Научный прогноз транспорта будущего

Реферат

студент I курса

МЕФ группы ОП-11

Копытко В. О.

Проверил:

профессор Сухарев Э. О.

Ровно-2004

Как всем нам известно, современные виды транспорта имеют большое количество недостатков: низкий КПД, вредные выбросы в атмосферу, большая занимаемая наземная площадь (в сумме) и другие. Кроме того, основные запасы топлива для большинства автомобилей — масло — быстро и неумолимо истощаются. Поэтому уже давно люди пытаются изобрести такой дешевый, быстрый и компактный вид транспорта, который использует принципиально новое, экономичное и в то же время экологически чистое топливо.

Существует уже много различных разработок. У каждого из них есть свои перспективы и недостатки, но в принципе идеи очень интересные. Некоторые из основных приведены ниже.

Краткая характеристика основных разработок, Летающие машины

Идея

Достижения конструкторов сверхлегких самолетов позволяют надеяться, что через несколько лет многие из нас смогут стать владельцами летающих машин.

В отличие от многих современных мини-самолетов, у таких самолетов будут полноценные салоны — с обогревателями, магнитолами и т.д.

Такие «крылатые машины» смогут взлетать с любого поля, а максимальная дальность их полета составит несколько сотен километров.

Приближаясь к месту назначения, летательный аппарат приземлится, его крылья спрячутся в специальном отсеке, а последние несколько километров этот аппарат проедет по обычной дороге.

Будет ли план реализован?

Специалисты полны оптимизма. Компания Pegasus давно выпустила на рынок сверхлегкие самолеты с закрытыми салонами. Некоторые из этих машин развивают скорость до 200 километров в час и могут оставаться в полете до четырех часов.

Генеральный директор Pegasus Билл Брукс уверяет, что гибрид между автомобилем и сверхлегким самолетом будет стоить около 50 тысяч долларов — столько же сейчас стоит новый BMW самой престижной, седьмой серии.

Недостатки

Первое, что приходит в голову, — авиакатастрофы и пьянство за штурвалом.

Но нельзя забывать, что европейский климат часто не позволяет пилотам сверхлегких летательных аппаратов взлетать, а обучение управлению таким самолетом может занять больше года.

Реактивный рюкзак

Идея

Это устройство использовал Джеймс Бонд, чтобы выбраться из французского замка, где легендарный исследователь из фильма «Огненный шар» убивает Жака Буатье.

3 стр., 1038 слов

Пассажирский самолёт

... SAAB. 3.4. Местные Наиболее мелкий класс пассажирских самолётов составляют самолёты, предназначенные для перевозки малого количества пассажиров (от 20) на расстояния до 1000 километров. Они чаще всего оснащены турбовинтовыми ...

В 1984 году каскадер с похожим рюкзаком на спине несколько раз пролетал над стадионом Лос-Анджелеса, где проходила церемония открытия Олимпийских игр 1984 года.

Встроенный в это устройство ракетный двигатель может работать очень недолго, и в лучшем случае с его помощью можно будет добраться до ближайшего магазина и вернуться в него.

Спасатели смогут использовать реактивный ранец для удаления кошек с деревьев и очистители окон для работы под крышами небоскребов.

Будет ли план реализован?

Вряд ли, хотя прототипы были испытаны еще несколько десятилетий назад. Такие устройства очень дороги, а их надежность остается крайне низкой.

Недостатки

«У вас за спиной, по сути дела, находится мощный ракетный двигатель. Во-первых, им еще нужно уметь управлять, а во-вторых, кто хочет снять штаны? «- спрашивает Остин Уильямс, сотрудник Британского института транспорта.

Автоматические такси

Идея

Капсулы с компьютерным управлением будут путешествовать по заранее определенным маршрутам, но смогут останавливаться в любом месте, где вы пожелаете, в любое время суток и при любых погодных условиях.

Стоимость проезда в таком такси будет такой же, как цена билета на автобус, скорость движения будет достигать 50 километров в час.

Поклонники этого вида транспорта утверждают, что аварийные ситуации практически исключены: во-первых, все будет контролироваться компьютером, а во-вторых, магистраль будет защищена заборами и насыпями.

Эти капсулы будут потреблять на 75% меньше энергии на пассажиро-километр, чем обычные автомобили. По сравнению с автобусами, экономия составит 50%.

Будет ли план реализован?

Вполне возможно. Автоматические такси уже проходят испытания в Кардиффе, и к 2006 году на автомагистрали этого города будет установлено более 160 компьютеризированных капсул.

«Нам звонят отовсюду, спрашивают, как построить такую же систему», — говорит глава кардиффской компании ULTra Мартин Лоусон.

Очень часто, по словам Мартина Лоусона, инженеры его компании получают письма из крупных европейских аэропортов, пассажирам которых все еще приходится проходить через огромные залы ожидания.

Недостатки

Инвесторов может напугать дороговизна самого полотна и заборов и медленная окупаемость проекта.

Полиция, с другой стороны, вспоминает рост вандализма и предполагает, что новые блестящие такси могут привлечь внимание многих городских головорезов.

Автомобили на топливных элементах

Идея

Машины будущего будут практически на 100% экологически безопасными. Жизнь и здоровье их пассажиров будут обеспечивать самые совершенные вычислительные устройства, о которых сегодняшние водители могут только мечтать.

Возможно, двигатели таких автомобилей перерабатывают обычные отходы. также возможно, что конструкторы делают ставку на водородно-кислородные топливные элементы.

Эксперты по безопасности считают, что машины будущего должны быть более округлыми и что при их производстве следует использовать материалы с программируемой деформацией.

Кроме того, такие автомобили планируется оборудовать датчиками, которые будут следить за дорогой вместо водителей, не уставая и не отвлекаясь на разговоры с попутчиками.

Будет ли план реализован?

По данным Ассоциации производителей автомобилей Великобритании, автомобили на топливных элементах вот-вот появятся на улицах европейских городов.

5 стр., 2450 слов

Бизнес-план грузоперевозок

... будут задействованы на переездах и ориентированы на услугу “грузотакси”. Бизнес-план грузоперевозки малым коммерческим транспортом учитывает так же деятельность небольшого склада. Пример с расчетами и анализ рисков Бизнес план грузоперевозки ...

«Осталось подождать всего 10-15 лет», — утверждают они.

Первый водородный автобус уже перевозит лондонцев по западу города. Результаты эксперимента, представленные властями города, пока не обнародованы.

Недостатки

В мире слишком много автомобилей, а значит, на замену всего автопарка на планете уйдут многие десятилетия.

Также неясно, пойдут ли автопроизводители на инвестиции, необходимые для создания таких автомобилей.

Поезда на магнитной подушке

Идея

Поезда на магнитной подушке будут развивать скорость до 500 километров в час — они будут всего на 30-40% медленнее наших обычных самолетов.

Такие поезда будут левитировать на несколько сантиметров над специальными путями, на которых будет создаваться мощное магнитное поле.

Это значительно снизит силу трения, а значит, сэкономит энергию и увеличит скорость движения.

Будет ли план реализован?

Поезд на магнитной подушке уже эксплуатируется в Шанхае. В Европе возможность таких систем обсуждается, прежде всего в Германии и Великобритании.

Недостатки

Главный из них — стоимость нового средства транспорта. В Китае изначально планировалось соединить Шанхай и Пекин с помощью магнитных железнодорожных путей, но от этой идеи отказались из-за огромных затрат.

Электронный самокат

Идея

Для тех, кому лень передвигаться в космосе по старинке, пешком, два года назад инженеры предложили замечательное устройство — самокат Segway, который развивает скорость до 30 километров в час и работает от обычных аккумуляторов.

Segway удерживается в вертикальном положении сложной системой гироскопа, управляемой микропроцессором.

Самокат позволяет в кратчайшие сроки добраться из дома на работу, минуя пробки и шумные пыльные трассы.

Будет ли план реализован?

Segway уже продается и в Европе, и в США. Он стоит около 5400 долларов.

Недостатки

Самокат может преодолевать сравнительно небольшие расстояния — например, на дачу уехать нельзя. Кроме того, он боится дождя, снега и уж тем более льда.

И, наконец, управлять им далеко не так просто, как утверждают представители Segway — президент Буш, например, чуть не упал на него.

Быстродвижущийся тротуар

В главном переходе станции Монпарнас парижского метро из громкоговорителей постоянно звучит фраза: «Не отрывайся от земли, не отрывайся от земли!» И не напрасно: если вы не будете подчиняться драгоценному руководству, вы можете приклеить свое лицо к земле. Выступающие обращаются к пассажирам на новом высокоскоростном тротуаре — изобретении, которое, по мнению многих, произведет революцию в системах городского транспорта.

Быстродвижущийся тротуар (БДТ) находится здесь на испытаниях до того времени, когда комиссия по безопасности на метрополитене решит, удачно ли прошли тесты, и стоит ли установить подобные дорожки и в других местах.

Прототип перемещает пассажиров вокруг станции Монпарнас со скоростью 9 километров в час, что в три раза быстрее, чем по обычным маршрутам, или примерно со средней скоростью парижского автобуса.

В толпе сразу выделяются уже привыкшие к тротуару люди, умело топчущие его и идущие по тропинке. Есть, конечно, и новички. Некоторые из них сразу падают, за что парижскому метро иногда приходилось платить компенсацию.

7 стр., 3067 слов

Транспорт, связь и средства телекоммуникации в Сибири: проблемы ...

... на реках Сибири -- от 200 до 240 дней. Речной транспорт уступает другим видам и в скорости движения. Но ... железнодорожной сети в Российской Федерации мала --5 км на 1000 км, поэтому очень высока грузонапряженность железных дорог. Железными ... недостаточных глубин. Очень нерациональна структура транспортного флота. Проблемы морского транспорта России требуют незамедлительного решения, так как оказывают ...

«Люди должны научиться им пользоваться, а на это уходит время», — сказал изобретатель тротуара Ансельм Кот. Он утверждает, что семейные эскалаторы изначально вызывали аналогичные проблемы.

Если ступить на БДТ сразу, неизбежно потеряешь равновесие. Поэтому пассажиров сначала нужно разогнать, а с другой стороны постепенно сбавлять скорость.

«Проблема в переходе: от одной фазы к другой надо проскользить. Просим пассажиров не двигаться, но они еще не привыкли, — говорит изобретатель. — Нужно стоять на тротуаре, а люди начинают идти. Техника особая, но овладеть ей можно крайне быстро».

Сходя с ленты более или менее тонкими рядами, новые пользователи BDT вздыхают с облегчением или сияют. Есть и скептики.

«Дрянь какая, — говорит 25-летняя медсестра Нурия эль-Гуи, впервые использовавшая БДТ. — Неубедительно. Я с мамой проехалась, и она сильно напугалась».

Еще один пассажир не впечатлен по другим причинам. «В первый раз еду, и что-то он не так быстр, как я думал», — сказал 28-летний Никола Деженн.

Некоторые постоянные пользователи говорят, что BDT действительно экономит много времени, но лучше не наступать на него чемоданом на колесиках или коляской. Не рекомендуется тротуар и тем, кто ходит с тросточкой.

Питер Уайт, специалист по транспортным системам из Вестминстерского университета в Лондоне, отмечает, что у BDT может быть большое будущее, если он не окажется слишком дорогим. К тому же, ему требуется ровная поверхность. Об этом сообщает Би-би-си.

Автомобиль Tango

Судя по тому, насколько часто стали появляться репортажи о сенсационных изобретениях в области индивидуального городского транспорта, проблема (по крайней мере, в США) явно назрела и требует своего решения.

О таком чуде конструкторской мысли, как Segway Human Transporter не знают уже разве что слепоглухонемые и жители отрезанных от цивилизации оленьих стойбищ Крайнего Севера. Теперь пришёл черёд Tango быть прославленным и поруганным одновременно.

Начнём, как и полагается, с сути проблемы. Проблема с типичным американским мегаполисом в том, что он перегружен множеством транспортных средств.

В пробках рождаются и умирают люди. Официантки дешевых ресторанов и президенты транснациональных корпораций бездельничают в пробках. Пробки отнимают миллиарды долларов от ВВП США в виде вынужденных задержек и простоев грузов и парка служебных автомобилей. В общем, если Америка обречена на смерть, причиной ее гибели будет не пресловутый Усама бен Ладен или даже гигантский метеорит, а пробки на дорогах.

Решить эту проблему можно несколькими способами. С одной стороны, можно ввести драконовские акцизы на бензин для частников и вместо этого предложить лучший в мире общественный транспорт, что, конечно, не решит транспортную проблему, но приведет к падению правительства.

С другой стороны, можно заполнить весь город автостоянками и многоэтажными магистралями, но тогда придется выносить жилые дома, деловые районы, государственные учреждения и столовые за черту города. Тоже не подходит.

Но есть и третий способ: уменьшить площадь, занимаемую одним транспортным средством. Действительно, современный полноразмерный автомобиль редко используется в полную конструкцию.

10 стр., 4965 слов

Альтернативные виды топлива. Перспективы развития

... жилищное строительство или на покупку европейских автомобилей. Одним из путей экологизации автомобильного транспорта является перевод его на альтернативные виды топлива. Под собирательным термином «альтернативные топлива» понимаются, в ... для некоторых слу­чаев, но необходим, поскольку дает наиболее объек­тивную картину. Оказывается, что водород по это­му показателю — не самое лучшее топливо, ...

Водитель, как правило, сидит за рулем в полной изоляции, и за те десять-пятнадцать километров, которые ему нужно преодолеть, чтобы добраться из дома на работу, он даже не успевает по-настоящему разогнаться, потому что пора тормозить. Спрашивается: кому нужны такие монстры?

Именно над этим способом решения проблемы западные дизайнеры давно и плодотворно работают. Однако, по всей видимости, только создатели Tango, работающие в компании Commuter Cars (то есть, «машины для поездок из дому на работу») предлагают по-настоящему радикальный способ.

По их версии, вагон не следует переделывать в аналог грузового лифта — нужно просто избавиться от пары лишних сидений и — все в сумке.

Дабы Tango не утратила лёгкий налёт «семейного автомобиля», избавиться решили только от боковых сидений: иначе, сделав машину по классической двухместной формуле, компания сразу потеряла бы симпатии молодых мамаш, рассчитывающих возить своих малолетних чад в детские садики.

В итоге получился автомобильчик, шириной чуть меньше метра (всего 39 дюймов) и длиной чуть больше двух с половиной метров. Проще говоря, переход на такие автомобили автоматически увеличивает пропускную способность проезжей части в четыре раза и как минимум втрое вместимость существующих парковок.

Впрочем, столь мелкие размеры не помешали авторам позиционировать машинку в качестве конкурента дорогих спорткаров: если верить спецификациям, размещённым на сайте компании, машина делает сотню в час за… четыре секунды, то есть, быстрее, чем BMW M3 и даже Lamborghini Diablo!

Максимальная заявленная скорость составляет около 216 километров в час. Не совсем понятно, правда, откуда взялась такая прыть, ведь машина оборудована всего парой электромоторов (по одному на каждое заднее колесо), работающих от обычных аккумуляторных батарей на триста вольт. Судя по всему, стоит дождаться поступления машины в продажу или хотя бы ее тестирования в серьезных автомобильных изданиях.

Что касается пробега, то здесь всё в порядке. Авторы уверяют, что заряда аккумуляторов хватит на восемьдесят миль. Если заряда по-прежнему недостаточно, источника постоянного тока на 400 А будет достаточно, чтобы зарядить аккумулятор до 80% за 10 минут и проехать еще пятьдесят километров.

В штатном режиме водителю рекомендуется на ночь включать машину в обычную розетку, а утром садиться в машину, полностью готовую к работе. Стандартное время зарядки должно составить всего около трёх часов.

Топливная проблема и варианты ее решения

Автомобили на сегодняшний день являются основным источником загрязнения воздуха. Их выбросы составляют 70-80% от общего количества загрязняющих веществ, попадающих в атмосферу благодаря человеку. Две проблемы вырисовываются, как черные тучи на автомобильном горизонте: первая — это необходимость сократить выбросы парниковых газов, потому что 80% — это огромное число. Вторая в принципе может облегчить решение первой, т.к. запасы добываемой нефти подходят к концу и надо будет искать что-то другое.

Прогнозы по поводу времени, когда иссякнет нефть в скважинах, сильно различаются. Самые пессимистичные заглядывания в будущее приближают к нам этот “чёрный день” через 10 лет, оговариваясь при этом, что где-то останется “плохая нефть”. Другие отдаляют от нас это время на 60-80 лет. Так или иначе, ни один прогноз не переходит за столетний рубеж. И хочется спросить, а что же дальше? А дальше перейдём на газ, запасов которого хватит на 150-200 лет. А после газа, очевидно, будут уголь, запасы которого некоторые специалисты оценивают в 600-800 и даже в 1000 лет. В принципе достаточно много альтернативных источников энергии, а со временем прогресс и человеческая фантазия найдёт новые и сделает доступными источники энергии, кажущиеся сегодня почти фантастическими.

19 стр., 9353 слов

Организация перевозки угля посредством грузового автомобиля

... химических элементов. В органическом веществе содержится 75-92% углерода, 2,5-5,7% водорода, 1,5-15% кислорода. Удельный вес каменного угля 1,2 - 1,5 г/см 3 , теплота сгорания ... таре: бестарный - 16 По партионности: массовый Транспортное средство большой грузоподъёмности Уголь, как груз навалочный, целесообразно перевозить, используя автомобили-самосвалы, обладающие механизированной разгрузкой, ...

Очевидно, что ресурсы неравномерно распределены между странами. Кому-то придётся столкнуться с топливным кризисом гораздо раньше общемировых прогнозов. Наверно, именно в таких условиях на первые позиции в энергетике и топливной промышленности станет переработка угля с получением топлива.

Ситуация, кстати, не нова для истории, когда в годы Второй мировой войны Германия испытывала дефицит горючего по причине нехватки нефти, и более 30% колёсного парка Вермахта ездило на топливе, получаемом из угля. Способ термической переработки угля с получением синтез газа был известен уже тогда.

Суть его заключалась в том, что измельчённый до порошкообразного состояния уголь вместе с водой подаётся в высокотемпературную зону, в которой поддерживается температура выше 2000 0 С. При этом образуются углеводороды, углекислый газ, водород. Процесс может вестись в зоне электрической дуги и в плазме. Синтез газ, получаемый в результате такой переработки, после отделения от него углекислого газа может использоваться как топливо. Ранее в качестве окислителя в данной технологии использовался кислород, что приводило к большому содержанию в продуктах термообработки углекислого газа. В настоящее время процесс переработки угля во многом усовершенствован, и получаемый синтез-газ практически не содержит балластного диоксида углерода, а температуру процесса, благодаря техническим новшествам, удалось снизить до 400-10000 С.

И опять же не все страны располагают запасами угля, поэтому для них будут перспективны разработки с другим углеродсодержащим сырьём. Некоторые территории обладают гигантскими запасами нефтяных битумов. Запасы их велики, но пока существует нефть, битумы практически никто не трогает. При окончании нефтяных запасов за счёт битумов, как полагают учёные, можно удовлетворить практически любые потребности человечества в топливе, но, бесспорно, стоимость топлива, получаемого из битумов, будет больше чем из нефти. Экспериментальное предприятие по переработке битумов в топливо уже существует в Канаде.

Ну и что же делать тем, у кого нет ни угля, ни нефти, ни газа. Остаётся ещё древесина. Метод получения горючего из древесины также сам по себе не нов. Всем известно, что при переработке древесины можно получать метанол и этанол. Оба спирта можно подмешивать к топливу, не меняя ничего в двигателе: этанол до 22% от массы топлива, метанол — до 50-60%. В Финляндии введена в эксплуатацию установка по быстрому пиролизу древесины, дающая топливо. В условиях той же Беларуси, не имеющей легко доступных запасов сланцев, битумов, углей переработка древесины выглядит наиболее благоприятным способом получения топлив.

3 стр., 1482 слов

Технология переработки газа и газоконденсата

... процесс переработки природного газа и газоконденсата. 2. Отразить сущность технологий переработки природного газа и газоконденсата. В структуру реферата входят ... быть переработаны как для производства моторных топлив, так и для получения из них сырья для нефтехимического синтеза. ... месторождений содержание конденсата минимально; при подготовке к транспорту таких газов не требуется их обработка с ...

Ещё одним источником сырья для получения топлива может быть растительная биомасса.

Растительное сырьё является возобновимым ресурсом и практически может использоваться бесконечно при рациональном подходе. Из одной тонны щепы, веток и т.п. можно получить до 300 кг нефтепродуктов, проводя процесс переработки под давлением порядка 28 МПа и температуре 350 0 C. Из одной тонны зелёной массы можно получить около 25 кг нефти и порядка полутора центнеров асфальтоподобного вещества.

В Беларуси и на Украине проводились эксперименты с использованием рапсового масла в качестве топлива, в том числе и с заражённых радионуклидами территорий. Кукурузу, сахарную свеклу и некоторые другие культуры можно рассматривать как источник получения топлив. Существует немало технологий по переработке отходов биомассы, отбросов сельского хозяйства направленных на получение топлив. При этом не забывают и о бытовых отходах. В Японии разработан крупномасштабный план по переработке бытовых и сельскохозяйственных отходов с получением топлив. Это поможет снизить зависимость страны от поставок топливного сырья и оказать положительное влияние на окружающую среду. При переработке 1 млн.т. отходов рассчитывают получить около 100 тыс.т. топлива.

В настоящее время мир с надеждой смотрит на водородную энергетику. Водород при сгорании выделяет более чем в два раза больше тепла, чем природный газ, и при сжигании водорода в атмосферу выделяется вода, т.е. процесс горения водорода не привносит загрязнений в атмосферу. Прельщает то, что на Земле существует гигантский, практически неисчерпаемый источник водорода — вода.

Ведётся обширный поиск катализатора, способствующего разложению воды на кислород и водород с небольшими энергетическими затратами. Японские специалисты заявили, что обнаружен и исследуется катализатор на основе оксидов редких металлов, разлагающий под действием солнечного света воду на кислород и водород, но очевидно, процесс далёк от совершенства.

Возможно, что водород можно получить, используя специально выращенные микроорганизмы, что делает перспективным разработки генной инженерии в этом направлении. Финские специалисты разрабатывают технологию получения водорода из растительных масел. Идея заключается в применении катализатора, который использует кислород воздуха для естественного подогрева, при котором масло, трансформируемое паром, отдаёт водород. При переработке одной тонны биомассы можно получить около 160 кг водорода. При этом для получения одной молекулы водорода расходуется 103 кДж тепла, а при сжигании той же молекулы выделяется 285 кДж тепла, таким образом положительный энергетический эффект очевиден. Срок окупаемости такой установки предположительно 3-5 лет.

Западные специалисты оценили мировые энергетические ресурсы и составили предположительную схему развития событий и перемен, которые будут наблюдаться в автомобиле в связи с изменением используемого топлива. По исследованию французского журнала “Наука и будущее” следующее пятилетие будет ознаменовано развитием дизельного двигателя с системой обезвреживания газовых выбросов. Система будет включать в себя фильтр для частиц, камеру дожигания для несгоревших углеводородов топлива, ловушку для оксидов азота и каталитическое устройство для обезвреживания оксида углерода. Параллельно со сверхэкологичным двигателем будет развиваться создание дизельных двигателей, работающих на биотопливе.

9 стр., 4083 слов

Норма расхода топлива и смазочных материалов

... общего расхода топлива, рассчитанного по нормам для данного автомобиля. Нормы расхода масел установлены в литрах на 100 литров расхода топлива, нормы расхода смазок — в килограммах на 100 литров расхода топлива. Нормы расхода масел ... снг (из расчета 1 л бензина соответствует 1 32 л снг) автомобили работающие на сжа­том природном газе (спг) нормальные метры кубические спг (из расчета ...

В качестве топлив предполагается использовать этанол, метиловые эфиры растительных масел и метанол. Предполагают, что количество машин в Европе, работающих на биотопливе, к 2010 году вырастет почти до 6%. Ну а пока что лидирующие позиции по количеству машин, работающих на биотопливе, занимает Бразилия.

После 2010 года начнётся активное развитие электромобилей преимущественно с использованием литиевых батарей и автомобилей работающих на природном и биогазе. Что касается электромобилей, то пока их использование упирается в экономику. Уж очень они дороги и тяжелы. Автомобили, работающие на газе, в принципе уже реальность. И на этом поле деятельности лидируют Аргентина с 370000 машин, работающих на природном газе, и Италия. Ну и только к 2040 годам по предположению исследователей человечество придёт к водородным двигателям, практически не выбрасывающим в атмосферу никаких загрязняющих веществ. Но, не трудно заметить, что в последнее десятилетие наука опережает даже самые смелые предсказания. Возможно, что все новинки, выставляемые пока что на выставках в единичных экземплярах, войдут в нашу жизнь гораздо раньше.