Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники Страница 5

Современные аэростаты используют для научных целей и как стартовые площадки для запуска метеорологических ракет.

Катер

Катер – самоходное небольшое судно водоизмещением от нескольких десятков до 150 т со скоростью хода 5,5—130 км/ч. Примерные размеры длины до 40 м, ширины до 7 м. Такие суда используются для перевозки людей, в военно-морском флоте, как вспомогательные плавучие средства – научные, водолазные, санитарные, спасательные, разъездные, буксирные. Современные катера имеют различия по конструкции, по принципу движения, по виду двигателей. По конструкции подводной части корпуса катера бывают плоскодонные или с уступом – реданом. Принцип движения: глиссирующий, водоизмещающий, на воздушной подушке. Двигатели используются паровые, моторные, газотурбинные: гребные винты, воздушные винты, водометы. Особенно широкое применение катера имеют в военно-морском флоте, как боевые, базовые или вспомогательные. Современные боевые катера различаются по назначению и вооружению: артиллерийские, ракетные, противолодочные, торпедные, сторожевые, десантные. Вооружение: ракеты, артиллерия, торпеды. Спасательные катера находятся на вооружении больших боевых кораблей или торговых судов. Катера используют для перевозки людей, буксировки несамоходных судов, транспортировки небольшого груза, для рыбного промысла и научных исследований; охранной службы на границах. Применяются катера и как моторные спортивные суда, используются как гоночные, туристские.

Канатная дорога

Канатная дорога – транспортное устройство, предназначенное для перемещения грузов и пассажиров, в котором применяется канат, натянутый между опорами, и перемещающий вагоны или вагонетки. Канатные дороги имеют распространение в труднодоступных, горных местностях, на разработках полезных ископаемых, в городах с перегруженным наземным транспортом. Современные канатные дороги различаются по назначению и по устройству. По назначению дороги бывают: грузовые, пассажирские, комбинированные. По устройству: двухканатные, одноканатные, кольцевые или маятниковые.

Грузовые канатные дороги, как правило, бывают двухканатные кольцевые. Такая канатная дорога образована последовательно соединительными самостоятельными секциями до 12 км и поэтому общая длина таких дорог не ограничена и может составлять до 200 км. В устройстве такой дороги вагонетка движется по неподвижному несущему канату при помощи тягового каната со скоростью до 3,3 м/с. Грузоподъемность кольцевой грузовой канатной дороги составляет 500 т, и иногда до 1000 т. Если длина трассы грузовой дороги невелика (до км), то применяется двухканатное маятниковое устройство, имеющее одну или две вагонетки грузоподъемностью до 150 т и скоростью движения 10 м/с. Принцип работы одноканатной дороги основан на движении вагонетки вместе с канатом со скоростью 2,5 м/с. Движение вагонеток, как правило, кольцевое.

Пассажирские канатные дороги в основном бывают двухканатные: маятниковые или кольцевые.

Маятниковое движение совершают один или два вагона вместимостью около 10—100 пассажиров. Кольцевое движение совершают вагоны, вместимостью пассажира. Подъем пассажирской дороги на высоте до 3 км. Вагоны движутся со скоростью до 11 м/с. Длина пассажирской канатной дороги доходит до 12 км. Для безопасности движения применяется дублирующий тяговый канат и тормозной канат. В курортных горных районах есть одноканатные кольцевые дороги, в которых вместо вагонов используются кресла на двух пассажиров, а также одноканатные буксировочные дороги, в которых пассажир горнолыжник стоит на лыжах и опирается на укрепленные на тяговом канате подвески. Комбинированные канатные дороги для перевозки одноместных грузов и пассажиров используются для обслуживания лесозаготовок и разработок полезных ископаемых. Канатные дороги, обслуживающие горные курорты, построены в Швейцарии, Италии, Австрии, Франции, Японии, в России на Кавказе, на Сахалине. Они перевозят до 1000 пассажиров в час.

Ледокол

Ледокол – судно, разрушающее ледяной покров на воде, используется для плавания во льдах, для прокладывания другим судам пути и оказания им помощи при навигации в замерзших бассейнах рек и морей. Основные ледовые качества ледокола – его характеристики – ледоходкость, маневренность, особенность конструкции. Ледоходкость – это способность двигаться в ледовых условиях с определенной скоростью хода. Конструкция ледокола определена его назначением и условиями использования. Необходимость применения ледоколов связана с потребностью плавания в северных морях. Первый ледокол современного типа был построен в России в 1894 г. Это пароход «Пойлот», мощностью 44,2 кВт. Он плавал в ледовых условиях под Петербургом. Носовая часть этого судна имела наклон, что позволяло ему «вползать» на лед. В 1899 г. в России был построен первый морской ледокол «Ермак» мощностью 6,6 МВт. Стали строиться ледоколы и в других странах: США, Финляндии, Германии, Канаде, Швеции, Дании. Русские ледоколы «Красин», «Седов», «Литке» участвовали в освоении Арктики. Современные ледоколы имеют различные мощности и водоизмещение, что зависит от их назначения, самые мощные – арктические морские ледоколы.

По условиям применения ледоколы различаются на морские (полярные), речные, озерные, портовые. Морские полярные ледоколы, проводящие суда среди полярных льдов на большие расстояния, называются линейными или лидерами.

Принцип действия разрушения льда основан на особой конструкции корпуса ледокола. Носовая часть ледокола имеет клиноподобные образования и подводный наклон под углом 20—30° к ватерлинии, это позволяет ледоколу «вползать» на лед. Форма кормы учитывает при движении задним ходом защиту гребных винтов и руля. Борта также имеют наклон, способствующий разрушению льда. Отношение длины к ширине корпуса 3,5 : 5 делает судно маневренным в любых условиях. Ледокол «вползает» носовой частью на лед, разрушает его вертикальным усилием – силой тяжести, преодолевает сопротивление разрушенного льда, расширяет образовавшийся канал, «притаптывая» лед бортами. Эта цикличность движения практически незаметна, и продвижение ледокола во льдах прямолинейное. В случае, когда ледяной покров не поддается разрушению при непрерывном продвижении, ледокол разрушает его отдельными набегами, отходит назад и на большой скорости «вползает» на лед носовой частью, разрушает лед и снова отходит назад. Если все-таки ледокол застревает во льдах, то используют кренование – наклонение корпуса, для этого перекачивают воду попеременно между цистернами, специально предназначенными для этого, осуществляют откачку балластной воды, что дает ледоколу всплыть, речные ледоколы имеют вибрационное устройство, обеспечивающее колебательное движение корпуса, для большей эффективности. Так как ледокол изо льда освобождает себя сам.

В трудных ледовых условиях караван судов проводит несколько ледоколов, ледокол ведет проводимое судно на буксире вплотную за кормой. Корпус ледокола имеет большую прочность, чем у всех других судов, на переменной ватерлинии обшивка утолщена – это ледовой пояс. Судно также имеет высокую непотопляемость. Современные ледоколы оснащены машинными установками с электропередачей и нагребными винтами; двигатели – дизели и паровые или газовые турбины. В России был построен первый в мире атомный ледокол с неограниченной автономностью плавания. Энергетическая установка рассчитывается на смену режимов работы, частые остановки и имеет большую экономичность, позволяющую плавать без запасов топлива. Ледоколы имеют 2 или 3 гребных винта усиленной прочности, расположенных в кормовой части и нередко в носовой для повышения их ледопроходности. Дальнейшее развитие использования ледоколов эффективно и направлено на совершенствование их конструкции, улучшения ледоходкости, маневренности. Кроме ледоколов, существуют также ледокольно-транспортные суда, способные самостоятельно плавать в северных условиях.

Лифт

Лифт – транспортное средство для перемещения грузов и людей в вертикальном направлении. Это стационарный подъемник – кабина или платформа, движущаяся по направляющим, находящимся в шахте. Движение вертикальное прерывного действия. Основные характеристики лифтов – грузоподъемность, скорость, высота подъема. Основные требования – надежность, безопасность, плавность движения и торможения, точность остановки кабины. Основной подъемный механизм лифта – лебедка, она установлена в верхней или нижней части здания. Кабина размещена в шахте, проходящей через все здание. На стенах шахты укреплены направляющие тросы, по ним перемещаются роликовые башмаки, которые при движении кабины фиксируют ее вертикальное положение. Кабина и противовес подвешены для безопасности не менее чем на двух параллельно работающих канатах. Пружинные или балансирные подвески делают натяжение канатов равномерным. Устройства – клиновые ловители кабины – обеспечивают безопасную эксплуатацию лифта. Также ограничители скорости останавливают кабину, если скорость на 15% выше установленной. Ловители связаны с ограничителем скорости, тормозящим шкивом с канатом при ее повышении. При включении клинья поднимаются вверх, прижимаются к направляющим, при продолжающемся спуске кабины клинья его самозатягиваются, и это останавливает кабину. Основной тип привода лифтов – электрический на переменном токе. Двухскоростной электродвигатель с короткозамкнутым ротором обеспечивает точную установку кабины. В конструкциях со скоростью более 1 м/с применяют системы электропривода на постоянном или переменном токе, имеющие возможность регулирования скорости, в грузовых лифтах с монорельсом используют сервопривод. Лифт оборудован средствами автоматической защиты и блокировки, электрическими и механическими устройствами, обеспечивающими его безопасную работу. Управление электроприводом лифта осуществляется пускорегулирующей аппаратурой; управление бывает из кабины – внутренним, и с посадочной площадки – наружным или смешанным. Используют собирательное управление – оно регистрирует вызовы с этажей и команды из кабины и выполняет их последовательно при движении кабины вверх и вниз: осуществляет ее пуск, разгон, замедление и остановку, направление движения. Первые прототипы лифта появились в I в. до н. э. в Древнем Риме, в VI в. в Египте, в XIII в. во Франции, в XVII в. в Англии, в XVIII в. в России, в Царском Селе, в 1793 г. в Зимнем дворце в Петербурге. С развитием многоэтажного строительства в городах в середине XIX в. появились лифты с паровым, гидравлическим и электрическим приводом. В 1852 г. в США, в 1880 г. в Германии был построен первый лифт с электрическим приводом и реечным механизмом подъема. В начале ХХ в. распространились лифты с электроприводом и канатной тягой. Современные лифты различаются по назначению и скорости. Грузовые – общего назначения и специальные – и пассажирские – обычные или скоростные. Скорость движения может быть до 7 м/с и грузоподъемность достигать 3200 кг. Как правило, пассажирские лифты вмещают до 10 человек, но есть лифты вместимостью более 200 человек. И высота подъема различна – от нескольких метров до нескольких десятков метров. В зависимости от назначения, высоты подъема, расположения лебедок, конструкции зданий лифты имеют разные кинематические схемы. В высотных зданиях используются одновременно скоростной и обычный лифты. Скоростной доставляет пассажиров на определенный этаж, и с него на другие этажи – обычный лифт. Лифты оборудованы автоматическими дверями, световой сигнализацией, двухсторонней связью кабины с диспетчерским пультом. Здания с большим перемещением пассажиров оборудованы системами управления, организующими совместную работу нескольких лифтов и их высокую производительность. Типовые лифты – и грузовые, и пассажирские – обслуживают заводы, доменные печи, нефтепереработки. Дальнейшее использование лифтов эффективно при увеличении этажности зданий и направлено на улучшение конструкции и разработку серий унифицированных лифтов.