Ракета (паровоз)

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Ракета
Stephenson's Rocket drawing.jpg
«Ракета» на Рейнхільських випробуваннях, 1829 рік
Основні дані
Рік будування 1829
Країна будування Велика Британія
Завод Robert Stephenson and Company
Разом побудовано 1
Залізниця Залізниця Ліверпуль — Манчестер
Ширина колії 1435 мм
Рід служби вантажний
Технічні дані
Конструкційна швидкість ~48 км/год
Осьова формула 0-1-1
Робоча маса 4,32 т

«Ракета» (англ. «Rocket») — один з перших паровозів, побудований в 1829 році батьком і сином Джорджем і Робертом Стефенсоном. З ранніх локомотивів «Ракета» є найвідомішим, причому багато в чому тому, що по-перше вона виграла єдині у своєму роді змагання паровозів — «Рейнхільські випробування» (англ. Rainhill Trials), а по-друге — це був перший у світі паровоз з трубчастим паровим котлом. Надалі така конструкція котла стала застосовуватися на всіх паровозах.

Вельми поширена помилка, що «Ракета» є першим паровозом, однак насправді перший паровоз був запатентований ще Річардом Тревітік в 1804 році, тобто на чверть століття раніше стефенсонської «Ракети».

Історія[ред. | ред. код]

У 1829 році будівництво залізниці Ліверпуль — Манчестер добігало кінця. У міру наближення до завершення будівництва, в компанію стало приходити все більше ідей і патентів про способи тяги поїздів по залізниці. В основному пов'язано з великою недовірою громадськості, в тому числі і багатьох авторитетних інженерів, до паровозів. Тоді Джордж Стефенсон, будучи досвідченим конструктором паровозів і основним ініціатором будівництва громадських залізниць, заявив що зможе побудувати паровоз, який би задовольняв всі вимоги громадськості. При цьому Стефенсон допускав, що потрібний паровоз міг би бути побудований і іншими конструкторами. Тоді один з членів правління, будучи великим фанатом кінних перегонів, запропонував влаштувати змагання паровозів, тим самим вибравши найкращий з паровозів, а заодно влаштувати рекламу компанії та майбутньої залізниці. Стефенсон таке рішення повністю підтримав. Наприкінці квітня того ж року дирекція Ліверпуль-Манчестерской залізниці за підтримки ряду інженерів, у тому числі і самого Джорджа Стефенсона, опублікувала умови майбутнього конкурсу паровозів. Тепер Стефенсону необхідно було створити паровоз, який би зміг виграти майбутні змагання.

Проектування і побудова паровоза[ред. | ред. код]

«Ланкаширська відьма» — остання перед «Ракетою» модель Стефенсона

Головний принцип конструкції, використаної в новому паровозі, успішно експлуатувався Стефенсоном починаючи з його перших моделей, побудованих в 1815 році для Кіллінгвортської залізниці. Основна ідея полягала в тому, що зайвий пар, після надання тиску на циліндри, виводився в трубу, полегшуючи доступ чистого повітря, забезпечуючи гарну тягу, якнайшвидше згорання палива і більш високий ККД. До початку роботи над новим паровозом залишалася, невирішеною інша проблема — малої площі поверхні нагрівання. Стефенсон мав намір усунути цей недолік екстенсивним шляхом — подовжуючи котел і збільшуючи площу поверхні жарових труб. В останній перед «Ракетою» моделі паровоза, розробленої для Стоктон-Дарлінгтонской залізниці, Стефенсон прийшов до концепції здвоєної труби, яка помітно збільшила площу поверхні нагрівання. Однак така модель була занадто важкою — засновані на цьому принципі паровози важили 12 тонн, тоді як вимоги організаторів конкурсу передбачали вдвічі меншу масу [1].

Рішення було знайдено завдяки водотрубному котлу, розробленим Артуром Вулфом і вдосконаленому інженером У. Х. Джеймсом. Основна ідея водотрубного котла полягала у проходженні води і пари по паралельних трубках, прокладених через топку. Джеймс, запропонував свою розробку увазі Стефенсона в 1827 році, наполягав, що заснований на ній паровоз зможе розвивати швидкість в 20 і навіть 30 миль на годину, яка на ті часи здавалася небезпечними фантазіями. Вже в 1828 році трубчасті котли для двох паровозів були виготовлені на заводі Стефенсона на замовлення французького інженера Марка Сегена для Сент-Етьєнської залізниці — в цьому варіанті по трубках, що проходили через воду в котлі, подавалася також вода, тільки вже розігріта. Хоча принцип був визнаний Стефенсоном вдалим, його конкретне втілення не стало успішним — трубки швидко вкрилися накипом і прогоріли [2].

Для «Ракети» в результаті експериментів був обраний розроблений спільно з Генрі Бутом варіант, у якому по трубках через воду в котлі повинен був пропускатися розігрітий газ. Другою важливою деталлю стало звуження діаметра парової труби, завдяки чому швидкість руху пари в системі зросла. Нарешті, третім удосконаленням в порівнянні з попередніми моделями було пряме з'єднання золотників парової машини з ведучими колесами локомотива[3]. Технічне втілення першої і головної ідеї зайняло певний час: спочатку система, в якій трубки для гарячих газів трималися на гвинтах, сильно протікала, і тільки після того, як мідні трубки були пропущені безпосередньо через отвори в торцях котла і приварені, гідравлічний тиск забезпечив герметичність конструкції[4].

Циліндр «Ракети» в розрізі

В своїй кінцевій формі котел «Ракети» був циліндричним з плоскими торцями, довжиною 6 футів (близько 180 см) і 3 фути і 4 дюйма (близько 100 см) в діаметрі. Верхня половина котла являла собою резервуар для пара, у нижній частині була вода, через яку були пропущені 25 мідних трубок діаметром по 3 дюйма (7,5 см), які одним кінцем відкривалися в топку, а іншим у паровозну трубу. Топка розмірами 2 на 3 фути (60 на 90 см) була розташована безпосередньо перед котлом і теж була оточена водою. Циліндри парової машини, спрямовані більш горизонтально, ніж у попередніх моделях, щоб мінімізувати коливання під час руху, були розташовані у задній частині котла і з'єднані шатунами з віссю передньої — ведучої — пари коліс. Коліс було всього дві пари, і підтримували вони парову машину загальною вагою 4,5 тонни (включаючи воду в котлі). Конструкція тендера була найпростішою — він являв собою чотириколісний візок, в передній частині якого було паливо, а в задній ємність з водою[5].

Добудована «Ракета» пройшла випробування на Кіллінгвортській залізниці, за всіма показниками перевершивши попередні моделі. Вона не тільки розвивала швидкість до 20 миль на годину, яка вдвічі переверщувала жорсткі конкурсні умови, але і витрачала менше палива, ніж попередні стефенсонскіе паровози, і рідше вимагала поповнення запасу води[6].

Джерела[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. Smiley, 1859, с. 247—248
  2. Smiley, 1859, с. 248—250
  3. Локомотив Стефенсона «Ракета», 1829 год Архівовано 18 September 2007[Дата не збігається] у Wayback Machine. на сайте лондонского Музея науки (англ.)
  4. Smiley, 1859, с. 251—252
  5. Smiley, 1859, с. 252—253
  6. Забаринский П. {{{Заголовок}}}.