Транспортное средство

Транспортное средство — техническое устройство для перевозки людей и/или грузов^[1].

В отличие от грузоподъёмных и подъёмно-транспортных устройств, транспортные средства используют, как правило, для перевозки на относительно дальние расстояния. Транспортные средства классифицируются по типу движителя (двигатель, парус, животные) или способу движения по поверхности: колёсный^[2], гусеничный, рельсовый или лыжный.

• Старейшие лодки, найденные в ходе археологических раскопок, были построены 7000—9000 лет назад^[3][4][5][6].
• Старейшее морское судно, построенное 7000 лет назад, было найдено в Кувейте^[7].
• Лодки использовались в 4000—3000 гг. до н. э. в Шумере^[8], Древнем Египте^[9] и Индийском Океане^[8].
• Первые повозки, приводимые в движение тягловой силой животного (осла), появились около 3000—4000 лет до н. э.^[10]
• Самые первые транспортные средства, которые передвигались по направляющим элементам, использовались на древнегреческомдиолке (предшественник железной дороги). Он имел протяжённость от 6 до 8,5 км и проходил через Коринфский перешеек^{[11][12][13][14][15]}. Повозки, которые тащили люди и животные, двигались в пазах, сделанных в известняке, которые создавали подобие рельсового пути и не давали повозкам отклоняться от необходимой траектории движения^[15].
• В 200 г. до н. э. Ма Цзюн построил колесницу, указывающую на юг, которая являлась первым транспортным средством, имевшим систему навигации^[16].
• В Повести временных лет описывается, как русский князьВещий Олег изобретает первое самодвижущееся колёсное транспортное средство, движущиеся по земле и приводимое в движение силой ветра, что было невиданным чудом в те времена: В год 6415 (907) Пошёл Олег на греков, оставив Игоря в Киеве; И повелел Олег своим воинам сделать колёса и поставить на колёса корабли. И когда подул попутный ветер, подняли они в поле паруса и пошли к городу. Греки же, увидев это, испугались и сказали, послав к Олегу: «Не губи города, дадим тебе дань, какую захочешь»^[17].
• Железные дороги стали появляться в Европе после Тёмных веков. Самым первым упоминанием о железной дороге является витраж в окне Фрайбургского мюнстера, датируемый примерно 1350 г.^[18]
• В 1515 годукардинал Маттеус Ланг составил описание Райзцуга — тайного фуникулёра, использующегося в замке Хоэнзальцбург в Австрии. Вагоныфуникулёра передвигались по деревянным рельсам, которые при помощи конопляных верёвок и топчака тянули люди и животные^[19][20].
• В 1769 годуНиколя-Жозеф Куньо построил паровой автомобиль для Французской армии. Считается, что Куньо был первым, кто использовал механический двигатель для приведения в движение самоходного транспортного средства (артиллерийского тягача). Однако в настоящее время существует теория, что Фернан Вербьес, член Иезуитской миссии в Китае, построил автомобиль раньше Куньо — в 1762 году.
• В 80-е гг. XVIII в. Иван Кулибин создал трёхколёсный механический экипаж с педальным приводом. В нём впервые были использованы узлы, используемые и по сегодняшний день: маховик, механический тормоз, коробка передач и подшипники. К сожалению, дальнейшее развитие этот экипаж не получил^[21].
• В 1783 году братья Монгольфье запустили первый аэростат.
• В 1801 годуРичард Тревитик построил первый паровоз и кольцевую железную дорогу, для демонстрации его работы. Однако паровоз не мог поддерживать необходимое давлениепара в течение длительного времени, и поэтому имел мало практической пользы.
• В 1801 году немецкий барон Карл Дрез создал первый самокат, который он прозвал «машиной для ходьбы». Это транспортное средство считается прародителем велосипедов и мотоциклов^[22].
• В 1885 годуКарл-Вильгельм Отто Лилиенталь начал проводить аэродинамические эксперименты с первыми летательными аппаратами — самодельными планёрами.
• В 1903 годуБратья Райт запустили первый оснащённый двигателем управляемый самолёт.
• В 1907 году состоялся первый управляемый полёт вертолёта с пилотом Полем Корню^[23].
• В 1928 году был запущен первый автомобиль с реактивным двигателем Opel-RAK. 1
• В 1929 году был запущен первый планёр с реактивным двигателем Opel RAK.1
• В 1961 годукосмический корабльВосток-1 осуществил доставку первого человека (Юрия Гагарина) в космос.
• В 1969 годуПрограмма Аполлон произвела посадку первого управляемого космического корабля на Луне.
• В 2010 году количество эксплуатируемых транспортных средств во всем мире превышает 1 млрд. Примерно по 1 на каждых 7 человек^[24].

Для приведения транспортного средства в движение необходим источник энергии. Необходимая энергия может быть получена из разных источников, например: сила ветра для парусников, электрическая энергия для электромобилей или трамваев. Энергия может также храниться в различных формах, откуда она может быть получена при необходимости, в этом случае важными критериями являются объём, заряд и мощность используемого средства хранения энергии.

Наиболее распространённым источником энергии является топливо. Двигатели внешнего сгорания могут использовать в качестве топлива практически все горючие вещества, в то время как двигатели внутреннего сгорания, топливные элементы и реактивные двигатели конструируются под конкретный тип топлива: бензин, керосин, дизельное топливо или этанол.

Электрическая энергия может получаться из контактной сети для непосредственного использования или, накапливаемая в аккумуляторах, из обычной сети электроснабжения. Контактная сеть являются средством передачи электрической энергии для поездов метро, электропоездов на железной дороге, трамваев и троллейбусов. Для использования электроэнергии при отсутствии контактной сети применяют аккумуляторы, накапливающие энергию химическим способом. Могут применяться как в автономных транспортных средствах (электромобиль, электросамокат), так и в работающих от контактных сетей для продления маршрутов.

Солнечная энергия начинает применяться и в транспортных средствах. Первые транспортные средства на фотоэлементах были построены и успешно испытаны, в том числе NASA Pathfinder — питающийся от солнечных батарей самолёт.

Атомная энергия является особой формой хранения энергии, и в настоящее время используется только в больших судах и подводных лодках, в основном военных. Ядерная энергия может быть высвобождена при помощи ядерного реактора, ядерной батареи, либо многократной детонацииядерных бомб. Сферу применения ядерной энергии на транспортных средствах в течение длительного времени пытаются расширить, например, проводились эксперименты с атомными самолётамиТу-119 и Convair X-6.

Необходимая для приведения транспортного средства в движение энергия берётся из источника энергии и потребляется одним или несколькими моторами (двигателями)^[25].

Большинство транспортных средств оснащены двигателями внутреннего сгорания, поскольку они достаточно дёшевы, просты в обслуживании, надёжны, безопасны и имеют небольшие размеры. Так как двигатели внутреннего сгорания сжигают топливо постепенно, то они позволяют преодолевать большие расстояния, но при этом непрерывно загрязняютокружающую среду. С двигателями внутреннего сгорания связаны двигатели внешнего сгорания. Примером последних могут служить паровые двигатели. Помимо топлива, паровые двигатели также нуждаются в воде, что делает их непрактичными для ряда целей. Паровым двигателям также необходимо определённое время, чтобы набрать необходимую для начала движения температуру, в отличие от двигателей внутреннего сгорания, которых могут начать приводить транспортное средство в движение сразу после подачи топлива и его воспламенения, хотя это не рекомендуется производить в холодных условиях. Так же паровые двигатели при сжигании угля выбрасывают в атмосферу соединения серы, которые приводят к вредным кислотным дождям^[26].

Обычные двигатели внутреннего сгорания имеют прерывистый принцип работы, поэтому в авиации они были заменены реактивными двигателями и газовыми турбинами, которые также относятся к разряду двигателей внутреннего сгорания, но имеют непрерывный принцип работы. Реактивные двигатели легче и, в частности, при использовании на самолётах, эффективнее. С другой стороны, они стоят дороже и требуют более тщательного ухода. Они также получают повреждения от попадания посторонних предметов внутрь и выбрасывают выхлопы с очень большой температурой. Железнодорожные локомотивы, использующие в качестве двигателятурбины, называют газотурбовозами. Примерами наземных транспортных средств, использующих газотурбинные двигатели, могут служить танкиАбрамс и Т-80, мотоциклMTT Turbine Superbike и лайнерCelebrity Millenium. Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель во многом похож на газотурбинный двигатель, но он почти не имеет движущихся частей. По этой причине он был очень привлекательным для дизайнеров автомобилей в прошлом, однако издаваемый им шум, тепло, и неэффективность привели к отказу от его использования. Историческим примером применения пульсирующего двигателя были крылатые ракетыФау-1. Детонационные пульсирующие воздушно-реактивные двигатели до сих пор иногда используется в любительских экспериментах. С появлением современных технологий детонационные импульсные двигатели были применены на практике, примером можно считать успешное испытание самолётаRutan VariEze. Несмотря на то, что двигатель с импульсной детонаций является гораздо эффективнее реактивных и газотурбинных двигателей, он всё ещё имеет недостатки из-за экстремальных уровней шума и вибрации. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели тоже имеют мало подвижных частей, но они хорошо функционируют только при высоких скоростях, поэтому их использование ограничено несущими винтамивертолётов и сверхзвуковыми самолётами, такими как Lockheed SR-71^[27][28].

Ракетные двигатели используются в основном на ракета-носителях, ракетных санях и экспериментальных самолётах. Ракетные двигатели являются самыми мощными. Самое тяжёлое транспортное средство, из поднимавшихся когда-либо с поверхности Земли: ракетаСатурн-5 была оснащена пятью ракетными двигателями F-1 общей мощностью в 180 000 000 лошадиных сил (134 МВт)^[29]. Ракетные двигатели имеют достаточно простую конструкцию и используют для работы только топливо и катализатор, например перекись водорода^[30]. Это делает их привлекательными для использования в необычных транспортных средствах, таких как реактивные ранцы. Несмотря на свою простоту, ракетные двигатели зачастую опасны и подвержены взрывам. Используемые в настоящее время разновидности ракетного топлива огнеопасны, ядовиты, едки и криогенны. Данный вид двигателей страдает от низкой эффективности. Перечисленные недостатки ракетных двигателей привели к тому, что их используют только в случае крайней необходимости.

Электродвигатели используются в электромобилях, электрических велосипедах , электрических скутерах, маломерных судах, метро, поездах, троллейбусах, трамваях и экспериментальных самолётах. Электродвигатели очень эффективны, их КПД может составлять более 90 %^[31]. Производимые в настоящее время электродвигатели достаточно мощные, надёжные и имеют низкие эксплуатационные расходы, так же могут иметь различные размеры. Электродвигатели способны работать в большом диапазоне скоростей и моментов без наличия коробки передач (хотя для осуществления этого требуется больше, чем один двигатель). Использование электродвигателей для приведения транспортных средств в движение ограничивается главным образом трудностью получения постоянного источника электроэнергии необходимой величины.

Пневматические двигатели используются на транспортных средствах экспериментально (например, в воздухомобилях). Они простые, эффективные, безопасные, дешёвые, надёжные и работают в различных условиях. Одна из трудностей, возникающая при работе пневматических двигателей, — это охлаждающий эффект расширения газа, что приводит к замерзанию двигателя, а использовать подогрев проблематично^[32]. Охлаждающий эффект, однако, возможно использовать как систему кондиционирования. Эффективность пневматического двигателя падает при уменьшении давления газа.

Ионные двигатели используются на некоторых спутниках и космических аппаратах. Они эффективны только в вакууме, что ограничивает их использование только космическим пространством. Ионные двигатели работают от электроэнергии, но они также нуждаются в топливе, таком как цезий или ксенон^[33]. Ионные двигатели позволяют разогнать космический аппарат до очень высоких скоростей, используя относительно мало топлива. Большинство ионных двигателей, эксплуатируемых сегодня, имеют небольшое ускорение^[34].

Механическая энергия, которую производят двигатели для приведения транспортного средства в движение, должна быть преобразована в механическую работу, что производится посредством колёс, винтов, сопел и аналогичных средств.

Помимо преобразования механической энергии в движение, колёса позволяют транспортному средству катиться по поверхности, за исключением транспортных средств, которые передвигаются, удерживаясь за рельсы^[35]. Колесо — это очень древнее изобретение, обнаруженные его образцы созданы более чем 5000 лет назад^[36]. Колёса используются во множестве транспортных средств: автомобилях, бронетранспортёрах, вездеходах, самолётах, поездах, скейтбордах, тачках и др.

Сопла используются в сочетании с практически всеми используемыми реактивными двигателями^[37]. Примерами транспортных средств, имеющих сопла, являются реактивные самолёты, ракеты и гидроциклы. Большинство сопел имеют форму конуса или колокола^[37], некоторые необычные проекты имеют вид клина. Существуют нематериальные конструкции сопел, к ним можно отнести сопло, представляющее собой электромагнитное полеионного двигателя^[38].

Транспортное средство в Федеральном законе от 10.12.1995 № 196-ФЗ «О безопасности дорожного движения» определяется как устройство, предназначенное для перевозки по дорогам людей, грузов или оборудования, установленного на нём. Под транспортными средствами в главе 12 КоАП РФ понимаются:

• автомототранспортные средства с объёмом двигателя более 50 см³ и скоростью более 50 км/ч;
• автомототранспортные средства с мощностью электродвигателя более 4 киловатт и скоростью более 50 км/ч;
• прицепы;
• трактора, самоходные дорожно-строительные и другие самоходные машины;
• транспортные средства, на управление которыми предоставляется специальное право (например, мопеды).

Транспортные средства в соответствии с федеральным законом от 09.02.2007 № 16-ФЗ «О транспортной безопасности» классифицируются на:

• автомобильный транспорт;
• воздушные суда коммерческой авиации;
• воздушные суда авиации общего назначения;
• суда, используемые в целях торгового мореплавания (морские суда);
• суда, используемые на внутренних водных путях для перевозки пассажиров;
• железнодорожный подвижной состав;
• транспортные средства городского наземного электрического транспорта.

• самокат
• велосипед
• средства индивидуальной мобильности
• мопед
• мотоцикл
• мотороллер
• автомобиль
• вездеход
• поезд
• троллейбус
• трамвай
• автобус

• Судно
  • Лодка
  • Катер
  • Корабль
  • Пароход
  • Парусник
  • Теплоход
• Плот

• вертолёт
• дирижабль
• самолёт

• Космический корабль

• Маршрутное транспортное средство
• Механическое транспортное средство
  • Автомобиль
  • Коммерческое транспортное средство
• Автострахование