Физика на железной дороге (стр. 5 )

Первые короткие железные дороги на паровой тяге для промышленных нужд появились в США в конце 1820-х годов. Построить железнодорожные пути не составляло особого труда. Куда хуже дело обстояло с локомотивами. Тогда в 1826 году всё тот же Стивенс сконструировал и провел первые испытания своего парового локомотива «Steam Wagon» (которые называли «a steam-powered horse carriage» — паровая конка). Для проведения испытаний Д. Стивенс сконструировал круговой трек в своем имении в Хобокен, Нью-Джерси. Испытания прошли успешно.

Далее в 1829 году Гортарио Ален (Hortario Allen) будучи главным инженером судоходной компании Делавер-Хадсон (Delaware & Hudson) провел успешные испытания простого, с точки зрения инженерии, английского локомотива, получившего название Stourbridge Lion между Хонесдейл и Карбонвейл, что в Пенсильвании.

Эти три события (хартия и 2 паровоза) послужили отправной точкой развития железных дорог в США, которое полноценно началось в конце 20-х годов XIX века.

Первая дорога для общественного пользования с пассажирским движением открылась в 1830 году в штате Мэриленд (Baltimore and Ohio Railroad)[5].

Для пассажирских перевозок в том же году были спроектированы паровозы Tom Thumb, построенный американцем Питером Купером (Peter Cooper) и «The Best Friend Of Charleston», построенный «South Carolina Canal and Rail Road Company» в West Point Foudry в Нью-Йорке. Паровоз зарекомендовал себя как надежный вид транспорта. Поэтому железные дороги стали напрямую конкурировать с судоходством.

Однако общественность считала паровые машины «Сынами дьявола» и что путешествие на них, кроме «сотрясения мозга», ни к чему не приводит. Однако преимущество их над пароходами было бесспорным. Ярким примером служит эксперимент, точнее соревнование, между паровозом и пароходом. Условия состязания были невероятно просты: пройти определённый путь как можно быстрее. Для этого был выбран маршрут между городками Цинциннати и Сент-Луис. Расстояние по воде составляло 702 мили и было преодолено пароходом за 3 дня. Паровоз же затратил всего 16 часов, да и расстояние ему пришлось пройти всего в 339 миль!..

За 10 лет (1830—1840) протяжённость железных дорог в США увеличилась с 40 миль до 2755 миль[6] (4,4 тыс. км[7]). А перед началом Гражданской войны, в 1860 году, и вовсе, более чем до 30 тыс. миль!

Развитие сельского хозяйства привело к бурному росту строительства железных дорог. Поскольку фермы с самого начала работали на рынок, для вывоза их продукции необходимы были современные пути сообщения.

Примерно с 1865 года начинается «Золотой век» железных дорог в США. За 50 лет с (1865—1916) развитие железных дорог приняло грандиозный масштаб: железнодорожная сеть увеличилась с 35 000 до 254 000 миль! К 1916 году практически 100 % внутригосударственных перевозок (пассажирских и грузовых) осуществлялись по железной дороге.

История железнодорожного строительства США — это история мобилизации общественных ресурсов и природных богатств страны в пользу кучки железнодорожных магнатов. Ещё до начала строительства железнодорожным компаниям были предоставлены правительственные субсидии из расчета от 16 до 48 тыс. долларов на каждую милю будущего пути. Трассу при этом определяли сами компании и естественно постарались максимально её удлинить, в результате железные дороги оказались чрезвычайно извилистыми, впоследствии их пришлось спрямлять. Кроме того, компаниям предоставлялась в собственность земля на 10 миль в каждую сторону от прокладываемой дороги. Так, владельцы железных дорог получили в собственность за 1870—1880 годы 242 тыс. мильІ земли, в то время как переселенцы согласно Гомстед-акту (за этот период) — только 65. Железнодорожные магнаты вымогали крупные субсидии и участки земли у городов и графств, угрожая в противном случае направить железную дорогу мимо них.

Однако железнодорожное строительство имело важные последствия для Соединённых Штатов. Во-первых, была создана инфраструктура, окончательно связавшая в единое целое внутренний рынок. Во-вторых, железнодорожное строительство способствовало подъему металлургии и транспортного машиностроения. Особенно это проявилось тогда, когда чугунные рельсы начали заменять стальными. Железнодорожное строительство предъявляло настолько большой спрос на рельсы, что, несмотря на огромный рост металлургии и высокие ввозные пошлины, вплоть до 90-х годов стальные рельсы ещё частично импортировались из Англии. Важным результатом железнодорожного строительства было накопление капитала акционерных компаний, бравших подряды на строительство трансконтинентальных дорог.

Однако во время Первой мировой войны федеральное правительство США взяло под свой контроль железнодорожную сферу. С этого момента можно считать, что Золотой век железных дорог в США начинает заканчиваться. К 1920 году железные дороги вновь были переданы в частные руки, но возвращены они были в ветхом состоянии, и нуждались в кардинальной реконструкции и существенном улучшении.

В 1920 году федеральным правительством был принят «Закон о транспортных перевозках», что стало последним этапом в федеральном регулировании. «Золотой век» в железнодорожном строительстве США завершился.

Россия[]

Российское правительство озаботилось вопросами прокладки железной дороги в начале XIX века. Базой для этого направления стал Департамент водных коммуникаций, созданный в 1798 году по утверждённому императором Павлом I проекту. Организацию возглавил [8]. Департамент при Румянцеве действовал успешно, активно развивался и в 1809 году расширил свои полномочия и был переименован в Управление водяными и сухопутными сообщениями. На базе, построенной Румянцевым, в том же 1809 году был создан военный Институт корпуса путей сообщения.[8]

См. также: Министерство путей сообщения#История образования

После победы в Отечественной войне 1812 года работы над усовершенствованием системы коммуникаций были продолжены. В завершающую стадию они вступили во второй четверти XIX века. Институт корпуса путей сообщения выпустил плеяду высококвалифицированных, современных специалистов для строительства и эксплуатации российских железных дорог.

См. также: Петербургский государственный университет путей сообщения#1826—1851 годы. Подготовка и создание железных дорог

Кроме решения технических и кадровых вопросов, необходимо было преодолеть общественное мнение: в России в это время количество противников строительства железных дорог существенно превалировало над сторонниками.

Основным доводом противников строительства железных дорог был климат — полгода зимы с морозами и вьюгами:

…да и где взять такую тьму топлива, чтобы вечно не угасал огонь под ходуном-самоваром?[8]

Кроме этого, приводились аргументы иностранных специалистов:

Английская пресса 1820-х годов выдвигала следующие аргументы:

…Железные дороги помешают коровам пастись, куры перестанут нести яйца, отравленный дымом воздух будет убивать пролетающих мимо птиц… дома близ дороги погорят… в случае взрыва паровоза будут разорваны на куски все пассажиры…[8]

В Германии эти опасения поддерживала Баварская главная медицинская комиссия, которая предупреждала об опасности развития у пассажиров болезни мозга из-за быстрого движения.[8]

Одновременно с подготовкой инженерных кадров Ф. Герстнером в 1837 году была построена Царскосельская железная дорога, связавшая столицу с Царским селом. Этот полигон позволил выполнить следующую задачу — строительство к 1851 г. двухпутной железной дороги Санкт-Петербург — Москва, а затем к 1862 г. дорогиСанкт-Петербург — Варшава.

В 1851 году Николай I поделил технический персонал, обслуживающий железнодорожные пути, на роты, и с 6 августа появились железнодорожные войска. Согласно указу императора было сформировано 14 отдельных военно-рабочих, две кондукторские и «телеграфическая» роты общей численностью 4340 человек, что и положило начало формирования первых военно-железнодорожных подразделений. Им было предписано поддержание в исправном состоянии железнодорожного пути, обеспечение бесперебойной работы станций охраны мостов и железнодорожных переездов. С 6 августа 1851 года и до сегодняшнего времени празднуют день железнодорожных войск[9].

Важнейшим вкладом императора-инженера было установление стандарта на ширину рельсового пути примерно на вершок более широкой, чем принятый на западе стандарт: 1524 против 1435 мм. Это было сделано для того, чтобы "неприятель не въехал в Россию на паровозе". Это предложение Николая сыграло чрезвычайно важную роль во время Второй мировой войны на Восточном фронте, когда Вермахт постоянно испытывал недостаток локомотивов для широкой колеи. Так, например, по этой причине в дни решающей битвы за Москву в ноябре 1941 года суточный подвоз для войск группы "Центр" составлял 23 эшелона вместо требуемых 70 [10]

Железнодорожный бум]

Во второй половине 1880-х годов XIX века был достигнут наивысший уровень прироста мировой железнодорожной сети в истории. За десять лет, с 1880 по 1890 г., железнодорожная сеть выросла на 245 тыс. км., достигнув 617,3 тыс. км. Железнодорожные капиталовложения в мировую сеть за этот пятилетний период составили около 2 млрд фунтов стерлингов, достигнув общей суммы 7 млрд фунтов стерлингов. По темпам и абсолютному приросту железных дорог впереди шли США, где гигантский размах железнодорожного строительства

Железные дороги в XX веке[]

Развитие прогрессивных видов тяги[]

Электрическая тяга[

Появление электротяги[]

Днём рождения электрической тяги принято считать 31 мая 1879 г., когда на промышленной выставке в Берлине демонстрировалась первая электрическая железная дорога длиной 300 м, построенная Вернером Сименсом. Электровоз, напоминавший современный электрокар, приводился в движение электродвигателем мощностью 9,6 кВт (13 л. с.). Электрический ток напряжением 160 В передавался к двигателю по отдельному контактному рельсу, обратным проводом служили рельсы, по которым двигался поезд — три миниатюрных вагончика со скоростью 7 км/ч, скамейки вмещали 18 пассажиров.

В том же 1879 году была пущена внутризаводская линия электрической железной дороги протяженностью примерно 2 км на текстильной фабрике Дюшен-Фурье в г. Брейль во Франции. В 1880 г. в Пироцкому удалось электрическим током привести в движение большой тяжёлый вагон, вмещавший 40 пассажиров. 16 мая 1881 г. было открыто пассажирское движение на первой городской электрической железной дороге Берлин — Лихтерфельд.