Экстерьер поезда начала 19 века
Ричард Тревитик разработал прототип паровоза в 1803 году. Конструкция была простой платформой, на которой располагался паровой котел. В этой машине не было никаких условий для машиниста даже в виде простейшей защиты от ветра и иных механизмов. При этом изобретение начали использовать практически сразу в качестве замены лошадей.
По своей сути поезд в 19 веке – это карета, в которую был запряжен локомотив. По мере увеличения мощности паровых машин, поезда начали возить вагоны, которые представляли собой соединенный ряд карет. По своей сути, это были отдельные купе без общего коридора. Пассажиры могли выходить на перрон посредством собственной двери, которая была у каждого купе. Из-за такого устройства вагонов, путешествия поездом были дорогими – их позволить могли только аристократы. Простолюдины путешествовали в открытых вагонах, по своему устройству напоминающие телеги на колесах из стали.
Изменение дизайна поездов
Каретный стиль у поездов существовал до 19 века. После того, как появились многоосные локомотивы с большой мощностью, инженерами была создана новая конструкция. Она представляла собой огромный паровой котел на колесных тележках. В итоге силуэт состава стал более вытянутым – изменилась скорость и динамика.
После этого появилась и кабина машиниста, которая позволяла ему спрятаться от непогоды и ветра. Поезда по своему стилю начали походить на монументальную архитектуру. В итоге появился паровоз, дизайн которого до сих пор используется во всем мире.
Вагоны изменились с каретного типа на концепцию Джорджа Пульмана. Он предложил сделать вагоны по типу роскошного особняка, причем как по функциям, так и по внешнему виду. Из-за этого вагоны оснастили отоплением, туалетом, вентиляцией, поставили хорошие светильники и оборудовали удобные места для сна.
Дизайн первого паровоза
Тревитик взял за основу своего открытия машину Мердока. Он создал паровой двигатель с большим давлением, который работал без конденсатора. Позже ему удалось создать первые паровые машины, которые могли проходить самостоятельно непродолжительный путь.
В те времена неплохих по качеству дорог было крайне небольшое количество, из-за чего тряски было не избежать, несмотря на рессоры. Первые машины, которые могли совершать движение, были большого размера, имели большой вес, поэтому передвигаться по грунтовым дорогам на них было невозможно. Именно по этой причине Тревитик подумал о возможности поставить паровую машину на рельсы. Так им был создан первый паровоз.
По своему устройству это был цилиндрический паровой котел, который располагался на двух осях. Топка находилась спереди дымовой трубы, поэтому тендер (это угольная повозка с кочегаром) цеплялся в передней части паровоза. Цилиндр был длинный и горизонтальный, имел в диаметре 210 миллиметром, а ход поршня составлял 1,4 метра. Поршневой шток выдавался далеко впереди состава, его удерживал специальный кронштейн.
На одной из сторон паровоза находилась сложная зубчато-колесная двусторонняя осевая передача. На другой стороне располагалось большое маховое колесо, похожее на то, что было у паровых машин на фабриках. По своим характеристикам первый паровоз был уникальным. Вес устройства достигал 5 тонн, шел он со скоростью 8 километров в час и мог тащить пять вагонов в 25 тонн веса. Порожний путь паровоз мог проходить со скоростью в 26 километров в час.
Рисунок 1. Так выглядел одни из первых паровозов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Тревитик считал, что трения между рельсами и колесом будет недостаточно для движения состава. Из-за этого наружная колесная часть, которая выдавалась за рельсы, была утыкана гвоздевыми головками. Они вдавливались в брусья и укладывались параллельно движению паровоза. Но такое сложное устройство колеса было избыточным – паровоз сам мог двигаться по гладким рельсам.
Прекрасные результаты испытания первого паровоза не заинтересовали общественность. Изначально свое изобретение Тревитик показывал руководству Мертир-Тидвилской конной железной дороги. Громоздкий паровоз все время ломал рельсы из чугуна, что приводило начальников дороги в ужас. Понятно было, что для работы паровоза нужны новые рельсы, но это требовало достаточно больших денежных вложений. В то время никто не был готов вкладывать такие средства в строительство дорог, поэтому изобретение не получило достаточного распространения.
В дальнейшем Тревитик построил другие модели паровоза. Модель 1808 года имела другое устройство: у нее была убрана зубчатая передача. Движение от вертикального цилиндра передавалось при помощи простейших шатунов на заднюю ось. Некоторая часть пара подогревала воду в котле, а другая – выпускалась через небольшое отверстие в дымовую трубу для увеличения тяги в топке. Такая модель могла проходить порожним ходом путь со скоростью в 30 километров в час.
