Транспортное средство — техническое устройство для перевозки людей и/или грузовHalsey, William D. (Editorial Director): MacMillan Contemporary Dictionary, page 1106. MacMillan Publishing, 1979. .
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: колёсныйХарактеристика автотранспорта дается в международном стандарте ISO 3833:1977 Road vehicles — Types — Terms and definitions = Дорожные транспортные средства. Типы, термины и определения Webstore.anis.org , гусеничный, рельсовый или лыжный.
История транспортных средств Старейшие лодки, найденные в ходе археологических раскопок, были построены 7000—9000 лет назад. Старейшее морское судно, построенное 7000 лет назад, было найдено в Кувейте. Лодки использовались в 4000—3000 гг. до н. э. в ШумереDenemark 2000, page 208, Древнем Египте и Индийском Океане. Первые повозки, приводимые в движение тягловой силой животного (осла), появились около 3000—4000 лет до н. э. Самые первые транспортные средства, которые передвигались по направляющим элементам, использовались на древнегреческом диолке (предшественник железной дороги). Он имел протяжённость от 6 до 8,5 км и проходил через Коринфский перешеекVerdelis, Nikolaos: «Le diolkos de L’Isthme», Bulletin de Correspondance Hellénique, Vol. 81 (1957), pp. 526—529 (526)Cook, R. M.: «Archaic Greek Trade: Three Conjectures 1. The Diolkos», The Journal of Hellenic Studies, Vol. 99 (1979), pp. 152—155 (152)Drijvers, J.W.: «Strabo VIII 2,1 (C335): Porthmeia and the Diolkos», Mnemosyne, Vol. 45 (1992), pp. 75-76 (75)Raepsaet, G. & Tolley, M.: «Le Diolkos de l’Isthme à Corinthe: son tracé, son fonctionnement», Bulletin de Correspondance Hellénique, Vol. 117 (1993), pp. 233—261 (256)Lewis, M. J. T., «Railways in the Greek and Roman world» , in Guy, A. / Rees, J. (eds), Early Railways. A Selection of Papers from the First International Early Railways Conference (2001), pp. 8-19 (11). 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. В 200 г. до н. э. Ма Цзюн построил колесницу, указывающую на юг, которая являлась первым транспортным средством, имевшим систему навигации. В Повести временных лет описывается, как русский князь Вещий 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». 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. В 1515 году кардинал Маттеус Ланг составил описание Райзцуга — тайного фуникулёра, использующегося в замке Хоэнзальцбург в Австрии. Вагоны фуникулёра передвигались по деревянным рельсам, которые при помощи конопляных верёвок и топчака тянули люди и животные. В 1769 году Николя-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. В 1783 году братья Монгольфье запустили первый аэростат. В 1801 году Ричард Тревитик построил первый паровоз и кольцевую железную дорогу, для демонстрации его работы. Однако паровоз не мог поддерживать необходимое давление пара 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. В 1885 году Карл-Вильгельм Отто Лилиенталь начал проводить аэродинамические эксперименты с первыми летательными аппаратами — самодельными планёрами. В 1903 году Братья Райт запустили первый оснащённый двигателем управляемый самолёт. В 1907 году состоялся первый управляемый полёт вертолёта с пилотом Полем КорнюMunson 1968. 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 году космический корабль Восток-1 осуществил доставку первого человека (Юрия Гагарина) в космос. В 1969 году Программа 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.
Источники энергии 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 детонации ядерных бомб. Сферу применения ядерной энергии на транспортных средствах в течение длительного времени пытаются расширить, например, проводились эксперименты с атомными самолётами Ту-119 и Convair X-6.
Двигатели
Необходимая для приведения транспортного средства в движение энергия берётся из источника энергии и потребляется одним или несколькими моторами (двигателями).
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 загрязняют окружающую 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.
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 двигателя турбины, называют газотурбовозами. Примерами наземных транспортных средств, использующих газотурбинные двигатели, могут служить танки Абрамс и Т-80, мотоцикл MTT Turbine Superbike и лайнер Celebrity 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 ракеты Фау-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 самолёта Rutan 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 винтами вертолётов и сверхзвуковыми самолётами, такими как Lockheed SR-71.
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: ракета Сатурн-5 была оснащена пятью ракетными двигателями F-1 общей мощностью в 180 000 000 лошадиных сил (134 МВт). Ракетные двигатели имеют достаточно простую конструкцию и используют для работы только топливо и катализатор, например перекись водорода. 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.