История создания жд транспорта
С давних времён человек пытался облегчить перевозку тяжёлых грузов, изобретая различные механические приспособления. После многочисленных экспериментов оказалось что, меньше всего усилий требуется для перекатывания тяжестей по ровной твёрдой поверхности. Самый подходящий материал в то время оказался камень, после небольшой обработки люди выкладывали из него каменные дороги. Так в древнем Египте, Греции и Риме были построенные колейные дороги, в выложенном камне проходили две параллельные глубокие борозды, по которым катились колеса повозок.
В средневековых рудниках существовали дороги, состоящие из деревянных рельсов, по которым передвигали деревянные вагоны, и называлась такая дорога лежневой. Есть версия, что отсюда пошло название "трамвай", т. е. бревенчатая дорога.
В России в XVII-XVIII вв. лежневые дороги строились между рудниками и горнометаллургическими заводами. При движении деревянные повозки двигались обычно со скрипом, напоминающим лай и визг, горняки прозвали их «собаками». В западной Европе тележки передвигали исключительно вручную. В России на многих уральских и алтайских заводах XVIII в. умельцы сделали нововведение - движение приводилось силой воды.
Примерно с 1738 г. быстро изнашивавшиеся деревянные рудничные дороги стали заменять металлическими. Вначале они состояли из чугунных плит с желобами для колес, что было непрактично и дорого. С переходом на чугунные рельсы стали делать и колеса у телег чугунными. Для передвижения вагонеток по рельсам использовалась мускульная сила человека или лошади и дорога надолго получила имя « чугунки ».
Затем, в 1767 г., Ричард Рейнольдс уложил на подъездных путях к шахтам и рудникам Колбрукдэйла стальные рельсы. Конечно, они отличались от современных: в сечении они имели форму латинской буквы U, ширина рельса была 11 см, длина 150 см. Рельсы пришивались к деревянному брусу желобом кверху.
В России известна чугунная дорога, построенная в 1806 – 1809 гг. на Алтае, между Змеиногорским рудником и заводом протяженностью 1867 метров. Постройка этой дороги производилась по инициативе, проекту и под непосредственным руководством талантливого горного инженера Петра Козьмича Фролова. По техническому уровню дорога Фролова превосходила английские дороги, она была построена на 17 лет раньше, чем первая дорога в Америке, и на 13 лет раньше, чем во Франции. Эта дорога содержала в себе все технические элементы современного железнодорожного пути: мост, виадук, глубокую выемку, высокую насыпь, поворотный круг, устройство механической бункерной погрузки руды. Движение осуществлялось при помощи конной тяги по технологическому процессу. Змеиногорская дорога проработала свыше 30 лет.
В 1803 г. Ричард Тревитик решил использовать свою паровую повозку для замены конной тяги на рельсовых путях. Но конструкцию машины Тревитик изменил - он сделал паровоз. 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. Имелось и маховое колесо. Этот паровоз короткое время работал на одной из рудничных дорог. Чугунные рельсы быстро выходили из строя под тяжестью паровоза. Вместо того чтобы заменить слабые рельсы более прочными, отказались от паровоза. 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 Джордж Стефенсон. Известны три типа паровоза Стефенсона. Первый, названный им "Блюхер", был построен в 1814 г.. Локомотив мог передвигать восемь повозок массой 30 т 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. В последствии Стефенсон довёл скорость своих паровозов до 45 км/ч на первой дороге общего пользования в Англии Стоктон - Дарлингтон, подтвердив этим целесообразность использования паровой тяги на железный дорогах. На соревнованиях паровозов в 1839 г. Ливерпул - Манчестерской железной дороги паровоз Стефенсона «Ракета» занял первое место, развив скорость 47 км/ч.
Вслед за Англией началось строительство железных дорог общего назначения в США (1830 г.), во Франции (1832 г.), в Германии, Бельгии (1835 г.) и в России (1837г.)
Первый в России паровоз и железную дорогу длиной 3,5 км построили крепостные уральских заводчиков Демидовых – механик Нижнетагильского завода Ефим Алексеевич Черепанов и его сын Мирон Ефимович Черепанов. В августе 1834 г. Черепановы открыли движение по этой дороге. Первый русский паровоз, или как его называли на Урале «сухопутный пароход», вёз состав массой 3,3 т со скоростью около 15 км/ч по чугунной дороге. Паровоз Черепановых по своей мощности превосходил стефенсоновскую «Ракету» и кроме груза возил до 40 пассажиров.
Вопрос о строительстве железных дорог, этого нового вида путей сообщения, вначале вызывал упорное сопротивление. Когда в Англии был решен вопрос о постройке первой железной дороги, в прессе началась компания по срыву ее строительства. Крестьян убеждали в том, что новый транспорт вытеснит лошадей, сено и овес не найдут сбыта. Распространялись слухи о том, что «огненные машины» сожгут города и села, а ужасный грохот паровозов вызовет у людей потерю слуха, а у коров — молока.
Не отставали в сочинении нелепых измышлений и в Америке. «Общеизвестен факт, — писал один американский журналист в начале 30-х гг. XIX в., — что пассажиры от быстрого движения в поездах теряют память. Многие деловые люди по прибытии на место забывали о цели своей поездки, им приходилось писать домой, чтобы узнать, зачем они поехали». Подобные высказывания были и в России.
В 1834 г. в Россию прибыл английский инженер, Франц Антон фон Герстнер.
В марте 1834 г. Франц Герстнер предложил «на первый раз построить линию от С.-Петербурга до Царского села, Павловска и Колпина». Такое разрешение он получил в июне 1835 г., а к концу года организовал компанию по строительству дороги.
Строить дорогу начали 1 мая 1836 г. Почти вся дорога располагалась на насыпи, было запроектировано 42 небольших деревянных моста. В конце августа приступили к укладке пути. Рельсы закупили в Англии и Бельгии. Длина дороги составила 27 км. Ширина колеи была выбрана равной 1829 мм. Для дороги закупили за рубежом семь паровозов. Первые поездки с конной тягой начались 27 сентября 1836г., а с паровой — в конце ноября. Официальное открытие движения на первой в России железной дороге общего пользования состоялось 30 октября 1837 г..
Со временем стало ясно, что без развития железнодорожного транспорта не возможно обойтись, особенно в условиях России. Во всех развитых странах с небольшим разбросом во времени началось бурное строительство железных дорог с параллельным совершенствованием машин и устройств, повышающих надёжность и безопасность, а так же снижающих себестоимость перевозок
19 век часто называют веком паровой машиной и железных дорог. С новым видом транспорта не могли конкурировать не только лошади, но и парусные суда и, появившиеся чуть раньше локомотивов, пароходы. Рельсовые пути соединили с центром самые отдаленные районы. Железная дорога во многом способствовало развитию их экономики, несла новости науки, искусства и техники. Развитие железнодорожной сети усиливало и военную мощь государства.
Все это привело к настоящей «железнодорожной лихорадке». Сеть железных дорог покрыла все страны. Люди с радостью осознали, что «крылатые колеса», соединяющие провинции, страны, даже целые света коренным образом изменяют облик планеты, их образ жизни.
Длина сети железных дорог в мире к середине 19 века превысила миллион километров, строительство новых путей не прекращалось: дороги прокладывались высоко в горах, пересекали дремучие леса, раскаленные пустыни, проникали за Полярный круг.
В 60-годах 19 века после отмены крепостного права значительно возросли объёмы железнодорожного строительства в России – в десятилетие с 1860 по 1870 гг. она заняла 2 место после США по вводу новых линий. В России интенсивный рост сети продолжался и далее, и лишь русско-турецкая война (1877-1879 гг.) несколько затормозила этот процесс.
В конце 19 - начале 20 века темпы прироста длины железных дорог в Европе начинают постепенно снижаться – сказывается насыщение территорий многих стран железнодорожными линиями. Колониальные страны развернули строительство железных дорог в своих колониях, главным образом, для вывоза из них сырья. Поэтому большинство железных дорог в колониях строились от мест добычи полезных ископаемых к морским портам.
Азия, Африка и Австралия значительно отставали в развитии сети от Европы и Америки. Это предопределило значительную неравномерность распределения сети железных дорог.
К началу второй мировой войны примерно половина мировой железнодорожной сети приходилось на 7 государств – США, СССР, Великобританию, Францию, Германию, Италию и Японию.
За годы второй мировой войны и после нее характер развития железнодорожной сети значительно изменился. В Европе наиболее пострадали железные дороги СССР, Германии, Польши, Великобритании, Франции, Италии, Бельгии, Румынии, Югославии. В Азии – железные дороги Бирмы и Японии.
В большинстве развитых капиталистических стран не все железные дороги восстанавливались - железнодорожная сеть сокращалась. Причины – недогрузка транспорта вообще и сокращение темпов роста перевозок, более быстрое развитие автомобильного, трубопроводного и воздушного транспорта. Эти виды транспорта взяли на себя часть пассажирских и грузовых перевозок, например в США, транспорт которых не пострадал от военных действий.