В то время как пар и электричество всегда были более популярными способами приведения в движение локомотивов, было время, когда казалось, что пневматическая энергия может стать следующим прорывом в области движущей силы.
В мае 1861 года в Баттерси на юго-западе Лондона вдоль южного берега Темзы была проложена чугунная труба, по форме напоминающая традиционный железнодорожный туннель. Внутри трубы выступы образовывали грубые рельсы для небольшой удлиненной каретки, похожей на капсулу, которая стояла в устье трубы. В дальнем конце был установлен паровой двигатель, приводящий в движение огромный маховик. Капсула вставлялась в один конец трубки, и паровой двигатель приводился в движение. Маховик, действующий как вентилятор, создавал вакуум в трубке, в результате чего капсулу на противоположном конце ‘засасывало’ внутрь. Поездка заняла около тридцати секунд. Хотя эта идея была предложена ранее, и под Бирмингемом были проведены небольшие испытания, это был первый полномасштабный эксперимент, призванный продемонстрировать эффективность пневматической железной дороги. Изначально пневматическую железную дорогу планировали использовать для перевозки гравия и других материалов. Но тот факт, что капсулы, хотя и были недостаточно высокими , чтобы в них можно было удобно расположиться, вполне могли перевозить лежачего человека, оказался слишком большим искушением для рабочих на стройплощадке, чтобы не рисковать и не совершать одно-два путешествия.
Как только общественность увидела демонстрацию этого нового способа управления экипажем, все больше и больше людей захотели рискнуть и отправиться в путешествие.
Одной из первых организаций, осознавших преимущества пневматической железной дороги, была Лондонская пневматическая почтовая компания, основанная в 1859 году для строительства подземной железной дороги для нужд почтового ведомства. В то время конные экипажи загромождали лондонские дороги до такой степени, что почтовое ведомство ощущало необходимость в новых и более быстрых способах доставки писем и посылок в восемь сортировочных отделений в Лондоне. Решением стало строительство собственной подземной железнодорожной сети специально для этой цели. Вдохновлённые успехом испытаний, проведённых в других частях Лондона, Лондонская пневматическая почтовая компания начала прокладывать пневматические трубы под улицами Лондона, и в 1863 году, когда была открыта первая линия, ведущая от вокзала Юстон, газета The Times сообщила: Между пневматической почтой и подземными железными дорогами, должно быть, уже не за горами те дни, когда громоздкие товарные фургоны, которые сейчас курсируют между вокзалами, навсегда исчезнут с улиц Лондона.
Пневматическая железнодорожная система перевозила почту до 1874 года, когда почтовое ведомство расторгло контракт, поскольку использование железной дороги перестало быть экономически выгодным. Лондонская пневматическая почтовая компания закрылась в следующем году. Когда в 1913 году была возрождена подземная железная дорога почтового отделения, система была построена для использования электропоездов. Строительство было остановлено в 1914 году. Началась мировая война, и поэтому новая железная дорога открылась только в 1927 году.
Хотя большинство планов по созданию пневматических железных дорог были сосредоточены в Лондоне, существовали некоторые планы по созданию систем в других районах страны, а также за рубежом. Одна из таких схем планировалась для прохождения под рекой Мерси, соединяющей Ливерпуль и Биркенхед. Туннель был построен, но затем планы изменились, и его стали использовать для паровозов. Планы строительства туннеля под Ла-Маншем, соединяющего Великобританию с Францией, рассматривались ещё в 1802 году, и одно очень серьёзное предложение было представлено на Всемирной выставке в Париже в 1867 году. Ни один из этих планов не был реализован, но в 1869 году были сформулированы предварительные планы строительства туннеля под Ла-Маншем с использованием пневматической железной дороги. Этот план тоже провалился. Только в 1875 году идея туннеля под Ла-Маншем стала казаться реальностью, и к тому времени от идеи пневматической железной дороги отказались. Серьезные работы по строительству туннеля, однако, все же начались, но в конечном итоге были отменены в 1898 году. В конце концов, в 1994 году прошло почти 100 лет, прежде чем мечта о туннеле, соединяющем две страны, была успешно реализована.
Атмосферные железные дороги
Большинство пневматических железных дорог работали за счёт нагнетания или всасывания воздуха в закрытую трубу. Но был и другой тип, более известный как атмосферная железная дорога. В качестве движущей силы снова использовалось давление воздуха, но на этот раз в виде вакуума, создаваемого внутри трубы, проложенной между двумя путями железнодорожной линии. Насосные двигатели, размещённые в больших кирпичных зданиях, расположенных через равные промежутки вдоль линии, создавали необходимый вакуум в трубе. «Двигатель», который тянул вагоны, не имел ничего общего с традиционной концепцией, не в последнюю очередь потому, что ему не требовались собственные средства передвижения, только крепление к поршню внизу. Обычно он состоял из вагона, похожего на те, что буксировались, но с открытой платформой спереди, где стоял машинист. Для управления поездом ему требовались только контроль за давлением воздуха и тормоз.
Эта идея очень быстро стала очень популярной, а затем так же быстро утратила популярность. В период с 1844 по 1860 год было построено четыре атмосферных железных дороги: в Англии между Эксетером и Ньютон-Эбботом, а также между Лондоном и Кройдоном; в Ирландии между Кингстоном и Далки; и во Франции на линии Сен-Жермен за пределами Парижа. В 1854 году, когда Джозеф Пакстон разработал проект стеклянного сооружения под названием "Великая викторианская дорога", которое должно было окружить центр Лондона, он планировал проложить по периметру здания атмосферную железную дорогу. Его планам так и не суждено было осуществиться. Однако сторонникам атмосферных железных дорог эта схема казалась перспективной. Удалось избежать потери мощности, которая возникала из-за того, что обычным локомотивам приходилось тащить свой собственный вес. Поезда не могли двигаться в противоположных направлениях по одному и тому же участку пути, что позволяло избежать возможных столкновений. Если один поезд останавливался из-за потери мощности, все поезда на линии останавливались по той же причине, что опять же позволяло избежать возможных столкновений. Они были безопаснее, потому что отсутствие огня для нагрева котлов и выработки пара исключало вероятность того, что случайные искры подожгут деревянные вагоны или багаж. Расчёты также показали, что стоимость эксплуатации атмосферной железной дороги на 1,6 км пути составляла примерно 15120 фунтов стерлингов по сравнению с паровой системой, которая обходилась примерно в 37 600 фунтов стерлингов на 1,6 км в год. Однако, несмотря на эти и многие другие положительные стороны, атмосферные железные дороги потерпели неудачу.
Взлеты и падения атмосферной железной дороги Эксетер - Ньютон-Эббот являются примером первоначального успеха системы и последующего провала. Когда в 1846 году был открыт 30 км участок линии, сначала использовались паровозы, но к 1847 году была построена, введена в эксплуатацию и протестирована атмосферная инфраструктура. В начале 1848 года начали курсировать атмосферные поезда, развивавшие скорость до 100 км/ч и следовавшие по строгому расписанию.
Однако вскоре после запуска атмосферной системы стали проявляться проблемы. Из-за дождя и морского воздуха кожаные клапаны быстро изнашивались, что приводило к потере давления воздуха. Второй проблемой были крысы, которые съедали жир, использовавшийся для смягчения кожи, что снова приводило к потере давления воздуха. По мере того, как запланированный график стал ненадёжным, а насосным двигателям приходилось работать интенсивнее, чтобы поддерживать давление воздуха, расходы стремительно росли. Было решено, что замена уплотнений обойдется слишком дорого, и не было никакой гарантии, что они не испортятся. К концу 1848 года атмосферная железная дорога Южного Девона была закрыта, и паровозы были восстановлены.
Когда работали атмосферные железные дороги, они работали хорошо. Они были экономичными, чистыми и бесшумными. Но в конце концов они потерпели поражение из-за проблем, связанных с их методами работы, а также из-за новых и стремительных достижений в области парового транспорта.