Перші кроки 1987 Царенко а
Необхідність пересування і переміщення важких предметів пізнав ще первісна людина. Першими його помічниками в цій справі були річки. Спочатку дерево, що пливе за течією, потім пліт і човен служили нашим далеким предкам засобами пересування. Для переміщення невеликих вантажів по суші вони користувалися своєю власною силою і силою приручених тварин. Але в'ючні тварини могли перевозити на собі лише незначна кількість вантажів. Тому людина не припиняв пошуків нових засобів переміщення. Він зробив віз на дерев'яних полозах. Там, де був сніг, таку візок легко тягла коня. Якщо ж снігу не було, дорогу поливали водою. Але і вода допомагала погано: значна частина зусиль витрачалося на подолання тертя, яке виникало при ковзанні полозів по землі.
Потрібно було шукати засіб, який допоміг би позбутися цього недоліку. І людина знайшла його. Це було колесо. Те саме колесо, яке прийнято вважати одним з видатних винаходів людства і яке в наші дні, зазнавши численні удосконалення, стало невід'ємною частиною численних машин.
Ідею створити колесо подала людині сама природа. Спостерігаючи за тим, як вітер жене трав'яний куля "перекотиполе", як бобри, зваливши дерево, котять його до місця "будівництва", люди стали підкладати під полози круглі колоди. Пізніше в полозах стали робити напівкруглі вирізи і вставляти в них катки. Ковзанки виявилися найближчими попередниками суцільного колеса на осі. Візок на таких ковзанках котився майже як на колесах.
Перші вози на колесах - бойові колісниці - з'явилися за 5 тисяч років до нашої ери в Західній Азії. Колеса спочатку представляли собою поперечні обрубки круглих колод, потім збиті дерев'яними планками обіддя. Надалі колеса стали робити з маточиною і спицями, тобто такими, як ми звикли їх бачити.
Завдяки колесу зникло тертя ковзання і замість нього з'явилося тертя кочення, долати яке людині стало набагато простіше. З появою возів на колесах почали будувати дороги. Стародавні греки будували дороги, що складаються майже на всій своїй протяжності з колії, висіченим у камені. Так виникли перші колійні дороги.
У XVI столітті на рудниках з'явилися перші рейки - гладкі дерев'яні бруси, покладені на лежня, зариті в землю. Телега за такими рейках котилася легше, ніж по землі, і кінь могла везти значно більший вантаж. Але дерев'яні рейки були недовговічні, їх поверхня дуже скоро ставала нерівною. Люди шукали заміну для дерева і знайшли: на зміну дереву прийшов метал.
У 1764 році геніальний український гідротехнік Козьма Дмитрович Фролов побудував на Алтаї на берегах двох річок Зміївка і Корбаліхі, де розкинувся Змеиногорский рудник, перше в світі повністю механізоване підприємство з видобутку та обробки руди. На цьому підприємстві вагонетки, завантажені рудою, переміщалися по першим в світі металевим рейках. На цьому ж руднику Фролов зробив першу спробу використовувати для пересування вагонеток механічну силу. Вони рухалися з допомогою обертаються водою коліс, лебідок і канатів.
Рейковий шлях Фролова набагато випередив подібні винаходи за пределаміУкаіни, зокрема і "перший рейковий шлях" англійців, який з'явився на металургійних заводах Дербі в графстві Йоркшир лише через чотири роки.
Успіх Фролова ні одиничним. У 1788 році на Олександрівському чавуноливарному заводі в Лубнах будується під керівництвом А. С. Ярцова чавунна дорога довжиною понад 160 метрів. Рейки цього шляху були кутові. За однією, горизонтальної, полиці котилися колеса візків, а інша, вертикальна, не дозволяла їм зіскакувати в сторону.
Можна припускати, що подібні "чавунці" - так називали в той час перші колії - існували в ті роки і на інших металургійних заводах.
По рівній поверхні чавунних рейок вози котилися ще краще, і тепер уже одна кінь могла везти кілька возів. Так, задовго до винаходу паровоза з'явився перший залізничний потяг.
Склад з трьох вагонеток тягнула одна кінь, перевозячи за день до 65 тонн руди. Шлях в обидва кінці займав півтори години. Фролов застосував також поворотний круг для переміщення складу на бічні гілки. Транспортування такої кількості руди по грунтовій дорозі зажадала б 25 коней. Начальство з задоволенням відзначило, що на Змеіногорского дорозі "Вигода до перевезення руд проти звичайної перевезення настільки очевидна, що робить честь засновника оной". Дорога перевершувала всі подібні споруди, що були в той час за кордоном. Лише через 17 років подібна дорога була побудована в Америці. Проте Фролівська проекти великих рейкових доріг так і не були здійснені.
Рейкові шляхи на Змеіногорском руднику і Олександрівському заводі, кінна "чавунця" Петра Фролова були першими прообразами залізниць наших днів.
У той час промисловість бурхливо розвивалася: будувалися фабрики, відкривалися нові рудники і шахти, міцніло сталеливарне виробництво. Промисловості, що розвивається вже не вистачало енергії, яку давали сила падаючої води, вітер і м'язи коня. Життя настійно вимагала створення нових, більш сильних двигунів, що не залежать від стихії.
Такий двигун дав людям наш співвітчизник, гірський майстер Іван Ползунов. Син солдата, Ползунов народився в Запоріжжі в 1728 році. Закінчивши заводську школу, працював "механічним учнем".
У 1745 році сімнадцятирічний Ползунов потрапляє на Алтай, на Коливанової-Воскресенські заводи. Тут в центрі алтайської гірничорудної промисловості він гостро відчув вимоги виробництва, запити якого вода як джерело енергії вже не могла задовольняти. І Ползунов вирішив "покласти край водяне керівництво". Щоб здійснити свій задум, він задумав побудувати "вогненну машину", яка була б "здатної з волі нашої, що буде потрібно було справляти".
Йшов час. Численні розрахунки, схеми і досліди, безсонні ночі, проведені над кресленнями, заповнили життя винахідника. Нарешті, в 1763 році проект парової машини був готовий.
Три роки знадобилося Ползунову на те, щоб з двома юнаками-учнями побудувати величезну, висотою з триповерховий будинок, машину. У 1766 році вона була готова.
Докладні робочі креслення, що збереглися до наших днів, розповідають нам про пристрій і роботу першої в світі парової машини. Для отримання пара вода підігрівалася в склепати з мідних листів котлі. Через спеціальні розподільні пристрої пар надходив в два триметрових циліндра, поршні яких були з'єднані з коромислами. Ці коромисла приводили в рух хутра, нагнітають повітря в рудоплавільние печі, а також водяні насоси, що живили водою котел.
Так на Алтаї побудували машину, якій судилося стати невід'ємною частиною залізниць.
У той час навряд чи кому могла прийти думка, що паровий двигун, створений геніальним українським винахідником, стане серцем численних машин. Ще неймовірніше могла здатися думка, що подібний двигун розміститься на візку і потягне за собою цілу низку навантажених вагонеток.
Минуло майже півстоліття, перш ніж людина поставила парову машину на колеса і змусив її переміщати вантажі.
Перші прототипи майбутнього паровоза з'являються на початку XIX століття. У той час ще погано були вивчені закони зчеплення коліс з рейками, і люди думали, що колеса саморушного воза будуть ковзати по гладкій поверхні рейки, обертаючись на одному і тому ж місці. Тому людина стала працювати над створенням таких пристосувань, які могли б допомогти возі пересуватися по гладких рейках.
З'являється паровоз з зубчастими колесами; вони при обертанні зачіпається за зуби рейки, покладеної уздовж шляху. Але зуби виявилися поганими помічниками - часто ламалися, і тому від них довелося відмовитися.
Слідом за паровозом з зубчастими колесами з'являється паровоз с. ногами, схожий на гігантського коника. Ось що розповідають про це паровозі історики.
Пролунав свисток. Машина голосно запихкала, гущі повалив дим з труби, і дивний механізм ззаду котла заворушився. Одна з ніг переступила у напрямку до виходу, вперлася в полотно рейкового шляху і як би напружилася, відштовхуючись від нього. У той же момент колеса Пихкаючий котла почали повільно котитися по рейках, і поїзд із трьох вагонеток рушив з місця. Не встигли котел і вагонетки зупинитися, як тут же піднялася друга нога, зробила ще крок, вперлася в полотно і штовхнула котел з вагонетками далі.
Але не судилося цього незвичайного кроку паровоза благополучно закінчити свій шлях. Через кілька хвилин, коли поїзд уже подолав два десятка метрів, пролунав вибух - лопнув котел. За свої ноги цей паровоз отримав назву "крокує машини".
Поки будували нову "крокує машину" з більш міцним котлом, було зроблено дуже важливе відкриття. Вчені на підставі дослідів прийшли до висновку, що ні зубчасті колеса з рейками, ні ноги паровозу не потрібні.
Чому ж паровоз зміг пересуватися по гладкій поверхні рейок? Щоб відповісти на це питання, давайте подивимося на рейок і колесо через сильний мікроскоп. Ми побачимо, що поверхні і рейки і колеса пилкоподібний. Завдяки цьому вони і чіпляються один за одного. Під дією сили тяжіння нерівності обертових коліс паровоза впираються в нерівності рейок, прагнучи відштовхнути їх назад. Так як рейки міцно закріплені, то зсуваються не вони, а колеса паровоза.
Але повернемося до паровоза.
Ідея побудувати паровоз зацікавила англійця Блаккета. Однак всі його спроби застосувати парову тягу на шахтах виявилися невдалими.
На копальнях в ті часи працював Джордж Стефенсон. Цікавий, чуйний на будь-яке технічне нововведення, він був присутній при випробуванні паровозів, вивчав їх пристрій. В незграбних і важких машинах, пересуваються з невеликими швидкостями, його досвідчений і проникливий очей практика побачив приховану силу. День у день міцніла у Стефенсона впевненість в тому, що він зміг би зробити таку машину, яка буде безвідмовно працювати замість коня.
Непохитно вірячи в майбутнє залізниць, Стефенсон домігся споруди першого в світі паровозобудівного заводу. На цьому заводі були побудовані три паровоза для першої в світі залізниці громадського користування. Вона проходила між двома англійськими містами Стоктоном і Дарлінгтон. У день відкриття жителі довколишніх селищ і міст з раннього ранку величезними натовпами прямували до дороги. Там вони побачили 33 вагона. Попереду вагонів стояв паровоз. За умовним сигналом він вирушив у дорогу, тягнучи за собою величезний склад. Ось як описав цю подію один з помічників Стефенсона:
У призначену годину процесія рушила. В голові поїзда слідував паровоз "Рух", керований творцем його - Стефенсоном; за паровозом слідували шість вагонів з вугіллям і борошном; слідом за ними - вагон, де містилися зі своїми екіпажами директора і власники дороги; потім двадцять вугільних вагонів, пристосованих для пасажирів і переповнених ними, і, нарешті, шість вагонів, навантажених вугіллям. Попереду паровоза йшов верхової з прапором.
По обидва боки дороги стояв величезний натовп народу, багато бігли за поїздом; інші верхом на конях слідували за ним на всі боки шляху. Шлях мав невеликий ухил до Дарлінгтона і в цьому місці Стефенсон вирішив випробувати швидкість паровоза; давши сигнал і очистивши шлях, він збільшив швидкість ходу до п'ятнадцяти миль (двадцять чотири кілометри) на годину. Коли поїзд прибув в Дарлінгтон, виявилося, що в вагонах було 450 пасажирів, а вага поїзда становив 90 тонн ".
Газета "Таймі", описуючи це "надзвичайно цікаве видовище", із захопленням повідомляла, що "вершники на конях намагалися слідувати за вагонами, але незабаром змушені були відстати".
Регулярна експлуатація дороги почалася на наступний же день.
В наші дні винахідником паровоза справедливо вважають Стефенсона. Але сам Стефенсон свого часу був кілька іншої думки. "Паровоз, - сказав він, - винахід не однієї людини, а цілого покоління інженерів-механіків". І він мав рацію. Зусиллями багатьох талановитих винахідників поставлена на колеса парова машина набула дійшли до наших днів форми паровоза, а примітивні рейкові дороги копій і заводів перетворилися в шляхи сполучення масового користування.
Перед тим як приступити до будівництва "сухопутного пароплава" (так називали в той час паровоз) і першої російської залізниці з паровою тягою, Юхим Черепанов і його син Мирон мали вже великий досвід побудови багатьох парових машин, різноманітних двигунів і верстатів для заводів і копалень .
Перший український паровоз, будівництво якого було закінчено в 1833 році, мав горизонтальний циліндричний котел довжиною тисячі шістсот сімдесят шість міліметрів, діаметром 914 міліметрів. Котел спирався на дерев'яну раму, підтримувану чотирма колесами однакового діаметра. Під котлом між передніми колесами горизонтально були розміщені два циліндра довжиною 229 і діаметром 178 міліметрів кожен. Сила пара, сприймається поршнями циліндра, приводила в рух колеса другий колінчатою осі паровоза. До паровозу причіпляли "спеціальний фургон" для запасів деревного вугілля і води. Машиніст керував машиною зі спеціального майданчика, розташованої у топки. Паровоз, довжина якого становила 2,6 метра, пересувався по колесопроводам (в ті часи так називали рейки) і возив на відкритих вагонетках близько 3,5 тонн вантажу зі швидкістю 16 кілометрів на годину.
Дорога мала колію шириною 1645 міліметрів. Довжина цієї першої російської залізниці з паровою тягою становила спочатку 854 метра, а потім була доведена до одного кілометра.
Випробування першого паровоза дали хороші результати, і уральські механіки, незважаючи на консерватизм царських чиновників, продовжували працювати над його удосконаленням. У 1835 році вони побудували другий паровоз, який був набагато сильнішим за перший: він міг везти до 17 тонн вантажу.
Однак незважаючи на високі на той час якості українського паровоза, його творці були незаслужено забуті. Правлячі кола царскойУкаіни поховали геніальне творіння чудових українських винахідників - уральських механіків.
Мал. 1. 'Сухопутний пароплав' Черепанових
Ось що писав державний діяч Н. С. Мордвинов: "Я стверджую, що без залізниць, що прискорюють рух, Україна щороку все більше і більше віддаляється від цивілізації і прогресу".
А відомий інженер шляхів сполучення П. П. Мельников, в майбутньому став біля керма управління всім транспортомУкаіни, говорив: "Ніщо не може так сприяти освіті, як можливість швидких і дешевих подорожей, що купується вдосконаленими системами". Саме в залізницях він бачив одну з таких систем пересування.
У 1837 році відкривається для загального користування перша вУкаіни досвідчена залізниця довжиною 25 кілометрів, що з'єднує Харків з Царським Селом (Пушкін) і Павловського. Жовто-блакитні поїзда, що складаються з вагонів-карет, перший час наводилися в рух кіньми. Паровози, придбані за кордоном, з'явилися дещо пізніше і носили гучні назви "Богатир", "Слон", "Лев", "Моторний", "Орел", "Сокіл", "Росія". В цей же час з'явилися і перші виготовлені з латуні залізничні квитки, які народ прозвав "бляшанками".
Мал. 2. Відкриття залізниці між Харковом і Москвою
Залізниця між Харковом і Царським Селом довгий час була єдиною в царскойУкаіни. Лише після тривалої і наполегливої боротьби між прихильниками і противниками залізниць в 1843 році було розпочато будівництво залізниці Харків - Київ довжиною 650 кілометрів. В її будівництві активну участь взяли відомі інженери П. П. Мельников, Н. О. Крафт, Н. І. Ліпін і багато інших прихильники залізничного транспорту. Мости Харківсько-Московської дороги проектував і будував Д. І. Журавський.
Петербург-Московська магістраль була найбільшим інженерно-технічним спорудженням середини XIX століття. Вона була побудована під керівництвом українських інженерів. Досвід, набутий на цьому будівництві, відіграв велику роль у розвитку залізничного будівництва, сприяв економічному й суспільному развітіюУкаіни.
Півтора століття минуло з тих пір. Невпізнанно змінилися за цей час залізниці та особливо разюче в нашій країні, що стала за роки Радянської влади воістину великої залізничної державою.