Самые первые паровозы. © Изобретения и изобретатели России

История изобретения паровоза имеет много спорных моментов. Известно, что первые попытки создания паровых самоходных машин представляли собой тележку на деревянной раме. В движение ее приводили простейший паровой котел и двигатель с вертикальными цилиндрами, благодаря которым и вращались колеса. Несмотря на то, что автором первых машин считается Жозеф Кюньо, поставить свое изобретение на рельсы ему не пришлось.

Ричард Тревитик

Первым, кто изобрел паровоз, стал Ричард Тревитик, инженер из Англии, который в 1801 году сначала продумал конструкцию новых паровых котлов – легких и практичных, а затем запатентовал первый в мире паровоз «Puffing Devil». Отличительной особенностью данной модели были хорошие технические характеристики, но и ее производство было прекращено из-за нехватки стали, из которой приходилось делать рельсы, потому что чугунные рельсы попросту не справлялись с огромным весом транспортного средства и прогибались.

Спустя 7 лет Тревитик разработал более совершенную конструкцию машины, способную двигаться со скоростью до 30 км/ч. Название «Catch Me Who Can» было дано этой модели не случайно: в Лондоне устраивались целые соревнования в скорости машины с лошадьми.

Последователи Тревитика

Первые паровозы в мире были тяжелыми, и не всегда могли перемещаться по слишком гладким рельсам. Поэтому изобретатели после Тревитика стремились придумать различные средства, которые улучшили бы сцепление колес с рельсами. Так, в 1811 году Уильямом Бартоном был построена новая паровая машина уже с тремя парами колес. Инновацией его подхода стали зубцы, которыми оснащали средние колеса. Они были нужны для сцепления с зубьями рейки, проложенной вдоль путей. Конечно, средство двигалось по рельсам гладко, но создавало такой шум, что от него пришлось отказаться, а зубцы заменить рычагами на шарнирах. Однако такое решение тоже не прижилось.

Еще один вариант паровоза был создан механиком Форстером и кузнецом Хэкуортом – их машина получила название «Пыхтящий Билли», что объяснялось громким шумом при выпуске пара. Конструкция получилось удачной, так как большую часть элементов воссоздали по аналогии с первой моделью Тревитика.

В 1813 году был построен паровоз «Блюхер», который придумал Джордж Стефенсон. Правда, ему пришлось потрудиться, чтобы его транспортное средство стало совершенным, и совершенство оно обрело только к 1816 году, когда был выпущен третий вариант, способный везти поезда весом до 50 тонн, развивая скорость 10 км/ч.

Черепановы

В то время как в мире уже начинали ездить паровозы, в России перемещение людей между городами осуществлялось на конных дилижансах. Историю паровозостроения в нашей стране начали Ефим и Мирон Черепановы – создатели первого российского паровоза. Уже в 1830 году они начали работать над своей машиной. «Пароходный дилижанец» — именно так называли свое творение Черепановы — был готов в 1834 году. «Железное чудо», пугающее окружающих, двигалось по чугунным рельсам, было рассчитано на перевозку руды, развивало скорость до 15 км/ч.

Черепановы стали первыми, кто создал паровоз в России, но их машина не оказалась востребована, а большинство моделей приобреталось за рубежом. К 1880 году количество паровых агрегатов в нашей стране значительно увеличилось, хотя их производство занимало только треть рынка. Но считается, что именно наши инженеры смогли разрушить монополию Англии на их производство. Эра паровозов длилась до 50-х годов XX века, а созданные транспортные средства эксплуатировались еще в 70-е годы. Сегодня увидеть первые паровозы можно разве только в музеях.

История паровоза тесно связана с возникновением рельсового пути и локомотива. Существуют сведения об использовании деревянных рельсов на шахтах и рудниках уже в первой половине 16-го века. В 18-м веке появились чугунные рельсы, которые вскоре заменили из-за хрупкости чугуна на рельсы из мягкого железа. До начала 19-го века по этим путям вывозили руду и уголь с рудников и шахт. Вагоны передвигались по рельсам с помощью лошадей. В 1801 году в Англии появилась первая пассажирская рельсовая дорога с конной тягой. С изобретением паровой машины и ее распространением многие изобретатели пытались использовать ее для транспортных нужд, например, в роли двигателя у самодвижущейся повозки.

В 1801—1803 годах англичанин Р. Тревитик изобрел несколько таких паровых повозок, которые не всегда успешно преодолевали скверные грунтовые дороги. В результате у изобретателя появилась идея построить паровую машину, передвигающуюся по рельсам. В 1803 году Р. Тревитик сконструировал свой первый паровоз, а в феврале 1804 года было проведено его испытание. Это был цилиндрический котел, закрепленный на двух осях. Топка находилась впереди под дымовой трубой, поэтому и тендер (повозка, в которой был уголь и сидел кочегар) цепляли впереди паровоза. В горизонтальном цилиндре с диаметром 210 мм ход поршня был равен 1,4 метра. Шток поршня сильно выдвигался впереди паровоза, поддерживался он специальным кронштейном. С одной стороны на осях имелась зубчато-колесная сложная передача, с другой стороны — большое маховое колесо. У паровоза были отличные характеристики. Так, при весе в 5 тонн он мог перевезти 5 вагонов общим весом 25 тонн со скоростью 8 км в час. Порожняком скорость увеличивалась до 26 км в час. Правда, паровоз сжигал очень много угля и изобретение не приносило коммерческих выгод. Кроме того, тяжелый паровоз часто ломал хрупкие чугунные рельсы и тендер дополнительно загружали запасом рельс.

Удачнее других оказались паровозы Дж. Стефенсона. Свой первый паровоз он построил в 1812 году, который перевозил грузы до 30,5 тонн, однако не брал крутых подъемов, а скорость с нагрузкой достигала всего 6 км в час. В 1815 году изобретателем был построен второй паровоз, а в 1816 году — третий, в котором он изобрел рессоры.

В 1821 году по поручению шахтовладельца Дарлингтона, основавшего компанию по строительству железной дороги, Стефенсон занимается строительством железной дороги протяженностью в 61 км от Дарлингтона к Стоктону. В сентябре 1825 года прошел первый поезд, состоявший из 34 вагонов. В 6-ти вагонах был груз с углем и мукой, остальные вагоны предназначались для перевозки пассажиров. Тащил вагоны созданный изобретателем паровоз «Передвижение». Средняя скорость паровоза составляла 10 км в час, на отдельных участках поезд набирал скорость до 24 км в час. Вес перевозимого груза достигал 90 тонн. В 1829 году Стефенсон представил на конкурсе на лучший локомотив свою знаменитую «Ракету», которая при весе 4,5 тонн легко передвигала поезд весом 17 тонн, при этом скорость паровоза достигала 21 км в час. С одним пассажирским вагоном и 36 пассажирами поезд развивал скорость до 38 км в час. «Ракета» была на порядок выше других локомотивов, она имела основные черты локомотивов более позднего периода. В России первый паровоз построили в 1834 году отец и сын Черепановы.

Наступила эра паровоза, которая продолжалась до 1950-х годов, затем их производство было остановлено. Паровозы продолжали эксплуатировать еще до середины 1970-х годов.

Вечером 31 июля 1821 года купец Эдуард Спенс отправился в английский порт Гулля встречать барк "Коттингем". На нем, как ему сообщили, прибудет посланник уральского горнозаводчика Демидова с важным поручением, которое сейчас назвали бы промышленной разведкой. В лодке, доставившей пассажиров на берег, сидел бородатый мужик в долгополой черной одежде, косоворотке и картузе.

"Податель сего, Ефим Черепанов, мастеровой железоделательных заводов Его превосходительства, рекомендуется вашему любезному вниманию... Его превосходительство желает, чтобы Черепанов осматривал в особенности железоделательные заводы и рудники вашей страны, а потому будьте любезны оказать ему всяческое содействие в осмотре этих предприятий. Английского языка он не знает", - рыжего бородача сопровождало рекомендательное письмо из Петербургской конторы Демидовых.

Через неделю Спенс отправил туда ответное растерянное письмо:

"Милостивые государи! Ваше любезное послание вручено мне Черепановым, длинная борода которого возымела несчастные последствия и привлекла внимание, как вы можете убедиться из приложенной газеты. Его приняли за шпиона, и я боюсь, что подозрительная внешность и эта публикация, которую прочтут во всех промышленных районах, может помешать ему получить доступ на многие достопримечательные и важные заводы..."

Бород в Англии не носили уже лет триста - со времен Тюдоров. А Ефим Черепанов был старообрядцем. Предки его бежали за Уральские горы из Вологодского края от религиозных репрессий. Потомки по сей день сохраняют иконописного склада лица выходцев с русского Севера.

Англичане отказались показывать чертежи бородатому "разведчику". Диковинный паровоз он оценивал "вприглядку". И тот ему категорически не понравился:

Смотрел паровую машину Мерея, что возит каменный уголь в один раз по 2 тыс. пудов на расстояние четырех верст три раза в день, - писал Ефим Черепанов в отчете о командировке. - Машина сия зело диковинна, но для нас она негожа по той причине, что аглицкие мастера хошь и скоры до дела, но машины их служат недолго, а потом часто стоят в ремонте".

Да только ведь заело умельца...

"Сии машины для заводов железных и медных не нужны, хотя паровые машины, если будет угодно Их высокопревосходительству, можно завести и пристроить ко всякому действию".

И ведь завели. И пристроили. Но это случилось не скоро.

1774 год. Нижний Тагил

Ефим Черепанов родился в семье крепостного-чернорабочего. В семье - девять детей, у всех понятное и короткое будущее в "империи Демидовых" - от "подай-поднеси" дровишек в восемь лет до смерти в сорок, выкашляв забитые угольной пылью легкие.

Однако отцу чудом удалось устроить мальчишку в мастерскую по выделке воздуходувных мехов. Тот оказался любознательным и рукастым. И неуклонно стал подниматься вверх, как сказали бы сегодня, на социальном лифте. В 20 лет - мастер. В 33 - главный плотинный сначала одного, а затем и всех девяти демидовских нижнетагильских заводов. Тогда же организовал по собственному почину "механическое заведение" - конструкторское и испытательное бюро. Здесь впервые построил маленькую, в две человеческие силы, паровую машину, от которой работали станки...

По сути, Ефим Черепанов стоял у истоков российского машиностроения.

Очень вовремя подрос сын Мирон, такой же рыжий и такой же неуемный в работе. Когда Ефима назначили главным механиком тагильских заводов, сын стал помощником. Вдвоем они построили и "пристроили к действию" 25 паровых машин - для откачки воды из шахт, промывки золота, проката железа...

Но главным дело их жизни стала "паровая телега" для транспортировки руды с рудника на завод.

1833 год. Англия

Через двенадцать лет после отца Мирона тоже командируют в Англию. На нем кафтан, фуражка с лаковым козырьком - обычный костюм мастера. Он, конечно, с бородой. И он тоже вручает рекомендательное письмо уже известному нам Спенсу: мол, направляем за опытом:

Черепанова - сына, как вы можете узнать по цвету волос, того Черепанова, который был у вас в 1821 году... Черепанов не пожелал последовать нашему совету и дать обрить себе бороду. Постарайтесь убедить его сделать это".

Стоит ли говорить, что вторая попытка Спенсу тоже не удалась?

Но и Мирону не удалось, как и отцу, взглянуть на чертежи: англичане пуще глаза берегли секреты своих паровых машин, до 1841-го государство запрещало вывозить их за границу. Мирон сетовал на "затруднения как по незнанию языка, так и по возможности видеть внутреннее расположение машин, в действии находящихся".

Но ни его, ни отца уже было не остановить.

1834 год. Нижний Тагил

Паровоз они строили почти полгода, в свободное от работы время - как хобби. Несмотря на распоряжение начальства "дать Черепановым способ устроить паровые телеги для перевозки тяжестей", тагильские приказчики не освободили умельцев от их многочисленных обязанностей. Попутно были проложены рельсы по Подсарайной улице, которую вскоре переименовали в Пароходную (так она называется и в наши дни). Построен сарай для "сухопутного дилижанца" - первое российское депо...

А в первых числах сентября 1834 года было закончено главное дело.

"Открывают!" - крикнул кто-то в толпе. Тяжелые ворота медленно приоткрылись..., - читаем репортаж в майском номере петербургского "Горного журнала" за 1835 год: - Еще минута ожидания, и в раме ворот появился сухопутный пароход - машина невиданная, ни на что не похожая, с высокой дымящей трубой, сверкающая начищенными бронзовыми частями. На площадочке у рукояток стоял Мирон Черепанов. Пароход покатил мимо молчаливой толпы...".

Никакого "веселится и ликует весь народ". Он, обескураженный, безмолвствует.

За устройство паровых машин, которые "приносят честь как строителю их, простому практику заводскому служителю Черепанову, так и Демидовым, которые доставили ему случай к большему усовершенствованию себя", Ефима наградили серебряной медалью "За полезное". Государь император награждение высочайше утвердить соизволил. Вместе с медалью Ефим и его жена получили вольную. Через три года от крепостной зависимости освободили Мирона. Слава и воля пришли к Черепановым.

А их любимое детище впало в немилость...

По чугунной 400-саженной (854 метра) дороге стали возить руду с рудника на завод и катать высоких гостей. Но Великого князя Александра Николаевича, будущего императора Александра II, сподвигнуть на поездку не удалось: он даже не вышел из коляски, глянул на пыхтящий паровоз, спросил: "Кем устроен?" - и отбыл. Да и тагильское начальство относилось к новшеству, мягко говоря, недоверчиво: во-первых, паровоз отнимал хлеб у откупщиков, хорошо кормившихся на транспортных перевозках, во-вторых, требовал квалифицированного персонала. Когда потребовался ремонт, решили, что это "слишком коштовато" (дорого), и паровоз заменили лошадьми. Так и таскали коняги вагонетки с рудой по черепановским рельсам...

А первенца Черепановых, на котором они даже украсили фигурной решеткой трубу, в последний момент не отправили на Петербургскую промышленную выставку. Как знать, попади их паровоз (обошедшийся в 1500 рублей) на смотрины в столицу, и не пришлось бы закупать втридорога заграничные (47,5 тыс. рублей каждый)...

Так канул в безвестность черепановский "дилижанец". Три паровоза, построенные отцом и сыном, бесславно ржавели сброшенные с рельсов, по которым пустили конку. Первой в России считается железная дорога Санкт-Петербург - Москва, вдоль которой "веселится и ликует весь народ". И паровозы для которой закупали в Англии.

Через четыре года после Петербургской выставки, в разгар железнодорожной "лихорадки" в России, уральскому горнозаводчику Анатолию Демидову принесли проект о создании рельсопрокатного производства. Резолюция Хозяина: это невозможно, поскольку "в Нижнетагильских заводах нет специалистов по постройке паровозов..."

Каково было слышать это Мирону Черепанову, ненадолго пережившему отца...

1842 год. Нижний Тагил

Ефим Черепанов сгорел на работе в 68 лет. Он много раз просился в отставку "за преклонностью лет". Прошение рассматривали три года, решение так и не вынесли. Ефим Алексеевич "помер от апоплексического удара, выезжавши еще накануне смерти по делам службы", говорилось в донесении заводоуправления. А через шесть лет "после болезни помер механик Мирон Черепанов, служивший около 34 лет при заводах, который занимался многими устройствами по механической части, а равно оказал немаловажные услуги по перестройке заводских плотин, которые производились под его наблюдением и руководством". Ему было 46.

Где могилы отца и сына, неизвестно.

ВЗГЛЯД СКВОЗЬ ГОДЫ

Кладбище паровозов

Кладбище паровозов.
Ржавые корпуса.
Трубы полны забвенья,
свинчены голоса.

Словно распад сознанья -
полосы и круги.
Грозные топки смерти.
Мертвые рычаги.

Градусники разбиты:
цифирки да стекло -
мертвым не нужно
мерить,
есть ли у них тепло.

Мертвым не нужно
зренья -
выкрошены глаза.
Время вам подарило
вечные тормоза.

В ваших вагонах
длинных
двери не застучат,
женщина не засмеется,
не запоет солдат.

Вихрем песка ночного
будку не занесет.
Юноша мягкой тряпкой
поршни не оботрет.

Больше не раскалятся
ваши колосники.
Мамонты пятилеток
сбили свои клыки.

Эти дворцы металла
строил союз труда:
слесари и шахтеры,
села и города.

Шапку сними, товарищ.
Вот они, дни войны.
Ржавчина на железе,
щеки твои бледны.

Произносить не надо
ни одного из слов.
Ненависть молча зреет,
молча цветет любовь.

Тут ведь одно железо.
Пусть оно учит всех.
Медленно и спокойно
падает первый снег.

Ярослав Смеляков

Д ва года назад, к 180-летнему юбилею паровоза, весь Нижний Тагил в память о Черепановых клеил цветные паровозики из бумаги: музейщики хотели устроить красочную инсталляцию. Планировался состав из 240 локомотивов - по числу лет от рождения Ефима Алексеевича. Горожане принесли 1827...Их составили вдоль улицы, на которой стоит дом Черепановых и где когда-то пыхтел по рельсам их любимый маленький "пароход".

История создания первого в мире паровоза довольно разнообразна и имеет множество спорных вопросов. Сам паровоз представляет собой агрегат на пару, который установлен на движущиеся шасси, что предназначено для движения по металлическим рельсам. Платформа предназначена для перемещения различных грузов и пассажиров. В 1769 году создание первого паровоза в мире началось с обустройства обычной деревянной тележки, поставленной на рельсы. На повозке был установлен примитивный паровой котел и машина с вертикальными паровыми цилиндрами, которые вращали передние колеса. Однако попытки конструктора Жозефа Кюньо воплотить в реальность свои мечты не увенчались успехом, и проект был закрыт спустя один год в 1770 году.

Когда был создан первый паровоз?

В 1803 году опытный английский инженер, знающий принципы механики и газодинамики Ричард Тревитик, изобрел новые паровые котлы, которые обладали необходимой легкостью и практичностью для установки на движущееся шасси. Официальной датой изобретения первого в мире паровоза под названием «Puffing Devil» считается 1801 год создания, когда изобретатель Ричард Тревитик заполучил патент на свое уникальное творение.

Какой был первый паровоз?

Новая техника под названием «Puffing Devil» существенно отличалась от предыдущих версий не только по техническим характеристикам, но и по внешнему виду. Однако паравоз не смотря на свою, казалось бы, современность так и не смог покорить железную дорогу, ведь из-за дефицита стали, чугунные рельсы не могли выдерживать огромный вес паровоза и постепенно прогибались. Одним утром, после ночной стоянки техника попросту не смогла сдвинуться с места.

Кто изобрел паровоз?

Изобретателем первого в мире паровоза считается Ричард Тревитик . Именно упорство в саморазвитии и наличие образования позволило в будущем занять должность главного инженера в одной из машиностроительных компаний. В 29 лет изобретатель получил свой первый патент на изобретение, паровую машину высокого давления, собственно которую он и применил для первого паровоза.

Последующие 10 лет инженер занимался разработкой нескольких паровозов, один из которых в 1808 году стал более совершенным и развивал скорость около 30 км/ч. Машина имела название «Catch MeWho Can» , что в переводе означало «Поймай меня, кто сможет». Однако из-за отсутствия инвесторов пришлось отложить развитие данного проекта. В 1816 году Ричард полностью разорился и поехал на войну в Перу. Вскоре после ранения в 1827 году вернулся домой в Дартфорд, где спустя 6 лет умер в полной нищете.

Первый российский паровоз

В России первый отечественный паровоз был построен инженерами Мироном и Ефимом , сыном и отцом в 1833 году. Техника имела похожую конструкцию как у английского паровоза изобретателя Стефенсона «Ракета». Дело в том, что Мирон Черепанов, создатель паровоза, ранее побывал в Англии, где собственно и увидел данное творение. Позже идея посетила инженера и натолкнула на создание собственной техники. Уже в 1834 году самый первый персональный паровоз проходил испытания на Выйском заводе в Нижнем Тагиле. Паровозы семьи Черепановых таскали за собой вагоны с рудой весом не менее 3 тонн, со скоростью 15 км/час.

Изобретатель : Ричард Тривайтик
Страна : Англия
Время изобретения : 1804 г.

История паровоза совмещает в себе две истории: историю рельсового пути и историю локомотива. Причем первый возник гораздо раньше второго. О применении деревянных рельсов в горном деле пишет еще Себастьян Мюнстер в своей книге, вышедшей в 1541 году. В XVIII веке рельсы стали изготавливать из чугуна, а в начале XIX века - из мягкого (чугун вследствие своей хрупкости, быстро разрушался).

Долгое время железнодорожные пути сооружались только на рудниках, но потом получили распространение пассажирские дороги с конной тягой. Первая такая рельсовая дорога была устроена в 1801 году в Англии между Уондсвортом и Кройдоном.

Что касается локомотива, то он мог явиться на свет лишь после великого изобретения Уатта. Как только паровая машина получила некоторое распространение, нашлось много изобретателей, старавшихся приспособить ее для нужд транспорта - например, использовать паровую машину в качестве двигателя для самодвижущейся повозки.

Первую попытку в этом роде сделал помощник Уатта Мердок. Он прежде других понял, что двигатель паромобиля должен отличаться по конструкции от стационарной паровой машины. Для того чтобы повозка кроме себя самой могла перевозить полезный груз, двигатель должен быть компактным, легким и мощным. Прежде всего, Мердок предложил повысить давление в цилиндре до 3-3, 5 атмосфер (тогда это давление считалось очень высоким).

Он также посчитал необходимым отказаться от конденсатора и выпускать отработанный пар «на выхлоп» в атмосферу. В 1786 году Мердок соорудил действующую модель паровой тележки. Однако Уатт отнесся к опытам своего помощника очень холодно, и Мердоку пришлось оставить свои эксперименты. К счастью, при опытах Мердока в Редрете присутствовал смышленый и любознательный подросток - Ричард Тривайтик. Увиденное произвело на него огромное впечатление, и, повзрослев, он посвятил свою жизнь созданию паровых самодвижущихся транспортных машин.

Начал Тривайтик с того, на чем остановился Мердок. Сначала он сконструировал паровой двигатель повышенного давления, работавший «на выхлоп» без конденсатора. Затем в 1801-1803 годах он построил несколько паровых повозок, которые весьма успешно бегали по скверной дороге из Кемборна в Плимут. По существу, это были первые в истории . Но до изобретения ездить на таких машинах могли только энтузиасты.

Хороших дорог было мало, и никакие рессоры не спасали машину и ее водителя от жестокой тряски. К тому же все эти сооружения были очень громоздкими и тяжеловесными для того, чтобы передвигаться по грунтовым дорогам. Тогда у Тривайтика возникла идея поставить паровой автомобиль на рельсы. В 1804 году он создал свой первый паровоз.

Этот паровоз представлял собой цилиндрический паровой котел, покоившийся на двух осях. Топка располагалась впереди под дымовой трубой, так что тендер (повозку с углем, где сидел кочегар) приходилось прицеплять впереди паровоза. Длинный горизонтальный цилиндр 210 мм в диаметре имел ход поршня в 1, 4 м. Шток поршня далеко выдавался впереди паровоза и поддерживался особым кронштейном.

С одной стороны паровоза имелась сложная зубчато-колесная передача на обе оси, с другой - большое маховое колесо, как у фабричной паровой машины. По многим показателям этот первый в истории паровоз имел удивительные характеристики. Так, при собственном весе в 5 т он транспортировал со скоростью 8 км/ч пять вагонов общим весом 25 т. Порожняком он двигался со скоростью 26 км/ч.

Тривайтик не был уверен, что трения между колесами и рельсами будет достаточно для поступательного движения паровоза. Поэтому наружная часть колеса, выдававшаяся за рельсы, была утыкана головками гвоздей, которые вдавливались в брусья, уложенные параллельно рельсам. Впрочем, очень скоро Тривайтик убедился, что нужды в этих дополнительных приспособлениях нет - паровоз мог прекрасно передвигаться по гладким рельсам и тащить за собой несколько вагонов.

Несмотря на свои хорошие ходовые качества, первый паровоз не вызвал к себе интереса. Дело в том, что Тривайтику приходилось демонстрировать свое детище на Мертир-Тидвилской конной железной дороге. Тяжелый паровоз постоянно ломал чугунные рельсы. Было очевидно, что для него придется строить специальные пути. Однако хозяева рудников, которых Тривайтик хотел заинтересовать паровозом, не хотели вкладывать деньги в строительство новой дороги и отказались финансировать изобретателя.

В последующие годы Тривайтик сконструировал и построил еще несколько паровозов. Паровоз 1808 года был дальнейшим шагом вперед. Тривайтик убрал громоздкую зубчатую передачу. Движение от вертикального цилиндра передавалось посредством простых шатунов с кривошипами на заднюю ось. Часть отработанного пара шла на подогрев воды в котле, часть - выпускалась через суженное отверстие в дымовую трубу для усиления тяги в топке. Этот усовершенствованный паровоз порожняком развивал скорость 30 км/ч. Однако и эта замечательная машина никого не заинтересовала.

В 1811 году, окончательно разорившись, Тривайтик должен был прекратить свои опыты. Беда его заключалась в том, что он явился со своим изобретением слишком рано. Не только железо, но и чугун еще были слишком дороги. Поэтому строительство железных дорог казалось нерентабельным. Высокоточных металлорежущих станков также было очень мало. Все детали паровоза приходилось делать вручную, их себестоимость была высокой. Кроме того, шла война с Наполеоном, Англия была стеснена континентальной блокадой, и все проекты, требовавшие больших капиталовложений, не могли быть реализованы.

Но, разумеется, никакие трудности не могли остановить техническую мысль. Появились новые изобретатели, взявшиеся за создание паровоза. Долгое время среди механиков было распространено убеждение, что гладкое колесо не может катиться по гладкому железному рельсу. Стараясь избежать этой мнимой опасности, некоторые изобретатели пошли по ложному пути. В 1812 году Бленкистон, один из владельцев Мидлтонских угольных копей в Йоркшире, проложил небольшую железную дорогу длиной 6 км между Мидлтоном и Лидсом специально для паровоза.

В том же году механик Муррей построил по проекту Бленкистона паровоз, обладавший достаточно хорошими техническими показателями. Он передвигался по обычным рельсам и имел колеса с гладкими ободьями. Но движение осуществлялось при помощи зубчатого колеса, катившегося по зубчатой рейке, положенной рядом с гладкими рельсами. Машина имела два паровых цилиндра. Кривошипы двигателей были смещены друг относительно друга на 90 градусов. Когда один из них оказывался в мертвой точке, другой в это время действовал с наибольшей силой.

Это был первый паровой двигатель двойного действия, способный начинать работу из любого положения кривошипа. Паровоз Муррея мог транспортировать 20 т полезного груза со скоростью 6 км/ч. С более легкой нагрузкой он мог брать очень крутые подъемы. Несколько таких паровозов было построено для обслуживания рудников, но широкого распространения они не получили в силу того, что имели очень незначительную скорость, высокую цену и часто простаивали из-за поломки путей.

Другой изобретатель, Брунтон, в 1813 году соорудил паровоз с двумя механизмами, которые наподобие ног должны были отталкиваться от земли и двигать машину вперед (при первом же испытании этот паровоз взорвался, так как при расчете котла были допущены ошибки).Вскоре было доказано, что гладкое колесо вполне может двигаться по гладкому рельсу. Два изобретателя - Блекетт и Хедлей - соорудили специальную тележку с гладкими ободьями, которая приводилась в движение при помощи зубчатой передачи людьми, находящимися на ней. На тележку нагружали железо, меняя таким образом ее вес.

В ходе этих опытов было показано, что трение ведущих колес тележки (то есть тех колес, которые получали обороты от двигателя) в 50 раз превышало трение колес, свободно катившихся по рельсу. Следовательно, благодаря упору своих ведущих колес любой локомотив мог тащить груз, в 50 раз превышающий его сцепной груз (вес, приходящийся на колеса паровоза, спаренные с двигателем).

В 1815 году Блекетт и Хедлей собрали очень хороший паровоз, получивший название «Пыхтящий Билли». Имея в своем распоряжении чертежи Тривайтика, они смогли воспользоваться многими его наработками. Очень долго конструкторы бились над проблемой, стоявшей перед всеми изобретателями паровоза того времени, - как уменьшить нагрузку на ось, чтобы локомотив не ломал рельсов.

Поначалу это происходило слишком часто, так что перед каждой поездкой тендер приходилось нагружать запасом чугунных рельс. Наконец Блекетт и Хедлей поставили котел на одну раму с тендером, снабдив ее четырьмя парами колес, так что «Билли» имел четыре ведущих оси. Только после этого он перестал портить пути. Этот паровоз эксплуатировался на руднике до 1865 года, после чего был сдан в Лондонский музей.

Между тем окончательная победа над Наполеоном привела к изменению рыночной конъюнктуры. Англия вступила в период нового промышленного подъема. Спрос на уголь резко повысился, в результате чего владельцы копей все острее стали осознавать нужду в паровом транспорте. Теперь многие из них готовы были финансировать опыты по строительству паровозов. В то время идея паровой тяги носилась в воздухе, над ней в разных местах Англии трудилось сразу несколько десятков механиков, разрабатывавших различные конструкции паровозов.

Удачнее других оказались локомотивы, сконструированные и построенные Джорджем Стефенсоном. В 1812 году, будучи главным механиком Киллингуортских копей, Стефенсон предложил своему хозяину Томасу Лидделу проект своего первого паровоза. Тот согласился оплатить его постройку. В 1814 году работа была закончена. Паровоз, получивший имя «Блюхер», включился в работу по обслуживанию рудника.

По конструкции он сильно напоминал паровоз Бленкинстона, но без зубчатого ведущего колеса. Он имел два вертикально поставленных паровых цилиндра; движение от поршня передавалось шатунами на два ведущих ската. Эти скаты были соединены зубчато-колесной передачей. Тендер был отделен от паровоза и прицеплен сзади. «Блюхер» мог перевозить груз весом 30, 5 т, но не мог брать крутых подъемов и развивал с нагрузкой скорость всего 6 км/ч. По многим параметрам он уступал «Пыхтящему Билли» и после года эксплуатации оказался лишь немногим выгоднее использовавшихся до этого лошадей.

Причиной неудачи была слабая тяга. Отработанный пар выпускался прямо в воздух, а не в трубу, где он мог бы усилить тягу в топке. Этот недостаток Стефенсон устранил в первую очередь. После того как отработанный пар стал поступать в трубу, тяга усилилась. Усовершенствованный паровоз уже всерьез конкурировал с лошадьми, и Лиддел охотно дал деньги на продолжение опытов.

В 1815 году Стефенсон построил свой второй паровоз. В этой конструкции он отказался от соединения осей зубчато-колесной передачей. Вертикальные паровые котлы были поставлены прямо над осями, и движение от поршней передавалось непосредственно на ведущие оси, спаренные между собой цепью. В 1816 году был закончен третий паровоз «Киллингуорт». Для него Стефенсон впервые придумал и применил рессоры (до этого котел устанавливался прямо на раму, вследствие чего паровоз буквально вытряхивал душу из машиниста, подпрыгивая на стыках).

Одновременно Стефенсон работал над усовершенствованием рельсового пути. В то время широко употреблялись хрупкие чугунные рельсы. При движении тяжелого паровоза они то и дело лопались в стыках. Стефенсон придумал косой стык и взял на него патент. Однако тогда же ему стало окончательно ясно, что до тех пор, пока чугунные рельсы не будут заменены железными, кардинальных улучшений ждать не приходится. Железо было в несколько раз дороже чугуна, и хозяева неохотно шли на строительство таких дорогих дорог. Но Стефенсон доказал, что паровозы выгодно использовать лишь тогда, когда сила их тяги достаточно велика.

Для того чтобы паровозы могли возить большие составы и развивать значительные скорости, необходимо решительно, не жалея никаких затрат, перестроить существующие конные дороги, по которым приходилось ездить первым паровозам, в двух отношениях: смягчить уклоны и усилить рельсы. Эти идеи Стефенсону удалось реализовать через несколько лет.

В 1821 году один из шахтовладельцев Дарлингтона Эдгард Пиз основал компанию по строительству железной дороги от Дарлингтона к Стоктону и поручил ее сооружение Стефенсону. Общая длина дороги с боковыми ветками составляла 56, 3 км. Это было значительное по тем временам предприятие, и Стефенсон с увлечением взялся за его осуществление. С большим трудом ему удалось убедить Пиза и его компаньонов уложить на половине длины дороги железные рельсы вместо чугунных, хотя те и стоили в два раза дороже. 19 сентября 1825 года по дороге торжественно прошел первый поезд из 34-х вагонов.

Шесть из них были нагружены углем и мукой, на остальных были размещены скамейки для публики. Тащил все эти вагоны новый паровоз «Передвижение», которым управлял сам Стефенсон. Под звуки музыки и веселые возгласы пассажиров поезд успешно прошел до Стоктона. Средняя скорость его была 10 км/ч. Впереди локомотива скакал верховой с флагом, прося публику освободить рельсы. На отдельных участках ему приходилось мчаться во весь опор, потому что поезд разгонялся до 24 км/ч. Всего за этот рейс было перевезено более 600 пассажиров. Вместе с остальным грузом эта публика весила около 90 т.

В связи с успешным строительством Дарлингтон-Стоктонской дороги имя Стефенсона стало широко известно. В 1826 году совет директоров транспортной компании Манчестер-Ливерпульской дороги предложил Стефенсону пост главного инженера с окладом в 1000 фунтов стерлингов. Строительство этой дороги представляло большую сложность, поскольку она проходила по сильнопересеченной местности. Пришлось возводить множество разнообразных искусственных сооружений: насыпи, выемки, туннели и т.п.

Одних мостов было построено 63. Под самым Ливерпулем надо было проложить туннель длиной 2, 4 км в скальном грунте. Потом пришлось сделать выемку в высокой песчаной скале (всего во время этой работы было удалено 480 тыс. куб. м камня). Особенно большие трудности представляло сооружение полотна через торфяные болота Чэт-Мосс, шириной 6, 5 км и глубиной 15 м. Общая стоимость работ вскоре превысила все предварительные сметы, а Стефенсон между тем настойчиво требовал, чтобы вместо дешевых чугунных рельс были уложены дорогие железные. Ему потребовались все его красноречие и весь его авторитет, чтобы доказать директорам: именно так, а не иначе следует строить железные дороги.

Наконец, все препятствия были благополучно преодолены. В 1829 году, когда дорога близилась к своему завершению, и надо было уже думать о подвижном составе, компания объявили свободный конкурс на лучшую конструкцию локомотива. Возле Рейнхилла был выделен новый участок длиной 3 км. Паровозы, участвовавшие в состязаниях, должны были пройти эту дистанцию 20 раз.

Стефенсон выставил в Рейнхилле свой новый паровоз «Ракета», построенный на его заводе по последнему слову тогдашней техники. Еще в 1826 году он разработал конструкцию локомотива с наклонным цилиндром (впервые она была опробована на паровозе «Америка»). Это позволяло уменьшить вредное пространство в цилиндрах, что при вертикальном их расположении являлось весьма важным. Был также значительно усовершенствован паровой котел и впервые были применены дымогарные трубки, о которых надо сказать подробнее.

Вообще, паровой котел был одним из важнейших узлов паровоза, от которого во многом зависели его технические характеристики. К нему предъявлялся целый ряд требований: при незначительном расходе угля и воды он должен был давать возможно большее количество упругого пара. Этого эффекта можно было достичь, прежде всего, увеличивая площадь соприкосновения между водой и горячими газами. Простейшим видоизменением цилиндрического котла стал котел с жаровой трубой, в котором первый дымоход проходил не под котлом, а внутри него.

Следующим шагом явился трубчатый котел, изобретенный в 1828 году французским инженером Сегеном. Внутри этого котла проходили металлические дымогарные трубы, по которым из топки в дымовую трубу двигался горячий газ. В трубчатом котле поверхность нагрева была значительно больше, чем в цилиндрическом. При этом гораздо большая часть теплоты шла на парообразование и сравнительно меньшая улетала в трубу. На «Ракете» общая поверхность нагрева котла составляла около 13 квадратных метров, из которых на трубки приходилось 11. Поэтому при тех же габаритах производительность котла была значительно больше.

Рейнхильские состязания стали крупным событием в истории паровоза; считается, что ими закончился период его детства. На состязаниях присутствовало около 10 тысяч зрителей, и это лучше всего говорит об огромном интересе простой публики к паровому транспорту. Надежды, которые Стефенсон возлагал на свое творение, полностью оправдались. 10 октября «Ракета», идя порожняком, развила рекордную для тех времен скорость 48 км/ч. При собственном весе 4, 5 т этот паровоз свободно тянул поезд общим весом 17 т со скоростью 21 км/ч. Скорость движения паровоза с одним пассажирским вагоном достигала 38 км/ч.

По всем показателям «Ракета» оказалась на порядок лучше всех других локомотивов, и приз в 500 фунтов стерлингов был вручен Стефенсону. Он разделил его со своим помощником Бутом, предложившим идею трубчатого котла (ни Бут, ни сам Стефенсон в то время еще ничего не знали об изобретении Сегена). «Ракету» можно считать уже вполне совершенным паровозом, так как она имела все важнейшие черты позднейших локомотивов: 1) топка была окружена водой котла; 2) котел был расположен горизонтально и имел дымогарные трубы; 3) пар уходил в дымовую трубу, что усиливало тягу и увеличивало топки; 4) сила пара передавалась колесам через шатуны без всяких зубчатых передач.

В следующем году линия Ливерпуль - Манчестер была торжественно открыта. Строительство дороги потребовало неслыханных по тем временам капиталовложений. Общие затраты на ее прокладку составили 739 тысяч фунтов стерлингов. Однако потребность в этой дороге была настолько велика, что она окупилась достаточно быстро. Это было лучшей рекомендацией новому виду транспорта. Через несколько лет по всему миру развернулось бурное железнодорожное строительство. Началась эра паровоза.

Значение Ливерпуль-Манчестерской дороги в этом процессе трудно переоценить - она была первым в истории крупным, технически правильно осуществленным проектом железнодорожного строительства. Многие находки Стефенсона, касавшиеся устройства насыпей, строительства дамб и туннелей, укладки рельсов и шпал и пр., сделались потом образцом для других инженеров. Масштабные перемены, вызванные широким распространением паровозов, были настолько огромны, что можно сказать без преувеличения - они изменили облик мира.

До изобретения железных дорог важнейшие промышленные города лежали у морского побережья или на судоходных реках. Главным транспортным средством служили . Внутри страны перевозка грузов происходила гужевым транспортом, причем во всех странах дороги находились в очень скверном состоянии. При отсутствии дорог не могла развиваться промышленность. Многие территории, имевшие полезные ископаемые, были тем не менее обречены на бездеятельность.

Переход к паровому транспорту привел к значительному увеличению скорости передвижения и грузооборота, при том, что цена перевозки заметно снизилась. Самые отдаленные местности оказались вскоре связаны железными дорогами с промышленными центрами, портами и источниками сырья, вовлечены в общий ритм экономической жизни. Расстояние перестало быть препятствием, и промышленность получила мощный стимул к своему развитию.