История локомотива

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀ ^{Глава четвертая} Тревитик ⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

Ричард Тревитик родился 13 апреля 1771 года в те самые дни и часы, когда в Англии на берегу Дервента, у острова Дерби лихорадочно строилась Аркрайтом и его компаньонами первая фабрика в собственном смысле этого слова, Тревитик начал жить, когда появился ряд великих изобретений, произведших грандиозный переворот в промышленности. На его глазах на месте старой мануфактуры создавалась фабрично-заводская промышленность, опирающаяся на машинную технику. В нем воплотился великий дух изобретательства, пронизывающий эпоху промышленной революции, и он сам стал ее живым олицетворением.

Тревитик родился в местечке Иллоган, в Корнвалиссе, но жил и вырос в небольшом городке Кемборне, куда, вскоре после его рождения перешел на службу его отец — управляющий крупного рудника.

Ричард был пятым и последним ребенком в семье. В качестве младшего, к тому же очень веселого, общительного и остроумного мальчугана, он был общим любимцем.

Может быть поэтому родители отнеслись довольно снисходительно к тому, что Ричарду пришлось оставить школу за «непослушность, тупость и упрямство». После безуспешных попыток продолжать образование дома, Ричард был предоставлен самому себе. Он стал проводить время на руднике около машин и людей. Сыну управляющего не мешали знакомиться со всем, что его занимало; на вопросы его отвечали охотно; таким образом, вместо отвлеченного курса школьных наук, юноша прошел практическую школу на производстве. Живая производственная жизнь увлекла Ричарда более, чем казенная школа и навсегда определила его склонности и вкусы.

К 1784 году некоторые биографы Тревитика относят случай, решивший судьбу мальчика.

По поручению фирмы Болтон и Уатт, Мердок приехал в Райдроз для установки на шахте заказанной заводу в Сото паровой машины. Как раз в это время Мердок занимался постройкой небольшой модели самодвижущегося парового экипажа. Тревитик принял в этой работе самое горячее участие. На деревянную повозку был поставлен паровой котел с устроенной внизу топкой. Дымовая труба проходила через котел, чтобы поддерживать высокую температуру пара. Балансир был устроен по новому, и очень остроумно. Поршень находился на том же конце балансира, на котором был укреплен шток для передачи движения на колесо. Другой конец балансира был прикреплен к неподвижной стойке. Практического применения модель парового экипажа не получила, так как Мердок не имел ни времени, ни возможности для разработки своего изобретения. Дружба с молодым Тревитиком продолжалась и на заводе в Сото, куда Тревитик поступил на работу по рекомендации Мердока. Будучи совсем еще молодым инженером, Тревитик совместно с одним своим товарищем разработал самостоятельную конструкцию паровой машины для выкачивания воды из шахт. Владельцы завода в Сого привлекли Тревитика к суду, обвиняя его в краже изобретения Уатта. Тревитик проиграл процесс, хотя его проект имел все достоинства самостоятельной конструкции.

Несмотря на эту первую неудачу Тревитик очень скоро получил известность, как способный и знающий техник. Невероятная работоспособность юноши обещала в нем отличного работника, и для него находилось достаточно много предложений от рудничных управлений.

Не малое значение в ранней популярности Тревитика имела его баснословная физическая сила, которой он любил хвастаться. Человек огромного роста, атлетического телосложения, он частенько проделывал такой «номер»: вешал на большой палец правой руки гирю весом в полцентнера, то есть в пятьдесят килограммов, брал в ту же руку мел и на стене, стоя во весь рост, писал свое имя.

Потеряв отца, Тревитик женился и поселился в Кемборне, получив должность горного инженера. Ему пришлось здесь заниматься установкой и исправлением паровых машин.

Теперь он уже не только знал машину, не только понимал ее: он ощущал ее всеми своими чувствами. Изобретательский дух яростно сражался со всеми несовершенствами этих водоотливных машин. Крупнейшим недостатком их было неуклюжее коромысло, посредством которого паровой цилиндр соединялся с цилиндром насоса. Эти балансиры были громоздки, создавали толчки, требовали лишней энергии на преодоление трения. Тревитик с изумительной простотой и ясностью разрешил задачу прямодействующего насоса: совместно с механиком Буллем он поставил прямо над насосом опрокинутый цилиндр паровой машины, так что шток поршня насоса стал продолжением штока поршня двигателя и заставил двигатель без излишних передач работать прямо на насос.

В 1800 году окончился срок патента Уатта, и Тревитик вместе с другими изобретателями получил возможность работать над развитием парового двигателя.

Уже в 1802 году Тревитик, совместно со своим двоюродным братом Вивианом, берет патент на паровую машину высокого давления. Вместе с тем он конструирует, как и Эванс, паровой котел с жаровой трубой, под именем «корнваллийского котла» получивший широкое распространение.

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀ Ричард Тревитик

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

В патенте 1802 года Тревитик оговаривает и применение своей машины для движения экипажей. В действительности, Тревитик уже пять лет до этого сооружал модели такой повозки, а к концу 1801 года им был закончен постройкой и самый экипаж. Котел и машина помещались у него между большими задними колесами. От горизонтального цилиндра при помощи рубчатых колес, шатуна и кривошипа работа машины передавалась на ось. Этот первый автомобиль, в строгом смысле этого слова, мог вмещать до десятка пассажиров и двигался со скоростью десяти километров в час.

Автомобиль Тревитика возбудил к себе огромный интерес. В рождественские праздники 1801 года, впервые Тревитик появился на улицах Кемборна за рулем своего необычайного экипажа, предлагая прохожим составить ему компанию.

Охотники нашлись. И вот, впервые, экипаж без лошадей и животных повез по улицам маленького городка пассажиров. Тревитик выбрал самую крутую улицу и здесь на подъеме должен был остановиться, но по ровной дороге карета двигалась к полному удовольствию седоков не хуже обыкновенной почтовой кареты, хотя и с большим шумом. Дальнейшие опыты на отвратительных дорогах, однако, приводили к частым поломкам машины и чугунных частей. Даже изобретательный ум Тревитика не находил выхода из положения. Мысли его все чаще и чаще обращались к железным дорогам, в то время уже довольно распространенным на рудниках в качестве подъездных путей.

К тому же, с автомобилем произошел несчастный случай. Однажды, убрав свою «ходячую машину» в сарай, как вспоминает в биографии Тревитика его сын, Тревитик и Вивиан решили зайти в корчму подкрепить свои силы, забыв однако погасить огонь в топке машины. Вода вся выкипела, котел накалился докрасна, деревянные части механизма и все, что могло гореть, было уничтожено огнем.

Через год Тревитик построил вторую такую же повозку и выставил ее в Лондоне. Но покупателей на нее не нашлось. Изобретателю, вложившему в предприятие все свои средства, пришлось думать о чем-нибудь другом, могущем принести не только моральное удовлетворение, но и материальные средства.

Теперь он всецело связывал успех парового экипажа с наличием пригодных для него дорог. Невозможность двигаться в экипаже Тревитика по обычным тогдашним дорогам понимали и люди, отказавшиеся от покупки его автомобиля.

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀ Автомобиль Тревитика

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

Надо заметить, что неудача Тревитика не остановила других изобретателей. Новые конструкции паровых автомобилей позднее оказались настолько удачными, что автомобили Ганкока, например, совершали даже регулярные рейсы в начале XIX века между разными английскими городами. Дальнейшее развитие и применение их было остановлено не столько техническим несовершенством, сколько сопротивлением извозопромышленников: они забрасывали паровые кареты камнями, клали на дорогах деревья, донимали властей жалобами. Власти облагали предприятие невероятными налогами, заставляли пускать впереди автомобиля человека с флагом, предупреждавшего прохожих. Все эти убийственные меры исходили от парламента, где орудовали представители железнодорожных компаний, стремившиеся убрать конкурента. В конце концов, они добились своего и паровые автомобили исчезли.

Тревитик, забросив свой автомобиль, принялся за конструирование паровоза, то есть того же парового автомобиля, но предназначенного для перевозки вагонов по рельсовому пути. К этому времени рельсовые пути, как и дороги вообще, уже имели свою тысячелетнюю историю.

Еще за пятьсот лет до нашего летосчисления, во времена персидского царя Дария Гистаспа, существовала почтовая дорога с расставленными через известное расстояние оседланными лошадьми и гонцами при них. Они передавали друг другу депешу и доставляли ее с быстротой, восхищавшей современников.

«Ничто в мире не может сравниться с ними в быстроте, — говорит историк, — голуби и журавли едва поспевают да ними. На каждой станции сменяется всадник и лошадь. Ни дождь, ни снег, ни зной, ни холод, ни тьма ночная — ничто не может остановить их стремительного бега…»

Постройка дорог особенно развилась в Римской империи. Дороги Рима представляли собой монолитные сооружения из каменной кладки на растворе, сломать которые при отсутствии взрывчатых веществ бывало почти невозможно.

Однако, в так называемый феодальный период жизни Европы, разбитой на сотни мелких, враждовавших между собою княжеств, дороги вовсе не строились, а проезжие пути были настолько плохими, что известен например случай, когда в 1339 году, депутаты английского парламента не могли явиться в Лондон, так как вследствие дурной погоды дороги сделались совершенно непроходимыми.

Большая дорога через Валис в Голихуд в Англии была так дурна, что даже английскому вице-королю расстояние в 22 километра пришлось одолевать в течение пяти часов.

Всюду до самого начала прошлого века дороги были ужасающи. Еще в 1770 году один английский путешественник писал про тогдашние дороги:

«Ни на одном языке я не нахожу слов достаточно сильных, чтобы описать эту адскую дорогу и советую ее избегать, как чорта. Тысяча против одного за возможность опрокинуться и сломать себе шею или руки и ноги! Здесь путешественники найдут выбоины, — я измерял их, — в 4 фута глубины, наполненные вековою грязью. Я проехал восемнадцать миль и сломал три повозки».

Даже в самом Лондоне в это время депутаты ходили в парламент на ходулях. По краям дороги делались заборы, чтобы пешеходы не забрызгивались грязью. Когда парламент собирался посетить король, улицы покрывались ветвями и прутьями, чтобы он не утонул.

Люди, отправляясь в дорогу, делали завещания, не надеясь на благополучное возвращение.

Английская промышленность пользовалась преимущественно речным транспортом. Потребность в развитии этого рода транспорта повела к созданию водных каналов, над сооружением которых работали виднейшие инженеры того времени, в том числе и Уатт.

Долгое время, даже и после появления железных дорог с паровой тягой, считалось, что каналы все же единственно возможные и наиудобнейшие пути сообщения.

Однако идея колейной дороги, которая рождалась невольно при взгляде на борозды, оставляемые экипажем на земле, никогда не покидала умы изобретательных людей. Уже в древней Греции и Египте делались такие искусственные колеи в виде выбоин в камне, предназначенные для движения священных колесниц.

Но настоящая потребность в колейных дорогах для транспорта появилась только с развитием крупной промышленности и прежде всего в копях Англии и Германии, где остро стал вопрос об уменьшении расхода лошадиной и человеческой силы на массовую перевозку руды.

Здесь впервые, еще в XVI веке, были применены деревянные рельсы в виде лежней для вагонеток и деревянные настилы для телег. Совершенно естественно, что расстояние между рельсами, приспособленными для телег и вагонеток, имело ту же ширину, что и расстояние между колесами этих, существовавших испокон веков, телег. Ширина колеи рельсовых дорог таким образом осталась та же, что и ширина колеи обычных проезжих дорог, прокладываемых телегами.

Недостатком деревянных рельсов было их быстрое изнашивание и невозможность предотвратить частые сходы телеги с полосы. Для уменьшения износа на деревянные рельсы стали набивать железные полосы, а вскоре, именно в 1776 году, некто Керр впервые применил и угловое железо, что устранило сходы с рельсов, хотя и увеличило значительно трение между колесом и вертикальной стенкой уголка.

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀ Деревянные рельсовые дороги XVI века

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

Далее улучшение рельсовых путей пошло очень быстро. В 1789 году Джессопом был изготовлен чугунный рельс с головкой, укладывавшийся на подушках.

Рельсы Джессопа с некоторыми изменениями получили большое распространение в Англии на ряде мелких дорог, строившихся будто бы некиим Банджаменом Утрамом. Дороги эти получили известность под названием «утрамвай» — дорог Утрама.

Несколько позднее был изготовлен железный рельс. Дальнейшие изобретения в этой области сделаны были уже с открытием и развитием железных дорог.

Рельсовые дороги в виде подъездных путей, удовлетворяя потребности промышленности, получили значительное распространение к тому времени, к которому относится деятельность Тревитика. На удобные для движения железные дороги этот изобретательный человек и решил поставить свой паровой самоход, который должен был заменить существовавшую на этих дорогах конную и канатную тягу. Из автомобиля, перевозившего пассажиров, самоход превращался в локомотив, ведущий за собой груженные телеги и вагонетки.

Ричард Тревитик был несомненно одним из самых выдающихся людей своего времени. Однако он принадлежал к числу тех людей которым суждено, по свойствам их характера, лишь пролагать новые пути в искусстве, науке или технике, чтобы по ним с гораздо большим практическим и материальным успехом шли другие. Не обладая настойчивостью в осуществлении множества, быстро сменяющихся идей, теряя терпение в борьбе с традициями и консерватизмом среды, люди этого типа мечутся от одной задачи к другой, рассыпая вокруг себя блеск гения, но не доводят ни одного предприятия до практического конца. Мысли их, подхваченные и терпеливо доработанные другими, рано или поздно торжествуют, однако сами они погибают по большей части в нищете и заброшенности.

Судьба Тревитика и его изобретений была именно такова.

Следует, впрочем, подчеркнуть, что участь того или иного изобретения, в конечном счете, решается вовсе не индивидуальными качествами изобретателя, а наличием экономических условий, ставящих перед техникой ту или иную задачу, разрешения которой требует в данный момент народное хозяйство. Разумеется, необходим также соответствующий уровень научных познаний и технического опыта, подготовляющего разрешение вопроса.

Несомненно, что и экономические условия и состояние техники к началу девятнадцатого века вполне обусловливали разрешение задачи, стоявшей перед капиталистическим хозяйством.

«Революция в способе производства, промышленности и земледелия сделала необходимой революцию в общих условиях общественно-производственного процесса, т. с. средствах сношений и транспорта, — говорит Маркс, — средства транспорта и сношений, завещанные мануфактурным периодом, скоро превратились в невыносимые путы для крупной промышленности с ее лихорадочным темпом производства, с ее массовыми размерами, с ее постоянным перебрасыванием масс капитала и рабочих из одной сферы производства в другую и с созданными ею новыми связями, расширяющимися в мировой рынок».^[2]

Паровая машина Уатта^[3] стала технической предпосылкой для создания нового парового транспорта речного и судоходного.

Множественность попыток создать паровой экипаж является лишь свидетельством того, что новый вид транспорта возник не по гениальной прихоти того или другого лица, а в силу исторической необходимости.

Вынеся из опыта постройки своего парового автомобиля уверенность в возможности осуществления механического экипажа, Тревитик перешел к идее тяговой машины для железных дорог, которую и принялся осуществлять.

Здесь этот неугомонный человек имел больший успех. Экономическая потребность в локомотиве была гораздо более настоятельной при наличии развитых уже рельсовых путей, чем потребность в автомобиле, для которого не было подходящих дорог не только между промышленными центрами, но даже и в самих городах.

Имело значение для самого Тревитика и его знакомство с богатым владельцем железоделательного завода Самуелем Гомфрей, которому, в поисках средств для постройки своего автомобиля, Тревитик уступил частично права на свой патент. Тревитик заинтересовал Гомфрея идеей механической тяговой машины для вагонов, и заводчик предоставил ему возможность начать постройку опытного локомотива. Сам Гомфрей настолько был уверен в успехе Тревитика, что заключил даже пари с другим заводчиком Гиллом, что он при помощи паровой машины перевезет десять тонн железа по железной дороге от завода до пристани на расстояние около десяти миль.

Не менее Гомфрея увлекающийся и азартный человек, Тревитик почувствовал себя кровно заинтересованым в выигрыше пари и налег на работу. Уже 21 февраля 1804 года состоялось испытание этого первого в мире паровоза.

«Испытание превзошло, ко всеобщему изумлению, все, что ожидали от него наиболее ярые сторонники!» — заявила на другой день местная газета, давая описание события.

Ранним утром Тревитик впряг своего огненного коня в пять сцепленных вагонов, груженных железом, посадил на них кроме того семьдесят человек рабочих и любопытных. Локомотив шел со скоростью около восьми километров в час, преодолевая крутые повороты и значительные подъемы и к полному торжеству изобретателя, пассажиров и самого мистера Гомфрея, благополучно пришел к пристани. За весь путь он ни раду не возобновлял даже запасов воды и топлива.

Поставленный на рельсы автомобиль оправдывал надежды. Пари было выиграно.

Этот первый в истории человечества паровоз работал в течение пяти месяцев. Он имел, разумеется, иную конструкцию, чем автомобиль, так как не предназначался для перевозки пассажиров. На двухосной раме с четырьмя колесами был установлен паровой котел, имевший одну жаровую трубу и обратную тягу. Горизонтально над жаровой трубой помещался рабочий цилиндр. Шток поршня далеко выдавался вперед и поддерживался кронштейном. Движения поршня передавалось колесам при помощи шатуна, кривошипа и системы зубчатых колес.

Владелец завода не имел повода жаловаться на работу самого паровоза. Однако тяжелая машина, весившая около шести тонн, часто ломала чугунные рельсы и выводила из строя подъездной путь. Вместо того, чтобы заменить рельсы более прочными, Гомфрей решил отказаться от паровоза. Он укрепил его на заводском дворе и стал пользоваться им, как обыкновенной паровой машиной.

Следовало бы самому Тревитику вмешаться в дело и, преодолев ничтожное затруднение, обеспечить практический успех своему изобретению, как это сделал бы всякий другой человек, чтобы спасти свое детище от печального конца. Но Тревитик уже строил в это время другой паровоз в Ныю-Кестле, и у него не нашлось ни времени, ни охоты убедить Гомфрея поставить новые рельсы.

Второй паровоз по этой же причине работал недолго. Лишь через три года, в 1808 году, покончив с отвлекшими его другими делами, Тревитик с новой энергией возвращается к работам над локомотивом и, вместе с тем, берется за пропаганду своей идеи. Он решил продемонстрировать свой паровоз широкой лондонской публике. Вблизи сквера Юстон он арендовал большую площадь, обнес ее забором и стал показывать машину за пять шиллингов, катая при этом желающих по круговому кольцу построенной здесь железной дороги.

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀ Паровоз Тревитика

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

Внешне новый паровоз значительно отличался от первых двух. Опыт показывал, что ни в маховом колесе, ни в зубчатой передаче не было надобности и паровоз имел более солидный и спокойный вид. Часть отработавшего в цилиндре пара отводилась для подогрева питательной воды, а другая часть выпускалась в дымовую трубу через суженное отверстие для создания усиленной тяги в топке.

Позднее Стефенсоном и другими конструкторами эта идея отвода отработавшего пара в дымовую трубу для усиления тяги в топке была осуществлена в аппарате, названном конусом паровоза и сохраняющимся до сего времени.

Друзья Тревитика охотно посещали выставку. Сестра одного из его приятелей, восхищенная быстротой езды, дала паровозу кличку: «Лови меня, кто может!» Было решено даже устроить состязание в скорости между паровозом и лошадью на ближайших скачках в Ньюмарке, о чем появилось объявление в газетах. Однако, как сообщил один из очевидцев, после нескольких недель работы лопнул рельс, машина слетела и опрокинулась.

— Так как мистер Тревитик, — объясняет очевидец, — истратил все свои средства на необходимые работы и сооружение забора и не имел чем покрыть текущие расходы, машина не была больше поставлена на рельсы…

Раздраженный недостаточным вниманием со стороны лондонской публики, вспыльчивый изобретатель, к тому же поссорившийся с владельцем площади, продал на слом свой паровоз и обратился к другим задачам, имевшим, по его мнению, большее значение. Он построил паровую молотилку, плуг, землечерпалку, приспособил свой двигатель для буровых работ, руководил работами по прорытию туннеля под Темзой, сконструировал пловучий док, разработал проект парового судна для взрывания враждебного флота и, наконец, взял на себя постройку своих паровых двигателей для одной компании в Перу, разрабатывавшей серебряные рудники. Однако, за отсутствием на месте опытных монтеров, машины стояли там без дела. Тревитик сам отправился в Америку с несколькими мастерами. Прибытие его на место праздновалось, как событие, и губернатор предложил даже воздвигнуть серебряную статую изобретателя, после того как ему быстро удалось наладить работу машин.

Bo-время гражданской войны в Перу рудники были разрушены. Тревитику, потерявшему свое состояние, пришлось покинуть страну. После многих лишений и опасностей, с несколькими друзьями, без имущества, измученный и усталый он очутился на берегу Караибского моря и здесь, в Картагене, встретился случайно с Робертом Стефенсоном, который и помог соотечественникам перебраться в Европу.

Тревитик вернулся на родину в 1827 году, после девятилетнего отсутствия. За это время его машины высокого давления получили огромное распространение, и Англия начинала покрываться сетью железных дорог с теми самыми локомотивами, первым строителем которых он был. И, все-таки, этому шестидесятилетнему инженеру приходилось заново строить свое материальное благополучие. Он вновь принимается за изобретательскую деятельность, разрабатывая то проект морской пушки, то аппарата для парового отепления зданий, путешествует по делам в Голландию и, наконец, создает проект колоссального памятника-колонны в память реформ 1832 года. Все это приносило мало доходов. В конце концов, Тревитик вынужден был обратиться в парламент с перечислением своих заслуг и просьбой о помощи. Он не дождался ответа на свою петицию и умер 22 апреля 1833 года, в полной нищете и одиночестве, так что был похоронен даже на кладбище бедняков, и могила его осталась навсегда неразысканной.

Идеи же Тревитика разрабатывали его современники в лице целой кооперации изобретателей.

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀