الهوس بالسكك الحديدية كبير جداً بحيث سيتم وضع الكثير منها في أماكن لن تحقق أرباحاً.
George Stephenson كان مهندساً مدنياً وميكانيكياً إنجليزياً. اشتهر بلقب "أب السكك الحديدية"، واعتبره الفيكتوريون مثالاً رائعاً على التطبيق الدؤوب والرغبة في التحسن. أشاد به بشكل خاص صاحب فكرة المساعدة الذاتية Samuel Smiles. كان المقياس الذي اختاره، والذي يُطلق عليه أحياناً "مقياس Stephenson"، أساساً لمقياس 4 أقدام 8 1⁄2 بوصة 1.435 م القياسي المستخدم من قبل معظم سكك العالم الحديدية.
نقل السكك الحديدية الذي ابتكره Stephenson كان أحد أهم الاختراعات التكنولوجية في القرن التاسع عشر ومكوناً رئيسياً من الثورة الصناعية. بُني بواسطة شركة George وابنه Robert's company Robert Stephenson and Company، قاطرة Locomotion No. 1 هي أول قاطرة بخارية تقل الركاب على خط سكة حديد عام، سكة حديد Stockton and Darlington في عام 1825. بنى George أيضاً أول خط سكة حديد عام بين المدن في العالم يستخدم القاطرات، سكة حديد Liverpool and Manchester، التي افتتحت في عام 1830.
الطفولة والحياة المبكرة
وُلد George Stephenson في 9 يونيو 1781 في Wylam, Northumberland، وهي على بعد 9 أميال 15 كم غرب Newcastle upon Tyne. كان الطفل الثاني لـ Robert و Mabel Stephenson، وكلاهما لم يتمكن من القراءة أو الكتابة. كان Robert رجل إطفاء محرك مضخة Wylam Colliery، يحصل على راتب منخفض جداً، لذلك لم تكن هناك أموال للتعليم المدرسي. في سن 17، أصبح Stephenson رجل آلات في Water Row Pit في Newburn القريبة. أدرك George قيمة التعليم وأنفق المال لدراسة مدرسة ليلية لتعلم القراءة والكتابة والحساب – كان أمياً حتى سن 18.
في عام 1801 بدأ العمل في Black Callerton Colliery جنوب Ponteland كـ "رجل فرامل"، يتحكم في معدات الرفع في المنجم. في عام 1802 تزوج Frances Henderson وانتقل إلى Willington Quay، شرق Newcastle. هناك عمل كرجل فرامل وكانوا يعيشون في غرفة واحدة من كوخ. صنع George الأحذية وأصلح الساعات لزيادة دخله.
وُلد طفلهما الأول Robert في عام 1803، وفي عام 1804 انتقلوا إلى Dial Cottage في West Moor، بالقرب من Killingworth حيث عمل George كرجل فرامل في Killingworth Pit. وُلدت طفلتهما الثانية، ابنة، في يوليو 1805. تمت تسميتها Frances على اسم والدتها. توفيت الطفلة بعد ثلاثة أسابيع فقط ودُفنت في كنيسة St Bartholomew's Church, Long Benton شمال Newcastle.
في عام 1806 توفيت زوجة George Frances من السل. تم دفنها في نفس مقبرة ابنتهما في 16 مايو 1806، لكن للأسف تم فقدان موقع القبر.
قرر George البحث عن عمل في Scotland وترك Robert مع امرأة محلية بينما ذهب للعمل في Montrose. بعد بضعة أشهر عاد، ربما لأن والده أُصيب بالعمى في حادث تعدين. انتقل للعودة إلى كوخ في West Moor وانتقلت أخته غير المتزوجة Eleanor للعيش معهما للعناية بـ Robert. في عام 1811 كان محرك الضخ في High Pit, Killingworth لا يعمل بشكل صحيح وعرض Stephenson تحسينه. فعل ذلك بنجاح كبير بحيث تم ترقيته إلى مهندس محركات لمناجم Killingworth، مسؤول عن صيانة وإصلاح جميع محركات المناجم. أصبح خبيراً في الآلات التي تعمل بالبخار.
مصباح سلامة عامل المناجم
في عام 1815، مدركاً للانفجارات التي غالباً ما تحدث في المناجم بسبب اللهب المفتوح، بدأ Stephenson بالتجريب مع مصباح سلامة يحترق في الغلاف الجوي الغازي دون التسبب في انفجار. في نفس الوقت، كان العالم البارز وسكان Cornwall Humphry Davy يبحث أيضاً عن حل للمشكلة. على الرغم من افتقاره للمعرفة العلمية، ابتكر Stephenson من خلال المحاولة والخطأ مصباحاً تدخل الهواء إليه عبر ثقوب صغيرة جداً، لا يمكن لألسنة المصباح أن تمر عبرها.
قبل شهر من عرض Davy تصميمه على الجمعية الملكية، أظهر Stephenson مصباحه الخاص إلى شاهدين بأخذه إلى Killingworth Colliery وتمريره أمام شقة كان ينبعث منها الغاز. اختلف التصميمان؛ كان مصباح Davy محاطاً بشاشة من الشاش، بينما كان نموذج مصباح Stephenson الأولي يحتوي على لوحة مثقوبة موضوعة في اسطوانة زجاجية. لاختراعه تم منح Davy £2,000، بينما اتهم Stephenson بسرقة الفكرة من Davy، لأنه لم يُعتبر عالماً كافياً يمكنه إنتاج المصباح بأي طريقة علمية موثوقة.
كان Stephenson، قادماً من North-East، يتحدث باللهجة الواسعة لـ Northumberland وليس "لغة البرلمان"، الأمر الذي جعله يبدو متواضعاً. مدركاً لهذا، اتخذ نقطة تعليم ابنه Robert في مدرسة خاصة، حيث تم تعليمه التحدث باللغة الإنجليزية القياسية بلهجة Received Pronunciation. كان بسبب هذا، في تعاملهم المستقبلي مع البرلمان، أنه أصبح واضحاً أن السلطات فضلت Robert على والده.
اجتمعت لجنة تحقيق محلية دعماً لـ Stephenson، وبّرأته، وأثبتت أنه كان يعمل بشكل منفصل لإنشاء "مصباح Geordie"، ومنحته £1,000، لكن Davy وأنصاره رفضوا قبول نتائجهم، ولم يروا كيف يمكن لرجل أمي مثل Stephenson التوصل إلى الحل الذي توصل إليه. في عام 1833 وجدت لجنة مجلس العموم أن Stephenson لديه مطالبة متساوية في اختراع مصباح السلامة. ذهب Davy إلى قبره معتقداً أن Stephenson سرق فكرته. تم استخدام مصباح Stephenson حصرياً تقريباً في North East England، بينما تم استخدام مصباح Davy في كل مكان آخر. أعطت التجربة Stephenson عدم الثقة مدى الحياة في خبراء العلوم النظرية القائمة في London.
في كتابه George and Robert Stephenson، يروي المؤلف L.T.C. Rolt أن الرأي اختلف حول كفاءة المصباحين: أن مصباح Davy أعطى مزيداً من الضوء، لكن مصباح Geordie كان يعتقد أنه أكثر أماناً في الغلاف الجوي الأكثر غازية. أشار إلى حادثة في Oaks Colliery في Barnsley حيث تم استخدام كلا المصباحين. بعد تدفق مفاجئ قوي من الغاز، أصبحت قمم جميع مصابيح Davy حمراء اللون مما كان تسبب في انفجار في الماضي، وبذلك خاطر بآخر، بينما انطفأت جميع مصابيح Geordie ببساطة.
هناك نظرية مفادها أن Stephenson هو من أعطى بشكل غير مباشر اسم Geordies لشعب North East of England. بهذه النظرية، ارتبط اسم مصباح Geordie برجال حفر North East أنفسهم. بحلول عام 1866 يمكن تسمية أي أصلي من Newcastle upon Tyne باسم Geordie.
القاطرات المبكرة
يُنسب إلى Cornishman Richard Trevithick الفضل في أول تصميم واقعي لقاطرة بخارية في عام 1802. لاحقاً، زار Tyneside وبنى محركاً هناك لمالك منجم. استلهم عدة رجال محليون من هذا، وصمموا محركاتهم الخاصة.
صمم Stephenson قاطرته الأولى في عام 1814، وهي محرك متنقل مصمم لنقل الفحم على طريق عربات Killingworth يُدعى Blücher على اسم الجنرال البروسي Gebhard Leberecht von Blücher. قيل إن الاسم جاء من المسير السريع لجيش Blücher لدعم Wellington في Waterloo. تم نمذجة Blücher على قاطرة Matthew Murray Willington، التي درسها George في Kenton and Coxlodge colliery على Tyneside، وتم بناؤها في ورشة المناجم خلف منزل Stephenson, Dial Cottage, في Great Lime Road. كانت القاطرة قادرة على نقل 30 طناً من الفحم فوق تل بسرعة 4 أميال 6.4 كم/س، وكانت أول قاطرة التصاق عجلات ذات شفة ناجحة: اعتمدت جرها على الاتصال بين عجلاتها ذات الشفة والسكة.
يُقال أن Stephenson أنتج 16 قاطرة في Killingworth، على الرغم من أنه لم يثبت أنه من الممكن إنتاج قائمة مقنعة بجميع الـ 16. من بين تلك المحددة، تم بناء معظمها للاستخدام في Killingworth أو لسكة حديد Hetton colliery. تم بناء قاطرة سداسية العجلات لسكة حديد Kilmarnock and Troon في عام 1817 لكن تم سحبها من الخدمة بسبب الأضرار التي لحقت بالسكك الحديدية الحديدية المصبوبة. تم توريد قاطرة أخرى إلى سكة حديد Scott's Pit بالقرب من Swansea في عام 1819 لكن تم سحبها أيضاً، على ما يبدو لأنها كانت تحت الملء ومرة أخرى تسببت في أضرار للمسار.
كانت المحركات الجديدة ثقيلة جداً للعمل على السكك الخشبية أو طريق الصفيحة، وكانت السكك الحديدية ذات الحافة الحديدية في بدايتها، والحديد المصبوب يُظهر هشاشة مفرطة. جنباً إلى جنب مع William Losh، حسّن Stephenson تصميم سكك الحديد ذات الحافة المصبوبة لتقليل الكسور؛ تم صنع السكك بإيجاز بواسطة Losh, Wilson and Bell في حديد Walker Ironworks الخاص بهم.
وفقاً لـ Rolt، تمكن Stephenson من حل المشكلة الناجمة عن وزن المحرك على السكك البدائية. جرب زنبرك بخاري لـ "تخفيف" الوزن باستخدام ضغط البخار الذي يعمل على المكابس لدعم إطار القاطرة، لكنه سرعان ما اتبع ممارسة "توزيع" الوزن باستخدام عدد من العجلات أو العربات. لسكة حديد Stockton and Darlington استخدم Stephenson سكك الحديد المطاوعة القابلة للطرق التي وجدها مرضية، على الرغم من الخسارة المالية التي عانى منها بعدم استخدام تصميمه المسجل ببراءة اختراع الخاص.
سكة حديد Hetton
تم توظيف Stephenson لبناء سكة حديد Hetton colliery بطول 8 أميال 13 كم في عام 1820. استخدم مزيجاً من الجاذبية على المنحدرات الهابطة والقاطرات للأجزاء المستوية والصاعدة. هذه، أول سكة حديد لا تستخدم قوة حيوانية، افتتحت في عام 1822. استخدمت هذه الخط مقياساً بحجم 4 قدم 8 بوصات 1,422 ملم الذي استخدمه Stephenson من قبل في طريق عربات Killingworth.
تشمل القاطرات الأخرى:
- 1817–1824 The Duke لسكة حديد Kilmarnock and Troon
سكة حديد Stockton and Darlington
في عام 1821، تم تمرير فاتورة برلمانية للسماح ببناء سكة حديد Stockton and Darlington S&DR. كانت السكة الحديدية بطول 25 ميل 40 كم تربط مناجم بالقرب من Bishop Auckland بنهر Tees في Stockton، مروراً بـ Darlington في الطريق. الخطة الأصلية كانت استخدام الخيول لسحب عربات الفحم على السكك المعدنية، لكن بعد اجتماع مدير الشركة Edward Pease مع Stephenson، وافق على تغيير الخطط. مسح Stephenson الخط في عام 1821، وبمساعدة ابنه Robert البالغ من العمر ثمانية عشر سنة، بدأ البناء نفس العام.
كان هناك حاجة إلى مصنع لتوفير القاطرات للخط. أسس Pease و Stephenson معاً شركة في Newcastle لتصنيع القاطرات. تم تأسيسها كـ Robert Stephenson and Company، وكان ابن George Robert المدير العام. كان الشريك الرابع Michael Longridge من Bedlington Ironworks. على بطاقة تجارية مبكرة، تم وصف Robert Stephenson & Co بأنها "مهندسون وآليون ومكيانيكيون وصانعو نحاس وحديد". في سبتمبر 1825 أكملت الورش في Forth Street, Newcastle أول قاطرة للسكة الحديدية: كانت تُدعى في الأصل Active، وتمت إعادة تسميتها Locomotion وتبعتها Hope و Diligence و Black Diamond. افتتحت سكة حديد Stockton and Darlington في 27 سبتمبر 1825. يقودها Stephenson، جرت Locomotion حملاً بوزن 80 طناً من الفحم والدقيق تسعة أميال 14 كم في ساعتين، بلغت سرعة 24 ميلاً في الساعة 39 كيلومتر في الساعة في أحد الأجزاء. تم ربط أول عربة ركاب مصممة خصيصاً، Experiment، وحملت الشخصيات المهمة في رحلة الافتتاح. كانت أول مرة يتم فيها تشغيل حركة مرور الركاب على سكة حديد القاطرة البخارية.
السكك المستخدمة للخط كانت من الحديد المطاوع، المنتجة من قب
