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十一出行你更青睐哪种交通工具

[日期:2019-03-09 07:53] 来源:http://ziarts.com   作者:北京PK10全天计划网

 

  动力,是指能让机械作功的各种作用力,比如风力、水力、电力、热力、原子能等。动力系统则是指将发动机产生的动力,经过一系列的动力传递,最后传到驱动装置上的整个机械布置。动力系统的发展贯穿了交通工具的变迁史,推动了交通工具的发展。

  本文主要通过梳理与探究三种交通工具的变迁,对动力系统技术变革在交通工具发展中的重要作用做一个阐明。

  我们选用的研究工具:Google Ngram Viewer是Google Book下面的语库项目,它收录了1500年到2008年之间出版的8116746册图书,并利用一系列算法从万亿级别的原始数据中识别出单个的词语和短语,构成了横跨8种语言的语料库。

  我们利用该语料库,查找英文中“飞机”、“火车”、以及“汽车”三个词在1800-2008年所有英文图书中出现的频率变化,以考察这三种主要交通工具的发展历程以及在世界的影响力变迁。

  飞机是20世纪初最重大的发明之一,其英文称呼较多,因此选用plane+airplane+aeroplane+aircraft作为关键词搜索飞机的发展历程。

  作为第二次工业革命与“内燃机”时代的产物,飞机在其发展史上就一直由内燃机提供动力,然而从滑翔机到喷气式飞机,飞机在动力加压上也经历了技术的不断变革与发展。

  “飞行器”的设想是人类一早有之的,早在达芬奇时期就提出了无动力滑翔机的设想。随着工业革命的逐步发展,蒸汽动力在全社会得到普及,19世纪末期,多国科学家先后对于以蒸汽为动力的飞机进行了尝试,然而都因动力不佳或其他原因而未能飞行成功。因此在19世纪期间“飞机”的词频也对应着处于一个平缓发展的阶段。

  1900年起,“飞机”的词频有了相对较为明显的波动上升趋势,主要是由于飞机这一构想真正变成了现实并得到了快速的发展。1903年,莱特兄弟制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机并试飞成功,实现了人类首次持续的、有动力的飞行。

  1918年,美国通用公司工程师莫斯成功研制出涡轮增压器,可以提高空气的密度,汽缸可以在更高的压力下工作,从而改善发动机高空性能或提高起飞时发动机的功率,使飞机在高空有更好的表现,也为航空动力向喷气发动机的转变奠定了坚实的技术基础。

  1935-1945年期间,“飞机”一词词频统计数据迅速上升。在这一时期,真正现代意义上的喷气式飞机诞生了,靠燃料燃烧时产生的气体向后高速喷射的反冲作用使飞机向前飞行,它可使飞机获得更大的推力,飞得更快,显示了动力技术进步对于航空技术的极大推动。除此之外,第二次世界大战中对于飞机这一新型武器的大规模使用,也使得飞机的应用开始逐步扩展,飞机的词频迅速上升。

  随着二战的结束,飞机逐渐从军事使用转向民用。第二次世界大战结束初期,美国开始把大量的运输机改装成为客机。从Google Ngram Viewer趋势图来看,在这一时期,“飞机”的词频呈现出相对较大幅度的下降。由于战争的结束,世界经济都处于百废待兴的阶段,飞机由军用转为民用的应用仍在不断探索中。因此,这一时期“飞机”的词频也相对呈现下降的趋势。

  60年代以来,世界上出现了一些大型运输机和超音速运输机,逐渐推广使用涡轮风扇发动机。此时,飞机的驱动力达到了相对成熟的状态。自此飞机日益成为现代文明不可缺少的运载工具,它深刻的改变和影响着人们的生活。这一时期,虽然“飞机”一词的词频总体稍有下降,但是总体来说呈现着平稳发展的趋势。

  火车是人类历史上最重要的机械交通工具之一。由于火车运输与铁路是分不开的,随着时代的发展,两者的意思已经基本上等同,因此选用了train+railway作为关键词,搜索火车的发展轨迹。

  纵览历史,火车的动力系统发展主要经历了三个阶段,从以蒸汽为动力,到燃油为动力,再到之后的电气时代,由此,火车在历史上也经历了蒸汽机车—内燃机车—电力机车三个时代。

  1804年,世界上第一台蒸汽机车在英国问世,时速为5至6公里。1825年9月27日,世界上第一条铁路正式通车。1830年,斯蒂芬逊新设计成功的蒸汽机车和铁路首次结合成功,自此火车与铁路就始终密不可分。

  在这一段时间之内,火车尚未在全球范围之内得到大规模的应用抑或是在全世界形成较大的影响,因此,这一时期内“火车”的词频相对处于平稳发展中略有上升的阶段,火车在整个社会中逐渐开始登上历史舞台。

  1840年起,“火车”的词频有了相对持续的增长,这一时期也正是火车开始发展并面对更新换代的时代。1830年以后,以蒸汽为动力的火车在欧洲和美国得到了迅速的发展。作为第一次工业革命的产物,自1842年左右“火车”频率超越“马车”之后,在交通工具的选择上就逐渐取代了马车,在社会中逐步占据了统治地位。

  1800-2008年“火车”与“马车”(carriage+cart)词频变化

  随着机车技术的不断改进以及火车逐渐应用到铁路运输上,18世纪40年代起到19世纪初,蒸汽火车逐渐得到了较为快速的发展,在全社会中也逐渐得到普及。同时,在蒸汽时代后期,以内燃机作为动力的火车也逐步开始登上历史舞台。1894年,德国研制成功了第一台汽油内燃机车,并将它应用于铁路运输,开创了内燃机车的新纪元。从蒸汽机车时代到内燃机车时代,火车的速度得到了相当大的提升,在社会生活中也逐步起到越来越大的作用。

  自1915年来,“火车”的词频就开始不断下降,直到1990年才有所回升。这一时期内,随着第二、三次工业革命的成果大规模在世界上得到普及与应用,火车作为蒸汽时代的产物,其统治地位也逐渐受到了挑战。其他交通工具的竞争以及美国政府对于铁路的严格管理等一系列因素导致“火车”的英文词频在Google Ngram Viewer趋势图中逐渐下降,但也正是在这一时期,火车动力技术得到了一定的突破与改良。

  这一时期,火车的主要发展在于内燃机动力的普遍应用。1924年,苏联制成电力传动内燃机车并交付铁路使用,同年德国将蒸汽机车改装成为空气传动内燃机车。其效率和清洁性都大大超过蒸汽机车,而且不像电力机车那样受限制,美、英、加等国都在10年内实现了内燃机车化。随后,内燃机车不断改进,可靠性、耐久性和经济性都有了不断的提高。

  虽然这一时期在动力技术上没有出现变革性的技术发展,大部分的技术都是对于现有内燃机车的改良,但是这些改良却对内燃机车的普及起到了关键的作用。这一时代后期,作为第二次工业革命成果的电力机车也在默默无闻多年之后有了超大规模的发展,成为了现代火车的主力军。电力机车的牵引性能更强,短时间内完成启动和制动的能力远优于蒸汽机车与内燃机车,其普及是动力技术发展的又一次突破。

  1990年开始,火车的词频又重新开始复苏,呈现重新上升的态势,且词频上升速度还有所加快。除了美国于1980年开始逐渐放松对铁路的管制之外,以电为动力的电气铁路在世界的普及成为了这一时代“火车”词频逐渐上升的最大原因。

  现今,世界国家大多普及了电力机车的运用,而高速铁路则是其中代表。90年代初期,欧洲大部分国家开始大规模修建高铁,不仅仅是火车能源动力技术的又一次进步,也是国家能源、环境、交通政策的需要。从90年代中期至今,在世界范围内掀起了建设高速铁路的第三次热潮。因此,“火车”词频在20世纪末到21世纪初重新开始复苏也就不足为奇了。

  马车一直是十分重要的交通工具。19世纪以来,经济迅速发展,马车的速度和负重已逐渐无法满足日益繁重的运输任务。马带动车向前,是马车的动力系统。动力系统的改进是提速的关键。利用Google Ngram Viewer 对汽车(car+automobile+autocar)在1800-2008年的词频进行检索,探索汽车的发展历程,并探索动力系统的发明发展在其中起到的作用。

  1800-2008年“汽车”词频变化,1860-1900用红框标出

  在1860年之前,汽车的词频长期保持水平,它在交通工具的舞台上还是默默无闻的一角。 1860年之后,“汽车”有了轻微的上升趋势。查询动力史,在1866年,德国工程师尼古拉斯·奥托成功地试制立式四冲程内燃机。到了1876年,奥托又试制出第一台实用的活塞式四冲程煤气内燃机,为汽车的发明奠定了基础。内燃机作为动力系统与汽车的结合指日可待。

  1883年,戴姆勒发明卧式发动机,并于1886年将其安装在马车上,创造了第一辆戴姆勒汽车。与此同时,另一名德国工程师卡尔·本茨于1885年10月研制成功了世界上第一辆能实际应用的内燃机发动的汽车。戴姆勒和本茨综合了前人关于内燃机的理论,对内燃机进一步改造,将其与车轮组装在一起,发明了以内燃机为动力装置的汽车。

  在1900年至1940年间,“汽车”词频迅速上升。汽车受到广泛关注,关注度超过了飞机。汽车的大量生产使得汽车走进了更多人家,成为一种新的生活方式。单辆生产的模式无法满足人们扩增的需求量,因此在1913年,美国福特汽车公司推出了全球第一条流水生产线,简化了福特T型车的组装流程,使得T型车成为了普遍的车种。流水线的生产模式,大幅度降低了汽车的成本,创造了庞大的汽车工业,汽车变成了人人负担得起的交通工具。

  但很快,外形和性能单一的T型车逐渐无法满足不同人群的需要, T型车的销量开始下降,在趋势图上也可以看出“汽车”词频的上升放缓。汽车逐渐向多样性、高速的方向发展,欧美的各大汽车公司开始通过生产新颖的汽车以满足不同的爱好来争夺市场。

  在这一时期,汽车的发展主要体现在汽车速度的提升上,比如通过增加发动机缸数增加发动机功率,或者通过改进汽车的外形减少空气阻力等等,汽车的组装提速和动力系统提速在推动汽车快速发展中起到重要作用。

  福特汽车公司T型车生产流水线-2008年“汽车”词频变化,1942-1965用红框标出

  在1942年到1965年期间,汽车的词频骤然下降,与此同时,火车与飞机的词频也都下降。交通工具在这一期间的关注度同时降低,主要原因在于第二次世界大战的爆发。在第二次世界大战中,许多交通工具从民用转为军用,人们对于交通工具的关注逐渐从对生活出行方式的改善转入到军事中。

  战争结束,经济得到回缓,汽车的关注度逐渐得到回升。汽车发动机的改进一直没有止步,人们对提速的追求推动着汽车发动机的发展。1950年第一台直喷式柴油机问世,1951年克莱斯勒公司推出具有半球形燃烧室的V8S发动机,1954年三角转子式发动机问世,同年燃油喷射式发动机被发明。这些发动机的发展,进一步为汽车提速。

  然而,20世纪70年代石油危机爆发,燃油价格大幅度上涨,日本省油耐用的低价格小汽车获得消费者青睐。1971年,日本本田公司研制出复合涡流控制燃烧式发动机。1978年日本研制出复合燃料的汽车。1980年,日本汽车年产量首次超过美国,成为世界头号汽车生产王国。美国也在石油危机后对车型迅速进行调整,推出省油的小型车,欧洲市场对小车需求也进一步加大,更多的欧洲人开始舍弃三厢车,转向购买燃油经济性更好的两厢车。省油的汽车赢得了人们的喜爱和欢迎,在这一阶段,随着汽车的普及和速度提升,人们对汽车的关注度渐渐高于飞机和火车。汽车成为家庭或私人移动的基础,人们的活动范围越来越广阔。

  本文以飞机、火车、汽车三种交通工具为研究对象,汇总三种交通工具在1800-2008年的词频,结合史料分析词频变化原因,揭示发动机技术变革对于交通工具的变迁乃至人类生活的影响。技术日新月异,对于速度的追求诉诸动力系统,动力装置上的改进是贯穿交通工具变迁的主线。

  飞机与汽车在蒸汽时代分别因为动力不佳和负载超重的原因,未能有所发展,对应的词频处于平缓发展的阶段,而火车作为蒸汽时代的产物,在19世纪初得到了较高的关注度。烧煤炭的蒸汽机车在欧美得到迅速发展,但内燃机的出现彻底改变了交通工具的发展史。

  1860年之后,内燃机的工作原理得到充分发展,飞机、火车和汽车的词频增幅同时加大,内燃机作为原动力,通过传动装置驱动车轮,三者的速度和承载量得到相当大的提升。它们如同来自远方的巨人,带领人们大步迈向新的纪元。

  内燃机为三种交通工具提供巨大的动力支持,而后期,三种交通工具的技术发展重心和在社会变革中的角色不尽相同,各有特色。飞机为了在高空中有更好的表现,对于改善发动机高空性能方面有更高要求。在发动机前方安装涡轮增压器,使得汽缸吸入足够空气,能够在更高的压力下工作。喷气式飞机的出现使得燃料燃烧时产生的气体向后高速喷射的反冲作用使飞机获得更大推力。航空技术的突破性进步极高地提升了飞机的性能,使得飞机帮助人类实现了更多的不可能。

  火车经过内燃机时代的改造,效率大大超过笨重的蒸汽机车,而作为第二次工业革命成果的电力机车在后期也有了较大规模的发展,火车迈入了电气时代,高铁是电气机车的代表。不同于飞机对于高空性能的技术要求,火车的发展主要依靠速度的提升,发动机的发展在火车的变迁中占主导地位,从蒸汽时代、内燃机时代到电气时代,火车是贯穿技术变革的见证者。

  汽车由于体型较小、承载量有限,主要为家庭或私人提供出行便利。汽车从富人娱乐工具到老百姓代步工具的角色转变,是通过20世纪初汽车的流水线生产实现的。汽车的动力系统和生产线的优化推动着汽车的高速发展,满足人们日益增长的物质需求,为以个人或家庭为单位的出行提供了基本保证,汽车成为人们生活中不可或缺的一份子。

  交通工具带动了社会关系的变革,也映射了科技社会的变迁。但是,是否更高性能的飞机、社群感的火车出行、越来越普及的汽车就是交通工具的终点呢?如果人类的欲望没有终点,技术的累积没有极限,交通工具作为变迁的一部分,是否仍然会不断的进步与变革?如此说来,未来,也许就会有更多的新兴技术和概念取代当下交通工具的地位,而动力系统作为核心力量,将推动人类社会不断发展,拉开新时代的帷幕。

  【1】[英] 阿诺德·汤因比:《历史研究》,上海,上海人民出版社,2005年

  【3】顾诵芬,史超礼:《世界航空发展史》,河南,河南科学技术出版社,1998年

  【5】《美国铁路发展历史及现状》,马超,郭军利,张晓东,李向国,《铁道运输与经济》,2011年第9期

  【6】《汽车史应从16世纪始——论世界汽车技术史大观》,刘少康,《湖北汽车工业学院学报》,1994年第2期

  【8】《适合我国大城市当前城市化进程的主导交通工具分析》,张丽华,《科技信息》,2008年第16期

  【11】新式交通与社会变迁[M]. 中国社会科学出版社 , 丁贤勇, 2007

  【12】汽车之父—福特[M]. 光明日报出版社 , 蚌珠,焱飚编著, 1997

  【13】T型车时代福特汽车公司海外拓展初探[J]. 王敏. 赤峰学院学报(汉文哲学社会科学版). 2010(10)

  【14】日本汽车企业在美国市场成功经验[J]. 柳长立. 汽车工业研究. 1999(05)

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