На протяжении веков человек пытался использовать механическую силу тепла и воды. Еще в 200 году до нашей эры в своей « Пневматике» Герой Александрии описал устройство под названием «Aeolipile», которое считается первым зарегистрированным паровым двигателем . Шар, содержащий воду, был установлен над котлом, и, когда он нагревался, две выступающие изогнутые трубки выпускали струи пара, заставляя шар вращаться. Многие такие устройства были задуманы в последующие века, когда ученые изучали принципы гидравлики , пневматики и свойства газов, но эти устройства не выполняли реальной работы. Не было до 18- го Век в Британии, когда паровой двигатель начал менять не только лицо промышленности, но и отношение человечества к работе и обществу.
В 1712 году Томас Ньюкомен и его помощник Джон Кэлли представили первый коммерчески жизнеспособный паровой двигатель. Атмосферный двигатель Newcomen использовал пар для питания насоса. Хотя это было не очень эффективно, сотни этих двигателей использовались для откачки воды из британских угольных шахт и затопленных районов.
В конце 18- го века Джеймс Уотт, человек, которого в конечном итоге назовут отцом парового двигателя, значительно повысил эффективность стационарного двигателя, запатентовав двигатель двойного действия, который использовал пар высокого давления с обеих сторон. поршень, чтобы удвоить выход. Его патенты также включали такие вспомогательные устройства, как манометры , дроссельные клапаны и регуляторы пара . В партнерстве с производителем Мэтью Боултоном усовершенствования и изобретения Уатта привели к промышленной революции. Более детально вам расскажет видео экскурсия онлайн.
После усовершенствований Уотта многие изобретатели попытались адаптировать паровой двигатель к видам транспорта как на суше, так и на воде. Достижение движущей силы пара впервые в истории позволило бы человеку путешествовать на суше со скоростью, превышающей скорость одомашненной лошади.
В 1802 году Ричард Тревитик запатентовал «двигатель высокого давления» и создал первый паровой локомотив на рельсах. Тревитик написал 21 февраля 1804 года после суда над своим трамвайным двигателем высокого давления, что он «перевозил десять тонн железа, пять вагонов и 70 человек … свыше 9 миль … за 4 часа и 5 часов». Минц «. Несмотря на тяжеловесное путешествие, это был первый шаг к изобретению, которое полностью изменило бы отношение человека ко времени и пространству.
Джордж Стефенсон и его сын Роберт построили первый практичный паровоз. Стивенсон построил свой «движущийся двигатель» в 1814 году, который использовался для перевозки угля на шахте в Киллингворте. В 1829 году Стивенсоны построили знаменитый локомотив Rocket, в котором использовался многотрубный котел , и эта практика продолжалась в последующих поколениях паровых двигателей. « Ракета» победила в конкурсе «Rainhill Trials», чтобы решить вопрос о том, лучше ли было передвигать вагоны по рельсам с помощью стационарных паровых двигателей, используя систему шкивов или паровозные локомотивы. Ракета получила приз £ 500 с его средней скоростью 13 миль в час (без потянув нагрузки, в Ракетнодостиг скорости до 29 миль в час), победив Брейтуэйта и Эриксона « Новизна» и Тимоти Хэкворта « Sans Pareil» . Стивенсоны включили в свои двигатели элементы, которые использовались в последующих поколениях паровых двигателей. Также рекомендуем более детально прочитать про музей паровозов на сайте rzd-museum.ru.
Хотя первым локомотивом, который работал на американской железной дороге, был Лев Стоурбридж , построенный в 1828 году и импортированный из Англии Горацио Алленом из Нью-Йорка, британские локомотивы не стали доминировать на американских железных дорогах, потому что они были слишком тяжелыми для относительно легких и часто неровные американские треки. Фактически, Лев вскоре был превращен в паровой двигатель .
Американские изобретатели и инженеры шли параллельно с британцами, и уже в 1812 году Джон Стивенс обратился в Конгресс с просьбой поддержать национальную железную дорогу. Он также построил первый американский паровоз в 1825 году. Многотрубный котельный двигатель работал на круговой демонстрационной трассе на его собственности в Хобокене, штат Нью-Джерси. Хотя ему не удалось получить финансовую поддержку для национальной железной дороги или своего локомотива, Стивенс позже основал одну из первых американских железных дорог — Камден и Амбой-железная дорога.
Том Thumb Питера Купера , построенный в 1830 году, был первым американским локомотивом, который потянул легковой автомобиль на железной дороге. Несмотря на небольшой размер, он был достаточно мощным, чтобы убедить директоров железной дороги Балтимора и Огайо в практическом применении паровоза.
Отличие в том, чтобы быть первым, кто потянет поезд вагонов через американскую железную дорогу на регулярной основе, достается Лучшему другу Чарльстона в 1831 году. Разработанный Е.Л. Миллером и построенный в Нью-Йорке, Лучший друг работал почти шесть месяцев до своего котла. взорвался, когда рабочий, раздраженный звуком шипящего пара, обрушил предохранительный клапан .
В 1831 году Матиас Болдуин основал Локомотивный завод Болдуин. Его второй паровой двигатель, EL Miller , создал прототип, из которого были разработаны более поздние двигатели. К концу 19- го века компания Матиаса Болдуина стала крупнейшим производителем локомотивов в мире и доминировала на рынке более ста лет, производя около 59 000 локомотивов.
Первые локомотивы были построены с неподвижными колесами, которые хорошо работали на прямых гусеницах, но не очень хорошо в гористой местности Америки. Американский инженер-строитель Джон Джервис спроектировал локомотив « Эксперимент» в 1832 году, у которого был поворотный четырехколесный грузовик -гид , также известный как «тележка», которая могла следовать по рельсу и позволять локомотивам двигаться по железным дорогам с более жесткими изгибами.
Локомотивы могут быть сконфигурированы несколькими способами, классифицированными по расположению колес ведущего грузовика, ведущих колес и прицепного грузовика. Конфигурация 4-4-0 (то есть четыре колеса на ведущем грузовике и четыре ведущих колеса без прицепного грузовика) чаще всего использовалась в США и стала называться американским стандартом. Локомотивы, которые встречались на Встрече на высшем уровне, на Юпитере в центральной части Тихого океана и в Двигателе № 119 для Юнион Пасифик, были локомотивами 4-4-0.
Американские производители выпускали локомотивы, равные по мощности британским двигателям, но по более низкой цене. Хотя американские двигатели были искусно украшены дорогими медными деталями, а затраты на рабочую силу были выше, чем в Британии, американские производители сократили затраты, используя для дорогостоящих деталей чугун, а не кованое железо. Железные дороги Америки начинались с использования локомотивов, импортируемых из Великобритании, но к концу 19- го века Америка была крупным производителем локомотивов и экспортировала более 2900 двигателей.
Не будет преувеличением сказать , что сила пара и локомотивы имели один и тот же трансформирующий эффект в 19 — й век , что компьютер имел в 20 — ом . Роберт Терстон в своей книге 1878 года по истории парового двигателя сказал, что было бы «излишне пытаться перечислить преимущества, которые он принес человечеству, поскольку такое перечисление включало бы добавление к каждому утешению и создание почти каждой роскоши, которой мы сейчас наслаждаемся «.
Источник: https://rzd-museum.ru
