100 великих чудес инженерной мысли - Андрей Низовский Страница 41

По рельсам вокруг света Железнодорожная линия Ливерпуль – Манчестер

Железная дорога стала неотъемлемой частью повседневного обихода, для которой определение «чудо», кажется, не подходит совсем. Однако 150 лет назад она была самым настоящим чудом техники, вызывавшим неописуемый восторг и почтительное преклонение у современников.

Родина железной дороги – Англия. При этом нужно иметь в виду, что речь идет именно о железной дороге с паровой тягой, а не о «железной дороге» в узком смысле слова. Если подразумевать под термином «железная дорога» повозки и вагонетки, движущиеся по «дороге из железа», то окажется, что происхождение ее относится к очень отдаленным временам. Некоторые исследователи утверждают, что уже древние египтяне пользовались обшитыми металлом балками, чтобы по ним перевозить каменные обелиски и другие тяжелые грузы. Во всяком случае, известно, что в Древнем Египте, точно так же, как и в Греции и в Риме, строились выложенные камнем колейные дороги, назначение которых заключалось в том, чтобы облегчать перевозку тяжелых грузов. Эти каменные дороги являются, пожалуй, древнейшими предками современных железных дорог. Устроены они были, конечно, чрезвычайно примитивно: по выложенной камнем дороге проходили две параллельные глубокие борозды, по которым катились колеса повозок. Остатки таких каменных путей можно увидеть среди развалин Помпей и других древних городов.

В средние века в городах подобные дороги, по-видимому, уже не строились. Но зато в средневековых рудниках довольно часто пользовались искусственно проложенными колеями. В качестве рельсов употреблялись деревянные бревна, которые в отдельных случаях для прочности обшивались железом. По этим «рельсам» рудокопы перемещали деревянные вагонетки с рудой. Считается, что именно отсюда пошло название «трамвай», что означает «бревенчатая дорога».

Первые дороги с железной колеей появились на английских рудниках в 1738 г. Они заменили быстро изнашивавшиеся и очень неудобные в эксплуатации деревянные рудничные дороги. В первое время колеи изготавливались из чугунных плит, в которых были устроены желобки для колес. Но эти рельсовые плиты оказались непрактичными и дорогими.

Настоящие железные рельсы стали производиться с 1767 г. Толчком для этого послужила главным образом необходимость сбыта продукции чугунолитейного производства, чрезвычайно быстро развивавшегося в Англии. Владелец одного из литейных предприятий, Ричард Рейнольдс из Колбрукдейла, заменил на одной из местных рудничных дорог деревянные пути железными рельсами. Результаты оказались настолько эффективными, что в этом же году Рейнольдс перестроил по тому же принципу все подъездные пути к шахтам и рудникам Колбрукдейла. Вскоре железные рельсы стали применяться на всех рудниках Англии.

Разумеется, рельсы Рейнольдса значительно отличались от нынешних. В поперечном разрезе они имели форму латинской буквы U. Стандартная ширина рельса составляла 11 см, длина – 150 см. Желобом вверх рельсы пришивались к продольным деревянным брусьям-шпалам. К тому времени колеса вагонеток также стали изготовляться из чугуна. Усовершенствование следовало за усовершенствованием, и когда была построена первая паровая железная дорога, рельсы уже мало отличались по форме от современных, с той лишь разницей, что делались из чугуна, а не из стали.

Первая железная дорога, открытая для общего пользования, начала функционировать 27 сентября 1825 г. на линии Стоктон – Дарлингтон. В первое время она была предназначена только для перевозки грузов, но уже менее чем через месяц по ней стали перевозить и пассажиров. И хотя это была железная дорога, предназначенная для паровой тяги, в действительности три принадлежавших ей паровоза оставались в бездействии: люди просто не доверяли этим «самодвижущимся паровым машинам». Поэтому в поезд впрягали лошадей. Но не на всем протяжении линии можно было обойтись лошадиной тягой: местами подъемы были настолько круты, что и полдюжины лошадей не могли бы их одолеть.

На пути между Стоктоном и Дарлингтоном лежат два холма, возвышающиеся над ближайшими окрестностями метров на пятьдесят. Британскими инженерами, делавшими первые шаги в области железнодорожного строительства, было принято решение проложить путь прямо по холмам. С этой целью на вершине западного холма Этерли-Ридж в специально построенном сарае была установлена паровая машина в 30 лошадиных сил. К подножию холма поезд подвозился лошадьми. Затем вагоны прицеплялись к канату, и при помощи паровой машины втаскивались наверх, а затем плавно транспортировались вниз. Высота подъема составляла 45 м при длине рельсового пути в 800 м, а при спуске в долину с другой стороны холма разность уровней между вершиной и подножием составляла 93 м при общей длине пути в 1600 м. От восточного подножия Этерли-Ридж вагоны снова перевозились лошадиной тягой до западного подножия второго холма, Броссельтон-Ридж, где повторялась та же операция, с той только разницей, что на вершине этого холма стояла машина в 60 лошадиных сил, так как здесь вагоны требовалось транспортировать на расстояние в 2000 м.

Чтобы предотвратить катастрофу при подъеме вагонов на гору и при спуске их в долину, на всех поездах, спускавшихся с первого холма, к первому вагону спереди прикреплялись специальные железные штанги. В нормальном состоянии они не касались земли, а в момент разрыва канатов падали на путь, благодаря чему вагоны сходили с рельсов и весь поезд останавливался. При спуске со второго холма пользовались иным способом: здесь в особо опасных пунктах стояли наготове молодые парни, которые за небольшое вознаграждение должны были в критические моменты либо вскочить в вагоны и привести в действие тормоза, либо подложить под колеса поленья, чтобы заставить вагон сойти с рельсов. Лишь в 1833 г. вся эта система была упразднена, и весь путь Стоктон – Дарлингтон проложен на равнине. С этого момента поезда обслуживались исключительно паровозами, которые были уже настолько усовершенствованы, что отвечали всем практическим требованиям.

Первый настоящий паровоз был построен английским инженером Ричардом Тревитиком в 1803 г. Интересно, что Тревитик стал и изобретателем… первого автомобиля! Дело в том, что он сперва построил паровой автомобиль для уличного движения, и лишь затем пришел к мысли о паровозе. Таким образом, автомобиль является прародителем паровоза, а не наоборот!

В рождественские дни 1801 г. на улицах города Кемборна появился самодвижущийся паровой экипаж, которым лихо управлял Ричард Тревитик, предлагая всем встречным прокатиться с ветерком. Несколько смельчаков охотно составили ему компанию. В тот день впервые за всю историю человечества экипаж, движимый силой пара, перевез восемь пассажиров! «Грохочущий дьявол» брал даже довольно крутые подъемы. Однако чугунные части самодвижущейся повозки оказались весьма ненадежными, и спустя несколько дней паровой автомобиль Тревитика прочно встал на прикол.

Первый опыт, пусть и не вполне удачный, вдохновил изобретателя, и в 1803 г. Тревитик построил первый паровоз, предназначенный для рельсового пути. Спонсором проекта выступил мистер Самуэль Гемфри, владелец железоделательного завода в Южном Уэльсе. Тревитик заключил с ним пари на 500 фунтов, что его паровоз за один раз перевезет всю суточную продукцию завода по рельсовому пути длиной в 15 км. К началу 1804 г. паровоз был готов, и 21 февраля он действительно провез по 15-километровой линии пять вагонов, груженных 10 т железа, и 70 пассажиров. С гружеными вагонами паровоз развивал скорость в 8 км/час, а без груза – 25,7 км/час. При этом дорога изобиловала крутыми поворотами и подъемами.