Урок 7 «паровоз. тревитик, стефенсон, черепановы»

Первым, кто сумел сделать катящуюся по рельсам паровую повозку, стал талантливый английский инженер Ричард Тревитик, который уже к концу XVIII века был известным из-за создания лёгких, но мощных паровых котлов. Тревитик создал несколько моделей паровозов, самый первый из которых, был создан в 1801 году. Самая известная модель паровоза была создана в конце 1803 года, однако официальным годом её рождения считается 1804, когда Тревитик получил патент на своё изобретение. Паровоз сильно отличался от его «потомков». Так, на нём один цилиндр раскручивал большое колесо-маховик, от которого через зубчатую передачу приводились обе колёсные пары.

Ричард познания в области паровой техники приобрёл самообразованием, что позволило ему занять должность инженера в различных кoмпаниях.

Только в 1808 год Ричард Тревитик построил паровоз более совершенной конструкции, развивавший скорость до 30 км./ч. Паровоз получил название «Поймай меня, кто сможет». В целях пропаганды паровоза Тревитик построил за свой счет кольцевую дорогу в парке, где «Поймай…» соревновался в скорости с лошадьми и перевозил людей ради развлечения. Но, не получив поддержки от крупных финансистов, Тревитик разорился и уехал в Южную Америку — в Перу, после неудачного участия в испано-перуанской войне вернулся в Англию в 1827 году.

Ричард Тревитик умер 22 апреля 1833 в полной нищете.

ДЖОРДЖ СТЕФЕНСОН

К тому времени на крупных предприятиях активно использовалась конная тяга, применение которой существенно ограничивало вес составов с грузом, да и скорость транспортировки была невелика. Это вскоре привело многих владельцев крупных предприятий к мыслям о начале применения в транспортировке грузов паровых машин, в том числе и движущихся по рельсам. Также началом применения в промышленности паровоз обязан был и французскому императору Наполеону, а точнее его войнам, из-за которых возросли цены на зерновые, в том числе и на корма. Из-за этого значительно вздорожало содержание лошадей. В 1811 году предпринимается попытка применения паровоза для вождения вагонеток с углём, но лёгкий паровоз не смог потянуть тяжёлый состав, а стал боксовать на месте. В 1813 году создаётся паровоз «Пыхтящий Билли», который водил поезда лишь за счёт силы сцепления гладких колёс с гладкими рельсами. Паровоз был неуклюж и медлителен, но многие инженеры усмотрели в нём серьёзную конкуренцию лошадям. Среди них был и мало кому тогда ещё известный машинный мастер Джордж Стефенсон.

Джордж Стефенсон родился в Англии в семье шахтёра.

С 8 лет работал по найму. Всё детство Стефенсона прошло у деревянной колейной дороги длиной несколько миль. Она использовалась для вывоза угля с шахты на вагонетках с конной тягой и фактически была прародительницей современных железных дорог. В 18 лет научился читать и писать и путём упорного самообразования приобрёл специальность механика по паровым машинам. В 1812 году перестал заниматься только обслуживанием паровых машин и приступил к самостоятельному их проектированию.

Чтобы облегчить вывоз угля на поверхность, он сначала построил паровую машину, которая с помощью каната тянула вагонетки. А в 1814 году Стефенсон спроектировал свой первый локомотив, предназначенный для буксировки вагонеток с углём. Это был первый в мире удачный опыт постройки локомотива, использующего для создания тягового усилия силу трения между гладкими колёсами и гладкими металлическими рельсами. Он мог вести состав общим весом до 30 тонн. Машина получила название «Блюхер». С этих пор строительство паровозов стало главным делом его жизни.

Опыты Стефенсона получили признание, и в 1820 году его привлекли к проектированию и строительству 13-километровой железнодорожной линии. Эта дорога стала первой, на которой удалось полностью отказаться от мускульной силы животных в пользу механической тяги.

В 1823 году Стефенсон основал в Ньюкасле первый в мире паровозостроительный завод. «Локомоушн», управляемый самим Стефенсоном, провёл состав, нагруженный 80 тоннами угля и муки. 15 километров поезд преодолел примерно за два часа, показав среднюю скорость порядка 7,5 км/ч, но на некоторых участках он разгонялся до 39 км/ч. Помимо груза в составе поезда был открытый пассажирский вагон «Эксперимент», в котором ехали члены приёмочной комиссии. Это был первый в мировой практике случай использования железной дороги с паровой тягой для перевозки пассажиров.

В 1836 году Стефенсон организовал в Лондоне проектную контору, ставшую научно-техническим центром железнодорожного строительства. В 1847 году Стефенсон стал первым президентом Института инженеров-механиков. К этому времени он практически отошёл от дел.

По проектам Стефенсона стали строиться паровозы и в других странах. Он принадлежал к тем счастливым изобретателям, кому довелось при жизни увидеть воплощёнными свои замыслы.

Стефенсон умер 12 августа 1848 года.

Построенный в 1825 году паровоз Стефенсона «Локомоушн № 1» уцелел до настоящего времени.

Портрет Джорджа Стефенсона был помещён на банкнотах Великобритании достоинством 5 фунтов стерлингов.

Существует утверждение, что Николай I в молодости посетил Англию, где в 1816 году встретился со Стефенсоном, попробовал себя в роли кочегара и прокатился на паровозе.

БРАТЬЯ ЧЕРЕПАНОВЫ

Деми́довы — род богатейших российских предпринимателей (заводчиков и землевладельцев), выдвинувшийся при Петре I благодаря созданию оружейных и горнодобывающих предприятий в Туле и на Урале. Основатели многих уральских городов, внёсшие неоценимый вклад в освоение и развитие уральской земли.

Странствуя по Западной Европе, граф Демидов обратил внимание на то, какое значение для заводов имеют паровые машины. На демидовских заводах первая паровая машина начала работать в 1824 г.

С задачей установки такой машины отлично справился плотинный мастер Ефим Алексеевич Черепанов.

Пробился Ефим Черепанов к высотам техники исключительно благодаря своему природному таланту и натуре. Образования он фактически никакого не имел, учился "при доме". Отсюда и пошли все "натуральные механики" Черепановы: сам Ефим, его брат Алексей, сын Ефима - Мирон, первый помощник в создании паровых машин и паровоза, племянник Аммос.

Ефим Черепанов впервые предложил план своей паровой машины в 1813 году. Но лишь через семь лет за свой скудный счет он построил "паровик" мощностью всего в "одну лошадь". Узнав об этом, граф Демидов отправил его в Англию.

Черепановым, и отцу и сыну, удалось побывать в Петербурге и за границей, в Швеции. Здесь они могли познакомиться с передовой техникой того времени.

По возвращении из Швеции в Нижний Тагил Черепановы приступили к сооружению паровой машины для Медного рудника, который составлял тогда одно из главных богатств Демидовых. Медный рудник давал свыше 640 тонн меди в год. Но добыче меди мешала вода, затапливавшая рудник. Вот почему на сооружение водоотливных машин были отпущены большие средства. Черепановы соорудили на Медном руднике тридцатисильную паровую машину, а вслед за ней вторую и третью паровые машины, ещё более совершенные и мощные.

Простые русские люди, плотинный мастер и его сын, стали специалистами, владеющими богатейшим техническим опытом. Механическое заведение Черепановых, устроенное на Выйском заводе, в нескольких километрах от Нижнего Тагила, стало передовым центром русской технической мысли.

1 августа 1834 года в имении Демидовых собралось достаточно много народа. Всем не терпелось посмотреть, как пройдет испытание первого «сухопутного парохода».

Специально для паровоза была выстроена чугунная дорога. Ее протяженность составляла 854 метра. Паровичок должен был везти состав весом чуть более трех тонн со скоростью порядка 15 километров в час. По тем временам это было просто очень здорово, потому что для того, чтобы перенести эти искомые 3,3 тонны груза, понадобилось бы никак не менее 50-60 рабочих. И шли бы нагруженные едва ли не полчаса. А так появлялась возможность управиться в течение четырех минут…

Для отца, Ефима Алексеевича Черепанова, строительство паровоза было одним из самых значительных событий в его жизни. Это был юбилейный для него, 60-й год, к тому же «хозяин» Демидов наконец поддался на уговоры «общественности» и предоставил талантливому механику «вольную», освободив от крепостного права. Оглядываясь назад на прожитые годы, Ефим с грустью думал о том, что время пролетело быстро, в тяжком и зачастую неблагодарном труде. Даже передовые по российским масштабам предприятия Демидовых оказались не в состоянии конкурировать с европейцами. У нас использовался чаще всего дармовой человеческий труд, в то время как в той же Англии на самых тяжелых участках были задействованы машины.

Могли ли русские механики «переплюнуть» европейцев? Ведь по своему таланту, творческим и техническим возможностям наши самоучки вряд ли уступали своим коллегам. Но тяжкое бремя крепостного права, страшная серость и забитость играли свою неблагодарную роль. В сущности, Черепановы могли построить паровоз еще раньше, но все время возникали какие-то препоны. И если бы не «скупость» хозяина, отказавшегося покупать паровые машины в Санкт-Петербурге, где за них драли три шкуры, вряд ли им, Черепановым, дали бы работать над этим проектом.

Иные думы одолевали Мирона. Он находился в самом расцвете творческой мысли, гордился тем, что за недолгие десять лет они с отцом построили как минимум десять паровых машин, облегчающих подневольный труд на рудниках. Мирон, как и отец, побывал в Англии, где мечтал хотя бы одним глазком заглянуть в чертежи прославленного Стефенсона, но англичане – не дураки, свои секреты хранили зорко.

Именно Мирон после возвращения из Англии стал донимать отца: «А давай сами эту штуковину построим, я кажется, догадался как!» Ефим Алексеевич отбивался от сына, ведь в последние десять лет он катастрофически терял зрение, так что времени на то, чтобы разобраться в чертежах, уходило все больше. Но он не мог отговорить сына, который, между прочим, в то время еще в крепостных ходил.

…Паровоз проехал от начала до конца чугунки ни разу не остановившись. Демидов был доволен. Он заказал паровоз, мощнее предыдущего в два раза – 46 лошадиных сил. И только после этого, в 1836 году, Мирон дождался освобождения. Конечно, он не особо задумывался над тем, почему это произошло. А разгадка была вот в чем. Один из столичных чиновников под большим секретом сообщил Демидову, что к нему в следующем году собирается наследник российского престола – Александр Николаевич. И он всегда очень любит задавать «неудобные» вопросы. Может, неровен час, спросить: «А почему ты таких мастеров до сих пор в кабале держишь?». Поэтому хозяину пришлось от греха подальше выписать «вольную».

Наследник престола, действительно, прибыл на Урал, на заводы Демидовых, весной 1837 года. Где и увидел «сухопутный пароход». Так его назвали за мощность и паровые двигатели. Поинтересовался Александр и тем, кто автор машины? Ему сообщили: Черепановы. В том же, 1837 году начали строить железную дорогу в Царское село. Она была пущена в октябре.

Несмотря на успешное выполнение проекта, локомотивы Черепановых не нашли поддержки за пределами завода, и впоследствии были заменены конной тягой.

Вырубка лесов для заводских нужд перешла все границы и доставка древесины обходилась достаточно дорого. Использовать паровые машины, работающие на древесине, в таких условиях было затруднительно, а источников угля рядом не было. Кроме того, обслуживание паровозов обходилось дороже содержания лошадей, и паровозы были рентабельны только при использовании их полной мощности - для крупных составов. Но на заводе не было потребности в транспортировке больших объемов грузов.

Однако Черепановым было отказано в патенте на паровоз на том основании, что он "зело вонюч".

Творческим задумкам Черепановых так и не суждено было сбыться. В 1842 году, возвратясь из очередной командировки, неожиданно скончался Ефим Александрович. Мирон Ефимович пережил «тятю» только на семь лет и скончался 5 октября 1849 года, на 47 году жизни…