Джордж Стефенсон (1781-1848) был английский инженер-механик, известный тем, что изобрел паровоз. С момента его презентации, перевозка грузов и пассажиров претерпела значительные изменения по всей Европе, что имеет решающее значение для промышленной революции.
Изобретатель родился в рабочей семье без особых ресурсов. Все знания, которые он приобрел, а затем уловил в своих творениях, были получены вне школы, так как ему приходилось работать с самого раннего возраста. В подростковом возрасте он ходил в вечернюю школу. Сосед сформировал его кратко по математике.
Несмотря на это, с самого начала он проявлял интерес к технике шахт. Из некоторых существующих конструкций он построил свой локомотив, который оказался гораздо более эффективным, чем ранее существовавшие средства..
Железнодорожная линия между Стоктоном и Дарлингтоном, а затем та, которая объединила Манчестер и Ливерпуль, закончила популяризацию своего изобретения. Стивенсон отправился в другие европейские страны, чтобы собрать свои железнодорожные сети, став организатором этого нового способа перевозки..
биография
Джордж Стефенсон родился 9 июня 1781 года в британском городе Вилам. Из скромной семьи он не мог позволить себе формальное образование. Его отец, который работал в шахте, используя паровой насос, предназначенный для слива воды, очень скоро познакомил его с этим типом машин..
С самого раннего возраста ему приходилось сотрудничать в семейной экономике. Среди его занятий были уход за коровами, ателье или обувной магазин..
Стивенсон не мог научиться читать, пока ему не исполнилось 18 лет. Он был в том возрасте, когда записывался на ночные занятия, чтобы иметь возможность немного потренироваться.
В 1802 году он впервые женился и, чтобы получить больше денег, начал ремонтировать часы..
Вход в шахту
Несколько лет спустя жена Стивенсона умерла, оставив его на попечении его единственного сына, Роберта. Мальчик изучал математику в Ньюкасле, и ночью Джордж помогал ему с уроками, что также улучшало его знания.
В 1804 году отец Георгия попал в серьезную аварию на работе, вызвав слепоту. Он должен был уйти с работы, и Джордж пришел, чтобы заменить его. Таким образом, начались его отношения с шахтами Киллингсворта, где он начал разрабатывать свои изобретения.
Первые тесты
В первые годы девятнадцатого века было несколько прототипов машин, которые работали с паром, но не были слишком эффективными. Стивенсон имел возможность увидеть одного из них в 1813 году при посещении соседней угольной шахты.
Там Джон Бленкинсоп добавил несколько колес к одному из паровых двигателей, чтобы облегчить удаление угля. Когда Стивенсон осмотрел его, он был быстро убежден, что сможет его улучшить, и отправился на встречу с лордом Рейвенсвортом, основным владельцем шахт, в которых он работал..
Дворянин был убежден, и Стивенсон создал свое первое устройство, которое он назвал Блюхером. В качестве новинки она оптимизировала систему выпуска пара и добавила котел. Результат был удовлетворительным, так как он мог транспортировать больше углерода за меньшее время.
В последующие годы Стивенсон изготовил несколько таких устройств. Сначала только для рудника Киллингворт, а потом и для других в стране..
С другой стороны, он также был известен изобретением лампы для шахтеров, которая включала сетку для предотвращения ее выхода..
Лично Стивенсон вступил в повторный брак в 1820 году, хотя он снова стал вдовцом в 1845 году.
Следующий шаг в его карьере произошел в 1821 году. В том же году Стивенсон узнал, что он должен был построить железнодорожную сеть (с лошадьми, тянущими повозки) между Стоктоном и Дарлингтоном. Намерение было способствовать торговле углем в этом районе.
Он немедленно отправился в район, чтобы встретиться с промоутером проекта Эдвардом Пизом, который убедился, что можно сделать то же самое, но построить паровоз.
27 сентября 1825 года, после многих лет работы и разрешения возникающих трудностей, железнодорожный транспорт начал свой путь. Перед вагонами стоял локомотив Стивенсон и перевозил 450 человек со скоростью 24 километра в час..
Расширение изобретения
Успех его локомотива заставил другие заинтересованные стороны связаться с изобретателем. Таким образом, он приступил к планированию и строительству железнодорожной линии между Ливерпулем и Манчестером, протяженностью 64 километра..
Чтобы построить его, Стивенсону пришлось преодолеть нежелание фермеров и землевладельцев, которые боялись, что новое изобретение положит конец преобладанию лошади в качестве средства передвижения, и, следовательно, положить конец рынку овса для кормления этих животных..
Незадолго до завершения линии, в 1829 году, было решено, какое оборудование будет использоваться. Стивенсон вместе со своим сыном Робертом изготовили новую модель, Rocket. Скорость, которая достигла 58 километров в час, сумела победить в этом конкурсе.
Когда линия открылась 15 сентября 1830 года, Стивенсоны построили 8 из этих новых машин, эксплуатация которых заставила их начать получать запросы из других частей света..
В скором времени железнодорожный транспорт распространился через Великобританию, Европу и Северную Америку. Стивенсон остался главой собственной компании, занимающейся всеми техническими и логистическими аспектами..
Следующие годы
В рамках своей работы Джорджу Стивенсону приходилось часто ездить за границу. В те годы он руководил проектами в Бельгии, Германии и Испании. Его заслуги привели к тому, что ему предложили участвовать в английском парламенте, но он отклонил это предложение..
В 1848 году он женился в третий раз, незадолго до своей смерти.
смерть
Плеврит (болезнь легких) положил конец жизни Джорджа Стивенсона 12 августа 1848 года, в возрасте 67 лет..
Изобретения / вклады
Джордж Стивенсон вошел в историю как изобретатель современной железной дороги. Не только для создания паровоза, но и для того, чтобы быть ответственным за планирование первой железнодорожной линии в мире.
Паровоз
По словам его биографов, Стивенсон начал рассматривать идею паровоза в 1812 году, работая на угольных шахтах Киллингворта.
Уже в то время рельсы, железные или деревянные, были распространены в добыче полезных ископаемых. Обычно вагоны с материалом тянули на лошадях.
Что касается парового двигателя, уже изобретенного Джеймсом Уаттом, то здесь произошли некоторые улучшения. Итак, Ричард Тревитик начал использовать высокое давление и построил автомобиль с двигателем такого типа.
Еще один факт, который, по мнению экспертов, принес пользу проекту Стивенсона, заключался в повышении цен на корма из-за войны с Наполеоном. Это заставило владельцев шахт попытаться найти альтернативу лошадям.
Стивенсон не упустил возможности и улучшил существующие машины до тех пор. В него были введены, в основном, элементы, которые позволили бы оставшемуся пару выходить через дымоход, увеличивая тягу котла. Это позволило машине соревноваться в скорости с лошадьми.
Первый рельс
В 1822 году группа богатых квакеров намеревалась построить первую железную дорогу, соединяющую Стоктон и Дарлингтон. Стивенсон быстро отправился раскрывать свою идею и открыл мастерскую железнодорожных материалов в Ньюкасле..
Их усилия были успешными, и 27 сентября 1825 года была открыта линия с локомотивом, тянущим вагоны. Во время первого рейса с поездом, загруженным железом и углем, скорость достигала 34 километров в час..
Железнодорожная линия
Два года спустя Стивенсону было поручено построить железнодорожную линию между Ливерпулем и Манчестером. Эта линия была разработана для перевозки пассажиров и была нацелена на создание впервые регулярного поезда.
На завершение работы ушло три года. Стивенсон использовал новую модель локомотива, Ракету. Преимущества были намного лучше, превышая 50 километров в час.
Железная дорога открылась 15 сентября 1830 года в путешествии, которое ознаменовало рождение новой эры.
С другой стороны, Стивенсон также изобрел так называемый стандартный калибр, с размерами 1435 мм..
Лампа безопасности
Хотя это кажется незначительным изобретением по сравнению с локомотивом, правда в том, что лампа для шахтеров помогла спасти много жизней. Меры безопасности в то время были очень ненадежными, и аварии были частыми.
Эта лампа вызвала довольно спорные споры в Англии, так как два человека оспаривали свое авторство.
Хамфри Дэви представил в 1813 году лампу с очень тонкой металлической сеткой, которая окружала пламя. Это предотвращало воспламенение газа в окружающей среде и, следовательно, предотвращало взрывы метана. Его достижения принесли ему денежный приз и награждение Наполеона Почетным легионом.
Однако Джордж Стивенсон, еще не известный, заранее изобрел лампу, которая следовала тому же принципу. Разница была в том, что вместо сетки в нем была перфорированная металлическая пластина. К тому времени, когда Дэви представил его, Стивенсон уже использовался в некоторых английских шахтах.
Несмотря на это, ему было отказано в патенте с аргументом, что человек без образования не мог его изобрести.
Всемирную известность приобрёл благодаря изобретённому им паровозу. Считается одним из «отцов» железных дорог. Выбранная им ширина колеи рельсового пути, равная 1435 мм (4 фута 8½ дюймов, так называемая «Стефенсоновская» или «нормальная колея»), стала самой распространённой в Западной Европе и до сих пор является стандартом на железных дорогах многих стран мира.
Содержание
Биография
Начало карьеры
С 8 лет работал по найму. Всё детство Стефенсона прошло у построенной в 1748 году от Уилэма до реки Тайн деревянной колейной дороги длиной несколько миль. Она использовалась для вывоза угля с шахты на вагонетках с конной тягой и фактически была прародительницей современных железных дорог. В 18 лет научился читать и писать и путём упорного самообразования приобрёл специальность механика по паровым машинам. В 1802 году Стефенсон устроился на работу машинистом угольной шахты. В течение следующих десяти лет он занимался изучением паровых двигателей. В 1812 году перестал заниматься только обслуживанием паровых машин и приступил к самостоятельному их проектированию. В возрасте 31 года его назначили главным механиком угольных копей. Здесь Стефенсон в 1815 году разработал рудничную лампу оригинальной конструкции, получившую название «Лампа Джорди». (Она была изобретена практически одновременно с «Лампой Дэви», предложенной английским учёным Гемфри Дэви. До сих пор не известно, какая из конструкций была первой.)
Проектирование паровозов
Чтобы облегчить вывоз угля на поверхность, он сначала построил паровую машину, которая с помощью каната тянула вагонетки. А в 1814 году Стефенсон спроектировал свой первый локомотив, предназначенный для буксировки вагонеток с углём для рудничной рельсовой дороги. Это был первый в мире удачный опыт постройки локомотива, использующего для создания тягового усилия силу трения между гладкими колёсами с ребордами и гладкими металлическими рельсам. Он мог вести состав общим весом до 30 тонн. Машина получила название «Блюхер» (нем. Blücher ) в честь прусского генерала Гебхарда Леберехта фон Блюхера (нем. Gebhard Leberecht von Blücher ), прославившегося своей победой в битве с Наполеоном при Ватерлоо.
С этих пор строительство паровозов стало главным делом его жизни. В следующие пять лет Стефенсон построил ещё 16 машин.
Опыты Стефенсона получили признание и в 1820 году его привлекли к проектированию и строительству 13-километровой (8 миль) железнодорожной линии от угольной шахты Хэттон (англ. Hetton ) до Сандерлэнда (англ. Sunderland ). На ней использовалась комбинированная тяга: в одном направлении (вниз) состав двигался под действием сил гравитации, а обратно (наверх) затягивался с помощью парового локомотива. Эта дорога стала первой, на которой удалось полностью отказаться от мускульной силы животных в пользу механической тяги.
В 1821 году началось проектирование железной дороги Стоктон—Дарлингтон (англ. Stockton and Darlington Railway — S&DR). Первоначальным проектом предусматривалось использование конной тяги для передвижения телег с углём по металлическим рельсам. После консультации со Стефенсоном директор компании Эдвард Пис (англ. Edward Pease ) согласился изменить планы и перейти на паровую тягу. В 1822 году Стефенсон приступил к работе. В 1823 году он основал в Ньюкасле первый в мире паровозостроительный завод, на котором уже в сентябре 1825 года был готов новый локомотив, получивший название «Эктив» (англ. Active ), а впоследствии переименованный в «Локомоушн № 1» (англ. Locomotion No 1 ). Открытие линии состоялось 27 сентября 1825 года. «Локомоушн», управляемый самим Стефенсоном, провёл состав, нагруженный 80 тоннами угля и муки. 15 километров (9 миль) поезд преодолел примерно за два часа, показав среднюю скорость порядка 7,5 км/ч, но на некоторых участках он разгонялся до 39 км/ч (24 мили в час). Помимо груза в составе поезда был открытый пассажирский вагон «Эксперимент» (англ. Experiment ), в котором ехали члены приёмочной комиссии. Это был первый в мировой практике случай использования железной дороги с паровой тягой для перевозки пассажиров.
Расцвет карьеры
Уже при строительстве железной дороги Стоктон—Дарлингтон Стефенсон убедился в том, что малейшие подъёмы существенно снижают скорость движения локомотива, а на уклонах примитивные тормоза становят неэффективны. Исходя из этих наблюдений, Стефенсон пришёл к выводу, что в будущем на новых железных дорогах следует избегать больших неровностей рельефа. При проектировании линий Болтон—Лей (англ. Bolton and Leigh Railway ) и Ливерпуль—Манчестер (англ. Liverpool and Manchester Railway — L&MR ) Стефенсоном были решены сложные задачи железнодорожной техники: заложены несколько сложных выемок, насыпей, мостов и виадуков, призванных сгладить продольный профиль пути, применены железные рельсы на каменных опорах, способствующие увеличению скорости движения паровоза. Проект L&MR вызвал серьёзное недовольство землевладельцев, интересы которых он затрагивал, и в ходе парламентских слушаний был отклонён. На следующей сессии существенно переработанный проект был принят к исполнению. Сложность его состояла в том, что изменение маршрута привело к необходимости прокладки линии через торфяные болота Чет Мосс (англ. Chat Moss ).
В 1829 году, когда строительство L&MR уже близилось к завершению, решено было провести сравнительные испытания нескольких локомотивов от разных поставщиков, с тем чтобы выбрать наилучший. Стефенсон выставил на конкурс свой паровоз «Ракета» (англ. Rocket ). Его соперниками были:
6 октября 1829 при большом стечении народа состоялись гонки, вошедшие в историю, как «Рэйнхильские испытания» (англ. Rainhill Trials ).
Первым сошёл с дистанции «Циклопед», приводимый в движение лошадью, идущей по закреплённой на локомотиве бесконечной ленте. Во время испытания лошадь проломила пол локомотива и при этом сильно покалечилась.
Вторым выбыл из соревнований «Персеверэнс». Он был повреждён при транспортирвке к месту испытаний. В течение пяти дней автор безуспешно пытался восстановить его, но после ремонта локомотив не смог развить скорость выше 10 миль в час (
16 км/ч) и был отстранён от дальнейших испытаний.
Третьим вышел из борьбы паровоз «Санс Парэйл». Его вес на 300 фунтов (
136 кг) превышал разрешённый и потому допустимость его участия в соревнованиях изначально ставилась под сомнение. После восьми пробных поездок лопнул цилиндр паровой машины «Санс Парэйла». (Тем не менее, паровоз был закуплен компанией и после замены паровой машины в течение двух лет эксплуатировался.)
Последним конкурентом «Ракеты» был паровоз «Новелти». Имея ультрасовременную конструкцию, он легко развивал удивительную для тех времён скорость 28 миль в час (
45 км/ч) и стал фаворитом толпы. Но уже в первый день соревнований была повреждена одна из труб котла «Новелти». На следующий день, после ремонта, паровоз продолжил гонку, но по достижении скорости 15 миль в час (
24 км/ч) его котёл окончательно вышел из строя.
«Ракета» стала единственным паровозом, успешно завершившим все испытания. Она показала среднюю скорость 12 миль в час (
19 км/ч) с грузом 13 тонн. При этом максимальная скорость достигала 30 миль в час (
48 км/ч). Блистательная победа стефенсоновской «Ракеты» сделала её, пожалуй, самым знаменитым механизмом в истории техники.
Состоявшаяся 15 сентября 1830 года церемония открытия железной дороги Ливерпуль—Манчестер стала очень важным событием государственного масштаба. На ней присутствовали многие члены правительства, включая премьер-министра герцога Веллингтона. Праздник был омрачён трагической гибелью члена Парамента от Ливерпуля Уильяма Хаскиссона. Желая переговорить со стоящим по другую сторону пути Веллингтоном, Хаскиссон попытался перебежать пути, не обращая внимания на приближение поезда, был сбит стефенсоновской «Ракетой» и скончался на месте, став первым в мире человеком, попавшим под паровоз. Тем не менее, новая железная дорога, в целом, была воспринята общественностью положительно.
Закат карьеры
В 1836 году Стефенсон организовал в Лондоне проектную контору, ставшую научно-техническим центром железнодорожного строительства. Будучи человеком консервативным, он был склонен предлагать проверенные временем и потому более надёжные варианты. Но зачастую выбранные им маршруты или проекты сооружений оказывались более дорогими, чем предлагали опоненты. Так, при проектировании железнодорожной линии West Coast Main Line Джозеф Лок (англ. Joseph Locke ) предлагал построить по прямой между Ланкастером и Карлайслом. При этом наивысшая точка линии находилась на высоте 914 футов (
279 м) над уровнем моря. Предложенный Стефенсоном вариант предполагал прокладку существенно более длинной линии через Ульверстоун (англ. Ulverston ) и Уайтхэвен (англ. Whitehaven ). После сравнения обоих вариантов был выбран проект Лока.
В 1847 году Стефенсон стал первым президентом Института инженеров-механиков (англ. Institution of Mechanical Engineers — IMechE ). К этому времени он практически отошёл от дел, курируя лишь строительство тоннелей железной дороги North Midland Railway и горную промышленность в Дербишире. Открыв не разработанные угольные пласты, Стефенсон вложил большую часть своих средств в их освоение.
По проектам Стефенсона стали строится паровозы и в других странах. Он принадлежал к тем счастливым изобретателям, кому довелось при жизни увидеть воплощёнными свои замыслы.
Стефенсон умер 12 августа 1848 в Тэптон-хаусе (англ. Tapton House ) в Честерфилде (графство Дербишир).
Ученики Стефенсона
Сын Джорджа Стефенсона – Роберт (1803-1859) – принимал активное участие в проектах отца, начиная с создания «Локомоушн № 1». Впоследствии стал видным инженером-паровозостроителем.[1].
Ученик Стефенсона Джозеф Лок (англ. Joseph Locke ) стал главным инженером многих железных дорог Англии, включая Grand Junction Railway — GJR; позже – членом Парламента.
Как инженер Стефенсон дал старт железнодорожной эпохе
Осенью мировое железнодорожное сообщество отметило 190 лет ввода в эксплуатацию первой в мире железной дороги общего пользования
Первый путь построили между британским морским портом Ливерпуль и промышленным Манчестером. Вся ранняя история той дороги связана с именем великого инженера Джорджа Стефенсона.
Железная дорога Ливерпуль – Манчестер обладала всеми необходимыми атрибутами: два рельсовых пути, локомотивная тяга, пассажирские и грузовые вагоны, паровозные депо, красивые вокзалы, система сигналов, мосты, тоннели.
На линии Ливерпуль – Манчестер был впервые установлен современный габарит рельсовой колеи, так называемый «стефенсоновский» (4 фута 8,5 дюймов, или 1435 мм), который стал «нормальным» для большинства железных дорог мира. В Великобритании этот основной технический параметр железных дорог в 1835 году был официально закреплён специальным законом.
За время строительства дороги было возведено 63 моста, виадука и путепровода, большая насыпь и двухкилометровая галерея в скале. Протяжённость пути составила 31 английскую милю, или 50 километров.
Открытие железной дороги состоялось 15 сентября 1830 года в Ливерпуле. Специально для Ливерпуль-Манчестерской железной дороги на паровозостроительном заводе в Ньюкасле построили восемь локомотивов. Джордж Стефенсон лично вёл паровоз «Northumbrian» с поездом, в котором следовали члены британского правительства во главе с премьер-министром герцогом Веллингтоном. В другом вагоне ехал депутат английского парламента от Ливерпуля Уильям Хаскиссон. Эти уважаемые господа должны были торжественно открыть движение по обозначенному железнодорожному маршруту.
Паровоз «Northumbrian» возглавлял процессию. За ним следовали поезда «Феникс» и «Северная Звезда». Первым из них управлял Роберт Стефенсон, брат Джорджа, а вторым его сын, тоже Роберт. Далее шёл знаменитый паровоз «Ракета», следом – локомотивы «Копьё», «Комета», «Стрела» и «Метеор».
Открытие дороги отметилось и первой жертвой человеческой беспечности на путях. В 30 км от Ливерпуля, на станции Парксайд, паровозы остановились для пополнения запаса воды. Пассажиры вышли из вагонов и, несмотря на предупреждения, бродили по рельсовым путям. Среди них находился и депутат Хаскиссон. Уже поднимаясь в свой вагон, Хаскиссон потерял равновесие и упал прямо под мчавшийся по встречному пути паровоз «Ракета», который раздробил ему ногу.
По указанию Стефенсона раненого положили на площадку паровоза «Northumbrian», он сам взялся доставить его в Иклесс – ближайший населённый пункт. Но, несмотря на оказанную помощь, Хаскиссон к вечеру скончался.
Это печальное событие послужило своеобразной рекламой для нового способа передвижения. Известия о трагической гибели члена парламента сообщали, что паровоз с раненым промчал расстояние в 15 миль за 25 минут, т.е. со скоростью 36 миль в час (57,6 км/ч.), – сказочная быстрота для того времени. Со следующего дня на Манчестер-Ливерпульской дороге началось регулярное движение.
В 1834 году на линии были установлены первые в истории железных дорог стационарные сигналы – поворачивающиеся на столбах диски. До этого времени для управления движением поездов вдоль пути устанавливали полицейские посты, на которых дежурные подавали сигналы: днём – флажками, ночью – фонарями.
После открытия дорога начала перевозить до 1200 пассажиров ежедневно. Поезда преодолевали расстояние между Ливерпулем и Манчестером в среднем за 2 часа, в то время как ранее на это уходил целый день. Дорога имела огромный успех и привлекала большое число желающих ездить по ней. В первый же год работы пассажирское движение увеличилось в 10 раз, а товарное – вдвое.
Открытие линии Ливерпуль – Манчестер окончательно определило победу нового вида транспорта. С этого момента началось интенсивное строительство железных дорог по всей Европе и Америке, а спустя семь лет паровозы Стефенсона пришли в Россию, где Франц Герстнер создаст Царскосельскую железную дорогу – первый опыт российских железных дорог.
На фото: Начало железнодорожной эпохи датировано 15 сентября 1830 года
