Победа первых железных дорог

 

Первая железная дорога скоро стала приносить пользу окружающим жителям. Ускорилось сообщение, – вместо двух часов надо было ехать всего один час, дешевле стала перевозка товаров, но все‑таки далеко еще не всем были ясны выгоды устройства железных дорог, и Стефенсону пришлось выдержать тяжелую борьбу за дальнейший рост своего детища.

Есть в Англии два крупных промышленных города: Ливерпуль и Манчестер, со многими мануфактурными фабриками. Много разных грузов приходилось возить туда и обратно. Для этих грузов, лет за пятьдесят до первой железной дороги, один богатый человек построил судоходный канал и наживал на нем немалые деньги, назначая за провоз грабительские цены. Наконец, стало это городским купцам невмоготу, и они решили построить между двумя этими городами пяти‑ десяти‑верстную железную дорогу. Составили компанию, собрали деньги, Стефенсона и его сына, который стал его главным помощником. Но не тут‑то было. Владельцы канала решили не допустить новой затеи, так как железная дорога грозила отнять у них часть их барышей. Богатые владельцы земель, по которым должна была итти новая дорога, тоже не пожелали портить своих владений и всячески мешали Стефенсону производить съемку нужных ему планов. Стефенсона и его помощников выгоняли, травили собаками, забрасывали каменьями, грозили утопить, ломали его вехи и инструменты, – но коса нашла на камень: Стефенсон вел свои работы, умудряясь это делать даже ночью, и довел‑таки дело до конца. В 1825 году все планы и расчеты были готовы.

Тогда началась травля Стефенсона в газетах и на собраниях, и чего только ни придумывали, чтобы загубить новое полезное дело! Писали, что скот будет пугаться паровоза и заболеет; домашние птицы от дыма подохнут; курицы перестанут нестись; от искр паровоза будут постоянные пожары; воздух у дороги будет испорчен и им, нельзя будет дышать.

Предсказывали, что страна от железных дорог обеднеет, так как конный извоз и сообщение на дилижансах прекратятся, и масса людей, кормившихся этим, обнищает. Лошадей станет мало, упадет сельское хозяйство, – одним словом, послушаешь, – страшно сделается. Другие писали, что езда по железной дороге – дело рискованное и неверное: котел может взорваться и разнести все на куски, вагоны могут сойти с рельс, а если этого и не случится, то от тряски у пассажиров перевернутся все внутренности. Даже в 1834 году некоторые немецкие доктора говорили, что дорогу следует огородить высоким забором, а то от быстро мелькающих видов у едущих испортится зрение.

Не отставали и попы: один берлинский проповедник, ярый противник железных дорог, запугивал народ угрозами гибели души для тех, кто воспользуется «адовым способом передвижения». Наконец, более умные враги железных дорог старались бить по карману и говорили, что все эти «стефенсоновские затеи» – один обман, надувательство народа, что никогда паровоз не обгонит лошади и что никто по новой дороге товаров не станет возить.

Вот с какой армией темноты, злобы и клеветы приходилось бороться Стефенсону и его верным соратникам.

После долгих хлопот и неприятностей парламент (высшее государственное учреждение в Англии) разрешил, наконец, постройку новой дороги, и Стефенсон мог приступить к работам, будучи приглашен в качестве главного инженера.

Во время работы Стефенсону и его помощникам пришлось преодолеть много препятствий. Часто вода заливала работы, обваливалась земля, засыпая рабочих, но Стефенсон не унывал и своим примером подбадривал своих товарищей по работе. Целые дни, год за годом, без отдыха проводил он на постройке и довел порученное ему дело до конца.

Но до полной победы Стефенсону было еще далеко. Надо было выбрать, чем двигать вагоны. Одни стояли за конную тягу, другие защищали паровозную, третьи предлагали вдоль дороги расставить десятки неподвижных паровых машин, а вагоны тянуть к ним длинными канатами. Победили сторонники паровоза. Теперь дело стало за тем, кому заказать эти паровозы. Решили объявить конкурс, или состязание, паровозов: чей будет лучше, тому и закажут другие паровозы и дадут награду в 5000 рублей. Условия были такие: машина должна сама удалять свой дым, вес ее не должен быть выше 6 тонн (360 пудов), груз она должна тащить не меньше 20 тонн (1200 пудов), а скорость должна быть не меньше 20 верст в час.

Стефенсон с жаром принялся за постройку новой машины и построил к концу 1829 года свою знаменитую машину «Ракету» – прабабушку современных паровозов.

На рис. 2 изображен вид Стефенсоновского паровоза; если его поставить рядом с современным быстроходным паровозом, его почти не будет видно, все равно как если рядом поставить быка и маленькую собачку…

Одновременно было представлено на состязание еще три паровоза других изобретателей. Победа одно время клонилась на сторону этих машин. Но вот вышла «Ракета» и сразу показала, что другим машинам за ней не угнаться. Машина Стефенсона потащила за собой не 20, а 30 тонн груза и показала среднюю скорость 23 километра в час (около 22 верст), а иногда даже делала 45 километров.

Паровоз Стефенсона победил.

Через год состоялось торжественное открытие новой Ливерпуль‑Манчестерской железной дороги, на которое съехались все выдающиеся люди Англии, представители правительства и тысячи разного народа. При устройстве этой дороги Стефенсон ввел еще несколько усовершенствований: поставил вагоны на рессоры, устроил винтовые сцепки между вагонами, уложил более прочные рельсы.

 

 

Рис. 2. Паровоз Стефенсона «Ракета».

Другим крупным делом Стефенсона была постройка железной дороги между столицей Англии Лондоном и городом Бирмингамом, длиной 128 километров.

Эту работу он выполнил вместе со своим сыном, Робертом, знаменитым впоследствии строителем железных дорог. На рис. 3 изображен портрет Стефенсона в последние годы его жизни.

 

 

Рис. 3. Георг Стефенсон.

Как устроен паровоз

 

Поглядим теперь, как устроены и как действуют отдельные части паровоза. Скажем здесь лишь о главных его частях, потому что для описания всего современного паровоза понадобилась бы целая большая книга. Такие книги напечатаны, и человеку, который хочет быть инженером‑паровозостроителем, надобно их хорошо изучить.

Так вот, на рисунке 4 представлен паровоз так, как‑будто он перерезан пополам сверху вниз, – это сделано для того, чтобы показать внутреннее устройство паровоза.

Основная часть паровоза, это – рама на шести или восьми колесах, из которых два средних колеса – больше крайних; в некоторых же паровозах все шесть колес одинакового размера. Рама эта вся сделана из железа. На раме лежит во всю ее длину большой железный котел, – в этом котле из воды образуется пар. С правой стороны видна высокая железная труба А, – из нее выходит дым; с левой стороны видна топка Б, около которой стоят машинист и кочегар. Над котлом находится свисток В, это – трубка с узким отверстием; если пустить в нее пар, раздается громкий свист. Когда поезд начинает двигаться или подходит к станции, машинист пускает туда пар и дает свисток; то же самое делает машинист на крутых поворотах, когда заметит подходящий встречный поезд или людей на пути: этим он предупреждает об опасности. Далее, с правой стороны, ниже трубы и котла, виден паровой цилиндр К; внутри него движется поршень со стержнем. Этот стержень соединяется с левой стороны с другим стержнем, или шатуном Д который сцеплен с кривошипом Ж, помещенным на среднем колесе М.

Легко понять, к чему нужны все эти стержни и кривошипы: как только пар войдет из котла в цилиндр, тотчас поршень со стержнем подвинется влево и толкнет кривошип назад и кверху; когда затем поршень пойдет вправо, кривошип повернется направо и вперед, и колесо один раз повернется и подвинется вперед, а вместе с ним – и весь паровоз.

Над цилиндром устроена так называемая золотниковая коробка. О ней мы уже говорили раньше при описании машины Уатта. Внутри ее ходит заслонка в роде корытца, которая движется взад и вперед над прорезями в стенке цилиндра, то впуская, то выпуская пар из цилиндра. Заслонка эта приводится в движение особым стержнем (на рисунке он не показан), связанным с колесом, и потому работа впуска и выпуска пара происходит сама собой, – машинист может лишь переставлять эти стержни, впуская в цилиндр больше или меньше свежего пара, – от этого и паровоз будет итти скорее или потише.

Для того, чтобы паровоз шел ровнее, паровые цилиндры устроены с обоих его боков, а чтобы сила поршня лучше передавалась всем трем колесам, – они соединены между собой прочным стальным бруском на шарнирах.

Здесь важно также понять, как устроены топка и котел, и как внутри котла образуется пар.

 

 

Рис. 4. Как устроен паровоз.

Топка, это – четырехугольный железный ящик. Через дверцы с левой стороны кочегар забрасывает в нее лопатой каменный уголь или дрова и зажигает их. Из топки идет по всей длине котла множество (более ста) железных трубок, – эти трубки окружены водой, налитой в котле; каждая трубка начинается от топки и другим концом входит в нижнюю часть трубы А. По этим трубкам проходит огонь и дым из топки и выходит через трубу наружу, при чем трубки эти сильно нагреваются; поэтому вода в котле от горячих трубок сильно разогревается, и из воды получается много пара. Чем больше подбрасывать топлива, тем сильнее будут разогреваться трубки и тем быстрее и больше будет получаться в котле пара. Пар собирается над водой и проходит в колпак, который находится с левой стороны котла вверху и обозначен буквой И. Затем, из колпака по трубке Н пар идет в два паровые цилиндра, где и толкает поршни взад и вперед; поршни же заставляют колеса двигаться. Ненужный и мешающий работе пар уходит из цилиндров по трубке в дымовую трубу А, откуда вместе с дымом уносится в воздух, увеличивая тягу в трубе.

К паровозу прикреплен крюками и цепями особый вагон, который называется тендером, – в нем помещаются дрова, уголь и запас воды. К тендеру прикреплены остальные вагоны: одни из них – открытые, другие – закрытые, но без окон, это – товарные и багажные вагоны для вещей; третьи – закрытые со всех сторон, с окнами и дверьми, с лавками для сидения, это – пассажирские вагоны.

В новейших паровозах пар, перед тем как он идет в цилиндр, еще высушивают и перегревают, пропуская его через особые трубки, между которыми проходит огонь. Кроме того, на всех паровозах установлены тормоза и приборы для питания котла свежей водой. Чтобы давать паровозу задний или передний ход, еще Стефенсон придумал очень простое приспособление, называемое «кулиссой Стефенсона».

Спереди на паровозе поставлены яркие фонари, освещающие пути по ночам и предупреждающие зазевавшихся пешеходов о приближении поезда. Спереди же у колеса паровоза устроена косая рама, чтобы скинуть в сторону случайно попавшее на рельсы препятствие.

Воду паровоз забирает обыкновенно во время остановки. Все, конечно, видали на станциях высокие, уширенные кверху, башни. Наверху в этих башнях поставлены большие железные чаны, куда насосом качают воду. От чана к рельсам проведена подземная труба, оканчивающаяся краном с поворотной трубой. Паровоз, когда ему надо набрать воды, подъезжает к крану, машинист поворачивает трубу, открывает заслонку, и вода течет в запасный бак на тендере. А то и так делают на некоторых заграничных дорогах в скорых поездах: между рельсами устраивают длинный жолоб, наполненный водой. Паровоз, не теряя времени на остановки, на ходу опускает в этот жолоб особый рукав и набирает им воду.

Машинист и кочегар помещаются сзади в особой небольшой будке с оконцами, защищающей их от дождя и ветра. В этой же будке находятся все нужные для машиниста приборы. Здесь и водомерное стекло, сквозь которое видно, не выкипела ли вода в котле, не надо ли еще подкачать свежей воды из тендера; и круглый, в роде часов со стеклами, манометр, – прибор, показывающий, какое давление в котле, не слишком ли оно поднялось; и указатель скорости хода паровоза. Набрать воды, выпустить пар, дать свисток, прибавить или убавить пару, открыть поддувало, дать передний или задний ход, затормозить поезд, – для всего этого здесь же, в будке машиниста, имеются особые рычаги и рукоятки.

Дедушка и внучек. После Стефенсона над усовершенствованием паровоза работало много ученых и изобретателей, – каждый из них придумывал какое‑нибудь, хотя и небольшое, полезное приспособление. Паровоз – детище Стефенсона – постепенно рос и крепчал. Рос он больше в длину и в вышину, так как с самого начала появления железных дорог ширина колеи во всех государствах была принята одинаковой (5 футов и 8½ дюймов, или 1435 миллиметров). Исключение составляли Россия и некоторые другие страны, где ширина колеи немного больше – 1524 миллиметра. В высоту паровоз также не мог перерасти 4 метров (около 2 саженей), потому что на такую высоту были прорыты первые туннели и построены первые железнодорожные мосты. Поэтому, чтобы не ломать старого и не переделывать прежней колеи, новым паровозам только и оставалось, что вытягиваться в длину.

Любопытно сделать сравнение «Ракеты» с одним из новейших немецких паровозов (Малетта). «Ракета» весила около 6 тонн, имела 4 колеса, развивала не более 20 лошадиных сил, тащила за собой 30 тонн (около 2000 пудов) и шла со средней скоростью 21 километра (около 20 верст) в час. Паровоз Малетта весит 383 тонны, развивает 5000 сил и может тащить за собой поезд в 250 груженых вагонов, длиной в два с половиной километра, с грузом 16 300 тонн, со скоростью 53 километра в час. Это – паровоз‑ломовик. А есть и паровозы‑рысаки, – они возят скорые поезда и могут мчать за собой десятки вагонов с сотнями людей и пробегать больше сотни километров в час. Такие паровозы могли бы ездить и еще скорее, но тогда рельсы могут не выдержать. Один из таких быстроходных паровозов изображен на рис. 5.

 

 

Рис. 5. Современный быстроходный паровоз.