1 Зародження і розвиток залізниць
У Стародавньому Єгипті, Греції та Римі існували колійні дороги, призначалися для перевезення по них важких вантажів. Влаштовані вони були наступним чином: по викладеній каменем дорозі проходили дві паралельні глибокі борозни, по яких котилися колеса возів. У середньовічних рудниках існували дороги, що складаються з дерев'яних рейок, по яких пересували дерев'яні вагони. Є версія, що звідси пішла назва "трамвай", тобто "Рублена дорога". p> Приблизно в 1738 р. швидко изнашивавшиеся дерев'яні рудничні дороги були замінені металевими. Спочатку вони складалися з чавунних плит з жолобами для коліс, що було непрактично і дорого. І ось в 1767 р. Річард Рейнольдс уклав на під'їзних шляхах до шахт і копалень Колбрукдейла сталеві рейки. Звичайно, вони відрізнялися від сучасних: в перетині вони мали форму латинської букви U, ширина рейки була 11 см, довжина 150 см. Рейки пришивались до дерев'яного брусу жолобом догори. З переходом на чавунні рейки стали робити і колеса у возів чавунними. Для пересування вагонеток по рейках використовувалася м'язова сила людини або коня.
Поступово рейкові шляхи виходили за межі рудничного двору. Їх стали прокладати до річки чи каналу, де вантаж перекладався на судна і далі переміщався водним шляхом.
Вирішувалася проблема запобігання сходу коліс з рейок. Використовували кутове залізо (сплав), але це збільшувало тертя коліс. Потім стали застосовувати закраїни (реборди) у коліс одночасно з грибоподібної формою рейки в розрізі. Сходи з рейок припинилися. p> У 1803 р. Тревитик вирішив використати свій автомобіль для заміни кінної тяги на рейкових шляхах. Але конструкцію машини Тревитик змінив - він зробив паровоз. На двухосной рамі з чотирма колесами знаходився паровий котел з одного паровий трубою всередині. У котлі над парової трубою горизонтально розміщувався робочий циліндр. Шток поршня далеко видавався вперед і підтримувався кронштейном. Рух поршня передавалося колесам за допомогою кривошипа і зубчастих коліс. Малося і махове колесо. Цей паровоз короткий час працював на одній з рудничних доріг. Чавунні рейки швидко виходили з ладу під вагою паровоза. Замість того щоб замінити слабкі рейки більш міцними, відмовилися від паровоза. Вже після Тревитика, забувши про його винахід, багато хто намагався створити паровоз. Його робили з зубчастими колесами, з штовхачами у вигляді ніг, простягали уздовж шляху ланцюг, яка навивати на шків, укріплений на паровозі, і т.д.
Людиною, яка зумів проаналізувати, узагальнити і врахувати весь попередній досвід в паровозостроении, був Джордж Стефенсон. Відомі три типи паровоза Стефенсона. Перший, названий їм "Блюхер", був побудований в 1814 Локомотив міг пересувати вісім возів масою 30 т зі швидкістю 6 км/ч.
Паровоз мав два циліндра, зубчасто-колісну передачу. Пара з циліндрів виривався назовні. Потім Стефенсон створив пристрій, який було етапним у паровозостроении - конус. Відпрацьована пара став відводитися в димову трубу. p> Другий паровоз був створений в 1815 р. Стефенсон замінив зубчасту передачу безпосереднім з'єднанням кривошипним механізмом поршнів циліндрів з рухомими осями і спарил колеса за допомогою жорстких Дишель. Стефенсон був першим паровозостроітелем, який звернув увагу на шлях і на взаємодію локомотива і шляху. Він змінив з'єднання рейок, пом'якшивши поштовхи, забезпечив паровоз підвісними ресорами.
Стефенсон дійшов висновку, що шлях повинен бути по можливості горизонтальним і що, незважаючи на дорожнечу колійних робіт, необхідно пристрій насипів і виїмок при будівництві залізниці. На першій у світі залізничної лінії Стоктон - Дарлінгтон передбачалося в якості тяги використовувати коней як найбільш надійний засіб. У 1823 р. Стефенсон став працювати на будівництві цієї лінії, і в тому ж році він заснував перший в світі локомотиво - будівельний завод у Ньюкастле.
Перший вийшов з цього заводу паровоз називався "Локомашен No I ". Він мало відрізнявся від попередніх та перевозив вантажі зі швидкістю 18-25 км/ч. Для пересування пасажирських вагонів на лінії Стоктон - Дарлінгтон використовувалися коні. На найбільш крутих ділянках склади пересувалися з допомогою канатів. Були покладені і чавунні, і сталеві рейки. p> Перша парова залізниця Ліверпуль - Манчестер була відкрита в 1830 р. З цього часу почався швидкий розвиток залізничного транспорту. У тому ж 1830 перша залізниця була побудована в Америці між Чарльстоном і Огеста протяжністю 64 км. Паровози сюди були доставлені з Англії. Потім залізничне будівництво почали одна за одною європейські країни:
1832-1833 рр.. - Франція, Сен-Етьєн-Ліон, 58 км;
1835 - Німеччина, Фюрт - Нюрнберг, 7 км;
1835 - Бельгія, Брюссель-Мехельне, 21 км;
1837 - Росія, Санкт-Петербург-Царське Село, 26,7 км.
Тут необхідно зауважити, що ще в 1834 р. у Нижньому Тагілі була споруджена чавунна дорога п...
