Появление паровоза и строительство железной дороги Санкт- Петербург- Царское Село

 
 

Реферат  по

«Истории  железнодорожного транспорта»

На тему:

«Появление  паровоза и строительство железной дороги Санкт- Петербург- Царское Село» 
 
 
 
 

 

 

Содержание:

                                                                                                        

1. Появление рельсового пути………………………………………….3 стр.
2. Зарождение и развитие железных дорог……………………………6 стр.
3. Первые паровозы и строительство железнодорожных путей Санкт- Петербург-Царское Село в России…………………………………11 стр.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                               В том паровозном далеке:

Бесцветно-режущая  сила

Струи, скользнувшей по руке?

Шипенье с визгом поросячьим

Под перевалистый разгон?

Серозно-серый  моросящий

Налет на каждый перегон?

Перед подъемкой - громыханье

На стыках старческих костей?

Шуровки жгучее дыханье

Иль копоть факельных огней?.. 
 
 
 

: «...То  же самое должны были переживать  наши предки, когда была открыта  Америка, когда изобретение пороха возвестило о себе первыми выстрелами, когда книгопечатание пустило в мир первые заглавные листы божественного слова. Железная дорога также является таким решающим событием, которое изменяет цвет и внешний вид жизни; начинается первая глава всемирной истории, и наше поколение должно гордиться тем, что оно живет в такое время». 

Генрих  Гейне 
 
 
 
 

Появление рельсового пути 

  В 1755 году для перевозки породы на рудниках Алтая уже был построен узкоколейный путь с деревянными  рельсами, по которым двигались деревянные же вагонетки. Вдоль пути была натянута тросовая петля. Для приведения её в движение использовались лошади, вращавшие шкив. На каждой вагонетке имелось по два зажима, которые можно было поочерёдно прицеплять к одной или другой стороне петли ведущего троса. Благодаря этому имелась возможность останавливать вагонетки или изменять направление их движения при непрерывном движении ведущего троса.

  В 1788 году в Петрозаводске появляется первая в России железная дорога (она  же - первая железная дорога в мире заводского назначения). Железная дорога была построена на Александровском заводе для нужд предприятия. (Ныне участки первой российской железной дороги хранятся в Петрозаводске около здания музея ОТЗ и в Губернаторском саду; кроме того, в Губернаторском саду сохранены колёса от вагонетки)

      Принцип работы паровоза: тепло,  полученное при сжигании топлива  в топке, превращает котловую  воду в пар, попеременно поступающий  в цилиндры по обе стороны  поршней, возвратно-поступательное  движение которых через кривошипно-шатунный механизм преобразуется во вращение движущих колесных пар.

      Первая в мире паровая машина  была построена в России. В  середине XVIII века работал гиттеншрайбером  (плавильным писарем) Барнаульского  завода на Алтае Иван Ползунов. Толковому юноше поручили разведку местности, и он мастерски выполнил карту будущих рудников и математические расчеты. Позже не одна техническая проблема предлагалась для решения Ивану: раскрытие причин брака при изготовлении стеклянной посуды, доставка "драгоценного" каравана с серебром и золотом по неосвоенным землям в столицу империи…  

      Детей Ивану с Пелагеей Бог  не дал. Все свободное время  горняк проводил за книгами.  За ученость нередко страдал,  потому что соглядатаи доносили, будто Ползунов может вызвать дождь или, наоборот, прогнать тучи, словно стадо овец. Описывался случай "бесовщины и колдовства лютого", когда механик-самоучка изготовил "летающего змея и запустил в небеса, а оный зацепился хвостом за крест на Петропавловском соборе". За это "вероломное" деяние Ползунова чуть не отлучили от церкви. А "магия" объяснялась его интересом к воздушным явлениям и собственноручным изготовлением барометров.

      Но особенно увлекся Ползунов  книгой Шлаттера о рудокопном  деле, десятая глава которой называлась "О водоливной огнем действующей машине". Оставшуюся часть жизни Иван посвятил созданию такого механизма. Свой проект Ползунов направил в Санкт-Петербург и через год после некоторого "сумнительства" получил милость императрицы: "Людей давать столько, сколько у него работы случится".

      В августе 1764 года без толковых  помощников ценою неимоверных  усилий и сотен бессонных ночей  уже больной, измученный Ползунов  показал миру свое творение. Но  до пуска машины не дожил, 16 мая изобретатель умер от скоротечной чахотки.

      Через неделю после кончины  Ивана Ивановича Ползунова окончательный  вариант паровой машины был  пущен в эксплуатацию. Успех превзошел  все ожидания. Но постепенно появилась  течь между стенками цилиндров,  а чем латать "дыры", никто  не знал. Попытались берестой, да непрочна оказалась. В конце сентября машина "работою закончилась". Общее время ее полезной работы составило 1023 часа. За это время было выплавлено серебра 14 пудов, золота 14 фунтов1. Чистая прибыль - более 11 тысяч рублей.

      Шотландец Джеймс Уатт получил  патент на свою первую паровую  машину в 1769 году, а на паровой  двигатель двойного действия, как  у Ползунова, - лишь в 1782-м. 

      Между тем, попытки использовать  силу пара для транспортных  целей делались уже давно. В 1763 году француз Н. Ж. Кюньо построил паровую повозку для артиллерийских снарядов. Позже паромобили соорудили также англичанин У. Мердок и американец О. Эванс. Но развитию новых громоздких машин мешало ужасающее состояние грунтовых дорог.

  
 
 
 

Зарождение и развитие железных дорог 

      В Древнем Египте, Греции и  Риме существовали колейные дороги, предназначавшиеся для перевозки  по ним тяжелых грузов. Устроены  они были следующим образом:  по выложенной камнем дороге  проходили две параллельные глубокие  борозды, по которым катились колеса повозок. В средневековых рудниках существовали дороги, состоящие из деревянных рельсов, по которым передвигали деревянные вагоны. Есть версия, что отсюда пошло название "трамвай", т. е. "бревенчатая дорога".

      Примерно в 1738 г. быстро изнашивавшиеся деревянные рудничные дороги были заменены металлическими. Вначале они состояли из чугунных плит с желобами для колес, что было непрактично и дорого. И вот в 1767 г. Ричард Рейнольдс уложил на подъездных путях к шахтам и рудникам Колбрукдэйла стальные рельсы. Конечно, они отличались от современных: в сечении они имели форму латинской буквы U, ширина рельса была 11 см, длина 150 см. Рельсы пришивались к деревянному брусу желобом кверху. С переходом на чугунные рельсы стали делать и колеса у телег чугунными. Для передвижения вагонеток по рельсам использовалась мускульная сила человека или лошади.

      Постепенно рельсовые пути выходили  за пределы рудничного двора.  Их стали прокладывать до реки  или канала, где груз перекладывался на суда и дальше перемещался водным путем.

      Решалась проблема предотвращения  схода колес с рельсов. Использовали  угловое железо (сплав), но это  увеличивало трение колес. Затем  стали применять закраины (реборды)  у колес одновременно с грибовидной формой рельса в разрезе. Сходы с рельсов прекратились.

      В 1803 г. Тревитик решил использовать  свой автомобиль для замены  конной тяги на рельсовых путях.  Но конструкцию машины Тревитик  изменил и построил первый в мире паровоз "Нью Касл". Он смело пустил свою машину с гладкими колесами по гладким же рельсам, что считалось до него невозможным из-за недостаточного будто бы трения. На двухосной раме с четырьмя колесами находился паровой котел с одной паровой трубой внутри. В котле над паровой трубой горизонтально размещался рабочий цилиндр. Шток поршня далеко выдавался вперед и поддерживался кронштейном. Движение поршня передавалось колесам при помощи кривошипа и зубчатых колес. Имелось и маховое колесо. Этот паровоз короткое время работал на одной из рудничных дорог.

  Машина  везла десять тонн железа или 70 пассажиров в повозке со скоростью около 10 км/час. Повозка по-английски waggon, отсюда пошло - вагон. Как, по-видимому, и нынешняя идиома - "вагон и  маленькая тележка": паровоз рядом  со своей повозкой выглядел малышом.

  Чугунные  рельсы быстро выходили из строя под  тяжестью паровоза. Вместо того чтобы  заменить слабые рельсы более прочными, отказались от паровоза. Уже после  Тревитика, забыв о его изобретении, многие пытались создать паровоз. Его  делали с зубчатыми колесами, с толкачами в виде ног, протягивали вдоль пути цепь, которая навивалась на шкив, укрепленный на паровозе, и т. д.

    Так двести лет назад гигантская туша мировых событий сначала неуверенно повернулась к паровой тележке, потом грузно ввалилась в прицепку, и только стыки запели стаккато под колесами удивленной истории

      Человеком, который сумел проанализировать, обобщить и учесть весь предшествующий  опыт в паровозостроении, был  Джордж Стефенсон.

    В вечерней платной школе на  одной из шахт около Ньюкасла учился читать и писать молодой кочегар по имени Джордж Стефенсон. Вскоре он стал признанным машинным мастером, заинтересовался паровым транспортом. А в 1813 году обратился к владельцам Клингвортских копей с предложением заменить лошадей "ходячими машинами" и просьбой покрыть расходы на их строительство.

    Известны три типа паровоза  Стефенсона. Первый, названный им "Блюхер", был построен в 1814 г. Локомотив  мог передвигать восемь повозок  массой 30 т со скоростью 6 км/ч. 

      Паровоз имел два цилиндра, зубчато-колесную передачу. Пар из цилиндров вырывался наружу. Затем Стефенсон создал устройство, которое было этапным в паровозостроении - конус. Отработавший пар стал отводиться в дымовую трубу.

      Как говорится, первый блин  комом, но средств больше не было. Помог случай: Джордж получил конкурсную премию за лучшую конструкцию безопасной шахтной лампы и вложил ее в создание второго и третьего, более совершенных, паровозов.

      Второй паровоз был создан  в 1815 г. Стефенсон заменил зубчатую  передачу непосредственным соединением кривошипным механизмом поршней цилиндров с движущимися осями и спарил колеса с помощью жестких дышел. Стефенсон был первым паровозостроителем, который обратил внимание на путь и на взаимодействие локомотива и пути. Он изменил соединение рельсов, смягчив толчки, снабдил паровоз подвесными рессорами.

      Стефенсон пришел к выводу, что  путь должен быть по возможности  горизонтальным и что, несмотря  на дороговизну путевых работ,  необходимо устройство насыпей  и выемок при постройке железной дороги. На первой в мире железнодорожной линии Стоктон - Дарлингтон предполагалось в качестве тяги использовать лошадей как наиболее надежное средство. В 1823г.

    После открытия в 1822 году Геттонской железной дороги длиной 12,8 км, построенной по проекту Стефенсона, он добился сооружения в Ньюкасле первого в мире паровозостроительного завода.

    Было построено уже 16 паровозов, когда из ворот предприятия вышел "Локомотив № 1" для Стоктон-Дарлингтонской железной дороги протяженностью уже 43,5 км. 

     Он мало отличался от предыдущих  и перевозил грузы со скоростью  18-25 км/ч. Для передвижения пассажирских  вагонов на линии Стоктон - Дарлингтон использовались лошади. На наиболее крутых участках  составы передвигались с помощью  канатов. Были уложены и чугунные, и стальные рельсы.

    Вот как описывает ее открытие один из помощников Стефенсона:

        "Сцена, имевшая место утром  27 сентября 1825 года, не поддается  никакому описанию. Многие, принимавшие  участие в этом историческом  событии, всю ночь не смыкали глаз и были на ногах. Всеобщая бодрость и веселость, счастливые лица одних, изумление и испуг других разнообразили эту картину.

        В назначенный час процессия  тронулась. Во главе поезда  находился паровоз "Локомотив", управляемый создателем его - Стефенсоном; за паровозом следовали шесть вагонов с углем и мукой; вслед за ними - вагон, где помещались со своими экипажами директора и владельцы дороги; затем - двадцать угольных вагонов, приспособленных для пассажиров и переполненных ими, и, наконец, шесть вагонов, нагруженных углем. Впереди паровоза ехал верховой с флагом.

        По обеим сторонам дороги стояла  огромная толпа народа, многие  бежали за поездом; другие верхом  на лошадях следовали за ним.  Путь имел небольшой уклон  к Дарлингтону, и в этом месте Стефенсон решил испытать скорость паровоза; дав сигнал и очистив путь, он увеличил скорость хода до пятнадцати миль в час. Когда поезд прибыл в Дарлингтон, оказалось, что в вагонах было 450 пассажиров, а вес поезда составлял 90 тонн".

        Вот откуда, оказывается, пришли наши железнодорожные выражения: "Бежать впереди паровоза" и "Уважаемые пассажиры, выгружайтесь живо, если живы!"

  Следующим крупным контрактом, который выполнил Джордж Стефенсон уже вместе с  сыном Робертом, было строительство  железной дороги Манчестер-Ливерпуль. Но им опять пришлось доказывать преимущества паровозной тяги, ибо появилось конкурирующее предложение - использовать 21 стационарную паровую машину, которые должны были тащить составы канатами. Паровоз восторжествовал, но для выбора лучшей конструкции был назначен конкурс.

        Джордж Стефенсон заявил: "Я  построю машину, которая будет  развивать скорость не менее  32 км/час". На эту "дерзость" один из журналов ответил: "Нет  ничего более смешного и глупого,  чем обещание построить паровоз, который двигался бы в два раза быстрее почтовой кареты. Так же мало вероятно, впрочем, что англичане доверят свою жизнь такой машине, как и то, что они дадут себя добровольно взорвать на ракете". Прочитав эти строки, Стефенсоны назвали свой новый паровоз именно "Ракетой".

        В октябре 1929 года в местечке  Рейнхилл под Ливерпулем и  состоялась "гонка паровозов". Было заявлено пять паровозов, но один из них бдительные судьи сразу же дисквалифицировали, обнаружив спрятанную внутри обшивки лошадь, которая приводила колеса в движение через хитроумные педали. Осталось четыре: "Новинка" Брайтвайта и Эриксона, "Бесподобный" Гаксворта, "Упорство" Бурштеля и "Ракета" Стефенсонов. Победила "Ракета", одолевшая три километра гоночной дистанции со скоростью 44 км/час. Через 11 месяцев она и более совершенный "Нортумбриан" повели первые пассажирские поезда по новой дороге. В том же 1830 году в США был построен первый паровоз, названный "Самый лучший друг", на котором был использован стоячий котел, что позволило увеличить кпд.

      Первая паровая железная дорога  Ливерпуль - Манчестер была открыта  в 1830 г. С этого времени началось  быстрое развитие железнодорожного транспорта. В том же 1830 г. первая железная дорога была построена в Америке между Чарльстоном и Огеста протяжением 64 км. Паровозы сюда были доставлены из Англии. Затем железнодорожное строительство начали одна за другой европейские страны:

 

            1832-1833 гг.- Франция, Сен-Этьен-Лион, 58 км;

            1835 г.- Германия, Фюрт - Нюрнберг, 7 км;

            1835 г.- Бельгия, Брюссель-Мехельн, 21 км;

            1837 г.- Россия, Санкт-Петербург-Царское  Село, 26,7 км. 

Первые  паровозы и строительство  железнодорожных  путей Санкт-Петербург-Царское  Село в России.

  

  Железные  дороги крайне необходимы России... Они, можно сказать, выдуманы для неё  более чем для какой-либо другой страны Европы... Климат России и её пространства соделывают их особенно драгоценными для нашего отечества.

  П.П. Мельников 

 

        Россия стала третьей в мире  страной, в которой создавались  собственные паровозы. 
 

  Первые  паровозы в России были построены  русскими механиками и изобретателями, отцом и сыном Черепановыми — Ефимом Алексеевичем и Мироном Ефимовичем, работавшими на Нижнетагильских заводах и бывшими крепостными Демидовых. Черепановы занимались самообразованием, посещали заводы Петербурга и Москвы. За изобретательскую деятельность Мирону Черепанову и его жене в 1833г. была дана вольная. Ефиму Черепанову и его жене вольная была дана в 1836г.

  Черепановыми  было создано около 20 различных паровых  машин, работавших на нижнетагильских  заводах.

  В 1834 г. они построили первый русский  паровоз, а в 1835 г. — второй, более мощный. Но вскоре Черепановы вынуждены были прекратить свои опыты. Хозяева предпочли дешёвый гужевой транспорт.

  Не  получила поддержки и попытка  наладить производство паровозов на Пожевском заводе Всеволожских, хотя построенный там в 1839 г. паровоз «Пермяк» был даже послан на выставку в Петербург.

  Сфера применения рельсового транспорта в  качестве подсобного механизма ограничивалась горно-металлургическим производством. Необходимость железных дорог для  поступательного экономического развития страны ещё не была осознана на государственном уровне.

  В то время как за рубежом первые участки железных дорог общего пользования  уже вводились в эксплуатацию, ведомство путей сообщения России, рассмотрев в 1826 г. вопрос о строительстве  железных дорог общего назначения, сочло его экономически невыгодным.

  Однако  преимущества железных дорог, построенных  в Англии в 1825—1830 гг. и приносящих значительные прибыли, а также запуск в 1829 г. паровоза Стефенсона всё же произвели  впечатление на российского императора.

  В августе 1834 г. по приглашению горного  ведомства в Петербург приехал  известный австрийский инженер, профессор Венского политехнического института Франц фон Герстнер. За четыре месяца он объездил множество  городов от Москвы до Урала и по возвращении в Петербург подал императору Николаю I обстоятельную записку, в которой изложил свои соображения о строительстве железных дорог. В ней отмечалось, что "…нет такой страны в мире, где железные дороги были бы более выгодны и даже необходимы, чем в России, так как они дают возможность сокращать большие расстояния путем увеличения скорости передвижения". Для начала, чтобы рассеять сомнения относительно возможности эксплуатировать железные дороги в зимних условиях, предлагалось построить небольшую линию.

  15 апреля 1836 г. был обнародован Указ Николая I о сооружении Царскосельской железной дороги. Согласно проекту, она начиналась в Петербурге на левом берегу Фонтанки, в 370 м от Обуховского моста. Там предполагалось построить большое станционное здание, увенчанное башней с часами. Путь в одну колею от первой станции должен был пройти вдоль набережной Введенского канала до Обводного, за которым находился единственный на дороге поворот, и далее устремлялся совершенно прямо в юго-восточном направлении - к Царскому Селу и Павловску. Герстнеру было дозволено учредить акционерную компанию с капиталом в 3 млн. руб.

  Для Царскосельской дороги была выбрана  колея шириной 6 футов (1829 мм). Такое  решение Герстнер обосновал необходимостью сделать шире подвижной состав, чтобы увеличить вместимость вагонов и тем самым получить возможность перевозить громоздкие грузы, в том числе и кареты. Кроме того, такая колея позволяла в будущем увеличивать мощность паровозов, паровые цилиндры, движущие механизмы которых располагались внутри рамы.

  Начавшееся 1 мая 1836 г. строительство планировалось  завершить к 1 октября того же года. Всего за один месяц 2500 рабочих и 1400 солдат уложили 5-километровый участок  железнодорожного полотна. Но к сроку  закончить работы не удавалось, поэтому  Франц фон Герстнер принял решение начать движение на готовом участке между Кузьмином и Павловском, где 3 ноября 1836 г. совершил первый рейс поезд на паровой тяге.

  Франц фон Герстнер сам неоднократно выступал в роли машиниста и перевез  тысячи людей. Позднее он писал, что проехал "в первые пять дней по пятиверстному расстоянию 116 раз".

  Торжественное открытие движения на участке состоялось 30 октября 1837 года, а через полгода ввели в эксплуатацию участок дороги между Царским селом и Павловском. Конечную станцию в Павловске назовут как увеселительное заведение в Англии — вокзал. Это слово не имеет абсолютно никакого отношения к поездам, но впредь все железнодорожные станции России будут называться именно так.

    Машинистом первого поезда стал  сам Франц Герстнер. Поездка из Петербурга до Царского села заняла 35 минут, а обратная поездка — 27 минут, в три раза быстрее, чем на лошадях.

  Отношение к Царскосельской дороге в разные периоды было неодинаково. Многие дали ей пренебрежительное название "увеселительной", считая ее чем-то вроде аттракциона. Однако специалисты понимали значение дороги для развития железнодорожного строительства в стране. На торжественном собрании Императорского русского технического общества, посвященном 50-летию начала строительства рельсовых путей в России, отмечалось: "Царскосельская железная дорога в отношении ее общего значения для сети русских железных дорог и по той цели, которая имелась в виду при разрешении ее сооружения, справедливо будет рассматриваться подобно достопамятным потешным полкам и ботику императора Петра I, давшим России славные и победоносные гвардию, армию и флот".

  Современники  так описывали Царскосельскую дорогу: «Вот идёт паровоз с трубой, из которой  валит дым; машина тащит за собой  несколько повозок, в которых  помещается более 300 человек; сила равна силе 40 лошадей; в один час она пробегает пространство в 30 вёрст. От Царского до Павловска 5 вёрст пробегает ровно в 7 с половиной минут.

  К машине приделана труба другого  рода, в неё, в продолжение пути, кондуктор трубит, остерегая зрителей.

  Длинная вереница экипажей прилажена к паровозу: вот огромный дилижанс, вот берлины, шарабаны, широкие крытые повозки  с шестью рядами скамеек на пять человек каждая; вагоны, повозки  открытые для помещения такого же числа пассажиров; вот огромные фуры и телеги для разной клади; вот ряд роспусков для перевозки животных: лошадей, коров, овец, телят и птиц домашних; вот чаны для разных жидкостей, буфеты для съестных припасов».

  Первая  российская дорога длиною в 25 вёрст, шириной  колеи в 0,857 саженей (182,85 см) была построена за год и восемь месяцев. Специально образованное акционерное Общество Царскосельской железной дороги израсходовало на её сооружение 5 млн. рублей ассигнациями.

  1837 год, таким образом, стал стартовым  в развитии железнодорожного транспорта в России.

  Вторую  и важнейшую железную дорогу страны проложат только через 15 лет после  строительства первой. Строительство  дороги Петербург — Москва будет  возглавлять инженер Пётр Мельников. В 1851 году строительство будет окончено.

  Вернувшиеся из Америки инженеры П.П.Мельников и Н.О.Крафт подготовили обстоятельный доклад, содержавший информацию об иностранных железных дорогах.

  Особое  внимание обращалось на экономическую  значимость и культурную полезность железных дорог. Тем более что  в условиях происходившего в России в те годы промышленного переворота совершенствование средств транспорта позволяло более оперативно решать многие хозяйственные вопросы.

  Железнодорожный транспорт отличался быстротой  движения, непрерывностью и всепогодностью, гарантиями сроков доставок и дешевизной перевозок, что делало его преимущества в сравнении с другими видами перемещений того времени очевидными.

  1 февраля 1842 г. император подписал  указ, в соответствии с которым  предполагалось начать строительство  Санкт-Петербурго-Московской железной дороги. Инициатором строительства этой первостепенной магистрали на сей раз выступило правительство, возложившее на казну финансирование этого предприятия.

  При этом Николай I не препятствовал подробному изучению и рассмотрению правительственным органами предложений частных предпринимателей о строительстве тех или иных рельсовых путей.

  11 августа 1842 г. был образован  Департамент железных дорог, в  котором сосредоточились все  распоряжения о постройке новой  линии, а впоследствии и других рельсовых путей.

  Строительство дороги началось летом 1843 г. на основе проекта П.П.Мельникова, Н.О.Крафта и  А.Д.Готмана. Дорога была задумана как  двухколесный путь по кратчайшему направлению  длиной около 604 верст (в разных источниках протяжённость линии Санкт-Петербург-Москва указывается в 603 и в 609 вёрст). Первоначально определённая сумма, отведённая на строительство, составляла 43 млн. рублей серебром.

  Трасса  была построена за восемь с половиной  лет и обошлась казне в 66 850 тыс. рублей серебром, что оказалось дешевле многих иностранных железных дорог. Относительная дешевизна строительства достигалась за счёт нестандартных инженерных решений, массового использования крепостного труда, применения специализации и поточного метода производства работ.