О.БУЛАНОВА
Первый возник гораздо раньше второго. О применении деревянных рельсов в горном деле пишет еще Себастьян Мюнстер (1541). В XVIII в. рельсы стали изготавливать из чугуна, а в начале XIX в. — из мягкого железа (чугун вследствие своей хрупкости быстро разрушался). Что касается локомотива, то он мог явиться на свет лишь после великого изобретения Уатта — паровой машины.
В 1762 г. предшественницей паровоза стала первая в мире сдвоенная паровая машина русского изобретателя И.И. Ползунова. Кстати, в русском языке паровоз в самом начале назывался… пароходом. Первую европейскую попытку приспособить паровую машину для нужд транспорта сделал помощник Уатта Мердок, прежде других понявший, что двигатель паромобиля должен отличаться по конструкции от стационарной паровой машины: он должен быть компактным, легким и мощным. И Мердок предложил повысить давление в цилиндре до 3-3,5 атмосферы (тогда это давление считалось очень высоким).
Он также посчитал необходимым отказаться от конденсатора и выпускать отработанный пар «на выхлоп» в атмосферу. В 1786 г. Мердок соорудил действующую модель паровой тележки. Однако Уатт отнесся к опытам своего помощника очень холодно, и Мердоку пришлось оставить свои эксперименты. К счастью, при опытах Мердока в Редрете присутствовал смышленый и любознательный подросток — Ричард Тривайтик, посвятивший в дальнейшем жизнь созданию паровых самодвижущихся транспортных машин.
Начал Тривайтик с того, на чем остановился Мердок: сконструировал паровой двигатель повышенного давления, работавший «на выхлоп» без конденсатора. Затем в 1801-1803 гг. построил несколько паровых повозок, которые весьма успешно бегали по скверной дороге из Кемборна в Плимут. По существу, это были первые в истории автомобили. Но до изобретения пневматических шин ездить на таких авто могли только энтузиасты. Хороших дорог было мало, и никакие рессоры не спасали машину и ее водителя от жестокой тряски. К тому же все эти сооружения были очень громоздкими и тяжеловесными для того, чтобы передвигаться по грунтовым дорогам. Тогда у Тривайтика возникла идея поставить паровой автомобиль на рельсы.
В 1804 г. он создал свой первый паровоз. Он представлял собой цилиндрический паровой котел на двух осях. Топка — впереди под дымовой трубой, так что тендер (повозку с углем, где сидел кочегар) приходилось прицеплять впереди паровоза. С одной стороны паровоза имелась сложная зубчато-колесная передача на обе оси, с другой — большое маховое колесо, как у фабричной паровой машины. Порожняком паровоз двигался со скоростью 26 км/ч.
Тривайтик не был уверен, что трения между колесами и рельсами будет достаточно для поступательного движения паровоза. Поэтому наружная часть колеса, выдававшаяся за рельсы, была утыкана головками гвоздей, которые вдавливались в брусья, уложенные параллельно рельсам. Впрочем, очень скоро Тривайтик убедился, что нужды в этих дополнительных приспособлениях нет. Несмотря на свои хорошие ходовые качества, первый паровоз не вызвал к себе интереса — он постоянно ломал чугунные рельсы, так что хозяева рудников, коих Тривайтик хотел заинтересовать паровозом, не хотели вкладывать деньги в строительство новой дороги и отказали в финансировании.
В последующие годы Тривайтик сконструировал и построил еще несколько паровозов; один из них (1808) порожняком развивал скорость 30 км/ч. Однако и эта замечательная машина никого не заинтересовала. В 1811 г., окончательно разорившись, Тривайтик вынужден был прекратить свои опыты. Беда его заключалась в том, что он явился со своим изобретением слишком рано: не только железо, но и чугун еще были слишком дороги, поэтому строительство железных дорог казалось нерентабельным. Кроме того, шла война с Наполеоном, Англия была стеснена континентальной блокадой, и все проекты, требовавшие больших капиталовложений, не могли быть реализованы.
Но, разумеется, никакие трудности не могли остановить техническую мысль. Появились новые изобретатели. Долгое время среди механиков было распространено убеждение, что гладкое колесо не может катиться по гладкому железному рельсу. Стараясь избежать этой мнимой опасности, некоторые изобретатели пошли по ложному пути. В 1812 г. Бленкистон, один из владельцев Мидлтонских угольных копей в Йоркшире, проложил небольшую железную дорогу длиной 6 км между Мидлтоном и Лидсом специально для паровоза.
В том же году механик Муррей построил по проекту Бленкистона паровоз, обладавший достаточно хорошими техническими показателями. Он передвигался по обычным рельсам и имел колеса с гладкими ободьями. Но движение осуществлялось при помощи зубчатого колеса, катившегося по зубчатой рейке, положенной рядом с гладкими рельсами. Несколько таких паровозов было построено для обслуживания рудников, но широкого распространения они не получили в силу того, что имели очень незначительную скорость, высокую цену и часто простаивали из-за поломки путей.
Изобретатель Брунтон в 1813 г. соорудил паровоз с двумя механизмами, которые наподобие ног должны были отталкиваться от земли и двигать машину вперед (при первом же испытании этот паровоз взорвался, т.к. при расчете котла были допущены ошибки). Вскоре было доказано, что гладкое колесо вполне может двигаться по гладкому рельсу. Два изобретателя — Блекетт и Хедлей — соорудили специальную тележку с гладкими ободьями, которая приводилась в движение при помощи зубчатой передачи людьми, находящимися на ней. В 1815 г. Блекетт и Хедлей собрали очень хороший паровоз, получивший название «Пыхтящий Билли».
Имея в своем распоряжении чертежи Тривайтика, они смогли воспользоваться многими его наработками, но очень долго решали, как уменьшить нагрузку на ось, чтобы локомотив не ломал рельсы. Поначалу это происходило слишком часто, так что перед каждой поездкой тендер приходилось нагружать запасом чугунных рельсов. Наконец, Блекетт и Хедлей поставили котел на одну раму с тендером, снабдив ее четырьмя парами колес, так что «Билли» имел четыре ведущих оси. Только после этого он перестал портить пути. Этот паровоз эксплуатировался на руднике до 1865 г., после чего был сдан в Лондонский музей.
Между тем окончательная победа над Наполеоном привела к изменению рыночной конъюнктуры; Англия вступила в период нового промышленного подъема. Спрос на уголь резко повысился, в результате чего владельцы копей все острее стали осознавать нужду в паровом транспорте и решались на финансирование. Удачнее других оказались локомотивы, сконструированные и построенные Джорджем Стефенсоном, главным механиком Киллингуортских копей. В 1812 г. он предложил своему хозяину Томасу Лидделу проект первого паровоза, и тот согласился платить.
В 1814 г. работа была закончена. Паровоз, получивший имя «Блюхер», включился в работу по обслуживанию рудника. По многим параметрам он уступал «Пыхтящему Билли» и после года эксплуатации оказался лишь немногим выгоднее использовавшихся до этого лошадей. Причиной неудачи была слабая тяга: отработанный пар выпускался прямо в воздух, а не в трубу, где мог бы усилить тягу в топке. Этот недостаток Стефенсон устранил в первую очередь и в 1815 г. построил второй паровоз. В 1816 г. был закончен третий — «Киллингуорт».
Для него Стефенсон впервые придумал и применил рессоры (до этого котел устанавливался прямо на раму, вследствие чего паровоз буквально вытряхивал душу из машиниста, подпрыгивая на стыках). Одновременно Стефенсон работал над усовершенствованием рельсового пути — ему стало окончательно ясно, что надо отказываться от хрупкого чугуна.
В 1821 г. один из шахтовладельцев Дарлингтона Эдгард Пиз основал компанию по строительству ж/д пути от Дарлингтона к Стоктону и поручил ее сооружение Стефенсону. Общая длина дороги с боковыми ветками составляла 56,3 км, и 19 сентября 1825 г. по дороге торжественно прошел первый поезд из 34 вагонов. Его средняя скорость была 10 км/ч. Впереди локомотива скакал верховой с флагом, прося публику освободить рельсы. На отдельных участках ему приходилось мчаться во весь опор, потому что поезд разгонялся до 24 км/ч. Всего за этот рейс было перевезено более 600 пассажиров.
Вместе с остальным грузом эта публика весила около 90 т. В связи с успешным строительством Дарлингтон-Стоктонской дороги имя Стефенсона стало широко известно. В 1826 г. совет директоров транспортной компании Манчестер-Ливерпульской дороги предложил ему пост главного инженера с окладом в 1000 фунтов стерлингов. Строительство этой дороги представляло большую сложность, поскольку она проходила по сильнопересеченной местности. Пришлось возводить множество разнообразных искусственных сооружений: насыпи, выемки, туннели и т.п. Одних мостов было построено 63. Под самым Ливерпулем надо было проложить туннель длиной 2,4 км в скальном грунте.
Потом пришлось сделать выемку в высокой песчаной скале (всего во время этой работы было удалено 480 тыс. куб.м камня). Особенно большие трудности представляло сооружение полотна через торфяные болота Чэт-Мосс шириной 6,5 км и глубиной 15 м. Наконец, все препятствия были благополучно преодолены. В 1829 г. компания объявила свободный конкурс на лучшую конструкцию локомотива. Стефенсон выставил в Рейнхилле свой новый паровоз «Ракета» с паровым котлом, построенным на его заводе по последнему слову тогдашней техники. Следующим шагом явился трубчатый котел, изобретенный в 1828 г. французским инженером Сегеном.
Рейнхильские состязания стали крупным событием в истории паровоза; считается, что ими закончился период его детства. На состязаниях присутствовали около 10 тыс. зрителей, и это лучше всего говорит об огромном интересе простой публики к паровому транспорту. Надежды, которые Стефенсон возлагал на свое творение, полностью оправдались: 10 октября «Ракета», идя порожняком, развила рекордную для тех времен скорость 48 км/ч.
При собственном весе 4,5 т этот паровоз свободно тянул поезд общим весом 17 т со скоростью 21 км/ч. Скорость движения паровоза с одним пассажирским вагоном достигала 38 км/ч. По всем показателям «Ракета» оказалась на порядок лучше всех других локомотивов, и приз в 500 фунтов стерлингов был вручен Стефенсону. Он разделил его со своим помощником Бутом, предложившим идею трубчатого котла (ни Бут, ни сам Стефенсон в то время еще ничего не знали об изобретении Сегена).
«Ракету» можно считать уже вполне совершенным паровозом, т.к. она имела все важнейшие черты позднейших локомотивов: топка была окружена водой котла; котел был расположен горизонтально и имел дымогарные трубы; пар уходил в дымовую трубу, что усиливало тягу и увеличивало температуру топки; сила пара передавалась колесам через шатуны без всяких зубчатых передач.
В следующем году линия Ливерпуль-Манчестер была торжественно открыта. Строительство дороги потребовало неслыханных по тем временам капиталовложений. Общие затраты на ее прокладку составили 739 тыс. фунтов стерлингов.
Однако потребность в этой дороге была настолько велика, что она окупилась достаточно быстро. Это было лучшей рекомендацией новому виду транспорта. Через несколько лет по всему миру развернулось бурное железнодорожное строительство. Началась эра паровоза.
По материалам сайтов istoriz.ru и mirznanii.com