Реферат + презентация по физике на тему "Транспорт будущего"

Областное государственное автономное

профессиональное образовательное учреждение

 «Ютановский агромеханический техникум им. Ковалевского Е.П.»

Реферат

«Транспорт будущего»

Выполнил:

студент  15 группы

Коржов Денис

Преподаватель

Колтунова О.А.

2016 год

Содержание

1.      Введение

2.      Основные тенденции автомобилестроения

3.      Автомобили

4.      Легкие электротранспортные средства

5.      Гелиотранспорт

6.      Самолёты в будущем.

7.      Беспилотные самолеты

8.      Заключение

9.      Литература

 Введение                             

               Во все времена и у всех народов транспорт играл важную роль. На современном

этапе значение его неизмеримо выросло. Сегодня существование любого

государства немыслимо без мощного транспорта.

               В 20в. и в особенности во второй его половине произошли гигантские

преобразования во всех частях света и областях человеческой деятельности.

Рост населения, увеличение потребления материальных ресурсов, урбанизация,

научно-техническая революция, а также естественно-географические,

экономические, политические, социальные и другие фундаментальные факторы

привели к тому, что транспорт мира получил невиданное развитие как в

масштабном (количественном), так и в качественном отношениях. Наряду с ростом

протяженности сети путей сообщения традиционные виды транспорта подверглись

коренной реконструкции: значительно увеличился парк подвижного состава, во

много раз поднялась его провозная способность, повысилась скорость движения.

В то же время на первый план вышли транспортные проблемы. Эти проблемы по

преимуществу относятся к городам и обусловлены чрезмерным развитие

автомобилестроения. Гипертрофированный автомобильный парк крупных городов

вызывает постоянные пробки на улицах и лишает себя преимуществ быстрого и маневренного транспорта. Он же серьезно ухудшает экологическую обстановку.

               Транспорт как особо динамичная система всегда был одним из первых

потребителей достижений и открытий самых различных наук, включая

физику. Более того, во многих случаях он выступал прямым заказчиком

перед большой наукой и стимулировал ее собственное развитие. Трудно назвать

область исследований, не имевшую отношения к транспорту. Особенное значение

для его прогресса имели фундаментальные исследования в области таких наук,

как математика, физика, механика, термодинамика, гидродинамика, оптика,

химия, геология, астрономия, гидрология, биология и другие. В неменьшей

степени транспорт нуждался и нуждается в результатах прикладных исследований,

проводимых в области металлургии, машиностроения, электромеханики,

строительной механики, телемеханики, автоматики, а в последнее время

электроники и космонавтики. В свою очередь некоторые открытия и достижения,

полученные в рамках собственно транспортных наук, обогащают другие науки и

широко используются во многих нетранспортных сферах народного хозяйства.

               Дальнейший прогресс транспорта требует использования последних, постоянно

обновляемых результатов науки и передовой техники и технологии. Необходимость

освоения возрастающих грузовых и пассажирских потоков, усложнение условий для

сооружения транспортных линий в необжитых, трудных по топографии районах и

крупных городах. Стремления повысить скорость сообщений и частоту отправления

транспортных единиц, необходимость улучшения комфорта и снижения

себестоимости перевозок – все это требует совершенствования не только

существующих транспортных средств, но и поиска новых, которые могли бы более

полно удовлетворить поставленным требованиям, чем традиционные виды

транспорта. К настоящему моменту разработано и реализовано в виде постоянных

или опытно-эксплуатационных установок несколько новых видов транспортных

средств и значительно больше существует в виде проектов, патентов или просто

идей.

               Следует иметь в виду, что большинство так называемых новых видов транспорта в принципе предложены много лет назад, но они не получили применения и ныне

повторно предлагаются или возрождаются на современной технической основе.

Основные тенденции автомобилестроения

Погоня за экономичностью – современные двигатели значительно меньше потребляют топлива, чем двигатели былых лет. Значит в будущем затраты на топливо для автомобиля сократятся или будет разработан новый источник топлива. Он будет естественного происхождения, как например биодизельное топливо.

"Ноль вредных выбросов, ноль смертельных аварий" - под таким девизом должен стать автомобиль будущего. На пути к этому стоит человек за рулем, и задача инженеров - передать управление электроники. Только так можно добиться поставленных задач.

Двигатель в будущем станет экономичен и достаточно мощным. Не будет такого понятия как двигатель внутреннего сгорания, работающем на нефтяном топливе. Немецкие производители подписали соглашение к 2050 году полностью исключить производство традиционных моторов. Японские компании в свою очередь не так оптимистичны, и говорят что не ранее 2060 года избавят машины от нефтяной зависимости.
Экологичность – автомобиль не должен загрязнять окружающую среду. Это одно из главных правил автомобиля будущего и тенденция эта прослеживается из года в год.

Возможны два варианта:

·         Электрический двигатель – будет питаться от обычной электрической розетки или через специальные зарядные станции.

·         Водородный двигатель – в будущем производство водорода станет дешевым, а значит выгодным большинству автомобилистов.

Безопасность – современный автомобиль должен быть безопасен, чтобы защитить водителя и пассажира в случаи аварии. В самом лучшем случае, в будущем на дорогах не должно быть аварий, что вполне достижимо, если говорить что управление автомобилем будет с помощью автоматических систем без участия водителя.

Интерьера у машины будущего нет в привычном понимании. В автономном режиме органы управления могут прятаться в недрах передней панели, и тогда салон автомобиля превращается в каюту с одним большим диваном и голографическим проектором по центру. У водителя появится большое количество электронных помощников. В автомобиле не останется механических частей – всё заменит электроника. Она будет следить за автомобилем, и следить за дорожной ситуацией. У электроники будет больше прав в управлении, чем у водителя. Тогда человеку останется задать маршрут, а машина сама довезет до места назначения.

Уменьшение размера автомобиля и хорошая обтекаемость - машин становится всё больше, а дорожное пространство не увеличивается. Уже сейчас популярны автомобили малых размеров. Кстати, существует противоположная тенденция, а именно увеличение размеров автомобиля. Связано с увеличением безопасности и улучшением комфорта обитателей автомобиля.

Городской автомобиль будет предназначен для поездок по городу, иметь компактные формы. Главное достоинство - малые габариты, чтобы занимал меньше места на дороге и возможность управления без помощи водителя. В будущем увидим автоматическую систему управления. Водителю останется указать конечную точку поездки и автомобиль сам отвезет в нужное место и сам припаркуется.

Дизайн претерпит ряд существенных изменений. Будет актуален “подвижный дизайн”, когда вид машины будет преобразоваться в зависимости от конкретной ситуации. В будущем автомобиль разделятся на два вида: городской для ежедневных поездок и спортивный автомобиль на выходные. Спортивный автомобиль будет оригинален, больших размеров для удобства водителя и будет машиной выходного дня. Помимо системы автоматического управления они получат забытое ручное управление с помощью педалей и руля. Это будет сделано, чтобы водитель смог понастальгировать по прошлым временам и взять управление машины на себя. Это будет автомобиль, который будет доставлять удовольствие от вождения.

Автомобили.

Какими будут автомобили в будущем? Это будет экологичный, практически или полностью без вредных выбросов автомобиль. Удобное и безопасное транспортное средство, которым не надо будет управлять. Компактный для парковки и превращающийся в просторный автомобиль-трансформер. Что мы ждем от машин, которые, возможно, изменят представление, каким должен быть автомобиль XXI века.

Автомобиль, который меняет форму

Сейчас все больше людей стремятся в крупные города-мегаполисы, дороги и улицы которых в самые часы-пики превращаются в одну сплошную пробку. А что самое трудное, так это втиснуть свою машину, чтобы припарковаться. Дизайнеры из компании MIT еще давно начали работать над проблемой: как сделать автомобиль компактным для парковки, и в то же время удобным при передвижении и комфортным в салоне. Еще до того, как города охватила огромная паутина пробок, автопроизводители задумывались о создании городского мини-кара. Первый такой мини, который может ездить даже по тротуарам, не причиняя помех пешеходам, который, можно сказать, стал прародителем CityCar (Ситикар). Этот двухместный автомобиль может складываться и раскладываться в длину. Так в разложенном состоянии его длина составит 2,5 метра, а в максимально сложенном всего 1,5 метра. Припарковать такой автомобиль не составит труда, тем более, что авто может вращаться вокруг своей оси, ведь каждое колесо поворачивается на 120 градусов и имеет свой микродвигатель. Теперь чтобы припарковаться в узком месте длиной всего чуть более 1,5 метра, достаточно просто втиснуться. А что если прижаться слишком близко боковой частью авто к стене или другому автомобилю? Теперь и это возможно. Водитель может прижать свой CityCar куда угодно, а выйти через открывающееся вперед ветровое стекло.

Автомобиль, который питается воздухом

Самая большая проблема которой озадачены экологи со всего мира - это выбросы отработавших газов. Современные автомобилестроители уже внедряют в свои авто катализаторы, уменьшающие загрязнение окружающего воздуха, делают гибридные двигатели, работающие наполовину от электричества, наполовину от топлива. Многие концерны уже предлагают полностью электрифицированные автомобили, а кто-то придумал машину, которая работает на обычных мусорных отходах. Но компания MDI придумала уникальный автомобиль, двигатель которого работает на обычном воздухе.

AirPod - так назвали этот экомобиль, который способен быть полностью экологичным без единого выброса вредных отходов. Ведь эта машина питается обычным воздухом, которым мы дышим и выбрасывает его же - воздух обратно в атмосферу. Оказывается воздушный двигатель этого авто работает почти по такому же принципу, как двигатель внутреннего сгорания, только вместе горючей смеси, поршни двигает сильно сжатый воздух. Правда, у этого авто есть свои сложности. Так как воздух в баке должен быть под очень сильным давлением, это может быть опасным при повреждении, то разработчики нашли способ обезопасить его. При повреждении бак начинает расслаиваться, образуя множество трещин,  и воздух начнет покидать его. Так что, при эксплуатации такого транспортного средства выброс CO₂ будет по сути нулевым.

Автомобиль, который передвигается без водителя

Многие компании стараются облегчить труд водителя, помогая ему в управлении автомобилем, помогая парковаться, а некоторые, так уже сами паркуются, практически без его участия. Но чтобы машина сама начинала движение, выбирала маршрут, двигалась соблюдая все правила дорожного движения, полностью без участия водителя, такое решение предложила компания Google, которая разработала машину, способную двигаться и водить самостоятельно.

GoogleCar - автомобиль, созданный на базе Toyota уже прошел более 500 000 километров испытаний в штатах Невада и Калифорния (США). Ведь только там местные законы позволяют передвигаться автомобилям, которые способны осуществлять движение без участия водителя. Как же это работает? На крыше GoogleCar установлен оптический радар, который пускает 64 расходящихся сенсорных луча, они сканируют пространство вокруг авто за один поворот зеркала и передают 3-х мерную картинку в процессор. В бамперах также находятся сенсоры, которые следят за препятствиями на дороге, пешеходами и другими машинами. В верхней части ветрового стекла находится камера, которая различает сигналы светофора и читает дорожные знаки. Маршрут бортовой компьютер прокладывает по GPS и выбирает оптимальное движение. По всей информации компьютер регулирует газом, тормозом, движением рулевого колеса и другими свето-звуковыми функциями автомобиля. Так, что можно сказать, что профессию шофера в будущем, к сожалению, ждет такая же участь, что и кучеров в начале XX века.

Атомные автомобили

Учёные из научно-исследовательской компании Laser Power Systems работают над созданием нового турбогенератора, который приводится в движение так называемым «ториевым лазером». На самом деле это не лазер, а просто тепловыделяющая сборка.
Торий (Th) — радиоактивный химический элемент, первый член семейства актиноидов (атомный номер 90, температура плавления 2028° K). Присутствие радиоактивного элемента в сердце автомобиля — концепция, хорошо знакомая по научно-фантастическим произведениям 50-летней давности: они почти единодушно рисовали будущее человечества на мини-АЭС, которые станут «вечными» источниками питания самых разнообразных мобильных устройств, в том числе автомобилей. Но мы говорим не о научной фантастике, а о почти реальном коммерческом проекте. Новый турбогенератор основан на простом принципе. Торий генерирует тепло, которое приводит в движение турбинный двигатель автомобиля. Инженеры уже сделали образец такого двигателя на базе турбины Теслы. По заверениям учёных, восьми граммов тория хватит на 480 тысяч километров хода автомобиля. Таким образом, после покупки машину не нужно заправлять ни разу — одной фабричной «зарядки» хватит на весь срок службы.

Аэромобили.

Аэромобили из фантастических фильмов уже стали реальностью. Совсем недавно первый в мире серийный летающий автомобиль Террафугия  поднялся в небо. И не только поднялся, но даже полетал и благополучно приземлился.

Террафугия превращается из машины в самолет за 30 секунд. Его приводит в движение один двигатель, работающий на обычном неэтилированном бензине и разгоняющий Terrafugia до 104 км/ч на земле и до 185 км/ч – в воздухе. Двухместный аэромобиль допущен к взлету и посадке исключительно со взлетных полос, например, в аэропортах. И чтобы полетать, придется получить лицензию спортивного летчика. Кроме того, запаса топлива хватит лишь на 270 км пути.

Самые «зеленые» автомобили.

Мир обеспокоен проблемами экологии не на шутку. С каждым годом автомобили становятся все меньше и экономичнее – кажется, скоро они превратятся в крытые велосипеды. Автопроизводители отчаянно борются за статус "самого зеленого" и удивляют нас своими экологичными разработками.

К примеру, экоавтомобиль Green Apple не только не загрязняет атмосферу, но и очищает ее! Внутри его воздухозаборников расположены небольшие турбины, которые по мере езды вырабатывают электричество, но что наиболее интересно, на выходе из воздухозаборников установлены специальные фильтры, которые очищают городской воздух.

Корейский Hyundai City Car тоже отличился. Кузов этого электромобиля, спроектированного дизайнером Николасом Стоуном, состоит из фотоэлементов. Они улавливают энергию солнца и питают батареи электроэнергией. Кроме того, у Hyundai City Car есть специальный резервуар с водой, где при помощи электричества H₂O разлагается на водород и кислород. Кислород просто выходит в выхлопную трубу, а водород накапливается и при необходимости снова обращается в электричество для питания различных систем машины. Этот процесс Дэниел Носер, профессор Массачусетского технологического института, назвал искусственным фотосинтезом.

Легкие электротранспортные средства

Из всех разновидностей электромобилей наибольший интерес с практической точки

зрения представляют легкие электротранспортные средства (ЛЭТС) с

комбинированным электрическим и чаще всего мускульным приводом. Это электророллеры, электроскутеры, электромопеды, одно- или двухместные мини-электромобили, а чаще всего – электровелосипеды.  Согласно прогнозу, в ближайшие 10 лет ежегодный объем продаж индивидуального электротранспорта составит в мире 6-10 миллиардов долларов.

               Всемирный велобум, охвативший практически все развитые и развивающиеся

страны, в полной мере подтверждает предположение о том, что грядущее столетие

будет веком велосипеда. По прогнозу американских специалистов, уже в первой

четверти XXI века двухколесные педальные машины начнут вытеснять автомобили и

постепенно станут основным средством передвижения. Обоснованность подобного

прогноза подтверждает общая картина происходящего. В США и Германии -

безусловных мировых лидерах по количеству легковых автомобилей на каждого

жителя - ежегодно продается велосипедов больше, чем автомобилей. Бесконечную

вереницу велосипедистов можно наблюдать на дорогах Дании, Голландии, Швеции и

других стран Европы. В Японии практически каждый второй житель регулярно

ездит на велосипеде, а Токио в часы пик буквально забит велосипедистами.

Каждый день 500 миллионов человек ездят на велосипеде на работу в Китае. Во

многих европейских мегаполисах вводится запрет на автомобильное движение в

городских центрах и открываются бесплатные пункты проката велосипедов.

Невиданная популярность велосипеда не случайна, во многом она связана с

негативными последствиями автомобилизации. 

Велосипед был первым изобретением, позволившим человеку перемещаться быстрее

и дальше только за счет собственных мускулов. Но едва двухколесная машина

появилась на свет, изобретатели стали думать над тем, как увеличить ее

мощность и скорость. Начиная со второй половины прошлого века велосипед

пытались оснастить дополнительным источником энергии: паровой машиной,

электромотором, бензиновым и даже реактивным двигателем. Однако из-за

большого веса, громоздкости и целого ряда других недостатков ни один из них

на велосипеде не прижился. Тогда же, около ста лет назад, одновременно с

электромобилями были сконструированы и первые электровелосипеды. Но очень

скоро и те и другие, не выдержав конкуренции, уступили дорогу автомобилям, а

сами надолго были забыты.

               Сегодня электровелосипеды выпускают все крупные велостроительные компании Азии, Америки и Европы. Власти Китая считают, что электровелосипеды способны заменить десятки тысяч чадящих и тарахтящих мотороллеров и мотоциклов и тем самым существенно улучшить транспортную ситуацию. В Шанхае, например, уже

открыто 15 центров зарядки велосипедных аккумуляторов и более 100 пунктов их

замены. Кроме того, планируется построить сеть аварийных зарядных станций,

где любой велосипедист сможет, опустив в автомат монету и вставив вилку

зарядного устройства в розетку электрозарядной колонки, быстро зарядить аккумулятор.

Современный электровелосипед - вполне комфортное, экологически чистое

транспортное средство, требующее минимальных затрат на содержание и совсем

мало места в гараже и на стоянке. Что касается скоростных качеств

электровелосипеда, то на горизонтальном участке дороги его без особого труда

может обогнать обычный спортивно-туристский велосипед. И дело тут не в низкой

мощности мотора. Электровелосипед специально сконструирован так, что

электропривод вырабатывает ток только тогда, когда велосипедист жмет на

педали. Как только он перестает работать ногами или разгоняется до скорости

20-24 км/ч, мотор автоматически отключается. Хочешь ехать быстрее - крути

педали. На так называемых "тихих" электровелосипедах, развивающих скорость до 24

км/ч, электропривод выполняет вспомогательную функцию - с ним велосипедист

затрачивает меньше усилий, что особенно важно в поездках на большие

расстояния, при встречном ветре или подъеме в гору. Мощность электромотора не

превышает 250 Вт - это величина, соизмеримая с мощностью, которую может

достаточно долго развивать сам велосипедист. На электровелосипеде трогаются с

места на одних педалях. Когда же скорость достигает 2-3 км/ч, специальный

датчик на вилке приводного колеса автоматически включает мотор. Но есть

электровелосипеды с более сложными датчиками, они включают электромотор сразу

после трогания с места.

               В 2006 году Торонто обнародовал планы для «высокоскоростной всесезонной, экологически чистой, ультратихой транзитной системы, которая ко всему прочему будет способствовать хорошему самочувствию людей. В планах городской администрации построить велосипедную дорожку "на стероидах". Идея, разработанная архитектором из Торонто Крисом Хардвик, состоит в том, чтобы построить установленную на опорах трубу для велосипедов с тремя полосами движения. Трубы будут разделены по направлениям, что позволит циркуляции воздуха создавать попутный ветер. Велосипеды  в такой трубе смогут развивать скорость до 50 километров в час.

               Город велосипедов (Velo-city), как этот проект был окрещён, также будет идеален для холодных климатов, так как велосипедисты будут защищены от различных погодных условий. 

               Несмотря на наличие энтузиазма на момент зарождения идеи, проект города велосипедов был отложен из-за отсутствия финансирования. Однако про него не забыли. Возможно, в ближайшем будущем велосипеды будут проноситься над нашими головами.

               Скарабей (SCARAB)

Конструкция Скарабея является гладкой, обтекаемой и по форме напоминает закрытый со всех сторон мотоцикл, в который можно поместить много багажа. Система работает на батарейках, биотопливе или топливном элементе. Скарабеем можно управлять вручную, а можно перемещаться самостоятельно по определённым специализированным путям. Разработка идеально проходит для города: он движется на четырёх колёсах, но смещает центр тяжести на два из них для лёгкой парковки. Вдобавок ко всему, он является складным. Ни одного скарабея ещё построено не было, но мы надеемся, что когда-нибудь в ближайшем будущем мы сможем запрыгнуть в одно из этих транспортных средств и отправиться на экологически чистую прогулку.

               «Мартин Джетпак»

Легендарное фантастическое изобретение космической эры, вошедшее в топ-50 изобретений, опубликованный в журнале «TIME» в 2010 году, под названием «самый практичный реактивный ранец в мире» больше не является просто плодом воображения среднестатистического писателя в жанре научной фантастики. Новозеландец Гленн Мартин, работает над дизайном реактивного ранца уже более 30 лет, и он, наконец, почти готов для выхода на рынок. «Martin Jetpack» оснащен воздушными винтами небольшого диаметра и может работать до 30 минут. Его максимальная скорость составляет около 74 километров в час, а предел высоты около 900 метров. Ракетное топливо для ранца состоит из трёх компонентов: перекиси водорода, газообразного азота под высоким давлением и нитрата серебра, который действует как катализатор. Два металлических резервуара вмещают 23 литра перекиси водорода. Когда пилот открывает клапан, выпущенный под давлением газ азота выталкивает пероксид в камеру с катализатором, где происходит химическая реакция, в результате которой перекись водорода превращается пар с температурой 743 градуса Цельсия. Пар выходит наружу через две согнутых трубы за спиной пилота. Центр масс человека находится чуть ниже сопел, поэтому при полете сохранятся вертикальное положение тела. Впереди, как подлокотники у кресла, 2 ручки

управления. Они жестко сцеплены с ранцем за спиной, а вот у самого ранца есть

небольшая свобода передвижений, его можно слегка наклонять в разные стороны.

Под правой рукой регулятор мощности, управляющий реактивной струей. Из-за высокой температуры отважившийся на полёт смельчак должен быть облачён в стойкий к высокой температуре костюм. 

               Такие рюкзаки в  первую очередь появятся у пожарных и аварийно-спасательных групп, так как Martin Jetpack в настоящее время разрабатывается для использования в качестве транспортного средства для служб быстрого реагирования. 

               Скайтрэн 

Израильский Тель-Авив ― динамичный, шумный, «24-часовой» город с серьёзной проблемой дорожного движения. Именно поэтому израильские инженеры поставили решили создать воздушно-магнитный общественный транспорт в ближайшем будущем. Проект назвали Скайтрэн. Как и в случае большинства других футуристических транспортных идей, дизайнеры данного транспортного средства устремили свои взгляды в облака. Скайтрэн будет ездить по металлическим дорожкам на высоте в шесть метров над поверхностью земли, хотя он на самом деле похожие на капсулы вагончики будут висеть под дорожками и ездить вдоль дорожек почти без трения благодаря технологии Маглев (магнитной левитации).  Пассажиры смогут использовать приложение на смартфоне, чтобы вызвать вагончик к ближайшей станции. Вагончики смогут работать независимо друг от друга и доставлять людей настолько близко к месту назначения, насколько это позволят дорожки. По словам Джерри Сандерса, генерального директора Скайтрэна, поездка в Скайтрэне будет стоить немного больше, чем в автобусе, но меньше, чем за аналогичное расстояние на такси. Кроме того, когда будут установлены солнечные батареи, система Скайтрэн будет энергетически нейтральной. Скайтрэн сможет развивать скорость до 241 километра в час, но будет работать медленнее, по крайней мере, сначала, позволяя людям привыкнуть к нему

Гелиотранспорт                         

               Электромобили, солнцемобили, солнечные велосипеды, электромоторные суда с

солнечными батареями - все эти экологически чистые транспортные средства

появились всего лет 15-20 назад. За прошедшие годы электромобили перестали

быть редкостью. Они находят все большее применение, особенно в крупных

городах, перенасыщенных автотранспортом. Что касается солнцемобилей, то

сегодня их можно встретить на дороге очень редко. Это очень дорогое

удовольствие. Между тем становится все более популярным и доступным по цене

водный гелиотранспорт - маломерные суда, приводимые в движение солнечной

энергией. Более всего они подходят для водного туризма и рыбалки.

Солнцемобили в большинстве своем машины уникальные. В их конструкции

используются оригинальные технические решения и новейшие материалы. 

Например, двухместный солнцемобиль "Мечта" трассу трансавстралийского ралли 1996 года протяженностью 3000 км прошел со средней скоростью почти 90 км/ч, а на прямом скоростном участке достиг 135 км/ч. Рекорд "Мечты" до сих пор никем не побит.

     Солнцемобиль - это электромобиль, снабженный фотоэлектрическими

преобразователями (солнечными батареями) достаточно большой мощности, в

которых энергия света преобразуется в электрический ток, питающий тяговый

двигатель и заряжающий аккумуляторы.

Чтобы солнцемобили с мощностью солнечных батарей 1,5-2 кВт "догнали"

автомобили с двигателями в 100 раз мощнее, необходимо использовать легкие и

прочные конструкционные материалы, эффективные системы электропривода,

достижения аэродинамики, гелио- и электротехники, электроники и других наук.

Конструкции транспортных средств будущего и отрабатываются на ралли

солнцемобилей.

               Специально для солнцемобилей сконструированы легкие бесколлекторные двигатели постоянного тока с магнитами из редкоземельных металлов и КПД до 98%, а также эффективные микропроцессорные системы управления. Уже созданы шины, которые при хорошем сцеплении с дорогой обладают самым низким коэффициентом сопротивления качению - всего 0,007.Солнечные батареи небольшой мощности на обычных автомобилях кондиционируют воздух в салонах и подзаряжают пусковые аккумуляторы на стоянках, питают радио- и телеаппаратуру.

               Однако существует гелиотранспорт, который, весьма вероятно, станет популярным и доступным в самое ближайшее время. Речь идет о маломерных судах, лодках, катерах, катамаранах, яхтах и других водных транспортных средствах,

приводимых в движение солнечной энергией. Именно на воде задолго до появления

электромобиля было испытано первое транспортное средство с электрическим

приводом. В 1833 году лодка с двумя электромоторами и 27 гальваническими

батареями поднялась по Неве на несколько километров. Принадлежала она

работавшему в Петербурге немецкому инженеру Морицу Якоби. Но из-за низкой

энергоемкости батарей эксперименты пришлось прекратить.

В начале ХХ века появились маломерные суда с двигателями внутреннего

сгорания. Энергоемкость углеводородного топлива была значительно выше той,

что могли дать гальванические батареи. 

Превратить в "солнечный" транспорт водное судно гораздо проще, чем машину: на

палубе катера или лодки намного больше места для размещения солнечных

батарей, чем в кузове автомобиля. Есть и другие плюсы. На открытых водоемах

фотоэлектрические преобразователи не затеняются ни деревьями, ни домами, ни

машинами и поэтому отдают больше энергии. Водному транспорту не приходится

преодолевать затяжные подъемы и спуски, стремительно разгоняться и тормозить

на светофорах, а значит, им нужно меньше энергии.

В коротком плавании можно обойтись и без аккумуляторов. Но тогда на случай

непогоды нужно иметь на борту резервный движитель: весла, педали или парус.

Роль паруса могут играть солнечные панели. Из них получается и навес, который

защитит от солнца и дождя.

               Фотоэлектрические преобразователи энергии, химические источники тока и

системы электропривода, используемые на "солнечных" судах, становятся все

более эффективными. Они занимают совсем немного места, поэтому даже на

небольших "семейных" яхтах можно разместить разнообразное дополнительное

оборудование - от биотуалета до малогабаритной сауны. 

"Солнечные" суда почти бесшумны. На них разговаривают, не повышая голоса, слушают пение птиц, плеск волн и шум ветра, дышат свежим воздухом. Воспользоваться таким транспортом захочет каждый, кто любит совершать водные путешествия.

Самолёты в будущем.

НАСА попросило главных авиаинженеров мира решить самую трудную проблему гражданской авиации: как сделать авиаперелеты чище, тише и дешевле. Прототипы, которые они предоставили, могут установить новые стандарты на следующие два десятилетия для пассажирских авиаперелетов. Итак, рассмотрим самые интересные проекты.

Современные пассажирские самолеты потребляют довольно много топлива, например, Boeing 747 берет до 10 литров топлива на каждый километр полета, и с постоянной тенденцией роста цен на топливо, соответственно растет цена на авиабилеты. Инженеры компании ЛОКХИД МАРТИН разработали концепт  для достижения новых способов снижения топливных потребностей самолетов будущего, не затрагивая основную форму самолета. Благодаря использованию легких материалов и особенностям конструкции крыльев их отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению на 16 процентов выше, что позволить этим самолетам летать на большие расстояния и потреблять меньше топлива.

При разработке концепта конструкторы отказались от обычных турбовентиляторных двигателей в пользу двухканального турбовентилятора с высокой степенью двухконтурности. Благодаря увеличенным на 40 процентов лопастям двигателя, у этого самолёта увеличена на 22 процента эффективность при дозвуковых скоростях. Прибавьте к этому экономичную конфигурацию крыльев, и самолет станет на 50 процентов эффективнее, чем средний современный авиалайнер. Дополнительная подъемная сила также позволит пилотам совершать более крутые посадки и взлеты.

Первая эра коммерческой сверхзвуковой авиации закончилась 26 ноября 2003, вместе с последним полетом Конкорда – шумного, неэффективного самолета и большого загрязнителя окружающей среды. Но мечта о сверхзвуковых полетах осталась, и в 2010, конструкторы Lockheed Martin представили «Зелёный сверхзвуковой».  В данном проекте эффективность повышена с помощью двигателя переменного цикла, который заменяет при необходимости обычные турбовентиляторные, которые можно было бы использовать во время взлета и посадки. Камера сгорания, которая встроена в двигатель, уменьшит загрязнение окисью азота на 75 процентов. Перевернутый V-образный хвост самолета почти полностью устраняет звуковой бум, из-за которого сухопутные полеты Конкорда были запрещены.

Лучший способ экономить реактивное топливо состоит в том, чтобы его вообще не использовать. И это становится возможным при использовании альтернативных источников энергии, таких как аккумуляторные батареи и электродвигатели в гибридной двигательной установке Boeing. Этот самолет будет взлетать с помощью реактивных двигателей, а для последующего поддержания летательного аппарата в воздухе пилот может использовать электродвигатели. Также инженеры Боинга заново продумали и доработали дизайн крыльев, сделав их намного больше, чем у современных аналогов. Крылья могут складываться для того, чтобы уместить самолет в стандарты большинства аэропортов.

               Беспилотные самолеты                      

               "Беспилотники" различаются по массе (от аппаратов весом в полкилограмма,

сравнимых с авиамоделью, до 10-15-тонных гигантов), высоте и продолжительности полета. Беспилотные летательные аппараты массой до 5 кг (класс "микро") могут взлетать с любой самой маленькой площадки и даже с руки, поднимаются на высоту 1-2 километра и находятся в воздухе не более часа. Как самолеты-разведчики их используют, например, для обнаружения в лесу или в горах военной техники и террористов. "Беспилотники" класса "микро" массой всего 300-500 граммов, образно говоря, могут заглянуть в окно, поэтому их удобно использовать в городских условиях. За "микро" идут беспилотные летательные аппараты класса "мини" массой до 150 кг. Они работают на высоте до 3-5 км, продолжительность полета составляет 3-5 часов. Следующий класс - "миди". Это более тяжелые многоцелевые аппараты массой от 200 до 1000 кг. Высота полета достигает 5-6 км, продолжительность - 10-20 часов. И, наконец, "макси" - аппараты массой от 1000 кг до 8-10 т. Их потолок – 20 км, продолжительность полета - более 24 часов. Вероятно, вскоре появятся машины класса "супермакси". Можно предположить, что их вес превысит 15 тонн.

               Такие "тяжеловозы" будут нести на борту огромное количество аппаратуры

различного назначения и смогут выполнять самый широкий круг задач.

Благодаря стремительному развитию вычислительной техники существенно подешевела "начинка" - бортовые компьютеры "беспилотников". На первых аппаратах использовались тяжелые и громоздкие аналоговые вычислительные машины. С внедрением современной цифровой техники их "мозг" стал не только дешевле, но и умнее, компактнее и легче. Это означает, что аппаратуры на борт можно взять больше, а ведь именно от нее зависят функциональные возможности беспилотных самолетов. Соединив полезную нагрузку с бортовыми системами, можно получить полноценный интегрированный комплекс, максимально оснащенный радиоэлектронным оборудованием. Это будет качественно новый вид авиационной техники.

               Весь мир уже осознал, какую пользу и экономию могут принести беспилотные летательные аппараты не только в военной, но и в гражданской сфере. Их возможности во многом зависят от такого параметра, как высота полета. Сегодня предел составляет 20 км, а в перспективе и до 30 км. На такой высоте беспилотный самолет может конкурировать со спутником. Отслеживая все, что происходит на территории площадью около миллиона квадратных километров, он сам становится своего рода "аэродинамическим спутником". Беспилотные самолеты могут взять на себя функции спутниковой группировки и выполнять их в режиме реального времени в рамках целого региона.

               Чтобы из космоса вести фото- и киносъемку или наблюдать за каким-нибудь объектом, нужны 24 спутника, но и тогда информация от них будет поступать один раз в час. Дело в том, что спутник находится над объектом наблюдения всего 15-20 минут, а затем уходит из зоны его видимости и возвращается на то же место, совершив оборот вокруг Земли. Объект же за это время уходит из заданной точки, поскольку Земля вращается, и снова оказывается в ней только через    24 часа. В отличие от спутника, беспилотный самолет сопровождает точку наблюдения постоянно. Проработав на высоте около 20 км более 24 часов, он возвращается на базу, а ему на смену в небо уходит другой. Еще одна машина находится в резерве. Это огромная экономия, поскольку беспилотные самолеты на порядок дешевле спутников.

               Беспилотные самолеты могут конкурировать со спутниками и в сфере создания телекоммуникационных сетей и навигационных систем. На "беспилотники" можно возложить непрерывное круглосуточное наблюдение за поверхностью Земли в широком диапазоне частот. Используя их, можно создать информационное поле страны, охватывающее контроль и управление движением воздушного и водного транспорта, поскольку эти машины в состоянии взять на себя функции наземных, воздушных и спутниковых локаторов (совместная информация от них дает полную картину того, что делается в небе, на воде и на земле).

               Беспилотные летательные аппараты помогут решить целый спектр научных и

прикладных задач, связанных с геологией, экологией, метеорологией, зоологией,

сельским хозяйством, с изучением климата, поиском полезных ископаемых. Они

будут следить за миграцией птиц, млекопитающих, косяков рыбы, изменением

метеоусловий и ледовой обстановки на реках, за движением судов, перемещением

транспорта и людей, вести аэро-, фото- и киносъемку, радиолокационную и

радиационную разведку, многоспектральный мониторинг поверхности, проникая

вглубь до 100 метров.

Заключение

               Ускорение научно-технического прогресса на транспорте в современных условиях – задача много плановая, сложная и капиталоемкая, но она должна быть решена, так как не существует другого пути для выхода транспорта на

уровень, отвечающий всем перспективным требованиям общества.

               Современная жизнь характеризуется бурным развитием науки и техники во всех сферах человеческой деятельности. Этот процесс предопределяет более быструю смену характера техники и технологии во всех отраслях народного хозяйства, включая и сам транспорт.

               В наше время научно-технический прогресс развивается лавинообразно: в прошлом от возникновения идеи до ее реализации проходили столетия и десятилетия, теперь – нередко считанные годы. В результате происходит быстрое моральное старение техники, возникает необходимость все в новых и новых открытиях. Новые виды транспорта призваны облегчить жизнь человека, сделав ее еще более комфортной, но при этом от них требует соблюдение всех экологических норм, которые с каждым днем становятся все жестче.

               Новые виды транспорта, краткая характеристика которых была дана в этой

работе, являются лишь малой часть всех тех усовершенствований, которые

сделаны человеком за последние несколько лет. Одни из них являются ныне

действующими системами, другие ожидают введения в эксплуатацию после идущих в

настоящее время испытаний, третьи – слишком футуристичны и дорогостоящи на

сегодняшний день (но и они могут воплотиться в жизнь в ближайшем будущем). Но

все они уже сегодня помогают обществу решить те насущные проблемы, которые

возникли в результате деятельности людей, и этот процесс уже нельзя остановить.

Литература:

1.     Гулиа Н.В., Юрков С. Новая концепция электромобиля: Наука и   техника – 2010  - №2.

2.     Автомобили: Науч.-поп. Изд. для детей. М.: РОСМЕН-ПРЕСС, 2002г.

3.     Долматовский Ю.А. Автомобиль за 100 лет. М.: Знание, 1986

4.     Мир будущего. Справочник для начинающего. М.: Аванта +, 2001

5.     Энциклопедия техники: Науч.-поп. Изд. для детей. М.: РОСМЕН-ПРЕСС, 2002

http://mirnt.ru/aviation/budushee-aviacii

https://www.youtube.com/watch?v=CpcxN8gccvs&nohtml5=False

https://www.youtube.com/watch?v=knrrBdWo8cg&ebc=ANyPxKo6ngHv6yQsRUf5LaiFHTkbhGE3bEtoquXHIXYK_kk_k_4Q49K_2wfD3WjO9D1qRyTCCi9I_zapkC_Uk1lv

http://autoutro.ru/review/2009/04/23/avtomobili-budushhego-samyye-neobychnyye-izobreteniya-uchenyh

http://сезоны-года.рф/автомобили%20будущего.html

• 1 слайд

  Транспорт будущего
  Выполнил: студент 15 группы ОГАПОУ «ЮАТ им.Ковалевского Е.П.» Коржов Денис
  Преподаватель: Колтунова О.А.
  

• 2 слайд

  Автомобиль, который меняет форму
  

• 3 слайд

  Автомобиль, который питается воздухом
  

• 4 слайд

  Автомобиль, который передвигается без водителя
  

• 5 слайд

  Атомные автомобили
  

• 6 слайд

  Аэромобили
  Audi Shark.
  

• 7 слайд

  Самые «зелёные» автомобили
  

• 8 слайд

  
  Легкие электротранспортные средства
  
  Скарабей
  

• 9 слайд

  Рюкзак «Мартин Джетпак»
  Скайтрэн
  
  

• 10 слайд

  Солнцемобиль Sunraycer
  Солнцемобиль "Мечта"
  Гелиотранспорт
  

• 11 слайд

  Солнечная планета
  Гелиотранспорт
  

• 12 слайд

  Самолёты в будущем.
  

• 13 слайд

  Американский беспилотный самолет "макси"-класса «Глобал Хоук»
  Беспилотный летательный аппарат Аист.
  Многоцелевой беспилотный летательный аппарат "Протеус"производства США
  

• 14 слайд

  Спасибо за внимание