喷火的怪物——蒸汽机车
今天,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赞叹,发明火车的人真是了不起,为后人留下这种既快又方便舒适的交通工具。
1764年英国人詹姆斯·瓦特发明了蒸汽机,蒸汽机的出现掀起了第一次工业革命,工业革命使劳动生产率几倍甚至几十倍的快速增长。机器大工业需要大量的燃料、原料;同时,也要把生产出的大量产品运往各地。
当时,运输主要依靠水上的船舶,陆地上的马车。这种运输方式与大工业的需要是个很大的矛盾,远远满足不了工业原料集中和产品集散的需要,机器大工业呼唤着现代运输工具的诞生。就在这时,也就是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,才算正式发明了能在轨道上行驶的火车。
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。因他从没上过正式的学校,所以开始在夜校学习时也困难重重。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。
当斯蒂芬森得知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的消息后,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
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;其次是速度慢。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”。
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揭开了首页。
到此时,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。
火车自发明以来至今已有200百多年的历史了,火车的出现从根本上改变了陆上运输,改变了以畜力、人力运输为主的陆上运输的方式,大大的提高了大运量、长途运输的的效率。开劈了陆上运输的新纪元。直到今天,火车仍然是世界上重要的运输工具,在国民经济中发挥巨大的作用。
最初的火车以熊熊燃烧的烈火为特点,它以蒸汽为动力,它冒着浓烟,吐着白雾,震天动地地呼啸而去,所以人们称这个喷云吐雾的怪物为“火车”,至今,尽管火车经过了几代的不断完善和发展,人 们还是不会忘记他最初的形象,所以,人们仍还习惯地叫它为火车。
1876年7月3日,中国第一条铁路———吴淞铁路通车,那台英国制造的名曰“先导号”的机车出现在中国大地上。这台机车总重量1320公斤,时速24公里~32 公里。这是中国出现的第一台蒸汽机车。
0号蒸汽机车是我们现在保存的、由英国制造的、在中国运行过的最古老的机车, 从这台蒸汽机车出现到新中国成立,中国大地上行驶着英、美、德、法、日、比、俄等国各种蒸汽机车,新中国成立初期还有苏联、波兰的两种型号。有关部门1949年曾经统计过,当时全国共有4069台蒸汽机车,其中有8个国家、30多家工厂生产的198种型号。
中国经历了组装、仿制、改进到自行设计制造蒸汽机车的不同阶段。我国先后生产过用进口零部件组装的蒸汽机车、按外国机车仿制的蒸汽机车、对仿制机车改进的蒸汽机车、自行设计制造的蒸汽机车。
1956年9月,青岛四方机车厂自行设计制造出中国第一台“胜利”(sl)型干线客运牵引蒸汽机车,
随后,大连机车厂自行设计制造“和平”(hp)型大功率干线货运牵引蒸汽机车,太原机车厂制造“工建”(gj)型工矿用的小型蒸汽机车,成都机车厂设计制造“蓉建”(rj)型工矿用的窄轨蒸汽机车,我国自行设计制造的蒸汽机车越来越多,逐渐成为我国铁路运输的主力。
建设发展时期,蒸汽机车日夜飞速奔驰,运输繁忙。铁路运输事业的发展,代表着中国经济建设的进步和发展。
1876年至今,中国铁路经历了100多年的翻天覆地的大变化,随着内燃机车、电力机车、动车组列车的出现,中国铁路运输舞台的主力已经更换,曾经是叱咤风云的铁路运输生产主力的蒸汽机车已经告别了中国铁路的历史舞台。 中国的蒸汽机车到2000年基本上退出了铁路运输的舞台。这一年,全国铁路共有蒸汽机车602台,运量不到铁路总运量的1%。
早在1801年,特里维西克就制造出了他的第一台能在一般道路上行驶的蒸汽动力车辆,并于1802年申请到专利权。但有一次,他邀请了8位好友坐车出去兜风,行驶了8公里之后,到一家饭店坐下来吃饭。他们为了这次风光的短途旅行开怀畅饮,威士忌和烤鹅让他们把停在一旁的蒸汽机车忘得一干二净,于是锅炉里的水被烧干,而炉壁被烧红,引起了一场大火,将饭店和蒸汽机车一并烧毁。倒霉的特里维西克没有气馁,以后,他又1803年他又发明接二连三造了了第二台“新城堡号”,可惜这台能牵引25吨货物的蒸汽机车与第一台一样不幸,它在一次表演中因驾驶失误,撞到了砖墙上,又报废了。
显然特里维西克始终运气不佳,即使是他1804年获得广泛承认的第三台“新城堡号”,也因为有一次在伦敦供人乘坐游玩时不幸翻车摔坏,这也给后来的发明家们提了一个醒——特里维西克发明的蒸汽机车太笨重,不能和当时只供马拉车辆行驶的木制轨道相适应,所以屡次发生事故,而且都未能作进一步改进便半途而废,因此未能得到普遍使用。1833年,特里维西克在贫病交加中死去。虽然这位伟大的发明家一生也终未能因蒸汽机车而受益,但无疑是他开创了火车旅行的历史。
1929年制造的“火箭”号机车奠定了现代蒸汽机车的基本形式,后来在构造和效率方面作了不断改进。为适应运输需要制造出各种用途的蒸汽机车,又不断向大功率、大牵引力和高速度发展,到20世纪30~40年代达到高峰。
当大家坐在隆隆飞驰的火车上时,很多人可能以为它的发明者肯定是一位经过多年深造的大科学家。其实,被称为“火车之父”的史蒂芬逊是一位穷矿工,而且他到17岁时还是一位文盲。
1781年7月9日,乔治·史蒂芬逊出生在英国诺森伯兰的一个煤矿工人的家庭里。由于家境贫困,他8岁时就开始帮人放牛。14岁那年,父亲把他带到自己的矿上去做工,他当上了一名蒸汽机司炉的助手。一天的劳累,常常使他腰酸腿痛,因而在他的心灵里,早就埋下了革新机械为工友们造福的愿望。不管工作多么疲劳,业余时间他从不肯休息,总是守在机器旁边,认真观察,仔细琢磨。可是他一天书也没念过,连机器上的标记符号和说明也看不懂。为了弥补自己在文化科学知识上的欠缺,史蒂芬逊在17岁时开始进夜校读书。由于他学习刻苦,没过多久就能自学各种科技书籍了。
有一天,矿上的一台机器突然坏了,几位机械师修了很长时间也找不到原因。这时史蒂芬逊来了,他绕着机器转了几圈,自告奋勇地说:“让我来试试看。”他把所有的部件都拆了下来,一件一件的进行认真检查,修理好出毛病的地方,很快照原样组装上,机器果然修好了,在场的人们发出一片赞许声。因此,史蒂芬逊被破例提拔为矿上第一个工匠出身的工程师。
史蒂芬逊当了工程师后,并没有停留在已取得的成绩上,他决心把瓦特发明的蒸汽机用于交通运输。他在前人创造的机车模型的基础上,通过多次试验,终于在1814年制造出了一台能够实用的蒸汽机车。这台机车能牵引30吨,还解决了火车经常脱轨的问题。但是这台机车的缺点很多,不仅走的慢,震动厉害,噪声大,而且烟筒里冒出了很高的火苗。史蒂芬逊继续进行试验、改进。又经过11年的艰苦研究,世界上第一台客货运蒸汽机车“旅行号”终于诞生了。
1825年9月27日清晨,试车表演在世界上第一条铁路——英国的达林敦铁路上举行。史蒂芬逊亲自驾驶“旅行号”。机车牵引着12节装着煤、面粉的车厢和20节满载乘客的车厢从伊库拉因开出,安全到达达林敦车站。当时车上的乘客有450人,列车载重共90吨,机车最高时速达到20至24公里。“旅行号”的试车成功,开辟了陆上运输的新纪元。
1829年,史蒂芬逊又研制成功了“火箭号”新机车,并亲自驾驶参加赛车。结果,“火箭号”以最高时速46公里,没有发生任何故障而获得优胜。从此,火车就正式被使用于交通运输事业。
在1781年,火车先驱乔治.斯蒂芬森出生在一个英国矿工家庭。直到18岁,他还是一个目不识丁的文盲。他不顾别人的嘲笑,和七八岁的孩子一起坐在课堂里学习。1810年,他开始制造蒸汽机车,并饯行蒸汽机车具有光明的前景。1817年,当斯蒂芬森决定他主持修建从利物浦到曼彻斯特的铁路线上完全用蒸汽机车承担运输任务。但是,保守的铁路拥有者却对蒸汽机车的能力表示怀疑。他们提出,在铁路边上固定的牵引机,用拖缆来牵引火车。斯蒂芬森为了让人们充分相信火车的性能,制造出了性能良好的“火箭号”机车。这种机车的卓越表现终于让怀疑者改变了态度,利物浦--曼彻斯特铁路因此成为世界上第一条完全靠蒸汽机运输的铁路线。以后出现的各种机车也是在新型动力机问世后研制出
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