Революция в средствах сухопутного транспорта

Транспорт приобретает особенно важное значение с развитием крупной машинной индустрии, которая всегда нуждается в расширении как внутреннего, так и внешнего рынков. Создание всемирного рынка, вызванное колоссальным развитием торговли, потребовало массовой и по возможности быстрой переброски сырья и изделий на большие расстояния (Ленин В. И. Полн. собр. соч., т. 3, с. 549).

С развитием машинной индустрии появилась всесторонняя взаимозависимость различных отраслей капиталистического хозяйства. Обходиться существовавшей при феодализме транспортной техникой становится чрезвычайно трудно. Транспорт, завещанный мануфактурным периодом, стал препятствием для развития крупной машинной промышленности. О важности перехода на новые средства транспорта можно судить по динамике внешнеторговых перевозок в период с начала XVIII до начала XIX в. в некоторых странах Европы. Так, например, общий тоннаж кораблей, вышедших из английских портов, составил в 1700 г. 317 тыс. т, в 1751 г. 661 тыс. и в 1800 г. 1924 тыс. т. За десятилетие с 1790 по 1800 г. объем импорта в Великобритании возрос на 73%, а экспорта - на 95%, а тоннаж торгового флота увеличился на 26%.

Начало XIX в. ознаменовалось работами по созданию принципиально новых сухопутных средств передвижения - парового железнодорожного транспорта. К этому времени возникли не только экономические, но и технические условия, которые позволили решить эту сложную проблему. Уже имелся значительный опыт эксплуатации паровой машины Д. Уатта, во многих странах Европы использовали различного типа рельсовые пути, по которым двигались специально спроектированные для них вагонетки.

Эффективность передвижения вагонеток по рельсовым путям была доказана практикой горных предприятий, где сначала использовались различного рода деревянные подкладки под колеса вагонеток, а с середины XVIII в. верх деревянных рельсов стали укреплять металлическими полосами. В 1789 г. В. Джессоп в Англии предложил чугунный рельс грибообразного профиля. Борт, предохранявший тележку от схода с рельсов, был перенесен на колесо тележки. Большой проблемой была хрупкость чугунных рельсов, что приводило к частым авариям. Переход к рельсам из железа [Никсон, 1803 г.] решил и эту проблему, и с 20-х годов XIX в. рельсы начали изготавливать на прокатных станах. Стремление увеличить объем перемещаемого груза и связанное с этим увеличение вместимости повозок приводило к тому, что они часто ломали чугунные пути. В 1786 г. ирландец Р. Эджуорт предложил заменить большие повозки составами из них. К началу XIX в. они применялись повсеместно. Сначала вагонетки,откатывались по горным выработкам вручную, затем перешли к конной тяге.

Опыт горных предприятий позволил начать работы по созданию кон-но-чугунных дорог для общего пользования. Первая такая дорога была открыта в Англии в графстве Сэрри, примыкающем к Лондону. Она имела протяжение 40 км. Одна лошадь могла везти по специально построенному чугунному рельсовому пути состав из трех вагонов общим весом в 9,2 т. В России конно-чугунные дороги стали применять в самом начале XIX в. Строителем первых конно-чугунных дорог был П. Фролов. Он в 1810 г. построил Змеиногорскую дорогу на Алтае длиной 2 км. Ее эксплуатация заменяла труд более 500 крестьян, которые до этого на своих лошадях возили грузы для рудников. Фролов предложил и разработал проект постройки двух заводских дорог по 40 км длиной. В 1812 г. он создал проект постройки конно-чугунной дороги уже протяженностью около 150 км. Однако в условиях царской России проекты Фролова не могли быть осуществлены.

Такие дороги строились в начале XIX в. во многих странах. Так, во Франции конно-чугунная дорога действовала с 1823 г. между Сант-Этье-ном и Андрезье (протяженность ее 23 км). В США было предложено несколько проектов колейных дорог, но только в 1827 г. начала эксплуатироваться первая дорога с конной тягой. Проектировались чугунно-конные лежненые дороги в Чехии и в немецких государствах. Даже после изобретения паровоза конно-чугунные дороги долгое время сохранялись. До начала XX в. такие дороги использовались как городской транспорт в виде «конок». Однако конно-чугунная дорога не могла полностью решить проблему транспорта.

Мысль о применении пара для нужд транспорта возникла еще в XVII в. Сначала пытались приспособить паровые двигатели к обыкновенным повозкам или телегам.

В 1763 г. французский инженер Н. Ж. Кюньо построил паровую повозку для перевозки артиллерийских снарядов. Машина работала всего 12-15 мин, после чего останавливалась па столько же времени. В 1769 г. (пли в 1770 г.) Кюньо построил более совершенную повозку, но, когда ее пустили по улицам Парижа, оказалось, что ею невозможно управлять: повозка поехала совсем не по тому направлению, по которому предполагалось, налетела на стену и разрушила ее. В результате дальнейшая работа над ее усовершенствованием была запрещена. В 1787 г. американец О. Эванс изобрел нечто вроде локомотива, но столь несовершенного, что он не мог применяться на практике. В 1784 г. Уильям Мердок, ученик и помощник Дж. Уатта, занялся разработкой проекта, а через два года приступил к опытам с паровой повозкой. Он создал действующую модель трехколесной повозки с паровым двигателем, но сделать практически пригодную транспортную машину ему не удалось.

Паровая повозка Кюньо (1763 г.)

Развивающееся общественное производство требовало реконструкции транспортных средств. В начале XIX в. в области транспорта велись работы во многих странах, причем одни изобретатели продолжали работать над усовершенствованием паровой телеги, иначе говоря над созданием парового автомобиля [5], другие пытались решить эту проблему применительно к конно-чугунным дорогам.

Схема модели паровой повозки Мердока (1786 г.)

Интересные опыты провел чешский механик И. Божек. В 1815 г. он построил паровую тележку, которая удачно прошла испытания. Но попытки повторить в 1817 г. опыт с более мощной машиной не дали результата. Отметим, что опыты создания таких паромобилей продолжались до конца XIX в., причем уже в 30-х годах XIX в. в Англии эксплуатировалось более сотни паровых экипажей конструкции Гурни, Хен кока и др. Однако плохое состояние дорог наряду с другими причинамг не позволило им выдержать конкуренцию с паровозами.

Один из основоположников парового железнодорожного транспорта в Англии Р. Тревитик тоже начинал с постройки паромобилей, причем он построил три вполне работоспособные модели. Однако вскоре Тревитик понял преимущества железной дороги и перешел на проектирование паровозов.

Первый вполне успешный опыт по постройке и эксплуатации паровоза Р. Тревитик провел в 1803-1804 гг. Двигатель паровоза имел один горизонтально расположенный паровой цилиндр, движение поршня блоком шатуна и кривошипом через систему зубчатых колес передавалось ведущим колесам. Испытания паровоза проводились публично. Машина Тревитика везла около 10 т груза (железа) и до 70 человек пассажиров на расстояние более 9 миль. Скорость перемещения - около 5 миль/ч. Описания этого испытания попали в газеты того времени и носили восторженный характер. Позже (в 1808 г.) для популяризации своей идеи Тревитик создал опытно-аттракционную кольцевую дорогу в Лондоне, по которой двигался паровоз со скоростью 15-20 миль/ч. После одной из поломок путей паровоз опрокинулся, и Тревитик, понесший значительные финансовые расходы на постройку паровоза, вынужден был прекратить дальнейшие опыты.

Схема первого паровоза Р. Тревитика (1803 г.)

Заслугой Тревитика являлось также то, что он сразу понял преимущества прямого привода движения на гладкие колеса, соприкасающиеся с гладкими же рельсами без промежуточных элементов, которые предлагались некоторыми другими изобретателями. Например, Брайтон предлагал систему толкателей-ног, которыми двигатель должен был отталкивать паровоз от земли в какую-либо сторону. В 1812 г. Муррей по патенту Бленкинсопа (выданному в 1811 г.) построил паровоз. По рельсу, оснащенному зубчатой рейкой, катилось зубчатое колесо, приводимое в движение паровой машиной. Хотя паровоз Муррея работал в общем неплохо (он использовался до 1834 г.), экономичность его работы снижалась из-за частых поломок зубчатой пары, вследствие больших давлений на зуб. Кроме того, работал он с большим шумом, да и скорость движения паровоза существенно ограничивалась рейкой. К достоинствам этого паровоза следует отнести наличие двух рабочих паровых цилиндров. В результате того, что кривошипы были смещены один относительно другого на 90 град, мертвой точки не существовало. Это было значительным достижением инженерной техники того времени. Привод непосредственно на колеса стал общеупотребимым с 1812 г., когда изобретатели Хедли и Блеккет экспериментально доказали, что при такой схеме паровоз может перемещать груз, в 50 раз превышающий его сцепной вес (вес, приходящийся на ведущие колеса). Кроме упомянутых изобретателей, в начале XIX в. над созданием паровозов работали братья Чепмен, Гаксворт и др.

Очень большой вклад в развитие идеи парового транспорта внес Д. Стефенсон. Сын углекопа, он работал помощником кочегара и приобрел свои познания самообразованием. 25 июля 1814 г. Стефенсон испытал свой первый паровоз, который перевозил груз в 30 т со скоростью около 6 км/ч. Этот паровоз не был совершенным, продолжение опытов требовало средств, для получения которых Стефенсон создал и представил на конкурс свой вариант шахтерской лампы. Это принесло ему премию в 1000 фунтов стерлингов и возможность продолжать работу над конструкцией своего паровоза. К 1825 г. Стефенсон построил уже 16 паровозов. В том же году он возглавил строительство Стоктон-Дарлингтонской железной дороги.

Джордж Стефенсон (1781-1848 гг.)

Большой авторитет Стефенсона в железнодорожном строительстве и конструировании паровозов привел к тому, что ему было поручено строительство железной дороги Ливерпуль - Манчестер протяженностью 45 км. Строительство было закончено в 1830 г. Интересно, что Стефенсон с большим трудом отстоял идею использования там паровозов вместо предложенной первоначально идеи передвижения составов с помощью 21 стационарного двигателя, которые должны были тянуть составы канатами, как это делалось на некоторых шахтах с большим уклоном железнодорожного полотна. При сооружении этой линии было построено 63 моста, туннели до 2 км длиной и т. п.

Труды Стефенсона получили непосредственное практическое воплощение. Проложенные железные дороги резко снизили стоимость перевозок. Например, стоимость переезда Манчестер - Ливерпуль на дилижансе обходилась в 10 шиллингов (4 часа пути), в поезде в закрытом вагоне - 5 шиллингов, а в открытом - 3 шиллинга 6 пенсов (полтора часа пути). Легкость и относительная дешевизна переезда вызывала увеличение потока пассажиров - до постройки железной дороги между этими пунктами проезжало в год 165 тыс. человек, а по железной дороге в 1832 г. - около 357 тыс., в 1835 г. - около 504 тыс. Работала эта линия, разумеется, не в убыток (чистая прибыль в 1832 г. составила около 60, а в 1835 г. - около 84 тыс. ф. ст.). Именно экономический эффект оказался наиболее важным аргументом в распространении железных дорог.

Развитие железнодорожной сети в России проходило очень медленно. Даже успешная работа паровозов отца и сына Черепановых не привела в условиях существования крепостного права и других пережитков феодализма к столь быстрому созданию железнодорожной сети, как это было, например, в Англии и других странах с более развитыми капиталистическими отношениями.

Большой размах исследовательских работ над конструкциями паровозов в Англии в 20-х годах XIX в. выразился в масштабах конкурса на постройку лучшего паровоза для железной дороги Ливерпуль - Манчестер. Устроители конкурса объявили ряд условий, оговорив стоимость паровозов (не более 550 ф. ст.), давление пара в котле (не выше 3,6 ат), число колес (4 при весе до 4,5 т и 6 при весе до 6 т - предельный вес для паровоза), вес груза (20 т), скорость по горизонтали (16 км/ч), ширина колеи - 4 фута 8 и 1/2 дюйма [6].

На конкурс было представлено четыре паровоза, имевших, кстати, собственные имена: «Новинка» Брайтвайта и Эриксона (Лондон), «Бесподобный» Гаксворта из Дарлингтона, «Ракета» Д. и Р. Стефенсонов из Ньюкастля и «Упорство» Бурштеля из Эдинбурга [7, с. 78]. Победителем на конкурсе оказалась «Ракета» Стефенсонов, которая при весе до 4,5 т тянула состав весом 17 т с максимальной скоростью 21 км/ч. Эта скорость возрастала до 38 км/ч при уменьшении состава до одного вагона с 36 пассажирами.

При развитии сети железнодорожного транспорта, помимо чисто технических трудностей, возникла масса трудностей другого порядка, прежде всего экономических. Растущая промышленность Англии требовала улучшения транспорта и в первую очередь железных дорог, чему сильна противодействовали владельцы каналов, старых транспортных средств, а также земледельцы, которые непомерно взвинчивали цену на отчуждаемую землю. Например, строительство железной дороги Ливерпуль - Манчестер было запрещено парламентом, и лишь через год, после того как владельцам Бриджуотерского канала выделили 1000 акций этой железной дороги, разрешение было получено.

В 1830 г. была открыта для пассажиров вторая в Англии паровая железная дорога между Ливерпулем и Манчестером протяженностью 45 км. В 1831 г. в США начала действовать первая железнодорожная линия Чарльсон - Огеста длиной 64 км. В 1832 г. построена первая железная дорога во Франции; в 1835 г. - в Бельгии и в Германии; в 1837 г. - в Австрии.

Первый паровоз в России был построен на Нижне-Тагильском заводе на Урале в августе 1834 г. замечательными русскими механиками, крепостными Ефимом Алексеевичем Черепановым и его сыном Мироном Ефимовичем Черепановым [8]. Паровоз Черепановых возил состав весом до 3,3 т со скоростью от 13 до 16 км/ч. Для увеличения парообразования Черепановы установили на своем паровозе дымогарный котел с большим числом трубок, чем в паровозе Стефенсона, а также применили специальный механизм обратного хода. Вскоре Черепановы приступили к строительству второго, более мощного паровоза. Он был окончен в марте 1835 г. Однако замечательные машины Черепановых не были использованы для развития железнодорожного транспорта в нашей стране.

Ефим Алексеевич Черепанов (1774-1842 гг.)

В 1834 г. в Россию приехал чешский профессор Ф. А. Герстнер. Он сумел добиться от царя привилегии на строительство железной дороги протяженностью 27 км между Петербургом и Царским Селом. Эта дорога была открыта в 1837 г. [9].

Мирон Ефимович Черепанов (1803-1849 гг.)

Большую роль в развитии железнодорожного строительства сыграл русский инженер и ученый П. П. Мельников. Окончив в 1825 г. Институт корпуса инженеров путей сообщения, он начал преподавательскую работу в этом же институте. Ему принадлежат важные теоретические труды и учебники: «Основания практической гидравлики...» (1836г.), «О железных дорогах» (1835 г.). Под его руководством было составлено несколько проектов сети железных дорог России, разработаны технические условия их проектирования. П. П. Мельников был одним из авторов проекта сооружения железной дороги между Петербургом и Москвой. Строительство железных дорог в России было начато после весьма продолжительных дебатов, причем против этого строительства выступали министр финансой Канкрин и управляющий путями сообщения Толь. Для крепостной России улучшение средств транспорта не составляло насущной необходимости, тем более, что в стране не было достаточного количества свободных капиталов для такого строительства. Едва ли не единственным источником финансирования была казна, которая и приняла на себя расходы по достройке Варшавско-Венской дороги (1839-1843 гг.), строительству дороги Петербург - Москва, субсидировала и первую в России царскосельскую линию. Для привлечения средств казна прибегала к получению внешних займов на крайне тяжелых условиях.

Модель паровоза Е. А. и М. Е. Черепановых (начало XIX в.)

Строительство первой крупной железной дороги в России (из Петербурга в Москву) началось с 1843 г. и велось с двух сторон под руководством инженеров П. П. Мельникова и П. О. Крафта. Движение было открыто в 1851 г., причем первый поезд проделал все расстояние за 19 ч. По тем временам это была самая протяженная в мире двухпутная дорога. После этого строительство железных дорог в России практически приостановилось. Недостаток железных дорог особенно ясно сказался во время Крымской войны, продемонстрировавшей техническое отставание крепостнической России. После войны железнодорожное строительство несколько оживилось. Этому способствовало также то, что экономика России стала быстро перестраиваться на капиталистический лад, несмотря на все несовершенство проведенной в 1861 г. реформы.

К 60-м годам XIX в. относится строительство таких важных в экономическом и стратегическом отношениях железных дорог, как Петербург-ско-Варшавская и Московско-Нижегородская. В 1869 г. было принято решение построить железную дорогу от Ростова-на-Дону к Владикавказу. В результате в 50-60-х годах XIX в. в России вступило в строй много линий местного значения. Вообще железнодорожное строительство в России, несмотря на относительно большой его объем (в 1862 г. было построено около 1,2 тыс. км железнодорожных путей, а в следующее пятилетие сооружалось в среднем ежегодно до 345 км), отставало от потребностей хозяйства.

Отправка поезда из Петербурга в Москву (50-е годы XIX в.)

Строительство и эксплуатация железных дорог обладали всеми недостатками, присущими развитию и использованию техники в условиях капиталистического способа производства. Железные дороги, строившиеся частными лицами, компаниями и местными властями, обычно имели произвольную ширину колеи. Так, до 1837 г. в Англии ширина колеи была установлена в 4 фута 8 и 1/2 дюйма (1435 мм) - такой она была и на знаменитом конкурсе паровозов в 1825 г. В 1837 г. инженер Брюнель получил разрешение парламента на строительство железной дороги с шириной колеи в 7 футов (2133 мм), в 1839 г. была построена дорога с колеей в 5 и 4Д фута. В США существовало не менее шести номинальных размеров ширины колеи. Железнодорожные компании для своих дорог должны были заказывать специальные паровозы.

Нередко железнодорожные линии прокладывали параллельно уже существующим, преследуя цель закрыть уже существующие трассы и избавиться от^ конкуренции. Единой железнодорожной сети не было. Иногда на одной линии существовали участки с различной шириной колеи, пассажирам приходилось пересаживаться, часто неоднократно, в другие вагоны. Недаром уже в прошлом веке появились первые предложения о необходимости национализации железных дорог (в 1842 г. предложение Галта, в 1844 г. Гладстона), которые были отклонены. Заметим, что широкая колея была ликвидирована в Англии только в 1892 г.

Железные дороги в XIX в. строили высокими темпами. Это объясняется также их стратегическим значением, особенно в странах со значительной территорией. На важность такого фактора, например, для России, указывал Ф. Энгельс (Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 32, с. 34, 239-240). В период обострения русско-турецких отношений во второй половине XIX в. К. Маркс особенно подчеркивал, что началу каких бы то ни было действий России против Турции должно предшествовать энергичное железнодорожное строительство к Пруту и Черному морю.

Мировое строительство железных дорог велось в 50-60-е годы XIX в. весьма интенсивно, причем уже в 1869 г. была построена первая трансконтинентальная железная дорога - от Атлантического океана до Тихого - от Нью-Йорка до Сан-Франциско. Общая протяженность железнодорожной сети во всем мире выросла с 8,6 тыс. км в 1840 г. до 207,9 тыс. км в 1870 г. Железные дороги стимулировали рост многих важнейших отраслей промышленности, так как для их строительства требовались в больших количествах металл, топливо, продукция машиностроения. Возникла новая отрасль промышленности - транспортное машиностроение. Железные дороги, связав воедино важнейшие промышленные центры, стимулировали рост темпов промышленного производства.