Из чего сделан автомобиль?
Давайте поближе рассмотрим, из чего на самом деле сделано это удачное сочетание стали, кожи и бензина.
Сталь
Это доминирующий материал, используемый в производстве автомобилей. Почти 65 процентов деталей, используемых для построения среднего автомобиля, являются стальными. Низкоуглеродистая сталь является самым распространенным материалом, который используется в автомобильной промышленности.
Её относительно легко восстановить и переработать. Две трети применяемой в автомобилестроении стали является переработанной. Детали кузова, колес, шасси и рамы также изготовлены из стали.
В ней сочетается прочность и гибкость, что делает её желанным материалом в автомобилестроении, потому что при ударе она гнется, а не ломается.
Нержавеющая сталь также используется. Её выбирают в первую очередь из-за устойчивости к ржавчине. По этой причине нержавейка часто используется для болтов, кронштейнов и других деталей.
Плюсы:
дешево, доступно и понятно. Материал может быть подготовлен и обработан с использованием традиционных инструментов и хорошо реагирует на стандартные методы сварки, такие как точечная и шовная, а также болтовые соединения. Простота и универсальность облегчают ремонт.
Минусы:
сталь требует хорошей подготовки, необходимо убедиться, что она не подвержена коррозии в присутствии воды и воздуха, особенно в холодном климате, где соль тоже присутствует на дорогах. Сталь тяжелая и добавляет веса транспортному средству, это влияет на расход топлива и управляемость.
Алюминий
Получение этого материала из бокситов (руды) является довольно затратным процессом, алюминий считался когда-то полудрагоценным металлом и только относительно недавно вошел в массовое использование.
Повторная переработка его достаточно легка, и потому применение в автомобилестроении алюминия, как и стали, является экономически предпочтительным. Широко используется для всех элементов кузова.
Снижает вес и хорошо противостоит коррозии.
Плюсы:
лёгкость и устойчивость к коррозии. Большая экономия веса может быть достигнута при использовании алюминия для блока двигателя.
Минусы:
в настоящее время алюминий является более дорогим в изготовлении, чем сталь. Коррозия может все еще иметь место, если алюминий помещён на менее химически активный металл или подвергается воздействию соли. Менее надёжны соединения и методы скрепления, что делает алюминий не очень удобным для ремонта.
Титан
Металл крайне прочный, легкий и устойчивый к коррозии от химического выветривания и соленой воды. Этот металл и его сплавы совместимы со многими органическими веществами.
Они устойчивы к солнечной радиации, не требуют специальной защиты от воздействия природных условий или, например, окраски лаками. Кроме этого, на поверхности титана можно создавать слои различной цветовой гаммы.
В автомобильной промышленности титан используется или как подложка (в частности, для защиты от кислорода или повышения износостойкости), или как материал покрытия (с целью увеличения коррозионной стойкости).
Из титановых сплавов делают клапаны двигателей, шатуны, выхлопные системы, шпильки для установки ободьев колес, подвесные рессоры и прочее. Основным препятствием на пути к более широкому применению этого прекрасного металла является его высокая стоимость по сравнению с традиционными материалами.
А как насчет других металлов?
Статистика говорит о 7% потребления меди в автомобильной промышленности; платина, палладий и родий широко используются в каталитических преобразователях автомобилей.
На самом деле, 60% платины используется в автомобильной промышленности, хотя её доля в каждой машине невелика – около 1 до 1,5 граммов, и может быть становится все меньше: различные автомобильные компании анонсируют новые катализаторы, которые снижают количество драгоценных металлов, используемых в их процессах.
Электронные компоненты и схемы часто состоят из тысяч сложных элементов. В комплектующих содержатся различные токсичные металлы, такие как свинец и кадмий в платах, ртуть в переключателях и плоских экранах, бромированные огнезащитные составы на печатные платы, кабели и пластиковые корпуса.
Многие металлические детали понемногу замещаются более дешевым пластиком, который легко заменить при повреждении, к тому же он легче и не ржавеет. Ну а большинство суперкаров, выпускающихся в наши дни, имеет кузова с применением высокопрочных композитных материалов, например, углепластика или кевлара.
Пластики бывают двух типов – Реактопласты и Термопласты.
Реактопласты представляют собой прочные материалы, которые создаются при высокой температуре и впоследствии не плавятся от жары.
Это означает, что они не могут быть повторно использованы.
К тому же они практически не разлагаются со временем, и с точки зрения экологии являются вредными, поэтому от них постепенно отказываются в производстве автомобилей, как и когда только это возможно.
Термопласты, наоборот, становятся текучими при высокой температуре. Это означает, что они могут быть переплавлены и изменены или добавлены в новый материал. Эта характеристика делает их идеальными для утилизации и обработки, и потому такие материалы широко используется везде, в том числе и в автомобилестроении.
Стеклопластик
Это армированный полимер, также известный как стекловолокно. Он не пригоден для массового производства и используется чаще всего в индивидуальных обстоятельствах, таких как ручная сборка спортивных машин или особая комплектация машин и автобусов.
Материал лёгкий, уступает стали по прочности, но в 3,5 раза легче неё. Стеклопластик обладает очень низкой теплопроводностью (примерно, как у дерева), биологической стойкостью, влагостойкостью и атмосферостойкостью.
Этот полимер красится, покрывается различными плёнками, прекрасно поддаётся всем видам механической обработки (сверлится, пилится и т.д.).
Плюсы:
компоненты могут быть сформированы сравнительно быстро с низкими затратами – физическими усилиями, сроками и стоимостью. Стекловолокно не подвержено коррозии.
Минусы:
в настоящее время применяется только для мелкого производства. Обработка имеет свои особенности: при обтачивании или сверлении образуется канцерогенная пыль, легко въедающаяся в кожу, что требует специальных защитных мер. Стеклопластик хрупкий и разлетается, а не деформируется.
Полипропилен
Это синтетический термопластичный неполярный полимер, в aвтoмoбилecтpoeнии он иcпoльзyeтcя в кaчecтвe изнococтoйкoгo мaтepиaлa, из кoтopoгo пpoизвoдятcя aмopтизaтopы, дeтaли cидeний, окон, бaмпepoв, блоки предохранителей и дp., и всё чаще ПП предлагается в качестве альтернативы металлическим кузовам. Полипропилен термопластичный, а значит, нагревается и плавится для переработки, что делает его очень привлекательным для автопроизводителей.
Плюсы:
низкaя цeнa, выcoкaя пpoчнocть и пoвышeнные элacтичныe cвoйcтвa. Большим пpeимyщecтвoм деталей из пoлипpoпилeнa являeтcя их выcoкaя тepмocтoйкocть. К тому же он не токсичен и гораздо легче, чем большинство других пластиков.
Минусы:
недостатком полипропилена является его невысокая морозостойкость (-20 С).
Винипласты – жёсткие пластмассы на основе ПВХ, имеют довольно высокие механические свойства, хорошую химическую, водо- и грибостойкость. Недостатком являются низкие теплостойкость и ударопрочность. В автомобилестроении винипласт применяют при изготовлении изоляционных кожухов, прокладок, вибропоглощающих материалов.
Фторопласты. Своим внешним видом и поверхностью эти полимеры похожи на парафин, имеют очень низкий коэффициент трения.
Наибольшее распространение получил фторопласт-4, он отличается повышенной термо- и морозостойкостью: интервал его рабочих температур составляет от -269° до +260° С. Фторопласт-4 – хороший диэлектрик с высокой коррозийной стойкостью.
По химической устойчивости фторопласт-4 превосходит все известные материалы, включая золото и платину. Он стоек к воздействию всех минеральных и органических щелочей и кислот.
В автомобилестроении фторопласт-4 применяется для изготовления подшипников скольжения без смазок, тепло- и морозостойких деталей (втулок, клапанов, дисков, пластин, прокладок, сальников), для облицовки внутренней поверхности криогенных емкостей.
Полиамиды – высокомолекулярные полимеры. Удачное сочетание высокой механической прочности и малой плотности с хорошими антифрикционными и диэлектрическими свойствами, химической стойкостью к маслам и бензину сделали ПА одним из важнейших конструкционных материалов.
Поликарбонат – термопластичный полимер, известный под названием дифлон.
ПК характеризуется низкой водопоглощаемостью и газонепроницаемостью, имеет хорошие диэлектрические свойства, теплостойкость и химическую стойкость, прозрачен, хорошо окрашивается.
Это один из самых ударопрочных термопластов, что позволяет применять его в качестве материала, заменяющего металлы. Из ПК изготавливают шестерни, подшипники, корпуса, крышки, клапаны.
Полиформальдегиды – имеют очень высокие показатели долговременной прочности при деформациях и по усталостной прочности, в этом они превосходят все иные термопласты, включая полиамиды и поликарбонаты.
ПФ удачно сочетают хорошие электротехнические свойства с механической прочностью и водостойкостью. При нормальных и пониженных температурах устойчивы ко всем органическим растворителям.
В настоящее время стоимость ПФ высока, что, к сожалению, ограничивает их применение.
В автомобильной промышленности из них изготавливают корпуса жиклёра омывателя, поводок пружины замка капота, распорные кольца, поршни, толкатели, втулки, корпуса клапанов, детали карбюратора (муфты и др.), топливных насосов, ручки дверей, переключатели.
С началом широкого использования пластиков открывается возможность для новых конструкционных решений, полимеры позволяют с легкостью воплотить любые дизайнерские идеи.
К тому же пластики помогают не только отказаться от применения дорогостоящих цветных металлов и нержавеющих сталей, но и сократить энерго- и трудозатраты в процессе производства, а следовательно, снизить стоимость самого автомобиля.
Сейчас автомобиль – это механический организм, состоящий из металла, пластика, резины, кожи и ткани. Автопроизводители не стоят на месте, и с каждым днём появляются всё новые нестандартные решения. Что ждёт нас в будущем? Поживём – увидим, как говорится, но обещаем – будет интересно. Следите за нашими новостями.
{module СОЦИАЛЬНЫЕ СЕТИ}
{module медиа реклама МАРКЕТ ГИД}
Экологичность биоразлагаемых пакетов – это миф
Почему биоразлагаемые пакеты не растворяются в природе, а бумага не является достойной альтернативой пластику и как из «упаковочных» зол выбрать наименьшее.
Ответственный потребитель постоянно находится в поиске наименее опасных для окружающей среды альтернатив, особенно это касается одноразовых товаров. Давайте разберёмся, являются ли таковыми биоразлагаемые пакеты, которые нам предлагают в магазине.
Фото из открытых источников
Что такое биоразложение?
Биоразложение — это процесс распада органических материалов на экологически безопасные вещества за счёт бактерий или других биологических процессов.
Органический материал может распадаться аэробно (с кислородом) или анаэробно (без кислорода).
На данный момент нет чёткого определения термина «биоразлагаемый», когда он применяется к товару в целом, поскольку существуют стандарты тестирования только для отдельных компонентов.
Какие пластики разлагаются?
Биоразлагаемые пластики – это не какой-то определённый вид пластика, а большое семейство различных полимеров. Эти полимеры производятся из растительного сырья и разлагаются до диоксида углерода и воды. Сырьём для этого пластика выступают кукуруза, пшеница, сахарный тростник и другие растения.
К биоразлагаемым пластикам также относятся полимеры, химически синтезированные из мономеров, полученных из растительного сырья, например, полилактид (РLA). Ряд пластиков разлагаются в природных условиях (например, пластики на основе крахмала). Другим пластикам, например, полилактиду требуются повышенная температура и влажность.
Необходимые условия достигаются при промышленном компостировании, в естественных условиях такой пластик также может разлагаться в компостной куче.
Фото из открытых источников
К биоразлагаемым пластикам относятся так называемые оксоразлагаемые. Оксоразлагаемые пластики – это полиэтилен с добавками солей переходных металлов: кобальта, никеля, железа. Разложение таких пластиков в естественных условиях происходит в два этапа.
На первом этапе под действием света и кислорода происходит распад пластикового изделия на мелкие фрагменты полиэтилена и соли металлов. Дальнейшую судьбу этого пластика проследить невозможно, хотя производители утверждают, что эти фрагменты расщепляются под воздействием микроорганизмов.
В то же время независимое исследование, проведённое в соответствии с международными стандартами, показало, что за 350 дней лишь 15 процентов оксоразлагаемого полиэтилена разлагается в почве до диоксида углерода.
Это значит, что пластиковый пакет, который должен был исчезнуть в естественных условиях, превратился в большое количество мелких пластиковых кусков и гранул, что может обострять проблему загрязнения окружающей среды микропластиком.
Получается, пластик, действительно, разлагается, но он небезопасен для природы. В белорусских магазинах практически всегда нам предлагают именно такие оксоразлагаемые пакеты, которые едва ли можно назвать настоящими разлагаемыми.
Как найти биопластик?
Биоразлагаемые пластики часто можно распознать по специальной маркировке.
На пакете можно найти надпись «Compostable» / «Компостируемый». Это значит, что такой пластик разлагается в специальных условиях компостирования (промышленного или домашнего).
Надпись «Biodegradable» / «Биоразлагаемый» означает, что данный пакет может разлагаться в природе, но не всегда достоверно известно, безопасно ли его исчезновение. На данный момент под этой маркировкой может скрываться и оксопластик, который превращается в микропластик.
Биораглагаемые пластики могут маркироваться цифрой 7 в треугольнике. Нюанс в том, что цифрой 7 могут обозначаться все новые и мало изученные пластики.
То есть, если видите 7 в треугольнике, перед вами может быть как биоразлагаемый пластик, так и какой-то другой, в том числе вообще неперерабатываемый.
Для того, чтобы получить более детальную информацию о виде пластика, стоит внимательно изучить упаковку.
Почему биопластик неэкологичен?
Сырьём для производства биоразлагаемых пластиков, как правило, являются растительные культуры, которые мы используем в качестве пищи (кукуруза, пшеница, сахарный тростник).
То есть производство пластика конкурирует за сырьё с производством продовольствия.
По мере сокращения пахотных земель и уменьшения водных ресурсов этот вопрос может стать определяющим при принятии решений о дальнейшем производстве биоразлагаемых пластиков.
Фото из открытых источников
При покупке товаров из «растворяемых» пластиков важно понимать, какова будет их дальнейшая судьба в наших условиях.
Так, биоразлагаемый пластик разлагается только в определённых условиях, которых, как правило, нет на наших свалках. Для правильной утилизации биоразлагаемых пакетов их нужно компостировать. Так как в Беларуси нет предприятий, которые занимаются промышленным компостированием, то это можно организовать только у себя на участке.
«Псевдоразлагаемые» оксопластики в естественных условиях распадаются на более мелкие куски пластика, что влечёт дополнительные проблемы. Оксопластики также не подлежат переработке, так как содержат добавки, уменьшающие механическую прочность полиэтилена.
Поэтому единственный способ утилизации таких пластиков – выбрасывать их вместе с другими неперерабатываемыми отходами на свалку.
Ещё одним важным недостатком биоразлагаемых пакетов является то, что для их производства требуется много энергии и воды, использование ценных органических культур, что ведёт к удорожанию производства. При этом на свалках они всё равно не разлагаются.
При разложении оксоразлагаемого пластика образуется микроплатик, который становится причиной падения плодородия почвы, а также загрязняет воду.
Почему бумажная упаковка – не выход?
Бумажные пакеты тоже являются плохой альтернативой одноразовой упаковке. На производство бумаги расходуется первичная древесина и, хоть это и возобновляемый ресурс, тратить его на пакеты нерационально. Такое производство требует также больших затрат электроэнергии и воды. И самое главное: в результате производства бумаги образуется большое количество токсичных сточных вод.
К тому же, как показывает практика, бумажный пакет можно использовать только один раз – он непрочный.
Пожалуй, единственное преимущество – бумага перерабатывается и без вреда способна перегнивать в естественных условиях. Однако и тут важно помнить, что бумажные пакеты со вставками других материалов (например, с пластиковыми элементами, металлическими люверсами, декоративными элементами), ламинированные, гофрированные и этого преимущества не имеют.
Многие потребители, пытаясь уменьшить своё воздействие на окружающую среду, целенаправленно ищут пакеты из биоразлагаемых материалов. Однако розничные магазины под видом биоразлагаемых нередко продают оксоразлагаемые пакеты.
Со временем такие пакеты рассыпаются в труху, дальнейшая судьба которой неизвестна, впрочем, как неизвестно и то, насколько эта пластиковая пыль опасна для человека и окружающей среды.
Единственной, действительно, экологичной альтернативой может стать только многоразовая тряпичная сумка: она и прослужит вам долго, и после попадания на свалку не нанесёт окружающей среде такого вреда, как пластиковый пакет. Если у вас безвыходная ситуация и пришлось купить пластиковый пакет, попробуйте использовать его как можно дольше.
Об авторе
Мария Сума, сотрудница программы по экологически дружественному образу жизни Центра экологических решений
Эколог. Занимается развитием проекта «Зелёная карта» (Greenmap.by). Продвигает в Беларуси концепцию «zero waste»: ратует за предотвращение образования отходов и использование безвредных практик управления отходами.
Самый первый в мире автомобиль: фото, год, страна изобретения
На сегодняшний день автомобиль представляет собой популярное устройство, которым пользуется большинство населения планеты. Даже если у вас нет личного автотранспорта, то общественным вы пользуетесь – это точно. Каким был первый в мире автомобиль и какими особенностями обладал?
История создания авто
На вопрос, кто создал первый автомобиль, ответ достаточно сложный, так как было множество разработок, ученые изобретали что-то похожее на авто. При этом некоторые пытались заявить о себе, а некоторые относились к славе чрезвычайно терпимо и просто изобретали.
Первые транспортные средства подразделялись на следующие:
- Работающие на паровом двигателе.
- Работающие на двигателе внутреннего сгорания.
- Электрические.
О каждой разновидности поговорим подробнее чуть позже. Сейчас же немного углубимся в историю создания авто и проследим, как общество пришло к использованию таких транспортных средств.
Когда-то давно Леонтий Шамшуренков создал первый самоходный аппарат, который и считается прообразом современного авто. Это устройство способно развивать скорость около 15 км/ч и было оснащено прибором, измеряющим километраж.
Самокатная повозка Ивана Кулибина
Не обошлось здесь без известного Ивана Кулибина. Он придумал трехколесную самокатку, которая ездила по городу со скоростью 16 км/ч. Здесь были даже некоторые детали, которые применяются в современном транспорте по сей день, например, тормоз или коробка передач.
Некоторые думают, что самый первый мировой авто разработал именно инженер Карл Бенц. Но стоит признать, что он действительно внес огромный вклад в продвижение этих транспортных средств.
Автомобили с паровым двигателем
Первые машины были оснащены паровым двигателем. Только через век им на смену пришли аппараты с двигателями внутреннего сгорания. В России устройства были созданы в 19 веке.
Самый первый автомобиль с паровым двигателем завоевал широчайшую популярность. Машина была разработана в 1769 году французским ученым Кюньо и имела название «Малая телега Кюньо». Такой транспорт мог набрать скорость только 4,5 км/ч, а воды и пара достаточно было всего лишь на 12 минут передвижения.
Самыми известными моделями считались «Реверанс» и «Мансель». Скорость их была не более 35 км/ч, и в эксплуатации они очень неудобные.
Автомобили с двигателем внутреннего сгорания
Первым разработчиком аппаратов с двигателем внутреннего сгорания является Э. Ленуар. В 1860 году он придумал самый первый двигатель, в нем топливо сжигалось внутри. Эта разработка стала важным шагом в автомобилестроении. Первое авто с таким типом двигателя появилось в 1886 году, а через пару месяцев миру был представлен трехколесный автомобиль К. Бенца.
В 1894 году начали проводить первые автогонки, которые тоже сыграли немаловажную роль в развитии автомобилестроения. В первых гонках скорость машин была не больше 24 км/ч, а через пять лет она стала уже 70 км/ч, еще через пять лет — около 100 км/ч. Только с 1900 года стали специально выпускать гоночные авто.
Электрические автомобили
В 19 веке шла активная разработка электрических машин. Главным конструктором в этой области стал венгр Аньош. Он сделал компактную модель устройства, которое перемещалось с помощью электрической энергии.
Далее моделями занимался кузнец по фамилии Дэвенпорт из штата Вермонт. В дальнейшем стали использовать электричество в полноразмерных самоходных каретах на специализированных гальванических элементах.
Первый автомобиль, работающий на бензине
Самый первый мировой аппарат, работающий на бензиновом двигателе, был создан в 1883 году. Его создателем стал Готлиб Даймлер. Через несколько лет инженер Карл Бенц разработал самый первый автомобиль на трех колесах, оснащенный бензиновым двигателем, он и стал прототипом современных транспортных средств.
Только Карл Бенц выполнил все четыре условия, поэтому стал полноправным обладателем звания конструктора первого в мире автомобиля. Эти условия были следующими:
Первый Мерседес
В конце 1890 года был создан известный всему миру автомобиль, который получил название Мерседес. Эта машина, по мнению историков, стала прародителем современных авто. Мерседес имел следующие преимущества:
- Мощность 35 л. с. В те времена – это истинное достижение и верх мастерства конструкторов.
- Зажигание включалось благодаря встроенному магниту низкого напряжения.
- Возможность переключения передач.
- Высококачественные материалы корпуса.
- Прочная штампованная рама, благодаря которой авто был надежным и послушным.
- Тормоза новейшего поколения.
- Двигатель объемом 5,3 литра с боковыми клапанами.Известная модель Мерседес-35PS
Первый автомобиль в России
Первым автомобилем, привезенным в Россию, был «Панар-Левассор». В 1891 году его привез Василий Навроцкий. После этого интерес к транспорту в стране стал расти. В конце года были привезены еще несколько моделей. Но несмотря на это, самый первый автомобиль на улицах Москвы был замечен только в 1899 году.
Современные авто удивляют скоростными возможностями, например, спорт-кары могут разогнаться до ста километров за 2,78 секунд. Но как и многое в мире технологий, производство автомобилей начиналось лишь с энтузиазма. Кто бы не считался первым конструктором автомобиля, но Маркус, Даймлер и Бенц всегда шли в правильном направлении. Это, пожалуй, самое главное.
Кто первый изобрел автомобиль: история создания
Кто изобрёл автомобиль? — длинная и извилистая дорога, и точно определить, кто изобрел автомобиль, не просто. Но если вы перемотаете эволюцию автомобилей мимо GPS, прошлых антиблокировочных тормозов и автоматических трансмиссий и даже мимо модели T, в конечном итоге вы попадете на бензиновый автомобиль № 1, недостающее звено между автомобилями и конными багги.
Karl Benz запатентовал трехколесный автомобиль, известный как «Motorwagen», в 1886 году. Это был первый настоящий, современный автомобиль.
Benz также запатентовал свою собственную систему дроссельной заслонки, свечи зажигания, переключатели передач, водяной радиатор, карбюратор и другие основы автомобиля.
Benz в конечном итоге построил автомобильную компанию, которая до сих пор существует как Daimler Group AG.
В истории Benz запатентовал первый автомобиль с бензиновым двигателем, но он не был оригинальным провидцем самоходных автомобилей. Некоторые основные моменты в истории автомобиля:
- Леонардо да Винчи в начале 1500-х годов набросал безлошадную механизированную тележку. Как и многие его проекты, она не была построена при его жизни. Тем не менее, реплика находится на выставке в Chateau Clos Luc?, последнем доме Леонардо и в настоящее время в музее.
- По словам General Motors, в Китае, когда первые жители Запада посетили, парусные колесницы, используемые ветром, использовались в Китае, а в 1600 году Симон Стивен из Голландии построил одно из них, в котором было 28 человек, и за два часа они покрывали 39 миль (63 км).
- Николас-Джозеф Кугнот, француз, построил самоходную машину с паровым двигателем в 1769. Тележка, предназначенная для перемещения артиллерийских орудий, двигалась со скоростью 2 мили в час или 3,2 км / ч и должна была останавливаться каждые 20 минут, чтобы набрать новую порцию пара.
Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания
Жизненно важным для современного автомобиля является изобретение двигателя внутреннего сгорания. Этот тип двигателя использует взрывное сжигание топлива, чтобы толкать поршень внутри цилиндра.
Движение поршня поворачивает коленчатый вал, который соединен с колесами автомобиля ведущего вала. Как и сам автомобиль, двигатель внутреннего сгорания имеет долгую историю.
Неполный список разработок включает:
- 1680: Христиан Гюйгенс, более известный за вклад в качестве астронома, сконструировал, но никогда не создавал двигатель внутреннего сгорания работающем на порохе.
- 1826: англичанин Самуэль Браун изменил паровой двигатель, чтобы сжигать бензин и поставить его на карете, но этот протомобиль также никогда не получал широкого распространения.
- 1858: Жан-Жозеф-Этьен Ленуар запатентовал двигатель внутреннего сгорания с двойным действием, работающий от внутреннего сгорания, работающий на угле. Он улучшил этот двигатель, чтобы он работал на нефти, привязал его к трехколесному вагону и проехал 50 миль.
- 1873: американский инженер Джордж Брейтон разработал двухтактный двигатель на керосине. Он считается первым безопасным и практичным масляным двигателем.
- 1876: Николаус Август Отто запатентовал первый четырехтактный двигатель в Германии.
- 1885: Готлиб Даймлер из Германии изобрел прототип современного бензинового двигателя.
- 1895: французский изобретатель Рудольф Дизель запатентовал дизельный двигатель, который был эффективным, с воспламенением от сжатия, двигателем внутреннего сгорания.
Кто изобрел электромобиль?
Изобретенные электромобили были доступны в середине 19-го века, но упали в немилость после того, как Генри Форд разработал свою модель T, согласно Департаменту энергетики США. Однако в последние годы электромобили снова вернулись.
Более 159 000 электромобилей проданы в Соединенных Штатах только в 2016 году, причем более половины из них только в Калифорнии.
Эта технология, как и двигатель внутреннего сгорания, также имеет длинную историю, которую трудно указать на одного изобретателя.
Как утверждают AutomoStory, два изобретателя, которым приписывают самостоятельное изобретение первого электрического автомобиля: Роберт Андерсон, шотландский изобретатель, и Томас Дэвенпорт, американский изобретатель, в 1830-х годах. Первая перезаряжаемая батарея была изобретена в 1865 году французским физиком Гастоном Планте, который заменил неперезаряжаемые батареи, используемые в ранних моделях электромобиля. Некоторые из следующих нововведений включают:
- Камиль Форе, французский химик, в 1881 году улучшил дизайн свинцово-кислотной батареи Plante, чтобы сделать электромобили жизнеспособным выбором для водителей.
- Уильям Моррисон из Де-Мойн, штат Айова, был первым, кто успешно построил электрический автомобиль в Соединенных Штатах в 1891 году.
- Камилла Йенатзи, бельгийский гонщик, построил и мчался на электромобиле, установив новый рекорд скорости земли в 62 км / ч (18 км / ч) в 1899 году. Его автомобиль назывался La Jamais Contente (что означает «никогда не удовлетворенный»).
- Фердинанд Порше, немецкий автомобильный инженер, изобрел первый гибридный автомобиль в 1900 году.
- Томас Эдисон разработал никель-щелочную батарею в 1907 году, которая была более долговечной и менее опасной, чем свинцово-кислотная батарея, используемая в автомобилях. Батарею не принимало большинство потребителей, так как она имела более высокую начальную стоимость, но она была реализована на грузовых автомобилях нескольких компаний из-за ее долговечности и дальности.
Электрические автомобили
Электрические автомобили продолжали завоевывать популярность, а в 1895 году первая автомобильная гонка в Соединенных Штатах — 52-мильная «тире» из Чикаго в Уокиган, штат Иллинойс и обратно, которая заняла у победителя 10 часов 23 минуты (средняя скорость 5 миль / ч / 8 км / ч) — показали шесть записей, а два из них были электромобилями, согласно журналу Smithsonian. По данным Департамента энергетики, к 1900 году в службе такси в Нью-Йорке было около 60 электромобилей, и примерно треть автомобилей в Соединенных Штатах были электрическими.
По словам Департамента энергетики, когда Генри Форд ввел модель T в 1908 году, недорогой и высококачественный бензиновый автомобиль стал популярным, и началось падение электромобилей.
К 1920-м годам бензин стал дешевле и доступнее, и больше американцев путешествовали на большие расстояния.
У электрических машин не было такого диапазона, как у автомобилей с газовым двигателем, и во многих сельских городах электричество все еще было недоступно, что сделало автомобили с бензиновым двигателем избранными автомобилями.
В 1976 году Конгресс США принял закон об исследованиях, разработке и демонстрации электрических и гибридных транспортных средств в связи с ростом цен на нефть, нехваткой бензина и зависимостью от иностранной нефти. Многие автомобильные компании начали исследовать и разрабатывать новые топливно-энергетические и электрические варианты, хотя до 1990-х годов этого не произошло.
Модели электромобилей
Toyota Prius, разработанная и выпущенная в Японии в 1997 году, была первым в мире серийным гибридным автомобилем и была доступна по всему миру к 2000 году. В 1999 году в Соединенных Штатах был выпущен гибридный автомобиль Honda Insight.
Tesla Motors начала разработку и производство роскошного, полностью электрического автомобиля, который в 2003 году проехал бы более двухсот миль за одну зарядку с первой моделью, выпущенной в 2008 году.
Chevrolet Volt, выпущенный в 2010 году, был первым доступным гибридом, который использовал бензиновый двигатель для расширения диапазона автомобиля, когда батарея была истощена.
Nissan LEAF был выпущен в 2010 году и был более доступным для публики, чем модель Tesla Model S.
Сегодня почти все крупные и многие более мелкие автомобильные компании разрабатывают свои собственные электрические и гибридные модели.
Первый современный автомобиль
Карл Бенц, изобретатель первого современного автомобиля
Карл Бенц получает кредит за изобретение автомобиля, потому что его машина была практичной, использовала бензиновый двигатель внутреннего сгорания и работала как современные автомобили.
Benz родился в 1844 году в городе Карлсруэ, городе на юго-западе Германии. Его отец был железнодорожником, который погиб в результате несчастного случая, когда Бенцу было 2 года. Мать Бенца поддержала его и его образование. Он был принят в Университет Карлсруэ в возрасте 15 лет и окончил в 1864 году в степени магистра машиностроения.
Первое предприятие Benz сделал в литейном цехе. Однако его новая невеста, Берта Рингер, использовала свое приданое для финансирования нового завода по созданию газовых двигателей. С прибылью Бенц решил начать строительство безлошадной газовой тележки.
Benz построил три прототипа своего автосалона к 1888 году, когда Берта решила, что пришло время для прессы.
Benz продемонстрировал модель 3 Motorwagen на Всемирной выставке в Париже в следующем году.
Benz умер в 1929 году, всего через два года после того, как он объединился с компанией-автопроизводителем Gottlieb Daimler, чтобы сформировать то, что сегодня является Daimler Group, производителем Mercedes-Benz.
Как появились машины. История создания автомобиля
История первых автомобилей
Сегодня мы знаем, что первые машины появились в 1768 году. Именно тогда появились паросиловые автомобили, способные без помощи лошадей перевозить человека (а иногда и двух). Уже в 1806 году изобретатели обратили свое внимание на двигатели внутреннего сгорания. Однако первому бензиновому двигателю было суждено появиться только в 1885 году.
История первых машин, движимых электрическими двигателями, оказалась довольно извилистой и неоднозначной. Первые модели появились в самом начале двадцатого века.
Сначала они произвели настоящий фурор, а уже через два года интерес общественности к ним иссяк – скорость маленькая, да и тяга в сравнении с другими двигателями, незначительная.
Но, в начале двадцать первого века все снова заинтересовались электродвигателями, в расчете найти безопасный, малотоксичный и экологически чистый вид энергии для автомобиля.
Кто придумал машину: Первопроходцы
Что-то похожее на первый автомобиль изобрел простой крепостной Леонтий Шамшуренков, который жив в Нижнем Новгороде.
1 ноября 1752 года его изобретение было представлено в столице Российской Империи – Санкт-Петербурге. Самоходная четырехколесная коляска могла разгоняться до пятнадцати километров в час и везти двух человек.
Изобретатель представил общественности и первый счетчик пройденного пути, так называемый верстометр.
[/ezcol_2third_end
В 1791 году Иван Кулибин, гениальный изобретатель, представил свое детище – трехколесный экипаж, который мог передвигаться самостоятельно. Он же сумел поставить первый рекорд скорости для самоходной машины – 16,2 км/ч. Кулибин очень любил свою машину и часто разъезжал на ней по улицам Санкт-Петербурга, вызывая в восхищение у прохожих.
В Европе изобретатели активно работали над бензиновыми двигателями. Главным автомобильным инженером Европы считается Карл Бенц, сумевший изобрести четырехтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Кроме Бенца над подобными двигателями работал Рудольф Дизель.
Другой немец, Шенбейн Кристиан Фридрих, в 1838 году представил водородный двигатель, а первые машины с электромотором считаются изобретением венгерского конструктора Аньоша Йедлика.
Как появились машины: Паровые автомобили
Забавно, но первая паровая машина была построена в качестве игрушки для китайского императора. Было это в далеком 1672 году.
Изобретатель – Фердинанд Вербист, член иезуитского монашеского ордена на территории Китая.
Нет достоверных фактов, что когда появилась эта машина, она могла реально кого-то перевозить, но все же, ученые считают именно конструкцию Вербиста первым паровым автомобилем.
История паровых машин в Европе началась с изобретения Николя-Жозефа в 1770 году. Это был не личный транспорт, а полноценный тяжелый тягач артиллерийских орудий.
К сожалению, с 1865 года на большинстве территорий Европы вышел закон, согласно которому перед любым самоходным аппаратом на дороге должен был идти специальный человек с красным флагом и громкой дудкой.
Это серьезно мешало обычным людям и вскоре идею паровой самоходки забросили, обратив свое внимание на развитие железнодорожного транспорта на пару.
В России проблем с красными тряпками и дудками не было. Как появились первые машины в России? Начал все Кулибин, в 1971 году предложивший собственный автомобиль на пару.
Он имел подшипники, коробку передач, уникальный маховик и тормозную систему. У машины было всего три колеса.
К сожалению, изобретение рассматривалось только в качестве развлечения и никто так и не решился вложить в него деньги.
В США машины появились с первым патентом на автомобиль. Его получил изобретатель Оливер Эванс в 1789 году. Самоходная машина Эванса была встречена публикой очень хорошо. Кроме прочего, его автомобиль умел передвигаться и по земле, и по воде.
Как появились машины: Электромобили
Самый первый электрический мотор были придуман Йедликом Аньошем – венгерским изобретателем, который сделал только одну маленькую модель электромобиля. Его исследования продолжил американец Томас Дэвенпорт в 1834 году.
Первая полноценная самоходная электрическая карета рассекала по дорогам Шотландии в 1839 году – изобрел ее Роберт Андерсон. Однако электрические двигатели были признаны современниками бесполезными и малоэффективными. Только в наше время им вновь уделяют внимание, как альтернативному источнику питания автомобилей нового поколения.
Как появились машины: Двигатели внутреннего сгорания
Несмотря на то, что попытки создать автомобиль с двигателем внутреннего сгорания были и раньше, первую реально работающую модель машины изобрел Карл Бенц в 1885 году.
Патент на свое изобретение он получил в январе 1886 года. В этом же году началось первый в истории массовый выпуск автомобилей личного пользования.
Этому способствовала серьезная рекламная кампания, в ходе которой Карл со своей женой Бертой даже совершал междугородние поездки на своем автомобиле.
Уже через три года, в 1889 году, свою первую машину выпустили Вильгельм Майбах и Шоттлиб Даймлер. Автомобиль задумывался изначально самоходной машиной и быстро стал популярен среди буржуазии и интеллигенции.
Именно с этого момента человечество вошло в эпоху тотального автомобилестроения. Вскоре машины заполнят улицы США, Европы и Российской империи, но они еще долго будут считаться скорее роскошью, чем средством передвижения — современники первых машин считали, что лучше путешествовать на поездах и кораблях.
А еще наступала эра авиастроения…
Материал подготовлен специально для PF
Самые популярные статьи блога за неделю
Пластиковая история: от расцвета до заката: Полимеры
На смену самому распространенному материалу — пластику — приходит биопластик. Несмотря на схожесть названия и свойств общего между ними довольно мало
Слово «полимер» — греческого происхождения. Буквально, полимер — это молекула, состоящая из многих («поли») частей («мерос»), каждая из которых представляет собой мономерную, то есть состоящую из одной («монос») части, молекулу. Проще говоря, полимеры — это разветвленные цепочки из обычных молекул, мономеров.
Так выглядит процесс выработки пластика сегодня
Это не фрукт, а гранула крахмала (увеличение 1500 раз), которая накапливает влагу и расширяется, разрушая материал
На наших глазах вилка исчезает
Как растят суперпластик Ученые создали генетически модифицированное растение, в семенах которого содержится органический полимер PHBV. Из него делают саморазрушающийся термопластик. Некоторые виды бактерий вырабатывают полимеры вроде PHBV, используя их как хранилище энергии, как крахмал у растений или гликоген у животных
В XX веке человечество пережило синтетическую революцию. Ее главным завоеванием можно смело назвать изобретение пластика. Сейчас даже трудно представить себе, что еще в начале прошлого века его просто не существовало и все вокруг делалось из модных нынче натуральных материалов.
Игра в мяч
Человечество, можно сказать, доигралось до изобретения пластика. В истории этого материала прослеживается мистическая связь с любовью людей к игре с мячом. Во II веке до нашей эры греки играли в мяч из желчного пузыря свиньи, наполненного воздухом.
Этот спортивный снаряд по форме напоминал яйцо или, если угодно, мяч для регби. Уже тогда наши предки искали способ исправить форму мяча и сделать его абсолютно круглым.
Древние греки без конца пробовали различные растительные добавки, чтобы придать стенкам свиного пузыря эластичность.
Индейцы майя делали мяч из кожуры плодов, обернутой в натуральный каучук, который они добывали из фикусов. Похожую технологию использовали жители островов Океании и Юго-восточной Азии. До ума, впрочем, ее довели только европейцы.
В XIX веке из Малайзии в Европу было привезено гуттаперчевое дерево, из млечного сока которого стали добывать гуттаперчу. Первым изделием из нового материала стали шары для гольфа (а вовсе не цирковые мальчики).
Сегодня этот материал используют для изоляции подводных и подземных кабелей и производства клеев.
От мяча эстафетная палочка перешла к бильярду. В 1862 году британский химик Александр Паркес решил придумать дешевый заменитель дорогостоящей слоновой кости, из которой делались бильярдные шары. Результатом стало открытие первого пластификатора.
Сперва Паркес изобрел нитроцеллюлозу. Однако ее свойства не подходили для игральных шаров, так как материал оказался легкобьющимся. Нужна была добавка, которая смягчила бы его, не уменьшив главное полезное свойство — упругость. Паркес решил добавить камфору.
Смесь нитроцеллюлозы, камфоры и спирта подогревалась до текучего состояния, далее заливалась в форму и застывала при нормальном атмосферном давлении. Так на свет появился паркезин — первый полусинтетический пластик.
Увы, как это часто бывает, его первооткрыватель не добился коммерческого успеха.
Зато последователь Паркеса, американец Джон Хайт, заработал на первом пластике целое состояние. Он основал компанию и стал производить расчески, игрушки и массу других изделий из целлулоида. К сожалению, материал оказался высоковоспламеняемым, поэтому сейчас из него делают лишь шарики для настольного тенниса да школьные линейки.
В 1897 году немецкие химики открыли казеин — протеин, образующийся при сворачивании молока под действием протеолитических ферментов (тех самых веществ, с помощью которых мы перевариваем пищу). Ученые обнаружили, что казеин придает материалам эластичные свойства, а при остывании — твердость и прочность. Из казеина наладили выпуск пуговиц и вязальных спиц.
Первый полностью синтетический пластик был разработан Лео Беикеландом в США в 1907 году. Беикеланд искал синтетический заменитель для шеллака — воскообразного вещества, выделяемого тропическими насекомыми.
Его в огромных количествах потребляла граммофонная и электротехническая промышленность: из шеллака делали пластинки и изоляторы. Ученый изобрел жидкое вещество, напоминающее смолу, которое после застывания превращалось в материал с удивительными свойствами. Изделия из него были прочными и не растворялись даже в кислоте.
Первые телефонные аппараты были сделаны именно из находки Беикеланда. Пластик мгновенно (менее чем за год) распространился по всему миру.
Начало биоэры
Однако пластик, кроме всех своих замечательных свойств, имеет два важных недостатка. Во-первых, он производится из невосстанавливаемых природных ресурсов — нефти, угля и газа.
Во-вторых, его главное достоинство — долговечность, — за которым так гнались изобретатели пластика в начале прошлого столетия, сегодня обернулось недостатком.
Чем больше пластмассы мы используем, тем быстрее растут горы отходов, которые не разлагаются в среде ни при каких условиях. Миллионы тонн пластика скапливаются в природе, загрязняя окружающую среду.
Поэтому ближе к концу прошлого столетия ученые задумались о том, чтобы создать материал, схожий по свойствам с пластиком. При этом требовалось, чтобы заменитель пластика можно было делать из возобновляемых компонентов (например, растений) и чтоб он был по зубам бактериям, то есть мог разлагаться в природных условиях.
В середине 1990-х, как грибы после дождя, стали появляться сенсационные сообщения об изобретении биопластика — пластика из натурального крахмала, разлагающегося под воздействием различных микроорганизмов.
Но тогда о крупномасштабном внедрении новшества в нашу повседневную жизнь не могло быть и речи: производство биопластика оказалось слишком дорогим удовольствием.
С наступлением нового века ситуация изменилась кардинальным образом. Ученые нашли способ снизить себестоимость изготовления биопластика и утверждают, что в скором времени она приблизится к стоимости изготовления обычной пластмассы.
Более того, некоторые эксперты считают, что цена на разлагаемую пластмассу искусственно завышается коммерческими производителями и нефтяными компаниями (нефтяники не жалуют биопластик потому, что его массовое производство может привести к падению цен на нефть).
А ведь, если посчитать затраты на переработку пластмассовых отходов и внести эту цифру в стоимость обычного пластика, еще неизвестно, какой из них будет дороже.
Пластиковые плантации
Обычный пластик не поддается разложению в среде из-за того, что он состоит из слишком длинных полимеров, которые тесно связаны друг с другом. Совсем по-иному ведет себя пластик, содержащий более короткие натуральные полимеры растений.
Биопластик можно делать из крахмала, который является природным полимером и производится растениями в процессе фотосинтеза. В большом количестве крахмал содержится в злаковых, картофеле и других неприхотливых растениях.
Урожай крахмала с кукурузы доходит до 80% от всей собранной зеленой массы. Поэтому производство пластика нового поколения должно стать достаточно рентабельным. Биопластик ломается и крошится при любой температуре, в которой активны микроорганизмы.
Остаточными продуктами этого процесса являются двуокись углерода и вода.
Из-за того что крахмал хорошо растворяется в воде, изделия из него легко деформируются при малейшем контакте с влагой. Для того чтобы придать крахмалу большую прочность, его обрабатывают специфическими бактериями, разлагающими полимеры крахмала в мономеры молочной кислоты.
Затем химическим способом мономеры заставляют соединиться в цепочки полимеров. Эти полимеры гораздо прочнее, но при этом не так длинны, как полимеры пластмассы, и могут разлагаться микроорганизмами. Полученный материал назвали полилактидом (PLA).
В прошлом году в штате Небраска открылся первый в мире завод по изготовлению PLA.
Другой способ получения биопластика заключается в использовании бактерий Alcaligenes eutrophus. В процессе своей жизнедеятельности они производят гранулы органического пластика, получившего название «полигидроксиалканонат» (PHA).
Уже были проделаны успешные эксперименты по внедрению генов этих бактерий в хромосомы растений, чтобы те смогли в дальнейшем производить пластик внутри своих собственных клеток. Это означает, что пластик можно буквально выращивать. Правда, такой способ пока остается дорогостоящим.
К тому же, так как процесс включает в себя вмешательство на генетическом уровне, он имеет и своих противников.
Кукурузные вилки
Биопластики уже сегодня находят широкое практическое применение во многих странах. Полилактид можно использовать для производства одноразовых подгузников и посуды.
Он не вреден для человеческого организма, поэтому не так давно его начали применять в медицине в качестве основы для временных имплантатов и хирургических ниток.
«Кукурузные» изделия могут быть сделаны с расчетом на срок самораспада, который требует специфика его употребления. Некоторые виды биопластика растворяются очень быстро, другие могут служить месяцы, а то и годы.
Итальянская компания Novamont уже давно приступила к выпуску биопластика под названием MaterBi. В Австрии и Швеции McDonald’s предлагает в своих ресторанах «кукурузные» вилки и ножи, компания Goodyear выпустила первые биошины Biotred GT3, а магазины Carrefour во Франции, Esselunga в Италии и CoOp в Норвегии продают свои товары в биопластиковых пакетах из того же MaterBi.
Австралийские ученые из Исследовательского международного центра продовольственной и упаковочной индустрии тоже рекламируют свою продукцию из кукурузного крахмала. Среди новшеств — горшки для рассады, которые саморазлагаются в почве под воздействием влаги, и черная пленка, замечательные свойства которой порадуют любого огородника.
Уже появились идеи производства не просто одноразовых биоупаковок, а пищевых упаковок, которые содержали бы в себе специфичные бактерии, убивающие патогены — возбудителей различных болезней. Одним из самых опасных патогенов является бактерия под названием «листерия».
Она развивается в пищевых продуктах даже при низких температурах и может стать причиной смертельной болезни, сопровождающейся высокой температурой и тошнотой. Ученые из Университета Клемсон изобрели биопластик, который содержит бактерии низина, не позволяющие листерии размножаться.
Низин представляет собой антибиотик, который вырабатывается молочнокислыми бактериями Streptococcus lactis. Он безвреден для живого организма и быстро разрушается ферментами человеческого кишечника.
Есть и другие не менее интересные проекты. Фантазии исследователям не занимать. Так что вполне может статься, скоро горы мусора из долговечного пластика уйдут в прошлое, а на их месте будут построены заводы по выпуску «кукурузных» пластмассовых изделий.
