Доповідь - Винахід паровоза - Історія техніки
Думка про застосування пари потреб транспорту виникла ще XVII в. Спочатку намагалися пристосувати парові двигуни до звичайних возів чи возів. Парові візки були розраховані на рух прямою дорогою без рейок.
Паровий візок Коньо.
У 1763 р. французький інженер Коньо побудував перший паровий візок. Ця машина працювала лише 12-15 хвилин. У 1769 р. (чи 1770) Коньо побудував більш досконалу віз, але, коли його пустили вулицями Парижа, виявилося, що нею неможливо керувати.
У 1787 р. американець Еванс винайшов ще одну парову віз, проте настільки недосконалу, що вона не могла застосовуватися на практиці.
Наприкінці 80-х XVIII ст. Вільям Мердок, учень і помічник Джемса Уатта, створив паровий візок із двигуном конструкції свого вчителя. Він побудував низку цікавих моделей парових возів, але зробити практично придатну транспортну машину йому також не вдалося.
Взагалі остаточно XVIII в. спроби використовувати силу пари з метою пересування не увінчалися успіхом. І справа була не тільки в тому, що на той час технічно не можна було вирішити цю проблему. Впровадженню пари на транспорт дуже заважало відстале, упереджене ставлення більшої частини феодалізму суспільства, що ледь вийшов з надр, до самої ідеї штучно збільшити швидкість пересування людини. З погляду церковної моралі це здавалося «гріховним». Винахідники намагалися внести деякі «покращення» та «виправлення» до «божественного промиселу», який визначив людині ходити на двох ногах або в крайньому випадку вдаватися до послуг коней. Будь-який інший спосіб пересування розглядався церковниками як «нечестива спроба покращити творіння творця». Люди, які займалися такою поганою справою, оголошувалися посібникамидиявола. Якщо врахувати, що церква мала величезний вплив в Англії і до певної міри формувала громадську думку, то стане зрозуміло, що технікам і механікам, які посягали разом з «ворогом роду людського» на «божественне встановлення», доводилося дуже важко в «благочестивому» англійському суспільстві. кінця XVIII ст.
Вільям Мердок зазнав чимало гонінь від своїх співгромадян. Він побудував невеликий триколісний візок і одного разу вночі випробовував його на одній із малопроїжджих доріг біля міста. Коли вода в котлі парової машини закипіла, візок несподівано для винахідника один помчав по дорозі, причому розвинув таку швидкість, що винахідник не міг її наздогнати. У цей час вулицею проходив місцевий священик. Побачивши той, що мчить назустріч йому світиться і свистячий предмет, священик уявив, що бачить перед собою самого диявола. Він зчинив крик, на який збігся народ. Винахідник, що підійшов, намагався роз'яснити таємницю свого «чорта», але ніхто його не слухав. Візок негайно розламали, а творець його ледве врятувався втечею від розлюченого натовпу. З цього часу за Мердоком міцно зміцнилася репутація людини, яка знається з нечистою силою. Всякий богобоязливий невіглас вважав своїм обов'язком з усіх сил шкодити Мердоку. Неодноразово співгромадяни ламали його моделі машин, заважали проводити досліди, відновлювали проти нього друзів, відлякували від винахідника майже всіх знайомих. Подібна доля спіткала й інших винахідників.
Однак капіталістичне виробництво, що розвивається, наполегливо вимагало реконструкції транспортних засобів. На початку ХІХ ст. у багатьох країнах велися роботи над удосконаленням так званого парового воза, інакше кажучи, над створенням парового автомобіля.
Цікаві досліди провів чеський механік Йосип Божек(1782-1832). У 1815 р. він побудував паровий візок, який був з успіхом випробуваний. Але спроби повторити в 1817 р. досліди з потужнішою машиною не дали задовільних результатів. Слід зазначити, що взагалі проблему створення парового автомобіля так і не було вирішено. Автомобіль був створений лише на базі двигуна внутрішнього згоряння.
Ця важлива подія в історії транспортної техніки описувалося в одній англійській газеті: «Позавчора відбулося випробування нововинайденої парової машини містера Тревітіка, що довго очікувалося... Випробування перевершило, на загальне подив, все, що очікували від нього найзатятіші прихильники. У цьому випадку машина була вжита для перевезення до 10 тонн смугового заліза на відстань понад 9 миль; Необхідно при цьому відзначити, що тягар вантажу швидко зріс з 10 до 15 тонн завдяки не менше 70 особам, що піднялися на візки. Підштовхувані непереможною цікавістю, вони прагнули покататися, користуючись першим успіхом талантів винахідника. »
Згодом Тревітику вдалося досягти ще більшої швидкості, причому паровоз тягнув цілий потяг із п'яти вагонеток, загальною вагою близько 25 т. Паровоз Тревітіка був першим рейковим паровозом у світі. Він мав один горизонтально розташований паровий циліндр. Рух поршня передавався провідним колесом паровоза за допомогою шатуна, кривошипа та системи зубчастих коліс. Щоб полегшити проходження шатуна через мертві точки, Тревітік застосував махове колесо. Важив паровоз 6 т. Його котел мав циліндричну форму та зворотну жарову трубу, причому топка була влаштована в передній частині паровоза.
Великою скрутою при дослідах з першим паровозом стало те, що шлях,що складався з крихких чавунних рейок, був не пристосований для пересування такого важкого локомотива. Тому відбувалися часті затримки через ламання рейок. Зрештою, цей паровоз був знятий з рейок і використаний як стаціонарна машина.
Через три роки наполегливої роботи над удосконаленням паровоза та рейкового шляху Тревітік побудував першу у світі досвідчену кільцеву дорогу в Лондоні. Будуючи її, винахідник ставив за мету популяризувати свій винахід, щоб домогтися фінансової підтримки.
Сучасні Тревітику газети так описували цю залізницю: «Найдивовижніша машина, яка колись була винайдена, являє собою парову машину на чотирьох колесах, влаштовану таким чином, що вона вільно і без будь-якої сторонньої допомоги мчатиме галопом по колу зі швидкістю 15- 20 миль на годину. Вона важить 8 тонн і на найближчих стрибках у Ніо-Маркеті змагатиметься з трьома кіньми в бігу протягом 24 годин, давши старт одночасно з ними. »
Дещо пізніше Тревітік відкрив для загального користування невелику кільцеву залізницю поблизу одного з лондонських скверів. Кожен міг оглянути паровоз і причеплені до нього вагончики. Кільцева дорога працювала кілька тижнів, потім лопнули рейки, і паровоз перекинувся. Тревітик, який витратив на будівництво дороги всі свої кошти, був не в змозі відлагодити шлях і поставити паровоз на рейки. Врешті-решт Тревітік був змушений припинити роботу зі створення нових локомотивів.
Проте над створенням нових паровозів продовжували працювати інші винахідники. За період з 1803 по 1814 р. з'явилося багато різноманітних моделей рейкових паровозів. В області паровозостроения в цей період в Англії працювали винахідники Бленкінсон, Меррей, брати Чемпей,Брентон, Хедлі та ін.
У 1814 р. сконструював та випробував свій перший паровоз Джордж Стефенсон (1781-1848), який здебільшого вирішив проблему створення парового залізничного транспорту. Стефенсон вийшов із робочого середовища. Його батько та дід працювали на кутових шахтах поблизу Ниокастла — центру англійської вугільної промисловості. Молоді роки Стефенсон провів, працюючи у вугільних списах. Самоучкою, з великою завзятістю він вивчав механіку, фізику та багато інших наук. Паралельно з навчанням він працював над винаходом різних машин та механізмів.
Схема паровоза Д. Стефеясона "Ракета".
Свій перший паровоз Стефенсон назвав Блюхер, на честь переможця Наполеона при Ватерлоо. «Блюхер» повторював у своїй конструкції багато рис паровозів попередніх винахідників. Перший паровоз Стефенсона був дуже важким, повільно рухався, працював малопродуктивно, але безперервно (в інших паровозах відбувалися постійні зупинки роботи). Надалі Стефенсон продовжував працювати над удосконаленням конструкції свого паровоза. До 1825 р. він побудував близько 16 різних паровозів, завзято домагаючись найбільш прийнятної конструкції. Багато уваги Стефенсон приділяв удосконаленню колії.
До 1825 паровози використовувалися головним чином на маленьких приватних дорогах, зазвичай обслуговують потреби рудників або фабричних підприємств. Поява досконаліших конструкцій паровозів стимулювала будівництво нових залізничних ліній. У 1818 р. була побудована залізнична лінія довжиною 61 км між містами Стоктоном та Дарлінгтом, призначена для перевезення вугілля. У 1825 р. Стоктон-Дарлінгтонськая лінія була відкрита для публіки. На сучасників це справило колосальне враження.
У призначену годину процесія рушила. На чолі поїздаслідував паровоз, керований його будівельником — Стефенсоном; за паровозом слідували 6 вагонів з вугіллям та борошном; за ними — вагон із директорами і власниками дороги; потім 20 вугільних вагонів, пристосованих для пасажирів і наповнених ними, і, нарешті, 6 вагонів, навантажених вугіллям... По обидва боки шляху стояв великий натовп народу; багато хто біг за поїздом; інші верхи на конях прямували за ним по сторонах шляху. Останній мав невеликий ухил до Дарлінгтона, і тут Стефенсон вирішив випробувати швидкість поїзда… Він збільшив швидкість ходу до 15 миль на годину. Коли поїзд прибув до Дарлінгтона, виявилося, що у вагонах було 450 пасажирів і вага поїзда була 90 тонн».
Модель першого паровоза Є. А. та М. Є. Черепанових.
Нова залізниця швидко показала переваги нового виду транспорту перед старими способами пересування. Популярність залізничного транспорту Англії зростала. Численні винахідники працювали над створенням та вдосконаленням нових видів локомотивів. У 1829 р. було оголошено конкурс створення кращого паровоза. Стефенсон представив на конкурс свій новий паровоз – знамениту «Ракету». «Ракета» мала машину потужністю 13 л. с. На конкурсі проводились випробування всіх типів локомотивів. «Бій паровозів», як називали цей конкурс, закінчився перемогою «Ракети», яка вільно тягла потяг вагою 17 т зі швидкістю до 21 км на годину. Швидкість паровоза з одним пасажирським вагоном та 36 пасажирами становила 38 км на годину.
"Ракета" була найбільш досконалим локомотивом того часу. Винахідник пристосував до паровоза трубчастий котел, що щойно з'явився, який дав можливість значно збільшити швидкість локомотива. "Ракета" була побудована з урахуванням усіх досягнень паровозобудування свого часу. Вона з'явилася якб результатом початкового періоду розвитку паровоза.
У 1830 р. в Англії для пасажирського руху було відкрито залізницю між Ліверпулем і Манчестером завдовжки 45 км. У цьому ж році в США була побудована перша залізнична лінія Чарльстон - Огеста завдовжки 64; км. У 1832 р. була побудована перша залізниця у Франції, в 1835 р. - у Бельгії та Німеччині, а в 1837 р. - в Укаїні та Австрії.
Проте чудові машини Черепанових були використані у розвиток залізничного транспорту нашій країні. Доля їх була подібна долі парової машини Ползунова. 1834 р., тобто якраз у той час, коли Черепанови будували свої паровози, в Україну приїхав австрійський професор Герстнер. Герстнер зумів домогтися від царя привілею на будівництво залізниці між Петербургом і Царським Селом завдовжки 27 км. Ця залізниця була відкрита в 1837 р. Незважаючи на вітчизняний досвід паровозобудування, царський уряд вважав за краще виписувати паровози з Англії, відмовившись від використання локомотивів, створених Черепановими.
У 1851 р. в Україні була споруджена двоколійна Петербурзько-Московська залізниця.
До середини ХІХ ст. темпи спорудження залізниць загального користування з паровою тягою дедалі більше зростають. З 1840 по 1870, тобто за 30 років, протяжність залізниць у всьому світі збільшилася в 14 разів. Будучи результатом промислової революції, залізниці стимулювали зростання найважливіших галузей виробництва. Виникла нова галузь машинобудування – транспортне машинобудування. Під впливом дедалі більшого попиту залізниць стали швидко розвиватися металургійна і вугільна промисловість.
"Історія техніки", А. А. Зворикін, Н. І. Осьмова, В. І. Чернишов, С. В. Шухардін.1962 р.