proiectate pentru un anumit tip de combustibil : benzină , kerosen , motorină sau etanol .
Un alt tip comun de sursă de energie este bateria . Bateriile au avantajul de a fi disponibile in diverse marimi si capacitati, sunt prietenoase cu mediul, usor de instalat si intretinut. . Bateriile au contribuit, de asemenea, la răspândirea motoarelor electrice , care au propriile lor avantaje. Pe de altă parte, bateriile au densitate de energie scăzută, durată scurtă de viață, performanțe slabe la temperaturi extreme, timpi lungi de încărcare și dificultăți în eliminare (deși sunt de obicei reciclate) [25] . Asemenea combustibilului , bateriile stochează energia chimic și pot provoca arsuri și otrăviri în cazul unui accident [26] . Bateriile își pierd și ele eficacitatea în timp [27] . Pentru a economisi timpul petrecut la încărcare, este posibil să înlocuiți bateriile descărcate cu altele încărcate [28] , dar acest lucru implică costuri suplimentare de echipare și poate să nu fie practic atunci când se folosesc baterii mari . În plus, bateriile trebuie să fie standardizate, astfel încât să poată fi înlocuite rapid cu ușurință. Pilele de combustie sunt similare cu bateriile, deoarece producerea de energie electrică din acestea are loc și prin conversia energiei chimice. Au propriile lor avantaje și dezavantaje.
Ferovia de contact și rețeaua sunt sursa de energie electrică pentru trenurile de metrou , trenurile electrice de pe calea ferată , tramvaiele și troleibuzele .
Domeniul de aplicare al energiei solare în vehicule se dezvoltă în prezent. Au fost construite și testate cu succes primele vehicule alimentate cu energie solară , inclusiv NASA Pathfinder , o aeronavă alimentată cu energie solară.
Energia nucleară este o formă specială de stocare a energiei și este utilizată în prezent doar în nave mari și submarine , în mare parte militare. Energia nucleară poate fi eliberată folosind un reactor nuclear , o baterie nucleară sau detonări multiple de bombe nucleare . De mult timp, au încercat să extindă domeniul de aplicare a energiei nucleare pe vehicule, de exemplu, au fost efectuate experimente cu avioane nucleare Tu-119 și Convair X-6 .
Energia necesară propulsării vehiculului este preluată din sursa de energie și consumată de unul sau mai multe motoare (motoare) [29] .
Majoritatea vehiculelor sunt echipate cu motoare cu ardere internă deoarece sunt relativ ieftine, ușor de întreținut, fiabile, sigure și de dimensiuni reduse. Deoarece motoarele cu ardere internă ard combustibilul treptat, vă permit să călătoriți pe distanțe lungi, dar, în același timp, poluează continuu mediul . Legate de motoarele cu ardere internă sunt motoarele cu ardere externă . Motoarele cu abur sunt un exemplu al acestora din urmă . Pe lângă combustibil , motoarele cu abur necesită și apă , ceea ce le face imposibile pentru o serie de utilizări. Motoarele cu abur au nevoie de o anumită perioadă de timp pentru a atinge temperatura corectă pentru a începe să se miște, spre deosebire de motoarele cu ardere internă , care pot începe să propulseze vehiculul imediat după ce combustibilul este furnizat și aprins , deși acest lucru nu este recomandat în condiții de frig. De asemenea, motoarele cu abur atunci când ard cărbunele emit compuși de sulf în atmosferă , care duc la ploi acide dăunătoare [30] .
Motoarele convenționale cu ardere internă au un principiu de funcționare intermitent, așa că în aviație au fost înlocuite cu motoare cu reacție și turbine cu gaz , care sunt, de asemenea, clasificate ca motoare cu ardere internă , dar au un principiu de funcționare continuă. Motoarele cu reacție sunt mai ușoare și, în special, atunci când sunt utilizate pe aeronave , mai eficiente. Pe de altă parte, sunt mai scumpe și necesită o întreținere mai atentă. De asemenea, ele preiau daune din ingerarea de obiecte străine și emit evacuare la temperaturi foarte ridicate. Locomotivele feroviare care folosesc turbinele ca motor se numesc locomotive cu turbină cu gaz . Exemple de vehicule terestre care utilizează motoare cu turbină cu gaz sunt tancurile Abrams și T-80 , motocicleta MTT Turbine Superbike și linerul Celebrity Millenium . Motorul cu reacție cu impulsuri este similar în multe privințe cu un motor cu turbină cu gaz , dar aproape că nu are piese mobile. Din acest motiv, a fost foarte atractivă pentru designerii de mașini în trecut, dar zgomotul, căldura și ineficiența sa au dus la abandonarea sa. Un exemplu istoric de aplicare a unui motor cu impulsuri au fost rachetele de croazieră V-1 . Motoarele cu reacție cu impulsuri de detonare sunt încă folosite uneori în experimentele amatorilor. Odată cu apariția tehnologiei moderne, motoarele cu impulsuri de detonare au fost puse în practică, un exemplu este testul de succes al aeronavei Rutan VariEze . Deși motorul cu detonare cu impulsuri este mult mai eficient decât motoarele cu reacție și cu turbine cu gaz , acesta are totuși dezavantaje din cauza nivelurilor extreme de zgomot și vibrații. Motoarele Scramjet au , de asemenea, puține părți mobile, dar funcționează bine doar la viteze mari, așa că utilizarea lor este limitată la rotoarele elicopterelor și aeronavelor supersonice precum Lockheed SR-71 [31] [32] .
Motoarele de rachete sunt utilizate în principal în vehicule de lansare , sănii cu rachete și avioane experimentale . Motoarele rachete sunt cele mai puternice. Cel mai greu vehicul ridicat vreodată de pe suprafața Pământului: racheta Saturn V a fost echipată cu cinci motoare de rachetă F-1 cu o putere totală de 180.000.000 de cai putere (134 MW) [33] . Motoarele rachete au un design destul de simplu și folosesc doar combustibil și un catalizator, precum peroxidul de hidrogen [34] . Acest lucru le face atractive pentru utilizare în vehicule neobișnuite, cum ar fi jetpack -urile . În ciuda simplității lor, motoarele de rachete sunt adesea periculoase și predispuse la explozii. Tipurile de combustibil pentru rachete utilizate în prezent sunt inflamabile, otrăvitoare, caustice și criogenice. Acest tip de motor suferă de eficiență scăzută. Deficiențele enumerate ale motoarelor de rachetă au dus la faptul că acestea sunt utilizate numai în caz de urgență.
Motoarele electrice sunt folosite în vehicule electrice , biciclete electrice , scutere electrice , bărci mici , metrouri , trenuri , troleibuze , tramvaie și avioane experimentale . Motoarele electrice sunt foarte eficiente, randamentul lor poate fi de peste 90% [35] . Motoarele electrice produse în prezent sunt destul de puternice, fiabile și au costuri de operare reduse, pot fi și de diferite dimensiuni. Motoarele electrice sunt capabile să funcționeze într-o gamă largă de viteze și cupluri fără cutie de viteze (deși acest lucru necesită mai mult de un motor). Utilizarea motoarelor electrice pentru propulsarea vehiculelor este limitată în principal de dificultatea de a obține o sursă constantă de energie electrică de mărimea necesară.
Motoarele pneumatice sunt utilizate experimental în vehicule (cum ar fi în mașinile aeriene ). Sunt simple, eficiente, sigure, ieftine, fiabile și funcționează într-o varietate de condiții. Una dintre dificultățile întâlnite în funcționarea motoarelor cu aer este efectul de răcire al expansiunii gazului, care duce la înghețarea motorului, iar utilizarea încălzirii este problematică [36] . Efectul de răcire, însă, poate fi folosit ca sistem de aer condiționat. Eficiența unui motor cu aer scade pe măsură ce presiunea gazului scade.
Propulsoarele ionice sunt folosite pe unii sateliți și nave spațiale . Sunt eficiente doar în vid , ceea ce limitează utilizarea lor doar în spațiul cosmic . Propulsoarele de ioni funcționează cu energie electrică, dar au nevoie și de combustibil precum cesiu sau xenon [37] . Propulsoarele cu ioni permit propulsarea navelor spațiale la viteze foarte mari folosind relativ puțin propulsor . Majoritatea propulsoarelor ionice aflate în funcțiune astăzi au o accelerație scăzută [38] .
Energia mecanică produsă de motoarele pentru a propulsa vehiculul trebuie transformată în lucru mecanic , care este produs prin intermediul roților , șuruburilor , duzelor și mijloacelor similare.
Pe lângă transformarea energiei mecanice în mișcare, roțile permit vehiculului să se rostogolească pe suprafață, cu excepția vehiculelor care se deplasează ținându-se de șine [39] . Roata este o invenție foarte veche, din care s-au găsit exemple care datează de mai bine de 5.000 de ani [40] . Roțile sunt folosite într-o varietate de vehicule: mașini , vehicule blindate de transport de personal , vehicule de teren , avioane, trenuri , skateboard -uri , roabe etc.
Duzele sunt utilizate împreună cu aproape toate motoarele cu reacție în uz [41] . Exemple de vehicule care au duze sunt avioanele cu reacție , rachetele și schiurile cu jet . Majoritatea duzelor sunt în formă de con sau clopot [41] , unele modele neobișnuite sunt în formă de pană . Există modele nemateriale ale duzelor, acestea includ o duză, care este un câmp electromagnetic al unui motor ionic [42] .
Vehicul - un dispozitiv conceput pentru a transporta persoane, bunuri sau echipamente instalate pe acesta pe drumuri (Articolul 2 din Legea federală din 10 decembrie 1995 N 196-FZ „Cu privire la siguranța rutieră”)
„Vehiculele din capitolul 12 din Codul de infracțiuni administrative al Federației Ruse sunt înțelese ca:
Vehicule (Clauza 11 a articolului 1 din Legea din 09.02.2007 N 16-FZ „Cu privire la securitatea transporturilor” oferă o definiție a conceptului de „vehicul” și tipurile de vehicule) (- dispozitive destinate transportului de persoane, mărfuri , bagaje, bagaje manual, obiecte personale, animale sau echipamente instalate pe aceste vehicule, dispozitive, în sensurile determinate de codurile de transport și charter, inclusiv:
a) autovehiculele utilizate pentru transportul regulat de pasageri și bagaje sau pentru transportul de pasageri și bagaje la cerere sau utilizate pentru transportul de mărfuri periculoase, pentru care este necesară o autorizație specială;
b) aeronave comerciale de aviație civilă ;
c) aeronave de aviație generală , stabilite de Guvernul Federației Ruse la propunerea organului executiv federal responsabil cu dezvoltarea politicii de stat și reglementările legale în domeniul transporturilor, convenite cu organul executiv federal în domeniul asigurării securitatea Federației Ruse, autoritățile executive federale care exercită funcțiile de dezvoltare a politicii de stat și reglementări legale în domeniul afacerilor interne;
d) navele utilizate în scopul navigației comerciale (nave maritime) , cu excepția ambarcațiunilor de agrement, a navelor cu pânze sportive, precum și a instalațiilor și structurilor artificiale care sunt create pe baza platformelor plutitoare offshore și ale căror caracteristici de protecție împotriva actelor de intervenție ilegală sunt stabilite în conformitate cu articolul 12.3 din prezenta lege federală;
e) navele utilizate pe căile navigabile interioare pentru transportul de pasageri, cu excepția ambarcațiunilor de agrement, a navelor cu pânze sportive și (sau) pentru transportul mărfurilor cu risc ridicat admise la transport cu permise speciale în modul stabilit de Guvernul Federația Rusă, la propunerea organului executiv federal, autoritatea care exercită funcțiile de dezvoltare a politicii de stat și reglementări legale în domeniul transporturilor, convenită cu organul executiv federal în domeniul asigurării securității Federației Ruse, executivul federal organ care exercită funcţiile de elaborare a politicii de stat şi a reglementării legale în domeniul afacerilor interne;
f) material rulant feroviar , care efectuează transportul de pasageri și (sau) mărfuri cu risc ridicat, permis pentru transportul cu permise speciale în modul stabilit de Guvernul Federației Ruse la propunerea organului executiv federal responsabil cu statul în curs de dezvoltare politica și reglementarea legală în domeniul transportului, convenite cu organul executiv federal în domeniul asigurării securității Federației Ruse, organul executiv federal responsabil pentru dezvoltarea politicii de stat și reglementarea juridică în domeniul afacerilor interne;
g) vehicule de transport electric terestre urban.
Pământ |
AcvaticAerSpațiu |
![]() | |
---|---|
În cataloagele bibliografice |
|