Одиночные атомы примеры. Результаты поиска по \"одиночные атомы\"
В качестве двигателя на паровозах используется паровая машина, и от ее мощности зависит силовая тяга локомотива. Многие модели железнодорожного транспорта на паровой тяге намного обогнали свое время. Советские и зарубежные конструкторы использовали двух и четырехцилиндровые паровые машины, увеличивали давление пара в котле, чтобы достичь максимальной мощности. Попробуем разобраться во всех технических тонкостях, и представим самые мощные паровозы мира.
Класс 4000 «Big Boy». США
Это естественно, что один из самых больших и быстрых паровозов, выделялся среди собратьев своей мощностью. Классический дуплекс с колесной формулой 8-4-8-4 достигали в длину 40,5 м.
Передние ведущие колесные пары позволяли свободно преодолевать кривые под 20о. Мощные «Здоровяки» легко достигали скорости 130 км/час, и могли транспортировать составы весом 3 500 тонн.
Их выпускали в два этапа. Первые 20 машин вышли на линии в 1941 году, а в 1944 с конвейера вышло еще 5 «Big Boy». Сняли с эксплуатации их в начале 60-х годов ХХ века.
Самый мощный паровоз в мире еще называли «Yellowstone Type Locomotives», а использовали их для транспортировки угля на железной дороге Missabe and Iron Range Railway.
В конце 30-х годов значительно увеличили их мощность, а также удлинили колесную раму, сделав ее 2-8-8-4. Эти гиганты могли таскать 115-вагонные составы с общей массой 8 750 тонн.
Специалисты отмечают, что DM&IR - лучшие паровозы, когда-либо работающие на обслуживании железнодорожных линий Западного побережья США.
H-8 Allegheny. США
Американская компания «Lima» в 1941 году стала выпускать более мощные, чем у «Здоровяков», паровые машины. Из-за этого пришлось изменить классическую для американского паровозостроения колесную формулу, сделав «Allegheny» по типу 2-6-6-6.
За 3 года компания выпустила 60 подобных машин, которые работали на железнодорожных линиях штата Огайо и на Чипсекской железной дороге. Потом власти штата Вирджинии заказали еще 8 локомотивов.
Паровозы класса H-8 были заняты в транспортировке угля. Максимально нагрузка, о которой завяли конструкторы, составляла 5 000 тонн. Но гигантские машины таскали составы в 10 000 тонн.
Из советских моделей самой мощной считается опытная серия П38, выпускаемая в 1954-1955 годах. Делали его конструкторы и рабочие Коломенского завода.
С весом 382,3 тонны он стал самым тяжелым за всю историю российского и советского паровозостроения. В длину П38 достигал чуть больше 38 м. При мощности в 3 800 л.с. мог развивать скорость до 85 км/час.
Всего с конвейера сошло 4 опытных образца, а проект закрыли в связи с окончанием эры паровозной тяги в СССР. С 1958 года все четыре модели использовали как котельные в белгородской области. Ни одна опытная машина не сохранилась до наших дней.
В детище советских конструкторов «Андрей Андреев» использовалось семь движущихся осей на одной жесткой колесной раме. Получился единственный в мире локомотив на паровой тяге с формулой 4-14-4.
Собирался он в 1934 г. на заводе в Луганске, и на то время на нем установили самый большой паровой котел в Европе. Мощность машины составляла 3 700 л.с. После заводских проверок, «АА» отправили на испытания в Москву.
Громоздкая махина разрушала железнодорожное полотно и постоянно сходила с рельсов. Приняли решение закрыть проект. Его списали, и он четверть века простоял в Щербинке, пока в 1960 г. его не утилизировали.
Я-01. СССР
Этот паровоз-танк был изготовлен в 1932 г на заводе в Манчестере, а вот окончательно собрали его на Пролетарском заводе Ленинграда. За всю историю использования паровой тяги на советских железных дорогах был единственным, в котором использовалась система сочленения Гаррат.
Длина Я-01 составляла 33,1 м, а сила тяги равнялась 25 000 кгс. Испытания проводились на экспериментальном кольце Челябинской железной дороги. Советские конструкторы предполагали, что система Гаррат увеличит мощность и давление в котле.
От проекта отказались, и паровоз списали в 1957 г, и, по всей видимости, порезали на металлолом.
Один из лучших китайских паровозов выпускался в два периода, с 1956 по 1960 и с 1964 по 1988 г. Прототипами для создания мощной китайской модели послужили советские «ЛВ» и «ФД».
«QJ» развивал скорость свыше 80 км/час, а мощность равнялась 3 630 л.с. Впервые среди китайских локомотивов на нем была установлена механическая подача угля в топку. Паровозы этой серии проработали на Цзинтунских железнодорожных линиях до 2005 года. Когда их списали, весь мир заявил об окончании эры паровозов.
На сегодня сохранилось 17 моделей «QJ». Все они в великолепном состоянии, а некоторые и на ходу. Два из них находятся в США, а одни в музее Шпайера в Германии.
Кстати, на нашем сайте сайт есть очень интересная статья о китайском городе , который до сих пор считается самым русским в КНР. Этот город очень сильно связан с железной дорогой. если не знаете почему, то переходите по ссылке.
Советские паровозы с заводским обозначением П1 и именем «Феликс Дзержинский» выпускали в СССР с 1931 по 1942 год. С момента утверждения проекта и до выхода готового паровоза из ворот Луганского завода прошло 170 дней, что стало мировым рекордом.
За историю производства испытал несколько модификаций, целью которых было улучшение маневренности, а также увеличение мощности. Мог развивать скорость чуть выше 85 км/час, а мощность равнялась 3 100 л.с. Проект закрыли из-за неэкономичности.
Из 3 213 выпущенных машин, остаются на ходу 4 экземпляра, в том числе один в Китае. В качестве памятников установлено в разных городах России и стран СНГ 14 «ФД», а вот 11 машин выставлены в качестве экспонатов в музеях транспорта в России и за границей.
Паровоз с красивым названием «Освобождение» и колесной формулой 1-4-1 был разработан французскими конструкторами, а выпускался на крупнейших заводах США.
Всего с 1945 по 1947 год с конвейеров сошло более 1 300 машин, а использовали их французы во всех своих колониальных владениях. Мощность локомотива составляла 2 925 л.с., и это была сама мощная модель в истории французского паровозостроения.
Первоначально использовали уголь, а потом перешли на мазут. Такой вид топлива позволил тягать более длинные составы.
Подведём итог
Американские паровозы класса 4000 по прозвищу «Big Boy» входят не только в десятку лидеров по мощности, но и считаются самыми большими и тяжелыми в мире. А вот самым дорогостоящим стал советский проект «ИС20-16». На его реализацию было затрачено 1,5 миллиона долларов. СССР принадлежит рекорд и по самому массовому локомотиву на паровой тяге, российско-советскому паровозу класса Э. За всю историю выпуска, с 1912 по 1956 год их было произведено 10,8 тысяч экземпляров.
Пока в 2014 году китайский экспериментальный высокоскоростной поезд CIT500 на испытаниях на экспериментальном участке трассы под Циндао длиной в 100.8 километров установил новый рекорд скорости в 605 км\ч
Немного истории, стоимость и перспективы развития китайских железных дорог - под катом
Вообще, на написание топика меня подтолкнул комментарий пользователя , который задал вполне резонный вопрос о стоимости китайских железных дорог. Я и постарался разобраться.
Ну, предысторию вопроса можно, в принципе, опустить. Все и так знают - самая длинная в мире сеть высокоскоростных железных дорог, 2200 км от Пекина до Гуанчжоу за 8 часов, резкий скачок от паровозов(последний паровоз был запущен в 2005 году) до высокоскоростных поездов(первая магистраль сдана в эксплуатацию в 2008 году) и т.д.
На сегодняшний день каждая столица провинции(кроме совсем уж глухих западных) подключена к сети высокоскоростных ж\д, около 45% - это магистрали с конструкционной скоростью 200-250 км\ч, 55% - до 350 км\ч. После аварии 2008 года на магистрали Вухань-Гуанчжоу максимальная скорость поездов была снижена с 350 км\ч до 300 до устранения причин аварии и усовершенствования поездов. CIT500, в принципе, должен стать первым поездом, для которого в 2016 году будут сняты скоростные ограничения и он будет кататься на скорости 350-380 км\ч.
Насчет стоимости - вопрос оказался неоднозначным. Бесспорным лидером по стоимости одного километра дороги является, конечно, шанхайский маглев - при длине участка 29.83 километра общая стоимость строительства составила около 9.7 млрд юаней (1 доллар=6.2 юаня), и, соответственно, стоимость за километр - 325 млн юаней.
Ну, а самым затратным по общей стоимости стал, естественно, проект высокоскоростной магистрали Пекин-Гуанчжоу, который вводился в эксплуатацию постепенно, участками, и недавно по нему открылось движение от конечного пункта до конечного. Общая стоимость 2 298 километровой дороги составила астрономическую сумму в 400.000.000.000 юаней.
Стоимость дорог отличается в десятки раз в зависимости от конструкционной скорости, типа грунтов, необходимости эстакад и так далее. Примерная стоимость за километр:
1) Циньхуандао-Шеньян - 37.000.000 юаней за километр
2) Хэфэй-Вухань - 46.000.000 юаней за километр
3) Вэньчжоу-Фучжоу - 60.000.000 юаней за километр
4) Пекин-Шанхай - 167.000.000 юаней за километр
5) Пекин-Тяньцзинь - 180.000.000 юаней за километр.
Вообще, как я понял, сравнивать стоимость строительства железных дорог с маглевом ненаучно. Железных дорог десятки, построены они в разных условиях, а маглев пока один и известна лишь стоимость линии в конкретно данных условиях.
Тем не менее, проект продления шанхайского маглева до Ханчжоу окончательно закрыли, а эксперименты по достижению высоких скоростей с использованием традиционного рельсового состава ясно указывают на то, что в ближайшее время иных линий поездов на магнитной подушке мы в Китае не увидим.
А планируемое повышение скорости до 380 км\ч сделает авиаперевозки на расстояние до 1000 км вообще нерентабельными. Поездка Пекин-Шанхай на самолете занимает около 4 часов (2 часа чистого полетного времени + час в\из аэропорта +час на регистрацию\сдачу\получение багажа и т.д.), а на поезде - 5. Повышение скорости на 25% уравняет это время.
Развитие технологий дошло наконец-то до атомарных размеров. Устройства с компонентами, размеры которых имеют тот же порядок, что и атомы вещества, уже не являются сенсацией. На сегодняшний день, к примеру, «соединительные провода» в электронной схеме могут иметь ширину порядка 100 атомов, и это не предел. Из-за постоянно уменьшающихся размеров ученым необходимо проводить новые исследования, показывающие, как размеры влияют на свойства материала, в частности, сопротивление и механическую прочность.
Очередную работу в этом направлении опубликовала группа из State University of New York (США). Их результаты были опубликованы в журнале Physical Review B. Объектом исследований стали крошечные контакты, формирующиеся между золотыми острием и поверхностью. Эксперименты показали, что подобные соединения (которые могут быть толщиной всего в 1 атом) обладают специфическими электрическими и механическими свойствами.
Обычно для оценки толщины контакта ученые прикладывают к образовавшемуся «мосту» напряжение и измеряют электрическую проводимость контакта. Предыдущие эксперименты показали, что в такой конфигурации при увеличении расстояния между поверхностью и острием (при удлинении и уменьшении ширины «моста») проводимость скачкообразно снижается. Это связано с тем, что атомы контакта перегруппируются, так что число атомов контакта снижается с нескольких сотен до одного. Команда американских ученых поставила перед собой задачу исследования этой перегруппировки с точки зрения механики.
Для получения необходимых данных, ученые прикладывали к контакту механическое напряжение и изменяли длину «моста» с шагом 4 пикометра (для этого острие было прикреплено к кантиливеру, позволяющему измерить не только изменение размеров «моста», но и вариации силы). Как известно, отношение приложенной механической силы к изменению длины, дает такой параметр, как жесткость (или связанную характеристику, именуемую модулем Юнга, определяющую меру реакции материала на внешнее воздействие, вне зависимости от геометрических размеров).
При уменьшении ширины контакта, атомарные силы изменяются таким образом, что жесткость должна увеличиваться. Предыдущие эксперименты уже предлагали некоторые доказательства для этого факта; но они были применимы в ограниченном диапазоне масштабов. Американские ученые наблюдали аналогичные явления для ширины контакта менее 1 нм. По их данным, при сужении контакта до 1 атома, жесткость контакта оказывается почти вдвое выше жесткости «обычного» золота.
Помимо основных исследований, ученые объяснили, почему узкие «перетяжки», образующиеся между двумя металлическими телами, под действием поверхностных сил могут неожиданным образом деформироваться.
Дальнейшие работы в этом направлении могут объяснить, как различные микроскопические свойства объектов объединяются, формируя макроскопические свойства.