транспорта знала лишь такие источники движения, как тяга человека или упряжного животного, давление ветра на парус, отталкивающее усилие весел о воду и т. д. Вопрос о точке опоры самого двигателя и о точке приложения действующей силы не представлял здесь теоретических затруднений. Иначе обстояло дело, когда попытались поставить паровую машину на колеса с тем, чтобы она приводила в движение самое себя.
Основы теоретической механики были в то время уже достаточно разработаны. В частности, было общеизвестно, что всякая изолированная система физических тел, находящаяся под действием лишь внутренних сил, не может перемещаться в пространстве, для этого необходимо приложить силу извне[14]. Между тем давление пара в котле паровой машины, утвержденной на самом экипаже, можно рассматривать, как силу внутреннюю по отношению к данной системе. Естественно возникал теоретически вполне законный вопрос — возможно ли вообще при помощи этого давления добиться перемещения экипажа в пространстве, даже в том случае, если давление будет направлено на вращение колес. Этот вопрос оказался проблемой отнюдь не только теоретической. Он был тесно связан с практическими затруднениями, которые сразу же встали перед первыми изобретателями паровоза.
Еще Тревитик наблюдал буксование первых своих паровозов, а Бленкинсоп для устранения этого явления предложил свою зубчатую железную дорогу. Только дальнейшее изучение условий работы паровоза указало путь для правильного решения. Оригинальную попытку Брунтона подражать лошади Маркс рассматривает именно, как результат недостаточности теоретических и практических знаний.
Идея «ногастого» локомотива была оставлена не сразу. В 20-х годах, уже после того как гладкоколесные «Пыхтящий Билли» и стефенсоновский «Блюхер» перевозили на английских копях значительные грузы, французский инженер Форсен-Герман снова выдвинул проект паровоза, снабженного толкающими рычагами. Эта попытка лишь обогатила хранилища парижского Музея искусств и ремесел двумя моделями шагающих локомотивов. Непригодность и нецелесообразность этого принципа для рельсового пути была уже достаточно доказана.
С интересом присматривается к этим попыткам, тщательно собирает сведения о новых изобретениях Блакетт — владелец Вайламских копей, на которых Стефенсон начал свою трудовую жизнь. Талантливый организатор, ловкий общественный деятель, издатель небольшой газеты «Глобус», он принадлежал к тому новому типу капиталистов-предпринимателей, которых выдвинула эпоха промышленного переворота. Вербовавшиеся из самых различных слоев населения, они явились первыми организаторами только что народившейся машинной индустрии. Утонченные эксплоататоры, талантливые организаторы, стремившиеся прежде всего к победе над конкурентами и приумножению своих богатств, многие из них, подобно Веджвуду, Болтону, Аркрайту, Вилькинсоиу, явились смелыми новаторами в области технического прогресса.
Блакетт видит, как выгодна фабриканту замена рабочего машиной. Он на опыте мог убедиться в преимуществах парового двигателя перед конными воротами, вододействующими колесами, ветряными мельницами, которые еще применяются для обслуживания разных механизмов на более отсталых предприятиях.
В настоящее время, — рассуждает Блакетт, — когда все сельскохозяйственные продукты ежедневно повышаются в цене, применение лошадей для перевозки угля ложится тяжелым накладным расходом. Пусть даже, как говорят многие, поставленная на колеса паровая машина не сможет двигаться быстрее лошади, но ведь прокормить-то этого огневого коня, здесь, на копях, где уголь очень дешев, ничего не стоит. А машина всегда сможет перевезти груз больший, чем самая сильная лошадь, не говоря уже о заморенных клячах, работающих в копях.
К этому времени Вайламская дорога была заново перестроена — деревянные брусья с железными полосами были заменены чугунными рельсами. И Блакетт решается возобновить свою попытку[16]. Вместе с Вильямом Гедли, главным смотрителем байламских копей, Блакетт обсуждает проект будущего паровоза.
Если ввести паровоз Бленкинсопа, то на всем протяжении дороги придется укладывать зубчатую чугунную рейку. Это повлечет лишний расход до 8 тысяч фунтов стерлингов. Конструкция Брунтона безусловно нецелесообразна. Наиболее удобным было бы применить паровоз с гладкими колесами. Но для этого необходимо убедиться на опыте, достаточно ли сцепление гладких колес с гладкими рельсами.
Экспериментальная тележка, построенная Блакеттом и Гедлеем в 1812 году, для изучения вопроса о сцеплении между гладкими рельсами и гладкими ведущими колесами паровоза.
Для окончательного решения этого спорного вопроса была построена опытная тележка. При помощи педалей и зубчатой передачи колеса ее приводились во вращение людьми, помещающимися на самом экипаже.
На тележку был положен груз железа, равный приблизительно весу паровоза. К ней прицепили несколько вагонов, нагруженных углем, число которых увеличивали до тех пор, пока колеса не начали буксовать. Таким образом на опыте было доказано, что паровоз с гладкими колесами в состоянии вести груженый поезд определенного веса по гладким рельсам не только на горизонтальном пути, но и на небольших подъемах. Эта тележка силами местных мастеров была превращена в паровоз. На ней установили чугунный котел, два паровых цилиндра. Паровоз оказался совершенно негодным из-за слабой производительности котла. Он беспрестанно останавливался и в конце концов был пущен на слом.
Настойчивый Блакетт не был разочарован и этой неудачей. Совместно с Гедли он спроектировал новый паровоз, который и был построен в мастерских при Вайламских копях. Его закончили в мае 1813 года. Котел, склепанный из железных листов, имел так называемую обратную жаровую трубу; благодаря этому устройству путь горячих газов значительно удлинялся и производительность котла повышалась. Два вертикальных цилиндра были установлены по бокам, снаружи котла. При помощи балансиров движение поршней передавалось ведущим колесам посредством шатунов и зубчатой передачи.
При испытании паровоз работал довольно удовлетворительно. Главным его недостатком был признан шум, производимый отработавшим паром, выпускаемым из цилиндров прямо в дымовую трубу. «Пыхтящий Билли» — метко окрестили машину местные углекопы. От владельцев лошадей стали поступать многочисленные жалобы: машина своим шумом пугает лошадей, необходимо запретить пользование ею. Тогда Блакетт распорядился, чтобы при каждой встрече с лошадьми паровоз останавливался и терпеливо выжидал, пока пугливые животные удалятся на некоторое расстояние. Впоследствии паровоз был снабжен особым резервуаром-расширителем, откуда пар выходил в дымовую трубу постепенно и без шума.
Гораздо более серьезным оказался другой недостаток. Паровоз имел всего четыре колеса и был настолько тяжел, что постоянно ломал хрупкие чугунные рельсы. Приходилось возить с собой запасные рельсы на случай поломки. Через два года эксплоатации было решено паровоз переделать. Он был снабжен восемью колесами. Этим уменьшалось давление на каждую пару колес. Для облегчения прохода по кривым рама была сделана не сплошной, а состоящей из двух отдельных тележек. В таком виде «Пыхтящий Билли» работал до 1830 года, когда чугунные рельсы были заменены железными и паровоз был переделан снова на четырехколесный.
Паровоз «Пыхтящий Билли» (Puffing Billy).
