第27章 火车发明的故事

作者:张一帆

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类型:都市·校园

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更新时间:2019-10-06 11:23

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本章字节:3660字

在火车发明之前,人类最好的交通运输工具主要是马车。但马车车速较慢,不适宜长途跋涉。人们早就希望能用一种跑得很快的机器来代替动物的奔跑。直到18世纪工业革命后,英国才出现了这种新型运输工具——蒸汽火车。蒸汽火车的发明者是英国的工程师乔治·史蒂芬孙。


史蒂芬孙小时候家里很穷,父亲在一个叫基林沃斯的煤矿当工人。工作地点与他们家距离较近,小史蒂芬孙便承担了每天给父亲送饭的任务。每次去送饭,都看到父亲辛辛苦苦拉着煤从一片漆黑的矿洞里艰难地走出来,史蒂芬孙的心都要碎了。他多么希望能帮助父亲,使父亲不致如此劳累啊。


迫于生计,14岁时史蒂芬孙也到了父亲工作的煤矿里当学徒。刚开始时,他也和父亲一道运煤,几年后便被派去管理矿上那台抽水机。当时的抽水机是用纽可门蒸汽机带动的。对这种机器十分着迷的史蒂芬孙好奇地想:为什么没人搬运,水能自己从低处跑向高处呢?为了探索这些机器内部结构的奥秘,他经常一个人蹲在那儿仔细地观察机器的构造。他还将父亲给他的那只大怀表变卖,作为学费,每天晚上跑到十几里外的一个夜校去学数学、物理。


渐渐地,史蒂芬孙对蒸汽机的构造了如指掌。于是,他很快便成为矿上的技术能手。矿上有几台闲置多年不用的蒸汽机经他修理后,也转动起来了。这更坚定了他刻苦学习、钻研的信念。


一天,一辆运煤的马车突然损坏,后面的十几辆马车因道路被挡了也只好停下,不能前行。矿头儿见了非常生气地对那辆马车的车夫说:“如果你不赶快修好,耽误了大家运煤的工夫,就让你离开这儿!”史蒂芬孙立刻赶到马车旁帮助修理,尽管只用了十几分钟就修好了,但那个马车夫仍然被矿头儿解雇了。这件事情,在史蒂芬孙心里引起了很大的震动,使他的内心久久不能平静。一天,他看着旋转的机器轮子,看着看着,脑海中那个马车轮子也跟着飞转起来。这触发了他的灵感:能不能用蒸汽机带动马车轮子的转动呢?于是,他开始尝试把蒸汽机安装在运煤车上。


1804年,英国工程师查理·特里维雪克发明了第一辆单缸蒸汽机车,牵引着5节车厢,以每小时8公里的速度在轨道上行驶。由于当时使用煤炭或木炭生火做燃料,所以叫做“火车”。其设想与史蒂芬孙的想法几乎一样,史蒂芬孙受到了很大的鼓舞。


1807年,特里维雪克又设计制造出世界上第一列载客火车“看谁能捉到我”号。这列火车在伦敦展览会上表演后,由于设计方面的问题,在运行***轨,就停止使用了。1810年,史蒂芬孙开始着手改进蒸汽机车的性能。1813年制造出了“布卢彻”机车。这辆车能拖30吨货物,每小时可以行驶六七公里。但此车不但行驶时摇晃得厉害,而且发动时,发出像怪物似的叫声,常将附近农场的牛羊吓得惊惶失措,拼命地狂奔乱跑。农场主们非常生气,扬言如果史蒂芬孙再发动他的机器,他们就会毫不客气地把它掀翻。当地的农民也忍受不了,警告他说:如果他再不解决这噪音,就把他的车砸毁。


史蒂芬孙毫不气馁,为了减小噪音,他尝试把喷出的蒸汽用管子引到烟筒里。没想到,这样不仅声音变小,而且气流循环得更好,煤火烧得更旺,牵引力猛增。史蒂芬孙利用这一关键性的发现,重新改进自己设计的机车。后来,为了减小震动,他又在车轴上安装了许多减震弹簧和其他附加部件,增强了机车的安全性,也保护了路轨。这个新设计使蒸汽机车进入实用阶段。这就是我们现在所说的火车。


多次的失败和挫折孕育了成功。1814年,史蒂芬孙终于制造出一辆适合煤矿使用的蒸汽运煤车。车上有两个气缸,还装有一个巨大的飞轮,利用飞轮的惯性帮助车轮转动,牵引30吨的货物爬坡。之后,史蒂芬孙有了个更伟大的想法:他要制造更大型的蒸汽机车,可以代替当时的马车而成为最优秀的运输工具。1825年,史蒂芬孙经过多次设计和改进,制造出了世界上第一台客货两用蒸汽机车——“动力”号,并于当年9月27日在英国托克顿与达林顿之间开设了第一条铁路运输线,这辆机车载重可达90吨,载客400人,最大时速为24公里,共牵引了12节车厢,其中,6节车厢坐满了参观的客人,其余车厢都装着煤和其他货物。为了向人们展示这辆车的先进之处,他同时叫人驾驶一辆当时最好的马车与他的蒸汽机车比赛,结果他的蒸汽机车把马车远远地抛在了后面。这件事轰动了不列颠和全世界,人类从此进入了“火车时代”。