Занимательная техника в прошлом
Шрифт:
Успехи паровой машины по откачке воды из шахт и рудников побудили ее строителей сделать попытку применить пар для перевозки угля. Гак возникла мысль о паровозе.
В статье о «предшественниках автомобиля» было отмечено, что плохое состояние дорог привело многих инженеров к паровым экипажам, катящимся по рельсам. Рельсовый путь применялся еще в XV и XVI веках в шахтах и рудниках, в виде деревянных брусьев, по которым перевозились тачки (вагонетки) с рудою.
Рис. 58. Первые строители железных дорог снабжали рельсы зубчатой рейкой, а паровоз — зубчатыми колесами, так как опасались, что паровоз не поедет по гладким
В середине XVIII века деревянные колеи стали заменяться в английских каменноугольных копях железными рельсами, которые постепенно совершенствовались.
Не следует, однако, думать, что паровоз, поставленный на рельсы, сразу сделался «пассажирским паровозом».
Всякая машина, всякое изобретение, как бы ни были они гениальны по мысли, которая в них заложена, не могут иметь успеха, если появление их не вносит какой-либо экономии во времени, энергии, силе, Температуре. Таков основной закон развития техники.
История паровоза подтверждает эту мысль. Больше двадцати пяти лет паровоз влачил жалкое существование «перевозчика каменного угля», так как не мог бороться с лошадиной тягой ни по скорости, ни по тем выгодам, которые он мог дать своему владельцу.
Рис. 59. Тревесик (1771–1833), изобретатель паровоза.
Возникли и технические затруднения. Прежде всего возник вопрос о пригодности для паровоза гладких рельсов. Инженеры того времени были убеждены, что между гладкими рельсами и гладкими колесами невозможно получить достаточного сцепления. Вот почему, когда один владелец угольных шахт решил ввести паровую тягу на своей конной железной дороге, инженеры заявили, что гладкие рельсы придется снабдить зубчатой рейкой, а паровоз — зубчатыми колесами. Такой паровоз и был построен инженером Блекинсоном, и осенью 1812 г. совершил свою первую поездку. Он мог вести на горизонтали поезд весом в 100 тонн со скоростью всего 6 км в час. И только при весе поезда в 20 тонн мог развивать скорость большую — до 11 км. И все же такой «черепаха-паровоз» работал до 1834 г.! Между прочим, это был первый паровоз, несший правильную службу.
Необходимо было произвести специальные опыты, чтобы опровергнуть предвзятое мнение о непригодности гладких рельсов. Это и было сделано в 1812 г.
Только в 1813 г. появился, наконец, локомотив, двигающийся уже по гладким рельсам. Вследствие шума, который производил пар при выходе из его трубы, паровоз получил название «Пыхтящий Билли». Он работал полвека — до 1862 г. и сейчас хранится в музее.
Как уже сказано, паровозы в начале своей карьеры употреблялись лишь для перевозки грузов, главным образом каменного угля. Пассажирский паровоз появился благодаря энергии и изобретательности Джорджа Стефенсона. Этот сын кочегара, по профессии машинист, сыграл огромную роль в истории железных дорог. Им построена в 1822 г. в Англии Геттоновская железная дорога, затем дорога между Ливерпулем и Манчестером.
Рис. 60. Георг Стефенсон (1781–1848).
Надо заметить, что в то время между Ливерпулем и Манчестером происходило усиленное движение, имевшее громадное значение для торговли. Перевозка по каналам и большим дорогам производилась слишком медленно для удовлетворения требований хлопка. Случалось, что хлопок, предназначавшийся для Манчестера, лежал в Ливерпуле столько времени, сколько требовалось для переправы его через Атлантический океан. Сотни рабочих должны были оставаться без дела, когда запасы материала истощались раньше, чем получался новый. Позвали Стефенсона, который должен был изложить свое мнение о проведении железной дороги. Последняя при неровности почвы и болотах представляла значительные трудности. Но Стефенсон утверждал, что проведение железной дороги не только будет возможно, но и пойдет успешно. Инженеры и землемеры немедленно приступили к делу. Но надзиратели за дорогами, землевладельцы, владетели каналов, лорды и крестьяне подняли
Пришлось отложить постройку.
Один из членов парламентской комиссии по построению железных дорог счел нужным предложить смельчаку несколько «затруднительных» вопросов и спросил его между прочим:
— Положим, что машина, проходящая в час от девяти до десяти английских миль, наткнется на корову; вы не находите, чтобы это обстоятельство могло иметь плачевные последствия?
— Непременно, — отвечал Стефенсон, лукаво улыбаясь, — это имело бы самые плачевные последствия для коровы.
25 сентября 1825 г. была открыта первая железная дорога между городами Стоктон и Дарлингтон. Она имела в длину всего 27 километров. Это была первая железная дорога для перевозки пассажиров и товаров.
Открытие Стоктон-Дарлингтонской жел. дороги произошло довольно торжественно. Один из участников описывает это открытие следующим образом.
«Во главе поезда следовал паровоз „Локомошен“, впоследствии переименованный в „№ 1“, управляемый строителем его — Стефенсоном. За паровозом следовали шесть вагонов с углем и мукой. Вслед за ними — вагон с директорами и владельцами дороги. Затем 20 угольных вагонов, приспособленных для пассажирского движения и переполненных пассажирами, и, наконец, 6 вагонов с углем. Впереди паровоза скакал верховой с флагом, на котором было написано по латыни: „Опасность для отдельных лиц, польза для всех“. По обеим сторонам пути стояла большая толпа народа. Многие бежали за поездом. Другие верхом следовали за ним по сторонам пути. Последний имел небольшой уклон к Дарлингтону, и в этом месте Стефенсон решил испытать скорость паровоза. Дав сигнал верховому сойти с пути, Стефенсон увеличил скорость хода до 24 км в час».
Локомотив «№ 1» 1825 г. имел два больших недостатка: его котел и топка не могли давать много пара, а плохая машина расходовала его очень много. Поэтому он то и дело останавливался, пока не накопится снова пар в котле, и был пригоден лишь для малой скорости. До 1830 г. на Стоктон-Дарлингтонской железной дороге только товарные поезда приводились в движение при помощи паровоза. Пассажирские же вагоны, требовавшие большой скорости, везлись лошадьми.
Рис. 61. Картинка, которую можно было видеть сто лет назад.
Пора и для пассажирских поездов пришла после того, как «Ракета» победила на знаменитом состязании паровозов. Это состязание на приз в 500 ф. стерлингов было объявлено директорами Ливерпуль-Манчестерской железной дороги.
На состязание или, как говорят англичане, на «историческую битву локомотивов», было допущено 4 паровоза различных конструкторов, в том числе «Ракета» Стефенсона.
Приз единогласно был присужден «Ракете». Она одна выдержала испытание, показав большую выносливость, скорость до 48 км в час при поезде в 13 тонн весом, далеко превзойдя те нормы, которые были поставлены в условиях конкурса.
Успех «Ракеты» объясняется усовершенствованиями, которые сделал Стефенсон в котле. В отличие От паровозов предшественников, в этом паровозе — трубчатый котел: отработанный пар выпускался из цилиндров не прямо в воздух, а в дымовую трубу, отчего увеличивалась тяга и достигалось более полное сгорание угля в топке.
Рис. 62. Сравнительная величина паровоза 1829 г. («Ракета») и современного паровоза.
С момента, когда был создан паровоз типа «Ракета», вплоть до нашего времени конструкция локомотивов в основных чертах осталась неизменной. Развитие паровоза шло согласно закону экономии. Прежде всего росла мощность паровозов, потому что более мощный паровоз тратит меньше топлива на каждую лошадиную силу, чем паровоз маломощный, и везет большой поезд. Увеличивалось все больше и больше давление в котле, потому что пар высокого давления работает во много раз экономнее, чем пар с низким давлением, и т. д.