Первые паровозы Стефенсона и Черепановых появились в начале девятнадцатого века. Изобретение принципиально нового механизма послужило началом новой эпохи в сфере машиностроения. Мощные паровозы эффективно заменили конную тягу, существенно улучшив основные характеристики транспортировки грузов. Среди конструкторов-новаторов есть несколько человек, имеющих непосредственное отношение к изобретению инновационного механизма. Поэтому однозначный ответ на вопрос: кто изобрел паровоз и первым построил его, дать достаточно сложно. Для того чтобы понять, кто и когда изобрел первый паровоз, необходимо внимательно изучить основные этапы его создания.

Самый первый паровоз в мире сконструирован Р. Тревитиком. Создатель представил свое творение общественности в 1804 г. Устройство было сконструировано таким образом, чтобы его можно было использовать на уже существующей заводской дороге, сделанной из чугуна. Но паровоз Тревитика был слишком тяжелым. Технические возможности чугунных рельсов не позволили использовать устройство с большим весом. Изобретение потерпело неудачу: для его полноценного использования были необходимы рельсы из дорогостоящего железа. Вложить значительную сумму в создание нового вида дороги, в котором вместо чугуна использовали железо, желающих не нашлось, кроме того, конструкция первой модели была далека от совершенства и не внушала доверия.

Но конструктор не остановился на достигнутом, и, хотя следующий вариант паровоза оказался неудачным, в 1808 году Тревитик построил третью, более совершенную модель. Для демонстрации возможностей новой машины был создан небольшой по протяженности участок железной дороги. Скорость движения паровоза достигала 30 км/ч. Но появление первого паровоза не произвело должного впечатления на современников Тревитика, оставшись диковинным аттракционом. Никто из соотечественников инженера, кто там побывал, не поверил в жизнеспособность изобретения и не решился вложить деньги в развитие изобретения. И хотя Тревитик смог сконструировать первую модель паровоза, она не получила своего развития, в связи с чем ее создатель не пользуется славой изобретателя паровоза.

Своим появлением первый паровоз, получивший практическое применение, обязан Джорджу Стефенсону. Английский изобретатель паровоза обладал обширными знаниями, позволившими ему создать новый механизм: он детально изучил строение машин, работающих на энергии выделяемого пара, и неоднократно принимал участие в работах по обустройству железнодорожных путей.

Стефенсона традиционно считают создателем первого паровоза. В 19 веке, до появления механических устройств, вагоны передвигались по уложенным рельсам при помощи конной тяги. Первый паровоз Стефенсона, созданный для передвижения по уже существующим железнодорожным путям, появился в 1814 г. Его использовали для буксировки вагонеток в руднике.

До 1828 года Стефенсон был занят конструированием паровозов. Все созданные модели использовались на небольших по протяженности железных дорогах, принадлежащих промышленным предприятиям. В конструкции первых образцов 19 столетия было много значительных недостатков. Их наличие исключало возможность конструирования полноценно работающего механизма. Конструкция требовала серьезных доработок.

Значительным событием в истории паровозостроения стало открытие первого паровозостроительного предприятия. В 1825 г. общественность познакомилась с «Локомошеном». Инновационный механизм был представлен широкой публике: на всех кто там присутствовал паровоз произвел неизгладимое впечатление. Качественные показатели использования железнодорожных путей дали мощный толчок для процесса дальнейшего создания и развития железнодорожных сообщений и предприятий, специализирующихся на выпуске механизмов на паровой тяге. В 1829 году были проведены паровозные гонки, победителем в которых стал сконструированная Стефенсоном модель «Ракета», ставшая прародительницей всех последующих моделей паровозов. Его грузоподъемность была 13 тонн, максимальная скорость движения – 48 км/ч. Паровоз Стефенсона на гонках вызвал большой интерес у всех, кто там присутствовал. «Ракета» не только одержала победу на гонках, она безоговорочно доказала преимущество силы пара над другими существующими в 19 веке источниками энергии.

Русский изобретатель паровоза был не один. Первыми, кто создал паровоз в нашей стране, были братья Черепановы. Первый паровоз в России выпустили в 1833 г. С этого момента началась официальная история паровоза, имевшего российское происхождение.

Первые паровозы Стефенсона и Черепановых становились все более популярными и уверенно завоевывали новые вершины. В это время стало появляться большое количество мощных паровозов, использование которых стало одним из самых значимых достижений 19 века.

Первый русский паровоз Черепановых успешно прошел испытания в 1834 г. Через несколько лет был сконструирован второй вариант механического устройства, отличающегося от первой модели размерами котла, позволившими увеличить мощность машины. Эксперименты с первыми моделями паровозов Черепановым через короткий промежуток времени пришлось прекратить: заинтересованные лица, занимающиеся транспортировкой грузов при помощи конной тяги для которых появление мощного механизма было невыгодно, инициировали демонтаж испытательного пути.

Первые паровозы братьев Черепановых, имеющие отличные технические характеристики для машин 19 века, положили начало динамичному развитию железных дорог. После того, как испытательный путь демонтировали, начались активные работы по строительству железнодорожного пути от Царского Села до Петербурга, официально открытого в 1837 году. Успешно прошедшие испытания первого российского паровоза качественно изменили отношение общественности к грузоперевозкам.

Становление железнодорожного сообщения в стране проходило под руководством Франца Герснера. Австрийскому инженеру были детально знакомы основные параметры германских и бельгийских железных дорог, которые он считал несовершенным: стандартная ширина колеи, установленная в указанных странах, по его мнению, не позволяла конструировать модели паровозов с максимально эффективными характеристиками. Для российских железных дорог была выбрана более широкая колея, под параметры которой были переделаны составы, выпущенные в Англии и Бельгии.

Изначально первые паровозы Стефенсона и Черепановых получали собственные названия. Значительно позже в России их стали обозначать с помощью букв и цифр. Изобретение первого паровоза - событие, которое полностью перевернуло отношение к перевозке пассажиров и разнообразных грузов. Мощные механизмы могли перевозить большое количество грузов на дальние расстояние, уменьшилось время, необходимое для транспортировки. Пассажирские перевозки стали намного эффективнее и качественнее. Первые паровозы Стефенсона и Черепановых представляют собой важное достижение, которое послужило началом целой эпохи индустриального прогресса. Сегодня оригинальным напоминанием о трудах Стефенсона и Черепановых станет стильный настольный прибор с изображением первого паровоза.

Паровозы!

Паровоз - это одна из удивительнейших машин, созданных человеком. В паровозе соединились столь разные, металл, огонь, воздух и вода, и создали могучее стремительное движение.

Паровозы!

Паровоз - это локомотив (тягач, машина), передвигающийся по рельсовому пути и имеющий паросиловую энергетическую установку.

Изобретение русского слова «паровоз» приписывается Н. И. Гречу, который в середине 19-го века издавал газету «Северная пчела». До этого паровоз в России называли «самокатная паровая машина» (или просто «машина»), «паровая фура», «паровая телега», «пароходка» - у Черепановых и В. А. Жуковского, и даже «пароход».

Паровозы!

Паровозы были первыми передвигающимися по рельсам транспортными средствами, так как понятие локомотив появилось гораздо позже и именно благодаря паровозам.

Паровозы создали возможности для развития железнодорожного транспорта, и именно паровозы выполняли основной объём перевозок в 19-ом и первой половине 20-го века, сыграв колоссальную роль в развитии экономик целого ряда стран.

Первые паровозы!

Первые паровозы появились в Англии.

Самый первый в мире паровоз был создан английским горным инженером Ричардом Тревитиком (Richard Trevithick) в 1804 году. Паровоз Ричарда Тревитика возил железную руду на заводе Пен-и-Даррен в Южном Уэльсе.

Паровоз представлял собой паровой котел, который устанавливался на две оси. Топка располагалась впереди, поэтому повозку с углём, где сидел кочегар, прицепляли впереди паровоза.

По большинству показателей этот первый в истории паровоз имел для своего времени потрясающие возможности. При весе в 5 тонн он перевозил со скоростью 8 км/час 5 вагонов массой в 25 тонн. Порожняком он передвигался со скоростью около 26 км/час.

Паровоз Ричарда Тревитика, конечно же, с нашей точки зрения, был очень тяжелым и несовершенным, но он дал старт для дальнейших разработок паровозов.

В истории паровозостроения важную роль сыграл ещё один выдающийся английский инженер Джордж Стэфенсон, который построил свой первый паровоз в 1814 году. Паровозы Стэфенсона оказались более экономичными по сравнению с паровозом Ричарда Тревитика. Более того, Стэфенсон даже убедил руководство ряда шахт построить железную дорогу, которая прошла между Стоктоном и Дарлингтоном.

Рельсы этой дороги были достаточно крепкими, способными выдержать вес паровоза и вагонов с рудой. Чуть позднее началось строительство железной дороги между Манчестером и Ливерпулем. Нерешенным оставался только единственный вопрос, какие именно паровозы запустить между городами.

Гонка паровозов!

Проекты самоходных машин, которые двигались по рельсам и работали на паре, к тому времени предложили уже с десяток изобретателей. В результате образовалась борьба за патенты и предложения.

С подачи Джорджа Стэфенсона руководители железной дороги придумали наилучший выход из данной ситуации. Они решили организовать гонку паровозов, в которой победитель получал право стать главным основным локомотивом для железных дорог Англии.

Соревнования паровозов прошли в городе Рейнхилл в 1829-м году. Победу в состязаниях паровозов одержал паровоз «Ракета», который спроектировал Стэфенсон.

Только паровоз «Ракета» сумел пройти все испытания, он развил среднюю скорость при грузе в 13 тонн до 20 км/ч.

Все конкуренты паровоза Стэфенсона не смогли пройти всей дистанции соревнований. Главный конкурент паровоза «Ракета» паровоз «Новелти», который ускорялся до 45 км/ч, и считался главным претендентом на победу, выбыл из гонки по причине взрыва котла.

Первые модели «Ракеты», а также модели конкурентов не тянули вагоны, а толкали их вперед.

Схема устройства паровоза Стэфенсона «Ракета».

Первая модель паровоза Стэфенсона «Ракета».

Начало массового паровозостроения!

Успешный старт паровоза «Ракета» привел к паровозному буму в Европе. Железные дороги начали строить в Англии, Франции, Австрии, Германии, России.

Первый паровоз в России!

Железные дороги в России начал строить Император Николай I, который был поклонником железнодорожного транспорта.

В 1837 году была построена 27-километровая железная дорога между Санкт-Петербургом и Царским Селом. Паровозы для первой русской железной были заказаны за границей у Джорджа Стэфенсона.

В России к тому моменту имелся свой опыт в паровозостроении. Так, братья Черепановы в 1830-х годах сконструировали собственную паровую машину передвигающуюся по рельсам.

Строительство железной дороги между Санкт-Петербургом и Москвой, начатое в 1843 году, привело к развитию паровозостроения в России.

В 1845 году на Александровском заводе были построены первые российские товарные паровозы (типа 0-3-0) для железной дороги Санкт-Петербург - Москва.

.

Первый российский товарный паровоз типа 0-3-0.

Уже в середине 1860-х годов в России начинается бурное строительство железных дорог, что, соответственно, приводит и к росту потребностей в паровозах. В 1868 году правительство заключает контракты с рядом российских заводов.

В 1869 году началась постройка паровозов на Коломенском и Камско-Воткинском заводах.

В 1870 году началась постройка паровозов на Невском и Мальцевском заводах.

В 1892-1900 годах началась постройка паровозов на Брянском, Путиловском, Сормовском, Харьковском и Луганском заводах.

В Росси сформировалась и собственная российская школа паровозостроения.

Выдающиеся русские инженеры и конструкторы А.П.Бородин, Е.Е.Нольтейн, В.И.Лопушинский и другие создали ряд новых типов паровозов и ввели на них много усовершенствований.

В 1878 году на Коломенском заводе были построены первые в мире пассажирские паровозы с передней тележкой, что способствовало повышению безопасности движения поездов. За рубежом такие паровозы появились только в 1892 году.

В 1891 году впервые в истории паровозостроения был построен паровоз с конденсацией пара.

В конце 19-го века русскими инженерами были заложены основы учения о тяге поездов, которое было превращено русскими и советскими учеными в науку, позволяющую точно рассчитывать массу поезда, скорость и время его движения, определять тормозные пути в зависимости от профиля пути и обеспеченности поезда тормозными средствами и решать многие задачи, связанные с использованием мощностных и тяговых характеристик локомотивов.

В конце 19-го века русские инженеры первые в мире использовали пароперегреватели. В этот же период первыми применили на паровозах двукратное расширение пара. Был обоснован и использован принцип унификации и взаимозаменяемости деталей и узлов в паровозах. Была организована постройка сочлененных паровозов - задолго до появления их в Америке.

В результате, к началу 20-го столетия, Россия полностью освободилась от иностранной зависимости в области паровозостроения. К этому же времени были созданы многие замечательные конструктивные формы русских паровозов, дальнейшее развитие которых привело к самым передовым образцам паровозостроения.

Паровоз типа 0-4-0.

С 1898 по 1917 году заводы России построили 16064 паровоза. Паровозный парк дореволюционной России отличался нецелесообразно большой разнотипностью. Поэтому в 1912 году циркуляром Управления железных дорог Министерства путей сообщения впервые была введена буквенная система обозначений серий паровозов как для казённых, так и для частных железных дорог. Так, согласно ей, все старые товарные паровозы с 3-мя движущими осями (типы 1-3-0, 0-3-0, 0-3-1) получили обозначение серии Т (трёхосные), типа 0-4-0 выпущенные до паровозов «нормального типа» - Ч (четырёхосные), паровозы «нормального типа» - О (основные) и т.д.

Паровозы в СССР.

Советский период паровозостроения берёт свое начало с декабря 1920 года, когда был принят пятилетний план восстановления паровозного хозяйства.

В 1925 года был спроектирован и построен новый пассажирский паровоз СУ, который являлся одним из лучших пассажирских паровозов.

Паровоз серии СУ.

Начиная с 1926 г. на протяжении длительного периода на паровозостроительных заводах строились усовершенствованные и усиленные грузовые паровозы ЭУ, ЭМ и ЭР.

В 1931 году был создан самый мощный в Европе грузовой паровоз типа 1-5-1 серии ФД, а в 1932 г. на Ворошиловградском паровозостроительном заводе началась серийная постройка этих паровозов.

Паровоз серии ФД.

В начале 1932 года был разработан проект и построен мощный пассажирский паровоз типа 1-4-2 серии ФДП.

В 1934 года был построен паровоз типа 1-5-0 серии СО. Паровозы этой серии имели широкое распространение, их строили на различных заводах вплоть до 1950 года.

В послевоенный период паровозостроения в СССР были выпущены два серийных типа грузовых паровозов с пятью сцепными осями в жесткой раме с нагрузкой на ось 18 т: паровозы 1-5-0 серии Л и 1-5-1 серии ЛВ с расчетной силой тяги соответственно 221,5 и 231,5 кН.

В 1950 году был выпущен первый опытный мощный пассажирский паровоз типа 2-4-2 (П36), обладающий высокими эксплуатационными качествами. Несколько таких паровозов было построено в 1953 году, а в 1955 году было начато их серийное производство.

Паровоз серии П36.

В СССР до 1957 года было разработано, построено и эксплуатировалось на железных дорогах страны до 400 типов паровозов.

Уникальные советские паровозы.

Паровоз «ИС» - стал гордостью советского паровозостроения. На момент создания это был самый мощный пассажирский паровоз в Европе, и именно ему достался Гран-при на Всемирной парижской выставке 1937-го года.

Паровоз «ИС».

Паровоз П38 - самый тяжёлый паровоз в истории советского паровозостроения. Всего в СССР в 1954-1955 годах было выпущено 4 грузовых паровоза П38. Длина локомотива 22,5 м и тендера 15,7 м, рабочая масса паровоза 214 т + тендер 168 т с водой и углем, конструкционная скорость 85 км/ч, мощность 3 800 л.с.

Паровоз П38.

В 1956 году, в СССР было принято решение о прекращении постройки паровозов по причине низкой экономичности. На замену паровозам пришли тепловозы и электровозы.

Паровоз стал уникальным техническим средством, ускорившим перемещение людей, товаров, идей, развитие инженерной мысли и экономик многих стран мира.

С момента своего появления, паровозы постоянно улучшались и развивались, что привело к большому разнообразию конструкций паровозов.

Тем не менее, начиная с середины 20-го века, паровоз уступил своё место более совершенным локомотивам - тепловозам и электровозам, которые существенно превосходят паровоз по экономичности (КПД - коэффициент полезного действия). Впрочем, в ряде стран паровозы продолжают работать и водить за собой вагоны и поезда.

Мысль о применении пара для нужд транспорта возникла еще в XVII в. Вначале пытались приспособить паровые двигатели к обыкновенным повозкам или телегам. Паровые повозки были рассчитаны на движение по прямой дороге без рельсов.В 1763 г. французский инженер Коньо построил первую паровую повозку. Эта машина работала всего 12-15 минут. В 1769 г. (или в 1770) Коньо построил более совершенную повозку, но, когда ее пустили по улицам Парижа, оказалось, что ею невозможно управлять.

В 1787 г. американец Эванс изобрел еще одну паровую повозку, однако столь несовершенную, что она не могла применяться на практике.

В конце 80-х годов XVIII в. Уильям Мёрдок, ученик и помощник Джемса Уатта, создал паровую повозку с двигателем конструкции своего учителя. Он построил ряд интересных моделей паровых повозок, но сделать практически пригодную транспортную машину ему также не удалось.

Уильям Мёрдок. Портрет работы Джона Грэма Гилберта

Вообще до конца XVIII в. попытки использовать силу пара для целей передвижения не увенчались успехом. И дело было не только в том, что в то время технически было нельзя решить эту проблему. Внедрению пара на транспорт очень мешало косное, предвзятое отношение большей части едва вышедшего из недр феодализма общества к самой идее искусственно увеличить скорость передвижения человека. С точки зрения церковной морали это казалось «греховным». Изобретатели пытались внести некоторые «улучшения» и «исправления» в «божественный промысел», который определил человеку ходить на двух ногах или в крайнем случае прибегать к услугам лошадей. Всякий другой способ передвижения рассматривался церковниками как «нечестивая попытка улучшить творение творца». Люди, занимавшиеся таким предосудительным делом, объявлялись пособниками дьявола. Если учесть, что церковь пользовалась огромным влиянием в Англии и до известной степени формировала общественное мнение, то станет ясно, что техникам и механикам, посягавшим вместе с «врагом рода человеческого» на «божественное установление», приходилось очень тяжело в «благочестивом» английском обществе конца XVIII в.

Уильям Мёрдок претерпел немало гонений от своих сограждан. Он построил небольшую трехколесную тележку и однажды ночью испытывал ее на одной из малопроезжих дорог близ города.

Когда вода в котле паровой машины закипела, тележка неожиданно для изобретателя одна понеслась по дороге, причем развила такую скорость, что изобретатель был не в состоянии ее догнать. В это время по улице проходил местный священник. Увидев несущийся навстречу ему светящийся и свистящий предмет, священник вообразил, что видит перед собой самого дьявола. Он поднял крик, на который сбежался народ. Подошедший изобретатель пытался разъяснить тайну своего «черта», но никто его не слушал. Тележку немедленно разломали, а создатель ее едва спасся бегством от разъяренной толпы. С этих пор за Мёрдоком прочно укрепилась репутация человека, знающегося с нечистой силой. Всякий богобоязненный невежда считал своим долгом из всех сил вредить Мердоку. Не раз сограждане ломали его модели машин, мешали проводить опыты, восстанавливали против него друзей, отпугивали от изобретателя почти всех знакомых. Подобная же судьба постигла и других изобретателей.

Однако развивающееся капиталистическое производство настойчиво требовало реконструкции транспортных средств. В начале XIX в. во многих странах велись работы над усовершенствованием так называемой паровой телеги, иначе говоря, над созданием парового автомобиля.

Интересные опыты провел чешский механик Иосиф Божек (1782-1832). В 1815 г. Он построил паровую тележку, которая была с успехом испытана. Но попытки повторить в 1817 г. опыты с более мощной машиной не дали удовлетворительных результатов. Следует отметить, что вообще проблема создания парового автомобиля так и не была решена. Автомобиль был создан только на базе двигателя внутреннего сгорания.

Многие изобретатели в эту эпоху пытались построить локомотив, двигающийся по рельсам. Особенно большое значение для создания железнодорожного транспорта имели работы шотландского инженера и механика Ричарда Тревитика (1771 — 1833), который первым пришел к идее применения паровых локомотивов на специально устроенных рельсовых путях.

Портрет Ричарда Тревитика

В 1803 г. Тревитик сконструировал паровоз для рельсового пути, а в феврале 1804 г. провел первое его испытание.

Это важное событие в истории транспортной техники описывалось в одной английской газете: «Позавчера состоялось долго ожидавшееся испытание новоизобретенной паровой машины мистера Тревитика... Испытание превзошло, к всеобщему изумлению, все, что ожидали от него наиболее ярые сторонники. В данном случае... машина была употреблена для перевозки до 10 тонн полосового железа на расстояние свыше 9 миль; необходимо при этом отметить, что тяжесть груза быстро возросла с 10 до 15 тонн благодаря не менее 70 человекам, взобравшимся на повозки. Подталкиваемые непобедимым любопытством, они жаждали прокатиться, пользуясь первым успехом талантов изобретателя... Машина совершила свое путешествие без пополнения котла водой и свободно передвигалась со скоростью 5 миль в час...»

Паровоз Тревитика

Впоследствии Тревитику удалось добиться еще большей скорости, причем паровоз тащил целый поезд из пяти вагонеток, общим весом около 25 т. Паровоз Тревитика был первым рельсовым паровозом в мире. Он имел один горизонтально расположенный паровой цилиндр. Движение поршня передавалось ведущим колесом паровоза при помощи шатуна, кривошипа и системы зубчатых колес. Чтобы облегчить прохождение шатуна через мертвые точки, Тревитик применил маховое колесо. Весил паровоз 6 т. Его котел имел цилиндрическую форму и обратную жаровую трубу, причем топка была устроена в передней части паровоза.

Большим затруднением при опытах с первым паровозом явилось то, что путь, состоявший из хрупких чугунных рельсов, был не приспособлен для передвижения столь тяжелого локомотива. Поэтому происходили частые задержки из-за ломки рельсов. В конце концов этот паровоз был снят с рельсов и использован как стационарная машина.

Через три года упорной работы над усовершенствованием паровоза и рельсового пути Тревитик построил первую в мире опытную кольцевую дорогу в Лондоне. Строя ее, изобретатель ставил своей целью популяризировать свое изобретение, для того чтобы добиться финансовой поддержки.

Паровоз Тревитика и кольцевая дорога-аттракцион для его демонстрации

Современные Тревитику газеты так описывали эту железную дорогу: «Наиболее удивительная машина, которая когда-либо была изобретена, представляет собой паровую машину на четырех колесах, устроенную таким образом, что она свободно и без всякой посторонней помощи будет мчаться галопом по кругу со скоростью 15-20 миль в час. Она весит 8 тонн и на ближайших скачках в Ныо-Маркете будет состязаться с тремя лошадьми в беге в течение 24 часов, дав старт одновременно с ними...»

Несколько позже Тревитик открыл для всеобщего пользования небольшую кольцевую железную дорогу вблизи одного из лондонских скверов. Всякий мог осмотреть и паровоз и прицепленные к нему вагончики. Кольцевая дорога работала несколько недель, затем лопнули рельсы, и паровоз опрокинулся. Тревитик, затративший на постройку дороги все свои средства, был не в состоянии починить путь и поставить паровоз на рельсы. В конце концов Тревитик был вынужден прекратить работу по созданию новых локомотивов.

Однако над созданием новых паровозов продолжали работать другие изобретатели. За период с 1803 по 1814 г. появилось много весьма разнообразных моделей рельсовых паровозов. В области паровозостроения в этот период в Англии работали изобретатели Бленкинсон, Меррей, братья Чемпей, Брентон, Хедли и др.

В 1814 г. сконструировал и испытал свой первый паровоз Джордж Стефенсон (1781-1848), который в основном и решил проблему создания парового железнодорожного транспорта.

Стефенсон вышел из рабочей среды. Его отец и дед работали наугольных шахтах близ Ныокастла — центра английской угольной промышленности. Молодые годы Стефенсон провел, работая в угольных копях. Самоучкой, с большим упорством он изучал механику, физику и многие другие науки. Параллельно с учением он работал над изобретением различных машин и механизмов.

Свой первый паровоз Стефенсон назвал «Блюхер», в честь победителя Наполеона при Ватерлоо. «Блюхер» повторял в своей конструкции многие черты паровозов предыдущих изобретателей.

Паровоз «Блюхер», 1814 год

Первый паровоз Стефенсона был очень тяжел, медленно двигался, работал малопроизводительно, но непрерывно (в других паровозах происходили постоянные остановки работы). В дальнейшем Стефенсон продолжал работу над совершенствованием конструкции своего паровоза.

Паровоз Стефенсона, построенный для Геттонских копей в 1822 году и работавший до 1903 года.

До 1825 г. он построил около 16 различных паровозов, упорно добиваясь наиболее приемлемой конструкции. Много внимания Стефенсон уделял совершенствованию рельсового пути.

До 1825 г. паровозы использовались главным образом на маленьких частных дорогах, обычно обслуживающих нужды рудников или фабричных предприятий. Появление более совершенных конструкций паровозов стимулировало строительство новых железнодорожных линий. В 1818 г. была построена железнодорожная линия протяженностью 61 км между городами Стоктоном и Дарлингтом, предназначенная для перевозки угля. В 1825 г. Стоктон-Дарлингтонская линия была открыта для публики. На современников это произвело колоссальное впечатление.

«Сцена, имевшая место утром 27 сентября 1825 г., не поддается никакому описанию, — писал впоследствии один из директоров этой дороги. — Многие, принимавшие участие в этом историческом событии, всю ночь не смыкали глаз и были на ногах. Всеобщая бодрость и веселость, счастливые лица многих, изумление и испуг на лицах других разнообразили картину.

В назначенный час процессия тронулась. Во главе поезда следовал паровоз, управляемый строителем его — Стефенсоном; за паровозом следовали 6 вагонов с углем и мукой; вслед за ними — вагон с директорами и владельцами дороги; затем 20 угольных вагонов, приспособленных для пассажиров и наполненных ими, и, наконец, 6 вагонов, нагруженных углем... По обеим сторонам пути стояла большая толпа народа; многие бежали за поездом; другие верхом на лошадях следовали за ним по сторонам пути. Последний имел небольшой уклон к Дарлингтону, и в этом месте Стефенсон решил испытать скорость поезда... Он увеличил скорость хода до 15 миль в час. Когда поезд прибыл в Дарлингтон, оказалось, что в вагонах было 450 пассажиров и что вес поезда был 90 тонн».

Новая железная дорога быстро показала преимущества нового вида транспорта перед старыми способами передвижения. Популярность железнодорожного транспорта в Англии росла. Многочисленные изобретатели работали над созданием и совершенствованием новых видов локомотивов. В 1829 г. был объявлен конкурс на создание лучшего паровоза. Стефенсон представил на конкурс свой новый паровоз — знаменитую «Ракету». «Ракета» имела машину мощностью в 13 л. с. На конкурсе производились испытания всех типов локомотивов. «Бой паровозов», как называли этот конкурс, закончился победой «Ракеты», которая свободно тянула поезд весом в 17 т со скоростью до 21 км в час. Скорость паровоза с одним пассажирским вагоном и 36 пассажирами составила 38 км в час.

Схема паровоза Д. Стефенсона «Ракета»

«Ракета» была наиболее совершенным локомотивом того времени. Изобретатель приспособил к паровозу только что появившийся тогда трубчатый котел, который дал возможность значительно увеличить скорость локомотива. «Ракета» была построена с учетом всех достижений паровозостроения своего времени. Она явилась как бы итогом начального периода развития паровоза.

В 1830 г. в Англии для пассажирского движения была открыта железная дорога между Ливерпулем и Манчестером протяженностью в 45 км. В этом же году в США была построена первая железнодорожная линия Чарльстон — Огеста длиною в 64; км. В 1832 г. была построена первая железная дорога во Франции, в 1835 г.- в Бельгии и Германии, а в 1837 г.- в России и Австрии.

Первый паровоз в России был построен на Нижне-Тагильском заводе на Урале в августе 1834 г. замечательными русскими механиками, крепостными Ефимом Алексеевичем Черепановым (1774-1842) и его сыном Мироном Ефимовичем Черепановым (1803-1849).

Е. Ф. Черепанов

М. Е. Черепанов

Паровоз Черепановых возил состав весом в 3,3 т со скоростью от 13 до 16 км в час. Для увеличения парообразования Черепановы установили на паровозе дымогарный котел с большим количеством трубок, чем в паровозе Стефенсона, а также применили специальный механизм обратного хода. Вслед за первым паровозом Черепановы в 1835 г. построили второй, более мощный паровоз. «Горный журнал» в июле 1835 г. писал, что второй паровоз Черепановых «может возить за собой до 1000 пудов груза».

Модель первого паровоза Е. А. и М. Е. Черепановых

Однако замечательные машины Черепановых не были использованы для развития железнодорожного транспорта в нашей стране. Судьба их была подобна судьбе паровой машины Ползунова.

К сожалению, первая паровая машина России оказалась ненадежной. Она часто ломалась. В сумме, она проработала чуть более 42 суток.

Макет паровой машины Ползунова

В 1834 г., т. е. как раз в то время, когда Черепановы строили свои паровозы, в Россию приехал австрийский профессор Герстнер. Герстнер сумел добиться от царя привилегии на строительство железной дороги между Петербургом и Царским Селом протяженностью в 27 км. Эта железная дорога была открыта в 1837 г. Несмотря на отечественный опыт паровозостроения, царское правительство предпочитало выписывать паровозы из Англии, отказавшись от использования локомотивов, созданных Черепановыми.

В 1851 г. в России была сооружена двухколейная Петербургско-Московская железная дорога.

К середине XIX в. темпы сооружения железных дорог общего пользования с паровой тягой все более и более возрастают. С 1840 по 1870 г., т. е. за 30 лет, протяженность железных дорог во всем мире увеличилась в 14 раз.

Явившись результатом промышленной революции, железные дороги стимулировали рост важнейших отраслей производства. Возникла новая отрасль машиностроения — транспортное машиностроение. Под воздействием все увеличивающегося спроса железных дорог стали быстро развиваться металлургическая и угольная промышленность.

Первый русский серийный паровоз

Паровоз Черепановых

Еще до постройки паровоза, Ефим Черепанов и его сын Мирон, занимались строительством паровых машин.

Свою первую паровую машину мощностью в 4 лошадиных силы, они построили в 1824 году. Ефима Черепанова, как опытного механика неоднократно отправляли в различные страны Европы. Главным образом в Англю, которая была лидером по постройке паровых машин. Считается, что идея постройки своего первого паровоза, Черепановым пришла именно в Англии, после того, как они увидели паровоз Стефенсона .

паровоз Стефенсона

Первый паровоз Черепановых был построен в 1834 году. Это был первый паровоз в истории Российской техники . При его постройке они столкнулись с несколькими техническими проблемами. Во-первых, их паровой котел не давал достаточного количества пара. Для решения этой проблемы, они увеличили количество трубок в котле до 80.
Еще одной проблемой, было решение задачи заднего хода паровоза. Для этого Черепановы применяют механизм, состоящий из эксцентрического колеса, позволяющий подавать пар в паровой цилиндр так, что бы колеса паровоза начинали вращаться в обратную сторону.

Вес паровоза Черепановых составлял 2,4 тонны. С грузом в 3,5 тонны, паровоз развивал скорость в 15 км/ч. Для перевозки запасов угля и воды, применялась специальная тележка - тендер.
У паровоза было две пары колес одинакового размера. Ведущими была только одна пара.
Для первого паровоза Черепановых, была построена дорога с чугунными рельсами от завода до медного рудника. Длина дороги составляла 835 метров.

За строительство паровоза, Мирон Черепанов был награжден вольной грамотой (его отец, Ефим Черепанов, получил вольную еще раньше, за строительство паровых машин)

Второй паровоз Черепановых
Вслед за первым паровозом, в марте 1835 года, Черепановы строят второй паровоз. В отличие от первого паровоза, второй паровоз Черепановых имел большие размеры и ряд конструктивных изменений. Колеса бегунковой пары, на которых не было привода от паровой машины, уменьшили в размерах. Перевозить паровоз мог уже 16 тонн, со скоростью 15 км/час.
В 1837 году, Черепановы строят модель паровоза для промышленной выставки в Петербурге.

Несмотря на то, что паровоз Черепановых появился в России ещё в 1833 году, для первой русской железной дороги были закуплены иностранные паровоз ы из Англии и Бельгии. Даже уголь для них первоначально доставляли из Англии. Заморским углём в те времена снабжались морские суда, так как русский уголь, по данным тогдашних британских учёных, был якобы вреден и для котлов, и для кочегаров, настолько же, насколько сейчас отечественный бензин вреден по сравнению с топливом Евро-5.

Царскосельская железная дорога - первая в России железная дорога, до 1851 единственная в стране и 6-я в мире, построена в 1836 - 1838 гг. между Петербургом и Павловском. День открытия движения на участке Петербург - Царское Село (ныне г. Пушкин), 30 октября 1837, считается началом регулярных железнодорожных сообщений в России. Царскосельская железная дорога строилась с мая 1836 на средства акционерной компании Царскосельской железной дороги, учредителями которой были Ф.А. Герстнер, А.А. Бобринский, др. представители русского, а также немецкого и американского капитала.

Франц Антон фон Герстнер Алексей Александрович Бобринский

Среди пайщиков (186 человек) были крупные промышленники и купцы, придворные, высшие сановники. Длина дороги составила 25 вёрст (26,3 км). Одноколейный путь с шириной колеи 6 футов (1829 мм). В начале поезда по ней ходили на конной тяге и только по воскресеньям и праздникам на паровой. Полностью на паровую тягу перешли в 1838 г. после открытия линии Петербург - Павловск. В том же 1838 в Петербургском технологическом институте создан для Царскосельской железной дороги паровоз «Проворный».

“ Проворный “ в музейном павильоне

На Царскосельской железной дороге построены вокзалы: Павловский, на котором был устроен специальный концертный зал (с 1838г.), Витебский в Петербурге (1902-1904гг.), Царскосельский (1911-1912г.).

Павловский вокзал - концертный зал

Царскосельская железная дорога

Однако эти паровоз ы оказались технически крайне несовершенны. Их тормоза были ручными, а тормозные колодки делались из осины. Буферные брусья тоже изготавливались из дерева. При отправлении поезда помощник машиниста шел рядом с паровоз ом и открывал цилиндропродувательные краны, а когда накопившаяся в цилиндрах вода выходила, на ходу забирался на паровоз . Поэтому, как только началось строительство Николаевской железной дороги из Петербурга в Москву , было решено оснастить её исключительно отечественными паровоз ами. Заказ на их изготовление получил Александровский чугунолитейный завод. Он был основан в 1824 году и находился возле Санкт-Петербурга на берегу Невы.

Александровский завод

В 1843 году завод был передан из Департамента горных и соляных дел в Главное управление путей сообщения и публичных зданий и переименован в Александровский механический завод. Завод имел опыт выпуска паровых машин. Ещё в 1827 году на этом заводе был построена «Невка», один из первых пароходов, предназначенных для морского плавания, а в 1834 году на верфи Александровского завода по проекту генерал-адъютанта К. А. Шильдера была построена первая русская металлическая подводная лодка водоизмещением 16,4 т.

“ Невка “

паровоз 1-3-0

Первый русский серийный паровоз до наших не сохранился. Зато сохранилась современная ему модель.

23 марта 1844 года механическое заведение, ранее принадлежавшее Горному ведомству, передали Главному управлению путями сообщения и назвали «Александровским заводом Петербурго-Московской железной дороги».

Строительством подвижного состава занялись инженеры - воспитанники Петербургского института Корпуса инженеров путей сообщения. Первый паровоз строили не только днем, но и ночами, при свете дымных факелов и чадящих масляных ламп. В марте 1845 года под восторженные крики огромной толпы петербуржцев, собравшихся на пустыре перед заводом, из цехов паровоз ных мастерских вышел паровоз № 1, названный позднее серией «Д». Букву Д, вероятно, дали по заглавной букве фамилии конструктора - инженера Докучаева. Первые русские магистральные паровоз ы не походил на английские. Они был мощнее и удобнее в управлении. Это были локомотивы типа 1-3-0, нигде в мире до этого не применявшийся. Задняя ведущая ось размещалась за топочной частью котла. Правда, некоторые паровоз ы не имели переднего бегункового колеса, и относились к числу локомотивов формулы 0-3-0.

Паровоз формулы 0-3-0

В снаряженном состоянии паровоз имел массу около 30 т; диаметр движущих колес равнялся 1371 мм, диаметр цилиндров - 457 мм, ход поршня - 508 мм. Парораспределение осуществлялось так называемыми экспансионными (расширительными) золотниками, так как кулисный парораспределительный механизм в то время еще не применялся; экспансионные золотники позволяли изменять направление движения и устанавливать определенную отсечку пара. Продувательные цилиндровые краны открывались только снаружи, и поэтому при отправлении поезда помощник машиниста, открыв краны, шел рядом с паровоз ом до прекращения выдувания воды, после этого он закрывал краны и на ходу вскакивал на паровоз . Колеса выполнялись чугунными без бандажей и противовесов, что делало ход локомотива очень неспокойным. Шатуны имели круглое сечение. Не было будок для машиниста и помощника, площадок и перил вокруг котла, песочниц, клапанов у поддувала. Топка и связи изготовлялись из красной меди, дымогарные трубы - из латуни. Питание котла водой осуществлялось насосом, поскольку инжекторов ещё не уществовало.
В качестве топлива применялись только дрова. Отечественного угля всё ещё опасались, а британский решили не завозить как по экономическим, так и по политическим соображениям - надвигалась Крымская война.
Товарные паровоз ы, как и весь подвижной состав, строившийся для Петербурго-Московской железной дороги, имели центральную буфер-сцепку.
Первые паровоз ы Александровского завода ещё не имели кабины для машиниста, но очень скоро над машинистом появился сначала козырёк, а потом и импровизированные самодельные кабины.

Желая усовершенствовать свой паровоз ный парк, Николаевская железная дорога с 1863 г. приступила к капитальной переделке товарных паровоз ов типов 0-3-0 и 1-3-0. В течение 1863 - 1867 гг. на Александровском заводе были переделаны 93 паровоз а, из которых 42 получили обозначение серии Га, 31 - Гс и 20 - Гв. Оставшимся 28 непеределанным паровоз ам была отведена роль снегоочистителей и маневровых локомотивов. Последних лишили тендера и порядкового номера. Вместо этого они обозначались буквами. Первый из них получил литеру А, а последний, десятый - литеру К.

Товарный паровоз серии Г был переделкой первого русского товарного паровоза. Использовался на Николаевской железной дороге с 1863 года.

На паровоз ах серии Гв были поставлены горизонтальные цилиндры, шатуны прямоугольного сечения и кулисный парораспределительный механизм Аллана. На паровоз ах серии Г6 цилиндры остались наклонными, шатуны круглого сечения, был установлен кулисный механизм Стефенсона. Несколько позднее на паровоз ах серий Г были поставлены инжекторы взамен питательных насосов.
Через год из цехов паровоз ных мастерских Александровского завода вышел первый пассажирский паровоз серии «В». По котлу, паровой машине, тендеру, длине и весу он не отличался от товарного паровоз а, но имел не три, а две колесных пары и переднюю двухосную тележку. Тележка поддерживала переднюю часть паровоз а.
Первый пассажирский паровоз получил № 122 - до этого счет велся товарным паровоз ам.
Паровоз серии «В» имел огромные колеса диаметром 1705 миллиметров, почти равным нынешнему. Только бегунки были маленькими. Колеса большого размера позволяли паровоз у развивать возможно большую скорость. При малом диаметре колес скорость паровоз а меньше, но сила тяги больше.
Ручные тормоза приводили в действие с помощью тормозного колеса и тяг. Когда машинист крутил тормозное колесо, винтовая передача тянула тормозную колодку и прижимала к колесу вагона. Поезд от такого торможения останавливался не сразу, а проехав расстояние более километра. Современные воздушные тормоза останавливают поезд на протяжении восьмисот метров, а электропневматические - на меньшем расстоянии.

Испаряющая поверхность нагрева котла составляла 101 м 2 , давление пара 8 кгс/см 2 . Большинство деталей были одинаковыми с деталями товарных паровоз ов типа 0-3-0 серии Д. У основания трубы располагался искроулавливатель, колеса были чугунными и не имели противовесов, тендеры с деревянной рамой; как и у товарных паровоз ов, у паровоз ов типа 2-2-0 сцепка-буфер была центральной.

Первый русский магистральный пассажирский паровоз серии В имел огромные колеса диаметром 1705 миллиметров. Диаметр цилиндра паровой машины составлял 406,4 мм ход поршня был равен 508 мм.

Первоначально пассажирские паровоз ы типа 2-2-0 имели только номерное обозначение (номера 122 - 164), но затем, когда в 1863 - 1867 гг. их начали, как и товарные, капитально переделывать, не подвергшиеся переделке паровоз ы получили обозначение серии В. При их реконструкции капитально отремонтировали котлы и рамы, поставили крытые будки для паровоз ной бригады, на некоторых паровоз ах парораспределительный механизм с экспансионными золотниками заменили на кулисный. Переделанныепаровоз ы типа 2-2-0 получили обозначение серии Б с нижними индексами А, Б и В, характеризовавшими те или иные конструктивные изменения. Всего было переделано 33 паровоз а серии В: 12 - в серию БА, 6 - в серию Бб и 15 - в серию Бв. Остальные 10 локомотивов в начале 70-х годов разобрали и обратили в лом. Модернизированные паровоз ы имели 156 дымогарных труб длиной 3317 мм, наружным диаметром 57 мм. На паровоз ах серии Ба устанавливались котлы диаметром 1191 мм, на паровоз ах серий Бг и Б. - диаметром 1189 мм.

В 1858 - 1859 гг. для обслуживания поездов «особой важности» (царских) на Александровском заводе было построено два паровоз а типа 2-2-0, которые для уменьшения нагрузки от колесных пар на рельсы были затем переделаны в паровоз ы типа 3-2-0. Эти паровоз ы, обозначенные серией А имели массу в рабочем состоянии 48,5т. (сцепная масса 26 т), диаметр движущих колес 1980 мм, расстояние между крайними колесными парами 7128 мм. В котле диаметром 1319 мм размещалось 157 дымогарных труб длиной 4280 мм и наружным диаметром 57 мм; испаряющая поверхность нагрева составляла 138,8 м2, площадь колосниковой решетки 1,85 м2, давление пара было 8 кгс/см2; диаметр цилиндров равнялся 558,5 мм, ход поршня - 558 мм. На паровоз е было применено внутреннее парораспределение с кулисой Аллана. паровоз ы серии А были более мощные, чем паровоз ы серии Б.

После постройки паровоз ов серии А поезда «особой важности» перевозились исключительно этими паровоз ами: один из них вел поезд от Петербурга до Бологое, а второй - от Бологое до конечной станции.

Николаевский (Московский) вокзал в Санкт-Петербурге

Николаевский (Ленинградский) вокзал Москвы

П-36

В 1804 году локомотив, приводимый в движение энергией пара, выкатился со сталелитейного завода в Уэльсе, таща за собой железную поклажу. Это событие открыло эру железнодорожных перевозок. А спустя двадцать пять лет британский инженер Джордж Стефенсон построил "Ракету" - паровоз, который благодаря своему конструктивному совершенству произвел революцию на железнодорожном транспорте.

Когда компания "Ливерпуль энд Манчестер рейл-роуд" провела конкурс на звание "Лучший в мире локомотив", победу в нем одержала "Ракета", а ее создатель получил в качестве приза 500 фунтов стерлингов. Железнодорожная линия Манчестер-Ливерпуль стала пользоваться успехом и положила начало периоду строительства железных дорог по всей Европе и в Соединенных Штатах.

Схема устройства "Ракеты"

Паровоз "Ракета" (схема устройства и рисунок этого паровоза даны выше) состоял из трех основных частей: локомотива, топки и тендера. Локомотив представлял собой паровой котел и цилиндры двигателя, в топке сгорал уголь, а в тендере размещался запас топлива, то есть уголь, и охлаждающая вода. Пар из парового котла приводил в действие два больших цилиндра. Причем каждый цилиндр был соединен с обоими передними колесами (рисунок снизу). Конструкция паровоза, содержащая топку и паровой котел, сделала "Ракету" первым по-настоящему полезным локомотивом и привела к бурному началу строительства железных дорог!

Ведущее колесо с паровым приводом

Пар, поступая в цилиндр сверху, заставляет поршень двигаться вниз. Это движение через поршневую и главную тягу передается на кривошип, который заставляет поворачиваться колесо. Затем пар входит в цилиндр снизу и толкает поршень вверх, через две же две тяги поворачивая колесо дальше.

Другие конструкции первых паровозов

Английский инженер Ричард Тревизик построил первый паровоз. В 1804 году его детище протащило 10 тонн на расстояние 10 миль.

В 1825 году в Англии была построена "Локо-машина". Это был первый паровоз, который начал ходить по государственной железной дороге. Он был ненадежным и имел мало преимуществ по сравнению с конкой - поездом, который тянула настоящая лошадь.