Техника - молодёжи 2005-01, страница 43

...«Отцом» парохода принято считать американца Р. Фултона, радио - русского А.С. Попова, подводной лодки - британизиро-ванного голландца К. Ван Дроббеля, автожира - испанца X. де ля Сиерву, пистолета-пу-лемета - итальянца Б. Ревелли, автомобиля - немца Г. Даймлера, паровоза - англичанина Дж. Степенсона. Список можно продолжить, вот только с «отцовством» далеко не все просто. Если некоторые научные открытия в самом деле были случайными, то большинство изобретений обязано своим появлением на свет закономерно образовавшимся потребностям экономики в новой технике. Поэтому возникали они отнюдь не по наитию, а становились своеобразным продолжением уже сделанного предшественниками.

...Издавна уголь, добытый в шахтах северной Англии и Шотландии, предстояло доставлять на металлургические заводы в городах, расположенных довольно далеко от копей. Обычно его возили на телегах по грунтовым (других еще не было) дорогам. С XVII в. владельцы шахт, рудников и фабрик стали пользоваться вместительными речными баржами. Однако к пристаням тот же уголь транспортировали на влекомых лошадьми повозках, а их грузоподъемность и скорость при движении по неровным дорогам оставляли желать лучшего. Со временем телеги превратили в вагонетки, из них составляли поезда, для которых прокладывали параллельные деревянные рельсы. Для предотвращения их преждевременного износа на них выкладывали скрепляющие металлические пластины, либо пускали вагонетки по чугунным или железным путям. Оставалось заменить лошадей пламенными моторами. В эпоху промышленной революции за этим делом не стало.

Британцы не упускают случая лишний раз напомнить, что изобретателем паровой машины был их соотечественник Дж. Уатт (1736- 1819).

Он приступил к работе над различными механизмами в мастерской при университете в Глазго, где числился «изготовителем математических приборов». Кроме них, он придумывал и делал сложные навигационные и музыкальные инструменты, необычные рыболовные принадлежности и даже заурядные очки. В мастерской же он изучил устройство пароатмосферной машины, предназначенной для откачки воды из шахт. Это был усовершенствованный кузнецом Т. Ньюкоменом (1663 - 1729) вариант аналогичного по назначению агрегата «Друг шахтера», изобретенного военным инженером Т. Севери (1650- 1715), на который тот получил патент в 1698 г.

И уже в 1765 г. Уатт спроектировал и построил паровую машину своей конструкции, через 16 лет получил патент на подобный механизм с вращающимся валом, а в 1784 г. и на промышленный образец двойного действия. Любопытно, что, по мнению Уатта, из-за внушительных размеров и массы его изделия вряд ли найдут применение на наземном и водном транспорте. Однако его помощник У. Мердок умудрился установить паровой двигатель на повозку и испытал ее, но дальнейшие опыты ему пришлось прекратить по настоянию местных «святых отцов». А в 1812 г. по реке Тайн пошел один из первых английских пароходов...

Иным образом сомнения Уатта опроверг и англичанин Р. Треветик (1771 - 1833), который с 1799 г. строил действующие модели машин, потреблявших пар повышенного давления и оснащенных ими «самобеглых колясок». В 1803 г. он, служивший тогда инженером на промышленном предприятии в Южном Уэллсе, изготовил полноценный

ПУНКТ ОТПРАВЛЕНИЯ

локомотив, котел которого вырабатывал пар под давлением 3 атм. В следующем году Треветик попробовал заменить им конную тягу на Мерстер-Тидвильской рудничной железной дороге, однако массу 5-тонного паровоза не выдерживали даже чугунные рельсы.

Спустя пять лет Треветик построил усовершенствованный двухосный экспериментальный локомотив, получивший недвусмысленное название «Догони меня, если можешь». Для него в Лондоне соорудили огороженную на всякий случай короткую кольцевую линию, и сотни горожан наблюдали за звездами чуда техники, развивавшего до 30 км/ч, а самые отчаянные любители острых ощущений не упускали случая прокатиться, усевшись в прицепную, открытую сверху платформу. Впрочем, дальше показательных выступлений дело не пошло.

В начале XIX в. владельцы угольных шахт, расположенных в окрестностях города Дарлингтон, задумали проложить 21-кило-метровую рельсовую дорогу до пристани в Стоктоне на реке Тис, но прежде следовало получить разрешение на это британского парламента. Оно появилось в 1823 г. В 67-страничном документе были подробно перечислены многочисленные требования к будущей магистрали, в том числе указывалось, что в качестве тяговой силы для перемещения вагонеток можно «использовать людей, лошадей или обеспечивать движение иным способом». Инициаторы остановились на традиционном, втором варианте.

Но однажды к Пису - президенту комиссии, образованной для наблюдения за проектированием и строительством дороги, пожаловали управляющий угольными копями у Киллингвуда Н. Вуд и служивший там инспектором Дж. Стефенсон. Они предложили Пису использовать вместо конной тяги созданный Стефенсоном паровоз, который давно и благополучно обслуживал шахту, заменяя полсотни лошадей.

Стефенсон (1781 - 1848) родился в горняцкой среде, подобно большинству сверстников, уже с юности был вынужден зарабатывать на жизнь и в 15-летнем возрасте трудился кочегаром паровой машины, приводившей в действие насос, забиравший воду из шахты. «Без отрыва от производства» он овладел грамотой, изучил устройство всевозможных механизмов и, конечно же, паровой машины Уатта. В 1811 г талантливый самоучка получил должность инспектора Кил-лингвудских шахт, а в 1814 г. он спроектировал и построил паровоз, которому предстояло вытеснить живую силу с местной рельсовой дороги протяженностью 10 км, связывавшей шахту с пристанью на реке Тайн. Интересно, что Стефенсон присвоил локомотиву собственное имя «Блюхер» - в честь прусского фельдмаршала, обеспечившего в июне 1815 г. в битве у Ватерлоо командующему союзными войсками генералу А. Веллингтону победу над армией Наполеона Бонапарта. Кстати, англичане сберегли этот раритет, и ныне он хранится в Дарлингтоне.

Увиденное в Киллингвуде произвело на Писа сильное впечатление, и он предложил Стефенсону место инженера на строительстве линии Дарлингтон-Стоктон. В том же году Стефенсон основал в Ньюкастле первый в Англии паровозостроительный завод.

В 1825 г. (180 лет назад) по дороге Дарлингтон-Стоктон пошли первые поезда, а парламент вскоре после этого особым актом разрешил сооружение магистрали Манчестер-Ливерпуль. Ее главным инжене

ром назначили Стефенсо-на, который предложил для нее чугунные и железные рельсы необычной, рыбовидной формы, плавно расширявшиеся и сужавшиеся к середине для увеличения прочности, ширину колеи - 1435 мм - позаимствовал у рудничных дорог, и она до сих пор остается стандартной для стран Западной Европы.

Тем временем руководство компании Манчестер-Ливерпульской дороги объявило конкурс на паровоз для нее. На него представили 4 локомотива, в том числе «Ракету» Стефенсона. Несколько дней машины-со-перницы состязались перед собравшимися специалистами и зеваками, и по всем статьям победила «Ракета», показавшая в заездах среднюю рейсовую скорость 21 км/ч и наибольшую - 48 км/ч. Стефенсону вручили приз в пять тысяч фунтов.

...Взявшись за проектирование «Ракеты», Стефенсон воспользовался некоторыми техническими решениями, найденными его предшественниками и им самим, опробованными на прежних локомотивах, и своими последними разработками.

Он оснастил локомотив машиной мощностью 12-13 л.с. с котлом, впервые оборудованным дымогарными трубками - их было 25. Общая поверхность нагрева составляла 12,8 м², полученный пар с давлением 3,6 кг/см² поступал в наклонно размещенные по бокам котла цилиндры, где приводил в движение поршни, связанные с кривошип-но-шатунным механизмом и передними ведущими колесами (два задних были поддерживающими). Для перемены направления движения вперед-назад предназначались управляемые вручную эксцентрики на ведущих колесах. Для машинистов и кочегара, поддерживавшего огонь в топке, предусматривалась открытая площадка, устроенная за котлом. К паровозу прицепляли двухосный тендер с баком для воды и ящиком с углем.

...Второй родиной паровоза оказалась Россия. В начале XIX в. главным механиком нижнетагильских предприятий был Е.А. Черепанов (1774 - 1842), которому помогал сын М.Е. Черепанов (1803- 1849); оба числились крепостными известных заводчиков Демидовых. Они занимались улучшением фабричных механизмов, доменных, железоделательных и медеплавильных производств, в частности, с 1820 г. они изготовили и внедрили два десятка паровых машин мощностью от 2 до 60 л.с.

Одну из них, с котлом, оснащенным дымогарными трубками, под которым поместили два горизонтальных цилиндра, каждый диаметром около метра, в 1833 г. установили на двухосной тележке и соединили приводом с задней, ведущей осью. Черепановы изобрели и применили оригинальный механизм переключения хода с переднего на задний и наоборот.

В следующем году они выпустили локомотив на дорогу от Выйского завода до медного рудника, оборудованную чугунными рельсами (кстати, отсюда и известное прозвище железной дороги). Паровоз успешно водил по ней поезда с рудой массой до 3,2 т, развивая скорость до 14 км/ч.

В 1835 г. Черепановы изготовили второй, улучшенный локомотив, однако дальше Нижнего Тагила новая техника не ушла -«лошадиные силы» обходились фабрикантам куда дешевле, к тому же их было предостаточно. Впрочем, заводчики оценили заслуги изобретателей достаточно хорошо по тем временам - в 1833 г. отец, а спустя два года и сын были освобождены от крепостной зависимости. П

Игорь БЫНИН, инженер Рис. Михаила ШМИТОВА

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 1 ' 2 0 0 5

41