Первой железной дорогой, которая была построена для перевозки грузов и пассажиров в широком масштабе, была Балтимор и Огайо. Ее строительство было начато в 1828 году. Прокладка рельсов была начата в 1829 году, а в мае 1830 года был открыт первый участок протяженностью пятнадцать миль от Балтимора до Элликоттс-Миллс. Вероятно, примерно в это же время был сделан анимированный эскиз вагона, предоставленный Питером Парли. С 1830 по 1835 год было спроектировано множество линий, и к концу того года в эксплуатации находилось более тысячи миль дорог.
Вопрос о том, какой движущей силой на этих дорогах должны быть лошади или пар, долгое время был открытым. Знаменитое испытание локомотивов на Ливерпульско-Манчестерской железной дороге в Англии состоялось в 1829 году.
Еще в 1829 и 1830 годах Питер Купер экспериментировал с маленьким локомотивом на железной дороге Балтимор-Огайо. О неразвитом состоянии машиностроения в то время свидетельствует тот факт, что дымоходы котла этого двигателя были сделаны из стволов орудий, которые были единственными трубами, которые тогда можно было получить для этой цели. Сам котел описывается как размером с бочку для муки. Вся машина была не больше современной ручной тележки.
В том же году, когда Питер Купер построил свой паровоз, железнодорожная компания Южной Каролины построила локомотив под названием “Лучший друг” на литейном заводе Вест-Пойнта для своей линии. В 1831 году у этой компании появился еще один паровоз, “Южная Каролина”, который был спроектирован мистером Горацио Алленом и построен в том же цехе. Она была примечательна тем, что имела восемь колес, которые были установлены в двух тележках. Одна пара ведущих колес, D D и D'D', и пара ведущих колес, L L и L'L', были прикреплены к рамам, c d e f и g h i j, которые соединялись с котлом кингболтами, K K', вокруг которых могли поворачиваться тележки. Каждая пара ведущих колес имела по одному цилиндру, C C'. Они находились в середине двигателя и были соединены с кривошипами на осях A и B.
“Де Витт Клинтон” был построен для Mohawk & Hudson Railroad и был третьим локомотивом, изготовленным Литейной ассоциацией Вест-Пойнта. Первая экскурсионная поездка была совершена с пассажирами из Олбани в Скенектади 9 августа 1831 года.
В 1831 году железнодорожная компания Балтимора и Огайо предложила премию в размере 4000 долларов “за самый одобренный двигатель, который будет доставлен для испытаний на дороге не позднее 1 июня 1831 года; и 3500 долларов за двигатель, который будет признан следующим лучшим”. Требования были следующими:
Вес локомотива в рабочем состоянии не должен превышать трех с половиной тонн и на ровной дороге должен быть способен ежедневно разгонять пятнадцать тонн, включая вес вагонов, со скоростью пятнадцать миль в час.
Во исполнение этого призыва к американскому гению было произведено три локомотива, но только один из них был создан для каких-либо полезных целей. Этот паровоз, “Йорк”, был построен в Йорке, штат Пенсильвания, и был доставлен в Балтимор по магистрали на фургонах, он был построен компанией Davis & Gartner и спроектирован Финеасом Дэвисом из этой фирмы, чьим ремеслом было производство часов. После прохождения определенных модификаций было признано, что она способна выполнять то, что требовалось компании. После тщательных испытаний этого двигателя мистер Дэвис построил другие, которые стали предшественниками двигателей “grasshopper”, которые в течение многих лет использовались на железной дороге Балтимор и Огайо. Примечательно, что три из них находились в непрерывной эксплуатации более пятидесяти лет. Вероятно, в мире нет локомотива, который прожил бы столь долгую активную жизнь.
В августе 1831 года локомотив “Джон Булл”, построенный Джорджем и Робертом Стивенсонами и компанией из Ньюкасла-на-Тайне, был получен в Филадельфии для железнодорожной и транспортной компании Camden & Amboy. Это старый паровоз, который был выставлен Пенсильванской железнодорожной компанией на Столетней выставке в 1876 году. После прибытия “Джона Булла” очень значительное количество локомотивов, построенных Стивенсонами, было импортировано из Англии. Большинство из них, вероятно, принадлежали к так называемому классу “Планета”, который представлял собой двигатель, пришедший на смену знаменитой “Ракете”.
Во всех локомотивах, за исключением “Южной Каролины”, оси удерживались рамами, так что первые всегда были параллельны друг другу. Таким образом, при объезде поворотов возникала примерно та же трудность, что и при повороте обычного вагона, если бы обе его оси были параллельны, а передняя не могла поворачиваться на ригеле.
План колес и ходовой части “Южной Каролины” показывает положение, которое они приняли на изогнутом пути. Будет видно, что из-за их соединения с котлом с помощью шарнирных болтов, K K', две пары колес могли приспосабливаться к изгибу рельсов. Впоследствии почти весь подвижной состав был построен по этому плану, который был предложен мистером Алленом.
Во второй половине 1831 года Джон Б. Джервис изобрел то, что он назвал “новой конструкцией рамы с несущей кареткой для локомотивного двигателя” для использования железной дорогой Мохок-Энд-Хадсон.
Положение ее колес на повороте и способность тележки, или “несущей тележки”, приспосабливаться к извилинам пути показаны на плане. Эффективность единой тележки для локомотивов в выполнении того, для чего ее предназначал мистер Джервис, была сразу же признана, и последовало ее почти повсеместное внедрение на американских локомотивах.
В 1834 году Росс Уайнанс из Балтимора запатентовал применение принципа, предложенного и принятого мистером Алленом для локомотивов, “к пассажирским и другим вагонам”. Впоследствии он подал ряд судебных исков против железных дорог за нарушение своего патента, который был предметом юридических споров в течение двадцати лет. Уайнанс утверждал, что его изобретение возникло еще в 1831 году, а было завершено и внедрено в практику в 1834 году. В конце концов спор был передан в Верховный суд Соединенных Штатов и был решен не в пользу истца после того, как обе стороны потратили целых 200 000 долларов.
В 1836 году Генри Р. Кэмпбелл из Филадельфии запатентовал использование двух пар ведущих колес и тележки. Ведущие колеса были соединены стержнями. С тех пор этот план был настолько широко принят, что теперь он известен как локомотив “американского типа” и почти повсеместно используется для пассажирских и, в значительной степени, грузовых перевозок.
Благодаря этому сравнительно небольшому начинанию выросло оснащение железных дорог. От локомотива Питера Купера, который весил меньше тонны, с котлом размером с бочку для муки и которому было трудно обогнать лошадь, теперь есть локомотивы, которые легко развивают скорость шестьдесят и могут превышать семьдесят миль в час, и другие, которые весят семьдесят пять тонн и более. В тот период в конструкцию локомотивов было внесено множество модификаций, чтобы приспособить их к изменившимся условиям различных видов движения. Для движения экспресса с высокой скоростью требуется локомотив, сильно отличающийся от того, который предназначен для перевозки тяжелых грузовых поездов на крутых горных подъемах. Особый класс локомотивов создан для легких поездов, делающих частые остановки, как на надземных железных дорогах Нью—Йорка, так и для пригородных перевозок, а также для уличных железных дорог, для смены вагонов на станциях.
Почти все ранние локомотивы имели только четыре колеса. В некоторых случаях для привода локомотива использовалась только одна пара, а в других две пары соединялись вместе, так что сцепление всех четырех можно было использовать для перемещения грузов. Четырехколесный тип широко использовался для перемещения вагонов на станциях и в других целях, где скорость сравнительно низкая. Но для прохождения крутых поворотов колеса таких паровозов должны располагаться близко друг к другу, точно так же, как у обычного трамвая. Это делает колесную базу очень короткой, и поэтому такие двигатели очень неустойчивы на высоких скоростях, так что они непригодны ни для чего, кроме медленной эксплуатации. Однако у них есть то преимущество, что весь вес машины может приходиться на ведущие колеса и, таким образом, может быть полезен для увеличения их трения или сцепления с рельсами. Это дает таким двигателям преимущество при запуске и перемещении тяжелых поездов на станциях или в других местах, в которых они обычно используются.
Продолжение следует…
Поддержите канал-поставьте лайк.
