作為工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展產(chǎn)物的蒸汽機車,自然就要受到一些工業(yè)發(fā)達國家的重視。它們紛紛修鐵路,造火車,很快便使蒸汽機車風靡全世界。到19世紀中葉,這股筑路造車風掀起了熱潮,英、美、日、德等國除了自己制造蒸汽機車外,感到修筑鐵路有利可圖,便向世界各地宣傳推銷,承攬修路造車工程,從而使火車得到日益廣泛的應用。
火車與鐵路
火車和鐵路在今天是一對分不開的“兄弟”。
火車頭,即蒸汽機車是英國發(fā)明家斯蒂芬遜于1825年發(fā)明的。有了火車頭,才有火車?墒悄阒绬,說起鐵路的發(fā)明,比火車還要早半個多世紀哩!
早在16世紀中葉,英國的鋼鐵工業(yè)興起,到處都搞采礦?墒,當時礦山的運輸還很落后。鐵礦石全靠馬拉、人背,勞動效率很低。有個公司的老板,為了多運鐵礦石,想了一個法子:從山上向坡下平放兩股圓木,讓中間的距離相同,一根接一根地擺到山下。當裝滿礦石的斗車,順著兩股圓木下滑的時候,山上的人大聲喊叫著:“注意,車下來啦。”山下的人也大聲回答道:“車到啦,好!”
這就是初期的木頭軌道。
木頭軌道制作簡單,由上向下運送重物也很省力,一時受到歡迎。不過,如果在平地上使用木頭軌道效果不大,省力不多。而且,這種木頭軌道不耐用,磨損大。
到了1767年,有人試著拿生鐵來做軌道,以取代木頭軌道。人們便稱呼為鐵路了。鐵軌比木頭軌道的體積小許多,它直接放在地面上,斗車的輪子也是鐵制的,推起來當當直響,運煤、送貨也省勁。但是,斗車內(nèi)裝的東西不能過重。有一回,一輛車子裝貨多了,把鐵軌壓到了地面里,結果車翻貨出,差點壓傷了人。
怎么辦?看來,必須解決地面的承受力問題,同時還要考慮鐵軌的長度問題。就是在解決這些問題的過程中,逐漸產(chǎn)生了后來的鐵路。
火車很重,有人說如果把這個重量分散到枕木上,再由枕木分散到“道床”上,道床所受的力再均勻地分散到路基上,這個力量就變得小了許多。經(jīng)過這樣的傳遞過程,接觸面積逐漸增大,單位面積的壓力就相應降低,路基就不會被壓壞了。
這個設計的思路是很科學的,可以說,今天的鐵路仍然是根據(jù)這個道理建成的。可是具體地說,道床應該用什么材料?造成什么樣子?枕木多大最好?一系列問題需要解決。19世紀初,英國鐵路公司征求新的軌道設計方案,并設置數(shù)萬英磅重獎。一時間,英國、法國、比利時的應征者,蜂擁而來。圖紙、模型堆積似小山。經(jīng)過專家們評選,形成最優(yōu)方案;把鐵軌釘在枕本上,枕木鋪在用小石子堆成的道床上。這樣一來,道床上的小石子可以調(diào)整鐵軌頂面的高低不平,防止枕木移動,利于排水,保護路基。
1830年,這一年有兩項重要的發(fā)明:斯蒂芬遜新設計成功的蒸汽機車和火車行走的鐵路——首次結合成功了。事實說明:從英國倫敦到愛丁堡的旅行時間,由原來的10~12天,縮短到只需要2天多(50小時)。人類可以創(chuàng)造比馬跑得更快的旅行速度!
火車頭牽引的車廂越多,載重越大。原來制作的生鐵軌承受力量不足。有人軋制熟鐵軌來代替。這種新鐵軌比較舊的好,它不發(fā)脆,在重壓下不致斷裂。因此,鐵軌的制作又有新的改進,雖然形狀未改,可強度大為提高。
火車行駛的路很長,鐵軌不可能無限長。一般是12~25米。最早的鐵軌是一根緊接一根,沒有一點空隙。誰知夏天酷熱,鐵軌受熱膨脹,把筆直的鐵路“頂”得彎成個凸肚子,火車怎么行駛?冬天寒冷,鐵軌又收縮,發(fā)生斷裂了。這樣的事故教育了鐵路建筑者,他們想:如果在鐵軌的接頭之間留點“縫隙”,還怕它熱脹冷縮嗎!
舊的矛盾解決了,又出現(xiàn)新的矛盾:鐵軌的縫隙接頭越多,火車運行中的震動越多,發(fā)出的噪聲也越大。而且鐵軌的裂損有60%是產(chǎn)生在接頭處。人們開動腦子設法改進縫隙,于是無縫鋼軌誕生了。
鐵路,不知道花去了多少人的心血,集中了多少人的智慧,總結了多少次經(jīng)驗和教訓,才成為今天這個樣子,千萬不要小看它。
地下火車
現(xiàn)在,世界上很多國家都有了地下鐵路 (人們簡稱地鐵)。我國也在北京、上海、天津等城市建設了地鐵,還有一些城市正準備承建。這說明,建造地鐵是城市現(xiàn)代交通發(fā)展的趨向之一。
地鐵列車不僅緩和了城市交通日益擁擠的情況,而且乘坐舒適,載客量大,運行準時,不受其他車輛干擾,可以高速行駛等,因而受到了廣大乘客的青睞。雖然乘坐地鐵的人很多,但是真正知道地鐵是怎樣問世的卻不多。
地鐵的發(fā)祥地是英國。
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