交通运输
高速公路
高速公路对车辆行驶速度的限制,与一般公路正好相反。一般公路上的车速限制在每小时40-60公里,而高速公路要求汽车时速应达到110公里。因此,乘汽车在高速公路上行驶,可以节省时间一半左右。
为保证车辆能高速行驶,高速公路除造得坚固、耐用、平整、防滑外,还做成双向、宽阔、全封闭式的。高速公路通常有4至8条行车道,往返各一半。中间设4-6米的“中央分隔带”,种植灌木或设置栏杆。一方面把不同方向的通道分开,另一方面也防止夜间对面开来汽车的车灯炫花司机的眼睛。公路两侧设有“紧急停车带”,供行驶中出故障的车辆临时停放。
高速公路有专门的出入口,非机动车、老旧慢速的交通工具以及禽兽等一概不能上公路,在公路的最外面用金属棚网阻拦,实行全线封闭。在与其他公路交叉的地方都设有“互通式立交”,所有汽车都从这里进入或离开高速公路。这种互通式立交每隔50公里设置一个,里面有收费站、加油站、车辆维修站、休息室、商场、餐厅、游乐场和旅馆。还有起交通警察作用的“电子监控中心”,里面有闭路电视和有线、无线通讯设备。另外,每隔一定距离就要设跨线天桥或地下通道,供行人和自行车过“马路”。
这样的高速公路可使车辆以很高的速度独来独往,但是还不能保证安全可靠,工程师们还得为它设计电子的“五官”。在高速公路上用鲜明清楚的标志牌和路面标识,作为“指挥棒”,给车辆指路。它常用直升机、电视摄像机或巡逻车来充当“耳目”,将监视的信息传送给监测中心的电子计算机,经过电脑分析处理,把确定的措施信息传给“嘴”——可变标志显示出来,或通过无线电广播,告诉司机采取应变措施:“前方有事故应绕行”、“暴风雨来临,限制车速”,“前面交通拥挤,暂时关闭入口”等。
一条高速公路的运输量,相当于5条铁路的运输量。高速公路还可以大幅度降低汽车运输成本,是通向现代化之路。
铁路
铁路是从马车轨道发展起来的。16世纪中期,英国为了运煤和矿石,用木头做成轨道,让马来牵引车辆。1825年,英国的达林顿铁蹄营业后,不用马车而采用斯蒂芬森的蒸汽机车,遭到当时马车业主的竭力反对。直到1829年,斯蒂芬森儿子改进的“火箭号”机车在与马车比赛中取胜,才用火车取代了有轨马车,使英国真正进入铁路时代。
铁路是由碎石作路基,用轨枕和两根平行钢轨铺筑构成。钢轨间有特定的标准宽度,国际标准轨距是1435毫米。铁路轨枕多用木材,经过化学防腐处理,平均可使用30余年。因木材价高,我国和许多国家已改用混凝土轨枕,也有的用钢铁轨枕。现代的铁路钢轨为平底,横断面成T形。通常铁路就是由一根根长12。5或50米的钢轨铺成,为了列车行驶平稳,减少噪声,现代铁路又出现焊接长轨。它将标准钢轨先焊接成长约400米的长轨,铺轨时再依次焊接,可长达数公里。
铁路的基本特点是具有导向性。另外,由于车轮在钢轨上的滚动摩擦非常小,在功率相同时,火车的载重约为汽车的10倍。铁路和其他运输工具相比,具有很多独特的优点:一是装载量大,如果一列火车挂15节车厢,它的运输量相当于近200辆汽车;二是火车的运行速度快,受气候影响小;三是大型设备和货物都能装得下,拉得走;四是运输距离远,只要有铁路铺设的地方,它可以不分昼夜地持续运输。但是,短途运输还是汽车成本低,灵活机动。
我国最早通车营业的铁路是1876年在上海建筑的淞沪铁路。这是一条窄轨铁路,第二年就拆毁了。1881年在唐山至胥各庄建成的唐胥铁路,是我国第一条标准轨距铁路。
汽车
汽车是由动力牵引车发展起来的。法国路易十四世时,炮兵大尉丘尼约奉命研制大炮的牵引车。他经过两年的努力,制成一辆木制三轮车,采用蒸汽机作动力,可乘坐4人,时速9。5公里,成为历史上第一部“自动车”。
从那以后,人们不断探索改善自动车的性能和外型。1826年,勃朗在英国制造成功世界上第一辆内燃机汽车,它有两个汽缸,不仅能在平坦的大道上奔驰,而且还能翻越陡坡。
但是,最先制造实用汽车的是德国人奔驰。他经过多年反复试验,制成了第一辆“汽车”。这辆车重254公斤,时速为13至16公里。这辆自动车制成后,由于官方阻挠,一直无法正式试车。他的妻子知道后,发动车子满街跑了一圈,惊动了周围的人,不久就获得了专利权。由于后来的自动车多装用汽油机,人们就称它为“汽车”。德国慕尼黑科技博物馆还保存着这辆汽车,并标有说明牌:“这才是第一辆汽车。”
现代汽车种类繁多,由于发动机的不同,分为柴油车和汽油车两种。汽油车又有四汽缸、八汽缸、十二汽缸多种。汽缸越多行驶越稳。按照用途不同可分为运输载重卡车,载客的小客车、大客车和客货两用的面包车、工具车等:特殊用途的有消防车、洒水车、冷藏车等。随着电子技术的发展,汽车上越来越多地出现电子产品,或装有半自动驾驶装置。
火车
最早的火车实际上是蒸汽机车。1804年,英国工程师特里维雪克制造出一台单缸的蒸汽机车,牵引着五节车厢,以每小时8公里的速度在轨道上行驶。由于当时使用煤炭或木柴生火做燃料,所以叫做“火车”。
世界上第一列载客火车叫“看谁能捉到我号”,是特里维雪克在1807年设计制造的。这列火车在伦敦展览会上表演后,由于设计方面的问题,在运行中出轨,就停止使用了。1825年,斯蒂芬森经过多次设计和改进,又制造出一辆名叫“动力号”的蒸汽机车。当年9月27日,在英国斯托克顿与达林顿之间开设了第一条铁路运输线,“动力号”牵引着12节车厢,以每小时13公里的速度行驶其间。
然而,火车的出现并没有使人们放弃马车在铁路上行驶。到了1829年,利物浦至曼彻斯特的铁路铺成后,为了决定采用火车还是马车,举行了一次别开生面的火车和马车的比赛。有七辆火车报名参加比赛,但其中四辆不合格。其余三辆火车比赛的结果是,斯蒂芬森的儿子改进的“火箭号”获胜。“火箭号”长6。4米,重7。5吨,为了使火燃烧得旺,装了4。5米高的烟囱,平均速度达到每小时22公里,比当时的四套马车快两倍以上,最高时速达46。4公里,于是这条铁路就采用了火车。最后,火车终于取代了有轨马车,成了非常重要的陆上交通运输工具。蒸汽机车要自载煤水,负荷极重。即使是最好、最新式的蒸汽机车,也燃烧不全,热量损失很大,因此逐渐被内燃机车和电力机车代替。
轮船
古代的轮船像车一样,有两个车轮似的轮子,装在船的两侧或尾部,在轮子周围装有若干桨板,用人力转动轮子,桨板不断向后拨水使船前进。所以轮船也称“车船”或“明轮”。
自从蒸汽机出现后,就有人设想用蒸汽机带动明轮,推动船只行驶。1802年,英国人薛明敦采用瓦特改进的蒸汽机,建造了“夏洛蒂·邓达斯号”机动轮船,由于当时用的是马拉船只,机动船遭到马拉船业主的反对,只好搁置不用。这件事被在英国考察的美国科学家富尔顿知道了,他制造了类似的“克莱蒙特号”,于1807年8月起航行在纽约至奥尔巴尼之间,航速达每小时6。4公里,成了第一艘机动轮船。机动轮船出现后,人们对瑞士科学家伯努利提出的螺旋推进器产生了极大兴趣。1836年,英国的“阿基米德号”使用了螺旋推进器,那是一个木制的长长的像螺丝钉的螺杆。开始试验时,它以每小时4海里的航速航行。突然,水中的障碍物碰断了螺杆,只剩了一小截。正当造船工程师史密斯急得不知所措时,这船却意外地加快了速度,达到每小时13海里。这事启发了造船工程师们,他们把长螺杆变成短螺杆,又把短螺杆变成叶片状,便于1845年制成了英国的“大不列颠号”,它是世界上第一艘螺旋桨推进船。