Развитие транспорта в России

Развитие транспорта в России 

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................................... 3 

1 ЗАРОЖДЕНИЕ И  РАЗВИТИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ................................................................. 3 

2 РАЗВИТИЕ ИНЖЕНЕРНОГО  ДЕЛА НА АВТОТРАНСПОРТЕ............................................... 6 

3 ТЕХНИКО-ИСТОРИЧЕСКИЙ  АНАЛИЗ МОРЕХОДНОСТИ.................................................. 8 

3.1 Древние инженерные  решения по мореходности судна..................................................... 11 

3.2 Средневековое  кораблестроение............................................................................................ 16 

3.3 Совершенствование  методов проектирования кораблей  и обоснование проектных решений................................................................................................................................................................... 18 

4 РАЗВИТИЕ ТРУБОПРОВОДНОГО  ТРАНСПОРТА В РОССИИ.......................................... 23 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК........................................................................................... 30 

ВВЕДЕНИЕ 

В 60 - 80-х годах XVIII века сначала в Англии, а затем  и в других странах начался  промышленный подъем. Вместо ручного  труда появилось машинное производство, вместо ремесленных мастерских и  мануфактур - крупные промышленные предприятия. 

 В 1763 г. русский  инженер И. И. Ползунов представил  проект парового двигателя для  подачи воздуха в плавильные  печи. Машина Ползунова имела  удивительную по тем временам  мощность - 40 лошадиных сил. 

Настоящую революцию  в промышленности произвела паровая  машина, созданная инженером Джеймсом Уаттом в 1784 г. Говорят, что идея паровой  машины зародилась у Уатта еще  в детстве, когда он наблюдал за прыгающей  крышкой кипящего горшка. Может быть, это исторический анекдот. Во всяком случае, это было одно из величайших изобретений, благодаря которому стало  возможно мощное развитие всех областей техники. Универсальность паровой  машины Уатта позволяла применять  ее на любом производстве и на транспорте. 

Паровой двигатель  дал мощный толчок развитию транспорта. В 1769 г. французский артиллерийский офицер Жозеф Кюньо изобрел первую паровую повозку для передвижения тяжелых орудий. Правда, она оказалась  настолько громоздкой и неуклюжей, что во время испытаний на улицах Парижа пробила стену дома. Эта  повозка нашла свое место в  Парижском музее искусств и ремесел. 

Уильям Мердок решил  поставить на колеса двигатель Уатта. Говорят, что сам Уатт был против этого. Мердок изготовил модель паровой  повозки, но дальше модели не пошел. В 1802 г. английский конструктор Ричард Тревитик сделал паровой автомобиль. Экипаж двигался с грохотом и чадом, пугая  пешеходов. Его скорость достигла 10 км/ч. Чтобы получить такую скорость движения, Тревитик сделал огромные ведущие  колеса, которые были хорошим подспорьем на плохих дорогах. Дороги по-прежнему были в плачевном состоянии, а  успех автомобиля зависел от качества дорог.

1 ЗАРОЖДЕНИЕ И  РАЗВИТИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ 

В Древнем Египте, Греции и Риме существовали колейные дороги, предназначавшиеся для перевозки  по ним тяжелых грузов. Устроены они были следующим образом: по выложенной камнем дороге проходили две параллельные глубокие борозды, по которым катились колеса повозок. В средневековых  рудниках существовали дороги, состоящие  из деревянных рельсов, по которым передвигали  деревянные вагоны. Есть версия, что  отсюда пошло название "трамвай", т. е. "бревенчатая дорога". 

Примерно в 1738 г. быстро изнашивавшиеся деревянные рудничные  дороги были заменены металлическими. Вначале они состояли из чугунных плит с желобами для колес, что  было непрактично и дорого. И вот  в 1767 г. Ричард Рейнольдс уложил на подъездных путях к шахтам и рудникам Колбрукдэйла стальные рельсы. Конечно, они отличались от современных: в сечении они  имели форму латинской буквы U, ширина рельса была 11 см, длина 150 см. Рельсы пришивались к деревянному брусу  желобом кверху. С переходом на чугунные рельсы стали делать и колеса у телег чугунными. Для передвижения вагонеток по рельсам использовалась мускульная сила человека или лошади. 

Постепенно рельсовые  пути выходили за пределы рудничного двора. Их стали прокладывать до реки или канала, где груз перекладывался на суда и дальше перемещался водным путем. Решалась проблема предотвращения схода колес с рельсов. Использовали угловое железо (сплав), но это увеличивало  трение колес. Затем стали применять  закраины (реборды) у колес одновременно с грибовидной формой рельса в  разрезе. Сходы с рельсов прекратились. 

В 1803 г. Тревитик решил  использовать свой автомобиль для замены конной тяги на рельсовых путях. Но конструкцию машины Тревитик изменил - он сделал паровоз. На двухосной раме с четырьмя колесами находился паровой  котел с одной паровой трубой внутри. В котле над паровой  трубой горизонтально размещался рабочий  цилиндр. Шток поршня далеко выдавался  вперед и поддерживался кронштейном. Движение поршня передавалось колесам  при помощи кривошипа и зубчатых колес. Имелось и маховое колесо. Этот паровоз короткое время работал  на одной из рудничных дорог. Чугунные рельсы быстро выходили из строя под  тяжестью паровоза. Вместо того чтобы  заменить слабые рельсы более прочными, отказались от паровоза. Уже после  Тревитика, забыв о его изобретении, многие пытались создать паровоз. Его  делали с зубчатыми колесами, с  толкачами в виде ног, протягивали  вдоль пути цепь, которая навивалась на шкив, укрепленный на паровозе, и  т. д. 

Человеком, который  сумел проанализировать, обобщить и  учесть весь предшествующий опыт в  паровозостроении, был Джордж Стефенсон. Известны три типа паровоза Стефенсона. Первый, названный им "Блюхер", был построен в 1814 г. Локомотив мог  передвигать восемь повозок массой 30 т со скоростью 6 км/ч. Паровоз имел два цилиндра, зубчато-колесную передачу. Пар из цилиндров вырывался наружу. Затем Стефенсон создал устройство, которое было этапным в паровозостроении - конус. Отработавший пар стал отводиться в дымовую трубу.

Второй паровоз  был создан в 1815 г. Стефенсон заменил  зубчатую передачу непосредственным соединением  кривошипным механизмом поршней  цилиндров с движущимися осями  и спарил колеса с помощью жестких  дышел. Стефенсон был первым паровозостроителем, который обратил внимание на путь и на взаимодействие локомотива и  пути. Он изменил соединение рельсов, смягчив толчки, снабдил паровоз  подвесными рессорами.  
 

Стефенсон пришел к  выводу, что путь должен быть по возможности  горизонтальным и что, несмотря на дороговизну  путевых работ, необходимо устройство насыпей и выемок при постройке  железной дороги. На первой в мире железнодорожной  линии Стоктон - Дарлингтон предполагалось в качестве тяги использовать лошадей  как наиболее надежное средство. В 1823 г. Стефенсон стал работать на строительстве  этой линии, и в том же году он основал первый в мире локомотиво- строительный завод в Ньюкастле. Первый вышедший из этого завода паровоз  назывался "Локомашен No I". Он мало отличался от предыдущих и перевозил грузы со скоростью 18-25 км/ч. Для передвижения пассажирских вагонов на линии Стоктон - Дарлингтон использовались лошади. На наиболее крутых участках составы передвигались с помощью канатов. Были уложены и чугунные, и стальные рельсы.  

Первая паровая  железная дорога Ливерпуль - Манчестер  была открыта в 1830 г. С этого времени  началось быстрое развитие железнодорожного транспорта. В том же 1830 г. первая железная дорога была построена в  Америке между Чарльстоном и  Огеста протяжением 64 км. Паровозы сюда были доставлены из Англии. Затем железнодорожное  строительство начали одна за другой европейские страны: 1832-1833 гг.- Франция, Сен-Этьен-Лион, 58 км; 1835 г.- Германия, Фюрт - Нюрнберг, 7 км; 1835 г.- Бельгия, Брюссель-Мехельн, 21 км; 1837 г.- Россия, Санкт-Петербург-Царское  Село, 6,7 км.  

Здесь необходимо заметить, что еще в 1834 г. в Нижнем Тагиле была сооружена чугунная дорога протяжением 854 м с паровой тягой. Паровоз  был построен отцом и сыном  Черепановыми. Первый их "сухопутный пароход" (так в России в то время называли паровозы) провозил 3,3 т руды со скоростью 13-15 км/ч. Кроме  груза, паровоз мог везти до 40 пассажиров. Вскоре Черепановы сделали  второй, более мощный паровоз, который  водил составы массой до 16 т. Но эту  дорогу не считают первой железной дорогой в России, так как она  вскоре прекратила свое существование - хозяева предпочли гужевой транспорт.  

Железные дороги, зародившись в Англии, распространились по всему миру. Всего до 1860 г. было построено примерно 100 тыс. км железных дорог, из них почти 50 тыс. в США, 16,8 тыс. - в Великобритании, 11,6 тыс. - в  Германии и 9,5 тыс. км - во Франции. Из других стран, где в этот период разворачивалось  железнодорожное строительство, следует  отметить Бельгию, где до 1860 г. было построено 1,8 тыс. км железных дорог, Испанию - 1,9 тыс., Италию - 1,8 тыс., Австро-Венгрию - 4,5 тыс. км. В России в 1851 г. было завершено  строительство важной для страны линии Ст.-Петербург - Москва длиной 650 км.  

В 60-х годах XIX века после отмены крепостного права  значительно возросли объемы железнодорожного строительства в России - в десятилетие  с 1890 по 1870 г. она заняла второе место  после США по вводу новых линий. В России интенсивный рост сети продолжался  и далее, и лишь русско-турецкая война (1877 - 1879 гг.) несколько затормозила  этот процесс. Но уже с 1892 г. строительство  железных дорог возобновилось. Их протяженность  за 10 лет увеличилась более, чем  на 20 тыс. км.  

В 70 - 80-е годы XIX века объемы железнодорожного строительства  продолжали возрастать. В 1880 г. наибольшую протяженность железных дорог в  Европе имела Германия - 33 838 км, за ней  шла Великобритания - 28 854, затем Франция - 26 189, европейская часть России (с  Финляндией) - 23 429 и Австро-Венгрия - 19 512 км. В десятилетие - с 1890 по 1900 г. темп прироста мировой сети снизился до 172,7 тыс. км, но в следующее десятилетие он снова возрос до 239,8 тыс. км. В 1908 году протяженность железных дорог Земного шара превысила 1 млн км. В период 1910 - 1916 гг. железнодорожная сеть Европы возросла на 24 764 км, в том числе Италия увеличила свою рельсовую сеть на 7,6%, Голландия - на 6,4% Германия - на 6,3%, Австро-Венгрия - на 4,1%, Франция - на 4,1%, Бельгия - на 3,6%, Англия - на 2,8%, Испания - на 2,4%. Между тем Россия увеличила свою сеть на 22,6%, а США на 7,9%.  

Период между первой и второй мировыми войнами имеет  ряд характерных особенностей. В  ряде стран Европы наблюдается фактическая  остановка развития железнодорожной  сети. В Великобритании строительство  новых железных дорог практически  не велось. То же самое можно сказать  о Чехословакии, Румынии и некоторых  других странах. Однако это не относится  ко всем странам Европы. В этот период сеть железных дорог Германии увеличилась  примерно на 10 тыс. км. Почти на столько  же возросла длина сети во Франции. В СССР сеть увеличилась почти  на 30 тыс. км. В Бельгии длина сети возросла на 1,5 тыс., в Швеции - почти  на 3 тыс., в Испании - на 2 тыс. км. В  Европе с 1913 по 1939 г. протяженность сети возросла на 89 тыс. км.  

К началу второй мировой  войны примерно половина мировой  железнодорожной сети приходилась  на семь государств - США, СССР, Великобританию, Францию, Германию, Италию, Японию. В  этих странах (кроме СССР и Италии) была достигнута очень высокая густота  сети, во много раз превосходящая  густоту сети стран Африки или  Азии. В Европе наибольшую густоту  железнодорожной сети имели Великобритания, Франция, Бельгия, Голландия, Дания, Германия, Чехословакия, Австрия, Швейцария. Менее  развитая сеть была в СССР, Италии, Польше, Венгрии, Румынии, балканских и скандинавских  странах. Железнодорожные линии  сосредоточивались в промышленных районах.  

Железнодорожная сеть СССР на 1 января 1938 г. по протяженности  занимала второе место в мире и  составляла 85,1 тыс. км. Основные железнодорожные  линии меридионального направления  связали Донбасс, Кавказ и Нижнее Поволжье с Москвой, Ленинградом  и северными районами страны. В  широтном направлении важная роль принадлежала железнодорожным линиям, идущим из Москвы, Ленинграда и Донбасса на Урал и в Среднюю Азию. Большое значение имела Транссибирская магистраль, связавшая  районы Урала, Сибири и Дальнего Востока. Турксиб обеспечил кратчайший путь из Средней Азии в Сибирь и на Дальний Восток. Но густота сети СССР была невелика. После второй мировой  войны железнодорожная сеть СССР стала восстанавливаться, а затем  и возрастать. На 1989 г. ее общая длина  составила 1234,9 тыс км.

2 РАЗВИТИЕ ИНЖЕНЕРНОГО  ДЕЛА НА АВТОТРАНСПОРТЕ 

Мечты о самодвижущихся средствах передвижения издавна  были присущи человеческому сознанию. Уже в эпоху средневековья  появились транспортные средства, управляемые  спрятанными внутри людьми. В 1490 году Леонардо да Винчи сконструировал повозку  с ручным управлением. Независимо от Джеймса Уатта, создавшего в 1769 году первую паровую машину, появились паровые автомобили француза Киньо (1769-1770), почтовая карета Тревитика (1801), легковой паровой автомобиль Ханкока (1822), французский паровой омнибус (1873). 

В 1806 году в одном  из швейцарских кантонов, мастерской Исаака де Ривазо было создано транспортное средство, которое могло продвинуться на несколько метров за счет двигателя  внутреннего сгорания. Французу Ленуару  пришла мысль соединить пары бензина  с воздухом и использовать эту  смесь как движущую силу. Такой  примитивный двигатель дал возможность  машине, на которую он был поставлен, преодолеть расстояние от Парижа до Жуэнвиля - Ле - Пон. 

В Кельне Рейне Николаус Отто устроил небольшую мастерскую, в которой работал над усовершенствованием  газолинового двигателя Ленуара. Во время одного из экспериментов родилась идея, которая оказалась решающей для дальнейшего развития двигателя - сжатие газовоздушной смеси в  камере внутреннего сгорания и четырехтактный рабочий цикл. Отто запатентовал свое изобретение в 1876 году, не зная, что  французский инженер Бo де Роща еще  в 1862 году теоретически обосновал принцип  четырехтактного двигателя. Поэтому  после жалобы, поданной наследниками Роща, имперский суд отменил в  феврале 1886 года патент Отто. С этих пор каждый, у кого было желание  и возможности, мог заняться изготовлением  четырехтактных двигателей.