история техники Кологривая

дольных брусьев) на горных заводах в России имеют, по крайней мере, такую же давность, как и в наиболее передовых промышленных районах Западной Европы, а, быть может, и более ранний период.

При расчистке старого медного рудника под Соликамском (Урал), разрабатывавшегося еще при царе Алексее Михайловиче, была найдена «малая часть и половина горной тележки» такого типа, который в то время применялся на лежневых путях.

Подобного рода тележки (т. е. ручные повозки) были устроены таким образом, что не могли сходить с лежневой колеи. В одних случаях этому препятствовал направляющий стержень, который укреплялся на нижней поверхности повозки. Стержень входил в промежуток между лежнями и удерживал повозку на колее. В других случаях верхней части лежней придавалась округленная форма, а деревянные колеса тележек снабжались желобчатыми углублениями.

Поскольку тележки двигались обычно с сильным скрипом, напоминающим лай и визг, горняки прозвали их «собаками». Этот термин встречается в русских документах XVIII в.

ВЗападной Европе движение «собак» производилось исключительно вручную. В России же было сделано важное техническое нововведение – на многих уральских и алтайских заводах XVIII в. повозки на лежневой колее приводились в движение силой воды.

В60-х гг. XVIII в. знаменитый русский гидротехник и создатель различных оригинальных механизмов Кузьма Дмитриевич Фролов проложил на Колывано-Воскресенских заводах рельсолежневые пути, повозки по которым приводились в движение также силой водяного колеса.

Лежневый путь был поднят на подмостки, причем дно «тележки» («собаки») имело направляющий стержень, удерживающий колеса на колее.

ВДревнем Египте, Греции и Риме существовали колейные дороги, предназначавшиеся для перевозки по ним тяжелых грузов. Устроены они были следующим образом: по выложенной камнем дороге проходили две параллельные глубокие борозды, по которым катились колеса повозок.

Всредневековых рудниках существовали дороги, состоящие из деревянных рельсов, по которым передвигали деревянные вагоны (рис. 1.5). Есть версия, что отсюда пошло название «трамвай», т. е. «бревенчатая дорога» [1].

Примерно в 1738 г. быстро изнашивавшиеся деревянные рудничные дороги были заменены металлическими. Вначале они состояли из чугунных плит с желобами для колес, это было непрактично и дорого. И вот в 1767 г. Ричард Рейнольдс уложил на подъездных путях к шахтам и рудникам Колбрукдейла стальные рельсы. Разумеется, они отличались от со-

21

временных: в сечении они имели форму латинской буквы U, ширина рельса была 11 см, длина 150 см. Рельсы пришивались к деревянному брусу желобом кверху. С переходом на чугунные рельсы колеса у телег тоже стали делать чугунными. Для передвижения вагонеток по рельсам использовалась мускульная сила человека или лошади.

Рис. 1.4. Чугунные рельсы Рейнольдса в разрезе

Рис. 1.5. Рудничная дорога с деревянными рельсами

Постепенно рельсовые пути выходили за пределы рудничного двора. Их стали прокладывать до реки или канала, где груз перекладывался на суда и дальше перемещался водным путем.

Решалась проблема предотвращения схода колес с рельсов. Использовали угловое железо (сплав), но это увеличивало трение колес. Затем стали применять закраины (реборды) у колес одновременно с грибовидной формой рельса в разрезе. Наконец сходы с рельсов прекратились.

В 1803 г. Тревитик решил использовать свой паровой автомобиль для замены конной тяги на рельсовых путях (рис. 1.6). На двухосной раме с четырьмя колесами находился паровой котел с одной паровой трубой внутри. В котле над паровой трубой горизонтально размещался рабочий цилиндр. Шток поршня далеко выдавался вперед и поддерживался кронштейном. Движение поршня передавалось колесам при помощи кривошипа и зубчатых колес (рис. 1.7).

22

Однако, несмотря на это, аттракцион не заинтересовал лондонцев. И уже после Тревитика, забыв о его изобретении, многие пытались создать паровоз. Его делали с зубчатыми колесами, с толкачами в виде ног, протягивали вдоль пути цепь, которая навивалась на шкив, укрепленный на паровозе, и т. д.

Человеком, который сумел проанализировать, обобщить и учесть весь предшествующий опыт в паровозостроении, был

Рис. 1.9. Паровоз «Блюхер» Джордж Стефенсон. Известны 3 типа па- Стефенсона, 1814 г. ровоза Стефенсона. Первый, названный им

«Блюхер», был построен в 1814 г. (рис. 1.9). Локомотив мог передвигать 8 повозок массой 30 тонн со скоростью 6 км/ч.

Паровоз имел два цилиндра, зубчато-колесную передачу. Пар из цилиндров вырывался наружу. Затем Стефенсон создал устройство, которое было этапным в паровозостроении – конус. Отработавший пар стал отводиться в дымовую трубу.

Второй паровоз был создан в 1815 г. Стефенсон заменил зубчатую передачу, непосредственно соединив кривошипный механизм поршней цилиндров с движущимися осями и спарил колеса с помощью жестких дышел. Стефенсон был первым паровозостроителем, который обратил внимание на путь и на взаимодействие локомотива в пути.

Стефенсон пришел к выводу, что путь должен быть по возможности горизонтальным и, несмотря на дороговизну путевых работ, необходимо устройство насыпей и выемок при постройке железной дороги.

На первой в мире железнодорожной линии Стоктон – Дарлингтон предполагалось в качестве тяги использовать лошадей как наиболее надежное средство. В 1823 г. Стефенсон стал работать на строительстве этой линии, и в том же году он основал первый в мире локомотивостроительный завод в Ньюкастле.

Первый вышедший из этого завода паровоз назывался «Локомашен № 1». Он мало отличался от предыдущих и перевозил грузы со скоростью 18–25 км/ч. Для передвижения пассажирских вагонов на линии Стоктон – Дарлингтон использовались лошади (рис. 1.10). На наиболее крутых участках составы передвигались с помощью канатов. Были уложены и чугунные, и стальные рельсы.

24

1832–1833 гг. – Франция: Сен-Этьен – Лион, 58 км; 1835 г. – Германия: Фюрт – Нюрнберг, 7 км; 1835 г. – Бельгия: Брюссель – Мехельн, 21 км;

1837 г. – Россия: Санкт-Петербург – Царское Село, 26,7 км.

Здесь необходимо заметить, что еще в 1834 г. в Нижнем Тагиле была сооружена чугунная дорога протяженностью 854 м с паровой тягой. Паро-

воз был построен отцом и сыном Черепановыми (рис. 1.12 и 1.13).

Рис. 1.12. Черепанов Е.А. (1774–1842) и Черепанов М.Е. (1803–1849)

Первый их «сухопутный пароход» (так в России в то время называли паровозы) перевозил 3,3 тонны руды со скоростью 13–15 км/ч. Кроме груза, паровоз мог везти до 40 пассажиров. Вскоре Черепановы сделали второй, более мощный паровоз, который водил составы массой до 16 тонн (рис. 1.13).

26

дорожных участков, состояние грузооборотов по дорогам и речным путям. Первая треть XIX в. в России была временем господства грунтовых дорог. Почтовые станции размещались в населенных пунктах. Исторически сложившимся центром дорожной сети была старая русская столица Москва. В начале 30-х гг. XIX в. Москва имела 330 тыс. жителей,

это было 2-е место после Петер- Рис. 1.15. Гужевая повозка бурга (445 тыс.). От Москвы отхо-

дило 8 трактов, первым был тракт между столицами. От Петербурга отходило 5 трактов. Дорогами были соединены крупнейшие города России. Состояние этих дорог было плачевным. Правительство боролось с этим принудительно-крепостническими методами – введением дорожной повинности, но результаты были ничтожны.

Рис. 1.16. Гужевой транспорт

В 1833 г. были изданы «Основные правила об устройстве и содержании дорог в государстве». Согласно этому закону, дороги России были разделены на 5 классов по важности. Дороги 1-го класса решено было превратить в шоссе. Но этот план оставался лишь благим пожеланием.

28

К 1840 г. было построено лишь 780 км шоссейных дорог. Передвижение по дорогам оставалось на прежнем уровне – грунтовые дороги – гужевой транспорт. Грузы и пассажиры перевозились летом в телегах, зимой – в санях.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Охарактеризуйте исторический период до XV в. и состояние дорог того времени.

2.Что положило начало промышленному использованию энергии пара? Кто является автором этого изобретения?

3.Что послужило прообразом паровых турбин?

4.Кто является автором первого проекта парового двигателя?

5.Кто и когда создал паровую машину?

6.Кому мы обязаны созданием парового автомобиля?

7.Где впервые стали применятся внутрирельсовые дороги?

8.Назовите имена представителей иноземного происхождения Главного управления путей сообщения (1809).

9.Когда и кто впервые решил использовать свой паровой двигатель для замены конной тяги на рельсовых путях?

10.Кто и когда построил первый в мире паровоз? Какие типы этих паровозов вам известны?

11.В чём заключалась новаторская мысль созданного устройства? Охарактеризуйте 1-й тип, 2-й тип, 3-й тип.

12.Кто и когда основал первый в мире локомотивостроительный завод?

13.Когда была построена первая в мире железная дорога?

14.Когда была построена в России первая чугунная дорога? Кем был построен паровоз? Какова его скорость и грузоподъемность?

2. ПОСТРОЙКА ЦАРСКОСЕЛЬСКОЙ ДОРОГИ

Предложение о постройке дороги было внесено в марте 1835 г. баро-

ном Францем Антоном фон Герстнером (рис. 2.1).

Им были предусмотрены расходы по сооружению Царскосельской дороги в 3 млн. руб., он предполагал, что доходы от действующей дороги будут составлять ежегодно 600 тыс. руб. Однако Особый комитет объявил предложение Герстнера несбыточным. В конце концов Николай I дал согласие на строительство дороги. Герстнер развил энергичную деятельность по формированию компании для строительства Царскосельской до-

29

Рис. 2.2. Вокзал (Царское Село)

Окончательный текст положения о проведении дороги от Петербурга до Царского Села, с продолжением до Павловска, был принят 21 марта 1836 г. с некоторыми изменениями и уточнениями. Списки акционеров Царскосельской дороги состояли из представителей купечества и загра-

30