Вагонные пути (также пишутся как Waggonways ), также известные как конно-гужевые железные дороги , а конно-гужевая железная дорога состояла из лошадей, оборудования и путей, используемых для перевозки вагонов, которые предшествовали паровым железным дорогам . Использовались термины plateway , tramway , dramway . Преимущество вагонных путей заключалось в том, что с той же мощностью можно было перевозить гораздо большие грузы.
Самое раннее [ требуется ссылка ] свидетельство — это мощеная дорога Диолкос длиной от 6 до 8,5 км (от 3,7 до 5,3 миль) , по которой лодки перевозились через Коринфский перешеек в Греции примерно с 600 г. до н. э. [1] [2] [3] [4] [5] Колесные повозки, тянувшиеся людьми и животными, двигались по канавкам в известняке , которые обеспечивали элемент пути, не давая повозкам сходить с намеченного маршрута. Диолкос использовался более 650 лет, по крайней мере до 1-го века н. э. [5] Мощеные дороги были позже построены в Римском Египте . [6]
Такая операция была проиллюстрирована в Германии в 1556 году Георгиусом Агриколой (изображение слева) в его работе De re metallica . [7] Эта линия использовала тележки «Hund» с нефланцевыми колесами, которые двигались по деревянным доскам, и вертикальный штифт на тележке, входящий в зазор между досками, чтобы она двигалась в правильном направлении. Шахтеры называли тележки Hunde («собаки») из-за шума, который они производили на путях. [8]
Около 1568 года немецкие шахтеры , работавшие в Королевских шахтах около Кесвика, использовали такую систему. Археологические работы на месте Королевских шахт в Колдбеке в английском Озёрном крае подтвердили использование « hunds ». [9] [10]
В 1604 году Хантингдон Бомонт завершил Wollaton Wagonway , построенный для транспортировки угля из шахт в Стрелли в Wollaton Lane End, к западу от Ноттингема , Англия . Между Broseley и Jackfield в Шропшире были обнаружены Wagonway с 1605 года, которые использовал Джеймс Клиффорд для транспортировки угля из своих шахт в Broseley к реке Северн. Было высказано предположение, что они несколько старше, чем в Wollaton. [10] [11]
Middleton Railway в Лидсе , которая была построена в 1758 году как гужевая дорога, позже стала первой в мире действующей железной дорогой (кроме фуникулеров), хотя и в модернизированной форме. В 1764 году первая железная дорога в Америке была построена в Льюистоне, штат Нью-Йорк , как гужевая дорога. [12]
Вагонные пути улучшили транспортировку угля, позволив одной лошади доставлять от 10 до 13 длинных тонн (10,2 и 13,2 т ; 11,2 и 14,6 коротких тонн ) угля за один рейс — приблизительно четырехкратное увеличение. Вагонные пути обычно проектировались для перевозки полностью загруженных вагонов вниз по склону к каналу или лодочному причалу, а затем для возврата пустых вагонов обратно в шахту.
До начала промышленной революции рельсы изготавливались из дерева, имели ширину в несколько дюймов и крепились конец к концу на деревянных бревнах или «шпалах», расположенных крест-накрест с интервалом в два или три фута. Со временем стало обычным покрывать их тонкой плоской обшивкой или «обшивкой» из железа, чтобы продлить срок их службы [13] и уменьшить трение. Это приводило к большему износу деревянных роликов вагонов и к середине XVIII века привело к появлению железных колес. Однако железная обшивка была недостаточно прочной, чтобы противостоять изгибу под прохождением загруженных вагонов, поэтому были изобретены рельсы, сделанные полностью из железа. [13]
В 1760 году на заводе Coalbrookdale Iron Works начали укреплять деревянные рельсы трамвая железными прутьями [14] , которые, как было обнаружено, облегчали проезд и снижали расходы. В результате в 1767 году они начали изготавливать чугунные рельсы. Они, вероятно, были длиной 6 футов (1,829 м) с четырьмя выступающими ушками или выступами размером 3 дюйма (75 мм) на 3 дюйма+3 ⁄ 4 дюйма (95 мм), чтобы их можно было закрепить на шпалах . Рельсы были 3+3 ⁄ 4 дюйма (95 мм) в ширину и 1+Толщина 1 ⁄ 4 дюйма (30 мм). Позже в описаниях упоминаются также рельсы длиной 3 фута (914 мм) и шириной всего 2 дюйма (50 мм). [15]
Более поздняя система включала L-образные железные рельсы или пластины , каждая длиной 3 фута (914 мм) и шириной 4 дюйма (102 мм), имеющие на внутренней стороне вертикальный выступ или фланец высотой 3 дюйма (76 мм) в центре и сужающийся до 2 дюймов (51 мм) на концах, для удержания плоских колес на рельсе. Впоследствии, чтобы увеличить прочность, аналогичный фланец мог быть добавлен под рельс. [13] Деревянные шпалы продолжали использоваться — рельсы были закреплены костылями , проходящими через концы — но около 1793 года начали использоваться каменные блоки , нововведение, связанное с Бенджамином Аутрамом , хотя он не был изобретателем. Этот тип рельс был известен как пластинчатый рельс, трамвайная пластина или путевая пластина, названия, которые сохранились в современном термине « platelayer », применяемом к рабочим, которые укладывают и поддерживают постоянный путь . [13] Колеса повозок с фланцевым протектором были простыми, но они не могли передвигаться по обычным дорогам, поскольку узкие обода зарывались в поверхность.
Другая форма рельса, рельс-уголок , была впервые использована Уильямом Джессопом на линии, которая была открыта как часть канала Чарнвуд-Форест между Лафборо и Нанпантаном в Лестершире в 1789 году. [13] Первоначально эта линия была спроектирована как дорожная плита в системе Аутрама, но были высказаны возражения против укладки рельсов с выступающими выступами или фланцами на платной дороге . Эта трудность была преодолена путем мощения или «дамбы» дороги до уровня верхней части фланцев. [13] В 1790 году Джессоп и его партнер Аутрам начали производить рельсы-уголки. Другим примером применения рельс-уголок была железная дорога Лейк-Лок в Западном райдинге Йоркшира (ныне Западный Йоркшир ) , которая использовалась в основном для перевозки угля. Железная дорога взимала плату и открылась для движения в 1798 году, что сделало ее старейшей в мире общественной железной дорогой. Маршрут начинался в Лейк-Лок, Стэнли , на Aire & Calder Navigation , и шел от Уэйкфилда до Аутвуда , расстояние около 3 миль (4,8 км). Рельсы Edge-rails (с боковой стойкой) использовались на близлежащей зубчатой железной дороге Миддлтон-Лидс (отрезок этого рельса выставлен в Городском музее Лидса ). Колеса рельсов Edgeway имеют реборды, как у современных железных дорог и трамваев. На современных железнодорожных переездах и трамвайных путях также выполняется насыпь .
Эти две системы строительства железных железных дорог продолжали существовать до начала 19 века. [13] В большинстве частей Англии предпочтение отдавалось пластинчатым рельсам. [13] Пластинчатые рельсы использовались на Surrey Iron Railway (SIR) от Wandsworth до West Croydon . [13] SIR была санкционирована парламентом в 1801 году и завершена в 1803 году. [13] Как и Lake Lock Rail Road , SIR была доступна для общественности за плату; предыдущие линии были частными и зарезервированы исключительно для использования их владельцами. [13] Поскольку она использовалась отдельными операторами, транспортные средства сильно различались по расстоянию между колесами ( колее ), и пластинчатые рельсы справлялись лучше. Опять же в Южном Уэльсе , где в 1811 году железные дороги были связаны с каналами, угольными шахтами, металлургическими и медеплавильными заводами и имели общую длину почти 150 миль (241 км), [14] пластинчатая дорога была почти универсальной. [13] Но на севере Англии и в Шотландии рельс с ребрами пользовался большим спросом, и вскоре его превосходство было общепризнанным. [13] Колеса имели тенденцию застревать в фланце пластинчатого рельса, и на нем скапливались грязь и камни.
Производство самих рельсов постепенно совершенствовалось. [13] При изготовлении их большей длины количество стыков на милю сокращалось. [13] Стыки всегда были самой слабой частью линии. [13] Другим достижением стала замена чугуна кованым железом, хотя этот материал не получил широкого распространения до тех пор, пока в 1820 году Джону Биркиншоу из Бедлингтонского металлургического завода не был выдан патент на усовершенствованный метод прокатки рельсов . [13] Его рельсы имели клиновидное сечение, намного шире вверху, чем внизу, с промежуточной частью или шейкой еще тоньше. Он рекомендовал делать их длиной 18 футов (5,49 м), предполагая, что несколько из них можно сварить вместе встык, чтобы получить значительные длины. Они поддерживались на шпалах стульями с интервалом в 3 фута (914 мм) и имели рыбье брюхо между точками опоры. Использовавшиеся Джорджем Стефенсоном на линиях Стоктон и Дарлингтон , а также Кентербери и Уитстабл , они весили 28 фунтов/ярд (13,9 кг/м). [13] На Ливерпульской и Манчестерской железной дороге они обычно были 12 или 15 футов (3,66 или 4,57 м) в длину и весили 35 фунтов/ярд (17,4 кг/м) и крепились железными клиньями к стульям весом 15 или 17 фунтов (6,8 или 7,7 кг) каждый. Стулья, в свою очередь, крепились к шпалам двумя железными костылями, полукруглыми деревянными поперечными шпалами, используемыми на насыпях, и каменными блоками размером 20 дюймов (508 мм) в квадрате и 10 дюймов (254 мм) в глубину в выемках. Было обнаружено, что рельсы в форме рыбьего живота ломались возле стульев, и, начиная с 1834 года, их постепенно заменяли параллельными рельсами весом 50 фунтов/ярд (24,8 кг/м) [13] .
В 1804 году Ричард Тревитик , в первом зарегистрированном использовании паровой энергии на железной дороге, запустил паровоз высокого давления с гладкими колесами на платформе секции «L» около Мертир-Тидвила , но это было дороже, чем лошади. [13] Он совершил три поездки от железных рудников в Пенидаррене до канала Мертир-Кардифф и каждый раз ломал рельсы, которые были рассчитаны на нагрузку конных повозок. В то время существовали общие сомнения в том, что гладкие колеса могут обеспечить сцепление на гладких рельсах. Это привело к предложениям использовать зубчатые или другие приводные механизмы.
.jpg/1280px-Blenkinsop's_rack_locomotive,_1812_(British_Railway_Locomotives_1803-1853).jpg)
Г-н Бленкинсоп из шахты Миддлтон запатентовал использование зубчатых колес в 1811 году, а в 1812 году железная дорога Миддлтон (рельсовая рейка, зубчатая) успешно использовала двухцилиндровые паровозы, изготовленные Мэтью Мюрреем из Холбека , Лидс . Джордж Стефенсон построил свой первый паровоз в 1813 году (запатентован в 1815 году) для шахты Киллингворт [14] и обнаружил, что гладкие колеса на гладких рельсах обеспечивают достаточное сцепление. Хотя позже он рассказывал, что они называли этот локомотив «Мой Лорд», поскольку он финансировался лордом Равенсвортом , похоже, в то время он был известен как Blücher . В 1814 году Уильям Стюарт был нанят компанией Parkend Coal Co в лесу Дин для строительства паровоза, который, как сообщалось, прошел успешно. [14] Стюарт не получил ожидаемого вознаграждения, и обе стороны расстались в плохих отношениях. Стюарт был «обязан передать двигатель этой компании». [16] В 1821 году было предложено построить гужевую дорогу, чтобы соединить шахты в Уэст-Дареме , Дарлингтоне и реку Тис в Стоктоне , Джордж Стефенсон успешно доказал, что гужевые дороги устарели, а паровая железная дорога могла бы перевозить в 50 раз больше угля. [ требуется ссылка ] В 1825 году он построил локомотив Locomotion для железной дороги Стоктона и Дарлингтона на северо-востоке Англии, которая в 1825 году стала первой в мире общественной паровой железной дорогой, использовавшей как лошадиную силу, так и силу пара на разных участках.
Стационарные паровые двигатели для горнодобывающей промышленности были широко доступны примерно в середине XVIII века. [ необходима цитата ] Вагонные пути и паровые железные дороги имели крутые подъемные участки и использовали трос, приводимый в действие стационарным паровым двигателем, для работы на наклонных участках. Британские войска в Льюистоне, штат Нью-Йорк, использовали канатный вагонный путь для перемещения грузов на базы до Войны за независимость США . В Стоктоне и Дарлингтоне было два наклонных участка, приводимых в действие тросом. Переход от вагонного пути к полностью паровой железной дороге был постепенным. Железные дороги до 1830-х годов, которые работали на пару, часто работали на лошадях, когда паровозы были недоступны. Даже в паровую эпоху было удобно использовать лошадей на станционных сортировочных станциях для перегона вагонов из одного места в другое. Лошадям не нужно много времени, чтобы поднять пар в котле, и они могут сокращать путь с одного запасного пути на другой. На мосту Хэмли были объявлены тендеры на поставку лошадей, отчасти потому, что у обычного железнодорожника не было навыков обращения с лошадьми.
Деревянные рельсы продолжали использоваться для временных железных дорог вплоть до двадцатого века. Некоторые компании по заготовке древесины на юго-востоке США создавали столбовые дороги, используя неликвидные бревна, которые были фактически бесплатными, для создания путей по цене от 100 до 500 долларов за милю. Постоянство не было проблемой, поскольку лесорубы переходили к другим насаждениям древесины по мере расчистки каждой области. [17] По крайней мере одна такая система столбовых дорог, как сообщается, простиралась примерно на 20 миль (32 км). [18]
Обычно столбовые рельсы представляли собой бревна диаметром от 8 до 12 дюймов (от 20 до 30 см), уложенные параллельно прямо на землю без поперечных шпал и соединенные встык с помощью нахлесточных соединений и деревянных колышков. Подвижной состав обычно имел колеса либо с вогнутыми ободами, которые охватывали верхнюю часть столбовых рельсов, либо колеса без реборд с отдельными направляющими колесами, движущимися по бокам каждого рельса. Паровые тяговые двигатели и некоторые специально построенные локомотивы успешно использовались для перевозки составов бревен. Например, Perdido был построен Adams & Price Locomotive and Machinery Works из Нэшвилла, штат Теннесси, в 1885 году для лесопильного завода Wallace, Sanford and Company на станции Уильямс, штат Алабама , где он перевозил до семи вагонов по 3 или 4 бревна в каждом. Это был редукторный двигатель ( передаточное отношение 4,5 к 1 ), приводивший в движение четыре индивидуально вращающихся колеса с вогнутыми ободами на неподвижных осях через цепные передачи; мощный, но развивающий скорость менее 5 миль в час (8,0 км/ч). [17] Еще позже стали использоваться модифицированные седельные тягачи . [19]
Поскольку паровая сила постепенно заменяла лошадиную силу в течение XIX века, термин «wagonway» устарел и был заменен термином «railway». По состоянию на 2024 год [обновлять], функционирует очень мало конных или канатных грузовых железных дорог, яркими примерами которых являются канатный трамвай St Michael's Mount и Reisszug , который непрерывно работает примерно с 1500 года. Несколько пассажирских линий продолжают работать, включая конный трамвай Douglas Bay Horse Tramway и канатные дороги San Francisco .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )