谁发明了火车?

火车的正式名称应该是“火车”,因为蒸汽机车最初是用在铁路上的,靠火力产生牵引动力。因此,我们中国人通常称它为“火车”,并将“火车”一词带到与铁路有关的一切事物,如机车、火车车厢、火车道、火车站和火车票...

那么,火车是什么时候由谁发明的呢?

铁路已经存在很久了。当然,他们没有现在这么先进。和其他事物一样,它们发展缓慢。

16世纪,在德法交界处的矿井里,工人铺设了两条木质轨道将开采出来的矿石运出矿井,从矿井的深部巷道延伸出来,矿车沿着木质轨道滑行将矿石运出。此时的木轨可以说是早期的“铁路”了。

1784年,英国的瓦特发明了通用蒸汽机,并申请了发明专利,由此引发了工业革命,工业生产飞速发展。在工业生产中,经常使用蒸汽机来帮忙,但是制造蒸汽机需要大量的铁,蒸汽机工作需要大量的煤,所以需要开采大量的煤矿和铁矿。矿石开采出来后,就要运出去。因此,人们修建了许多道路,特别是一种在矿井中用铁皮包裹在木轨上的铁轨,它延伸到外面,煤和铁沿着它运出去。这种铁路比早期的木轨要好得多。在这种铁路上行驶的主要是马车。

但是只有两条轨道,时间长了容易被压坏,车容易打滑;此外,经常日晒雨淋,木材容易开裂和腐烂。于是,后来人们把它们改成了铁轨,真的是铸铁做的,在铁轨之间水平铺设枕木,让铁轨更加牢固,不容易压坏,这样就形成了最早的名副其实的铁路。

特里维西克是英国一家煤矿的技术员。当时矿山用来运输矿石的马拉轨道车速度比较慢。到最后只能运出一部分矿石,远远不能满足矿山的运输需求。特里维西克看到了这种情况,设想用蒸汽机代替马力,开发新的交通工具,制造蒸汽机车。从1781开始,他开始努力学习。几年后,特里维西克一直在努力解决一个又一个问题,比如如何把蒸汽机做得更小,装在机车上,机车运行时如何给锅炉通风,如何给汽缸排气等等。终于在1804年造出了世界上第一台蒸汽机车。

这是一种只有一个汽缸的蒸汽机车,可以牵引5节车厢,时速5公里到6公里。

有趣的是,特里维西克的这种机车的驾驶室不是设计和制造的,所以司机怎么能驾驶它呢?机车运行时,他走在旁边。可想而知,早期的火车速度并不快,不然启动后司机怎么跟得上?

机车造出来后,特里维西克曾经在英国伦敦的尤斯顿广场现场进行过一次试驾。有一个围场。他在这个圆形围场里铺了一圈轨道。一辆特里维西克火车拉着一辆客车在上面行驶,向人们展示着它雄伟的姿态。有的市民还在后车厢骑车,兜几圈!这种情况让围观者心痒难耐,想坐观风景。

然而好景不长。机车试了几次后不久,经常发生零件损坏、翻轨、铁路断轨等事故。特里维西克已经进行了几次维修和改革,但仍然无法避免事故的发生。就连特里维西克自己也失去了信心。他不想做更多的研究。他把注意力转向了其他方面,放弃了对火车的探索。总的来说,特里维西克的尝试失败了。

很快,许多工程师找到了特里维西克蒸汽机车事故的原因,这是由铁轨打滑引起的。所以很多人对它进行了改进。先是1812年,两个英国人先在两个铁轨之间加了一个齿轨,然后在机车腹部安装了一个旋转齿轮,希望齿轮能和齿轨相匹配,结果失败了。后来,在1813年,另一个英国人试图在火车头后面固定两只脚,使它们像人的脚一样交替行走来推动大车前进,但失败了。

这时,斯蒂芬森开始探索蒸汽机车。

1781年,斯蒂芬森出生在英国的一个煤矿工人家庭。他家境贫寒,仅靠父亲微薄的工资养活一家八口人。为了谋生,斯蒂芬森8岁就去放牛,14岁跟父亲去煤矿干活。工头看他年纪还小,就让他做一些清洁机器和保管蒸汽机零件的杂务。每天和蒸汽机打交道,让他对蒸汽机非常熟悉。

煤矿里的运输跟不上,工人们不得不自己推车,甚至从矿上搬运沉重的煤炭。工人们弯下腰,累得气喘吁吁,汗水从沾满煤粉的脸上滴下。看到父亲和工人们这么累这么辛苦,煤矿里的运输能力又这么低,斯蒂芬森立下了雄心壮志,要改变煤矿运输的现状,减轻工人的劳动,发明一种比特里维西克机车更好更实用的交通工具。

然而,斯蒂芬森没有受过教育,17岁还不认识几个字,于是他加入了矿上专门招收七八岁孩子的矿工子弟夜校,认真学习文化科学知识。

斯蒂芬森除了如饥似渴地学习科学文化知识,还特别注重在实践中学习知识。他一有空就去观察当时人们制造的各种汽车,它们的优缺点在他脑子里一清二楚。为了更好更完整地掌握蒸汽机的性能,他曾经不远万里,在瓦特的家乡苏格兰工作学习了一年多。在这一年里,他深入研究了瓦特蒸汽机的结构原理,学到了很多试制蒸汽机车的经验。

这时,机会已经悄然降临到斯蒂芬森身上。有一天,矿上的蒸汽机坏了,技术员半天没修好。老板和工人们急得团团转,蒸汽机无法启动。斯蒂芬森走过来,自信地说:“让我试试!”“老板回头一看,原来是个清理机器的杂工。他疑惑地看着他。因为太晚了,他只是像信一样点点头:“好吧!“斯蒂芬森在一双眼睛的注视下沉着冷静,很快就修好了蒸汽机。所有人都惊呆了,老板高兴地拍拍斯蒂芬森的肩膀说:“干得好,年轻人!从今天起,你将被提升为工程师。”斯蒂芬森笑了。他用自己的真本事赢得了人们的信任,最终脱颖而出,从一个机房打杂的升到了机械工程师。

初试成功后,斯蒂芬森的发明创造变得更有活力。1814年,33岁的他终于设计制造出了第一辆新型蒸汽机车。这种机车可以拉动30吨货物,每小时行驶7公里。诚然,斯蒂芬森的摩托车比前一辆快了很多,但仍有很多地方不够完美。正是在这趟列车试运行期间,列车上的一个螺帽被震松,车厢翻倒,车厢里的英国议员和英国运输公司董事长也受了伤。

这下麻烦了。本来就反对火车的人,更是抓住这件事不放,纷纷指责,坚称火车不如马车安全,还说蒸汽机喷蒸汽时产生的噪音吓到了铁路附近的所有牛马。他们得出结论认为,用火车作为交通工具是不可能的。在反对派的强大声势下,煤矿老板也退缩了,斯蒂芬森的第一辆机车像特里维西克的火车一样默默无闻地被搁置一旁。

然而,斯蒂芬森没有退缩,他开始改进火车。他想了很多办法来降低机车的噪音;用小管将汽包中的废蒸汽引入烟囱。这种蒸汽有很大的上升动力,烟也散发的更快。炉内空气循环加快,煤炭燃烧更加剧烈,机车牵引力增加数倍。同时,他还改进了铁路,在枕木下铺上许多鹅卵石,防止铁轨因火车震动而断裂,现代铁路开始成型。

就在这时,一个好机会又来到了他面前。1823年,英国政府聘请斯蒂芬森担任铁路建设总工程师,在拉兹河畔的港口城市斯托克顿和以盛产煤炭闻名的达灵顿之间修建了世界上第一条40公里长的铁路。这条铁路主要用于运输。但是,这条铁路不是为了跑火车而铺设的,而是为了马车运输。所以铁路铺好以后,只允许马车行驶。作为总工程师的斯蒂芬森抓住了这个机会,试图说服一个又一个政府官员,最终使英国政府同意让火车在上面运行。

9月27日,1825列车开通仪式在斯托克顿市正式举行。蒸汽火车“远航”拖着33节车厢,载着450名乘客,像一条铁龙一样躺在铁轨上,等待发车。它的主要部分是一个由铁和木头制成的卧式锅筒。锅炉上有两个垂直的气缸,通过轴带动锅炉下面的四个轮子转动。机车上没有司机室,司机站在机车上操作;机车旁边还挂着一个装满煤的铁筐。夜间行车时,点燃车筐里的煤就是一盏明灯,照亮列车。

看,斯蒂芬森就要驾驶他自己造的火车了。“开车!”只见“旅行”号缓缓启动,越来越快,列车正以每小时24公里的速度向达灵顿城驶去。

突然,铁路两边观看的人们欢呼起来。有的人兴奋地跟着火车跑,有的人骑着马跟着火车飞奔。更别说人了,马都跑不过火车。他们早就被火车落在后面了。

成功了!成功了!斯蒂芬森在“航行”中成功抵达终点。乘客们一个个激动地走下车,和欢迎的人们一起将斯蒂芬森团团围住,热烈祝贺他的成功。

从此,火车真正被世界认可,登上了交通工具的历史舞台。

斯蒂芬森被公认为火车的发明者。