冰上自行车的速度可达每小时15千米,但不像普通自行车那样会打滑和摔倒。它的结构很简单,没有车轮,没有座鞍,也没有踏脚。它的前叉下面是一块前刀板,车头是同车把相连的两根管子,上面套着两个能转动的套管,套管又连着活动车架,车架后面是两块踏板和两块后刀板。骑车人的双手握住车把,两脚分别站在两块踏板上。所以,冰上自行车不是骑的,而是站的。
冰上自行车是靠像滑冰鞋上冰刀那样的刀板滑行的。它实际上是一部人力冰橇,滑行时就像滑冰一样,用后面一对刀板推着冰面,使冰上自行车向前滑行。冰上自行车还有刹车装置。骑车人只要重踏垂直轴,使轴踏入冰面,就能很快地制动车子的前进。
火车上的新技术
火车是交通运输的重要工具,由于生产的发展,对列车从几个方面提出了更高的要求。对于货运列车来说,要求一趟列车必须在保证安全的前提下,最大限度地增加运输量,因此已经制造出能载重90吨甚至120吨的车辆。有的国家则把车厢的高度增高,使列车在不增加总长度的情况下,装载更多的货物。当然,根据货物性质的不同,制造出各种适用的专用货车也是增加运输效率的一个重要方面。
对于客车来说,安全、舒适和快速当然是新型列车的首要保证条件。目前已经有好几种新型列车正在设计或使用之中。譬如摆动式客车,这种客车车体同车轴的连接并不像通常那样是固定式的,而是悬挂在一个支架上,支架的底座则同车轴固定。一旦车辆高速行驶或转弯时,就会减轻车厢的震动。另一种列车叫管道列车,即让列车在一个巨大的管道里行驶,车速就可以大大提高,每小时可以超过500千米。再一种是气垫列车。它没有轮子,开动时有强力的气体喷向轨道,使它悬浮起来,利用列车后的螺旋桨推进,这样就减小了阻力,大大提高了车速。同它相似的有磁垫列车,它是利用磁学原理,使列车车轮悬浮在轨道上行驶,以提高车速。
不需烧油的船
船靠发动机产生动力,才能够前进,它大多需要烧油。这不但消耗宝贵的石油燃料,而且还污染环境。全世界七八万只商船,一年耗燃油一亿几千万吨,排出一亿多吨二氧化碳、近千万吨氮氧化物,以及大量的硫氧化物等等。如此巨大的燃料消耗,如此严重的污染,怎么能不引起人们的重视呢?
正因为如此,所以人们在不断地研究和发展不烧油而可以正常运行的船。
核动力船是一种不烧油,而是“烧”铀的船。它是用铀作为燃料,在船的核反应堆中进行核裂变反应,放出大量热能,通过热量传递媒介物质(水),把热量传给蒸汽机,驱动船的螺旋桨,使船前进。
这种船是怎么发展起来的呢?
当美国制成原子弹,并在广岛投放之后,海军首脑就宣称:原子弹的主要作用是“转动世界的车轮和推动世界上的船舶”。
次年春,美国海军决定派人到橡树岭,参加建造小型动力核反应堆的“丹尼尔斯工程”,并选派海军上校海曼·里科弗为橡树岭工程小组的领导人。
当时,里科弗对核科学一无所知,但他过去的工作是出色的,而且还有一个特点,不阿谀奉承,敢于提出装备上存在的缺点,不怕使上司难堪。到橡树岭半年,他对核动力作为海军潜艇的动力,才有了了解并对核动力装置在舰船上的特殊优越性,产生了浓厚兴趣。
后来,他被任命为研制核潜艇的领导,指挥研制了第一艘核潜艇,名为“鹦鹉螺号”。它铺设龙骨时,还特意举行了仪式。过去,里科弗曾在白宫参加过有总统出席的会议,知道总统对核潜艇工程很感兴趣。这次开始铺设龙骨,里科弗想邀请总统参加。他按照政界礼仪,求参议员麦克马洪帮助。麦克马洪是国会的领袖,是原子能联合委员会主席,因癌病不能离开病房,就给杜鲁门打了个电话,杜鲁门高兴地答应了邀请。举行仪式这一天,船厂挤满了观众。虽然这是一项军事工程,但杜鲁门在讲话中,把这艘艇看成是向着和平利用原子能迈出的第一步。“鹦鹉螺号”于20世纪50年代制造出来了。有人称里科弗为“核潜艇之父”,也有的称他为“核海军之父”。
从这以后,核潜艇就大力发展了起来。因为以核为动力,马力大,隐蔽性好,水下作战能力强,所以军用潜艇和航空母舰多用核作动力。
因为成本原因,商用航船还很少使用核动力。但是,俄罗斯凭借核潜艇技术的优势,在“军事转向民用”的热潮中,大力研究民用核动力运输潜艇。目的是用核动力潜艇横渡北冰洋,穿越北极,通过最短的航线向美洲运送货物。另外,运输潜艇在水底下航行,不受风、冰、雾、浪的影响,可以全天候航行。
太阳能船也是不烧油的船。它是在晴天的日子里,利用硅太阳能电池,将接收到的太阳光的能量直接转换成电能,再由电能驱动电动机,带动螺旋桨,推动船前进。
太阳能船多是游览船。太阳能游览船早已得到了实际应用。我国第一艘太阳能游览船,是由宁波市研究出来的。此船顶上铺设了3000多块2厘米见方的硅太阳能电池,船内安有蓄电池,以便晴天时存储电能,供阴雨天使用。
国外也十分注意太阳能船的应用,澳大利亚的普林斯·艾尔弗雷德学院40名二年级学生,用几个月时间制成了太阳能船。船是采用丁二烯蜂窝状材料制造的,船体轻,浮力大,航速达10千米/小时,可连续航行数小时。
太阳能船的成本高,所以还没有得到普及。但是,将来太阳能电池制造技术发展之后,太阳能是大有前途的。
未来的路面
道路建设随着交通事业的发展,而出现了许多技术上的进步。许多新型的路面,在材料、结构、功能和形式等方面,都较传统路面有很大的区别,也为未来交通的发展做好了准备。
国外生产了一种可以移来移去的路面,它是由轻质铝合金制成的。当人们发现某段路面被损坏了,可以用车辆及时将这种新路面运到现场,作为临时补救之用。路面专家还用聚丙烯等材料来修复路面,将它铺在受损的路段上后,使其底面熔化,与原有路面紧贴合一,显得十分牢固。这种路面极耐腐蚀,使用寿命很长。
一般情况下,人们总是觉得平整光滑的路面比较“高级”。其实,对于行驶的车辆来说,带有花纹而略显粗糙的路面才更好。这是因为,车辆以高速度行驶时,路面防滑尤其重要。于是,在修建道路时人们用特殊的筑路机械,在路面上留下了各种图案的花纹,它就如同防滑地砖一样,汽车即使在雨天行驶也不易打滑,好像装上了一条“道路安全保险带”。此外,用橡胶微粒和水泥混合,加入专用化学胶水后铺设路面,也能起到防滑的效果。而且,这种路面耐磨度特高,其强度比沥青路面高得多。
更有趣的是,美国有一位工程师从汽车对路面的重压受到启发,在路面下安装了一种踏板式的转动轴。车辆开过踏板时的重压,能使转动轴转动,带动相连的发电机发电,这些电能被用来作为道路照明用电,并且绰绰有余!
除此之外,人们还根据不同的需要,设计出了彩色路面、发光路面、电子控制路面、防水路面等多种新型路面。相信过不了多久,我们的交通将是另外的一种样子。
知识点磁悬浮列车与环保
磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,行走时不需接触地面,因此其阻力只有空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可以达每小时500千米以上,比轮轨高速列车的300多千米还要快。磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。中国上海磁悬浮列车是世界第一条磁悬浮列车示范运营线。
由于磁悬浮列车没有轮子、无摩擦等因素,它比目前最先进的高速火车省电30%,发出的噪音也很低,是一种十分环保的交通方式。
未来的环保型建筑
用塑料盖房子
人类的住房,从采用“秦砖汉瓦”砌筑到用钢筋混凝土建成,已经是相当大的进步。还有没有更加先进的房屋呢?有,新颖的塑料建筑就是其中的一种。
今天,塑料对我们来说,是最熟悉不过的了。常见的水壶、牛奶瓶、杯子、台灯、书皮、文具盒、食品袋……它们都是塑料制成的。塑料最大的特点是具有可塑性和可调性。所谓可塑性,就是用简单的成型工艺可以制造出大量形状复杂的制品;可调性就是指在生产过程中,可以通过改变工艺、变换配方等方法来调节塑料的各项性能,以满足不同的需要。
塑料还有许多优点,它的重量轻,与金属相比,它大约是铝的1/2、钢铁的1/5。像海绵一样的泡沫塑料,比重只有水的1/50。此外,塑料还不导电、不受酸和碱的侵蚀、不易传热,可以做成各种形状、不同颜色的制品。
正因为塑料具有这许多可贵的特性,所以它作为建筑材料正崭露头角。目前,全世界建筑工业使用塑料的数量几乎占世界塑料总产量的1/4,在应用塑料的各个工业部门中居首位。塑料已与水泥、钢材、木材一起被列为四大建筑材料。
塑料在建筑上可代替木材和金属。例如,1万平方米塑料地板可代替250立方米木材;1万平方米塑料窗可代替1000立方米原木;用塑料做15万件窗户的零件可代替100吨有色金属。
用玻璃钢(玻璃纤维增强塑料)建造的房屋,既坚固美观、又隔音绝热,而且不需要打地基。用它建成的三层楼房,总重量不过15吨,而砖瓦结构的同样楼房,重量约为80吨。用一种叫极化玻璃钢材料建筑的房屋,从室内向外看,透明无阻;从室外向内看,却不透明。
泡沫塑料也是建造房屋的好材料,从屋面、墙壁到门窗、地板,都可以用它装配而成。一间这样的小屋,总重量不过十几千克,这对于野外工作的人来说,搬家时甚至不必将房屋拆开,只要两个人就可以将房屋抬走了。由于泡沫塑料中含有许多导热性很小的空气,因此这种房子冬天不冷,夏天也不热。
为了在寒冷的地区预防寒流的袭击,用塑料建造大型建筑空间也正在试行。国外设计了一种跨度2000米、高240米,面积达3平方公里的塑料“大棚”空间。在这样一个大空间里,可以居住3万人。为了保持里面的空气新鲜,从300米的高空把新鲜空气输送到里面;里面还设有公园和人工湖泊。白天通过透明塑料来采光,夜晚用白天太阳能发电装置贮存的电能照明。
由于塑料可以胶合,也可以焊接,所以塑料建筑不必用一枚钉子,就能“天衣无缝”地把房子盖好。室内的家具也可以全部用塑料做成,既轻巧、灵便,又美观、耐用。