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世界上第一輛火車的發明者是誰?

2017-08-08 11:27:43 書問  戴吾三 著

  火車由機車(俗稱火車頭)牽引若幹節車廂在鋼軌(早期是鐵軌)上運行,它的發明涉及三大組成:火車頭、車輪和軌道。

  最早發明火車頭的是英國工程師特裏維西克(見第一章第三節“瓦特的專利期滿之後”),在瓦特和博爾頓堅持制造低壓蒸汽機的時候,特裏維西克就萌發了改進蒸汽機以提高壓力的念頭,並動手進行研制。比起傳統的蒸汽機,新動力(310328,基金吧)機的體積和重量大大縮小,這就使移動它成為可能。

世界上第一輛火車的發明者是誰?

  1801年,特裏維西克成功制成世界上第一臺火車頭,在礦區硬渣道上行駛,由於沒有方向裝置,沒走多遠輪子就陷到溝裏,最後鍋爐的水燒幹,機車完全毀壞。第二年,特裏維西克對機車進行改進,他突發靈感,想把它放在軌道上,這樣不僅不需要控制方向,而且擁有比當時普通的道路更穩固的路基。1804年,特裏維西克制成新的火車頭,這次在鐵軌上運行,機車能夠拉動5輛礦車。但因軌道為生鐵鑄造,還是被沈重的機車壓裂,導致機車運行不穩。最終特裏維西克放棄了研究,前往南美,為開發秘魯的金銀礦制造固定的蒸汽機。

  真正使火車成功運行的是英國發明家喬治·史蒂文森(George Stephenson)。史蒂文森出生於1781年,在諾森伯蘭郡的礦區長大,他家境貧寒,沒有受過正規教育,從12歲起就給在煤礦上管蒸汽機泵鍋爐的父親當助手,一邊勞動一邊學習。史蒂文森的才能很快顯露出來,當上了檢修工,負責諾森伯蘭郡大煤礦基林沃思(Killingworth)所有的固定蒸汽機,他很快意識到,能夠在軌道上載重奔跑的蒸汽機,要比傳統的固定蒸汽機靈活得多。
1814年,史蒂文森時年33歲,此前他已了解了許多關於制造火車的情況。受礦主的支持,史蒂文森造出了他的第一個火車頭,取名為“布盧徹號”(Blucher),橫臥的鍋爐8英尺長,裝有兩個汽缸。機車拉著8節礦車,載重量達30噸,平均速度每小時4英裏。

  1814年,史蒂文森時年33歲,此前他已了解了許多關於制造火車的情況。受礦主的支持,史蒂文森造出了他的第一個火車頭,取名為“布盧徹號”(Blucher),橫臥的鍋爐8英尺長,裝有兩個汽缸。機車拉著8節礦車,載重量達30噸,平均速度每小時4英裏。

  “布盧徹號”運行成功,但也顯露了缺點,史蒂文森加以改進,如采用新型的閥門、連接車輪的連桿等,這種系統在後來的幾十年內,成為蒸汽機車的基本機構。

  史蒂文森與前人不同,他也努力研制堅硬適宜的鐵軌。他自己的機車雖然不是太重,卻也常壓裂路軌。為了解決這個問題,史蒂文森到朋友開設的鐵工廠試驗鍛鐵軌道。取得成功後,史蒂文森申請了鐵軌的專利。後來,史蒂文森所在礦區都換用了新鐵軌。

  自“布盧徹號”問世後十幾年間,史蒂文森建造了大小十幾輛機車,而真正使他揚名的是“火箭號”。1829年4月,利物浦—曼徹斯特鐵路的董事會組織了引人註目的倫希爾大賽(Rainhill Trail),旨在發現用於該線路的最好機車。為參加這次賽事,史蒂文森在兒子羅伯特的協助下制成新的機車——“火箭號”。該機車有幾個重要的創新,一是使用多管鍋爐,增加了動力。設置了25條直徑均為3英寸的銅制水管,貫通鍋爐的兩端,從而增大了鍋爐內水的受熱面積,獲得更多的蒸汽,這種設計在後來一百多年間(直到蒸汽機時代結束),成為所有機車鍋爐的基礎。另一個創新是采用排氣管,將廢氣從汽缸中引進煙囪後再放出去,這就大大增加了煙囪的抽力和所保持的壓力。
在參賽的機車裏面,“火箭號”出色地完成了各項要求,它以每小時14英裏的平均速度沿1.5英裏的線路反復行駛,沒有發生任何問題,而其他三個參賽者的機車都出現了故障。在最後一輪比賽中,史蒂文森打開閥門,讓蒸汽機更快地運行,時速達到30英裏,令評審官和好奇的觀眾驚訝不已。

  在參賽的機車裏面,“火箭號”出色地完成了各項要求,它以每小時14英裏的平均速度沿1.5英裏的線路反復行駛,沒有發生任何問題,而其他三個參賽者的機車都出現了故障。在最後一輪比賽中,史蒂文森打開閥門,讓蒸汽機更快地運行,時速達到30英裏,令評審官和好奇的觀眾驚訝不已。

  利物浦—曼徹斯特鐵路全長31英裏,就像以前的鐵路一樣,因運輸貨物的需要而受到了推動。利物浦是原棉的主要到達地,這些棉花需要運往曼徹斯特的棉紡廠。蘭開夏郡當時是世界上工業化程度最高的地區,正因為它的繁榮經濟,世界上第一條鐵路在這兩座發展中的城市之間修建,就不單是一個偶然事件。盡管修建這條鐵路的主要動機是運輸貨物,但由於貨運車廂還未備好,它開通之後首先運送的卻是旅客。

  1830年9月15日,世界上第一條客運鐵路(利物浦—曼徹斯特鐵路)正式開通,史蒂文森的“火箭號”率先在這條線路上運行。1831年,“火箭號”運行滿一年,客流量達到近500 000人,鐵路公司因此能夠為投資者分發豐厚的紅利。兩城之間很快增加了服務班次,同時也啟動了貨物運輸。
史蒂文森沒有停步,他與兒子羅伯特繼續研究火車,到19世紀30年代末,他們的機車出口幾乎覆蓋歐洲所有的國家,還有大洋彼岸的美國。史蒂芬森父子也為他們的發明申請了一系列專利。

  史蒂文森沒有停步,他與兒子羅伯特繼續研究火車,到19世紀30年代末,他們的機車出口幾乎覆蓋歐洲所有的國家,還有大洋彼岸的美國。史蒂芬森父子也為他們的發明申請了一系列專利。

  內容來源:書問

  書名技術創新簡史

  作者戴吾三, 著

  出版清華大學出版社

  定價55元

(責任編輯:宋政 HN002)
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