История железнодорожного транспорта в Великобритании до 1830 года охватывает период до открытия Ливерпульско -Манчестерской железной дороги , первой в мире междугородней пассажирской железной дороги, работавшей исключительно на паровозах . Самая ранняя форма железных дорог, конные гужевые пути , возникла в Германии в XVI веке. Вскоре гужевые пути были построены и в Великобритании. Однако первое использование паровозов произошло в Уэльсе. Изобретение рельсов из кованого железа вместе с новаторским паровозом Ричарда Тревитика означало, что в Британии появились первые современные железные дороги в мире.
Гужевая дорога использовалась немецкими шахтерами в Колдбеке , Камбрия , Англия, возможно, с 1560-х годов. [1] Гужевая дорога была построена в Прескоте , недалеко от Ливерпуля , где-то около 1600 года, возможно, даже в 1594 году. Принадлежащая Филиппу Лейтону, линия перевозила уголь из шахты около Прескот-холла к конечной станции примерно в полумиле. [2]
Другой путь для перевозки грузов был построен сэром Фрэнсисом Уиллоуби в Ноттингемшире в 1603–1604 годах для перевозки угля. [3]
Уже в 1671 году рельсовые дороги использовались в Дареме для облегчения транспортировки угля; первой из них была Tanfield Wagon Way . [4] Многие из этих трамвайных путей или путей для вагонов были построены в 17-м и 18-м веках. Они использовали простые прямые и параллельные рельсы из древесины, по которым лошади тянули тележки с простыми железными колесами с ребордами, что позволяло одновременно перемещать несколько вагонов.
Эти примитивные рельсы были заменены в 1767 году, когда мастер по железу Ричард Рейнольдс, вероятно, впервые заменил деревянные рельсы на чугунные рельсы [5] и в 1793 году, когда тогдашний суперинтендант канала Кромфорд , Бенджамин Аутрам , построил трамвайную линию с Г-образными фланцевыми чугунными пластинчатыми рельсами из карьера в Криче : она была чуть более мили в длину, спускалась примерно на 300 футов (91 м) и имела колею 3 фута 6 дюймов ( 1067 мм ). Вагоны, оснащенные простыми колесами без реборд, удерживались на пути вертикальными выступами или пластинами. Чугунные рельсы были значительным улучшением по сравнению с деревянными рельсами, поскольку они могли выдерживать больший вес, а трение между колесом и рельсом было ниже, что позволяло перемещать более длинные поезда лошадьми.
Рельсы Аутрама были заменены чугунными рельсами Уильяма Джессопа с ребристыми кромками , где ребордные колеса двигались по верхнему краю простых стержневых рельсов без направляющих выступов ребордных пластинчатых рельсов Аутрама. Рельсы были впервые использованы в 1789 году в Нанпантане на канале Лафборо Чарнвуд Форест . Такие рельсы могли изготавливаться длиной 3 фута ( 914 мм ). Джессоп, бывший ученик Джона Смитона , стал партнером Аутрама в 1790 году на металлургическом заводе последнего в Баттерли .
Чугунные рельсы имели тенденцию легко ломаться, и короткие длины вскоре становились неровными. В 1820 году Джон Биркеншоу представил метод прокатки рельсов большей длины с использованием кованого железа , который использовался с тех пор.
Самые ранние железные дороги строились и оплачивались владельцами шахт, которые они обслуживали. По мере развития железнодорожных технологий стали возможны более длинные линии, соединяющие шахты с более отдаленными перевалочными пунктами и обещающие более низкие затраты. Эти более длинные линии часто требовали общественной подписки для строительства и пересекали земли, не принадлежавшие владельцам шахт. В результате для строительства им требовался Акт парламента , чтобы обеспечить продажу разрешений на проезд землевладельцами. Акты также защищали инвесторов от нереалистичных или откровенно мошеннических схем.
Первой линией, получившей такой акт в 1758 году, была частная железная дорога владельца угля , Middleton Railway в Лидсе . [6] Первой для общественного пользования и на чугунных рельсах была Lake Lock Rail Road , образованная в 1796 году и открытая в 1798 году. [7] [8] [9] Еще одна ранняя общественная железная дорога, Surrey Iron Railway, получила Акт парламента 21 мая 1801 года на строительство трамвайной дороги между Уондсвортом и Кройдоном на территории нынешнего южного Лондона ; инженером был Уильям Джессоп . [10] Хотя она просуществовала только до 1845 года и предназначалась только для грузовых перевозок, она предшествовала многим другим в разных частях страны. Между тем, первой общественной железной дорогой для перевозки пассажиров была Oystermouth Railway , разрешенная в 1807 году. Все три из этих железных дорог изначально работали на лошадях; Surrey Iron Railway оставалась конной на протяжении всей своей жизни.
Железная дорога Килмарнок и Трун была разрешена Актом парламента 27 мая 1808 года и также была построена Уильямом Джессопом. [11] Это была первая линия в Шотландии, перевозившая пассажиров. [11] Линия начиналась как 4-футовая ( 1219 мм ) колея для вагонов , и поначалу она управлялась лошадьми , но в 1817 году была опробована локомотивная тяга с использованием одного из локомотивов Стефенсона. Это было первое использование паровоза в Шотландии. [11]
.jpg/1280px-Blenkinsop's_rack_locomotive,_1812_(British_Railway_Locomotives_1803-1853).jpg)
Первый паровой железнодорожный локомотив был представлен Ричардом Тревитиком в 1804 году. [12] Он был первым инженером, построившим успешный стационарный паровой двигатель высокого давления в 1799 году. За этим последовал дорожный паровой вагон в 1801 году. Хотя этот эксперимент закончился неудачей, в 1802 году компания Coalbrookdale построила для него локомотив, [13] но о нем мало что известно, включая то, работал ли он на самом деле. В 1804 году он построил успешный безымянный рельсовый паровоз для узкоколейной трамвайной дороги Мертир в Южном Уэльсе (иногда — но неправильно — называемой «трамвайной дорогой Пенидаррена»). Локомотив Пенидаррена использовал цилиндр высокого давления без конденсатора, отработанный пар использовался для помощи тяге через топку, что еще больше увеличивало эффективность. Эти фундаментальные усовершенствования в конструкциях паровых двигателей Тревитика не менялись в течение всей паровой эры. На фоне большого интереса со стороны общественности 21 февраля 1804 года он успешно перевез 10 тонн железа, 5 вагонов и 70 человек на расстояние 9,75 миль (15,69 км) из Пенидаррена в Аберсинон за 4 часа и 5 минут, со средней скоростью около 5 миль в час (8,0 км/ч). Этот локомотив доказал, что паровая тяга является жизнеспособным предложением, хотя от использования локомотива быстро отказались, поскольку он был слишком тяжелым для примитивного рельсового пути. Второй локомотив, построенный для угольной шахты Уайлам, также сломал рельсы.
Тревитик построил третий локомотив в 1808 году, Catch Me Who Can , который работал на временной демонстрационной железной дороге в Блумсбери , Лондон. Представители общественности могли ехать сзади со скоростью до 12 миль в час (19 км/ч). Однако он снова сломал рельсы, и Тревитик был вынужден прекратить демонстрацию всего через два месяца. [14]
Первым коммерчески успешным паровозом был двухцилиндровый паровоз Salamanca , построенный в 1812 году Джоном Бленкинсопом и Мэтью Мюрреем для железной дороги Миддлтон с шириной колеи 4 фута 1 дюйм ( 1245 мм ) . [15] Бленкинсоп считал, что локомотив, достаточно легкий для движения собственным ходом, будет слишком легким для создания достаточного сцепления, поэтому он спроектировал для линии систему реек и шестерен . И это несмотря на то, что Тревитик продемонстрировал успешные локомотивы со сцеплением десятилетием ранее. Единственная зубчатая рейка проходила за пределами узкоколейных рельсовых путей и была зацеплена зубчатым колесом с левой стороны локомотива. Зубчатое колесо приводилось в движение двумя цилиндрами, встроенными в верхнюю часть котла с центральным дымоходом. Для железной дороги было построено четыре таких локомотива, и они работали до начала 1830-х годов.
Владельцы угольной шахты Wylam Colliery, недалеко от Ньюкасл-апон-Тайн, хотели заменить конные поезда паровыми. В 1804 году Уильям Хедли , управляющий угольной шахтой, нанял Тревитика для строительства паровоза. Однако он оказался слишком тяжелым для деревянных рельсов, чтобы его можно было использовать. [16] Уильям Хедли и Тимоти Хакворт (еще один работник угольной шахты) спроектировали локомотив в 1813 году, который стал известен как Puffing Billy . [17] Puffing Billy отличался поршневыми штоками, простирающимися вверх к поворотным балкам, соединенным, в свою очередь, штоками с коленчатым валом под рамами, которые, в свою очередь, приводили в движение шестерни, прикрепленные к колесам. Это означало, что колеса были соединены, что обеспечивало лучшее сцепление.
Год спустя Джордж Стефенсон , еще один сотрудник Уайлама, усовершенствовал эту конструкцию с помощью Блюхера [18] , который стал первым локомотивом, в котором использовались колеса с ребордами для удержания локомотива на рельсах, а штоки цилиндров были напрямую соединены с колесами, как в фильме « Поймай меня, кто сможет» .
В 1821 году был принят Закон о железной дороге Стоктона и Дарлингтона 1821 года ( 1 & 2 Geo. 4 . c. xliv) для трамвайной линии между Стоктоном и Дарлингтоном . Проект Стефенсона убедил сторонников предлагаемой трамвайной линии назначить Стефенсона, который незадолго до этого построил железную дорогу в угольной шахте Хеттон , инженером. Движение по железной дороге Стоктона и Дарлингтона (S&DR) изначально планировалось осуществлять на конной тяге, но Стефенсон провел новое обследование маршрута, чтобы разрешить паровую тягу, и в Закон были внесены поправки, разрешающие использование паровозов. Железная дорога также получила право перевозить пассажиров в дополнение к углю и общим товарам.
Линия была 25 миль (40 км) в длину, имела 100 разъездов вдоль своего одноколейного пути и четыре ответвления к угольным шахтам. Она открылась 27 сентября 1825 года. Первый поезд был вытащен локомотивом Стефенсона № 1 со скоростью от 12 до 15 миль в час (от 19 до 24 км/ч). [19] Было построено четыре локомотива под названием Locomotion ; они фактически представляли собой балочные двигатели на колесах с вертикальными цилиндрами. Они также были одними из первых локомотивов, которые использовали соединительные тяги вместо цепей для привода своих колес. [20] Железная дорога изначально эксплуатировалась как дорога общего пользования, и было обычным явлением, когда поезда возчиков встречались на одноколейном пути, что приводило к спорам о том, кто должен сдавать назад на разъезд.
Первой общественной паровой железной дорогой в Шотландии была Monkland and Kirkintilloch Railway . Акт парламента, разрешающий строительство железной дороги, был принят в 1824 году, и она открылась в 1826 году как железная дорога с шириной колеи 4 фута 6 дюймов ( 1372 мм ), шотландской колеей . [21] [22]
Ливерпульско -Манчестерская железная дорога (L&MR) была первой в мире междугородной пассажирской железной дорогой , на которой все поезда ходили по расписанию и управлялись паровозами . Это отличалось от Стоктона и Дарлингтона , так как на некоторых участках этой линии использовалась канатная тяга, и только угольные поезда тянулись локомотивами. Кроме того, конный транспорт мог использовать Стоктон и Дарлингтон после уплаты пошлины. Пассажирская Кентербери и Уитстаблская железная дорога открылась за три месяца до L&MR. Однако на большей части своей длины она использовала канатную тягу с помощью стационарных паровых двигателей, а паровозы были ограничены ровным участком. [23] L&MR была в первую очередь построена для обеспечения более быстрой транспортировки сырья и готовой продукции между портом Ливерпуля и заводами в Манчестере на северо-западе Англии .
Железнодорожная компания Liverpool and Manchester Railway Company была основана 24 мая 1823 года. Линия длиной 35 миль (56 км) была выдающимся инженерным достижением своего времени, начиная с туннеля Wapping Tunnel длиной 2250 ярдов (2060 м) под Ливерпулем от доков до Эдж-Хилл . После этого следовала выемка длиной в две мили (3,2 км) и глубиной до 70 футов (21 м) через скалу у Олив-Маунт и виадук с девятью пролетами по 50 футов (15 м) над долиной реки Санки-Брук, высотой около 70 футов (21 м). Также был переход через болото Чат-Мосс длиной 4,75 мили (7,64 км).
Чтобы определить, какие локомотивы подойдут, директора организовали Rainhill Trials . Они были организованы как открытый конкурс, который позволил бы им увидеть все локомотивы-кандидаты в действии, с последующим выбором. Победителю испытаний была предложена премия в размере 500 фунтов стерлингов. Испытания выиграл Rocket , построенный Джорджем и Робертом Стефенсонами . Rocket был первым локомотивом, использовавшим многотрубный котел , что позволило более эффективно передавать тепло от выхлопных газов к воде. Он также был первым, использовавшим дымовую трубу [ необходима цитата ] , где использованный пар из цилиндров выбрасывался в дымовую коробку под трубой, чтобы увеличить тягу огня. Благодаря этим нововведениям Rocket развивал среднюю скорость 12 миль в час (19 км/ч) с максимальной скоростью 30 миль в час (48 км/ч) при перевозке 13 тонн и был объявлен победителем испытаний. Соответственно, Стефенсонам был предоставлен контракт на производство локомотивов для Ливерпульско-Манчестерской железной дороги.
Линия открылась 15 сентября 1830 года с конечными станциями на Ливерпуль-роуд, Манчестер (ныне часть Музея науки и промышленности в Манчестере ) и Эдж-Хилл, Ливерпуль.