Teollisen vallankumouksen alku Euroopassa liittyy höyrykoneen keksimiseen, jota käytettiin alun perin kaivos- ja kudontateollisuudessa. Nerokas keksintö inspiroi monia insinöörejä mukauttamaan sen kuljetustarpeisiin. Artikkelin aiheena on maailman ensimmäinen höyryveturi ja sen ulkonäköön liittyviä mielenkiintoisia faktoja.
Tausta
Vesipumppu on ollut ihmiskunnan tiedossa antiikista lähtien. Useita vuosisatoja piti kulua ennen kuin se oppi käyttämään höyryenergiaa, jonka käytännön sovelluksen mainitsi ensimmäisenä suuri Leonardo da Vinci. 1600-luvun lopulla luodut yksittäiset höyrykoneet - ranskalaisen Denis Papinin höyrykattila (1680), englantilaisen Thomas Saveryn (1898) pumppu - olivat todellinen uteliaisuus.
Turvallisen mäntämoottorin luominen, johon ruiskutettiin vettä, liittyy englantilaisen Thomas Newcomenin (1711) nimeen. Näiden keksintöjen parantaminen toi Glasgow-mekaanikko James Wattille maailmanlaajuisen mainetta. Se oli hän, joka saipatentti höyrykoneen luomisesta (1769), joka soveltuu laajaan tuotantokäyttöön.
Maailman ensimmäinen höyryveturi syntyy perustavanlaatuisen keksinnön jälkeen: pääsylinterin ja lauhduttimen erottaminen toisistaan, mikä mahdollisti energian tuhlaamatta jatkuvaan moottorin lämmittämiseen. Höyrykoneiden valmistus käynnistettiin vuonna 1776 sorvien, jyrsintä- ja höyläkoneiden ilmestymisen ansiosta.
Vuoteen 1785 mennessä oli rakennettu 66 moottoria. Kuitenkin, jotta työakselille saadaan pyörimisliikettä, tarvittiin kaksitoiminen höyrykone. Watt patentoi sen vuonna 1784, ja vuoteen 1800 mennessä sitä käytettiin kaikilla teollisuudenaloilla muiden koneiden voimanlähteenä.
Richard Trevithick
Kuka keksi maailman ensimmäisen höyryveturin? Yksi ensimmäisistä, jotka yrittivät käyttää höyrykonetta kuljetustarpeisiin, oli ranskalainen Nicolas Cugno, joka loi itseliikkuvan vaunun (1769). Tähän aikaan Richard Trevithick ei ollut vielä edes syntynyt.
Kotoisin Cornwallista (Englanti), kuuluis alta kaivosalueelta, tuleva keksijä syntyi suureen perheeseen vuonna 1771. Hänen isänsä oli arvostettu kaivosmies, ja lapsuudesta asti matematiikkaan rakastunut Richard yritti helpottaa maanalaista työtä parantamalla höyrykoneita ja kaivospumppuja. Vuonna 1801 hän loi yrityksen tarpeisiin vaunun - ensimmäisen linja-auton prototyypin, josta tuli myöhemmin laajalle levinnyt itsenäisenä kuljetusmuotona. Se oli telaton höyryveturi (patenttivuosi 1802), nimeltään Puffing. Paholainen.
Jos Watin moottorit olivat isoja matalapaineisen höyryn käytön vuoksi, niin R. Trevithick ei pelännyt nostaa sitä useaan kertaan (8 ilmakehään asti). Teho pysyi samana, mutta moottorin kokoa pienennettiin merkittävästi, mikä oli tärkeää liikenteen kehittämisen kann alta. Watt reagoi tähän erittäin kielteisesti, koska piti korkeaa verenpainetta vaarallisena.
Testit
Valurautakiskot luotiin Etelä-Walesissa, keksijä itse asui tuolloin Cambournessa. Trevithick osoitti empiirisesti, että kun sileät pyörät joutuvat kosketuksiin sileiden kiskojen kanssa, syntyy kitkavoima, joka riittää liikuttamaan veturia, vaikka siihen olisi kiinnitetty hiilellä kuormitettuja vaunuja. Tämä oli erittäin tärkeää yritysten käytännön tavoitteiden vuoksi.
Teollisuuden tarpeisiin maailman ensimmäinen höyryveturi rakennettiin sen testausta edeltävänä vuonna (1803). Englantilaiset sanomalehdet kirjoittivat heistä helmikuussa 1804 ja kertoivat keksityn koneen käytöstä 10 tonnin rautakuljetukseen. Itseliikkuva vaunu kiskoilla kulki 9 mailin matkan, ja matkan aikana kuorman paino nousi 15 tonniin - noin 70 ihmistä uskalsi kiivetä ylös ajelemaan väkijoukon hyväksyvän jyrinän alla. Nopeus oli 5 mailia tunnissa, kun taas kattilan ei tarvinnut lisätä vettä. Mutta liian tilaa vievää veturia ei voitu jakaa, joten Trevithick jatkaa suunnittelun parantamista.
Kiinnitä minut kuka voi
Uutta mallia nimeltä "Catch me who can" varten Trevithick rakentaa Lontoon laitamillakiskojen kehätie. Hän uskoo, että valmistajat ovat kiinnostuneita uudesta koneesta. Ympäröityään testipaikan korkealla aidalla hän alkaa jopa myydä pääsylippuja niille, jotka haluavat ratsastaa, toivoen kattaa kustannukset ja tehdä voittoa. Uusi moottori salli 30 km/h nopeuden.
Mutta idea ei onnistunut. Maailman ensimmäinen matkustajille tarkoitettu höyryveturi, joka on luotu viihteen vuoksi, ei herättänyt teollisuusmiesten huomiota. Räjähtyneen valurautakiskon takia se kaatui ja vaurioitui vakavasti. Trevithick ei edes alkanut restauroida sitä, vaan otti käyttöön muita keksintöjä. Vuonna 1816 hän lähtee Peruun asentaakseen moottorinsa paikallisiin kaivoksiin.
Trevithickin kohtalo: mielenkiintoisia faktoja
Vuoteen 1827 asti erinomainen keksijä pysyi Etelä-Amerikassa. Palattuaan maahan hän huomasi, että muut insinöörit käyttivät ja kehittivät hänen saavutuksiaan menestyksekkäästi. Hän kuoli vuonna 1833, melkein kerjäläisenä. Suurin ongelma, joka esti hänen ideoidensa toteuttamisen vuosisadan vaihteessa, oli teiden puute. Hän käytti omaisuutensa raivaamalla erikoisraiteita höyryvaunuille ja vapauttamalla ne puista ja kivistä.
Maailman ensimmäinen höyryveturi sai James Wattin vetoamaan Englannin parlamenttiin, jotta lainsäätäjät kieltäisivät korkeapainehöyryä käyttävät moottorit. Lakia ei hyväksytty, mutta se kuitenkin keskeytti Trevithickin kehittämisen.
Watt syytti opiskelijaansa Botton & Wattin höyrykoneideoiden varastamisesta. Se aiheuttiv altava skandaali, joka pakotti Trevithickin puolustamaan hyvää nimeään.
Vasta 1920-luvulla luotiin edellytykset höyrykuljetukselle. Se liittyy George Stephensonin nimeen.
Julkisen rautatien avaaminen
Jopa Trevithickin elinaikana, vuonna 1825, avattiin rautatie, joka yhdistää Stocktonin ja Darlingtonin. Itseoppinut insinööri George Stephenson keksi kätevän rakenteen, jonka avulla veturi voi vetää raskasta junaa sileitä kiskoja pitkin. Hänen keksinnössään kiskoilla itsellään oli tärkeä rooli, jonka raideleveys on edelleen yleisesti hyväksytty Länsi-Euroopassa (1435 mm). Rautatien avaamisen aikana veturia ohjasi Stephenson itse, ja lähistöltä seurasi ratsumiesten kavalkadi, joka jäi jälkeen laskeutumisen aikana. Yleisön hämmästyksellä ei ollut rajoja. Nopeus oli 24 km/h.
Stephenson loi julkisiin tarpeisiin maailman ensimmäisen höyryveturin vuonna 1814. Hän kulki 30 kilometrin matkan, ja vuosisadan puoliväliin mennessä koko Eurooppa oli rautatieverkoston peitossa. Höyryveturit alkoivat kuljettaa tavaroiden lisäksi myös ihmisiä.
Neuvostoliiton versio
Neuvostoliitossa väitettiin pitkään, että Stephenson ja venäläiset Cherepanov keksivät höyryveturin. Isän ja pojan väitetään tehneen tämän Länsi-Euroopasta riippumatta. Itse asiassa Miron Cherepanov vieraili Englannissa, missä hän näki kiskoilla olevan rakenteen. Palattuaan Vyiskin tehtaalle hän yritti kopioida näkemäänsä, mutta ideansa kehittäminen kesti silti kaksi vuotta. Maailman ensimmäinen kiskoilla oleva höyryveturi testattiin vuonna 1804 (monet pitävät tätä päivämääräähöyryveturi), ja "maahöyrylaiva" ilmestyi Venäjälle vuonna 1833.
Sillä kuljetettiin malmia, kunnes koko metsä tuhoutui alueella. Veturit korvattiin hevosvetovoimalla, kun keksintö muistettiin kaksi vuotta myöhemmin.
Tämä on mielenkiintoista
Cambournessa on patsas: Richard Trevithick pitelee ensimmäistä telatonta vaunuaan nimeltä "Snoring Devil". Malli on nähtävissä monissa veturirakennuksen historiaa käsittelevissä museoissa. Ja missä on maailman ensimmäinen höyryveturi?
Eräänä päivänä keksijä pysähtyi tavernaan unohtaen sammuttaa lämmön, joka piti kattilan lämpimänä. Kun vesi kiehui pois, vaunu syttyi tuleen. Kesti muutaman minuutin, ennen kuin hän oli poissa. Tämä ei kuitenkaan järkyttänyt sitkeää Trevithickiä, joka jatkoi työskentelyä uusien keksintöjen parissa.
Hänen hautauspaikka on valitettavasti kadonnut, mutta lahjakkaan insinöörin nimi on kirjoitettu kultaisilla kirjaimilla maailmanhistoriaan.
