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火车的发明

来源:蝌蚪五线谱 作者: 发布时间:2020-02-10 14:43:30 浏览次数: 【字体:

当一列列火车风驰电掣般地从我们面前闪过,迅速地从视野消失驶向远方时,我们禁不住会发出由衷的感叹,发明火车的人真伟大,为后人留下这种既快又方便舒适的交通工具。

蒸汽火车

快速行驶的蒸汽火车(图片来源搜狐)

欧洲工业革命以机器大工业代替了工场手工业。机器大工业需要大量的燃料、原料,也要把生产出的产品送往各地。而在19世纪以前,运输依靠水上船舶。陆地上只能依赖马车,这与大工业的需要是个很大的矛盾。机器大工业呼唤着现代运输工具的诞生。

16世纪下半叶,在英国和德国的矿山和采石场铺有用木材做成的路轨。在轨道上行走的车是靠人力或畜力推动的。1767年,英国的金属大跌价,有家铁工厂的老板看到堆积如山的生铁,既卖不出去赚不了钱,又占用了很多地方,就令人浇铸成长长的铁条,铺在工厂的道路上,准备在铁价上涨的时候再卖出去。可是,人们发现车辆走在铺着铁条的路上,既省力,又平稳。这样,铁轨先于火车诞生了。

火车轨道

火车轨道(图片来源摄影部落)

铁条上行车毕竟不是很方便的,于是,铁条得到了改进,做成凹槽形的铁轨。这种轨道可以防止车轮滑出,但容易在凹槽中积上石子、煤屑,铁轨很容易损坏。于是,人们把铁轨做成了上下一样宽,中间略窄的形状,这样垃圾不易积起,铁轨也不容易损坏。可是这种轨道不是很稳的,铁轨受到冲击容易翻倒而导致车辆出轨翻车。人们又把铁轨的下面加宽,造成像汉字的“工”字形,这种形状的轨道既稳定又可靠,一直沿用到今天。

那个时代铁路已诞生,可是行走在铁路上的车大部分是用马拉的。1783年,瓦特的学生默多克造出了1台用蒸汽机作动力的车子,但效果不好,没人用。1807年,英国人特里维希克和维维安制造成功用蒸汽机推动的车子,可是这车子太笨重了,难以在普通的道路上行走,而他们也没想到把这辆车放到铁轨上去,所以不久也就弃之不用了。直到1814年,放牛娃出身的英国工程师斯蒂芬森造出了在铁轨上行走的蒸汽机车,正式发明了火车。

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火车的发明者斯蒂芬森(图片来源荔枝网)

斯蒂芬森出生于1781年,父亲是煤矿上的蒸汽机司炉工。母亲没有工作。一家8口全靠父亲的工资收入生活,日子过得很艰难。14岁那年,斯蒂芬森也来到煤矿,当上了一名见习司炉工。他很喜欢这个工作,别人下班了,他却认真地擦洗机器,清洁零部件。多次的拆拆装装,使他掌握了机器的结构。他渴望掌握更多的知识,辛勤工作一天后,就去夜校上课。他从没上过学,开始学习时困难重重,他聪明好学,勤奋钻研,很快掌握了机械、制图等方面的知识。一次,他用书本上学到的知识,结合工作的实际,设计了一台机器。煤矿上的总工程师看到他设计的机器草图,大加赞赏,这给了斯蒂芬森很大的鼓励。他学习工作更加努力。勤奋了,不久便成了名熟练的机械修理工。

1907年,特里维希克和维维安造出了在普通道路上行走的蒸汽机车,但由于车子过于笨重,在普通道路上难以行驶,他们放弃了这个发明。斯蒂芬森总结他们失败的教训,开始研制蒸汽机车,他改进了产生蒸汽的锅炉,把立式锅炉改成卧式锅炉;并作出了一个极有远见的重大决断,决定把蒸汽机车放在轨道上行驶;在车轮的边上加了轮缘,以防止火车出轨;又在承重的两条路轨间加装了一条有齿的轨道。因为当时考虑蒸汽机车在轨道上行驶,虽可避免在一般道路上因自身太重而难以行走的缺点,可在轨道上也会产生车轮打滑的问题,所以,在机车上装上棘轮,让它在有齿的第三轨上滚动而带动机车向前行驶。

1814年,斯蒂芬森的蒸汽机车火车头问世了。他发明的这个铁家伙有5吨重,车头上有一个巨大的飞轮。这个飞轮可以利用惯性帮助机车运动,斯蒂芬森为他的发明取了个名字叫“布鲁克”。这个布鲁克可以带动总重约30吨的8个车厢。在以后的10年中,他又造了11个与布鲁克相似的火车头。

斯蒂芬森的新发明也有很多缺点,首先是震动太大。有一次,甚至震翻了车;其次是速度不快。因此,斯蒂芬森经过改进,重新设计了一辆火车。在设计制造火车的同时,他说服了皮斯先生。当时,1821年,皮斯先生正在筹划铺设从斯托克顿到达灵顿供马拉车用的铁轨,皮斯听了斯蒂芬森的建议,就委托他制造一台火车头。斯蒂芬森受委托后,加紧了工作的步骤。终于造出了一辆新的更先进的蒸汽机车,他将它命名为“旅行号”。

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斯蒂芬森驾驶火车到达斯托克顿的情景(图片来源新浪博客赤寓云起时)

1825年9月27日,在英国的斯托克顿附近挤满了4万余名观众,铜管乐队也整齐地站在铁轨边,人们翘首以待,望着那卧榻碗蜒而去的铁路。铁路两旁也拥挤着前来观看的人群。忽然人们听到一声激昂的汽笛声,一台机车喷云吐雾地疾驶而来。机车后面拖着12节煤车,另外还有20节车厢,车厢里还乘着约450名旅客。斯蒂芬森亲自驾驶世界上第一列火车。火车驶近了,大地在微微颤动。观众惊呆了,简直不相信自己的眼睛,不相信眼前的这铁家伙竟有这么大的力气。火车缓缓地停稳,人群中爆发出一阵雷鸣般的欢呼声。铜管乐队奏出激昂的乐曲,七门礼炮同时发放,人们在庆祝世界上诞生了火车。这列火车以每小时24公里的速度,从达灵顿驶到了斯托克顿,铁路运输事业从这天开始。

火车的优越性已充分体现出来了,它速度快、平稳、舒适、安全可靠。随即在英国和美国掀起了一个修筑铁路、建造机车的热潮。仅1832年这1年,美国就修建了17条铁路。蒸汽机车也在这段时间前后有了很大的改进,从最初斯蒂芬森建造的两对轮子的机车,一直发展到5对,甚至6对轮子。而斯蒂芬森继续作为这个革命性运输工具的发明者和倡导者,解决了火车铁路建筑、桥梁设计、机车和车辆制造的许多问题。他还在国内和国外许多铁路工程中担任顾问。就这样,火车在世界各地很快发展起来了。

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