Кто придумал Железная дорога - Когда Изобрели?

На пышном дереве технического прогресса выросло немало хилых плодов, исчезновения которых никто бы и не заметил; другие, ядовитые, принесли человечеству немало бед. Но есть и те, которые настолько органично и плотно вошли в нашу жизнь, что представить без них современное общество просто невозможно. В их числе и железная дорога, история которой в привычном нам виде насчитывает всего два с небольшим века.

Без сомнения, у железной дороги, как и у любого другого значительного изобретения, были предшественники. Согласно историческим данным, принцип колейного движения впервые начали применять в Древнем Египте, еще до изобретения колеса. Для транспортировки самых тяжелых грузов на сложных участках дороги использовали не катки, а бревна, уложенные в вырытые борозды. Позднее подобные колейные пути для перевозки тяжелых грузов прокладывались в Греции и Риме. Они представляли собой мощенные камнем дороги с параллельными глубокими бороздами, по которым катились колеса повозок. Каменные колейные дороги были обнаружены при раскопках Помпеи.

В Средние века такие дороги переместились под землю искусственные колеи использовали в рудниках для транспортировки тележек и вагонеток с добытой рудой. Как и в Египте, в качестве рельсов служили деревянные брусья лежни. По такому колейному пути лошадь могла везти груз в четыре раза больший, чем по обыкновенной грунтовой дороге. В 1680 г. в Англии дорога с деревянными лежнями снова вышла на поверхность земли, она была проложена от рудников Ньюкасла к порту на реке Тайн.

К. Моне. Вокзал Сен-Лазар. 1877 г.

Груженные углем вагонетки сами катились под уклон к порту. Кондуктор лишь регулировал скорость с помощью рычажного тормоза, обратно в гору вагонетку тащила лошадь.

Деревянные лежни быстро изнашивались, и вагонетки сходили с колеи. Чтобы уменьшить износ лежней, их стали укреплять железными полосами. Первые дороги с полностью железными, вернее, чугунными колеями были проложены в английских рудниках около 1738 г. В первое время это были чугунные плиты с простыми желобами для колес, но такие дороги оказались непрактичными и слишком дорогими.

В 1767 г. началось производство настоящих железных, точнее, опять же, чугунных рельсов. Ричард Рейнольде, владелец чугунно-литейного предприятия в Колбрукдэйле, в качестве эксперимента заменил на одной из местных рудничных дорог деревянные пути чугунными. Результат превзошел все ожидания, и в течение года Рейнольде оборудовал рельсами все подъездные пути к рудникам и шахтам Колбрукдэйла. Вскоре нововведение начали использовать по всей

Англии. Рельсы Рейнольдса по форме отличались от современных: их ширина была 11, а длина 150 см, в поперечном разрезе они имели форму латинской буквы U. Рельсы крепились желобом кверху к продольным деревянным брусьям. Из чугуна стали изготовлять и колеса вагонеток, которые передвигались по рельсам с использованием мускульной силы людей или лошадей.

Другим видом рельсов были уголки, прикрепленные к деревянным брусьям. Впервые они были уложены в 1776 г. на угольных копях Шеффилда. Колеса катились по горизонтальным полкам уголков, при этом вертикальные, обращенные внутрь пути, не давали вагонеткам сходить с рельсов. Именно здесь впервые появилась колея шириной 1435 мм, ныне принятая во многих странах.

Кованые рельсы конструкции Джона Биркеншоу. 1821 г.

В России первая чугунная дорога с уголковым рельсом была построена на Александровском заводе в Петрозаводске в 1788 г. под руководством А. С. Ярцева. Протяженность дороги была всего около 170 м, а ширина колеи 800 мм.

Поверхность уголкового и U-образного рельсов быстро засорялась и оказывала сопротивление качению. В 1789 г. английский изобретатель Джес-сон ввел на угольных копях в Лоуберроу и поныне существующий тип выпуклого головчатого рельса, а также предложил делать на колесе реборды выступы по окружности, предотвращающие соскальзывание колеса с гладкой поверхности рельса. Вначале рельсы укладывали на продольные деревянные брусья и только позже перешли к поперечным деревянным подкладкам шпалам.

Железная дорога оставалась исключительно промышленным объектом до тех пор, пока в Англии не были осуществлены первые попытки приспособить ее для перевозки пассажиров. В первом десятилетии XIX в. короткие рельсовые пути, оснащенные вагонами на конной тяге, были построены между Уондсвортом и Кройдоном и на юге Уэльса между Суонси и Ойстермаутом. В это же самое время горный инженер Петр Козьмич Фролов, уже построивший на Алтае двухкилометровую железную дорогу промышленного назначения, предложил российскому правительству проекты нескольких новых дорог, в том числе и пассажирских, однако они были без особых объяснений отвергнуты.

Было очевидно, что конная тяга никак не может обеспечить железной дороге блестящее будущее. Еще в 1804 г. английский изобретатель Ричард Тревитик, отталкиваясь от устройства паровой машины Джеймса Уатта, построил первый паровоз. К сожалению, чугунные рельсы не смогли выдержать тяжелую машину. В последующие годы многие инженеры пытались создать паровоз. Удача улыбнулась Джорджу Стефенсону который в 1812-1829 гг. не только предложил несколько достойных конструкций, но и сумел убедить владельцев одной из шахт построить железную дорогу из Дарлингтона к Стоктону с использованием рельсов из более прочного пудлингованного железа, способных выдержать паровоз. Стефенсон также внес ряд важных предложений в устройство путей, в частности изменил способ стыкования рельсов и показал необходимость сооружения насыпей.

Стальной костыль, скрепляющий между собой рельсы и шпалы.

Д. Линнелл. Потрет Ричарда Тревитика. 1816 г.

Первая общественная железная дорога с паровой тягой Ливерпуль Манчестер была открыта в 1830 г. С этого времени началось быстрое развитие железнодорожного транспорта. В том же году паровую железную дорогу построили в Америке между Чарльстоном и Огастой. Первая в России рельсовая дорога с паровой тягой была построена в 1832 г. на Нижне-Тагильском металлургическом заводе Демидовых крепостными механиками отцом и сыном Черепановыми. Через пять лет открылась общественная железная дорога между Петербургом и Царским Селом протяженностью 27 км.

В странах с высокими горными массивами, например в Швейцарии, Индии, Бразилии, существует особый вид высокогорных железных дорог с использованием рельсо-зубчатой системы. Этот принцип, предложенный еще до изобретения паровоза Стефенсоном, используется только для подъема на крутые склоны. Для лучшего сцепления рельсы снабжены зубчатой рейкой, а локомотив и вагоны зубчатыми колесами.

Земмерингская железная дорога первая в мире высокогорная железная дорога. Конец XIX в.

Джордж Стефенсон. 1840 г.

Памятник паровозу Черепановых в Нижнем Тагиле.

В 1842 г. началось строительство двухпутной железной дороги длиной 651 км между Петербургом и Москвой, получившей позднее имя Николаевская (с 1923 г. Октябрьская). На этой линии впервые были применены широкоподошвенные рельсы длиной 5,486 м. Ширина колеи была установлена шире европейской 1524 мм. Николаевскую дорогу, на тот момент самую протяженную в мире, пустили в эксплуатацию 1 ноября 1851 г. Эта магистраль была крупнейшим инженерно-техническим сооружением середины XIX в., опыт создания которой сыграл большую роль в развитии железнодорожного строительства, а также способствовал экономическому и общественному развитию России.

Спустя три десятилетия с начала эксплуатации железных дорог в мире насчитывалось уже 108 тыс. км рельсовых путей, в том числе в России около 1590 км. Движение регулировалось стрелочными переводами («стрелками»), пропускавшими поезда с одного пути на другой, и семафорами, которые позднее были заменены светофорами. Единственным видом тяги на железной дороге до самого конца XIX в. оставались паровозы. Только в 1892 г. на Дрезденской городской железной дороге начал курсировать вагон-газоход, который вполне можно считать первым тепловозом. Год спустя немецкий инженер Рудольф Дизель сконструировал опытный образец двигателя внутреннего сгорания. В 1897 г. на основе своих разработок он запатентовал рабочий двигатель, названный его именем. Мощность первого дизеля составляла 20 л. с, его кпд был гораздо выше, чем у паровых машин, и не зависел от габаритов двигателя. Все это позволило использовать дизельный двигатель для создания новых разновидностей тепловозов.

Открытие первой в России железнодорожной ветки Санкт-Петербург Царское Село. Раскрашенная гравюра.

Место под сиденьем

На первых русских железных дорогах вагоны третьего класса обычно устанавливались в передней части состава, они были снабжены жесткими скамьями, но... не имели крыши. Поэтому пассажиры чаще ездили под скамьями, где спасались от искр, снопами вылетавших из паровозной трубы, и холода.

Железнодорожник-стрелочник, регулирующий стрелочный перевод.

Первая железная дорога с электрической тягой появилась в 1879 г. Построил ее немецкий инженер Вернер Сименс. Длина этой дороги, демонстрация которой состоялась на промышленной выставке в Берлине, составляла 300 м. Электрический локомотив приводился в движение электродвигателем мощностью 13 л. с. В том же году в городе Брейль во Франции на текстильной фабрике Дюшен-Фурье была пущена внутризаводская линия электрической железной дороги протяженностью около 2 км.

Хотя в нашей стране детальные разработки тепловозов и электровозов велись еще в начале XX в., первый магистральный тепловоз был построен по проекту Якова Модестовича Гаккеля только в 1924 г. В этом же году началась электрификация железных дорог и в производство были запущены локомотивы с электрическим двигателем, при том, что рельсовый путь для электрических локомотивов разработал Федор Аполлонович Пироцкий еще в 1880 г. Только в 1932 г. из депо вышел первый отечественный магистральный грузовой электровоз ВЛ19, а еще два года спустя и пассажирский.

В наши дни 47 ведущих стран мира обладают железнодорожными путями, общая протяженность которых составляет почти миллион километров. Наша страна стоит в этом списке на втором месте, уступая лишь США, зато лидирует по протяженности электрифицированных путей. Наряду с традиционными железными дорогами существуют и монорельсовые, а также пути, по которым поезда двигаются на магнитной подушке. Разработки локомотива, питающегося от атомной энергетической установки, так и остались на уровне проектов из-за высокой экологической опасности и необходимости коренной реконструкции инфраструктуры. В настоящее время ведутся фантастические на первый взгляд эксперименты по созданию гравитационного поезда, который будет передвигаться за счет силы тяжести и собственной инерции. Очевидно, что у железнодорожного транспорта еще немалый потенциал...

Ф. фон Ленбах. Портрет Вернера Сименса.