Увлечение железными дорогами настолько велико, что многие будут построены в местах, где они не будут приносить доход.
George Stephenson был английским инженером-строителем и механиком. Известный как "Отец железных дорог", Stephenson считался викторианцами великим примером трудолюбия и стремления к совершенствованию. Сторонник самопомощи Samuel Smiles особенно хвалил его достижения. Выбранный им железнодорожный габарит, иногда называемый "габаритом Stephenson", стал основой для стандартного габарита 4 фута 8 1⁄2 дюйма 1.435 м, используемого большинством железных дорог мира.
Развиваемый Stephenson, железнодорожный транспорт был одним из наиболее важных технологических изобретений XIX века и ключевым компонентом Промышленной революции. Построенный George и его сыном Robert в компании Robert Stephenson and Company, Locomotion No. 1 является первым паровозом, перевозившим пассажиров по общественной железной дороге, Stockton and Darlington Railway в 1825 году. George также построил первую в мире общественную межгородскую железную дорогу, использующую локомотивы, Liverpool and Manchester Railway, которая открылась в 1830 году.
Детство и ранние годы
George Stephenson родился 9 июня 1781 года в Wylam, Northumberland, что в 9 милях 15 км к западу от Newcastle upon Tyne. Он был вторым ребенком Robert и Mabel Stephenson, ни один из которых не умел читать и писать. Robert был кочегаром на насосной станции Wylam Colliery, получая очень низкую зарплату, поэтому не было денег на образование. В 17 лет Stephenson стал машинистом на Water Row Pit в Newburn неподалеку. George понял ценность образования и платил за учебу в вечерней школе, чтобы научиться читать, писать и считать – он был неграмотным до 18 лет.
В 1801 году он начал работать на Black Callerton Colliery к югу от Ponteland в качестве "тормозного рабочего", контролируя лебедку в шахте. В 1802 году он женился на Frances Henderson и переехал в Willington Quay, восточнее Newcastle. Там он работал тормозным рабочим, живя в одной комнате коттеджа. George делал туфли и чинил часы, чтобы дополнить свой доход.
Их первый ребенок Robert родился в 1803 году, а в 1804 году они переехали в Dial Cottage в West Moor, рядом с Killingworth, где George работал тормозным рабочим на Killingworth Pit. Их второй ребенок, дочь, родилась в июле 1805 года. Её назвали Frances в честь матери. Ребенок умер через три недели и был похоронен в церкви St Bartholomew's Church, Long Benton к северу от Newcastle.
В 1806 году жена George Frances умерла от туберкулеза. Она была похоронена в том же приходском кладбище, что и их дочь, 16 мая 1806 года, хотя, к сожалению, местоположение могилы потеряно.
George решил найти работу в Scotland и оставил Robert с местной женщиной, пока сам ушел работать в Montrose. Через несколько месяцев он вернулся, вероятно, потому что его отец ослеп в результате аварии в шахте. Он переехал обратно в коттедж в West Moor, и его незамужняя сестра Eleanor переехала туда, чтобы ухаживать за Robert. В 1811 году насосная станция на High Pit, Killingworth не работала должным образом, и Stephenson предложил её улучшить. Он сделал это с таким успехом, что был повышен до машиниста для шахт Killingworth, отвечая за обслуживание и ремонт всех шахтных машин. Он стал экспертом в паровых машинах.
Шахтерская лампа безопасности
В 1815 году, осознав опасность взрывов в шахтах, вызванных открытым пламенем, Stephenson начал экспериментировать с лампой безопасности, которая могла бы гореть в газовой атмосфере без взрыва. В то же время известный ученый и уроженец Cornwall Humphry Davy также работал над этой проблемой. Несмотря на его недостаток научных знаний, Stephenson путем проб и ошибок создал лампу, в которой воздух проходил через крошечные отверстия, через которые пламя лампы не могло пройти.
За месяц до того, как Davy представил свой проект Royal Society, Stephenson продемонстрировал свою лампу двум свидетелям, взяв её в Killingworth Colliery и поднеся к щели, из которой выходился рудничный газ. Два проекта отличались; лампа Davy была окружена экраном из марли, в то время как прототип лампы Stephenson имел перфорированную пластину в стеклянном цилиндре. За своё изобретение Davy получил £2,000, в то время как Stephenson был обвинен в краже идеи у Davy, потому что его не считали адекватным ученым, который мог бы создать лампу каким-либо одобренным научным методом.
Stephenson, приехав из North-East, говорил с широким акцентом Northumberland, а не на "Языке Парламента", что делало его похожим на простого человека. Осознав это, он постарался воспитать своего сына Robert в частной школе, где его учили говорить на стандартном английском языке с полученным произношением. Благодаря этому, в их будущих отношениях с Парламентом стало ясно, что власти предпочитали Robert его отцу.
Местный следственный комитет собрался в поддержку Stephenson, реабилитировал его, доказав, что он работал отдельно, чтобы создать "лампу Geordie", и наградил его £1,000, но Davy и его сторонники отказались принять их выводы и не видели, как необразованный человек, такой как Stephenson, мог придумать решение, которое он предложил. В 1833 году комитет палаты общин обнаружил, что Stephenson имел равные основания считаться изобретателем лампы безопасности. Davy прошел до конца жизни, веря, что Stephenson украл его идею. Лампа Stephenson использовалась почти исключительно в North East England, в то время как лампа Davy использовалась везде. Этот опыт дал Stephenson пожизненное недоверие к лондонским теоретическим научным экспертам.
В своей книге George and Robert Stephenson автор L.T.C. Rolt рассказывает, что мнения о эффективности двух ламп различались: лампа Davy давала больше света, но считалось, что лампа Geordie была безопаснее в более газовой атмосфере. Он ссылался на инцидент на Oaks Colliery в Barnsley, где обе лампы использовались. После внезапного сильного притока газа вершины всех ламп Davy стали красными, что в прошлом вызывало взрыв и рисковало вызвать еще один, в то время как все лампы Geordie просто потухли.
Существует теория, что именно Stephenson косвенно дал имя Geordies людям North East of England. По этой теории, название лампы Geordie присоединилось к рабочим шахт North East. К 1866 году любого уроженца Newcastle upon Tyne можно было назвать Geordie.
Ранние локомотивы
Cornishman Richard Trevithick приписывают первый реалистичный проект паровоза в 1802 году. Позже он посетил Tyneside и построил там машину для владельца шахты. Несколько местных мужчин были вдохновлены этим и спроектировали свои собственные машины.
Stephenson спроектировал свой первый локомотив в 1814 году, передвижную машину, предназначенную для перевозки угля на Killingworth wagonway, названную Blücher в честь прусского генерала Gebhard Leberecht von Blücher Предполагалось, что название возникло благодаря быстрому маршу его армии в поддержку Wellington у Waterloo. Blücher был смоделирован на локомотиве Matthew Murray's Willington, который George изучал на Kenton and Coxlodge colliery на Tyneside, и был построен в мастерской шахты за домом Stephenson, Dial Cottage, на Great Lime Road. Локомотив мог перевезти 30 тонн угля в гору со скоростью 4 мили 6.4 км/ч и был первым успешным локомотивом с фланцевыми колесами и адгезией: его тяга зависела от контакта между его фланцевыми колесами и рельсом.
Всего, как говорят, Stephenson произвел 16 локомотивов в Killingworth, хотя не удалось составить убедительный список всех 16. Из идентифицированных большинство были построены для использования в Killingworth или на железной дороге угольной шахты Hetton. Шестиколесный локомотив был построен для Kilmarnock and Troon Railway в 1817 году, но был снят с эксплуатации из-за повреждения чугунных рельсов. Еще один локомотив был поставлен на железную дорогу Scott's Pit недалеко от Swansea в 1819 году, но он также был снят, видимо, потому что у него был недостаточный котел и снова повредил путь.
Новые машины были слишком тяжелы для деревянных рельсов или пластинчатого пути, и железные реберные рельсы находились в начальной стадии, причем чугун обладал чрезмерной хрупкостью. Вместе с William Losh Stephenson улучшил конструкцию чугунных реберных рельсов, чтобы снизить поломки; рельсы ненадолго производились Losh, Wilson and Bell на их заводе Walker.
По словам Rolt, Stephenson удалось решить проблему, вызванную весом машины на примитивных рельсах. Он экспериментировал с паровой пружиной, чтобы "амортизировать" вес, используя давление пара, действующее на поршни для поддержки рамы локомотива, но вскоре следовал практике "распределения" веса, используя несколько колес или тележек. Для Stockton and Darlington Railway Stephenson использовал кованые ковкие рельсы, которые он нашел удовлетворительными, несмотря на финансовые потери, которые он понес, не используя свой собственный запатентованный проект.
Железная дорога Hetton
Stephenson был нанят для строительства 8-мильной 13-км железной дороги угольной шахты Hetton в 1820 году. Он использовал комбинацию гравитации на спусках и локомотивов на ровных и восходящих участках. Это, первая железная дорога, не использующая животную силу, открылась в 1822 году. Эта линия использовала габарит 4 фута 8 дюймов 1,422 мм, который Stephenson использовал раньше на Killingworth wagonway.
Другие локомотивы включали:
- 1817–1824 The Duke для Kilmarnock and Troon Railway
Stockton and Darlington Railway
В 1821 году был принят парламентский закон, разрешающий строительство Stockton and Darlington Railway S&DR. Железная дорога длиной 25 миль 40 км связывала угольные шахты рядом с Bishop Auckland с рекой Tees в Stockton, проходя через Darlington. Первоначальный план был использовать лошадей для буксировки угольных вагонов на металлических рельсах, но после встречи директора компании Edward Pease со Stephenson он согласился изменить планы. Stephenson провел съемку линии в 1821 году, и, с помощью своего восемнадцатилетнего сына Robert, строительство началось в том же году.
Требовался производитель локомотивов для этой линии. Pease и Stephenson совместно учредили компанию в Newcastle для производства локомотивов. Она была создана как Robert Stephenson and Company, и сын George Robert был генеральным директором. Четвертым партнером был Michael Longridge из Bedlington Ironworks. На ранней визитной карточке Robert Stephenson & Co была описана как "Engineers, Millwrights & Machinists, Brass & Iron Founders". В сентябре 1825 года мастерские на Forth Street, Newcastle завершили первый локомотив для железной дороги: изначально названный Active, он был переименован в Locomotion и за ним последовали Hope, Diligence и Black Diamond. Stockton and Darlington Railway открылась 27 сентября 1825 года. Управляемый Stephenson, Locomotion везла груз угля и муки весом 80 тонн на девять миль 14 км за два часа, достигнув скорости 24 мили в час 39 километров в час на одном участке. Первый специально построенный пассажирский вагон, Experiment, был прикреплен и перевез достоинства в открытом путешествии. Это был первый раз, когда пассажирский трафик проходил на паровозной железной дороге.
Рельсы для этой линии были кованые, произведенные John Birkinshaw на Bedlington Ironworks. Кованые рельсы могли производиться в более длинные секции, чем чугунные, и были менее склонны к растрескиванию под весом тяжелых локомотивов. William Losh из Walker Ironworks полагал, что у него было соглашение со Stephenson о поставке чугунных рельсов, и решение Stephenson вызвало постоянный разрыв между ними. Габарит, выбранный Stephenson для этой линии, составлял 4 фута 8 1⁄2 дюйма 1,435 мм, который впоследствии был принят как стандартный габарит для железных дорог не только в Великобритании, но и во всем мире.
Liverpool and Manchester Railway
Stephenson установил путем экспериментов в Killingworth, что половина мощности локомотива была израсходована на уклон всего 1 к 260. Он пришел к выводу, что железные дороги должны быть максимально ровными. Он использовал это знание при работе над Bolton and Leigh Railway и Liverpool and Manchester Railway L&MR, выполняя серию сложных выемок, насыпей и каменных виадуков, чтобы выровнять их маршруты. Неправильная съемка первоначального маршрута L&MR, вызванная враждебностью некоторых затронутых землевладельцев, означала, что Stephenson столкнулся с трудностями при парламентском разбирательстве первоначального законопроекта, особенно при перекрестном допросе Edward Hall Alderson. Законопроект был отклонен, и пересмотренный законопроект о новом маршруте был представлен и принят в последующем
