2. Требования, предъявляемые транспортом, строительством и военным делом к машинной индустрии Развитие транспорта

В последнюю треть XIX - в начале XX вв. транспорт в системе капитализма стал играть важнейшую роль. За период с 1870 по 1913 гг. выросла сеть железных дорог. В 1875 г. протяженность железных дорог во всех странах составляла 294 тыс. км, а в 1917 г. она достигла 1146 тыс. км. Во второй половине XIX в. началось интенсивное железнодорожное строительство в России. К 1913 г. в нашей стране уже имелось 70,5 тыс. км железнодорожных линий.

Если в 1871 г. тоннаж парового флота составлял всего 2,5 млн. т, а парусного флота – 15,3 млн. т, то в 1901 г. тоннаж паровых судов вырос до 13,9 млн. т, а парусных сократился до 8,2 млн. т.

Транспорт являлся главным потребителем металла, угля, паровых машин и поэтому стимулировал рост горнодобывающей и топливной промышленности, металлургии, машиностроения, строительной промышленности, особенно дорожной и мостовой.

1. Железнодорожный транспорт

В 70-х гг. XIX в. окончился начальный период в развитии паровозостроения. Новая эра в развитии паровозной тяги была связана с внедрением на транспорте компаунд-машин, т.е. паровых машин двойного (или многократного) расширения. У паровоза простого расширения употреблялись исключительно цилиндры высокого давления, а отработанный пар переходил из цилиндра прямо в атмосферу. У паровозов же системы «компаунд» применялись цилиндры высокого и низкого давления, а отработанный пар из цилиндра высокого давления переходил в другой цилиндр большого диаметра, в котором он вторично расширялся, и затем уже выпускался в атмосферу.

Главным достоинством паровозов системы «компаунд» являлась большая экономичность.

Применение паровозов системы «компаунд» нередко сокращало расходы угля на 15-30%.

В 1855 г. появились первые товарные и пассажирские паровозы этой системы. До 70-х гг. XIX в. эти паровозы распространялись очень медленно. Принцип «компаунд» в паровозостроении возродил французский инженер Маллет, который в 1876 г. создал свой паровоз-компаунд. В 1878 г. они получили большое распространение на железных дорогах Европы. С 80-х гг. XIX в. возникли разнообразные системы паровоза-компаунда: дуплекс-компаунд, типа «Тектоник», «Грейт-Британ» и др.

В России первый пассажирский паровоз системы «компаунд» был построен на Коломенском заводе в 1891 г. Инженер А.П. Бородин (1848-1898) создал опытную станцию для испытания паровозов в стационарных условиях и вместе со своим помощником инженером Леви предложил и реализовал идею испытаний паровозов в поездных условиях по принципу двойной тяги.

Система «компаунд» была очень громоздка, ремонт ее был весьма сложен. Усовершенствование паровозов «компаунд» привело к возникновению нового типа паровозов. Первый сочлененный паровоз построил инженер Маллет в 1887 г.

Крупным усовершенствованием конструкции паровоза явилось применение в паровых машинах перегрева пара. Экономичность паровой машины можно увеличить повышением давления пара, использованием его расширения и устранения конденсации в цилиндре. Перегрев пара устраняет конденсацию в цилиндре при помощи особых устройств – пароперегревателей. Первые пригодные для эксплуатации пароперегреватели разработал немецкий ученый В. Шмидт. Применение перегрева пара значительно повышало коэффициент полезного действия паровой машины, не усложняя управления паровоза и его конструкции.

Если в 90-х гг. XIX в. во всех странах производилось 2 паровоза в год, то в 1905-1907 гг. количество выпускаемых ежегодно паровозов увеличилось от 5,5 тыс. до 7,3 тыс.

К началу XX в. вес паровоза по сравнению с первыми локомотивами увеличился в 28 раз, а рабочее давление пара – в 4,5 раза. За 70 лет скорость паровозов увеличилась в 5 раз, мощность – в 100 раз, а сила тяги – в 30 раз. Вес состава поездов возрос в 10 раз.

В этот период происходит развитие и вагонного парка железных дорог. Создаются новые типы вагонов. Совершенствуется конструкция кузова рессорного подвешивания, тяговых приборов, буферного устройства, тормозов и т.д., появляются специальные вагоны для перевозки тяжелого заводского оборудования, скоропортящихся наливных грузов.

Наиболее совершенную конструкцию пневматических тормозов создал американец Вестингауз. Патент на свое изобретение Вестингауз получил в 1869 г.

В конце XIX в. появляются различные конструкции пути. В зависимости от размеров движения сооружаются однопутные, двухпутные и многопутные железные дороги.

После широкого распространения бессемеровского способа получения стали железные рельсы, первоначально изготовляемые из пудлингового железа, стали заменять стальными.

Наиболее выдающиеся научные работы в области взаимодействия пути и подвижного состава принадлежат русскому ученому Н. Петрову. Он разработал тяговые расчеты, исследовал давление колес на рельсы и их прочность, работу тормозных систем и т.п. Н. Петров решил также ряд проблем в области безопасности эксплуатации локомотивов и подвижного состава.