Steam rautatiet
Osat
- Richard Trevithick
- John Blenkinsop
- George Stephenson
- Liverpool & Manchester Railway
- Ensisijaiset lähteet
- Opiskelijatoimintaa
- Viitteet
Höyrykoneiden käytön lisääntyminen tehtaissa loi valtavan kysynnän hiilelle. Mahdollisuuksien mukaan hiili kuljetettiin tehtaan omistajille kanavaa tai jokea pitkin. Heillä oli kuitenkin edelleen ongelma löytää tehokas tapa saada hiili vesistöihin.
Parin sadan vuoden ajan kaivoslaitokset olivat käyttäneet vaunuja kuljettamaan hiiltä lähimmälle vesiväylille. Tämä sisälsi hevosten vetämisen kärryjä puisilla teloilla. Kun hevonen pystyi tavallisesti kantamaan vain 3 cwt, kun vaunuja tai rautateitä käyttämällä hevonen saattoi vetää yli 3 tonnia (60 cwt). On arvioitu, että 1700-luvun lopulla Britanniassa oli 1500 näitä hevosraitiovaunuja. (1)
Richard Trevithick
Hevosten vetämien rautateiden ongelma oli, että ne olivat erittäin hitaita. Richard Trevithick , kaivosinsinööri Cornwallista, alkoi kokeilla höyryveturia, jonka hän toivoi lopulta korvaavan hevosen. Aluksi hän keskittyi pienoisveturin tekemiseen ja vuoteen 1796 mennessä oli valmistanut toimivan veturin. Kattila ja moottori olivat samassa kappaleessa; kuumaa vettä laitettiin kattilaan ja kuuma silitysrauta työnnettiin putkeen alla; jolloin höyry nousee ja moottori käynnistyy.
Trevithick yritti nyt valmistaa paljon suurempaa höyryveturia, ja jouluaattona 1801 se vei sillä seitsemän ystävää lyhyelle matkalle. Veturin pääpiirteet olivat sylinterimäinen vaakasuora kattila ja siihen päästetty yksi vaakasylinteri. Mäntä, jota liikutettiin edestakaisin sylinterissä höyryn paineella, yhdistettiin männän varrella ja kiertokangella kampiakseliin, jossa oli suuri vauhtipyörä. Trevithickin veturi tuli tunnetuksi Puffing Devilina, mutta se pystyi kulkemaan vain lyhyitä matkoja, koska hän ei pystynyt löytämään tapaa pitää höyryä yllä pitkään. (2)
Näistä varhaisista ongelmista huolimatta Trevithick matkusti Lontooseen, jossa hän esitteli useita johtavia tutkijoita, mukaan lukien Humphrey Davy , mitä hän oli keksinyt. James Watt oli harkinnut tämän menetelmän käyttämistä veturin voimanlähteenä, mutta oli hylännyt idean liian riskialtisena. Watt väitti, että höyryn käyttö korkeassa lämpötilassa johtaisi vaarallisiin räjähdyksiin. Trevithick syytti myöhemmin Wattia ja hänen kumppaniaan, Matthew Boulton , käyttää vaikutusvaltaansa saadakseen parlamentin hyväksymään lain, joka kieltää hänen höyryvetureilla tehdyt kokeilut. (3)
Vuonna 1803 Samuel Homfray , Penydarrenin ruukin omistaja Merthyr Tydfil , suostui rahoittamaan Trevithickin kokeita. Helmikuussa 1804 Trevithick valmisti maailman ensimmäisen höyrykoneen, joka käytti menestyksekkäästi kiskoilla. Veturi, jolla oli yksi pystysuora sylinteri, 8 jalkaa vauhtipyörä ja pitkä männänvarsi, onnistui kuljettamaan kymmenen tonnia rautaa, seitsemänkymmentä matkustajaa ja viisi vaunua Penydarrenin ruukista Merthyr-Cardiff-kanavalle. Yhdeksän mailin matkan aikana Penydarren veturi saavutti lähes viiden mailia tunnissa, mutta moottorin teho oli tärkeämpi kuin sen kulkunopeus. (4) 
Trevithickin veturi käytti erittäin tärkeää periaatetta, että poistohöyry käännettiin savupiippua ylöspäin, jolloin se tuotti vetoa, joka veti kuumat kaasut tulesta tehokkaammin kattilan läpi. Trevithickin veturi teki vain kolme matkaa. Joka kerta seitsemän tonnin höyrykone rikkoi valurautakiskot. Homfray tuli siihen tulokseen, että Trevithickin keksintö ei todennäköisesti vähentänyt hänen kuljetuskustannuksiaan, joten hän päätti luopua projektista. (5)
John Blenkinsop
John Blenkinsop oli Middleton Collieryn johtaja. Blenkinsop halusi löytää tavan alentaa hiilen kuljetuskustannuksia läheiseen Leedsin kaupunkiin. Vuonna 1811 Blenkinsop yhdisti voimansa Matthew Murray , insinööri, valmistamaan veturin kaivoslaitokselle. Blenkinsop halusi veturin, johon voitaisiin kuljettaa hiiltä Leeds . Blenkinsop ja Murray torjuivat ajatuksen, että höyryveturilla, jossa on sileät pyörät tasaisella kiskolla, olisi riittävä tartunta kuljettamaan itseään ja kuormaa. Siksi he kokeilivat tuottaakseen a räkkirautatie . (6) 
The Salamanca (nimetty niemimaan sodan taistelun mukaan) veturi hammashammastetuineen vetopyörineen ilmestyi ensimmäisen kerran julkisuuteen 24. kesäkuuta 1812. Veturissa oli kaksi pystysuoraa sylinteriä kattilan yläosassa ja männät ajoivat hammastangon pyöriä tankojen ja hammaspyörien läpi. Veturi painoi 5 tonnia ja pystyi tasaisella radalla kuljettamaan 90 tonnin kuormaa 4 mph:lla. Blenkinsopin veturi oli suuri menestys ja Murrayn avulla hän tuotti kolme lisää. Paikallinen taiteilija, George Walker , teki kaikkien aikojen ensimmäisen veturimaalauksen vieraillessaan Middleton Collieryssä vuonna 1814. (7)
George Stephenson
George Stephenson työskenteli myös tehokkaan höyrykoneen kehittämisongelman parissa. Palolaitoksen palomiehen poika, hänen perheensä oli niin köyhä, ettei hän käynyt koulua. Georgen ensimmäinen työpaikka oli lehmien paimentaminen, mutta 14-vuotiaana hän liittyi isänsä luo Dewley Collieryyn. George oli kunnianhimoinen poika ja 18-vuotiaana hän alkoi käydä iltakursseilla, joissa hän oppi lukemaan ja kirjoittamaan. (8)
Kuten monet kaivostyöntekijät, hän otti vastaan erilaisia freelance-töitä, erityisesti kellojen korjaamista. 27-vuotiaana hän löysi työpaikan konemiehenä Killingworth Collieryssa. Joka lauantai hän puristi moottorit osiin ymmärtääkseen, kuinka ne rakennettiin. Tämä sisälsi koneet, joita on valmistanut Thomas Newcomen ja James Watt . Vuoteen 1812 mennessä Stephensonin tietämys moottoreista johti siihen, että hänet palkattiin kaivostehtaan moottorivalmentajaksi. (9)
Vuonna 1813 Stephenson sai tietää yrityksistä William Hedley ja Timothy Hackworth , klo Wylam Colliery , kehittää veturi. Stephenson onnistui vakuuttamaan kaivospäällikkönsä, Nicholas Wood , hänen, jotta hän voisi yrittää tuottaa höyrykäyttöisen koneen. Vuoteen 1814 mennessä hän oli rakentanut veturin, joka pystyi nostamaan 30 tonnia mäkeä ylös nopeudella 4 mph. Stephenson kutsui veturiaan Blutcher , ja kuten muissakin tällä hetkellä valmistetuissa koneissa, siinä oli kaksi pystysuoraa sylinteriä, jotka päästettiin kattilaan, joiden männistä varret ajoivat hammaspyörät.
Stephensonin veturi erosi Blenkinsopin, Hedleyn ja Hackworthin valmistamista vetureista siinä, että vaihteet eivät käyttäneet hammastangon hammaspyöriä vaan laipallisia pyöriä. The Blutcher oli ensimmäinen onnistunut laippapyörän tartuntaveturi. Stephenson jatkoi veturinsa parantamista ja muutti vuonna 1815 mallia siten, että kiertokanget ohjasivat pyöriä suoraan. Nämä pyörät liitettiin yhteen ketjulla. Seuraavien viiden vuoden aikana Stephenson rakensi Killingworthissa kuusitoista moottoria. Suurin osa niistä käytettiin paikallisesti, mutta osa valmistettiin Duke of Portlandin vaunuille Kilmarnockista Trooniin. (10)
Roger Osborne , kirjoittaja Rauta, höyry ja raha: teollisen vallankumouksen tekeminen (2013) on väittänyt: 'Stephenson oli loistava veturien rakentaja, hänen suurin panoksensa oli yhdistää moottorit ja rautatiet. Hän paransi raiteita, jotka olivat edelleen taipuvaisia taipumaan tai rikkoutumaan, vaikka ne olisivatkin valmistettu valuraudasta, ja työskenteli jakaa moottoreiden paino useammille akseleille.' (11)
Tehtaan omistajat olivat vaikuttuneita Stephensonin saavutuksista, ja vuonna 1819 hänelle annettiin tehtäväksi rakentaa kahdeksan mailin rautatie Hettonista Wear-joelle klo. Sunderland . Kun hän työskenteli tämän parissa, Stephenson vakuuttui, että menestyäkseen höyryrautatiet oli tehtävä mahdollisimman tasaiseksi maa- ja vesirakennustöillä. Rata oli aseteltu osissa. Ensimmäinen osa työstettiin vetureilla, tämän jälkeen kiinteät moottorit ja kaapelit. Kun rautatie saavutti 250 jalkaa merenpinnan yläpuolella, hiilivaunut kulkivat alas yli 2 mailia itsetoimivaa kaltevaa konetta. Tämän jälkeen seurasi vielä 2 mailia veturikuljetusta. George Stephenson käytti vain kiinteitä moottoreita ja vetureita ja oli siksi tuottanut kaikkien aikojen ensimmäisen rautatien, joka oli täysin riippumaton eläinvoimasta.
19. huhtikuuta 1821 hyväksyttiin eduskuntalaki, joka valtuutti omistamansa yhtiön Edward Pearse rakentaa hevosrautatie, joka yhdistäisi West Durhamin, Darlingtonin ja Stocktonin Tees-joen. Stephenson järjesti tapaamisen Peasen kanssa ja ehdotti, että hänen pitäisi harkita veturirautatien rakentamista. Stephenson kertoi Peaselle, että 'hevonen rautatiellä vetäisi kymmenen tonnia yhdestä tonnista yhteisellä tiellä'. Stephenson lisäsi, että Blutcher veturi, jonka hän oli rakentanut Killingworthissa, oli 'viisikymmentä hevosta'. (12) 
Tuo kesä Edward Pease otti vastaan Stephensonin kutsun vierailla Killingworth Collieryssä. Kun Pease näki Blutcher töissä hän tajusi George Stephenson oli oikeassa ja tarjosi hänelle paikan pääinsinööriksi Stockton & Darlington yhtiö. Nyt Peasen piti hakea uutta eduskuntalakia. Tällä kertaa lisättiin lauseke, jonka mukaan eduskunta antoi yritykselle luvan 'valmistaa ja pystyttää vetureita tai liikuteltavia moottoreita'. Stephenson kirjoitti Peaselle: 'Olen iloinen kuullessani, että parlamentin lakiesitys Darlington Railwaysta on hyväksytty. Olen erittäin kiitollinen minua kohtaan osoittamistanne suotuisista tunteista, ja olen iloinen, jos voin olla avuksi teloituksen toteuttamisessa. suunnitelmasi'. (13)
Stephenson aloitti työskentelyn William Loshin kanssa, joka omisti ruukin Newcastle . Yhdessä he patentoivat oman mallinsa valurautaisista kiskoista. Vuonna 1821 John Birkinshaw, Bedlington Ironworksin insinööri, kehitti uuden menetelmän takorautaisten kiskojen valssaamiseksi 15 jalan pituuksilla. Stephenson meni katsomaan näitä muokattavia kiskoja ja päätti, että ne olivat parempia kuin ne, joita hän teki Loshin kanssa. Vaikka se maksoi hänelle huomattavan summan rahaa, Stephenson päätti käyttää Birkinshaw'n kiskoja sen sijaan, että hän teki Loshin kanssa Stockton & Darlington -linjalla.
Vuonna 1823 Edward Pease liittyi Michael Longdridgen, George Stephensonin ja hänen poikansa kanssa Robert Stephenson , perustaa vetureita valmistavan yrityksen. The Robert Stephenson & Company, Forth Street, Newcastle-upon-Tyne , tuli maailman ensimmäinen veturinrakentaja. Stephenson värvättiin Timothy Hackworth , yksi auttaneista insinööreistä William Hedley tuottaa Pöyhistävä Billy , työskentelemään yrityksessä. Ensimmäinen junaveturi, Liikkuminen , valmistui syyskuussa 1825. Veturi oli samanlainen kuin Stephensonin Killingworthin ja Heatonin kaivoilla. (14)
Työ radalla aloitettiin vuonna 1822. George Stephenson käytti valurautatuoleilla kuljetettuja temperrautakiskoja. Nämä kiskot laskettiin puupaloilla 12 mailia Stocktonin ja Darlingtonin välillä. 15 mailin rata collieriesista ja Darlingtonista rakennettiin kivipaloille. Rakentaessaan tätä rautatietä Stephenson huomasi, että tasaisella, tasaisella radalla kymmenen punnan vetovoima siirtäisi tonnin painoa. Kuitenkin, kun kaltevuus oli 1:200, veturin vetoteho pieneni 50 prosenttia. Stephenson tuli siihen tulokseen, että rautatiet on suunniteltava erityisesti siten, että vältetään mahdollisimman paljon gradientin muutoksia. Tämä tarkoitti sitä, että hakkuiden, tunneleiden ja penkereiden tekemiseen jouduttiin käyttämään paljon aikaa. (15)
The Stockton & Darlington Linja avattiin 27. syyskuuta 1825. Suuret väkijoukot näkivät George Stephensonin ohjaimissa Liikkuminen kun se veti 36 vaunua täynnä hiili- ja jauhosäkkejä. Alkuperäinen hieman alle 9 mailin matka kesti kaksi tuntia. Kuitenkin viimeisen laskeutumisen aikana Stocktonin päätepysäkille saavutettiin 15 mph (24 km/h) nopeus. 
Durham Countyn mainostaja kertoi: 'Kymmenen tunti saapui, ennen kuin kaikki oli valmis käynnistymään. Noihin aikoihin veturin moottori tai höyryhevonen, kuten sitä yleisemmin kutsuttiin, kertoi valmistelusta. Kohtaus, moottorin liikkeestä, asettaa kuvauksen Hämmästys ei rajoittunut ihmislajiin, sillä pellon eläimet ja linnut näyttivät katsovan ihmeissään ja kunnioituksella konetta, joka nyt liikkui eteenpäin 10 tai 12 mph:n nopeudella. siihen kiinnitettynä vähintään 80 tonnia... Muutaman kilometrin säteellä rautateistä sijaitsevien kaupunkien ja kylien koko väestö näyttää tulleen esiin, ja uskomme puhuvamme totuuden rajoissa, kun sanomme, että vähintään 40 tai 50 000 ihmistä kokoontui todistamaan päivän tapahtumia.' (16)
Liverpool & Manchester Railway
Stockton & Darlington -linja alensi onnistuneesti hiilen kuljetuskustannuksia. Vuoteen 1825 mennessä rautatien veturit kuljettivat jopa 80 tonnin junia 15 mailin tuntinopeudella. Kuljetuskustannusten aleneminen mahdollisti Pearsen laskea hiilensä hintaa 18-luvulta. 8s asti. 6d. tonnin. Eräs sanomalehti kertoi, että 'Stockton & Darlingtonin rautatie, teos, joka ikuisesti heijastaa kunniaa tekijöilleen, uudesta ja silmiinpistävästä tavasta, jolla se käytännössä osoitti kaikki keksinnön edut.' (17)
Vuonna 1826 Stephenson nimitettiin veturien insinööriksi ja toimittajaksi Bolton & Leigh rautatie. Hän oli myös ehdotuksen pääinsinööri Liverpool & Manchester rautatie. Stephenson kohtasi lukuisia vakavia teknisiä ongelmia. Tähän sisältyi epävakaan turvesuon ylittäminen Chat Moss , yhdeksän kaareva maasilta poikki Sankey Valley ja kahden mailin pituinen kiven leikkaaminen klo Oliivivuori . (18)
Ohjaajat Liverpool & Manchester Yritykset eivät olleet varmoja, käyttäisivätkö linjallaan vetureita vai kiinteitä moottoreita. Heidän päätöksensä auttamiseksi päätettiin järjestää kilpailu, jossa voittaneelle veturille myönnetään 500 puntaa. Ajatuksena on, että jos veturi olisi tarpeeksi hyvä, sitä käytetään uudella rautatiellä.
Kilpailu pidettiin klo Rainhill lokakuussa 1829. Jokaisen kilpailevan veturin täytyi vetää oma painonsa kolme kertaa suurempi kuorma vähintään 10 mph nopeudella. Veturit joutuivat ajamaan kaksikymmentä kertaa ylös ja alas radalla Rainhillillä, mikä teki etäisyyden suunnilleen saman verran kuin paluumatka Liverpoolin ja Manchesterin välillä. Pelkäsin, että raskaat veturit rikkoisivat kiskot, vain alle kuusi tonnia painavat koneet pystyivät kilpailemaan kilpailussa. Kymmenen veturia oli alun perin ilmoittautunut Rainhill Trials mutta vain viisi ilmestyi ja kaksi niistä vedettiin pois mekaanisten ongelmien vuoksi. Ilman Parielia ja Uutuus meni hyvin, mutta se oli Raketti , tuottanut George ja hänen poikansa, Robert Stephenson , joka voitti kilpailun. (19)
The Liverpool & Manchester rautatie avattiin 15.9.1830. Fanny Kemble oli kutsuvieras tilaisuudessa: 'Kiivin uteliaisuus ja jännitys vallitsi, ja vaikka sää oli epävarma, valtavat joukot tiheästi täpötäytynyttä ihmistä reunustivat tietä, huutaen ja heiluttaen hattuja ja nenäliinoja lentäessämme niiden ohitse. Matkustimme 35-vuotiaana. mailia tunnissa (nopeammin kuin lintu lentää). Kun suljin silmäni, tämä lentämisen tunne oli varsin ihastuttava. Olin onneksi eronnut äidistäni ensimmäisessä paikkajaossa, mutta paikkaa vaihtamalla, jonka hän sai saada hänet liittymään luokseni, kun olin hurmioitumiseni huipulla, jota huomattavasti vaimensi se, että huomasin hänen pelästyneen kuoliaaksi, eikä hän aikonut muuta kuin keksiä keinoja paeta tilanteesta, joka näytti hänen mielestään uhkaavan välittömällä tuholla itsensä ja kaikki hänen matkakumppaninsa.' (20)
Pääministeri, Wellingtonin herttua , ja suuri joukko tärkeitä ihmisiä osallistui avajaisiin, joihin sisältyi kahdeksan veturin kulkue. Valitettavasti, kun juna pysähtyi puolivälissä ottaakseen vettä, yksi hallituksen ministereistä, William Huskisson , nousi alas vaunuistaan ja astui rinnakkaiselle radalle, jossa hän törmäsi vastakkaiseen suuntaan kulkevasta veturista. Hän kuoli myöhemmin samana päivänä. (21) 
Thomas Southcliffe Ashton on väittänyt, että 'vain äskettäin rakennetun Liverpoolin ja Manchesterin rautatien avulla höyrykuljetuksen mahdollisuudet toteutuivat täysin'. (22) Pian kävi selväksi, että rautateitä rakentamalla voitiin tehdä suuria voittoja ja rautateistä tuli nopeasti kansakunnan liikenteen perusinfrastruktuuri. Koska yksittäiset yritykset rakensivat ja pyörittivät ne omalla vastuullaan, tuloksena oli melko satunnainen verkosto, joka sisälsi monia päällekkäisiä reittejä. (23)
Tekijä: John Simkin ( [email protected] ) © Syyskuu 1997 (päivitetty tammikuu 2020).
▲ Pääartikkeli ▲Ensisijaiset lähteet
(1) Neljännesvuosikatsaus (1825)
Voiko mikään olla naurettavampaa kuin väite, että veturit kulkevat tulevaisuudessa kaksi kertaa niin nopeasti kuin lavavaunut.
(2) Vuonna 1841 Charles Young vei nuoren ystävän, William Hintonin, katsomaan ensimmäistä junaveturiaan. Kun veturi meni ohi, Hinton pyörtyi.
Kun hän toipui jaloistaan... hämmästys painui hänen kasvoilleen. On täytynyt kulua viisi minuuttia, ennen kuin hän pystyi puhumaan... No, sir, se oli nähtävä näky; mutta sellainen, jota en halua nähdä enää koskaan! Kuinka kauan tiedon annetaan lisääntyä.
(3) Nopeus (mph) eri liikennemuodoissa, 1780-1830
Päivämäärä Kuljetus Nopeus (mph)
1780 Hevosvetoinen proomu Bridgewaterin kanavalla 4
1818 Pickfordin hevosautot 6
1825 Manchesterista Lontooseen vaiheessa valmentaja 10
1830 Stephensonin veturi Northumbrialainen 36
(4) Henry Booth, Liverpoolin ja Manchesterin rautateiden tili (1830)
Ehkä silmiinpistävin tulos, jonka tämän rautatien valmistuminen tuotti, on äkillinen muutos, joka on tapahtunut ajattelussamme ja avaruudessa... mikä oli nopeaa, on nyt hidasta; mikä oli kaukana, on nyt lähellä.
(5) Elokuussa 1830 näyttelijä Fanny Kemble matkusti junassa ensimmäistä kertaa. .leader-4-multi-168{border:none!tärkeä;näyttö:lohko!tärkeä;kelluke:ei mitään!tärkeä;viivan korkeus:0;margin-bottom:7px!tärkeää;margin-left:0!tärkeää;marginaali -oikea:0!tärkeää;margin-top:7px!tärkeää;maksimileveys:100%!tärkeää;vähimmäiskorkeus:250px;täyttö:0;text-align:center!important}
Matkustimme 35 mailia tunnissa (nopeammin kuin lintu lentää)... Kun suljin silmäni, tämä lennon tunne oli varsin ihastuttava... liike oli tasaista... Olisin voinut joko lukea tai kirjoittaa... se oli, että nousin seisomaan ja... join ilmaa edessäni.
(6) Kirjeessä, jonka hän kirjoitti marraskuussa 1829, poliitikko, Thomas Creevey , kuvaili matkustavansa junassa ensimmäistä kertaa.
Viiden mailin aikana... kuljimme toisinaan 23 mailia tunnissa... Nopea liike on minusta pelottava... Se aiheutti minulle päänsärkyä, joka ei ole vielä poistunut... Vaikka olen erittäin iloinen Olen todellakin nähnyt tämän ihmeen ja matkustanut siinä... mutta sen jälkeen olen melko tyytyväinen siihen, että ensimmäinen matkani on viimeinen.
(7) Vuonna 1836 George Head kuvaili matkustamistaan Leeds ja Selby Railway .
Näytelmä olisi tuskin voinut olla enemmän kiinnostunut maalaisväestöstä; pellolla työskentelevät miehet seisoivat kuin patsaat... jokainen hevonen oli hereillä ja katseli valtavaa liikkuvaa ruumista sen lähestyessä pelon ja yllätyksen sekoituksena... Jopa lehmät sylkivät suupalat pureskeluamatonta ruohoa ja yrittivät laukka.
(8) Louis Milroy Hayes , Muistoja Manchesterista (1840)
Näissä kolmannen luokan vaunuissa oli yleinen paljaiden lautojen ja ilottomuuden tunne, kun niihin astui, ja jos matkustit talviaikaan, ne saivat sinut kylmään... Istuimet olivat pehmustetut ja mitä pidempään istui. niitä kovemmilta ne näyttivät.
Opiskelijatoimintaa
Lapsityövoiman simulointi ( Opettajan huomautukset )
Tieliikenne ja teollinen vallankumous ( Vastauksen kommentti )
Richard Arkwright ja tehdasjärjestelmä ( Vastauksen kommentti )
Robert Owen ja New Lanark ( Vastauksen kommentti )
James Watt ja Steam Power ( Vastauksen kommentti )
Kotimainen järjestelmä ( Vastauksen kommentti )
Luddiitit: 1775-1825 ( Vastauksen kommentti )
Käsintehty Weaversin ahdinko ( Vastauksen kommentti )