Наука и технологии
13 декабря 2022
Поделиться

Поставить на рельсы: как изобретали паровоз

Поставить на рельсы: как изобретали паровоз

Иллюстрация IPQuorum

«“Открывают!” — крикнул кто-то в толпе. Тяжелые ворота медленно приоткрылись. Еще минута ожидания, и в раме ворот появился сухопутный пароход — машина невиданная, ни на что не похожая, с высокой дымящей трубой, сверкающая начищенными бронзовыми частями. На площадке у рукояток стоял Мирон Черепанов...» 

Этот репортаж о первом появлении на публике железного чуда Черепановых был опубликован в петербургском «Горном журнале» в мае 1835 года. К тому времени многочисленные пыхтящие собратья русского сухопутного парохода уже лет тридцать как колесили по железным дорогам Европы и Америки, перевозили пассажиров и грузы, обслуживали шахты и рудники. Более того, отец и сын Черепановы начали строить свой паровоз только после того, как побывали в командировке в Англии, где и вдохновились идеями английских инженеров. 

Этот факт известен всем, но споры о приоритете изобретения паровоза не стихают. И Черепановых до сих пор считают первыми, несправедливо обойденными славой и незаслуженно забытыми. 

На самом деле споры о приоритете были. И обвинения в краже интеллектуальной собственности — тоже. Но вот только русские крепостные гении инженерной мысли Мирон и Ефим Черепановы не имели к этому никакого отношения. 

Пыхтящий дьявол 

Самый первый в мире рельсовый паровоз назывался «Колбрукдейл» (Coalbrookdale). Он был придуман, сконструирован и построен английским инженером-изобретателем Ричардом Тревитиком в 1801 году. Имя свое паровоз получил в честь места появления на свет — небольшого шахтерского поселка в графстве Шропшир.

Жизнь Ричарда Тревитика с детства была связана с шахтами. Его рабочая карьера началась в 19 лет с должности мастера по ремонту паровых водяных насосов. При этом никакого технического образования у Тревитика не было, все тонкости и хитрости работы паровых машин он освоил самостоятельно.

Борьба с водой, затапливающей шахты, была тогда одной из главных проблем угледобывающей промышленности. Второй проблемой была доставка угля из шахт на поверхность. Буксировка тяжелых вагонеток с углем целиком лежала на плечах лошадей. Пусть и на мощных плечах шайров — английских тяжеловозов, но все-таки возможности живой силы не сравнить с возможностями техники. 

Именно поэтому Тревитик и решил построить машину, которая заменила бы в шахтах лошадей. 

Первый паровоз Тревитика «Колбрукдейл» вышел на свою первую рабочую вахту накануне рождественских праздников — 24 декабря 1801 года. Шахтеры тут же окрестили большую и шумную машину «Пыхтящим дьяволом».

Патент на свое изобретение Тревитик оформил 24 марта 1802 года совместно со своим двоюродным братом Вивианом. Но не на паровоз, как на транспортное средство, а лишь на паровой двигатель высокого давления. 

По одной версии, это произошло потому, что к этому времени еще не закончил свое действие патент на локомотив, зарегистрированный шотландским изобретателем Джеймсом Уаттом в 1784 году. Но эта версия кажется сомнительной, потому что в тот момент производство паровых двигателей высокого давления также охранялось действующим патентом. И этот патент тоже принадлежал Джеймсу Уатту. 

К слову говоря, знаменитый патент № 1432 на усовершенствование парового двигателя, зарегистрированный Уаттом 25 августа 1872 года, считается первым в истории патентным троллингом, поскольку он не столько охранял авторские права изобретателя, сколько блокировал работу конкурентов. Более того, Джеймс Уатт никогда не создавал запатентованный им паровой двигатель высокого давления. Он сам писал: «Только убийца, ни во что не ставящий человеческую жизнь, может настаивать на применении пара в 7–8 атмосфер». Да и к идее запатентованного им самим локомотива относился очень скептически. 

По другой версии, Тревитику удалось избежать патентного конфликта, потому что конструкция его парового двигателя существенно отличалась от идеи, запатентованной Уаттом. 

Как бы там ни было, главным в этой истории было не то, что Тревитик застолбил за собой приоритет, а то, что он опытным путем доказал: силы трения гладких колес о гладкие рельсы вполне достаточно для того, чтобы паровоз не только двигался сам, но и тащил за собой гружёный состав.

Удивительно, но никакого ажиотажного спроса у владельцев шахт «Пыхтящий дьявол» не вызвал. Машина была слишком медленной, слишком дорогой в производстве и в эксплуатации. Конечно, угля она перевозила больше, но не настолько, чтобы отказаться от привычных лошадей.

«Колбрукдейл» проработал всего лишь пять месяцев. За это время шеститонный паровоз несчетное количество раз ломал хрупкие чугунные рельсы и выводил из строя подъездные пути. 

Дракон Тревитика

В 1803 году Тревитик задумал совершить новый революционный прорыв, создав такую машину, чтобы от ее грузоподъемности и скорости дух захватывало. Деньги на осуществление мечты он раздобыл таким способом: пообещал владельцу железоделательного завода Самуэлю Хомфрею, что уступит ему часть прав на патент. Хомфрей выдал изобретателю 500 гиней и заодно заключил пари с одним своим конкурентом, что Тревитик построит машину, способную перевозить 10 т груза. В случае успеха выгода была бы двойной.

Первый пробный выезд нового детища Тревитика состоялся 21 февраля 1804 года. Паровоз по имени «Пенидаррен» (Pen-y-Darren) выехал из города Пенидаррен и докатился по чугунным рельсам до города Аберсинон всего лишь за 4 часа и 5 минут, преодолев расстояние в 15 км и доставив в конечный пункт 25 т железа и 70 пассажиров.

Хомфрей выиграл пари, окупив все свои затраты. «Дракон Тревитика», как окрестили изрыгающую клубы пара и гремящую на стыках рельсов машину местные жители, недолго поработал в шахте и «погиб» во время очередной железнодорожной аварии, «устроенной» ненадежными рельсами. Зато создатель «Пенидаррена» получил первый в мире патент на рельсовый паровоз. 

1804 год — год выдачи этого патента — официально считается годом рождения паровоза.

Поймай меня, кто сможет

Самый первый пассажирский паровоз построил все тот же Ричард Тревитик. Произошло это в 1808 году. Паровоз назывался Catch Me Who Can — «Поймай меня, кто сможет». Название это было выбрано не случайно. В те годы в Англии были очень популярны соревнования на скорость между конными повозками и паромобилями. 

Первый пассажирский паровоз катался по специально выстроенной в одном из районов Лондона кольцевой железной дороге, тащил за собой один пассажирский вагон и развивал сумасшедшую для того времени скорость 30 км/ч. Для сравнения, конные дилижансы имели среднюю маршрутную скорость 9-10 км/ч, на прямых и ровных участках дороги могли разогнаться километров до 16 в час, но не больше. 

Аттракцион «Поймай меня, кто сможет» просуществовал недолго. В безвременной кончине первого в мире пассажирского поезда, как и в случае с его грузовыми предшественниками, были виноваты хрупкие чугунные рельсы, которые не выдерживали тяжести паровозов. Тревитик сдал паровоз на лом и забросил идею поставить мир на рельсы.

Его разочарованию в паровозах вдобавок поспособствовал судебный иск от Джеймса Уатта, обвинявшего Тревитика в краже интеллектуальной собственности. Срок действия патентов Уатта на тот момент уже закончился, так что никакой компенсации шотландский изобретатель, известный своей любовью к сутяжничеству, не добился. Но вся эта череда неприятностей Тревитика добила. К тому же он практически разорился. Последние сбережения изобретатель вложил в постройку аттракциона с кольцевой железной дорогой, а взамен не получил ни одного контракта. 

Отец железных дорог 

Англичанина Джорджа Стефенсона называют «отцом железных дорог». Почему? Ведь он не был первым. Зато он был лучшим. Он сумел сконструировать и построить очень удачные паровозы, которые стали прототипами всех локомотивов в мире.

Джордж Стефенсон работал на Киллингуортских копях. Он был очень талантливым инженером-механиком и часовщиком, но... не умел писать. Так что письмо директору компании, в котором Стефенсон аргументированно доказал преимущество паровозов перед конной тягой и пообещал построить первый образец, за него написал его приятель. 

Руководство компании поверило своему инженеру-механику, у которого все оборудование работало без сбоев, и выделило деньги на строительство паровоза.

Свой первый паровоз, построенный в местной кузнице, Стефенсон назвал «Блюхер» — в честь прусского фельдмаршала, который одержал победу над Наполеоном при Ватерлоо. Железный Блюхер оказался не столь удачлив, как прусский военачальник, но Стефенсон не собирался сдаваться. 

Три года Стефенсон переделывал и совершенствовал свою конструкцию. И наконец 25 июля 1815 года состоялись первые успешные испытания. «Блюхер» провел состав из восьми груженых вагонов общим весом 30 т по участку с небольшим подъемом, развив при этом скорость 6,4 км/ч.

Это было хоть и медленно, но очень впечатляюще. 

Второй паровоз Стефенсона «Киллингуорт» мог везти уже 50 т грузов со скоростью 10 км/ч. 

Все последующие паровозы Стефенсона были все лучше и лучше: мощнее, эффективнее, быстрее и, что немаловажно, безопаснее.

В 1823 году в Ньюкасле открылся первый в мире паровозостроительный завод. Джордж Стефенсон был одним из его соучредителей. А директором завода был назначен Роберт Стефенсон — сын талантливого инженера-механика.

И еще один штрих из биографии «отца железных дорог»: 27 сентября 1825 года была открыта первая в мире общественная железная дорога Стоктон — Дарлингтон. Право первым проехать по этой дороге было предоставлено паровозу Стефенсона Locomotion («Движение»). С тех самых пор все рельсовые тяговые транспортные средства стали называть локомотивами. 

В истории изобретения паровоза была еще одна удивительная страница — цепочка настоящих мистических совпадений. В фирме шотландского изобретателя и патентного тролля Джеймса Уатта работал инженер-изобретатель Уильям Мердок. В 1786 году Мердок построил маленький — почти игрушечный — паровой вагончик, котел которого работал на спирту. Провести испытания этого вагончика ему помогал любопытный 15-летний подросток Ричард Тревитик. А на демонстрации первого паровоза Тревитика присутствовал другой любознательный молодой человек — Джордж Стефенсон.

P.S. А что же Россия? Со своими первыми паровозами она опоздала на тридцать лет. С железными дорогами на полтора века. Но хоть в чем-то мы были первыми? Были! Во-первых, в России раньше, чем в других странах, пришли к выводу, что рельсы для всей сети железных дорог должны иметь одни и те же характеристики. А во-вторых, Россия первой придумала и начала строить спальные вагоны. 

 

Автор: Марина Собе-Панек 

 

Следите за событиями в нашем новостном телеграм-канале
Читать дальше