二十一世纪中小学生素质教育文库
交通运输
人类交通的历程
所谓交通,《辞海》中解释为“相互通 达”。实际上我们今天所说的“交通”,常 常与“运输”联系在一起,指人或物从一个 地方移到另一个地方的方式和手段,不过, “交通”更多地指人的因素,而“运输”则 主要是指货物的运送。
从交通所行经的地域来看,我们可以把
它划为陆路交通、水路交通与空中交通;从 交通本身的特点来看,则可以划分为公路交 通、铁路交通、河运、海运和航空等等。从 更长远的角度来说,航天也属于交通的范 畴。
现代的交通运输已成为一个国家经济
发展不可缺少的重要部门。但从人类原始的 “肩挑手提”、“以脚代步”的交通方式演 变为今天现代化的交通运输,却是经历了十 分漫长的历史过程的。交通对人类来说是如 此的重要,关系又是如此的密切,以致于我 们完全有理由认为,交通的发展与变革,是 人类文明的重要标志之一。
历史最久远的陆路交通
陆地是人类的基本栖息地。在那里,人 们生产、生活、交互往来、迁移走动,自古
如此。因此可以说,陆路交通的发展与人类
本身的发展几乎有着一样久远的历史。 在人类的最远古时期,除了一根木棍
外,没有任何器械可以凭借,双脚行走是当
时交通最基本的、也是唯一的手段,肩挑手 提、拖抬扛背是当时基本的运输方式。这种 纯粹人力的交通时代,持续了相当长的时 间,直到车马的出现才有所改观。
有人认为,世界上最早的车,大概出现
于 5500 年前,是由生活在西亚美索不达米 亚平原的苏美尔人发明的。发明车的过程, 可能是人们在推拉沉重的石块或其他重物 时,无意识地偶然发现石块或其他重物下的 圆木棍可以减少推拉重物时所使用的力 气。于是,在以后推拉重物时,用一些圆直 的木棒排到重物下的地面上,借助木头的滚 动,使重物的搬运变得轻松了许多。由于有 些东西不适宜直接在地上拖拉(如粮食 等),人类早期还可能采用过平板(即原始 的爬犁之类)拖拉东西。平板的采用可能比 圆木棍的使用来得更早。二者的结合,便是 车辆原理的原始应用。再到后来,圆直木棍 被固定在平板下转动的轮子所代替,最初的 车便这样发明了。但从直接拖拉,到平板拖 拉,再到圆直木棍的使用,再到真正的车的 发明,其间的每一次变化,都是人类交通运 输史上的大进步。
我国也是世界上最早使用车的国家之
一。相传我国造车开始于 5000 年前的黄帝 时代,并作为一种战争工具,与蚩尤大战于 涿鹿之野。从考古发掘的材料来看,不仅甲 骨文、金文、陶文中已出现有大量的“车” 字,而且还在殷商遗址中发现了一辆四匹马 驾的战车遗迹。文字是实物的反映,而从有 车发展到四匹马驾的战车,则需要相当长的 时间,因此,可以断定,我国在殷代以前就 早已有了车。
人们最初发明的车靠人力拖拉,车轮用
木头制成,很不坚固,再加上路面也很不平 坦,所以,车行并不顺利。但不管怎么说, 货物的搬运事实上因此方便了许多,效率也 成倍地增长。
动物的驯化是人类交通史上的一个里
程碑,人类交通从此告别了纯粹人力的时 代。最初,人们直接以牛、马等驮物、代步, 这可能是畜力的最早应用。后来,畜力逐渐 被用来拖拉车辆,牛车、马车便就此出现 了。
牛拉车最初由美索不达米亚平原传到 腓力斯、巴比伦、埃及等中近东诸国,后逐 渐传到希腊等其他地方。在传播的过程中, 车有了很大的改进。如车轮就是在传播过程 中由圆木板变为部分挖空的辐条式。马车也 很早就成了人们的一种重要的交通工具,在
世界上许多地方使用相当广泛。在二千多年
前,中东地区就已经有了辐式车轮的快速二 轮马车。不过,那时马车多用于战争中的物 资运输,是作一种兵器来使用的。
我国的陆路交通也有着颇为悠久的历
史。特别是在秦统一中国后,为了更好地实 现全国政治、经济和文化的统一,拆毁了战 国时期遗留下来的路障、城堑等,大力发展 车马驿道,形成了以咸阳为中心的全国性陆 路车马交通网。据说到唐代时,我国的陆路 交通干线已经达到了五万华里。
中古和近代是畜力车发展的繁荣时
期。我国历代皇帝乘坐的车辇以及在战争中 使用的战车之类,记载颇多。美国设有驿马 站,专供长距离运输之用。欧洲贵族的马 车,漂亮而奢华。为了使人们乘坐舒服,还 安装了弹簧式悬架和轴承之类。
进入 19 世纪后,汽车、火车制造技术 的日益完善及其在交通运输中的普及,终于 使曾辉煌一时的马车逐渐黯淡下去。人类从 此揭开了现代化“动力交通时代”的序幕。 而蒸汽机的发明和改良,则是其前奏。
1769 年,法国人尼古拉·古诺制造了世 界上第一辆完全靠蒸汽机带动前进的汽 车,然而这辆时速不到三英里的汽车在试车 之时,便人仰车翻,十分狼狈。尽管古诺的 汽车失败了,但却引发了一场交通技术革
命。在工业迅速发展,现有交通运输条件(主
要是人力和畜力交通)已远远不能满足现实 需要的情况下,许多国家都开始了对用蒸汽 机带动的车辆——汽车的研制。
1834 年,据说英国人已制造了 20 辆用
蒸汽机带动的汽车,其中汉考斯制造的九辆 蒸汽公共汽车,曾当作定期的班车使用。这 些公共汽车的时速在 20 公里左右。法国巴 黎则在这一年才开始使用蒸汽机汽车运 货。然而,英国的汽车制造、运输业的发展 因政府的干预就此停顿,而法国却在此后的 五十余年间制造了形形色色的蒸汽机汽 车,投入交通运输中。
由于以蒸汽机作为动力存在着许多缺
点。因此,许多科学工作者都绞尽脑汁,试 图制造出其它新的机器以代替蒸汽机。这个 研究实际上早在 1823 年就已开始。1862 年,法国人阿方瑟·贝奥·洛哈斯提出了四 冲程内燃机的设想。1867 年,德国工程师尼 古拉·奥古斯都·奥托首先制造出这种以煤 气为燃料的内燃机,成为现代内燃机的先 驱。1876 年,奥托终于制成了可供实用的四 冲程煤气内燃机。
1883 年,德国人戈特利布·戴姆勒制成 了汽油、煤油两用发动机,1885 年他把这种 发动机安装在自行车上,成为世界上第一辆 内燃机摩托车。1885 年 10 月,德国人卡
尔·本茨制造了第一辆以汽油发动机为动力
的三轮汽车,获得成功。1886 年戴姆勒又将 汽油机装在四轮马车上,在坎斯塔特走上道 路,成为世界上第一辆以汽油发动机为动力 的四轮汽车。本茨与戴姆勒的创造仅间隔几 个月,因此,他们同被誉为“现代汽车之 父”。
自此,汽车在全世界迅速发展起来。而
汽油发动机汽车因最为轻便、安全、实用, 更受人们的欢迎。进入 20 世纪后,法、德、 英、美都竞相建立汽车制造业,使汽车进入 了商业性经营阶段。发展到今天,无论汽车 的性能还是型制、规模,都有了根本的改 变。除污装置、电子控制等技术的应用,使 现代汽车显得更为清洁、安全。据统计,现 在世界上已有公路达 2200 万公里,各种汽 车四亿多辆。其中美国就有公路六百多万公 里,居世界第一位。
铁路的出现要比火车出现早得多。早在
16 世纪欧洲的矿山中,已出现用木轨平车运 煤。18 世纪时,英国人就在木轨表面贴上一 层铁皮,以提高效率。1789 年,英国人杰索 普最先使用铁轨铺路。但那时的铁轨路不是 供火车使用而是供畜拉的平车使用的。
1804 年,英国人特列维锡制成一台蒸汽 机车,第一次开上矿区铁道,但试跑的结果 却不理想。真正开辟火车铁路运输时代的,
是英国的设计工程师乔治·史蒂芬生。1825
年,他亲自驾驶着一台蒸汽机车“运动一 号”,拉着数节货车和数百名乘客,总载重 量约 90 吨,在铁路上迅跑,获得巨大成功。
1829 年 10 月,世界上第一条专供火车使用
的铁路——从利物浦到曼彻斯特的铁路建 成。1830 年,美国也修建了从巴尔的摩到俄 亥俄城之间的铁路,进行营运。
在蒸汽机车发明使用以来,世界的铁路
发展很快。从数量到质量,由少到多,由低 级到高级,走过了许多奋发改进的道路。铁 路铺轨也由“有缝线路”向“无缝线路”过 渡,轨道也由地面延伸到了地下(地铁)、 空中(高架铁路),等等。目前,世界各国 的铁路营业总里程计有一百三十多万公 里。其中美国有 32 万公里,居世界第一。 我国占第五位。
与此相应,机车的发展也十分迅速。从 运行速度上看,1830 年史蒂芬生的“火箭” 号机车的平均时速为 16 公里,最高时速也 只有 50 公里,到 1899 年,法国巴黎到马赛 的特别快车平均时速已达 67 公里。而目前 的高速铁路列车平均时速则达二百多公 里,最高时速可达 300 公里以上。而未来的 列车将朝着更加高速化发展。
蒸汽机车在过去的一百多年里,为铁路 运输时代的开创作出了重大贡献。但是,它
不仅需要不断地添煤加水,显得麻烦,更重
要的是,它那极低的效率,浪费了大量的能 源。因此,在电力机车和内燃机车出现后, 它就日渐走上了被淘汰的命运。
1835 年,美国的德凡伯在麻省展出了第
一台电力机车模型。1895 年,斯泼拉格和通 用电气公司用一台四轴四个发动机、总共
1440 马力、由架空线和集电弓供电的直流电
力机车,行驶于巴尔的摩到俄亥俄铁路的隧 道区,全长三英里,揭开了铁路电气化的序 幕。1920 年,美国制成 300 马力电传动调车 内燃机车,1925 年由新泽西中央铁路正式投 入使用。从此,在油源较充足的国家,内燃 机车都发展很快。
与蒸汽机车相比,电力机车和内燃机车
的优势是明显的。蒸汽机车的热效率仅占
6~7%,而内燃机车则达 19%,电力机车的 热效率更高达 27.6%。据日本的统计分析, 同是牵引 300 吨公里,蒸汽机车要花费 1011 日元;柴油机车只花费 423 日元;而电力机 车仅花费 422 日元。经济效益的差别显而易 见。因此,本世纪 50 年代后,世界各国都 加速了电力机车和内燃机车的发展。我国在 缺煤、缺水、坡度陡及运输繁忙地段的不少 铁路干线,已使用内燃机车和电力机车。
汽车、火车作为陆路交通的主要工具, 其现代化的发展正日新月异。高速公路、高
速铁路正在全球范围内兴起。人类正朝着高
速化、智能化的 21 世纪陆路交通大步迈进。
漫游水世界——水上交通
人类使用船舶作为水上交通工具,几乎 也同人类文明史一样悠久。
从远古的独木舟发展到现代化的运输
船舶,大体经历了舟筏时代、帆船时代和轮 船时代。这三个时代是按驱使船舶前进的动 力不同进行划分的,即:舟筏时代是以人力 通过桨、橹、竹篙等工具驱使船舶前进的; 帆船时代船舶的行进则主要依靠自然风力 对悬挂于船桅上的篷帆的吹送作用作为动 力;轮船时代的船舶,则是以机械力通过推 进装置驱使船舶前进。
然而,三个时代的划分并不是截然分明 的,有时还相互协同作用。如帆船在利用风 力的同时,少不了人力划桨来协助,特别是 在风力微弱的时候,人力甚至成为帆船行进 的主要动力;早期的轮船在使用机械动力的 同时,也常常挂起风帆借用风力,以加快船 舶行使的速度。
舟筏时代与帆船时代在水上交通史 中,无疑占有十分漫长的时期,但在水上交 通史上最具创造性的时代,当自轮船的出现 始。
轮船是指以机械为动力的船舶的通
称,因早期机动船以蒸汽机为动力,用明轮 为推进装置而得名。在螺旋桨推进器发明以 前,以蒸汽机作动力的船舶大多用桨轮作为 推进器。桨轮是一种装有许多桨片的巨大的 轮子,桨片有固定的和活动的两种形式。早 期轮船的桨轮都采用固定式桨片,一艘轮船 一般有两个桨轮,对称地装置在船的两舷, 两桨轮之间以轴相连,也有把桨轮装置在船 尾。由于桨轮上半部露出水面,所以桨轮又 称明轮,装有明轮的机动船称为明轮船,简 称轮船。当船上的蒸汽机带动桨轮转动时, 桨轮周缘的桨片就不断地向后拨水,使船舶 前进。后来,螺旋桨推进器取代了明轮推进 器,但出于习惯,“轮船”这一名称却一直 被沿用下来。
其实,以明轮作为船舶的推进装置,我 国古代早有发明和应用,只是驱动明轮转动 的不是蒸汽机而是人力。公元 552 年,梁朝 水军将领徐世谱就曾使用一种“水轮船”与 叛乱的侯景作战。唐德宗时的杭州知府李皋 受到农民脚踏龙骨水车的启发,制造了一种 桨轮船作战舰,在船舷左右各装一个浆轮, 用横轴相连,轴上装有踏板,启航时叫士兵 用力踩踏踏板,使船舷外的两个浆轮转动, 桨轮上的桨片,好像许多把桨,不断地拨 水,使船身前进。这件事在《旧唐书》卷 131
中有专门记载。桨轮船以轮代桨,成为一种
半机械化的先进船舶,这是船舶推进装置的 一大创新,比欧洲早了近 1000 年。虽然仍 使用人力,但却大大提高了推进效率。它与 以风力为动力的篷帆相比,有着许多优越之 处,它不受风力、风向的影响或影响很小, 在行船速度方面,也要比帆船快得多。
桨轮船到南宋初期得到进一步发展。公
元 113O 年,以洞庭湖为根据地的钟相、杨 幺起义军,在与宋朝官军的水战中,就制造 了大量的桨轮船作为战舰,称为“车船”。 这种车船的结构大致与李皋的桨轮船相 仿,但其桨轮数量不只是两个,而是按船只 大小不同而轮数不一,一般有 11 个桨轮, 大型车船的桨轮有 24 个之多,而且船尾还 装有尾轮。此外,桨轮外面都装有护轮板, 使桨轮隐蔽其间,以防敌人袭击和撞毁。每 个桨轮上安装八个桨片,轮与轴连,轴上装 踏脚板,轴转轮也转,“以轮激水,其行如 飞。”杨幺起义失败后,南宋朝廷也开始制 造车船,规模更大,种类也更多。小型车船 可容数十人,大型车船则可容 700~800 人 之多。并按船体的大小而定车(桨)轮数, 有 2 车、4 车、5 车、8 车以及 23 车、24 车 等。这种车船成为当时南宋水军的先进战 舰。宋将曾以此舰在采石矶击败了企图渡江 南犯的金兵。
以车船作为战舰,沿用了相当长的时
期。元末明初,陈友谅同朱无璋在鄱阳湖中 决战时,陈友谅水军使用的也是车船。及至 清朝道光年间爆发的鸦片战争中,中国方面 也曾使用车船抗击英舰的进犯,英国的侵略 军当时还以为是中国人看见其明轮战舰后 仿制的,却不知中国人早在一千多年前就已 经发明使用了。只是中国的人力桨轮船尽管 比帆船大有进步,最终还是敌不过英人的以 蒸汽机驱动桨轮的战舰。据英国著名科技史 专家李约瑟博士分析,中国在中世纪时期制 造的桨轮船估计已达到 50 马力,航速平均
3.5~4.0 海里/小时。
在国外,自 18 世纪中叶蒸汽机发明后, 许多人都试图把蒸汽机作为动力用于船舶 的行驶,以代替原始的风帆,并进行了大量 的探索。
有比较可靠记载的是法国人乔弗莱,他 于 1783 年 7 月制成了世界上最早的近代明 轮,“波罗斯卡非”号,以两个直径为五米 的巨大桨轮作为推进器。然而就在轮船于索 思河上试航 15 分钟后,蒸汽锅炉发生了爆 炸。这艘世界上最早问世的明轮船以失败告
终。
1802 年,对蒸汽机很有研究的英国机械 工程师薛明敦,在一个名叫邓达斯的人的资 助下,制成了一艘蒸汽明轮船,该船的桨轮
装在船尾,以一台 10 马力的单缸蒸汽机驱
动。并在苏格兰格拉斯哥附近的一条运河上 试航成功,这是世界上第一艘试航成功的蒸 汽机轮船。然而因运河公司怕轮船激起的水 浪损坏两侧堤岸,这艘船没能投入运营。
世界上第一艘用于实际运输的轮船是
美国人富尔顿制造成功的。他于 1793 年开 始致力于蒸汽轮船的研究,并观看过薛明敦 的蒸汽轮船试航,得到不少启发。1807 年他 在詹姆士·瓦特的支持下,终于在美国制造 成功“克莱蒙特”号蒸汽轮船,该船长 45.72 米,宽为 9.14 米,排水量为 100 吨,两个 直径 4.6 米的巨大桨轮装在船舷两侧,船中 央安装着当时最先进的船用蒸汽机。8 月 18 日,“克莱蒙特”号在纽约附近的哈得逊河 上进行试航,以时速 6.4 公里的速度平稳地 在哈得逊河上逆流而上,到达纽约州首府奥 尔巴尼后再调头顺流而下,回到纽约,往返 航程 91.4 公里,试航获得圆满成功。
后来富尔顿把“克莱蒙特”号投放到哈 得逊河上进行实际运营,开辟了从纽约到奥 尔巴尼的定期航班,载客运货,为社会服 务。从此,轮船作为一种新的运输工具写进 了世界交通史。富尔顿则被后人尊为轮船的 发明人,载入史册。其实,他只能算是蒸汽 轮船的改进者而不是发明人,但以轮船运 输,却是由他开创的。
内燃机的发明,为轮船的航行提供新的
了更为先进有效的动力。这触发了一场轮船 制造技术的革命。从此,轮船的制造技术越 来越高,航运能力越来越强,规模越来越 大。与现代舰船相比,早期的轮船无论从排 水量、运载量、航速、续航能力还是船舶本 身的装备看,都显得十分简陋。但正是这些 早期的蒸汽轮船及其制造者们,揭开了人类 航运交通史的新篇章。
自由地飞翔——空中交通
航空作为一种较新型的交通方式,应该 说是在本世纪初才出现的。飞机的首次试飞 成功是一个重要标志。但人类像鸟一样翱翔 于天空的梦想,却萌发于相当久远的时代, 先人们为此还作了大量的试验。据说,四千 多年前的大舜曾手持两个斗笠,从着了火的 谷仓顶上跳下,幸免于死,这大概可算是最 早的“空降”试验。春秋时期鲁国的巧匠公 输班曾研制出能飞的木鸟,“盘旋九日而不 下”,是研究航空模型的最早尝试。西汉王 莽年间,有人“取大鸟翮为两翼,头与身皆 着毛,通环引纽,飞行百步堕”,这是最早 的人力飞行试验。
在模仿鸟的动作上天尝试屡遭失败 后,人们便从仿鸟转向仿烟雾的升空方法。
《淮南万毕术》载:“艾火令鸡子飞。注:
取鸡子去其汁,燃艾火内空卵中,疾风因举 之飞”。这是热气球升空原理的最早叙述。 五代时,莘七娘入闽作战,以松脂灯升空为 军事信号,这可以说是热气球在实际生活中 的最早应用。
1783 年 6 月,法国的蒙特戈菲尔兄弟从
炊烟升腾中得到启示,用布和纸制造了一个 直径 11 米的大球,内中装烟气,然后将其 封闭,大气球竟升到了 1800 米的高空,可 说是最早创造的上天飞行器。同年 8 月,夏 尔在巴黎试飞一只直径为四米的氢气球。10 月,法国人路德泽尔乘蒙特戈菲尔的热气球 升空,持续四分钟之久,这是人类第一次飞 上天空。不久,人们开始乘坐装满氢气的大 气囊上天。1785 年 1 月,布朗夏尔同美国人 杰弗利斯博士同乘一只氢气球,从英国起 飞,利用天空中的气流,横渡英吉利海峡到 达法国。然而这时的气球全凭风力摆布,人 类还不能按照自己的意志决定活动的方 向。想降落时,减少囊中的氢气是唯一的选 择。
1852 年,法国人亨利制造了一条长 44 米的飞艇,艇上安装有三马力的蒸汽机,带 动螺旋桨推进器推动飞艇前进,飞艇在试飞 中获得成功,时速为 10 公里。从飞艇活动 开始,飞行受人的意志控制,是人类航空试
验的一个大进步。
1900 年,德国人齐伯林用轻金属为骨 架,制造了一架长 130 米的大型硬式飞艇 LZ
—1,仍以氢气为升空浮力,于 7 月 2 日试
飞成功。除驾驶员外,飞艇还携带了五名乘 客。
气球和飞艇体积庞大,不仅行动笨拙,
受气候影响大,而且,充满囊中的氢气,极 容易引起爆炸。为了避免这些危险,人类开 始寻找一种更为安全、实用的上天方法。
1903 年 12 月 17 日,美国俄亥俄州的威
尔伯·莱特和奥维尔·莱特兄弟俩研制的、 以 12 马力功率内燃机为动力的双翼机“飞 行者号”,在大西洋边的比卡罗里纳州基蒂 霍的沙丘上作试飞,这是人类在可操纵的重 于空气的、有动力的活塞飞机上所作的第一 次持续成功的飞行。尽管升空飞行仅持续了
59 秒,但却宣告了一个新时代的到来。在喷 气式飞机出现之前,“飞行者号”的飞行原 理一直被沿用,其双机翼的造型成了 20 世 纪前 30 年飞机的典型特征。
第一次世界大战是飞机成长的一个重 要时期。飞机第一次在战场上投入使用,飞 机的性能也在战争中得到很大发展。战争初 期,飞机时速一般约 60 公里,到战争结束 时,战斗机的时速已达 240 公里。
随着飞机航速的不断变快,双翼机使得
空气对机体的阻力剧增,双翼反成为一大缺
点。于是以铝合金制成的单翼逐渐开始替代 以木头和金属骨架覆以布和合成板构成的 双翼,这是飞机制造史上的一大变化。
一战的结束,使大量的军用飞机和飞行
员转入民用航行,飞机逐渐被广泛地用作交 通工具。从某种意义上说,航空作为一种普 遍意义上的交通方式,应该是从这时才开始 的。
本世纪 30 年代,是飞机实现现代化的
重要时期。在这段时期里,单翼机对双翼机 的替代取得了决定性的胜利;莱特兄弟螺旋 桨式飞机臻于完善;一系列先进的技术,如 可收藏式起落架、增加升降时机翼升力的襟 翼和缝翼装置等开始采用;30 年代末 40 年 代初,喷气式飞机和直升飞机开始出现?? 世界各国特别是主要航空国家的航空技术 水平也迅速发展。
世界上第一架喷气式飞机诞生于 1939 年 8 月二战前夕的德国。1941 年,英国一架 格洛斯特 E28/39 型喷气式飞机也飞行成 功。这种飞机的发动机是弗兰克·惠特制造 的,他至今被人尊称为“喷气发动机之父”。 喷气式飞机的出现是飞机制造史上的一次 重大革新与进步。一方面,喷气式飞机克服 了螺旋桨式飞机所无法克服的“音障”问 题,使飞机的超音速航行成为可能,极大地
提高了飞机的飞行速度与效率;另一方面,
喷气式飞机减少了螺旋桨式飞机的许多负 荷,轻而有力,由此产生了过去不可想象的 巨型飞机,飞机的运输能力大大提高。喷气 式飞机的这些明显的优势引起了世界各国 的关注。第二次世界大战以后,世界各国的 飞机制造都纷纷采用喷气式技术,出现了一 场航空领域的“喷气式革命”。以此为契机, 世界航空运输业迅速地发展起来。
英国人德·哈维兰在二战期间设计的
“彗星”号飞机是世界上最早的喷气式客 机。这种飞机于 1952 年开始投入实际运营, 后因连续发生两次爆炸而停止使用。1954 年夏天,美国波音公司制造的 707 型客机, 运载一百多名乘客在大西洋上作不着陆飞 行,横越太平洋时,中间也只着陆一次。1958 年 10 月,波音 707 飞机正式投入到横越大 西洋的航线上使用,受到人们的欢迎。波音 公司从此登上了世界客机制造业的王座,至 今它仍是世界上技术最先进的飞机制造企 业之一。其最新研制的波音 777 型飞机以其 独特的设计、先进的性能被认为是为 21 世
界制造的未来型飞机。 在世界航空技术突飞猛进的时候,处于
半殖民地半封建社会的中国的飞机研制工 作却进展缓慢。1910 年,旅美华侨冯如在美 国制造的一架双翼机是中国人制造的第一
架飞机。1918 年,北洋政府海军部在福州马
尾海军船政局设立的海军飞机工程处(后改 为海军制造飞机处)是我国历史上第一个正 规的飞机制造厂,前后 20 年共设计制造水 陆飞机 17 架,仿制 16 架。1929 年,“中国 航空公司”成立,标志着中国航空运输业的 开始。
建国四十多年来,我国飞机制造从小到
大,从修到造,从仿制到自制不断地发展起 来。我国自行研制的多功能、超轻型“蜜 蜂”、“蜻蜒”型飞机已开始出口他国。为 了加强国内、外联系和交往,我国还不断开 辟新航线、延伸旧航线,增加航行班次,加 大航行运输量,航空运输发展得极快。目 前,我国已开通国内国际航线二百多条,与 世界各大洲及主要国家都有航空联系,四通 八达的航空运输网络初步形成。
飞机的发明与应用,使人类摆脱了水陆 交通的局限。实现了遨游天空的梦想。发展 至今,已成为构成人类水陆空立体交通的重 要工具。特别是在小宗、急件、快速、长距 离的客、货运输中,航空运输可谓风流占 尽。
21 世纪飞机的发展,主要在于电子控制 技术的普及、紧急情况的自动化处理及地面 指挥、导航技术等方面的突破。至于航天飞 机、太空飞船等新的交通形式,无疑是未来
发展的必然趋向。
人类交通的大发展
进入 20 世纪以来,世界交通运输技术 的发展,可谓是日新月异,其变革的速度之 快,也是前所未有的。那么,到 21 世纪, 世界的交通将怎样发展呢?我们认为,绿色
(无污染或低污染)化、高速化、智能化以
及舒适、便捷是 21 世纪交通发展的基本趋 势。
自行车的命运
自行车自 1839 年问世以来,至今已走 过了一个半世纪的历程。发展至今,全世界 自行车年产量已达一亿多辆,其中亚洲占 70
%,而我国自行车产量就占了世界总产量的
近一半,目前我国平均每三人就拥有一辆自 行车,不愧是自行车王国。
纵观当今自行车的世界潮流,山地车/ 全地形车已成为世界自行车的主流。该车自
80 年代问世于美国的海岸,现已遍及欧洲、 日本、澳洲和广大第三世界国家。目前,山 地车/全地形车及其派生车款式多达上百 种,已占世界市场的 50~60%以上。
进入 90 年代,随着人民生活水平和现 代化技术的不断提高,自行车的品种日新月 异,性能不断提高,山地车的档次和品种也
在不断增加,为使山地车在越野骑行中更为
舒适、安全,国际市场上正兴起一种带避震 装置的山地车。
为了达到车体自重轻的优势,许多厂家
已不仅把铝合金用于车把、链轮曲柄、前后 轴壳、闸、车圈、脚蹬等零部件,而且扩大 应用于车架、前叉;甚至用钛合金和碳纤维 制造车圈和车架,从而保证了强度,减轻了 重量。最近,日本、美国及台湾的一些自行 车厂商采用碳纤维制造的自行车,重量仅
1.6~2.4 公斤,令人赞叹。
为了达到骑行轻便的目的,变速自行车 的变速比不断增多,由原来的五速、10 速发 展到 18 速、21 速,不少车已发展到 24 速, 而且车把也集变速、制动、导向于一体,使 调速时,手不必离开闸把,从而保证导向和 制动不受影响,以确保安全。达到骑行轻便 的另一途径是利用发动机助动。近年来在我 国部分城市,助动自行车发展较快,上海、 杭州、青岛等城市的一些助动自行车厂先后 生产了几十万辆助动自行车。这些助动自行 车最高车速多在 25 公里/小时左右,油耗在
1.5 升/百公里以内,质量好、性能稳定,深 受消费者欢迎。
美观大方也已成为 90 年代自行车发展 的重要标志。自行车除五颜六色的漆膜涂饰 外,包塑产品也有了新的发展。此外,产品
规格越来越齐全。如 MTB 山地车,最小的 16
英寸,最大的 26 英寸。车架也各种各样, 有菱形的也有非菱形的;有前避震的、后避 震的,也有前后混合避震的。各厂家都以新 的款式和表面装饰来赢得消费者的青睐,以 提高在市场上的竞争力。
然而,随着汽车工业的发展,汽车进入
家庭已成为不可逆转的趋势。特别是在欧、 美发达国家,家庭汽车已成为现实,而到 21 世纪,汽车也将走进发展中国家的家庭。那 么,自行车是否就将从此退出历史舞台,被 推进 21 世纪的博物馆呢?我们认为情况恰 恰相反,这种便捷、无污染(助动车除外) 的交通工具,即使在汽车大发展的 21 世纪, 仍有其广阔的市场。
自行车之所以不会被汽车挤下历史舞
台,是因为它与汽车相比,存在着许多优 势。
一是便捷。骑自行车不受时间影响,受 空间、地域的限制也很小,不像公共电汽车 那样受发车时间、间隔、行车路线的制约。 在交通拥挤使汽车举步维艰的城市,体积 小、重量轻、灵活方便的自行车却可以“见 缝插针”、游刃有余。
二是便宜。自行车的价格与汽车相比, 仅只有其几十分之一甚至几百、上千分之 一,这个价格比的悬殊,是相当具有魅力
的。特别是像我国这样的发展中国家,时下
买得起汽车的人甚少,能玩得起摩托的也不 是太多,而买一辆自行车仅需三四百元,即 使是漂亮时髦的山地车、变速车,也仅需七 八百元左右,一般的工薪阶层都能承受得 起,还省去了挤公共汽车的许多麻烦。
三是骑车有益健康。骑车是一种极好的
锻炼身体的体育运动,男女皆宜,老少受 益。即使在城市交通现代化程度很高、私人 汽车十分普遍的发达国家,自行车仍然颇受 欢迎。例如作为世界汽车大国之一的德国,
1993 年自行车销售竟达 55.5 万辆之多,目
前拥有自行车 6000 万辆。 四是体积小,便于存放。对于家庭来
说,小巧的自行车不象私人汽车那样,还得
建造专门的停车库或停车场,只要你认为安 全的地方,就地安置即可,甚至可以置放于 家居室内,省下了许多的空间。
五是无污染公害。以燃烧柴油、汽油为 动力的汽车,产生的噪声、污染气体已成为 当今城市环境的一大公害,而作为一种重要 的绿色交通工具,自行车在这方面却显出了 其独特的优势。有人认为,在新的无污染交 通工具——电动车问世和普及以前,自行车 依然有着广阔的市场和发展前景,至少在百 年之内不会被淘汰。
除以上五个优点外,自行车还因主要依
靠人力驱动,无需燃烧燃料(助动车除外),
因此日益迫近的能源危机对它也不构成威 胁。鉴于上述这些优点,我们可以认为,自 行车是短距离交通的最佳选择。由于它具有 便捷、便宜、健身等其他车辆不具备的特 点,即使在电动车普及的时代,自行车仍将 具有广阔的市场。
21 世纪,自行车仍将魅力无穷,前景光
明。
汽车有了新能源
安全、舒适的生活始终是人类追求的目 标;洁净、优美的环境,则是生活舒适与安 全所不可缺少的条件之一。
然而,众所周知,汽车是依靠燃烧汽油
或柴油来产生行进动力的。汽车在燃烧燃料 时又产生了大量的废气排入大气环境中,这 使得它在造福人类的同时,又成为一种大气 环境的污染源。长期以来,人们却对于汽车 排气是否对大气环境造成危害不曾介意。直 到 1943 年,美国洛杉矶地区突然出现一种 严重危害植物、使人眼和咽喉刺疼、使受力 橡胶件产生断裂的奇怪烟雾,而且逐年加 重,这才引起美国社会舆论及政府的重视。 经过 15 年的研究,才发现这种含有大量臭
氧(O3)的光化学烟雾,正是由于当地 250
万辆汽车所排放的 1000 吨碳氢化合物、400
吨氮氧化合物汇集于洛杉矶这样一个经常 呈现静风、逆温的狭谷地带上空,经强烈阳 光照射而形成的二次污染物。这一结论的证 实,首次向世人揭示了汽车排气对大气污染 危害的严重性。
汽车排放的污染物因其所使用的燃料
不同而有差异。汽油车排放的主要有一氧化 碳、碳氢化合物、氮氧化物、二氧化碳和颗 粒微尘。此外,还有少量的二氧化硫、醛类、 三四苯芊芘等。柴油车排放的污染物与汽油 车类似,但由于柴油车的燃烧过程与汽油车 截然不同,其排放污染物的情况也有所不 同。柴油车颗粒物排放量是汽油车的 50 倍, 但其二氧化碳、碳氢化合物的排放量却大大 低于汽油车。
由于汽车越来越多,汽车污染也呈现越 来越严重的趋势。根据对全球汽车保有量、 排放量的统计:1990 年全球汽车保有量为六 亿多辆,预计到 2000 年将达到 8 亿多辆; 全球汽车的大气污染物排放量,也将由 1990 年的四十多亿吨增加到 2000 年的五十多亿 吨。我国汽车保有量与发达国家相比尽管显 得非常小,但到 2000 年预计也将达到 1500 万辆。我国的汽车主要集中在城市,而且汽 车的单车排放量大,加上一些大城市道路建 设缓慢,汽车运行速度低,堵车现象严重,
使交通干线上汽车排放的污染物浓度常年
都很高,污染严重。 世界上针对汽车排放污染物的严重局
面,采取了一些综合性控制措施。如改进装
置,控制污染物排放;采取废气净化技术 等。然而,这些措施仍不可能根本杜绝汽车 废气的污染,而发展中国家由于经济实力所 限,还没有能力和余力致力于排污控制与净 化问题的研究。这表明,燃料汽车面对追求 洁净、舒适、安全环境的 21 世纪,将是一 种危机,寻找一种安全、无污染的能源代替 柴油、汽油作为汽车的动力,是今后研究的 基本方向。
另一方面,经过一百多年的挖掘,油井
已呈现日渐枯竭的迹象。尽管至今仍有不少 新的油田被发现,然而油气的总体储量总是 有限的,而人类用于汽车和机器的油料消耗 却是一个无底洞,而且需求量越来越大。
1980 年,全球石油钻探业者共找到新油源
150 亿桶,世界各国同年耗用旧有油源就达
100 亿桶。而一些发达国家无节制地用油, 也加重了问题的严重性。今天,世界石油总 产量的 1/3 为美国所耗用。据估计,美国一 年所耗用的石油,大自然需要用 1500 万年 去创造。而全球的石油在未来的不到 100 年 的时间内将最终枯竭。如果能源仅指石油而 言,那么能源危机已是一个不争的事实。
面对这种局面,21 世纪的汽车将如何发
展?这是一个值得思考的问题。寻找一种新 的、无污染的能源作为汽车的动力将是今后 必要而且必须面对的研究课题。
为了解决汽车燃料的危机,各国的科学
家进行了许多有益的探索,以寻求新的出 路。美国的一些未来学家曾预测“酒精汽 油”是我们解决未来汽油短缺问题的答案。 卡特总统在宣布对苏联实施谷物禁运后,就 曾以生产“酒精汽油”作为解决国内玉米滞 销问题的办法。然而所谓的“酒精汽油”事 实上是一个“跳向灾难的跳板”,决不是长 久之计。就美国而言,要生产一加仑乙醇酒 精,就要其农民耗用 2.3 加仑的汽油,何况 “酒精汽油”仍无法解决污染问题,反而在 生产“酒精汽油”的过程中将排出更多的污 染气体。有人提出利用压缩天然气作为未来 汽车的新能源,然而世界的天然气蕴藏量也 毕竟有限,仅够我们挨过二十余年。
就目前来看,讨论的较为成熟的方法是 利用太阳能和电来驱动汽车。太阳能和电力 用来驱动汽车,不仅是一种零污染的能源, 而且取之不竭、用之不尽。利用太阳能驱动 汽车实际上是利用特殊材料把太阳能转换 成电能来驱动汽车,运行中不产生任何污 染。电能可来源于水力发电站,也可来源于 核电厂和火电厂。核电厂只要运营得当,污
染甚微;火电厂尽管污染较大,但其所生产
的电力在未来的电力结构中仅占极小的比 例,因此,电能总体来说是一种相当洁净的 能源。
无疑,太阳能和电能尽管是两种洁净、
永恒的能源,但用它们来驱动汽车,目前仍 存在着许多技术上的问题。例如,如何更充 分地利用太阳能?如何提高电动车的速 度?如何延长蓄电池的续航时间?等等。尽 管存在这许多问题,但随着科技的进步,这 些问题正在逐步得到解决。一俟这些问题得 以解决,汽车电动化和太阳能化的时代就将 到来。
我们深信,电汽化时代即将在 21 世纪
出现。到那时,燃料汽车将作为“上个世纪 的遗迹”送进历史博物馆,而光化学烟雾也 将彻底从地球上消逝。
迎来高速公路时代
公路交通的出现尽管只有一百多年的 历史,却取得了突飞猛进的发展,成为人们 使用最广泛、接触最频繁的一种运输方式。 汽车的出现与普及,深刻地改变了人们的生 活方式,美国就被称为“汽车轮子上的社 会”。
与铁路交通相比,公路交通在造价上占
有明显优势。此外,公路运输还具有机动灵
活、能实现从门到门运输等铁路、航海、航 空等所不可企及的优势。且能通达穷乡僻 壤、没有航运、不通铁路的地方;它不受航 班或班次的限制,且能快速直达,符合现代 社会快节奏、高效率的需求,是空间和时间 利用上自由度最大的一种运输方式。因而公 路汽车运输以它特有的魅力赢得了世人的 青眯。
然而,早期的公路交通运输因路况、管
理等问题,运营速度很慢,在长距离的运输 中处于明显劣势。进入本世纪以后,随着高 速公路的出现,公路交通的劣势地位有了很 大的改变。高速公路运输的速度已不亚于甚 至超过了铁路。
随着经济的发展,各主要工业国家纷纷
投放巨资修建公路,特别是技术等级高的高 速公路,使其公路既成为交通的毛细血管, 又成为运输的大动脉。例如,美国有公路 620 万公里,其中干线公路约 57 万公里,高速 公路 7.2 万公里。稠密的公路网是实现面上 运输的毛细血管,而干线运输特别是高速公 路,是通行能力大的公路网的骨架或主干 线,它与铁路和水运主航道一样,能起到运 输大通道的作用。
由于高速公路具有质量高、运输速度快 等优点,日益得到世界各国的关注。预计到
21 世亿,高速公路将成为公路运输的主要承
担者和最繁忙的交通线路之一。 然而,高速公路的普及也不能完全解决 交通问题。随着汽车的日益普遍和家庭化,
交通拥挤、安全事故等成了世界性的令人头
疼的问题。据统计,美国公路上,合计每行 驶一亿英里就有一名司机死于交通事故,其 中 90%的事故是由于驾驶失误造成的。通过 修建新的高速公路来解决日益增多的交通 问题并非总能奏效,因为这需要占用大面积
的可耕地,甚至居民密集区的土地。
那么,怎么解决 21 世纪因车辆的增多 而不可避免的交通拥挤问题呢?一些专家 认为,较好的办法是设法增加现有高速公路 的通行车辆密度,建造自动化高速公路系 统,研制和发展由计算机驾驶的汽车,使汽 车能快速、安全又畅通无阻地行使在原已十 分拥挤的公路上。
到 2050 年,在自动化高速公路上,所 有车辆将一起以 100 公里/小时的速度成阵 列式前进。在美国,也许 2020 年首批这种 公路将投入运行。在自动化高速公路上行驶 的汽车均带有用于监测交通情况的传感 器,装在汽车内的计算机可以控制汽车的启 动、速度、方向和刹车。前后车辆可以通过 无线电互相交换信息,使车与车之间维持最 佳间距。公路上也装有计算机,用于监探公
路整体行驶状况,它们根据各辆车行驶的目
的地,安排各自进入相应的车道。当某辆车 需要离开正行驶的道路时,计算机会合理进 行调度,使该车安全驶入出口。
阵列式行驶的自动化高速公路将大大
增加每条公路上的车流量。据专家估计,在 未来的自动化高速公路上,每条单行车道每 小时至少可以通过 6000 辆机动车,是目前 高速公路单行道上车流量的三倍。而且,用 计算机驾驶汽车,行车平稳且功效高,不仅 大大降低了事故率,也大大减少了耗油量, 废气的排放量也因此相应减少。
近年来,美国的一些专家和学者对自动
化高速公路系统和无人驾驶汽车的关键技 术展开了研究并进行了一系列实验,取得了 不少令人欣喜的成果。
加利福尼亚大学运输学院的张卫彬研 究的自动驾驶系统是沿公路设置磁性标 志,使带有对应装置的汽车能感应它们。这 个以磁铁的两极作为二进制码的系统能将 公路上的情况及时传递给汽车上的计算 机。这些信息包括:汽车前方的物体、到下 一个拐弯处的距离、道路的坡度等等。如果 某些标志有损坏或汽车某刻没有收到信 号,汽车片刻后仍会收到再次重复播出的信 息。汽车上的计算机会根据收到的信息并结 合当时的天气资料迅速将汽车调整到最佳
安全行使速度。在实验条件下,整个系统运
行良好,但因在一些方面如磁场干扰等还存 在许多需解决的问题,离正式启用还要假以 时日。
由计算机来控制汽车速度较为困难。它
需要研制一种性能优良的传感器,必须能精 确测定与前面汽车的距离与逼近速度,并能 在各种情况下准确无误地工作,而且造价还 要低。里士满的史蒂夫·什莱多弗和他领导 的实验小组所研制的小型雷达,已能在与前 方车辆相距几米的情况下正常工作。1994 年他们在一条分隔开的道路上成功展示了 由计算机控制的阵列式行车试验。参加试验 的四部车都由自己车上的计算机控制油 门,以此产生必要的加速和减速。
但用计算机还不能操纵刹车,还得由驾
驶员驾驶。只有在自动刹车系统的安全可靠 性得到完全确认后,研究人员才能放心地让 计算机完全控制汽车。
在阵列式行驶中,车上的计算机通过无 线电保持相互联系。最前面的车出现情况 时,紧跟其后的各辆汽车均能及时作出反 应,并进行调整,而不是只有当自己前面的 那辆车发生情况时才作出反应。研究者一直 在改进计算程序,以使任何外界干扰均不会 被传递或放大,而是在阵列车中渐渐消失。 然而,无论自动驾驶系统的设计如何完
善,在阵列式高速行驶时完全无碰撞也是不
可能的。虽然碰撞不可避免,但未来的计算 机内存储的程序仍可及时作出安全调整。突 然情况发生时,计算机系统可以将这种强烈 冲击化解为一连串微碰撞,从而避免使头辆 车承受猛然的正面冲击。
科学家们所取得的研究成果使 21 世纪
的自动化高速公路出现了曙光。诚然,自动 化高速公路的建成还需解决诸多问题,如经 费、技术的完善、责任等,但曙光既露,高 速公路自动化的到来也将不很遥远了。
陆上交通宠儿——高速铁路
自 1825 年英国建成世界上第一条铁 路,使陆上运输进入“铁路时代”以来,铁 路就强有力地推动了 19 世纪资本主义工业 化的发展。如果说在 20 世纪里,高速公路 和航空运输的迅猛发展使西方发达国家的 传统铁路客货运输业相形见绌、衰败不堪的 话,专家们预言,在 21 世纪,铁路运输将 随着“高速铁路”的兴起而重展雄风,世界 将近入“高速铁路时代”。
何为高速铁路?目前,人们把行车时速 在 200 公里以上的铁路称为高速铁路。在运 行中,列车的速度涉及到机车车辆、线路桥 梁、通信信号、运输组织管理等各个环节,
也就是说,列车速度是机、车、工、电、辆
五大系统技术水平先进性的反映。因此,高 速铁路的技术是新型牵引机车、高性能轻型 车辆(车厢)、高速线路结构、运行自动控 制和行车严密组织等一系列新技术的成 果。
世界上第一条高速铁路是花了五年时
间、于 1964 年 10 月 1 日建成通车的日本东 海道新干线(从东京到大阪),运行时速为
210 公里,比以前的特快列车运行时间缩短
了一半。现在时速又提高到了 270 公里,从 东京到大阪同 30 年前的特快列车运行时间 相比较,差不多缩短了 2/3。如今这条日本 太平洋沿岸的大动脉新干线又增加了山 阳、东北和上越等线路,构成了高速铁路干 线网。平均每天运送旅客达 75 万人次。东 海道高速列车新干线总长度已达 1835 公 里,1993 年全年共运送旅客 2.76 亿人次。 客运时间的缩短节约了日本国民大量时 间,创造了良好的经济效益。
1995 年启用的日本新铺设的东京到新 泻的新干线,设计时速为 350 公里,是当今 世界上最快的列车之一。据报道,日本将修 建五条高速铁路新干线,一旦建成,从北海 道的札晃到九洲的鹿儿岛,将形成一个日本 列岛的高速铁路网络。
日本高速铁路的建成和通车所产生的
巨大经济效益,使各国政府和公众对这种速
度快、舒适度高、经济便利的新型交通方式 刮目相看。继日本之后,许多国家都竞相发 展高速铁路,使高速铁路不仅成为发达国家 的时尚,也成为发展中国家实现交通运输现 代化的必然选择和趋势。
法国于 1967 年开始提高列车运行速
度,到 1980 年,时速 200 公里以上的线路 已达 900 公里;1983 年,全长 427 公里,时 速达 270 公里的东南线全线开通;1985 年开 始兴建的大西洋高速铁路干线(从巴黎到波 尔多)于 1989 年通车运营,时速达 300 公 里;1993 年 8 月,巴黎到里尔的北方干线通 车,时速可达 320 公里。上述三条高速铁路 的开通运营,大大减少了高速公路的堵塞现 象。法国政府还准备大力发展高速铁路运 输,到 2015 年,法国将形成联系全国的高 速铁路网络,总长将达 4000 公里。
耗资 167 亿美元的英吉利海峡隧道于
1993 年 6 月建成,1994 年 5 月正式通车。 乘高速火车通过这条长达 50 公里的海峡仅 需 30 分钟,从巴黎到伦敦只需三个多小时, 从此,高速火车往返于伦敦——巴黎——布 鲁塞尔之间。目前,法国、比利时、荷兰和 德国正在联合修建巴黎——布鲁塞尔—— 阿姆斯特丹——科隆——法兰克福之间的
高速铁路。
德国把发展高速铁路作为实现铁路现
代化的根本途径。第一条高速铁路(汉堡—
—法兰克福——斯图加特—慕尼黑)已于
1991 启用。第二条高速铁路从汉堡至不来梅 经维尔茨堡和纽伦堡到慕尼黑,于 1992 年 5 月建成通车,时速为 250 公里,在经过原有 铁路部分时,时速维持在 200 公里。德国和 日本的高速列车载客量比法国大,但是速度 低于法国。
意大利的高速铁路开通于 1988 年,行
驶于罗马到佛罗伦萨之间,时速 300 公里。 英国和西班牙也已经有了自己的高速 铁路。比利时、荷兰、瑞士、葡萄牙、奥地 利和挪威已着手修建高速铁路。俄罗斯、波 兰和捷克也制定了高速铁路计划。欧洲联盟 已制定出欧洲高速铁路网发展大纲,并拟投 资 760 亿美元,在 2010 年到 2020 年建成四 通八达的西欧高速铁路网络,并与计划中的 波兰到圣彼得堡和莫斯科的独联体高速铁
路网相衔接。 在美洲地区,美国、加拿大和巴西也都
在积极规划高速铁路的建设事宜。美国国会 于 1991 年通过新运输法案,把高速铁路列 为优先建设项目,并有 12 个州计划集资建 设高速铁路。目前,美国已建成了东北走廊 的高速铁路线,列车运行时速 201 公里。但 到本世纪末,美国预计至少将拥有 3000 公
里高速铁路。
在亚澳地区,除日本外,目前第一个大 规模的高速铁路项目是韩国的汉城——釜 山线,全程 400 公里,已于 1992 年 6 月动 工,计划在六年内建成。澳大利亚、马来西 亚、印度、土耳其等也已开始有这方面的打 算。
我国的高速铁路也已经提上议事日
程。作为中国高速铁路“试验田”的广州—
—深圳准高速铁路已于 1994 年底建成通 车,全长 147 公里,时速为 160 公里,大大 提高了运输能力。
为什么世界各国要纷纷投资兴建高速
铁路?这主要是因为,在经济与科技日益发 展的今天,传统的铁路运输已远远不能满足 需要,高速公路堵塞现象在发达国家日渐严 重,空中运输方面又往往候机时间过长,特 别是空难不断令旅客提心吊胆。而交通运输 如果不能得到很大改进,经济的大发展势必 受到阻碍。高速铁路的优势,就在于它运行 速度快,安全度高(高速铁路运行 30 多年 来,还没有出现旅客伤亡事故),而且,高 速铁路较为节能、经济、舒适、方便、省时, 又可减轻环境污染,因此,吸引了工业发达 国家投资建设。
仅从经济效益上看,高速铁路单向输送 能力是航空的 10 倍,是高速公路的五倍,
而成本只有航空的 1/5,高速公路的 2/5。
高速铁路的人均能耗仅为小客车的 14~16
%,是飞机的 10~20%。这就难怪它会受到 各国的青睐了。
看来,发展高速铁路,不仅要成为发达
国家的时尚,而且也将成为发展中国家的必 然选择和趋势。21 世纪是“高速铁路时代”, 决非妄言。
新世纪的交通工具
随着经济的不断发展,科技的不断进 步,人们对于生活的质量及生活环境的要求 也越来越高。而随着人民生活水平的提高, 各种类型的机动车辆也急剧增加,导致了越 来越严重的空气污染问题。燃料车辆的污染 问题已日益引起世界各国环保部门的重 视,各国政府也都根据各自的实际情况采取 了一些措施,以防止问题继续恶化,如限制 某些燃油车辆的发展、采用新技术净化车辆 排放的废气等等。
然而,消极的限制与防范是不能彻底解
决问题的,要使 21 世纪保持一个较为洁净 的环境,研制和发展、普及低污染、无污染 的新型交通工具势在必行。诚然,在进入 21 世纪之初,要短期内废弃传统的交通工具是 不现实的,因此,采取一些新技术对传统车 辆进行改造,以减少其污染物的排放量,仍 然是有效而且必要的手段。然而,发展和普 及新型交通工具,最后以之取代高污染的传 统交通工具,这才能真正满足新时代的要 求。
展望未来,我们认为,21 世纪的新型交 通工具与传统的交通工具相比,至少有以下 几个特点:一是能耗小,低污染或无污染。 由于太阳能利用技术和蓄电技术研究的突
破,许多燃油交通工具改以电能和太阳能作
为动力能源,消除了运行中产生的污染;仍 然以燃油为动力的工具也因技术的改进而 大大降低了污染物的排放量,这是环境保护 的必然要求。二是营运速度大大加快,运输 效率极大提高,“高速”是 21 世纪交通的 基本特点。三是技术应用水平越来越高,交 通工具日益向智能化和计算机化发展。
这里仅对目前已取得相当研究成果,有
望在 21 世纪普及的新型交通工具,向读者 作一简单介绍。
充满希望的电动摩托车
摩托车自其发明以来,发展很快。特别 是随着人民生活水平的提高,这种比自行车 快捷、比汽车轻便的轻型现代化交通工具, 日益走进千家万户,尤为青年人所喜爱,成 为一种时尚。然而,由于燃油摩托车本身不 可避免的污染问题及其管理的困难性,一些 国家的大城市已经逐步开始限制摩托车数 量的发展。以电力代替燃油作为车辆行驶动 力能源的电动摩托车,就是为解决上述矛盾 而开发、研制的。
为了迎合人们的审美观和放置蓄电池 的需要,大部分电动摩托车都采用类似于现 行踏板摩托车的车体。这种车体不仅造型美
观,而且可以减小空气阻力。由于目前电动
摩托车大都采用铅酸蓄电池,不仅自重大
(占整车重量的 40%左右),而且体积大, 因此,设计中必须考虑加强车架的强度,注 意载荷的合理分配,以确保车辆运行平稳和 安全可靠。同时,由于整车重量的增加而导 致惯性增大,制动系统的可靠性与稳定性也 必须加以考虑。
电机作为驱动车体前进的动力机械,是
摩托车十分重要的组成部分,可分为直流电 机和交流电机两种。由于直流电机便于调速 和控制,并兼有控制系统简单、成本低廉等 优点,因此,目前直流电机的应用较为广 泛。然而,直流电机的缺点也是明显的:在 功率相同的情况下,购置成本要比交流电机 高,且质量、体积指标远不如交流电机,而 且单位功率的耗能也高;另一方面,其制造 和维修的工艺性与经济性不如交流电机,检 测和保养也甚为不便。所以,许多电动汽车 采用的是蓄电池——递变器——交流电机 的方式。但对于体积小、重量轻的电动摩托 车来说,不宜安装递变器,而应采用直流电 机为宜。
控制系统的主要功能是调速,并控制各 种信号。一般电动摩托车是利用晶闸管和功 率晶体管来进行斩波调速的,以 100~1000 次/秒的脉冲对直流电动机的磁场进行控
制。通过控制电枢端电压和电枢电流就可以
控制转速并控制扭矩。另外,控制系统还起 着控制灯光、信号、制动时切断电源等作 用。
对电动摩托车是否需要传动系统,目前
还存在争议。一种观点认为只要合理利用电 动机的参数,就可以直接用电机驱动车轮, 通过控制电机的转速来调整车辆的行驶速 度;另一种观点认为,电机起动低速时扭矩 大、高速时扭矩小,为了充分发挥电机的性 能,应该配备传动系统。究竟哪一种方法更 为科学,还有待于进一步探讨和研究。
与燃油的传统型摩托车相比,电动摩托
车具有很多优点: 其一是零排放、低噪声。电动摩托以电
作为驱动能源,运行时不排出任何废气。而
且,由于没有发动机工作时的噪声,其整体 噪声也明显低于燃油摩托车。这对于注重环 境保洁与安静的未来社会来说,无疑是一种 值得推广的交通工具。
其二是能源来源广。石油资源的日趋不 足使燃油车辆日益感到能源危机,而电能却 来源广泛,可通过原子能和水力发电等多种 途径获得。而且就能源利用效率而言,电动 车也高于燃油车。
其三是维护保养费用低。燃油摩托车出 现故障是不可避免的,每辆车每年所需付出
的维修费就相当可观,而电动摩托车除定期
充电外,基本无维护和保养问题。 其四是安全性能好。只要确保蓄电池不
漏电,就可以保证电动摩托车的安全,杜绝
了汽油车烧车和爆炸的危险。 然而,尽管电动摩托车有着上述许多的
优点,但它也存在不少至今还没有克服的缺
点和技术上的困难,因此迟迟无法普及,发 展缓慢。这些缺点和困难主要有:
第一,续驶能力不足。目前电动摩托车
的续驶距离一般仅为 60~80 公里,远远赶 不上同档次的燃油摩托车。其关键原因在于 目前的电动摩托车采用的大多是铅酸蓄电 池,这种蓄电池尽管工作性能可靠、价格低 廉,但质量能(量)(即每千克的电池能够 提供的能量〈Wh/kg〉,这个指标决定了电 动车辆的续驶能力即一次充电能够行驶的 距离)太低。所以,选择质量能(量)较高 的电池是电动车设计中应该首先考虑的问 题。
第二,充电不方便。一是充电时间过 长,一般都要在几个小时以上,远不如燃油 车的加油来得快捷、方便;二是无专门充电 站,即使某些蓄电池具备快速充电能力,也 暂时无处可充电。如果恰在中途耗尽电能, 就要造成人推车走的“车骑人”的尴尬局 面。
第三,成本偏高。由于电机的一些关键
部件成本较高,再加上还没有投入批量生 产,致使电动车售价偏高。
第四,蓄电池寿命短。普通铅酸蓄电池
的寿命长短与用户的使用、维护关系密切。 现有铅酸蓄电池的寿命一般为 1~2 年,显 然偏短。
尽管如此,电动摩托车作为一种绿色产
品取代燃油摩托车的主导地位还是在所难 免的,这只是时间问题。当然,这还得取决 于电动车技术的发展。
从长远发展的角度看,今后电动摩托车
的研究必须解决如下几个方面的技术问 题:
首先是开发新型动力型蓄电池。蓄电池
所存在的技术缺陷是导致电动摩托车发展 缓慢的主要原因,因此,开发新型的动力型 蓄电池对于电动摩托车的开发和普及至关 重要。这种新型电池必须在质量能(量)、 体积能(量)(即每升容积的蓄电池能够提 供的能量〈wh/1〉。它决定了蓄电池占据车 内空间的大小)、质量功率(即每千克重量 的蓄电池能够提供多大功率〈w/kg〉。它决 定电动车的加速性和最高时速)、寿命和价 格等五个指标上有大的突破与提高,以延长 电动车辆的续驶距离、减轻车体自重、提高 时速与加速性能,并使其在价格上具有竞争
实力。自然,快速的充电性能也是十分重要
的,没有人愿意为充一次电而等上半天。在 这种新型电池的开发上,美国和日本都进行 了大量的研究,并取得了可喜的进展。据报 道,美国飞轮系统公司设计研制的飞轮蓄电 池已可使电动车的续驶距离延长三倍,寿命 长达 25 年,而完成一次能量补充仅需 15 分 钟。
其次,运用新型材料减轻车身质量。除
采用新技术提高蓄电池的质量能(量)、体 积能(量)和质量功率,以减轻蓄电池的体 积和重量外,可用新型材料制成轻量化车 身,轮胎、车轮,制动器等也应轻量化。这 样既可大大减少电动车辆在运行中因自重 所造成的负荷能耗,又可使电动摩托车更加 体现出其作为轻型交通工具的轻便特点。
另外,实现低成本化、建立配套设施 等,也是今后电动车发展中应重视的问题。 科学技术发展到今天,重视环境保护已 成为世人的共识,任何污染环境的行为都越 来越受到公众的指责。电动车是当今唯一最 有希望的绿色产品之一,各国政府、科研机 构、企业都不惜耗费大量的人力、物力进行 研究,着手解决各个关键技术。所有这些表
明,电动车时代的到来已指日可待。
令人瞩目的自动化汽车
如何解决汽车的污染问题,是世人所关
注的问题之一,尽管为减少汽车燃料消耗和 排气污染采取了许多技术措施,但基本只是 改良性质,治标而不治本。汽车还在不断增 多,能源和环境问题日趋尖锐。采用新能源 代替石油燃料的呼声也随之越来越高。
科学家们经过多年的研究和试验,近年
来研制出了几种以新能源为动力的无污染 车辆,尽管技术还有待完善,但毕竟给人们 带来了希望。电动汽车和太阳能汽车便是这 些处于试验开发阶段的车辆中的两种。
电动汽车是用车载蓄电池作为动力能
源的汽车。作为一种新型的绿色交通工具, 它具有零排放、低噪声、能源补充来源广等 优点。但研制电动车的根本问题,一是要研 制出高效能的蓄电池,二是要配置一种快速 方便的充电系统。
在这两大难题的研究上,目前都已有了 突破性的进展。比如,日本日产公司研制的 FEV 电动小客车采用 23个 12V的镍镉电池作 动力能源,输出电压 280V,容量为 16 千瓦/ 小时。电池充电采用 100V 超快速充电,补 充充电达到 40%时只需六分钟,这与汽车加 油时间相比并不逊色,完全充电后的续驶里 程以 4O 公里/小时等速行驶时为 20O 公里。 日本电动车研究会主持开发的 IZA电动小客
车则采用 24 个镍镉电池,输出电压为
288V,容量为 28.8 千瓦/小时,最大时速可 达 180 公里/小时,一次充电的续驶里程达
500 公里。但因镍镉电池价格高昂,而且它
与镍锌、钠硫等蓄电池一样,可靠性能尚 差,因此,上述两种车型离商业化还有待时 日。
英国与瑞典合资的 CleanAir 公司与
IAD(国际汽车设计公司)联合开发的 LA30l 型混合电动小客车,既能用传统的密封铅酸 蓄电池,也能用新型的钠硫和镍镉蓄电池。 其特点是安全、可靠,且能适合大众消费水 平,具有商业化生产前景。
在社会以及各国政府的关注下,各汽车
制造商都进行了电动车的开发工作。我们有 理由相信,性能更优越、实用性更强的新一 代电动车将成为 21 世纪城市重要的交通工 具。
太阳能汽车从某种意义上来说,它也是 一种电动车。它们之间的区别只在于:一般 的电动车所使用的蓄电池需要靠工业电网 来充电,而太阳能汽车则带有一套专用的太 阳能充电系统,包括随车电网和将太阳能转 换为电能的光电元件。这些元件统称为“太 阳能电池。”
研制这种带专用太阳能充电系统的太 阳能汽车,现在看来已不再是一件异想天开
的事,只要能研制出将太阳能转化为电能
(太阳能电池)或热能(斯特林发动机)的 装置就可以实现。在这种条件下,地球上一 半的空间将有可能利用太阳的光能和热 能,无论是北欧地区还是极地地带,利用太 阳能汽车都是可行的,更不用说赤道附近地 区了。
世界上不少工业发达国家已全面展开
了对太阳能汽车的研制,并取得了许多成 果。例如,美国“鲍英克”公司研制出了砷 化镓太阳能电池元件,在使用太阳光线聚集 器的情况下,这种元件可将能量转变效率提 高到 37%,已接近于理论上的极限值。日本 一家公司研制的晶体硅太阳能电池能量转 化效率也达到了 14.5%。
目前,太阳能汽车的研制已接近于成
功。其典型样车按结构可分为三类:第一类 的外型奇特、轻便(150 公斤以下),空气 动力性好,有的带蓄电池组,有的则不带(其 电动机直接利用太阳能电池的电能来驱 动);第二类太阳能汽车的车身是以塑料单 独制作的,重 500 公斤左右;第三类则是采 用批量生产的汽车车身或专用车车身的电 动车,这种车采用蓄电池和电动机代替内燃 机,车上装有太阳能电池,用以给蓄电池充 电,是蓄电池和太阳能电池的良好组合。
太阳能汽车成为国际汽车集团和整个
科学界的主攻目标。日本一家公司已造出了
第三辆太阳能汽车样车,车重 150 公斤,外 形尺寸 5.9×1.6×1.0 米,车身外装有由
2500 片晶状硅片构成的太阳能电池,功率为
1.4 千瓦,该车时速可达 100 公里。专家们 拟在下一个型号上装用镍—锌蓄电池,使车 速提高到 130 公里/小时,在澳大利亚举办 的汽车赛上,由美、德联合研制的太阳能汽 车,平均时速已达 110 公里,现已进入商业 开发阶段。
如果太阳能汽车的研制工作今后能继
续保持当前的进展势头,那么我们可以断 言,21 世纪的陆上交通中,太阳能汽车将大 显身手,占尽风流。
目前,英国科学家正在研制几种用在未
来汽车上的智能玻璃,看来也颇具吸引力。 这些玻璃包括以下几种:
有色玻璃。这是一种能控制太阳光的智 能玻璃,它能阻挡 84%的太阳光,可有效地 保护车内纤维和装饰品不褪色。
映象玻璃。这种智能玻璃可作车前挡风 之用,实际上是未来车内的路线导航、标记 和信息系统。司机可以直接从挡风玻璃上了 解到所需要的一切信息,还可以在雾雨天气 里看到一英里外的景物。
防雨、防光玻璃。这种玻璃表面采用新 技术处理,使它容易防水,并降低玻璃对光
的反射率。它除用于车窗玻璃以外,主要用
作车内各种仪表面罩以防从挡风玻璃上映 射进来的光反射到司机的视线。
嵌入天线玻璃。这种玻璃可将无线电天
线嵌入其内部,还可将蜂窝电话或电视机等 各种设备嵌入到玻璃里面,这样使车型更为 美观,不会因天线而破坏车的整体形象。
无疑,这些玻璃的开发和应用,将会使
未来的汽车更为完美。 诚然,未来汽车不仅仅是动力与材料上
的变化。正如美国一位汽车制造工程师所预
言:21 世纪的汽车将是名副其实的自动化汽 车。这种汽车全部由电脑操纵,电脑能用语 言指示驾驶人员何时转向、何时加速等。假 如驾驶人员在途中打瞌睡,电脑不但能发声 予以警告,而且在驾驶人员出现差错、可能 发生意外时,还可以自动刹车并收紧安全 带。
这种汽车也可以不用人驾驶。在特殊设 计的公路上,它可以自动行驶。这种公路装 有感应器,装在车上的感应器能接收它们发 出的信号,作出相应的自动化操作。其情况 与目前大型民航机自动飞行操纵类似。
汽车机件出现问题时,电脑会预先提出 警告,让车主修理,车辆始终保持一种良好 的使用状态。
倍受青睐的“家庭式”列车
专家们预言,随着科学技术的迅速进步 和铁路运输的不断发展,铁路列车将会有一 个质的飞跃。未来的各种各样的高级、舒 适、安全的列车将为旅客提供一个良好的旅 游环境,那种使人感到宾至如归的“家庭 式”列车不再是一个遥远的梦想。
众所周知,发展高速铁路不仅是铁路现
代化的一个重要标志,而且它也是现代工业 化发达国家用来缓解公路、水运和空中交通 拥挤的一个必然趋势。因此,高速列车已成 为未来列车的一个重要发展目标。
各国高速列车运行实践证明,高速列车
的研究开发是实现铁路高速化的一个极其 关键的课题。任何一种高速列车的研制,都 必须解决许多技术难点。为了解决这些技术 难点,各国在研究中都大量引入相关领域中 的众多高新技术,从根本上突破了铁路列车 传统设计的条条框框。这些高速列车融合了 当今最先进的电子、机械、动力和计算机技 术。其流线型的车体和风驰电掣般的速度, 使人感觉到它就像一架地面飞机,可以说, “高速”将成为未来铁路列车的一个共同的 基本特点。
那么,未来的列车究竟是一副什么样子 呢?我们来看看最具代表性的高级列车。
高级列车通常采用各种先进的、舒适性
和安全性能高的新型材料来制造和装饰车 体内外设施。整节列车厢显得豪华气派,乘 坐十分舒适。例如,流线型车体外壳用铝合 金或不锈钢制成,地板以耐热阻燃塑料铺 设,座椅由高级仿皮人造革、铝合金或玻璃 钢制成,聚苯乙烯泡沫塑料及人造板制成的 板梁混合结构的宽大行李架造型美观、坚 固,等等。
车厢内部布局宽敞新颖,两侧的车窗采
用通长的大幅面玻璃从外侧连成一片,视野 开阔,光线充足。座席车厢内有可躺式旋转 座椅,每排三个或四个座位,中间为走道。 座椅的旋转角度可以任意调节,也可以由列 车乘务员用电动按纽统一操作。每个座椅都 附设有一个脚靠、一个报刊架和一个折叠 桌,折叠桌平时藏在座椅的靠手内,旅客用 餐时可拉出使用。有的高级列车在座席中还 辟有独立的小型客室,供诸如吸烟旅客等使 用,独立客室用透明幕墙同主客室隔开。
卧铺车厢通常采用包厢式格局,一般分 成经济包间、豪华包间、家庭包间、公务包 间等几种形式。经济包间通常设置两张铺 位,内部还配备有衣柜、书架、小垃圾箱和 厕所等设施;家庭包间则有四张铺位,并比 经济包间多一间淋浴室;豪华包间通常只一 张铺位,除了各种旅行设施外,还配备有酒
吧、图书室、电视、更衣室等高档生活、娱
乐设施。 无论四季如何变化,高级列车内部所具
有的完善的空调系统和通风设备使车厢里
始终保持温度适宜、空气新鲜,且干湿度符 合人体需要,让人时时感到舒适惬意。旅客 上下列车可以通过高度可调的踏板畅通无 阻,车门口还装有供晚间上下车使用的照明 灯,旅客上下车时照明灯会自动开启。列车 上还设有专供残疾人、妇婴等特殊旅客使用 的服务设施,例如用于轮椅升降、哺乳、换 尿布等各种器械。
此外,高级列车上的厕所已由目前的直
排式改为集便式。这种集便式厕所粪便不外 溢,厕所内清洁卫生,没有任何异味。集便 器中的粪便将在列车到达终点后通过管道 设施送到地面进行集中处理。之后用压缩空 气或真空泵水流对厕所进行冲洗,或采用混 有化学药剂的液体进行循环冲洗。
双层列车作为一种理想的中、长途观光 度假旅游列车,可能会成为未来客运列车的 主要车型。这种列车可以有效地利用其空 间,尽可能地增加列车的乘坐定员。从实践 的效果看,双层列车可使座席定员增加 40~
60%。而且,双层列车可以提高列车的了望 性和舒适性。由于其上层视野开阔,人们可 以透过两侧大开面玻璃窗尽情眺望沿途风
光。同时,上层座席又远离车底行走部位和
发电装置及其它设备的噪声源,显得安静舒 适。下层则设有各种用途的包间以及诸如自 助餐厅、酒吧、卡拉 OK 等服务设施。
按原有的非高速铁路为基础设计的一
种新型列车——倾摆式列车,由于其速度与 高速列车不相上下(目前时速达 210~250 公里),而投资还不足高速铁路的一半,为 更快、更好、更经济地发展高速化列车提供 了新的思路,引起了各国的广泛关注。这种 列车特别适合于那些由于经济或生态保护 等原因不可能进行改造的多弯道线路上运 行,并能在提供极佳的舒适条件下为旅客节 省下大约 30%的旅行时间。
各种娱乐服务设施是否齐全,是列车现
代化的一个重要体现。那么,未来的列车在 这方面有哪些新的改进呢?
车内的广播电视系统是未来列车中一 个具有代表性的娱乐设施。列车的 AV 音乐 系统,可以向全体旅客播放四通道的高保真 立体声音乐和转播无线电广播。在每个座椅 扶手上都有一个耳机插孔、一个通道选择开 关和一个音量控制旋纽。AV 音乐系统有三套 无线电广播节目和三套立体声音乐节目供 旅客任意选择。同时,列车的闭路电视系 统,可以向所有旅客提供各种电视节目。在 每个座椅靠背后都设置有一个五英寸的彩
色电视显示屏幕,有一套闭路电视节目和二
个无线电视频道,可供旅客自行选择,电视 节目的伴音则可以通过设在座椅扶手上的 耳机插孔提供。那时,人们再也不会因旅行 错过观看自己喜欢的节目而懊丧。
未来列车上还设有旅客公用电话、传真
机、电子计算机等现代化通信设施。旅客可 以在高速行驶的列车上使用电话与世界上 任何一个地方进行通话联络;通过传真机接 收来自世界各地的传真和电子信函;旅客使 用列车上的电子计算机可以像在自己的办 公室里一样查阅各种资料,编写各种文件, 还可以通过它在列车上预订旅行目的地的 住宿房间、返程车票,等等。
安装在车厢内部的信息显示装置,可为
车内旅客提供各种旅行信息。例如,电子显 示屏定期向旅客发布诸如车次、车厢号、列 车沿途到站时间,中间站换乘列车车次及开 车时刻等消息。而安装在车厢外的信息显示 装置,则可以为上车的旅客提供诸如本次列 车车次、到站、车厢等级以及车厢内预留座 席数量等情况的信息。
带有酒吧、咖啡厅、卡拉 OK 厅的餐车, 除提供饮食之外,也为旅客营造了一个交友 叙情的环境。
此外,列车内还设置有投币式或磁卡式 的寄存小柜,专供旅客存放各种贵重物品;
还设置有电子游戏机、卡拉 OK 机、录象机,
供人们娱乐、消遣;有的列车甚至还配备有 医疗、健身器械、儿童玩具等设施,以满足 不同层次旅客的需要。
海运骄子——地效翼船
1956 年,前苏联著名的船舶设计专家阿 列克谢耶夫领导研制的一种新型海上船舶 在里海进行秘密试验。当这艘被西方称“里 海怪物”的船舶以时速 400 千米的惊人速度 超低空掠过里海海面时,整个西方世界都被 震惊了。一个新的海运时代,也就由此拉开 序幕。
这个“里海怪物”,就是前苏联出于军
事目的而研制的世界上第一艘试航成功的 地效翼船——KM“样板船”。
什么是地效翼船?地效翼船是指在航 行过程中,利用贴近水面或其他支撑表面时 的表面效应,气翼上产生气动升力来支撑船 重的动力气垫船。良好的耐波性、船与支撑 表面气动联系、飞行过程中可随时升空或迫 降的性能,是对地效翼船航行安全起保障作 用的因素。
为什么这种可以脱离水面飞行的“怪 物”要称为“船”呢?这是因为,地效翼船 要在水上才能起飞降落;贴近水面是最能充
分发挥其长处的理想场所。为跨越障碍,地
效翼船可作短暂升空飞行,但这只能属于短 时间的特殊工况或应急工况。因此,地效翼 船显然应当属于水运工具,其安全主要应由 航海规范保证。
自第一艘“样板船”成功试航以来,地
效翼船的研究遭到了不少挫折和损失。然 而,困难和曲折终究抵挡不住新技术被人们 广为接受的大趋势。地效翼船已经显示出来 的优势是抹杀不了的。与飞机相比,地效翼 船不仅装载量大,而且造价要比飞机低得 多。当年建造一架“伊尔-62”飞机试验样 机的造价,要比“雏鹰”号地效翼船首制艇 的造价高出好几倍。而且,地效翼船还有许 多潜能尚未完全发挥出来。这就是为什么地 效翼船技术会在军工工业转换机制后,成为 各国竞相引进目标的原因。
由于地效翼船有诸如航速高、两栖性、 航行隐蔽性好,不易被雷达发现,在水面以 上低空掠行,不易受到水雷、鱼雷等武器攻 击等等优点,早就受到美国许多军事专家的 瞩目。几乎就在阿列克谢耶夫开始潜心研究 地效翼船技术的时候,美国即已展开这一课 题的研究。洛克希德公司 1960 年即组织技 术班子专攻这一项目。但是,美国地效翼船 技术尚欠成熟,除了一些小型试验艇外,还 没有造过大型的地效翼船。
水运业完成客货运输时船舶运力的增
长,有赖于船舶航速的提高,而在现有的新 一代船型中,速度最快的就是地效翼船。无 论从何种指标看,地效翼船在运输效率方面 的优势都是无可置疑的。
为了发挥地效翼船的快速性、经济性的
优势,特别强调应当在地效区内低空飞行。 还应注意的是,地效翼船的短暂升空飞行只 能在应急工况和特殊场合不得已而为之。
此外,地效翼也并非没有缺点。地效翼
船在运行时,除巡航工况外,还可以呈排水 状态在水中浮航,在进出港口时少不了这种 工况。这时便会受港区水文气象条件的限 制。还有起飞和降落时,虽说时间短暂,但 也会造成受力构件超负荷。排水状态下浮航 时,地效翼船不够灵活的特点便显露出来 了:尺寸特别宽大,机动性差;此时同样有 耐波性问题。过大的船体尺度,易遭波浪拍 击,于结构强度和设备寿命不利。
地效翼船作为航运工具中的一枝新 花,当它以 15~20 千米时速进行排水状态 航行时,欲作机动航行当无限制,其航行状 态与水上飞机差异不大。但当地效翼船在
3~5 米高适用的水面上空以 400 千米每小 时的速度飞行时,便不可以急剧改变航向和 航速,因而,其机动性也就受到限制。因此 有人提议应当划出一个专供地效翼船飞行
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