Что на самом деле изобрел Стефенсон

Early Stephenson locomotive in Samuel Smiles' Lives of the Engineers (1862).[7] Called an 1816 Killingworth Colliery locomotive (often claimed to be Blücher), it looks more like the slightly later Hetton colliery railway locomotives whose 1852 replica Lyons was still operating in Smiles' time.
Автор Александр Иванов
Рубрика Город, Колумнисты, Культура
ДАТА ПУБЛИКАЦИИ 7 апреля 2024
ВРЕМЯ ПРОЧТЕНИЯ 7 min.

Что на самом деле изобрел Стефенсон

Слово tramway, которое жители больших городов узнали в середине XIX века, было известно англичанам еще с XVI столетия – так в Дерби называли вагонетки с рудой, перекатываемые по деревянному настилу. С XVIII века «золотом нации» стал уголь, и это слово пришло в Нортумберленд, там колеи укрепляли деревянными «рельсами», по которым вагонетки доставляли уголь из шахт к ближайшему порту в Ньюкасл.

Локомотив “Ракета», один из первых паровозов, построенный в 1829 году отцом и сыном Джорджем и Робертом Стефенсонами.

Вдоль этой дороги (протяженностью до 10 миль) играли дети шахтеров, среди которых был и Джордж Стефенсон (конечно же, не знавший тогда, что этот прообраз железных дорог – то, с чем ему предстоит связать свою жизнь и что он радикально изменит). Главной обязанностью мальчика в то время, по словам его позднейших биографов, было выхватывать младших братьев и сестер из-под колес вагонеток. Впрочем, детство Джорджа, как и всех его сверстников, было недолгим: уже в 8 лет он получил свою первую работу сортировщика угля на шахте.

Вагонетки с деревянными направляющими (сложно назвать их «рельсами», хотя это именно так!) известны как минимум с XV века.

На шахте же Стефенсон увидел первый механизм, который просто поразил его: это был паровой насос Ньюкомена, откачивающий воду из шахты. Мальчика тянуло к этой загадочной технике, и в 17 лет он наконец добился места машиниста паровой машины.

Нам, людям начала XXI века, невероятно сложно представить себе тот социальный лифт, которой вознес 17-летнего безграмотного парня к вершинам славы и богатства (правда, и в наше время остаются еще спорт, война и криминал). Тем не менее удивительное восхождение этого человека началось!

Впрочем, вряд ли о каком-то своем таланте или славе размышлял сам Стефенсон. Наверное, он просто жил тем, что его интересовало. В 18 лет Джордж понял: ему не хватает образования и вложил свои скромные заработки в себя, научившись читать, писать и считать, чему были не обучены люди в шахтерских городках, в том числе, конечно, и родители Стефенсона.

Это паровая машина Уатта, которая послужила толчком для создания множества новых отраслей. Но самое первое и самое распространенное её применение при жизни её изобретателя – присоединение к машине гидравлического насоса для откачивания воды из шахт. Именно такими механизмами и управлял Стефенсон

Джордж все еще находится на самом социальном дне: родители его невесты, фермеры, отказывают шахтеру в руке своей дочери. Это, с их точки зрения, неравный брак, а работа в шахте «слишком скромный статус» для того, чтобы стать зятем даже весьма небогатого фермера. В скором времени наш герой приобретает квалификацию механика паровой машины. Паровых машин вокруг становится много (кроме несовершенной машины Ньюкомена, которая очаровала Джорджа-ребенка, на шахтах Нортумберленда во множестве используют совершенный двигатель Уатта), профессия востребована, механики – наперечет и нарасхват, и следующие пятнадцать лет Стефенсон совершенствует свои знания. Между прочим, в 1811 году он получает даже звание инженера, отличившись при ремонте паровых механизмов на шахте, а это звание – уже гигантский шаг вперед для простого шахтера.

Интерес Джорджа к паровым двигателям – это не детское очарование чудом, он приобретает вполне прагматические очертания. Стефенсон понимает, какие необыкновенные возможности сулит пар, и в 1814 году уговаривает руководство шахты на эксперимент, обещая невиданное: построить машину, которая станет тащить вагонетки сама. Он убедителен, ему верят! Но первый локомотив движется со скоростью около километра в час, а всего через месяц и вовсе буквально рассыпается от тряски.

Но это не останавливает (пожалуй, только подстегивает) изобретателя. Его задача – построить машину, которая двигалась бы значительно быстрее лошади и могла тащить намного больше груза. Позже Стефенсон скажет, что, если бы он предполагал, насколько далеко уведет его от любимых паровых машин эксперимент с перемещением грузов силой пара, то, наверное бы, испугался и всю свою жизнь провел в шахте. А в тот момент Джордж еще не знал, сколько гениальных решений ему предстоит найти для того, чтобы мир покрылся сетью железных дорог.

Уоллатонская вагонная дорога – первое в истории наземное сооружение с использованием подложки для колес и перемещения по ней тележек с углем. Около Ноттингема, 1603-1604 гг.

На смену первой, не очень удачной модели Стефенсона появляется локомотив «Блюхер» (названный в честь прусского генерала, героя Ватерлоо), который мог тянуть целых 30 тонн груза. Одновременно возникла проблема дорог – деревянные настилы в колее просто не выдерживали тяжесть и рассыпались. Стефенсон предложил заменить колеи чугунными рельсами – так появилось недостающее инфраструктурное звено.

В течение нескольких следующих лет Стефенсон производит еще 16 паровозов, постоянно совершенствуя их конструкцию, устройство рельсов, механизм сцепки, колесные пары, соединительные конструкции и… стандарты! Понимая перспективы железнодорожного строительства, изобретатель с самого начала говорит о четких стандартах во всем, что касается железнодорожного дела. Он сразу видит: все дороги должны иметь одинаковую колею для удобства строительства подвижного состава и перемещения локомотивов по разным путям.

Locomotion №1, одна из первых и лучших разработок Стефенсона, давшая название всем машинам тяги на железных дорогах в мире

Тема паровозов неизбежно должна была привести к строительству железных дорог – без инфраструктурных изменений изобретению не жить. Прообразом железнодорожных путей стала спроектированная и построенная Стефенсоном 13-километровая линия от шахты Хаттон до Сандерленда. Это была первая в мире дорога, где мускульная сила не использовалась: в одну сторону вагонетки просто катились сами по склону, а обратно их затягивал паровоз.

Но этот крохотный проект чисто технической и мало загруженной дороги был всего лишь предвестником железнодорожного бума, который совсем скоро охватит сначала всю Англию, а за ней – весь мир и изменит его кардинально. То, что было далеким, станет вдруг близким; люди, товары станут перемещаться быстро и дешево; мировая экономика вступит на путь тех самых постоянных перемен, все ускоряющиеся волны которых мы наблюдаем и сегодня.

В 1821 году несколько английских джентльменов, обладающих некоторым состоянием (весьма немалым), решили построить железную дорогу Стоктон – Дарлингтон. Но фантазии им, в отличие от денег, недоставало: предполагалось, что вагоны с грузами и пассажирами будут двигать лошади. Стефенсон убедил акционеров в преимуществе паровой тяги и был назначен директором нового строительства.

Продвигалась стройка сложно. Например, выяснилось, что хрупкие чугунные рельсы не годились, и Стефенсон уговорил компаньонов заменить их более дорогими стальными, а попутно изменил конструкцию для обеспечения большей устойчивости состава. Кроме того, он изобрел шпалы, и железная дорога обрела весьма близкий к современной модели вид.

Первая в мире «настоящая» железная дорога, 1825 года

Проблема локомотивов и вагонов заставляет Стефенсона открыть в Ньюкасле первый в мире завод по производству паровозов и подвижного состава. Сам Джордж занимается проектированием, а производством на предприятии заведует его 20-летний сын Роберт (завод даже называется «Robert Stephenson and Company»). Именно на этом заводе построены паровоз, названный Locomotion №1 (прослуживший довольно долго), и парк вагонов, в который кроме грузового входил и открытый пассажирский: в нем во время открытия дороги в 1825 году проехала приемная комиссия. А управлял локомотивом сам Джордж Стефенсон. 9 миль пути поезд преодолел за два часа и перевез кроме пассажиров еще и 80 тонн груза.

Чертежи, сделанные на заводе Стефенсонов

Это был невероятный успех, слава о котором мгновенно облетела весь мир и сделала Джорджа Стефенсона, совсем еще недавно неграмотного шахтера из Дербишира, мировой знаменитостью. Тут же появились решения о строительстве еще двух магистралей: Болтон – Ли и Ливерпуль – Манчестер. Причем последняя стала знаковой, связав два самых быстрорастущих и промышленно развитых города страны. Надо ли говорить, что обе дороги строились под руководством Стефенсона, равных которому по опыту и по изобретательности в мире тогда просто не могло существовать.

Он учитывает проблемы своего первого опыта: на склонах состав разгонялся так, что тормозить было практически невозможно, а в гору двигался еле-еле. Плюс крутизна изгибов дороги создавала проблемы и при прокладке магистрали, и при её эксплуатации (базового образования, очевидно, не хватало, и многое приходилось компенсировать наблюдательностью и умением анализировать).

В дальнейшем Стефенсон сам занимался проектированием всей магистрали: холмы срезались для прокладки железных путей, мосты, эстакады и туннели «спрямляли» путь. Кроме того, Стефенсон понял, что надо обязательно строить пункты для дозаправки локомотивов водой и углем, а также предположил, что стоит создавать специальные площадки для погрузки и выгрузки грузов, для посадки и высадки пассажиров.

Депо, Лондон. Стефенсон создал не только паровоз, но и всё, что касается обслуживания, ремонта и контроля состояния техники и путей (разумеется, вся инфраструктура развивалась после него и продолжает развиваться сейчас)

В 1829 году владельцы дороги Ливерпуль – Манчестер решили провести конкурс на лучший локомотив, вошедший в историю как «Рейнхильские испытания», в котором участвовали целых пять паровозов (можете себе представить, насколько популярной стала идея их строительства в Англии всего за несколько лет, прошедших с постройки первой железной дороги, и особенно учитывая тот факт, что им в те годы  просто негде было ездить!). Но только паровоз Стефенсона прошел все испытания, поразив современников своей мощью: он развивал скорость почти в 20 км/час при нагрузке в 13 тонн, а максимальная его скорость достигла 48 км/час. Историки утверждают, что этот паровоз, названный изобретателем «Ракетой», является самым знаменитым механизмом в истории техники. И вряд ли с этим, может быть, слишком решительным заявлением есть смысл спорить.

Железнодорожный мост на дороге Стоктон – Дарлингтон. Массовое строительство железных дорог придало новую жизнь профессии строителей мостов и туннелей: любые изгибы пути, подъемы и спуски были крайне нежелательны, потому что сильно усложняли управление поездом, отсюда стремление «спрямить» любой путь. Железнодорожные мосты, в отличие от своих предшественников, не «горбатые», а исключительно прямые

Стефенсон построил огромное количество дорог и механизмов, но в какой-то момент он, как сказали бы сейчас, ушел в консалтинг, открыв собственное проектное бюро, неизбежно выигрывая тендеры на проектирование дорог и поставку механизмов. Но… в 1836 году он неожиданно для себя проигрывает конкурс на строительство одной из дорог своему ученику Джозефу Локку, будущему знаменитому железнодорожному инженеру и члену парламента. Зато другой его ученик, сын Роберт, продолжает дело отца: всего ему суждено построить 33 железные дороги не только в Англии, но и еще почти в десятке стран.

Царскосельская железная дорога, 1837 год, одна из самый первых в мире, не имевших, впрочем, совершенно никакого промышленного значения и созданная исключительно в увеселительных целях. Проект австрийца Герстнера, считавшего себя учеником Стефенсона и до этого уже успевшего поучаствовать в строительстве железных дорог у себя на родине

В 1847 году Джордж Стефенсон открыл Институт инженеров-механиков, фактически просто легализовав то, чем занимался всю жизнь, – обучение железнодорожному делу. Более того, он и сам был «институтом»: рядом со Стефенсоном постоянно находилось множество инженеров, причем не только из Англии, к нему приезжали американцы, французы, итальянцы, немцы. Весь мир жадно впитывал новаторские идеи этого шахтера-самоучки. Сам Стефенсон говорил, что ему очень помогали споры с образованными людьми. Но секреты он передавал только своим любимым ученикам. Хотя… какие могли быть секреты от образованных инженеров?

При всем этом слава и авторитет Стефенсона были столь высоки, что почти весь XIX век, даже после смерти изобретателя (умер Стефенсон в 1848 году), ньюкастельские паровозы считались лучшими в мире и поставлялись по всей планете. Начиная с середины XIX века мир стал медленно, но уверенно меняться: можно сказать, его меняли железные дороги. Они перекроили мировую экономику, поскольку до их появления в зоне экономической активности находилась, как принято считать, только стомильная полоса морского прибрежья. Определяла экономическую карту мира океанская торговля. С появлением железных дорог люди стали проникать в глубь континентов, был найден остающийся и по сей день самым дешевым способ перемещения грузов и людей по суше.

Современная железная дорога, скоростной поезд. Качественно поменялось всё, но основные элементы, придуманные Стефенсоном, по-прежнему востребованы

Остается разве что рассеять популярное заблуждение насчет того, что Стефенсон изобрел паровоз. Хотя он очень много чего в своей жизни изобрел, и паровоз, конечно, тоже, но все же главное создание его жизни – это железнодорожный транспорт, ставший новой отраслью и новым маркером цивилизации.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ