Первые паровозы

 

По теме "история"

Cпециальные проекты

Реклама

Партнеры и спонсоры

Что еще?

Первые попытки создать паровоз: паровоз Хедлея, паровозы с зубчатым колесом Бленкинсопа, паровоз Брунтона с ногами

Развитие рельсовых путей и всё большее и большее распространение стационарных паровых двигателей настойчиво требовали применения силы огня и пара вместо лошадиной тяги на железных дорогах. При возрастающем значении транспорта эта техническая задача становилась в то же время и хозяйственной. Немудрено, что очень много людей стало думать над тем, как её разрешить. Заслуга Тревитика состояла уже в том, что он опытным путём доказал, что сила трения гладких колёс паровоза о гладкие рельсы совершенно достаточна для движения локомотива даже в том случае, если ему приходится тащить за собой состав гружёных вагонов. Однако большинство современников Тревитика считало, что на гладкой поверхности, между рельсами и колёсами паровозов не будет достаточной силы сцепления, для того, чтобы паровоз мог везти за собой ещё и поезд. Это недоверие возникло из того, что лошадь могла везти по рельсам груз в десять раз больший, чем по обыкновенной дороге: ведь для уменьшения трения и клались рельсы! Предубеждение это оказалось очень стойким.
Да и сам Тревитик предполагал, что передвижение поезда по рельсам возможно только на совершенно ровном горизонтальном пути, не верил, что можно одолеть подъём без специальных приспособлений, и дополнял рельсы деревянными накладками: за эти деревяшки цеплялись выступы колёс!
И вот строители паровозов начали придумывать всевозможные способы, как заставить паровоз двигаться с составом вагонов по гладким рельсам.
В 1811 году инженер Бленкинсоп взял патент на паровоз с зубчатым колесом, цеплявшимся за зубчатую рейку, прикреплённую вдоль рельсов.

Паровоз с зубчатым колесом
Осенью 1812 года паровоз был построен и пущен в ход. Паровоз вёл за собой тридцать тележек, груженных углём. Благодаря зубчатому сцеплению с рельсом он казался очень надёжным и мощным. Паровоз имел два рабочих цилиндра и, следовательно, не нуждался в маховом колесе. Принцип сдвоенной паровой машины сохранился с тех пор навсегда.
В усовершенствованном виде паровозы с зубчатым колесом и рельсами с зубчатой рейкой применяются в горных местностях и доныне. Но на горизонтальных площадях эти неуклюжие создания двигались медленно, производили много шума и вдобавок очень быстро обламываются зубцы на рейке.
Исходя из того же убеждения, что трения колёс о рельсы для локомотива недостаточно, было предложено прокладывать вдоль пути цепь и, навивая её при помощи паровой машины на особый шкив, укреплённый на паровозе, таким способом двигаться с поездом.
Самым оригинальным среди первых паровиков был, несомненно, паровоз Брунтона, снабжённый особым приспособлением в виде ног. Эти приспособления служили толкачами.
Паровоз Брунтона работал на железорудном предприятии в Ньюботле. На этой линии имелся крутой подъём, доходивший до одного метра на тридцать пять метров пути. Паровоз Брунтона, получивший название "шагающей машины", работал тут почти целый год; но в начале 1815 года произошёл взрыв котла, и паровоз погиб. Это был очень сильный взрыв, стоивший жизни тридцати человекам.

Паровоз с "ногами"
Паровоз Бленкинсопа с зубчатым колесом работал неважно. Хуже всего было то, что все беды происходили именно от зубчатого колеса и рейки. Заметив это, старший инженер Уэйлемских копей Хедлей начал производить опыты с груженной углём тележкой, чтобы выяснить вопрос о силе сцепления между колесом и рельсом.
Опираясь на свои опыты, Хедлей пришёл к выводу, что силы сцепления колёс с рельсами вполне достаточно для передвижения локомотива с вагонами, причём увеличение веса локомотива позволяет увеличить и количество вагонов в поезде.
Сила сцепления колёс с рельсом различна у экипажа самодвижущегося и у движимого посторонней внешней силой. Колёса телеги при внешней тяге испытывают трение примерно в одну трёхсотую часть от веса передаваемого на них груза. Между тем колёса паровоза при вращении их движением поршня паровой машины упираются в рельс и движутся вследствие этого упора, причём сила его достигает одной четвёртой веса, передающегося, колёсами паровоза рельсам.
Хедлей в 1813 году построил паровоз, очень близкий по типу к паровозу Тревитика. Сдвоенная паровая машина имела коромысла, которые через кривошипный механизм и зубчатую передачу приводили в действие колёса. Паровоз без всяких реек, канатов и толкачей повёл за собой гружёный, по тяжести своей далеко превосходящий его вес, состав.
Этот паровоз, прозванный "Пыхтящим Билли", проработал на линии Уэйлемских копей пятьдесят лет.

Паровоз "Пыхтящий Билли"
Опыты Хедлея и работоспособность "Пыхтящего Билли" всё же не сразу преодолели существовавшее предубеждение. Одновременно с выпуском паровоза Хедлеем выпустил свой очередной паровоз для рельсового пути с зубчатой рейкой и Муррей. Как-то в сентябре 1813 года паровоз Муррея на линии Кентона—Кокслодж тянул шестнадцать вагонов с углём. Шёл он со скоростью пяти километров в час. Присутствовавшие при пробном пробеге нового паровоза зрители отзывались о нём очень лестно. В числе любопытных находился и старший механик Келлингвортских шахт Джордж Стефенсон, усердно следивший уже много лет за всеми новинками паровозостроения.
Его как знатока дела окружало несколько человек. Разговор шёл о паровозах, о том, насколько они выгоднее лошадей и как опасны из-за возможности взрыва котла.
— Всё это не имеет никакого значения, если правильно сконструировать машину, — заметил Стефенсон. — Дайте мне средства, и я построю вам такого "огненного коня", что он будет бегать лучше живых, а мои котлы станут работать спокойно. Надо знать дело и только!..
Спокойная уверенность, сквозившая в словах старшего механика, внушала доверие. Случайно находившийся вблизи один из арендаторов Келлингвортских шахт заинтересовался, его словами.
— Мистер Стефенсон! — окликнул он его. — Я еду в Келлингворт и охотно подвезу вас. Заодно мы побеседуем с вами о деле.
Стефенсон принял предложение и в тот же день получил средства на постройку паровоза, в котором нуждались шахты.
Из всех многочисленных областей науки и техники больше всего увлекало Стефенсона паровозостроение. Когда он получил предложение построить паровоз для Келлингвортских шахт, то вся конструкция будущего локомотива была уже им обдумана и полностью рисовалась воображению. Но Стефенсон отличался от других конструкторов тем, что уразумел, в какой мере работа паровоза зависит не только от конструкции самой машины, но и от устройства рельсового пути. Это ясное понимание обеих сторон дела и привело его к успеху.
Построить паровоз, имея для этого все материальные средства, не составляло большого труда. Через десять месяцев машина стояла на рельсах. Первый паровоз Стефенсона не отличался оригинальностью. Тут было конструктивное подражание Муррею, Хедлею и Тревитику. От зубчатой рейки Стефенсон, конечно, отказался, но многих удачных конструктивных достижений своих предшественников явно недооценивал. Например, пар из цилиндров вырывался прямо на воздух, причём брызги и шипение горячей струи наводили ужас не только на лошадей и коров, но и на людей. Местное население стало грозить, что добьётся в парламенте проведения закона, запрещающего пользование такими страшными и вредными машинами.
Угроза сослужила большую службу. Стефенсон стал искать выхода из положения. Заметив, что газы из дымовой трубы выходят с меньшей скоростью, чем пар из цилиндров, он при помощи соединительных труб отвёл отработавший пар в дымовую трубу. Тут он и открыл заново то, что было уже известно Тревитику, а именно, что пар, увлекая за собой отходящие газы через дымовую трубу наружу, производит в топке разрежение воздуха. Вследствие этого притекающий снизу внешний воздух вызывает усиленное сгорание топлива, что, в свою очередь, повышает парообразование.
Таким образом вслед за Тревитиком Стефенсон пришёл к идее аппарата, получившего название конуса по своей первоначальной форме; он составляет доныне обязательную принадлежность паровоза. В общем было сделано большое дело: улучшилась конструкция машины и уменьшилось количество врагов машин, с которыми в то время приходилось серьёзно считаться.
В следующем году Стефенсон построил второй паровоз для тех же рельсовых путей в Келлингворте. На этот раз он отказался от зубчатой передачи и непосредственно соединил кривошипным механизмом поршни цилиндров с движущими осями. Затем он спарил движущие колёса посредством цепи, чтобы добиться равномерности движения обеих пар. Цепь, правда, быстро износилась, но это привело только к тому, что Стефенсон наложил на колёса снаружи жёсткие соединительные дышла.
В таком виде паровоз Стефенсона пошёл уже значительно дальше своих предшественников: машина обладала двумя цилиндрами, конусом, внешней жёсткой спаренностью колёс и непосредственной связью паровых цилиндров с движущими осями. Для того чтобы стать прототипом современного паровоза, стефенсоновскому локомотиву нехватало только многотрубного котла. Но всё внимание изобретателя теперь обратилось на рельсовый путь.

Рекомендовать эту статью

Термины, пояснения и исторические справки

Новости из интернета

  

Места на карте, упоминающиеся на сайте 1520mm.ru

Будьте в курсе наших новостей


© 2002—2017 Nicos
Страница сгенерирована за 0,0058 сек.
Rambler's Top100 Яндекс.Метрика