Железные дороги, вероятно, появились с колеями в земле еще в 2200 году до нашей эры. Самый ранний подтвержденный из них - Диолкос, расположенный через Коринфский перешеек в Греции, который был построен для перевозки судов с использованием как рабочей силы, так и лошадиных сил примерно в 600 году до нашей эры. Было легко понять, почему они использовались – просто даже скольжение по подготовленной колее было намного быстрее и эффективнее, чем без нее.
Аналогичным образом, к XVI веку в шахтах Центральной Европы использовались "хунды" (тележки, которые толкал человек, но управлял ими при помощи штыря, зажатого между деревянными досками), а также вагоны с грубо отесанными деревянными колесами, передвигавшиеся по рельсам, сделанным из веток деревьев. Все они повысили скорость и эффективность. К 1630 году северный горнодобывающий регион Англии мог похвастаться сетью сначала деревянных, а затем железных рельсов для транспортировки угля в Тайдуотер. Рельсы уменьшали трение и, следовательно, позволяли увеличить скорость и приложить меньше усилий.
Все ранние железные дороги использовали лошадиную силу, но в начале девятнадцатого века был проведен ряд экспериментов с паровыми двигателями, которые могли просто заменить лошадей и, в качестве бонуса, использовать в качестве топлива свободно доступный уголь. Вскоре они стали способны перевозить больший вес на более высоких скоростях, чем лошади.
Паровоз появился на угольных месторождениях Южного Уэльса. Революция, которой стала железная дорога, произошла благодаря сочетанию паровых двигателей высокого давления с подходящими железными рельсами, способными выдерживать значительные нагрузки. В 1804 году гениальный инженер-изобретатель Ричард Тревитик, построивший, как считается, паровоз в Коулбрукдейле в 1802 году, построил ещё один на металлургическом заводе в Пенидаррене в Мертир-Тидвиле, который использовался для перевозки грузов по Мертирской трамвайной дороге. Его первый задокументированный рейс состоялся 13 Февраль 1804 г. С «10 тоннами железа, 5 повозками и 70 людьми, ехавшими в них, мы преодолели более 14 км за 4 часа 5 минут», что означает среднюю скорость около 3,7 км/ч, включая время, потраченное на «вырубку нескольких деревьев и удаление крупных камней с дороги».
Его скорость вскоре достигла примерно 8 км/ч, но сам по себе он мог развивать скорость 26 км/ч. Для сравнения: максимальная скорость лошади и повозки с бегущими галопом лошадьми составляет примерно 29-40 км/ч. Но галоп был бы невозможен на любом расстоянии и уж точно недостижим при перевозке тяжёлого груза.
Как это случалось снова и снова, именно рельсы, здесь — пластинчатые, оказались недостаточно прочными для веса поезда. Джордж Стефенсон в 1816 году разработал чугунные рельсы, которые были гораздо более подходящими, а в 1820 году Джон Биркингшоу запатентовал податливые рельсы Т-образной формы длиной 4,5 м) которые были гораздо более прочными и выдерживали сильные удары со стороны поездов. Это были предшественники современных рельсов.
Джорджа Стефенсона часто называют отцом железных дорог, и на то есть веские причины. Он популяризировал железные дороги, построив и запатентовав локомотив с гладкими колёсами и рельсами, который мог уверенно обгонять лошадей и тянуть больший груз — характеристики, представлявшие большой интерес для его основных клиентов, владельцев угольных шахт на северо-востоке Англии. К 1821 году Стефенсон, работавший в Киллингворте, к северу от Ньюкасла, разработал паровоз, способный тянуть двадцать гружёных углём вагонов по уклону 1 к 288 с тем, что газета «Ньюкасл Кроникл» назвала «поразительной скоростью, не поддающейся описанию».
В 1820–1822 годах Стефенсон руководил строительством шахты Хеттон Железная дорога, которая объединила три его «патентованных движущихся механизма» с пятью наклонами, чтобы создать первую в мире полностью механизированную железную дорогу — без участия лошадей.
В 1825 году открылась железная дорога Стоктон-энд-Дарлингтон, на которой знаменитый локомотив Стефенсона (до 1833 года называвшийся «Активный») работал на участке между Шилдоном, расположенным в нижней части наклонной дороги с канатной тягой, и Стоктоном на побережье.
Железная дорога Стоктон-энд-Дарлингтон положила начало созданию современных железных дорог, но по-прежнему включала в себя наклонные плоскости и конную тягу в сочетании с локомотивами и была общественной железной дорогой, открытой для всех за плату. На однопутной линии это вообще не способствовало увеличению скорости.
В день открытия, 27 сентября 1825 года, локомотив, тянущий за собой 11 вагонов с углём, карету директоров и 20 вагонов с примерно 600 пассажирами, общим весом 20 тонн и длиной 122 м, достиг максимальной скорости 19 км/ч на участке до Дарлингтона (по некоторым данным, немного быстрее). Однако из-за таких происшествий, как сход с рельсов вагона и засорение питательного насоса, поезд задержался настолько, что его средняя скорость составила всего 13 км/ч — всё равно довольно хороший результат для такого тяжёлого состава!
Продолжение следует…
Поддержите канал-поставьте лайк.