Реферат первые паровозы стефенсона и черепановых
Обновлено: 02.07.2024
Первые паровозы Стефенсона и Черепановых стали большим прорывом в области техники. Это были первые устройства, которые стали применять в качестве тяговой силы поездов на железных дорогах. Традиционно считается, что первый паровоз появился благодаря стараниям английского инженера Георга Стефенсона.
Несколько паровозов он сконструировал в течение 14 лет - в период с 1814 до 1828 года. Все они начали курсировать по небольшим линиям, относящимся к промышленным предприятиям.
Спустя 6 лет началось строительство второго паровоза. Он был больше своего предшественника за счет увеличенного котла, соответственно, более мощным.
Вскоре испытательный путь, где экспериментировали со своими паровозами Черепановы, был разобран по инициативе подрядчиков конского извоза, которым строительство железной дороги было не выгодно.
Вскоре начались работы по строительству железного пути между Царским Селом и Петербургом. Первые паровозы Стефенсона и Черепановых сделали возможными дальнейшие работы по оснащению территорий России железными дорогами. Работами руководил Франц Герснер, австрийский инженер. Он был хорошо знаком с устройством железных дорог в Германии и Бельгии и считал, что ширина колеи в этих странах не позволяет создать паровозы максимально эффективной конструкции. Поэтому он выбрал более широкую колею и переделал под нее составы, заказанные в Англии и Бельгии.
Герстнер хотел добиться того, чтобы паровозы были в состоянии возить несколько пассажирских вагонов, вмещающих 300 пассажиров. К 1837 году паровоз мог вести состав в 23 вагона. Пассажиры занимали 12 вагонов, а остальная часть была отдана под загрузку домашним скотом.
С тех пор поезда регулярно курсировали между Кузьминым и Павловским селом. Осенью 1837 года состоялось торжественное открытие Царскосельской железной дороги. В следующий период поезда ходили только по праздникам.
Вторая железная дорога была построена между Варшавой и австрийской границей. Протяженность этого участка составляла 308 км. Дорога была построена с использованием стефенсоновской колеи. По этой железной дороге до 1901 года ходили только заграничные паровозы.
Железнодорожное строительство стало для России большим толчком к дальнейшему индустриальному прогрессу. Первый паровоз в России стал величайшим достижением, положившим начало новой эре.
РЕФЕРАТ
Проверила: учитель физики
КЕМЕРОВО, 2013
ПЕРВЫЕ ПАРОВОЗЫ СТЕФЕНСОНА И ЧЕРЕПАНОВЫХ
Первые паровозы, нашедшие практическое применение на небольших линиях отдельных промышленных предприятий в Англии, были, как известно, построены английским инженером Георгом (Джорджем) Стефенсоном в период 1814–1828 гг. Пытались строить паровозы и до Стефенсона, но они имели крупные недостатки и не могли служить прототипами для создания работоспособных локомотивов. Например, в 1803 г. англичанин Ричард Тревитик построил одноцилиндровый паровоз с громоздкой зубчатой передачей; в 1811 г. англичанин Бленкинсоп, думая, что сцепления гладких колес с рельсами недостаточно для движения локомотива, построил паровоз, имевший зубчатое колесо, которое сцеплялось с рейкой, уложенной вдоль рельсового пути.
Первый паровоз имел массу в рабочем состоянии 2,4 т. Его опытные поездки начались в августе 1834 г. Изготовление второго паровоза закончили в марте 1835 г.
У него были несколько увеличены размеры котла – длина до 6 футов (1829 мм), диаметр до 3 футов и 4 дюймов (1016 мм) и цилиндров – ход поршня до 10 дюймов (254 мм) и диаметр до 7,5 дюйма (190,5 мм). Это позволило поднять мощность с 30 до 40 л. с. Из выполненного с натуры племянником Ефима Черепанова Аммосом чертежа паровоза следует, что у второго паровоза бегунковая колесная пара имела диаметр колес меньше, чем движущая.
Чтобы установить истину, Демидов отправил старшего Черепанова в Англию, поскольку считал его толковым и технически грамотным специалистом. Однако, как и следовало ожидать, англичане не очень приветливо встретили русского механика, ведь они не были заинтересованы в передаче конкурентам своего опыта и секретов производства металла. Более того, в Англии гостя признали шпионом и перестали пускать на многие заводы. Судя по сохранившимся письмам, Ефиму удалось лишь внешне обозреть чудеса заморской техники, так как к чертежам и документам его не допустили. Тем не менее, со своей главной задачей он справился. Черепанов лишний раз убедился, что для повышения качества выпускаемого на Урале металла необходимо механизировать труд рабочих. А главное – в Англии он впервые увидел в действии рельсовую дорогу с паровой тягой, соединявшую угольные копи Мидлтона с Лидсом.
Вершиной творчества Черепановых стало создание ими в 1834 г. первого русского паровоза. Вот свидетельство очевидца первого рейса паровоза Черепановых: «В тот день на Выйское поле шли люди и становились вдоль линии чугунных колесопроводов. Тяжелые заводские ворота открылись, и вскоре появился сухопутный пароход – машина невиданная, ни на что не похожая, с высокой дымящейся трубой, сверкающей начищенными бронзовыми частями. На площадке у рукояток стоял Мирон Черепанов.
К сожалению, в отличие от стационарных паровых двигателей, востребованных в то время российской промышленностью, первой русской железной дороге Черепановых не было уделено того внимания, которого она заслуживала. Разысканные ныне чертежи и документы, характеризующие деятельность Черепановых, свидетельствуют, что это были истинные новаторы и высокоодаренные мастера техники. Они создали не только Нижнетагильскую железную дорогу и ее подвижной состав, но и сконструировали много паровых машин, металлообрабатывающих станков, построили паровую турбину.
Несмотря на вполне удачные конструкции, паровозы Черепановых не получили распространения. Одной из причин считается противодействие со стороны подрядчиков конного извоза, не желавших терять свои доходы. Но кроме этого имелись и некоторые объективные причины.
В качестве топлива в паровозах Черепановых использовались дрова. Паровоз потреблял их в таком количестве, что очень скоро встала проблема с подвозом их. Весь лес в окрестностях железной дороги был вырублен, и дрова приходилось возить издалека. Это тоже сильно повлияло на судьбу паровоза. К примеру, первые паровозы Стефенсона работали на перевозке угля из угольных шахт, который и использовали в качестве топлива.
В первой половине XIX века паровозы в Россию в основном ввозились из-за рубежа. Cерийное их производство было налажено только в 1870-е годы, а до этого производилось небольшое количество локомотивов иностранной разработки. Со временем Россия стала второй страной в мире (после Англии), где строились свои паровозы. По времени введения железных дорог с паровой тягой Россия занимала четвертое место – после Англии, США и Франции. Эра паровозов продолжалась до 1950-х годов, когда их производство было полностью свернуто.
Первые паровозы Стефенсона и Черепановых появились в начале девятнадцатого века. Изобретение принципиально нового механизма послужило началом новой эпохи в сфере машиностроения. Мощные паровозы эффективно заменили конную тягу, существенно улучшив основные характеристики транспортировки грузов. Среди конструкторов-новаторов есть несколько человек, имеющих непосредственное отношение к изобретению инновационного механизма. Поэтому однозначный ответ на вопрос: кто изобрел паровоз и первым построил его, дать достаточно сложно. Для того чтобы понять, кто и когда изобрел первый паровоз, необходимо внимательно изучить основные этапы его создания.
Самый первый паровоз в мире сконструирован Р. Тревитиком. Создатель представил свое творение общественности в 1804 г. Устройство было сконструировано таким образом, чтобы его можно было использовать на уже существующей заводской дороге, сделанной из чугуна. Но паровоз Тревитика был слишком тяжелым. Технические возможности чугунных рельсов не позволили использовать устройство с большим весом. Изобретение потерпело неудачу: для его полноценного использования были необходимы рельсы из дорогостоящего железа. Вложить значительную сумму в создание нового вида дороги, в котором вместо чугуна использовали железо, желающих не нашлось, кроме того, конструкция первой модели была далека от совершенства и не внушала доверия.
Но конструктор не остановился на достигнутом, и, хотя следующий вариант паровоза оказался неудачным, в 1808 году Тревитик построил третью, более совершенную модель. Для демонстрации возможностей новой машины был создан небольшой по протяженности участок железной дороги. Скорость движения паровоза достигала 30 км/ч. Но появление первого паровоза не произвело должного впечатления на современников Тревитика, оставшись диковинным аттракционом. Никто из соотечественников инженера, кто там побывал, не поверил в жизнеспособность изобретения и не решился вложить деньги в развитие изобретения. И хотя Тревитик смог сконструировать первую модель паровоза, она не получила своего развития, в связи с чем ее создатель не пользуется славой изобретателя паровоза.
Своим появлением первый паровоз, получивший практическое применение, обязан Джорджу Стефенсону. Английский изобретатель паровоза обладал обширными знаниями, позволившими ему создать новый механизм: он детально изучил строение машин, работающих на энергии выделяемого пара, и неоднократно принимал участие в работах по обустройству железнодорожных путей.
Стефенсона традиционно считают создателем первого паровоза. В 19 веке, до появления механических устройств, вагоны передвигались по уложенным рельсам при помощи конной тяги. Первый паровоз Стефенсона, созданный для передвижения по уже существующим железнодорожным путям, появился в 1814 г. Его использовали для буксировки вагонеток в руднике.
До 1828 года Стефенсон был занят конструированием паровозов. Все созданные модели использовались на небольших по протяженности железных дорогах, принадлежащих промышленным предприятиям. В конструкции первых образцов 19 столетия было много значительных недостатков. Их наличие исключало возможность конструирования полноценно работающего механизма. Конструкция требовала серьезных доработок.
Русский изобретатель паровоза был не один. Первыми, кто создал паровоз в нашей стране, были братья Черепановы. Первый паровоз в России выпустили в 1833 г. С этого момента началась официальная история паровоза, имевшего российское происхождение.
Первые паровозы Стефенсона и Черепановых становились все более популярными и уверенно завоевывали новые вершины. В это время стало появляться большое количество мощных паровозов, использование которых стало одним из самых значимых достижений 19 века.
Первый русский паровоз Черепановых успешно прошел испытания в 1834 г. Через несколько лет был сконструирован второй вариант механического устройства, отличающегося от первой модели размерами котла, позволившими увеличить мощность машины. Эксперименты с первыми моделями паровозов Черепановым через короткий промежуток времени пришлось прекратить: заинтересованные лица, занимающиеся транспортировкой грузов при помощи конной тяги для которых появление мощного механизма было невыгодно, инициировали демонтаж испытательного пути.
Первые паровозы братьев Черепановых, имеющие отличные технические характеристики для машин 19 века, положили начало динамичному развитию железных дорог. После того, как испытательный путь демонтировали, начались активные работы по строительству железнодорожного пути от Царского Села до Петербурга, официально открытого в 1837 году. Успешно прошедшие испытания первого российского паровоза качественно изменили отношение общественности к грузоперевозкам.
Изначально первые паровозы Стефенсона и Черепановых получали собственные названия. Значительно позже в России их стали обозначать с помощью букв и цифр. Изобретение первого паровоза - событие, которое полностью перевернуло отношение к перевозке пассажиров и разнообразных грузов. Мощные механизмы могли перевозить большое количество грузов на дальние расстояние, уменьшилось время, необходимое для транспортировки. Пассажирские перевозки стали намного эффективнее и качественнее. Первые паровозы Стефенсона и Черепановых представляют собой важное достижение, которое послужило началом целой эпохи индустриального прогресса. Сегодня оригинальным напоминанием о трудах Стефенсона и Черепановых станет стильный настольный прибор с изображением первого паровоза.
Мысль о применении пара для нужд транспорта возникла еще в XVII в. Вначале пытались приспособить паровые двигатели к обыкновенным повозкам или телегам. Паровые повозки были рассчитаны на движение по прямой дороге без рельсов.
Паровая повозка Коньо.
В 1763 г. французский инженер Коньо построил первую паровую повозку. Эта машина работала всего 12-15 минут. В 1769 г. (или в 1770) Коньо построил более совершенную повозку, но, когда ее пустили по улицам Парижа, оказалось, что ею невозможно управлять.
В 1787 г. американец Эванс изобрел еще одну паровую повозку, однако столь несовершенную, что она не могла применяться на практике.
В конце 80-х годов XVIII в. Уильям Мердок, ученик и помощник Джемса Уатта, создал паровую повозку с двигателем конструкции своего учителя. Он построил ряд интересных моделей паровых повозок, но сделать практически пригодную транспортную машину ему также не удалось.
Однако развивающееся капиталистическое производство настойчиво требовало реконструкции транспортных средств. В начале XIX в. во многих странах велись работы над усовершенствованием так называемой паровой телеги, иначе говоря, над созданием парового автомобиля.
Интересные опыты провел чешский механик Иосиф Божек (1782-1832). В 1815 г. он построил паровую тележку, которая была с успехом испытана. Но попытки повторить в 1817 г. опыты с более мощной машиной не дали удовлетворительных результатов. Следует отметить, что вообще проблема создания парового автомобиля так и не была решена. Автомобиль был создан только на базе двигателя внутреннего сгорания.
Многие изобретатели в эту эпоху пытались построить локомотив, двигающийся по рельсам. Особенно большое значение для создания железнодорожного транспорта имели работы шотландского инженера и механика Ричарда Тревитика (1771 — 1833), который первым пришел к идее применения паровых локомотивов на специально устроенных рельсовых путях. В 1803 г. Тревитик сконструировал паровоз для рельсового пути, а в феврале 1804 г. провел первое его испытание.
Впоследствии Тревитику удалось добиться еще большей скорости, причем паровоз тащил целый поезд из пяти вагонеток, общим весом около 25 т. Паровоз Тревитика был первым рельсовым паровозом в мире. Он имел один горизонтально расположенный паровой цилиндр. Движение поршня передавалось ведущим колесом паровоза при помощи шатуна, кривошипа и системы зубчатых колес. Чтобы облегчить прохождение шатуна через мертвые точки, Тревитик применил маховое колесо. Весил паровоз 6 т. Его котел имел цилиндрическую форму и обратную жаровую трубу, причем топка была устроена в передней части паровоза.
Большим затруднением при опытах с первым паровозом явилось то, что путь, состоявший из хрупких чугунных рельсов, был не приспособлен для передвижения столь тяжелого локомотива. Поэтому происходили частые задержки из-за ломки рельсов. В конце концов этот паровоз был снят с рельсов и использован как стационарная машина.
Через три года упорной работы над усовершенствованием паровоза и рельсового пути Тревитик построил первую в мире опытную кольцевую дорогу в Лондоне. Строя ее, изобретатель ставил своей целью популяризировать свое изобретение, для того чтобы добиться финансовой поддержки.
Несколько позже Тревитик открыл для всеобщего пользования небольшую кольцевую железную дорогу вблизи одного из лондонских скверов. Всякий мог осмотреть и паровоз и прицепленные к нему вагончики. Кольцевая дорога работала несколько недель, затем лопнули рельсы, и паровоз опрокинулся. Тревитик, затративший на постройку дороги все свои средства, был не в состоянии починить путь и поставить паровоз на рельсы. В конце концов Тревитик был вынужден прекратить работу по созданию новых локомотивов.
Однако над созданием новых паровозов продолжали работать другие изобретатели. За период с 1803 по 1814 г. появилось много весьма разнообразных моделей рельсовых паровозов. В области паровозостроения в этот период в Англии работали изобретатели Бленкинсон, Меррей, братья Чемпей, Брентон, Хедли и др.
В 1814 г. сконструировал и испытал свой первый паровоз Джордж Стефенсон (1781-1848), который в основном и решил проблему создания парового железнодорожного транспорта. Стефенсон вышел из рабочей среды. Его отец и дед работали наугольных шахтах близ Ныокастла — центра английской угольной промышленности. Молодые годы Стефенсон провел, работая в угольных копях. Самоучкой, с большим упорством он изучал механику, физику и многие другие науки. Параллельно с учением он работал над изобретением различных машин и механизмов.
До 1825 г. паровозы использовались главным образом на маленьких частных дорогах, обычно обслуживающих нужды рудников или фабричных предприятий. Появление более совершенных конструкций паровозов стимулировало строительство новых железнодорожных линий. В 1818 г. была построена железнодорожная линия протяженностью 61 км между городами Стоктоном и Дарлингтом, предназначенная для перевозки угля. В 1825 г. Стоктон-Дарлингтонская линия была открыта для публики. На современников это произвело колоссальное впечатление.
«Сцена, имевшая место утром 27 сентября 1825 г., не поддается никакому описанию, — писал впоследствии один из директоров этой дороги. — Многие, принимавшие участие в этом историческом событии, всю ночь не смыкали глаз и были на ногах. Всеобщая бодрость и веселость, счастливые лица многих, изумление и испуг на лицах других разнообразили картину.
Модель первого паровоза Е. А. и М. Е. Черепановых.
В 1830 г. в Англии для пассажирского движения была открыта железная дорога между Ливерпулем и Манчестером протяженностью в 45 км. В этом же году в США была построена первая железнодорожная линия Чарльстон — Огеста длиною в 64; км. В 1832 г. была построена первая железная дорога во Франции, в 1835 г.- в Бельгии и Германии, а в 1837 г.- в России и Австрии.
Однако замечательные машины Черепановых не были использованы для развития железнодорожного транспорта в нашей стране. Судьба их была подобна судьбе паровой машины Ползунова. В 1834 г., т. е. как раз в то время, когда Черепановы строили свои паровозы, в Россию приехал австрийский профессор Герстнер. Герстнер сумел добиться от царя привилегии на строительство железной дороги между Петербургом и Царским Селом протяженностью в 27 км. Эта железная дорога была открыта в 1837 г. Несмотря на отечественный опыт паровозостроения, царское правительство предпочитало выписывать паровозы из Англии, отказавшись от использования локомотивов, созданных Черепановыми.
В 1851 г. в России была сооружена двухколейная Петербургско-Московская железная дорога.
К середине XIX в. темпы сооружения железных дорог общего пользования с паровой тягой все более и более возрастают. С 1840 по 1870 г., т. е. за 30 лет, протяженность железных дорог во всем мире увеличилась в 14 раз. Явившись результатом промышленной революции, железные дороги стимулировали рост важнейших отраслей производства. Возникла новая отрасль машиностроения — транспортное машиностроение. Под воздействием все увеличивающегося спроса железных дорог стали быстро развиваться металлургическая и угольная промышленность.
Читайте также: