Курс лекций Тюмень 2003 удк

Парусные суда. Необходимость уменьшения расхода природных ресурсов, в частности топлива, вновь вызвала к жизни использование на транспорте энергии ветра. В 1980 г. в Японии создан танкер "Шин Айтоку Мару" каботажного плавания дедвейтом 1800 т, развивающий скорость 12 узлов, с двумя парусами площадью по 100 м² (высота - 12,5 м, ширина - 8 м), которые позволяют экономить до 38% топлива. При этом мощность двигателя составляет 1180 кВт вместо 1840 кВт на судне без паруса Японское судно-сухогруз дедвейтом 26 тыс. т с компьютерным управлением сокращает расход топлива при площади паруса 320 м². В нашей стране построены учебные суда-парусники, на которых паруса применяют совместно с двигателем, который работает при безветрии.
Транспорт, основанный на новых принципах движения. На внутреннем водном транспорте наряду с водоизмещающими используются суда на воздушной подушке и на подводных крыльях. Идея таких судов связана с тем, что сопротивление движению у водоизмещающих судов растет пропорционально кубу скорости, так как суда находятся в среде "воздух-вода" (плотность воды в 800 раз выше плотности воздуха).
Отрыв корпуса судна от поверхности воды позволяет снизить сопротивление движению и добиться увеличения скорости без больших затрат энергии.
В России эксплуатируется большое количество речных пассажирских судов на подводных крыльях типа, “Метеор”. Скорость таких судов 60-100 км/ч.
Принцип реактивной воздушной струи (воздушной подушки) был сформирован К. Э. Циолковским. В 1912 г. во Франции был предложен принцип магнитного подвешивания (магнитоплан). Оба указанных принципа начали реализовывать на многих видах транспорта с 1960-х годов (испытания поездов на магнитной подвеске в России начались в 1978 г.). Основным преимуществом таких транспортных систем является отсутствие трения между подвижным составом и путевым полотном, что позволяет резко повысить скорость, уменьшить необходимую тягу, а главное - эти системы экологически более чистые. Поэтому их разработки включены в государственную программу “Высокоскоростной” экологически чистый транспорт для города, пригорода и междугородного сообщения”.
У магнитной подвески дополнительные преимущества: меньший удельный расход энергии (до 15 кВт/т против 30-50 кВт/т у воздушной подушки); низкий уровень шума ; отсутствие пылеобразования и вибрации. В настоящее время высока стоимость изготовления постоянных магнитов (используются в основном хрупкие ферриты с защитным слоем; сила магнитного поля регулируется АСУ), что делает такую систему на 40% дороже системы "колесо-рельс".
Недостатками воздушной подушки считают значительный шум (до 130 дБа); необходимость ровного полотна (особенно для автомобильного транспорта); дополнительные затраты мощности на создание воздушной подушки.
Транспорт на воздушной подушке позволяет получать скорости 100—200 км/ч, а с турбореактивным двигателем — до 360 км/ч (максимальная скорость эксперимента — 422 км/ч). При использовании магнитной подвески добиваются скорости до 480 км/ч (опыт Японии) и большой плавности хода. Провозная способность поездов на воздушной подушке составляет 3— 20 тыс. чел. в каждом направлении; при магнитной подвеске — до 30 тыс. чел./ч при скорости в городе 100—120 км/ч и 10 тыс. чел./ч при скорости в пригороде 150—180 км/ч. Для города и пригорода более перспективна магнитная подвеска.
В наземных видах транспорта используется также вакуумное подвешивание к балке при перевозке пассажиров в городах. В городах применяют пассажирский транспорт с магнитной разгрузкой (переходная система от рельсового транспорта к системе магнитного подвешивания). Известны также системы типа Трансрапид, Трансурбан и др. (Германия, Франция) с провозной способностью до 12 тыс. чел./ч и максимальной скоростью 250 км/ч.
На водном транспорте России широко используются суда на воздушной подушке на реках небольшой глубины (в частности, скеговые суда — с неполным отрывом от поверхности), а также суда амфибийного типа, которые могут перемещаться по земле и болотистой местности. В Архангельске эксплуатируются подвижные причалы на воздушной подушке грузоподъемностью 40 т. Суда на воздушной подушке Сормовского судостроительного завода охотно закупаются зарубежными фирмами. Сконструированное в России надводное транспортное средство на воздушной подушке — экраноплан ("летающее крыло") развивает скорость до 170 км/ч.
Автомобили на воздушной подушке имеют ограниченное применение. Тем не менее, автомобилем 2000 г. считается автомобиль на воздушной подушке с двумя реактивными двигателями (летательный аппарат).