Джордж Стефенсон: биография. Стефенсон Джордж: биография, карьера, личная жизнь Что изобрел дж

Железные дороги не только решили чисто технологическую проблему сухопутного перемещения огромных масс грузов и людей и широко распахнули ворота экономическому развитию, но и вызывали настоящий переворот в сознании миллионов людей всех стран, где они только ни появлялись. И тот, кого называют «отцом железной дороги», заслужил и памятник при жизни, и свой портрет на банкнотах и — нашу благодарную память.

Джордж Стефенсон родился в маленькой, нищей шахтерской деревушке под Ньюкаслом. Мало сказать, что он, вынужденный работать с раннего детства, не был образован – он и читать/писать-то научился только лет в 18. Пределом его честолюбивых мечтаний была должность надсмотрщика над паровым насосом, откачивающим грунтовые воды из шахты. И уже в семнадцать смышленый паренек мечту свою осуществил – он встал «при машине»!

Оказалось, что Джордж был изобретателем – есть такая редкая порода людей. Он все время пытался усовершенствовать свою машину, но выпрошенные у инженера ее чертежи остались для него совершенно непонятными. И он понял – надо учиться, учиться во что бы то ни стало, как бы тяжко ни приходилось. После каждой двенадцати-четырнадцатичасовой смены он шел в соседнюю деревню, где объявился школьный учитель. Прошла зима — и тот уже ничего больше не мог дать своему необычному ученику. Теперь, умея читать и писать и ознакомившись с начатками арифметики, молодой грамотей мог идти дальше уже путем самообразования.

Но нужные ему книги – денег стоят, и Джордж принялся подрабатывать сапожным ремеслом. И вот однажды ему в починку принесли такие крохотные башмачки, что мастер не выдержал и пошел сам отдавать свою работу. Юная «золушка» оказалась прелестной девушкой, работницей с соседней фермы. Так они и познакомились – а там и обвенчались. Они оказались чудесной парой, и вскоре у них появился сын – Роберт. Но через несколько лет Фанни, его подруга и истинный ангел-хранитель, внезапно и скоропостижно умерла. Горю Джорджа не было предела, он погрузился в глубокую депрессию и впервые бросил все свои дела…

Шахтное начальство заметило техническую «жилку» рабочего парня и его стали приставлять к самым разным механизмам – вскоре Джорджу для ремонта, сборки-разборки машин не нужно было звать инженера. Он уже пробовал давать инженерам советы как лучше обустроить механизмы – его не слушали, его высокомерно третировали, пока не выяснялось, что безвестный «работяга» всегда был прав. Слава о талантливом механике разносилась все шире, и к нему стали обращаться хозяева шахт со всей округи – наладить, отремонтировать, дать совет. Джордж мог уже не думать о хлебе насущном на каждый день.

Судьба послала Стефенсону учителя и товарища по самообразованию в виде одного соседнего фермера, Джона Вигама, который случайно оказался человеком, знакомым с физикой, химией и некоторыми отраслями математики. Друзья все свободное время проводили вместе, производя физические и химические опыты, трудясь над решением математических задач и строя модели разных машин. Оба абсолютные трезвенники, избегавшие всяких шумных собраний и увеселений, Стефенсон и Вигам внушали глубокое уважение окружающим их горнорабочим, на которых особенно сильное впечатление производили разного рода опыты, производившиеся друзьями иногда в присутствии публики.

Подрос Роберт, и Джордж решил дать ему лучшее в окрестностях образование – он купил ему осла и тот каждый день начал ездить в школу в Ньюкасл. А потом они оба обсуждали все, чему сын научился за этот день в школе. Так Джордж получил то систематическое образование, которого он лишен был в юности. Здесь не было и не могло быть какого-то «конфликта поколений» — на Роберта сильное впечатление производила страсть отца к знаниям, его трудолюбие и рвение к ученью. В свою очередь, Джордж, заметив в сыне склонность к механике, сам преподал ему основы этой науки. Позднее Роберт, став уже знаменитым инженером, говорил, что он приобрел от отца гораздо больше сведений по механике, нежели в инженерной школе, в которую поступил, окончив курс ньюкаслской школы.

И тут случай привел Стефенсона к первому его «настоящему» изобретению. В шахте загорелся метан, рабочие были в панике – если бы под землей рвануло, никто бы не уцелел. Джордж бросился вниз и приказал не бежать наверх, а заложить камнями вход в горящий штрек – лишенный воздуха, огонь погас. Через некоторое время после того случая Стефенсон принес в загазованную шахту лампу собственного изготовления, пламя которой было изолировано от окружающего воздуха. Никто не пошел вслед за ним в смертоносный штрек. Когда он вошел туда с зажженной лампой, пламя в ней вдруг ярко вспыхнуло – и затем продолжало гореть ровно и спокойно…

Но главное дело его жизни ждало его впереди – Стефенсон занялся перемещением грузов по рельсам. Рельсы-то уже были во многих шахтах, деревянные, а то и чугунные, по ним возили вагонетки лошади. Но уже была паровая машина, хотя попытки приспособить ее на локомотив постоянно проваливались. И Стефенсон решил эту задачу! Его первый паровоз был тяжел и неуклюж, двигался медленно, работал малопроизводительно, но это было лучше, чем все бывшее до него. На втором локомотиве уже была труба — в нее Стефенсон пустил отработанный пар, что заметно улучшало тягу в топке и мощность машины. После этого Стефенсон обратился к рельсовому пути. Он понял, что лежать рельсы должны в возможно горизонтальной плоскости, что предполагало прорытие холмов и устройство туннелей, что должны они быть железными и опираться на деревянные «подушки» — шпалы.

Семь лет не было охотников построить «настоящую» железную дорогу, основанную на идеях Стефенсона. Отношение к нему ученых инженеров было высокомерно-презрительным – ну что может предложить какой-то провинциальный «кочегар»?! Но нашлись предприниматели, которые скинулись капиталами и заказали этому «рабочему» его железную дорогу от их угольных шахт к морю протяженностью 12 километров. Велико было торжество Стефенсона, когда работы были окончены и по новому пути двинулся первый поезд. На открытие дороги отовсюду собрался народ, и при криках этой огромной толпы, стоявшей по обе стороны пути во всю его длину, Стефенсон проехал на своем локомотиве, тащившем 17 нагруженных вагонов и делавшем 6 километров в час.

И тут в жизни Джорджа появился человек, который начал упорно и методично пробивать дорогу его делу и с которым они в дальнейшем «пуд соли съели» — предприниматель, протестант из одной из «крайних» сект, человек высоких нравственных качеств Эдвард Пиз. Он предложил Стефенсону проложить железную дорогу между двумя городами — Стоктоном и Дарлингтоном. Отношения между этими людьми сразу же стали близкими, дружескими, Джордж стал в семье Пиза «своим» человеком, где его любили все, начиная с главы семейства и кончая малолетними детьми. Общительный и приветливый, обладавший своеобразным юмором, Стефенсон доставлял своим обществом удовольствие и старику Пизу, с которым он любил беседовать о разных технических и экономических вопросах, и женским членам семейства, которым Стефенсон сообщал разные хозяйственные рецепты, и детям, которым он устраивал механические игрушки.

В беседах с Пизом он особенно часто говорил о необходимости устройства специальной фабрики для производства локомотивов, на которой можно было бы постоянно улучшать устройство этих аппаратов и изготовлять их с наибольшим совершенством. В результате этих бесед возникла компания, в которую вошли Пиз и Стефенсон: первый — дав капитал, а второй — свои знания. Большой локомотивный завод изготовлял паровозы сначала под управлением Стефенсона, а затем — его сына Роберта, который сделался с этих пор участником во всех начинаниях отца.

Линия Стоктон – Дарлингтон превзошла самые смелые ожидания компаньонов — и по массе перевозимых грузов, и по коммерческому успеху. На этой линии впервые в мире пустили и пассажирские вагоны, поскольку окрестный народ перестал пугаться «огненной машины» и с удовольствием ездил по ней по своим делам «с ветерком». Расцвели и поселочки вдоль рельсового пути, некоторые превратились в целые города.

Но это были еще «местные дела». Настоящий разворот наступил тогда, когда Стефенсон и Пиз взялись соединить железной дорогой Манчестер и Ливерпуль. И тут на них восстало все, что было косного в английском обществе – изыскателей встречали с дрекольем, а то и с ружьями, парламентарии, у которых надо было получить разрешение на строительство, смотрели на проект как на плод больной фантазии безумца: «Если Стефенсон не удержит своего воображения, то все благомыслящие люди станут глядеть на него как на помешанного, которого надо посадить в сумасшедший дом», «Действие этих двигателей зависит от погоды: порыв ветра, достаточно сильный для того, чтобы помешать плаванию по реке, совершенно воспрепятствует движению паровой машины тем, что или затушит огонь, или до такой степени усилит его, что произойдет взрыв»…

Пугала и скорость локомотива, ведь людям еще не приходилось сталкиваться с такими скоростями, шутка ли – 60 километров в час! Появлялись слухи о невозможности для человеческого организма выдерживать такое быстрое передвижение. Люди отказывались верить в возможность ехать столь быстро, пока не убеждались в этом собственными глазами, а самые отважные — и на собственном опыте.

Акционеры компании, организованной Пизом, тоже не слишком верили в силу пара, они предполагали, что вагоны по рельсам потянут привычные им лошади. И Стефенсон устроил конкурс – на него привезли свои локомотивы пять изобретателей. И стефенсоновская «Ракета» побила всех! После этих испытаний сомнений ни у кого не осталось – конечно же, паровоз.

Стефенсон сосредоточил на постройке такое множество рабочих, какого никогда еще в одном месте не видела Англия. Здесь все было новым, неизведанным — одних мостов пришлось построить 64, а кроме того, в одном месте пришлось пробить туннель. Стефенсону приходилось разрабатывать все подробности своих проектов. Он управлял работами, не только отдавая распоряжения, но и наблюдая за их исполнением во всех мелочах. Проведя целый день на работе, он проводил вечера, а часто и большую часть ночи за составлением чертежей, за перепиской, за изобретением разного рода приспособлений, которые необходимы в железнодорожном деле, но ранее не были известны, как, например, стрелки, поворотные платформы и тому подобное. В Стефенсоне соединены были чрезвычайная изобретательность с не менее чрезвычайными трудолюбием, выносливостью и крепким здоровьем – только поэтому он смог выполнить взятый им на себя труд.

А после дороги Ливерпуль-Манчестер как плотину прорвало – железнодорожные компании возникали по всей стране чуть ли не каждый день. И все они шли к Стефенсону. Зашевелились и на континенте. Стефенсон ездил консультировать и в Бельгию, и во Францию, и в Испанию – и везде его принимали чуть ли не с королевскими почестями.

Но скромность и полное отсутствие тщеславия сохранились у него до конца его дней. Его жилище всегда оставалось скромным со скромной обстановкой, его пища была здорова и проста, он терпеть не мог целой толпы прислуги — непременной принадлежности «богатого дома» по английским, да и не по английским только понятиям, — предпочитая самому делать для себя все что можно. И его дом, и его кошелек были всегда открыты – и для изобретателей, и для рабочих, и для школ.

Многолетние чрезмерные труды, необычайное беспрерывное напряжение сделали свое дело. Стефенсон уже не чувствовал прежней силы и по просьбе сына и совету друзей удалился на покой. В это время имя Стефенсона уже пользовалось всемирной известностью. Ему выпал редкий жребий — видеть осуществленным дело, на служение которому он отдал свою жизнь, и получить при жизни заслуженную им оценку.

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 на угольных шахтах близ Ньюкастла -- 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 сучением он работал над изобретением различных машин и механизмов.

Рис. 3 - Схема паровоза Д. Стефенсона «Ракета»

Свой первый паровоз Стефенсон назвал «Блюхер», в честь победителя Наполеона при Ватерлоо. «Блюхер» повторял в своей конструкции многие черты паровозов предыдущих изобретателей. Первый паровоз Стефенсона был очень тяжел, медленно двигался, работал малопроизводительно, но непрерывно (в других паровозах происходили постоянные остановки работы). В дальнейшем Стефенсон продолжал работу над совершенствованием конструкции своего паровоза. До 1825 г. он построил около 16различных паровозов, упорно добиваясь наиболее приемлемой конструкции. Много внимания Стефенсон уделял совершенствованию рельсового пути.

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 61км 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.

В назначенный час процессия тронулась. Во главе поезда следовал паровоз, управляемый строителем его -- Стефенсоном; за паровозом следовали 6вагонов с углем и мукой; вслед за ними-- вагон с директорами и владельцами дороги; затем 20 угольных вагонов, приспособленных для пассажиров и наполненных ими, и, наконец, 6 вагонов, нагруженных углем По обеим сторонам пути стояла большая толпа народа; многие бежали за поездом; другие верхом на лошадях следовали за ним по сторонам пути. Последний имел небольшой уклон к Дарлингтону, и в этом месте Стефенсон решил испытать скорость поезда. Он увеличил скорость хода до 15 миль в час. Когда поезд прибыл в Дарлингтон, оказалось, что в вагонах было 450 пассажиров и что вес поезда был 90 тонн». Новая железная дорога быстро показала преимущества нового вида транспорта перед старыми способами передвижения. Популярность железнодорожного транспорта в Англии росла. Многочисленные изобретатели работали над созданием и совершенствованием новых видов локомотивов. В 1829 г. был объявлен конкурс на создание лучшего паровоза. Стефенсон представил на конкурс свой новый паровоз -- знаменитую «Ракету». «Ракета» имела машину мощностью в 13 л. с. На конкурсе производились испытания всех типов локомотивов. «Бой паровозов», как называли этот конкурс, закончился победой «Ракеты», которая свободно тянула поезд весом в 17 т со скоростью до 21 км в час. Скорость паровоза с одним пассажирским вагоном и 36 пассажирами составила 38 км в час.

«Ракета» была наиболее совершенным локомотивом того времени. Изобретатель приспособил к паровозу только что появившийся тогда трубчатый котел, который дал возможность значительно увеличить скорость локомотива. «Ракета» была построена с учетом всех достижений паровозостроения своего времени. Она явилась как бы итогом начального периода развития паровоза.

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, ав1837 г.- в России и Австрии.

Джордж Стефенсон появился на свет в 1781 году в английском Уилэме, графство Нортамберленд. Его отец был простым шахтером. С малых лет будущий знаменитый изобретатель трудился по найму. Детство Стефенсона прошло возле деревянной колейной дороги, которую использовали для вывоза угля с шахты. Этот путь длиной в несколько миль стал прототипом будущей железной дороги.

В возрасте 18 лет Стефенсон выучился чтению и письму. Он упорно занимался самообразованием, что позволило ему стать механиком по паровым машинам.

В начале XIX века он устроился работать машинистом на угольную шахту. Его жена Фэнни в 1803 году родила сына, которого назвали Робертом. Все последующее десятилетие Стефенсон посвятил изучению паровых машин, после чего решил заняться их конструированием. В тридцать с небольшим лет Джордж стал главным механиком на угольных копях. В 1815 году он сконструировал оригинальную рудничную лампу.

Конструктор паровозной техники

Изобретатель поставил перед собой задачу облегчить труд по вывозу угля из шахты на поверхность. Для начала Стефенсон создал паровую машину, которая тянула вагонетки при помощи прочного каната. Стефенсон с большим воодушевлением приступил к работе. Перед ним стояла непростая задача: требовалось создать паровую машину, которая смогла бы тянуть очень большой вес и передвигаться намного быстрее обычной лошади.

Изобретатель выполнил успешный проект локомотива, предназначенного для буксировки груженых углем вагонеток по колейной дороге. Его разработки заказчики посчитали наиболее удачными.

В изобретении Стефенсона для создания тягового усилия использовалась сила трения между колесами и гладким металлическим рельсом. Локомотив Стефенсона был способен тянуть состав весом до 30 тонн. Эта машина была названа в честь прусского генерала Блюхера, который проявил себя в сражении при Ватерлоо.

Начиная с этого времени строительство паровозной техники стало для Джорджа Стефенсона делом всей его жизни. За пять последующих лет он сконструировал и построил полтора десятка локомотивов. Его разработки получили мировое признание. В 1820 году Стефенсона пригласили для проектирования железной дороги длиной в восемь миль, которая должна была обслуживать угольную шахту Хэттон. В этом проекте предполагалось отказаться от комбинированной тяги, исключив использование мускульной силы животных. Эта железная дорога стала первой, где применялась лишь механическая тяга парового локомотива.

В 1822 году Стефенсон приступил к проектированию железной дороги, которой предстояло связать Стоктон и Дарлингтон. Годом позже изобретатель основал первый в мире завод по производству паровозов. В сентябре 1825 года новенький локомотив, которым управлял сам изобретатель, потянул состав весом в 80 тонн. Паровоз с вагонами, наполненными углем и мукой, за два часа преодолел расстояние в 15 километров. На отдельных участках состав разгонялся до 39 км/ч. К составу был также прикреплен и экспериментальный пассажирский вагон, где ехали члены комиссии по приемке проекта.

На вершине успеха

Занимаясь строительством железной дороги до Дарлингтона, Джордж Стефенсон убедился: даже незначительный подъем снижает скорость движения состава, а на уклонах обычный тормоз становится неэффективным. Изобретатель сделал вывод о том, что при проектировании железнодорожных путей необходимо избегать значительных неровностей рельефа.

С каждым новым проектом опыт строительства путей для локомотивов обогащался новыми находками и техническими решениями. Стефенсону удалось решить сложнейшие задачи по устройству насыпей, виадуков и мостов. Он применил металлические рельсы в сочетании с каменными опорами. Это позволило увеличить скорость движения локомотива.

Один из проектов, предложенный Стефенсоном, вызвал серьезные возражения у тех землевладельцев, чьи финансовые интересы он непосредственно затрагивал. В итоге в ходе слушаний в парламенте этот вариант был отклонен. Принять его к исполнению законодатели решили только после существенной переработки. Пришлось в корне менять маршрут, по которому пролегала железная дорога.

При проведении сравнительных испытаний разных локомотивов победа осталась за машиной Стефенсона. Он представил на этот конкурс свой паровоз с громким названием «Ракета». Паровоз Стефенсон был единственным, успешно завершившим сложные испытания. Победившая в том состязании «Ракета» вошла в историю техники.

Постепенно идея железнодорожного сообщения была принята в обществе, а за Стефенсоном утвердился статус одного из самых опытных и умелых конструкторов паровозной техники.

На закате карьеры

В 1836 году Джордж Стефенсон создал с столице Британии контору, которой предстояло стать научным и техническим центром строительства железных дорог. По своей натуре изобретатель был консервативен, поэтому старался предлагать лишь проверенные временем и зарекомендовавшие себя проекты. Однако нередко варианты, которые он поддерживал, оказывались гораздо более дорогими и сложными, чем у конкурентов. По этой причине Стефенсон не раз терпел поражение в борьбе с другими новаторами.

И все же по прекрасно разработанным проектам Стефенсона продолжали строить локомотивы во многих странах мира. Талантливому изобретателю и организатору производства удалось при жизни увидеть свои замыслы и результаты творчества воплощенными в металле.

Стефенсон ушел из жизни в августе 1848 года в Честерфильде.

Всемирную известность приобрёл благодаря изобретённому им паровозу. Считается одним из «отцов» железных дорог. Выбранная им ширина колеи рельсового пути, равная 1435 мм (4 фута 8? дюймов, так называемая «Стефенсоновская» или «нормальная колея»), стала самой распространённой в Западной Европе и до сих пор является стандартом на железных дорогах многих стран мира.

Биография

Начало карьеры

Джордж Стефенсон родился в Уилэме (англ. Wylam, графство Нортамберленд), в 15 километрах от Ньюкасл-апон-Тайн в семье шахтёра.

С 8 лет работал по найму. Всё детство Стефенсона прошло у построенной в 1748 году от Уилэма до реки Тайн деревянной колейной дороги длиной несколько миль. Она использовалась для вывоза угля с шахты на вагонетках с конной тягой и фактически была прародительницей современных железных дорог. В 18 лет научился читать и писать и путём упорного самообразования приобрёл специальность механика по паровым машинам. В 1802 году Стефенсон устроился на работу машинистом угольной шахты. В 1803 году его жена Фэнни родила сына, которого назвали Робертом . В течение следующих десяти лет Джордж занимался изучением паровых двигателей. В 1812 году перестал заниматься только обслуживанием паровых машин и приступил к самостоятельному их проектированию. В возрасте 31 года его назначили главным механиком угольных копей. Здесь Стефенсон в 1815 году разработал рудничную лампу оригинальной конструкции, получившую название «Лампа Джорди». (Она была изобретена практически одновременно с «Лампой Дэви», предложенной английским учёным Гемфри Дэви . До сих пор не известно, какая из конструкций была первой..)

Чтобы облегчить вывоз угля на поверхность, он сначала построил паровую машину, которая с помощью каната тянула вагонетки. А в 1814 году Стефенсон спроектировал свой первый локомотив, предназначенный для буксировки вагонеток с углём для рудничной рельсовой дороги. Это был первый в мире удачный опыт постройки локомотива, использующего для создания тягового усилия силу трения между гладкими колёсами с ребордами и гладкими металлическими рельсам. Он мог вести состав общим весом до 30 тонн. Машина получила название «Блюхер» (нем. Bl?cher) в честь прусского генерала Гебхарда Леберехта фон Блюхера (нем. Gebhard Leberecht von Bl?cher), прославившегося своей победой в битве с Наполеоном при Ватерлоо.

С этих пор строительство паровозов стало главным делом его жизни. В следующие пять лет Стефенсон построил ещё 16 машин.

Опыты Стефенсона получили признание и в 1820 году его привлекли к проектированию и строительству 13-километровой (8 миль) железнодорожной линии от угольной шахты Хэттон (англ. Hetton) до Сандерлэнда (англ. Sunderland). На ней использовалась комбинированная тяга: в одном направлении (вниз) состав двигался под действием сил гравитации, а обратно (наверх) затягивался с помощью парового локомотива. Эта дорога стала первой, на которой удалось полностью отказаться от мускульной силы животных в пользу механической тяги.

В 1821 году началось проектирование железной дороги Стоктон-Дарлингтон (англ. Stockton and Darlington Railway - S&DR). Первоначальным проектом предусматривалось использование конной тяги для передвижения телег с углём по металлическим рельсам. После консультации со Стефенсоном директор компании Эдвард Пис (англ. Edward Pease) согласился изменить планы и перейти на паровую тягу. В 1822 году Стефенсон приступил к работе. В 1823 году он основал в Ньюкасле первый в мире паровозостроительный завод, на котором уже в сентябре 1825 года был готов новый локомотив, получивший название «Эктив» (англ. Active), а впоследствии переименованный в «Локомоушн № 1» (англ. Locomotion No 1). Открытие линии состоялось 27 сентября 1825 года. «Локомоушн», управляемый самим Стефенсоном, провёл состав, нагруженный 80 тоннами угля и муки. 15 километров (9 миль) поезд преодолел примерно за два часа, показав среднюю скорость порядка 7,5 км/ч, но на некоторых участках он разгонялся до 39 км/ч (24 мили в час). Помимо груза в составе поезда был открытый пассажирский вагон «Эксперимент» (англ. Experiment), в котором ехали члены приёмочной комиссии. Это был первый в мировой практике случай использования железной дороги с паровой тягой для перевозки пассажиров.

План:

Введение

• 1 Биография
  • 1.1 Начало карьеры
    • 1.1.1 Проектирование паровозов
  • 1.2 Расцвет карьеры
  • 1.3 Закат карьеры
• 2 Ученики Стефенсона
• 3 Интересные факты
Литература
Примечания

Введение

Джордж Стефенсон (англ. George Stephenson ; 9 июня 1781, Уилэм, графство Нортамберленд - 12 августа 1848, Честерфилд, графство Дербишир) - английский изобретатель, инженер-механик.

Всемирную известность приобрёл благодаря изобретённому им паровозу. Считается одним из «отцов» железных дорог. Выбранная им ширина колеи рельсового пути, равная 1435 мм (4 фута 8½ дюймов, так называемая «Стефенсоновская» или «нормальная колея»), стала самой распространённой в Западной Европе и до сих пор является стандартом на железных дорогах многих стран мира.

1. Биография

1.1. Начало карьеры

Джордж Стефенсон родился в Уилэме (англ. Wylam , графство Нортамберленд), в 15 километрах от Ньюкасл-апон-Тайн в семье шахтёра.

С 8 лет работал по найму. Всё детство Стефенсона прошло у построенной в 1748 году от Уилэма до реки Тайн деревянной колейной дороги длиной несколько миль. Она использовалась для вывоза угля с шахты на вагонетках с конной тягой и фактически была прародительницей современных железных дорог. В 18 лет научился читать и писать и путём упорного самообразования приобрёл специальность механика по паровым машинам. В 1802 году Стефенсон устроился на работу машинистом угольной шахты. В 1803 году его жена Фэнни родила сына, которого назвали Робертом. В течение следующих десяти лет Джордж занимался изучением паровых двигателей. В 1812 году перестал заниматься только обслуживанием паровых машин и приступил к самостоятельному их проектированию. В возрасте 31 года его назначили главным механиком угольных копей. Здесь Стефенсон в 1815 году разработал рудничную лампу оригинальной конструкции, получившую название «Лампа Джорди». (Она была изобретена практически одновременно с «Лампой Дэви», предложенной английским учёным Гемфри Дэви. До сих пор не известно, какая из конструкций была первой..)

1.1.1. Проектирование паровозов

Паровоз «Блюхер», 1814

Паровоз Стефенсона, построенный для Геттонских копей в 1822 г. и работавший до 1903 года.

Чтобы облегчить вывоз угля на поверхность, он сначала построил паровую машину, которая с помощью каната тянула вагонетки. А в 1814 году Стефенсон спроектировал свой первый локомотив, предназначенный для буксировки вагонеток с углём для рудничной рельсовой дороги. Это был первый в мире удачный опыт постройки локомотива, использующего для создания тягового усилия силу трения между гладкими колёсами с ребордами и гладкими металлическими рельсам. Он мог вести состав общим весом до 30 тонн. Машина получила название «Блюхер» (нем. Blücher ) в честь прусского генерала Гебхарда Леберехта фон Блюхера (нем. Gebhard Leberecht von Blücher ), прославившегося своей победой в битве с Наполеоном при Ватерлоо.

С этих пор строительство паровозов стало главным делом его жизни. В следующие пять лет Стефенсон построил ещё 16 машин.

Опыты Стефенсона получили признание и в 1820 году его привлекли к проектированию и строительству 13-километровой (8 миль) железнодорожной линии от угольной шахты Хэттон (англ. Hetton ) до Сандерлэнда (англ. Sunderland ). На ней использовалась комбинированная тяга: в одном направлении (вниз) состав двигался под действием сил гравитации, а обратно (наверх) затягивался с помощью парового локомотива. Эта дорога стала первой, на которой удалось полностью отказаться от мускульной силы животных в пользу механической тяги.

В 1821 году началось проектирование железной дороги Стоктон-Дарлингтон (англ. Stockton and Darlington Railway - S&DR). Первоначальным проектом предусматривалось использование конной тяги для передвижения телег с углём по металлическим рельсам. После консультации со Стефенсоном директор компании Эдвард Пис (англ. Edward Pease ) согласился изменить планы и перейти на паровую тягу. В 1822 году Стефенсон приступил к работе. В 1823 году он основал в Ньюкасле первый в мире паровозостроительный завод, на котором уже в сентябре 1825 года был готов новый локомотив, получивший название «Эктив» (англ. Active ), а впоследствии переименованный в «Локомоушн № 1» (англ. Locomotion No 1 ). Открытие линии состоялось 27 сентября 1825 года. «Локомоушн», управляемый самим Стефенсоном, провёл состав, нагруженный 80 тоннами угля и муки. 15 километров (9 миль) поезд преодолел примерно за два часа, показав среднюю скорость порядка 7,5 км/ч, но на некоторых участках он разгонялся до 39 км/ч (24 мили в час). Помимо груза в составе поезда был открытый пассажирский вагон «Эксперимент» (англ. Experiment ), в котором ехали члены приёмочной комиссии. Это был первый в мировой практике случай использования железной дороги с паровой тягой для перевозки пассажиров.

1.2. Расцвет карьеры

«Ракета». Рисунок 1830-х гг.

Подлинник паровоза «Ракета» в Музее науки, Лондон.

Поезд на линии Ливерпуль-Манчестер

Пассажирский вагон на линии Ливерпуль-Манчестер

Отрезок дороги через болото Чэт Мосс

Уже при строительстве железной дороги Стоктон-Дарлингтон Стефенсон убедился в том, что малейшие подъёмы существенно снижают скорость движения локомотива, а на уклонах примитивные тормоза становятся неэффективны. Исходя из этих наблюдений, Стефенсон пришёл к выводу, что в будущем на новых железных дорогах следует избегать больших неровностей рельефа. При проектировании линий Болтон-Лей (англ. Bolton and Leigh Railway ) и Ливерпуль-Манчестер (англ. Liverpool and Manchester Railway - L&MR ) Стефенсоном были решены сложные задачи железнодорожной техники: заложены несколько сложных выемок, насыпей, мостов и виадуков, призванных сгладить продольный профиль пути, применены железные рельсы на каменных опорах, способствующие увеличению скорости движения паровоза. Проект L&MR вызвал серьёзное недовольство землевладельцев, интересы которых он затрагивал, и в ходе парламентских слушаний был отклонён. На следующей сессии существенно переработанный проект был принят к исполнению. Сложность его состояла в том, что изменение маршрута привело к необходимости прокладки линии через торфяные болота Чет Мосс (англ. Chat Moss ).

В 1829 году, когда строительство L&MR уже близилось к завершению, решено было провести сравнительные испытания нескольких локомотивов от разных поставщиков, с тем чтобы выбрать наилучший. Стефенсон выставил на конкурс свой паровоз «Ракета » (англ. Rocket ). Его соперниками были:

• «Cайклопед» (англ. Cycloped ) Томаса Шоу Брэндрета (англ. Thomas Shaw Brandreth )
• «Новелти» (англ. Novelty - Новинка ) Джона Эрикссона (англ. John Ericsson ) и Джона Брэйтвэйта (англ. John Braithwaite )
• «Персёверэнс» (англ. Perseverance - Настойчивость ) Тимоти Бёрстола (англ. Timothy Burstall )
• «Сан Парэй» (англ. Sans Pareil - Несравненный ) Тимоти Хэкворта (англ. Timothy Hackworth )

6 октября 1829 при большом стечении народа состоялись гонки, вошедшие в историю, как «Рэйнхильские испытания» (англ. Rainhill Trials ).

Паровоз Стефенсона оказался единственным, успешно завершившим все испытания. Он показал среднюю скорость 12 миль в час (~19 км/ч) с грузом 13 тонн. При этом максимальная скорость достигала 30 миль в час (~48 км/ч). Блистательная победа стефенсоновской «Ракеты» сделала её, пожалуй, самым знаменитым механизмом в истории техники.

Состоявшаяся 15 сентября 1830 года церемония открытия железной дороги Ливерпуль-Манчестер стала очень важным событием государственного масштаба. На ней присутствовали многие члены правительства, включая премьер-министра герцога Веллингтона. Праздник был омрачён трагической гибелью члена Парламента от Ливерпуля Уильяма Хаскиссона. Желая переговорить со стоящим по другую сторону пути Веллингтоном, Хаскиссон попытался перебежать пути, не обращая внимания на приближение поезда, был сбит стефенсоновской «Ракетой» и скончался по дороге в больницу, став первым в мире человеком, попавшим под паровоз. Тем не менее, новая железная дорога, в целом, была воспринята общественностью положительно.

1.3. Закат карьеры

В 1836 году Стефенсон организовал в Лондоне проектную контору, ставшую научно-техническим центром железнодорожного строительства. Будучи человеком консервативным, он был склонен предлагать проверенные временем и потому более надёжные варианты. Но зачастую выбранные им маршруты или проекты сооружений оказывались более дорогими, чем предлагали оппоненты. Так, при проектировании железнодорожной линии West Coast Main Line Джозеф Лок (англ. Joseph Locke ) предлагал построить по прямой между Ланкастером и Карлайлом. При этом наивысшая точка линии находилась на высоте 914 футов (~279 м) над уровнем моря. Предложенный Стефенсоном вариант предполагал прокладку существенно более длинной линии через Алверстон (англ. Ulverston ) и Уайтхэвен (англ. Whitehaven ). После сравнения обоих вариантов был выбран проект Лока.

В 1847 году Стефенсон стал первым президентом Института инженеров-механиков (англ. Institution of Mechanical Engineers - IMechE ). К этому времени он практически отошёл от дел, курируя лишь строительство тоннелей железной дороги North Midland Railway и горную промышленность в Дербишире. Открыв неразработанные угольные пласты, Стефенсон вложил большую часть своих средств в их освоение.

По проектам Стефенсона стали строиться паровозы и в других странах. Он принадлежал к тем счастливым изобретателям, кому довелось при жизни увидеть воплощёнными свои замыслы.

Стефенсон умер 12 августа 1848 в Тэптон-хаусе (англ. Tapton House ) в Честерфилде (графство Дербишир).

2. Ученики Стефенсона

Джордж Стефенсон

Сын Джорджа Стефенсона - Роберт (1803-1859) - принимал активное участие в проектах отца, начиная с создания «Локомоушн № 1» . Впоследствии стал видным инженером-паровозостроителем.

Ученик Стефенсона Джозеф Лок (англ. Joseph Locke ) стал главным инженером многих железных дорог Англии, включая Grand Junction Railway - GJR ; позже - членом Парламента.

3. Интересные факты

• Построенный в 1825 году паровоз Стефенсона «Локомоушн № 1» уцелел до настоящего времени. Он использовался по назначению до 1857 года, а сейчас экспонируется в Дарлингтонском железнодорожном музее.
• В 1979 году, в честь 150-летия создания паровоза «Ракета» , в Англии была построена его действующая копия. Она немного отличается от оригинала укороченной дымовой трубой. Это вызвано тем, что за прошедшие полтора столетия высота насыпи в Рэйнхилле (англ. Rainhill ) заметно увеличилась, оставив меньший просвет под мостом.
• Портрет Джорджа Стефенсона был помещён на банкнотах серии Е Государственного банка Великобритании достоинством £5. В обращении эти купюры находились с 7 июня 1990 года по 21 ноября 2003 года.

Стефенсон и Россия:

• Существует утверждение, что Николай I в молодости посетил Англию, где в 1816 году встретился со Стефенсоном, попробовал себя в роли кочегара и прокатился на паровозе .
• 15 сентября 1830 года на церемонии открытия железнодорожной линии Ливерпуль-Манчестер присутствовал специально командированный французский математик, физик и инженер Г. Ламе. Во время командировки он познакомился со Стефенсоном. Вернувшись в Россию прочитал в рамках публичных чтений, организованных М. С. Волковым в Институте Корпуса инженеров путей сообщения цикл из двух лекций на тему «Построение железных дорог в Англии» .