对铁路的热情如此之高,以至于许多铁路将在无法获利的地区铺设。
George Stephenson是一位英国土木工程师和机械工程师。作为"铁路之父"而享誉盛名,Stephenson被维多利亚时代的人们视为勤奋应用和渴求改进的伟大典范。自救倡导者Samuel Smiles特别赞扬了他的成就。他选择的轨距,有时被称为"Stephenson轨距",是世界上大多数铁路使用的4英尺8 1⁄2英寸 1.435 m标准轨距的基础。
由Stephenson开创的铁路运输是19世纪最重要的技术发明之一,也是工业革命的关键组成部分。由George和他的儿子Robert的公司Robert Stephenson and Company建造的Locomotion No. 1是第一台在公共铁路线上运载乘客的蒸汽机车,该铁路线是1825年的Stockton and Darlington Railway。George还建造了世界上第一条使用机车的公共城市间铁路线Liverpool and Manchester Railway,该铁路于1830年开通。
童年和早年生活
George Stephenson于1781年6月9日出生在Northumberland的Wylam,该地距离Newcastle upon Tyne西部9英里 15 km处。他是Robert和Mabel Stephenson的次子,他们都不识字。Robert是Wylam Colliery抽水机房的司炉,工资很低,因此没有钱上学。17岁时,Stephenson在附近Newburn的Water Row Pit担任机械工。George意识到教育的价值,并自费参加夜校学习阅读、写作和算术——他直到18岁才识字。
1801年,他在Ponteland南部的Black Callerton Colliery开始工作,担任"制动员",控制矿坑的绞车装置。1802年,他与Frances Henderson结婚,搬到了Newcastle东部的Willington Quay。在那里,他担任制动员工作,他们住在一间小屋的一个房间里。George通过制作鞋子和修理钟表来补充收入。

他们的第一个孩子Robert于1803年出生,1804年他们搬到了位于Killingworth附近West Moor的Dial Cottage,George在Killingworth Pit担任制动员。他们的第二个孩子,一个女儿,于1805年7月出生。她以她的母亲命名为Frances。这个孩子仅在三周后就夭折了,被埋在Newcastle北部Long Benton的St Bartholomew's Church。
1806年,George的妻子Frances死于肺结核。她被埋在与他们女儿相同的教堂墓地,时间是1806年5月16日,但遗憾的是墓地的位置已经丢失。
George决定到Scotland寻找工作,把Robert留给一位当地妇女照顾,自己前往Montrose工作。几个月后他回来了,可能是因为他的父亲在矿难中失明了。他搬回了West Moor的一间小屋,他未婚的妹妹Eleanor搬进来照顾Robert。1811年,Killingworth High Pit的抽水机工作不正常,Stephenson提出改进它。他的改进如此成功,以至于他被提升为Killingworth煤矿的机械工,负责维护和修理所有煤矿机器。他成为了蒸汽动力机械的专家。
矿工安全灯
1815年,意识到裸露火焰经常在矿井中造成爆炸,Stephenson开始试验一种安全灯,它可以在有气体的环境中燃烧而不会引起爆炸。与此同时,杰出的科学家和康沃尔人Humphry Davy也在研究这个问题。尽管缺乏科学知识,Stephenson通过反复试验,设计了一盏灯,空气通过微小的孔进入,灯的火焰无法通过这些孔。
在Davy向皇家学会展示他的设计前一个月,Stephenson向两名证人展示了他自己的灯,他把灯带进了Killingworth Colliery,并将其放在正在散发沼气的裂隙前。这两种设计不同;Davy的灯被一层纱网围绕,而Stephenson的原型灯有一个穿孔板,包含在一个玻璃圆筒内。Davy因为他的发明获得了2000英镑的奖励,而Stephenson则被指控从Davy那里偷了这个想法,因为他不被视为能够通过任何经过批准的科学方法生产灯的足够的科学家。
Stephenson来自东北部,说着宽广的Northumberland口音,而不是"议会语言",这使他看起来很低等。认识到这一点,他决定在私立学校教育他的儿子Robert,他在那里被教导用标准英语和Received Pronunciation口音说话。正是由于这一点,在他们未来与议会的交往中,权力机构明显更偏好Robert而不是他的父亲。

一个地方调查委员会集合起来支持Stephenson,为他平反,证明了他一直在独立地进行工作以创建"Geordie灯",并给了他1000英镑的奖励,但Davy及其支持者拒绝接受他们的调查结果,也看不出像Stephenson这样一个受教育程度不足的人如何能想出他提出的解决方案。1833年,众议院委员会发现Stephenson在发明安全灯方面拥有平等的主张。Davy带着相信Stephenson偷了他想法的信念走进了坟墓。Stephenson灯几乎专门在英格兰东北部使用,而Davy灯则在其他地方使用。这种经历给了Stephenson对伦敦的、理论的、科学专家的终身不信任。
在他的著作《George and Robert Stephenson》中,作者L.T.C. Rolt提到,关于两盏灯的效率意见各不相同:Davy灯提供更多的光,但Geordie灯在气体更多的环境中被认为更安全。他提到了Barnsley的Oaks Colliery发生的一件事。在突然的强大气体涌入后,所有Davy灯的顶部都变成了红热,这在过去曾引起爆炸,从而冒着再次爆炸的风险,而所有的Geordie灯只是熄灭了。
有一种理论认为正是Stephenson间接地给了英格兰东北部的人民"Geordies"这个名字。按照这个理论,Geordie灯的名字附着在了东北部的矿工身上。到1866年,Newcastle upon Tyne的任何本地人都可以被称为Geordie。
早期机车
康沃尔人Richard Trevithick因在1802年设计第一个现实的蒸汽机车而获得荣誉。后来,他访问了Tyneside,并为一位矿主建造了一台引擎。许多当地人受到了这个启发,设计了他们自己的引擎。
Stephenson在1814年设计了他的第一台机车,一台为Killingworth wagonway上运煤而设计的行进引擎,以普鲁士将军Gebhard Leberecht von Blücher的名字命名为Blücher。人们建议这个名字源于Blücher在Waterloo时支持Wellington的他的军队的快速行军。Blücher是以Matthew Murray的机车Willington为模型的,George在Tyneside的Kenton和Coxlodge煤矿研究了这台机车,并在Stephenson的家Dial Cottage的后面的煤矿工作坊Great Lime Road建造。机车可以以4英里 6.4 km/h的速度在一座山上运送30吨煤,是第一台成功的带凸缘轮粘着机车:它的牵引力取决于其带凸缘轮和铁轨之间的接触。

总共,据说Stephenson在Killingworth生产了16台机车,尽管还没有可能列出所有16台的令人信服的清单。在已识别的那些中,大多数是为Killingworth或Hetton煤矿铁路使用而建造的。一台六轮机车为Kilmarnock and Troon Railway建造,时间是1817年,但因为铸铁轨道的损坏而从服役中撤出。另一台机车在1819年被供给了位于Swansea附近Llansamlet的Scott's Pit railroad,但它也被撤出了,显然是因为它的锅炉容量不足,再次对轨道造成了损坏。
新引擎太重,无法在木制轨道或板轨上运行,而铁边轨在其初期,铸铁表现出过度的脆性。与William Losh一起,Stephenson改进了铸铁边轨的设计以减少破损;轨道曾经由Losh, Wilson and Bell在他们的Walker铁工厂短暂生产。

按照Rolt的说法,Stephenson设法解决了引擎重量对原始轨道造成的问题。他进行了实验,用蒸汽弹簧来"缓冲"重量,使用作用在活塞上的蒸汽压力来支撑机车车架,但很快就采用了通过使用多个轮子或车架来"分散"重量的做法。对于Stockton and Darlington Railway,Stephenson使用了锻铁可锻轨道,他发现这令人满意,尽管他因为不使用自己的专利设计而蒙受了经济损失。
Hetton Railway
Stephenson在1820年被雇佣来建造8英里 13 km的Hetton煤矿铁路。他在下行斜坡上使用重力与平坦和上行路段上的机车的结合。这是第一条不使用任何动物动力的铁路,于1822年开通。这条线使用4 ft 8 in 1,422 mm的轨距,Stephenson之前在Killingworth wagonway上使用过。
其他机车包括:
- 1817–1824 The Duke用于Kilmarnock and Troon Railway
Stockton and Darlington Railway
1821年,议会法案获得通过,允许建造Stockton and Darlington Railway S&DR。这条25英里 40 km的铁路连接了Bishop Auckland附近的煤矿与Stockton的River Tees,经过Darlington。最初的计划是使用马拉煤炭车在金属轨道上,但在公司董事Edward Pease见了Stephenson之后,他同意改变计划。Stephenson在1821年勘测了这条线,在他18岁的儿子Robert的协助下,施工于同年开始。

需要一个制造商来为这条线提供机车。Pease和Stephenson共同在Newcastle建立了一家制造机车的公司。它被设立为Robert Stephenson and Company,George的儿子Robert是常务董事。第四个合伙人是Bedlington Ironworks的Michael Longridge。在早期的贸易卡上,Robert Stephenson & Co被描述为"工程师、磨坊工和机械师、黄铜和铁铸工"。1825年9月,Newcastle的Forth Street工厂完成了该铁路的第一台机车:最初名为Active,它被改名为Locomotion,之后是Hope、Diligence和Black Diamond。Stockton and Darlington Railway于1825年9月27日开通。由Stephenson驾驶,Locomotion拉着80吨的煤炭和面粉,在两小时内行进了9英里 14 km,在一处的速度达到了每小时24英里 39公里。第一辆专用乘客车Experiment被连接上了,在开通之旅中运送了显要人物。这是首次在蒸汽机车铁路上运行乘客交通。

该线所用的轨道是锻铁,由Bedlington Ironworks的John Birkinshaw生产。锻铁轨道可以生产比铸铁更长的长度,在重型机车的重量下不易开裂。Walker Ironworks的William Losh认为他与Stephenson有供应铸铁轨道的协议,Stephenson的决定造成了他们之间的永久裂痕。Stephenson为该线选择的轨距是4英尺8 1⁄2英寸 1,435 mm,随后不仅在英国,而且在整个世界范围内被采纳为铁路的标准轨距。
Liverpool and Manchester Railway
Stephenson通过在Killingworth进行的实验已经确定,机车动力的一半被如1:260的小梯度所消耗。他得出结论,铁路应该尽可能保持平坦。他在研究Bolton and Leigh Railway和Liverpool and Manchester Railway L&MR时使用了这个知识,执行了一系列困难的挖掘、堤坝和石头高架桥来平整他们的路线。由于来自某些受影响地主的敌意而导致的L&MR原始路线的缺陷勘测意味着Stephenson在原始法案的议会审查期间遇到了困难,特别是在Edward Hall Alderson的交叉询问下。该法案被驳回,一份新路线的修订法案被提交并在随后的



