ИСТОРИЯ ПАРОВОЗА
Изобретение, изменившее мир
Долгое время железнодорожные пути сооружались только на рудниках,
но потом получили распространение пассажирские дороги с конной тягой.
Первая такая рельсовая дорога была устроена в 1801 году в Англии
между Уондсвортом и Кройдоном.
Первый паровоз был построен в 1804 году Ричардом Тревитиком, в молодости знакомым с Джеймсом Уаттом, изобретателем паровой машины. Однако железо в те годы было слишком дорого, а чугунные рельсы не могли выдерживать тяжелую машину.
В последующие годы многие инженеры пытались создавать паровозы, но самым удачливым из них оказался Георг Стефенсон, который в 1812-1829 гг. не только предложил несколько удачных конструкций паровозов, но и сумел убедить шахтовладельцев построить первую железную дорогу из Дарлингтона к Стоктону, способную выдержать паровоз. Позднее, паровоз Стефенсона «Ракета» выиграл специально устроенное соревнование и стал основным локомотивом первой общественной дороги Манчестер-Ливерпуль.
Создание железнодорожной сети привело к взрывному росту промышленности с середины XIX век а, особенно металлургической. Во многом, именно изобретение паровоза дало толчок к созданию того мира, в котором мы сейчас живем.
Усложнение конструкции
В основном, конструкция паровоза сформировалась к 1900 г. и сохранилась до последних лет его постройки.
Рост грузооборота железных дорог, прокладка трасс в горных условиях потребовали создания паровозов со все большим количеством тяговых осей, число которых доходило до 7. Опасаясь сильного бокового разрушения пути многоосным жёстким экипажем, паровозная техника пошла по пути создания мощных паровозов с сочленённым экипажем. Наибольшее распространение получил паровоз типа «Маллет», впервые построенный в 1894 г.
 |
Известны также другие типы сочленённых паровозов, не получившие, однако, широкого распространения из-за своей сложности и дороговизны: паровозы Ферли, Гарратта, Гольве, Дю-Буске и др. Паровоз типа «Маллет» имел, как правило, две рамы: заднюю, жёстко прикрепленную к котлу, и подвижную переднюю, соединенную с задней при помощи шарнира. Каждая рама располагалась на отдельной группе движущих осей (от двух до пяти), имевших свою паровую машину. Наиболее широко эти паровозы использовались на железных дорогах США и Канады.
В 1915-1916 гг. в Соединенных Штатах Америки был создан
тройной сочлененный грузовой паровоз (триплекс) «Маллет» с 12 сцепными
осями типа 1-4-0+0-4-0+0-4-1. Третья группа ведущих осей этого паровоза
с машиной располагалась под тендером. Для увеличения мощности американских
грузовых паровозов применяли вспомогательный паровой двигатель -
«бустер» (паровозы Лайма), который располагался на задней (поддерживающей)
тележке паровоза и включался в действие при трогании и разгоне.
Паровозы России и СССР
В России первая железная дорога протяжённостью 27 километров была открыта 12 ноября 1837 года между Петербургом и Царским Селом. Паровоз, который вёл поезд, был куплен у Георга Стефенсона в Англии.
В конце XIX века Россия по густоте железных дорог резко отставала от Европы. А потребность в интенсивных пассажирских перевозках, усугубляемая огромными расстояниями, была очень высокой и все увеличивалась. Наблюдался устойчивый рост пассажирского движения, которое только с 1893 по 1913 год возросло в 4 раза.
Раньше, чем в других странах, на российских железных дорогах появились спальные вагоны, в которых пассажиру случалось жить с неделю и больше. Раньше, чем в Европе, возникла и потребность в увеличении веса пассажирских поездов до 500 т и выше.
Первый паровоз в России был построен механиками отцом и сыном на Нижне-Тагильском заводе в 1833-1834. Паровоз Черепановых возил поезда с рудой весом более 200 пудов (3,2 т) со скоростью 12-13 вёрст в час (13-14 км/час).
 |
|
Паровоз |
В первой половине XIX века паровозы в Россию, в основном, ввозились из-за рубежа. Cерийное производство было налажено только в 1870-е годы. До этого, с 1845 года в России производилось небольшое количество паровозов иностранной разработки. И если в 1869 году было выпущено всего около 20 машин, то уже к 1880 году производство паровозов выросло почти до трех сотен и продолжало увеличиваться. Считается даже, что Россия была первой страной, разрушившей монополию Англии на их производство. Но, несмотря на это, в конце 1870-х годов отечественные паровозы составляли чуть более 1/3 общего парка, во многом благодаря чиновникам, полагавшим, что импортное заведомо лучше своего.
Во время Гражданской войны и в начале 1920-х годов собственные паровозы в России практически не производились, нужное количество заказывалось в Германии и Швеции (часть серии Э). С 1925 года выпуск паровозов был восстановлен и продолжался до 1956 г.
С 20-х годов на паровозы стали устанавливать электрическое освещение. Сначала фонари питали от генераторов вагонов (при этом ацетиленовые фонари не снимали и использовали при движении без состава), а потом стали устанавливать паровые турбогенераторы и на сам паровоз.
С 1914 по 1931 годы техническое состояние паровозов резко ухудшилось, что было связано с введением т. н. «обезличенной» езды. Если ранее каждый паровоз закреплялся за своей бригадой машинистов, которая следила за техническим состоянием «своего» паровоза, но его работа была привязана к рабочим сменам бригады, то при обезличенной езде локомотив мог работать круглые сутки. Однако такой подход имел существенный недостаток - машинистам стало невыгодно бережно относиться к паровозу и следить за его состоянием. Поэтому, из-за катастрофического технического состояния локомотивов, в 1931 году была восстановлена «прикреплённая» езда. Следует отметить, что в связи с повсеместным переходом на тепловозы и электровозы, обезличенная езда была восстановлена в 1960-е годы, что опять негативно сказалось на состоянии подвижного состава, но преимущества этого способа в современных условиях превысили его недостатки.
В СССР наиболее распространёнными типами паровозов были: Ов («овечка»), СУ, Э, ЭУ, ЭМ, ЭР, СО, ФД, ИС (ФДП), Л, ЛВ, П36. Производство паровозов в СССР было полностью прекращено в 1956 г.
Закат паровозной эры
Эра паровозов продолжалась до 1950-х годов, когда их производство было полностью свернуто. В большинстве стран оставшиеся паровозы эксплуатировались до середины 1970-х, за это время они, в основном, были уничтожены, небольшая часть - оставлена в резерве на случай энергетического кризиса, а единицы переданы в музеи или на туристические маршруты.
Паровозы!
Паровоз - это одна из удивительнейших машин, созданных человеком. В паровозе соединились столь разные, металл, огонь, воздух и вода, и создали могучее стремительное движение.
Паровозы!
Паровоз - это локомотив (тягач, машина), передвигающийся по рельсовому пути и имеющий паросиловую энергетическую установку.
Изобретение русского слова «паровоз» приписывается Н. И. Гречу, который в середине 19-го века издавал газету «Северная пчела». До этого паровоз в России называли «самокатная паровая машина» (или просто «машина»), «паровая фура», «паровая телега», «пароходка» - у Черепановых и В. А. Жуковского, и даже «пароход».
Паровозы!
Паровозы были первыми передвигающимися по рельсам транспортными средствами, так как понятие локомотив появилось гораздо позже и именно благодаря паровозам.
Паровозы создали возможности для развития железнодорожного транспорта, и именно паровозы выполняли основной объём перевозок в 19-ом и первой половине 20-го века, сыграв колоссальную роль в развитии экономик целого ряда стран.
Первые паровозы!
Первые паровозы появились в Англии.
Самый первый в мире паровоз был создан английским горным инженером Ричардом Тревитиком (Richard Trevithick) в 1804 году. Паровоз Ричарда Тревитика возил железную руду на заводе Пен-и-Даррен в Южном Уэльсе.
Паровоз представлял собой паровой котел, который устанавливался на две оси. Топка располагалась впереди, поэтому повозку с углём, где сидел кочегар, прицепляли впереди паровоза.
По большинству показателей этот первый в истории паровоз имел для своего времени потрясающие возможности. При весе в 5 тонн он перевозил со скоростью 8 км/час 5 вагонов массой в 25 тонн. Порожняком он передвигался со скоростью около 26 км/час.
Паровоз Ричарда Тревитика, конечно же, с нашей точки зрения, был очень тяжелым и несовершенным, но он дал старт для дальнейших разработок паровозов.
В истории паровозостроения важную роль сыграл ещё один выдающийся английский инженер Джордж Стэфенсон, который построил свой первый паровоз в 1814 году. Паровозы Стэфенсона оказались более экономичными по сравнению с паровозом Ричарда Тревитика. Более того, Стэфенсон даже убедил руководство ряда шахт построить железную дорогу, которая прошла между Стоктоном и Дарлингтоном.
Рельсы этой дороги были достаточно крепкими, способными выдержать вес паровоза и вагонов с рудой. Чуть позднее началось строительство железной дороги между Манчестером и Ливерпулем. Нерешенным оставался только единственный вопрос, какие именно паровозы запустить между городами.
Гонка паровозов!
Проекты самоходных машин, которые двигались по рельсам и работали на паре, к тому времени предложили уже с десяток изобретателей. В результате образовалась борьба за патенты и предложения.
С подачи Джорджа Стэфенсона руководители железной дороги придумали наилучший выход из данной ситуации. Они решили организовать гонку паровозов, в которой победитель получал право стать главным основным локомотивом для железных дорог Англии.
Соревнования паровозов прошли в городе Рейнхилл в 1829-м году. Победу в состязаниях паровозов одержал паровоз «Ракета», который спроектировал Стэфенсон.
Только паровоз «Ракета» сумел пройти все испытания, он развил среднюю скорость при грузе в 13 тонн до 20 км/ч.
Все конкуренты паровоза Стэфенсона не смогли пройти всей дистанции соревнований. Главный конкурент паровоза «Ракета» паровоз «Новелти», который ускорялся до 45 км/ч, и считался главным претендентом на победу, выбыл из гонки по причине взрыва котла.
Первые модели «Ракеты», а также модели конкурентов не тянули вагоны, а толкали их вперед.
Схема устройства паровоза Стэфенсона «Ракета».
Первая модель паровоза Стэфенсона «Ракета».
Начало массового паровозостроения!
Успешный старт паровоза «Ракета» привел к паровозному буму в Европе. Железные дороги начали строить в Англии, Франции, Австрии, Германии, России.
Первый паровоз в России!
Железные дороги в России начал строить Император Николай I, который был поклонником железнодорожного транспорта.
В 1837 году была построена 27-километровая железная дорога между Санкт-Петербургом и Царским Селом. Паровозы для первой русской железной были заказаны за границей у Джорджа Стэфенсона.
В России к тому моменту имелся свой опыт в паровозостроении. Так, братья Черепановы в 1830-х годах сконструировали собственную паровую машину передвигающуюся по рельсам.
Строительство железной дороги между Санкт-Петербургом и Москвой, начатое в 1843 году, привело к развитию паровозостроения в России.
В 1845 году на Александровском заводе были построены первые российские товарные паровозы (типа 0-3-0) для железной дороги Санкт-Петербург - Москва.
.
Первый российский товарный паровоз типа 0-3-0.
Уже в середине 1860-х годов в России начинается бурное строительство железных дорог, что, соответственно, приводит и к росту потребностей в паровозах. В 1868 году правительство заключает контракты с рядом российских заводов.
В 1869 году началась постройка паровозов на Коломенском и Камско-Воткинском заводах.
В 1870 году началась постройка паровозов на Невском и Мальцевском заводах.
В 1892-1900 годах началась постройка паровозов на Брянском, Путиловском, Сормовском, Харьковском и Луганском заводах.
В Росси сформировалась и собственная российская школа паровозостроения.
Выдающиеся русские инженеры и конструкторы А.П.Бородин, Е.Е.Нольтейн, В.И.Лопушинский и другие создали ряд новых типов паровозов и ввели на них много усовершенствований.
В 1878 году на Коломенском заводе были построены первые в мире пассажирские паровозы с передней тележкой, что способствовало повышению безопасности движения поездов. За рубежом такие паровозы появились только в 1892 году.
В 1891 году впервые в истории паровозостроения был построен паровоз с конденсацией пара.
В конце 19-го века русскими инженерами были заложены основы учения о тяге поездов, которое было превращено русскими и советскими учеными в науку, позволяющую точно рассчитывать массу поезда, скорость и время его движения, определять тормозные пути в зависимости от профиля пути и обеспеченности поезда тормозными средствами и решать многие задачи, связанные с использованием мощностных и тяговых характеристик локомотивов.
В конце 19-го века русские инженеры первые в мире использовали пароперегреватели. В этот же период первыми применили на паровозах двукратное расширение пара. Был обоснован и использован принцип унификации и взаимозаменяемости деталей и узлов в паровозах. Была организована постройка сочлененных паровозов - задолго до появления их в Америке.
В результате, к началу 20-го столетия, Россия полностью освободилась от иностранной зависимости в области паровозостроения. К этому же времени были созданы многие замечательные конструктивные формы русских паровозов, дальнейшее развитие которых привело к самым передовым образцам паровозостроения.
Паровоз типа 0-4-0.
С 1898 по 1917 году заводы России построили 16064 паровоза. Паровозный парк дореволюционной России отличался нецелесообразно большой разнотипностью. Поэтому в 1912 году циркуляром Управления железных дорог Министерства путей сообщения впервые была введена буквенная система обозначений серий паровозов как для казённых, так и для частных железных дорог. Так, согласно ей, все старые товарные паровозы с 3-мя движущими осями (типы 1-3-0, 0-3-0, 0-3-1) получили обозначение серии Т (трёхосные), типа 0-4-0 выпущенные до паровозов «нормального типа» - Ч (четырёхосные), паровозы «нормального типа» - О (основные) и т.д.
Паровозы в СССР.
Советский период паровозостроения берёт свое начало с декабря 1920 года, когда был принят пятилетний план восстановления паровозного хозяйства.
В 1925 года был спроектирован и построен новый пассажирский паровоз СУ, который являлся одним из лучших пассажирских паровозов.
Паровоз серии СУ.
Начиная с 1926 г. на протяжении длительного периода на паровозостроительных заводах строились усовершенствованные и усиленные грузовые паровозы ЭУ, ЭМ и ЭР.
В 1931 году был создан самый мощный в Европе грузовой паровоз типа 1-5-1 серии ФД, а в 1932 г. на Ворошиловградском паровозостроительном заводе началась серийная постройка этих паровозов.
Паровоз серии ФД.
В начале 1932 года был разработан проект и построен мощный пассажирский паровоз типа 1-4-2 серии ФДП.
В 1934 года был построен паровоз типа 1-5-0 серии СО. Паровозы этой серии имели широкое распространение, их строили на различных заводах вплоть до 1950 года.
В послевоенный период паровозостроения в СССР были выпущены два серийных типа грузовых паровозов с пятью сцепными осями в жесткой раме с нагрузкой на ось 18 т: паровозы 1-5-0 серии Л и 1-5-1 серии ЛВ с расчетной силой тяги соответственно 221,5 и 231,5 кН.
В 1950 году был выпущен первый опытный мощный пассажирский паровоз типа 2-4-2 (П36), обладающий высокими эксплуатационными качествами. Несколько таких паровозов было построено в 1953 году, а в 1955 году было начато их серийное производство.
Паровоз серии П36.
В СССР до 1957 года было разработано, построено и эксплуатировалось на железных дорогах страны до 400 типов паровозов.
Уникальные советские паровозы.
Паровоз «ИС» - стал гордостью советского паровозостроения. На момент создания это был самый мощный пассажирский паровоз в Европе, и именно ему достался Гран-при на Всемирной парижской выставке 1937-го года.
Паровоз «ИС».
Паровоз П38 - самый тяжёлый паровоз в истории советского паровозостроения. Всего в СССР в 1954-1955 годах было выпущено 4 грузовых паровоза П38. Длина локомотива 22,5 м и тендера 15,7 м, рабочая масса паровоза 214 т + тендер 168 т с водой и углем, конструкционная скорость 85 км/ч, мощность 3 800 л.с.
Паровоз П38.
В 1956 году, в СССР было принято решение о прекращении постройки паровозов по причине низкой экономичности. На замену паровозам пришли тепловозы и электровозы.
Паровоз стал уникальным техническим средством, ускорившим перемещение людей, товаров, идей, развитие инженерной мысли и экономик многих стран мира.
С момента своего появления, паровозы постоянно улучшались и развивались, что привело к большому разнообразию конструкций паровозов.
Тем не менее, начиная с середины 20-го века, паровоз уступил своё место более совершенным локомотивам - тепловозам и электровозам, которые существенно превосходят паровоз по экономичности (КПД - коэффициент полезного действия). Впрочем, в ряде стран паровозы продолжают работать и водить за собой вагоны и поезда.
Вторая половина XVIII века в Англии отмечается созданием и внедрением машины во всех областях промышленной техники. Этот период называют «промышленным переворотом» . Машина заменила ручной труд человека во многих видах промышленности. Гениальный англичанин Джемс Уатт в 1782 г. изобрел паровую машину . Она предназначалась для приведения в действие разнообразных машин - орудий производства - взамен применявшейся до того силы воды и лошади.
В своем патентном ходатайстве Уатт предвидел, что его машина явится универсальным двигателем не только для обособленных мелких целей, по и для крупной промышленности. Гужевой и водный транспорт времени промышленного переворота Англии не мог справиться с перевозкой резко возросшего количества сырья и промышленных грузов.
Нужен был механический двигатель для сухопутной перевозки. Требовалась опять машина вместо лошади, такая же, какую создал Уатт для промышленности. Человеческая мысль, устремленная в то время па механизацию больше всего в Англии, непрерывно работала над созданием двигателя для транспорта. В 1784 г. сотрудник Уатта Мардок построил небольшой трехколесный паровой экипаж . Он мог передвигаться по грунтовой дороге со скоростью лошади, т. е. 12 -14 км/ч.
Но нападки духовенства, усмотревшего в этом «нечистую силу», заставили прекратить опыты с колесницей Мардока. В 1802 г. Тревитик , ученик Мардока, построил паровоз, передвигавшийся по грунтовой дороге. В 1803 г. он поставил свой паровоз на гладкие чугунные рельсы. На этом паровозе были один цилиндр, маховое колесо и зубчатая передача к колесам. Такой паровоз имел практическое применение па частной железнодорожной ветке в Южном Уэльсе в Англии.
Паровоз Тревитика считается «праотцом паровоза», потому что это был первый железнодорояшый паровоз в полном смысле этого слова. Он имел основные черты последующих паровозов: котел с внутренней топкой, давление пара выше атмосферного, раму с гладкими колесами, приводимыми в движение механизмом паровой машины, выпуск отработавшего пара в трубу, и двигался по гладким рельсам.
В 1811 г. Бленкинсон, уверенный, что гладких колес недостаточно для развития силы тяги, построил паровоз, имевший зубчатое сцеплепие с рейкой, уложенной вдоль рельсового пути. Этот паровоз работал как основной двигатель на угольных копях Бленкинсона в Англии по перевозке угля, по не перевозил за плату ни пассажиров, пи грузов. В 1814 г. Блакетт и Гедлей доказали, что сцепление гладких колес с рельсами достаточно для получения силы тяги.
Они построили паровоз с передачей движения от вертикальных цилиндров к колесам при помощи балансиров и зубчаток. Конструктивное выполпение паровоза Блакетта и Гедлея было настолько удачно, что паровоз этот проработал 50 лет и поставлен, как памятник, в музее в Лондоне.
В 1814 г. Георг Стефеисон, благодаря своим способностям и познаниям в области машиностроения сделавшийся из погонщика лошадей сначала машинистом паровой машины, а затем инженером угольного рудника, построил свой первый паровоз «Блюхер». В последующие годы Стефенсон построил еще несколько паровозов, постепепно их совершенствуя. Все эти паровозы были построены в Англии и работали там же у их владельцев па принадлежавших им обособленных иселезнодорожных путях небольшого протяжения.
Железных дорог в современном понимании, т. е. производящих перевозку за плату грузов и пассажиров, до 1825 г. еще не было. Были, следовательно, дороги частного пользования, а не общего. Английская буржуазия и духовенство отрицательно относились к первым паровозам. Однако факты успешной работы действовавших паровозов убеждали капиталистов в целесообразности и выгодности использования их. Спрос на паровозы был, и в 1823 г. Георг Стефенсон основал в г. Дарлингтон первый в мире паровозостроительный завод, которым управлял совместно со своим сыном Робертом. От Дарлингтона до Стоктона в 1826 г. была построена железная дорога длиной 40 км. Для этой дороги Стефенсон построил в том же году паровоз «Локомогнион» для регулярной перевозки за плату пассажиров и всяких грузов.
Таким образом, Стоктон-Дарлингтонская ж. д. была первой в мире железной дорогой общего пользования. На дарлингтонском заводе Стефенсоном был построен в 1829 г. зпаменитый паровоз «Ракета», создавший эпоху в паровозостроении и в яселезнодорожном деле во всем мире. Паровоз «Ракетам был двухосный, весил 4,5 т, имел поверхность нагрева котла 13 м2 при 3,5 am давления пара и два наклонных цилиндра диаметром 203 мм и ходом поршня 410 мм. Существенным отличием его от всех других, до него построенных, были коробчатая топка и трубчатый котел.
В результате этого паровоз «Ракета», имея достаточное парообразование, блестяще выдержал условия конкурса в состязании паровозов. Такое состязание, названное «битвой паровозов», было организовано для выяснения пригодности паровоза как постоянного двигателя для тяги поездов. Стефенсоновская «Ракета» развила скорость с поездом весом 13т в 24 км/ч, а без поезда - 56 км/ч, что считалось невероятным .
Таким образом, состязание решило вопрос о тяге поездов паровозами и утвердило значение паровоза как двигателя для железных дорог. Поэтому день «битвы паровозов» - 8 октября 1829 г. - является историческим днем существования железных дорог и паровозпой тяги на них.
После этого железные дороги начали быстро строиться во всех передовых странах. Общин вид паровоза «Ракеты» с его котлом, получившего название «отца паровозов», показал на фиг. 1.
Паровозы завода Стефенсопа вывозились во все части света, служили образцом для возникших в 40-х годах заводов других стран и непрерывно совершенствовались. Все это дает основание считать родиной паровозостроения Англию, а творцом Георга Стефенсона. Когда последнему был задан вопрос: «Кто изобрел паровоз?» , то талантливый труженик ответил: «Паровоз есть изобретение не одного человека, а целого поколения инженеров и механиков». В этих словах заключается несомненная историческая истина и видна исключительная скромность гениального создателя паровозов. В 40-х годах истекшего столетия паровозостроение в Англии не ограничивалось одним заводом Стефенсона.
Талантливые конструкторы Гакворт и Бури имели свои заводы. У Стефенсона с Тейлором был также второй завод «Вулкан». Кроме пазванных были построены паровозостроительные заводы в Ливерпуле, Манчестере, Лидсе и др. Строились паровозы также в железнодорожных мастерских и на нескольких машиностроительных заводах, где паровозостроение не являлось основным видом производства.
Производительность заводов того времени как паровозостроительных, так и других, была невелика, составляя 2- 3 паровоза в месяц. Потребность же в паровозах для бурно развивающегося железнодорожного строительства во всех странах была громадна и не удовлетворялась производительностью английских заводов.
Поэтому вслед за английскими паровозостроительные заводы возникли и в других странах: Коккериль в Бельгии (1833), Балдвин и Вест-Фоундри в Америке (1831-1833), Роджерс там же (1837), Шнейдер во Франции (1838), Борзиг в Германии (1841), Александровский в России (1844), Генгаель, Кесслер, Маффей, Эгерсторф в Германии (1846), Гартман в Саксопии (1848) и др. Первый паровоз в России был построен па Урале в 1833 г. Механик Нижнетагильского металлургического завода па Урале М. Е. Черепанов был в Англии и ознакомился там с паровозостроением.
По возвращении на Урал он построил у себя на заводе два паровоза мощностью 30 и 43 л.с., которые являлись подражанием английским. Описание первого из этих паровозов помещено в «Горном журнале» за 1835 г. Это была первая литературная работа о железнодорожном деле и паровозе в России. На нее чиновники из Министерства путей сообщения не обратили внимания. Чертежи паровозов Черепанова не сохранились, но модель одного из них находится в Московском доме техники железнодорожного транспорта.
Приведенный па фиг. 2 снимок сделан с этой модели. Эти паровозы применялись для перевозки руды в Нижнем Тагиле по заводской дороге. Сведений о работе их, а также о причинах ее прекращения и возврата к конюшенной тяге не сохранилось. Есть основания предполагать, что для такого короткого заводского пути, как 0,85 км, работа паровоза пе была экономичной и не могла конкурировать с лошадиной тягой. Подобный случай имел место в Англии на первой Стоктон-Дарлингтонской ж. д. и на Царскосельской ж. д.
На фиг. 3 приведен снимок с картины художника Владимирова, изображающий работу паровоза Черепанова на Нижнетагильском заводе. Таким образом, первый русский паровоз был построен на русском заводе русским механиком и из отечественных материалов. Это было раньше ввоза иностранных паровозов. Для первой опытной Царскосельской не. д., построенной в России в 1836-1837 гг., было приобретено за границей три паровоза.
Первый паровоз, пущенный в работу на дороге, был построен на заводе Гакворта в Англии, второй-на заводе Стефенсопа, там же и третий - на заводе Коккериля в Бельгии. Впоследствии были приобретены еще 3 паровоза. Каждый паровоз имел название: «Проворный», «Стрела», «Богатырь», «Слоп», «Орел», «Лев»; они отапливались коксом и брикетами, которые привозились из Англии. Имеются сведения, заслуживающие доверия, что 2 ноября 1858 г. ■ на Царскосельской ж. д. во время пожара сгорел один паровоз до полной непригодности и что для работы остался только один последний паровоз. Почему из шести паровозов через 20 лет их работы осталось только два, неизвестно.
До нашего времени не дошли достоверные снимки или чертежи этих паровозов. На фиг. 4 приведен общий вид одного из паровозов Стефенсона, заимствованный из описания Дарлингтонского завода ко дню его столетнего юбилея. Надпись на снимке и характерный ландшафт свидетельствуют, что этот паровоз принадлежал первой русской железной дороге. В Московском доме техники железнодорожного транспорта находится модель паровоза Стефенсона, построенного для Царскосельской ж. д. (фиг. б). На ней имеется гравированная надпись: «СПБ. Технологический Институт. Работали воспитанники IV кл. Белли и Вазинский. II кв. Бевод. 1839 г.».
Мысль о применении пара для нужд транспорта возникла еще в XVII в. Вначале пытались приспособить паровые двигатели к обыкновенным повозкам или телегам.
Паровые повозки были рассчитаны на движение по прямой дороге без рельсов.В 1763 г. французский инженер Коньо построил первую паровую повозку. Эта машина работала всего 12-15 минут. В 1769 г. (или в 1770) Коньо построил более совершенную повозку, но, когда ее пустили по улицам Парижа, оказалось, что ею невозможно управлять.
В 1787 г. американец Эванс изобрел еще одну паровую повозку, однако столь несовершенную, что она не могла применяться на практике.
В конце 80-х годов XVIII в. Уильям Мёрдок, ученик и помощник Джемса Уатта, создал паровую повозку с двигателем конструкции своего учителя. Он построил ряд интересных моделей паровых повозок, но сделать практически пригодную транспортную машину ему также не удалось.
Уильям Мёрдок. Портрет работы Джона Грэма Гилберта
Вообще до конца XVIII в. попытки использовать силу пара для целей передвижения не увенчались успехом. И дело было не только в том, что в то время технически было нельзя решить эту проблему. Внедрению пара на транспорт очень мешало косное, предвзятое отношение большей части едва вышедшего из недр феодализма общества к самой идее искусственно увеличить скорость передвижения человека. С точки зрения церковной морали это казалось «греховным». Изобретатели пытались внести некоторые «улучшения» и «исправления» в «божественный промысел», который определил человеку ходить на двух ногах или в крайнем случае прибегать к услугам лошадей. Всякий другой способ передвижения рассматривался церковниками как «нечестивая попытка улучшить творение творца». Люди, занимавшиеся таким предосудительным делом, объявлялись пособниками дьявола. Если учесть, что церковь пользовалась огромным влиянием в Англии и до известной степени формировала общественное мнение, то станет ясно, что техникам и механикам, посягавшим вместе с «врагом рода человеческого» на «божественное установление», приходилось очень тяжело в «благочестивом» английском обществе конца XVIII в.
Уильям Мёрдок претерпел немало гонений от своих сограждан. Он построил небольшую трехколесную тележку и однажды ночью испытывал ее на одной из малопроезжих дорог близ города.
Когда вода в котле паровой машины закипела, тележка неожиданно для изобретателя одна понеслась по дороге, причем развила такую скорость, что изобретатель был не в состоянии ее догнать. В это время по улице проходил местный священник. Увидев несущийся навстречу ему светящийся и свистящий предмет, священник вообразил, что видит перед собой самого дьявола. Он поднял крик, на который сбежался народ. Подошедший изобретатель пытался разъяснить тайну своего «черта», но никто его не слушал. Тележку немедленно разломали, а создатель ее едва спасся бегством от разъяренной толпы. С этих пор за Мёрдоком прочно укрепилась репутация человека, знающегося с нечистой силой. Всякий богобоязненный невежда считал своим долгом из всех сил вредить Мердоку. Не раз сограждане ломали его модели машин, мешали проводить опыты, восстанавливали против него друзей, отпугивали от изобретателя почти всех знакомых. Подобная же судьба постигла и других изобретателей.
Однако развивающееся капиталистическое производство настойчиво требовало реконструкции транспортных средств. В начале XIX в. во многих странах велись работы над усовершенствованием так называемой паровой телеги, иначе говоря, над созданием парового автомобиля.
Интересные опыты провел чешский механик Иосиф Божек (1782-1832). В 1815 г. Он построил паровую тележку, которая была с успехом испытана. Но попытки повторить в 1817 г. опыты с более мощной машиной не дали удовлетворительных результатов. Следует отметить, что вообще проблема создания парового автомобиля так и не была решена. Автомобиль был создан только на базе двигателя внутреннего сгорания.
Многие изобретатели в эту эпоху пытались построить локомотив, двигающийся по рельсам. Особенно большое значение для создания железнодорожного транспорта имели работы шотландского инженера и механика Ричарда Тревитика (1771 - 1833), который первым пришел к идее применения паровых локомотивов на специально устроенных рельсовых путях.
Портрет Ричарда Тревитика
В 1803 г. Тревитик сконструировал паровоз для рельсового пути, а в феврале 1804 г. провел первое его испытание.
Это важное событие в истории транспортной техники описывалось в одной английской газете: «Позавчера состоялось долго ожидавшееся испытание новоизобретенной паровой машины мистера Тревитика... Испытание превзошло, к всеобщему изумлению, все, что ожидали от него наиболее ярые сторонники. В данном случае... машина была употреблена для перевозки до 10 тонн полосового железа на расстояние свыше 9 миль; необходимо при этом отметить, что тяжесть груза быстро возросла с 10 до 15 тонн благодаря не менее 70 человекам, взобравшимся на повозки. Подталкиваемые непобедимым любопытством, они жаждали прокатиться, пользуясь первым успехом талантов изобретателя... Машина совершила свое путешествие без пополнения котла водой и свободно передвигалась со скоростью 5 миль в час...»
Паровоз Тревитика
Впоследствии Тревитику удалось добиться еще большей скорости, причем паровоз тащил целый поезд из пяти вагонеток, общим весом около 25 т. Паровоз Тревитика был первым рельсовым паровозом в мире. Он имел один горизонтально расположенный паровой цилиндр. Движение поршня передавалось ведущим колесом паровоза при помощи шатуна, кривошипа и системы зубчатых колес. Чтобы облегчить прохождение шатуна через мертвые точки, Тревитик применил маховое колесо. Весил паровоз 6 т. Его котел имел цилиндрическую форму и обратную жаровую трубу, причем топка была устроена в передней части паровоза.
Большим затруднением при опытах с первым паровозом явилось то, что путь, состоявший из хрупких чугунных рельсов, был не приспособлен для передвижения столь тяжелого локомотива. Поэтому происходили частые задержки из-за ломки рельсов. В конце концов этот паровоз был снят с рельсов и использован как стационарная машина.
Через три года упорной работы над усовершенствованием паровоза и рельсового пути Тревитик построил первую в мире опытную кольцевую дорогу в Лондоне. Строя ее, изобретатель ставил своей целью популяризировать свое изобретение, для того чтобы добиться финансовой поддержки.
Паровоз Тревитика и кольцевая дорога-аттракцион для его демонстрации
Современные Тревитику газеты так описывали эту железную дорогу: «Наиболее удивительная машина, которая когда-либо была изобретена, представляет собой паровую машину на четырех колесах, устроенную таким образом, что она свободно и без всякой посторонней помощи будет мчаться галопом по кругу со скоростью 15-20 миль в час. Она весит 8 тонн и на ближайших скачках в Ныо-Маркете будет состязаться с тремя лошадьми в беге в течение 24 часов, дав старт одновременно с ними...»
Несколько позже Тревитик открыл для всеобщего пользования небольшую кольцевую железную дорогу вблизи одного из лондонских скверов. Всякий мог осмотреть и паровоз и прицепленные к нему вагончики. Кольцевая дорога работала несколько недель, затем лопнули рельсы, и паровоз опрокинулся. Тревитик, затративший на постройку дороги все свои средства, был не в состоянии починить путь и поставить паровоз на рельсы. В конце концов Тревитик был вынужден прекратить работу по созданию новых локомотивов.
Однако над созданием новых паровозов продолжали работать другие изобретатели. За период с 1803 по 1814 г. появилось много весьма разнообразных моделей рельсовых паровозов. В области паровозостроения в этот период в Англии работали изобретатели Бленкинсон, Меррей, братья Чемпей, Брентон, Хедли и др.
В 1814 г. сконструировал и испытал свой первый паровоз Джордж Стефенсон (1781-1848), который в основном и решил проблему создания парового железнодорожного транспорта.
Стефенсон вышел из рабочей среды. Его отец и дед работали наугольных шахтах близ Ныокастла - центра английской угольной промышленности. Молодые годы Стефенсон провел, работая в угольных копях. Самоучкой, с большим упорством он изучал механику, физику и многие другие науки. Параллельно с учением он работал над изобретением различных машин и механизмов.
Свой первый паровоз Стефенсон назвал «Блюхер», в честь победителя Наполеона при Ватерлоо. «Блюхер» повторял в своей конструкции многие черты паровозов предыдущих изобретателей.
Паровоз «Блюхер», 1814 год
Первый паровоз Стефенсона был очень тяжел, медленно двигался, работал малопроизводительно, но непрерывно (в других паровозах происходили постоянные остановки работы). В дальнейшем Стефенсон продолжал работу над совершенствованием конструкции своего паровоза.
Паровоз Стефенсона, построенный для Геттонских копей в 1822 году и работавший до 1903 года.
До 1825 г. он построил около 16 различных паровозов, упорно добиваясь наиболее приемлемой конструкции. Много внимания Стефенсон уделял совершенствованию рельсового пути.
До 1825 г. паровозы использовались главным образом на маленьких частных дорогах, обычно обслуживающих нужды рудников или фабричных предприятий. Появление более совершенных конструкций паровозов стимулировало строительство новых железнодорожных линий. В 1818 г. была построена железнодорожная линия протяженностью 61 км между городами Стоктоном и Дарлингтом, предназначенная для перевозки угля. В 1825 г. Стоктон-Дарлингтонская линия была открыта для публики. На современников это произвело колоссальное впечатление.
«Сцена, имевшая место утром 27 сентября 1825 г., не поддается никакому описанию, - писал впоследствии один из директоров этой дороги. - Многие, принимавшие участие в этом историческом событии, всю ночь не смыкали глаз и были на ногах. Всеобщая бодрость и веселость, счастливые лица многих, изумление и испуг на лицах других разнообразили картину.
В назначенный час процессия тронулась. Во главе поезда следовал паровоз, управляемый строителем его - Стефенсоном; за паровозом следовали 6 вагонов с углем и мукой; вслед за ними - вагон с директорами и владельцами дороги; затем 20 угольных вагонов, приспособленных для пассажиров и наполненных ими, и, наконец, 6 вагонов, нагруженных углем... По обеим сторонам пути стояла большая толпа народа; многие бежали за поездом; другие верхом на лошадях следовали за ним по сторонам пути. Последний имел небольшой уклон к Дарлингтону, и в этом месте Стефенсон решил испытать скорость поезда... Он увеличил скорость хода до 15 миль в час. Когда поезд прибыл в Дарлингтон, оказалось, что в вагонах было 450 пассажиров и что вес поезда был 90 тонн».
Новая железная дорога быстро показала преимущества нового вида транспорта перед старыми способами передвижения. Популярность железнодорожного транспорта в Англии росла. Многочисленные изобретатели работали над созданием и совершенствованием новых видов локомотивов. В 1829 г. был объявлен конкурс на создание лучшего паровоза. Стефенсон представил на конкурс свой новый паровоз - знаменитую «Ракету». «Ракета» имела машину мощностью в 13 л. с. На конкурсе производились испытания всех типов локомотивов. «Бой паровозов», как называли этот конкурс, закончился победой «Ракеты», которая свободно тянула поезд весом в 17 т со скоростью до 21 км в час. Скорость паровоза с одним пассажирским вагоном и 36 пассажирами составила 38 км в час.
Схема паровоза Д. Стефенсона «Ракета»
«Ракета» была наиболее совершенным локомотивом того времени. Изобретатель приспособил к паровозу только что появившийся тогда трубчатый котел, который дал возможность значительно увеличить скорость локомотива. «Ракета» была построена с учетом всех достижений паровозостроения своего времени. Она явилась как бы итогом начального периода развития паровоза.
В 1830 г. в Англии для пассажирского движения была открыта железная дорога между Ливерпулем и Манчестером протяженностью в 45 км. В этом же году в США была построена первая железнодорожная линия Чарльстон - Огеста длиною в 64; км. В 1832 г. была построена первая железная дорога во Франции, в 1835 г.- в Бельгии и Германии, а в 1837 г.- в России и Австрии.
Первый паровоз в России был построен на Нижне-Тагильском заводе на Урале в августе 1834 г. замечательными русскими механиками, крепостными Ефимом Алексеевичем Черепановым (1774-1842) и его сыном Мироном Ефимовичем Черепановым (1803-1849).
Е. Ф. Черепанов
М. Е. Черепанов
Паровоз Черепановых возил состав весом в 3,3 т со скоростью от 13 до 16 км в час. Для увеличения парообразования Черепановы установили на паровозе дымогарный котел с большим количеством трубок, чем в паровозе Стефенсона, а также применили специальный механизм обратного хода. Вслед за первым паровозом Черепановы в 1835 г. построили второй, более мощный паровоз. «Горный журнал» в июле 1835 г. писал, что второй паровоз Черепановых «может возить за собой до 1000 пудов груза».
Модель первого паровоза Е. А. и М. Е. Черепановых
Однако замечательные машины Черепановых не были использованы для развития железнодорожного транспорта в нашей стране. Судьба их была подобна судьбе паровой машины Ползунова.
К сожалению, первая паровая машина России оказалась ненадежной. Она часто ломалась. В сумме, она проработала чуть более 42 суток.
Макет паровой машины Ползунова
В 1834 г., т. е. как раз в то время, когда Черепановы строили свои паровозы, в Россию приехал австрийский профессор Герстнер. Герстнер сумел добиться от царя привилегии на строительство железной дороги между Петербургом и Царским Селом протяженностью в 27 км. Эта железная дорога была открыта в 1837 г. Несмотря на отечественный опыт паровозостроения, царское правительство предпочитало выписывать паровозы из Англии, отказавшись от использования локомотивов, созданных Черепановыми.
В 1851 г. в России была сооружена двухколейная Петербургско-Московская железная дорога.
К середине XIX в. темпы сооружения железных дорог общего пользования с паровой тягой все более и более возрастают. С 1840 по 1870 г., т. е. за 30 лет, протяженность железных дорог во всем мире увеличилась в 14 раз.
Явившись результатом промышленной революции, железные дороги стимулировали рост важнейших отраслей производства. Возникла новая отрасль машиностроения - транспортное машиностроение. Под воздействием все увеличивающегося спроса железных дорог стали быстро развиваться металлургическая и угольная промышленность.
История изобретения паровоза имеет много спорных моментов. Известно, что первые попытки создания паровых самоходных машин представляли собой тележку на деревянной раме. В движение ее приводили простейший паровой котел и двигатель с вертикальными цилиндрами, благодаря которым и вращались колеса. Несмотря на то, что автором первых машин считается Жозеф Кюньо, поставить свое изобретение на рельсы ему не пришлось.
Ричард Тревитик
Первым, кто изобрел паровоз, стал Ричард Тревитик, инженер из Англии, который в 1801 году сначала продумал конструкцию новых паровых котлов – легких и практичных, а затем запатентовал первый в мире паровоз «Puffing Devil». Отличительной особенностью данной модели были хорошие технические характеристики, но и ее производство было прекращено из-за нехватки стали, из которой приходилось делать рельсы, потому что чугунные рельсы попросту не справлялись с огромным весом транспортного средства и прогибались. 
Спустя 7 лет Тревитик разработал более совершенную конструкцию машины, способную двигаться со скоростью до 30 км/ч. Название «Catch Me Who Can» было дано этой модели не случайно: в Лондоне устраивались целые соревнования в скорости машины с лошадьми.
Последователи Тревитика
Первые паровозы в мире были тяжелыми, и не всегда могли перемещаться по слишком гладким рельсам. Поэтому изобретатели после Тревитика стремились придумать различные средства, которые улучшили бы сцепление колес с рельсами. Так, в 1811 году Уильямом Бартоном был построена новая паровая машина уже с тремя парами колес. Инновацией его подхода стали зубцы, которыми оснащали средние колеса. Они были нужны для сцепления с зубьями рейки, проложенной вдоль путей. Конечно, средство двигалось по рельсам гладко, но создавало такой шум, что от него пришлось отказаться, а зубцы заменить рычагами на шарнирах. Однако такое решение тоже не прижилось.Еще один вариант паровоза был создан механиком Форстером и кузнецом Хэкуортом – их машина получила название «Пыхтящий Билли», что объяснялось громким шумом при выпуске пара. Конструкция получилось удачной, так как большую часть элементов воссоздали по аналогии с первой моделью Тревитика.
В 1813 году был построен паровоз «Блюхер», который придумал Джордж Стефенсон. Правда, ему пришлось потрудиться, чтобы его транспортное средство стало совершенным, и совершенство оно обрело только к 1816 году, когда был выпущен третий вариант, способный везти поезда весом до 50 тонн, развивая скорость 10 км/ч.
Черепановы
В то время как в мире уже начинали ездить паровозы, в России перемещение людей между городами осуществлялось на конных дилижансах. Историю паровозостроения в нашей стране начали Ефим и Мирон Черепановы – создатели первого российского паровоза. Уже в 1830 году они начали работать над своей машиной. «Пароходный дилижанец» — именно так называли свое творение Черепановы — был готов в 1834 году. «Железное чудо», пугающее окружающих, двигалось по чугунным рельсам, было рассчитано на перевозку руды, развивало скорость до 15 км/ч.Черепановы стали первыми, кто создал паровоз в России, но их машина не оказалась востребована, а большинство моделей приобреталось за рубежом. К 1880 году количество паровых агрегатов в нашей стране значительно увеличилось, хотя их производство занимало только треть рынка. Но считается, что именно наши инженеры смогли разрушить монополию Англии на их производство. Эра паровозов длилась до 50-х годов XX века, а созданные транспортные средства эксплуатировались еще в 70-е годы. Сегодня увидеть первые паровозы можно разве только в музеях.
