Raketa (parní lokomotiva)

"Rocket" ( anglicky  "Rocket" ) - jedna z prvních parních lokomotiv , postavená v roce 1829 otcem a synem Georgem a Robertem Stephensonovými . Z raných lokomotiv je nejslavnější Rocket, a to především proto, že za prvé vyhrála jedinou soutěž parních lokomotiv svého druhu - Rainhill Trials a za druhé to byla první parní lokomotiva na světě s trubkovým parním kotlem . V budoucnu se toto provedení kotle začalo používat na všech vyráběných parních lokomotivách.  

Je velmi rozšířená mylná představa, že „raketa“ je první parní lokomotiva, ale ve skutečnosti byla první parní lokomotiva patentována Richardem Trevithickem v roce 1804 , tedy o čtvrt století dříve než Stephensonova „raketa“.

Předpoklady pro vznik

V roce 1829 se stavba železnice Liverpool-Manchester chýlila ke konci. Jak se stavba blížila ke konci, do společnosti začalo přicházet stále více nápadů a patentů o způsobech, jak táhnout vlaky po silnici. Bylo to dáno především velkou nedůvěrou veřejnosti, včetně mnoha uznávaných inženýrů, k parním lokomotivám. Poté George Stephenson, jako zkušený konstruktér parních lokomotiv a hlavní iniciátor výstavby veřejných drah, prohlásil, že dokáže postavit parní lokomotivu, která splní všechny náročné požadavky. Stephenson zároveň připustil, že požadovanou lokomotivu mohli postavit jiní konstruktéři. Poté jeden z členů představenstva, velký milovník koňských dostihů , navrhl uspořádat soutěže pro parní lokomotivy, a tím vybrat to nejlepší z parních lokomotiv, a zároveň zajistit reklamu pro firmu a budoucí silnici. Stephenson toto rozhodnutí plně podpořil. Koncem dubna téhož roku zveřejnilo vedení Liverpool-Manchester Railway za podpory řady inženýrů včetně samotného George Stephensona podmínky připravované soutěže na parní lokomotivy . Nyní musel Stephenson vytvořit lokomotivu, která by mohla vyhrát nadcházející soutěž.

Návrh a konstrukce parní lokomotivy

Hlavní konstrukční princip použitý v nové lokomotivě úspěšně využil Stephenson ze svých prvních modelů vyrobených v roce 1815 pro železnici Killingworth. Hlavní myšlenkou bylo, že přebytečná pára byla po vyvinutí tlaku na válce vypouštěna do potrubí, což usnadnilo přístup čistého vzduchu, zajistilo dobrou trakci, rychlejší spalování paliva a vyšší účinnost . Před zahájením prací na nové lokomotivě však zůstal nevyřešen další problém - malá topná plocha . Stephenson měl v úmyslu tuto nevýhodu eliminovat rozsáhlým způsobem - prodloužením kotle a zvětšením plochy plamenců . V posledním modelu parní lokomotivy před Rocketem, určeném pro Stockton-Darlington Railway , přišel Stephenson s konceptem dvojité trubky, která znatelně zvětšuje výhřevnou plochu. Takový model byl ale příliš těžký - parní lokomotivy založené na tomto principu vážily 12 tun, přičemž požadavky pořadatelů soutěže počítaly s poloviční hmotností [1] .

Řešení bylo nalezeno díky vodnímu trubkovému kotli , který navrhl Arthur Wolfe a vylepšil inženýr W. H. James. Základní myšlenkou vodního trubkového kotle bylo vést vodu a páru paralelními trubkami skrz topeniště. James, který na svůj návrh upozornil Stephensona v roce 1827, trval na tom, že parní lokomotiva založená na něm mohla dosáhnout rychlosti 20 a dokonce 30 mil za hodinu, což se v té době zdálo jako nepodložené a nebezpečné fantazie. Již v roce 1828 byly v továrně Stephenson na objednávku francouzského inženýra Marca Seguina vyrobeny trubkové kotle pro dvě parní lokomotivy pro budovanou železnici Saint-Etienne - v této verzi byla voda přiváděna i potrubím procházejícím vodou v bojler, pouze již natopený. Ačkoli princip byl Stephensonem uznán jako úspěšný, jeho konkrétní provedení se nepovedlo – trubky se rychle zanesly okují a vyhořely [2] .

Pro „raketu“ byla jako výsledek experimentů vybrána varianta vyvinutá společně s Henrym Boothem , ve které měl být ohřátý plyn veden trubkami přes vodu v kotli. Druhým důležitým detailem bylo zúžení průměru parního potrubí, díky kterému se zvýšila rychlost páry v systému. Konečně třetím vylepšením oproti předchozím modelům bylo přímé napojení cívek parního stroje na hnací kola lokomotivy [3] . Technická realizace první a hlavní myšlenky zabrala určitou dobu: nejprve systém, ve kterém byly trubky na horké plyny přidržovány šrouby, silně prosakoval a teprve poté, co byly měděné trubky protaženy přímo otvory v konce kotle a svařeny, hydraulický tlak zajistil těsnost konstrukce [4] .

Ve své konečné podobě byl kotel Rocket válcovitý s plochými konci, 6 stop (asi 180 cm) dlouhý a 3 stopy 4 palce (asi 100 cm) v průměru. Horní polovina kotle byla zásobníkem páry, ve spodní části byla voda, kterou procházelo 25 měděných trubek o průměru 3 palce (7,5 cm), jeden konec ústil do pece a druhý do potrubí lokomotivy. . Topeniště o rozměrech 2 x 3 stopy (60 x 90 cm) bylo umístěno přímo před kotlem a bylo také obklopeno vodou. Válce parního stroje, nasměrované více vodorovně než u předchozích modelů pro minimalizaci vibrací při pohybu, byly umístěny v zadní části kotle a spojeny spojovacími tyčemi s nápravou přední - hnací - dvojice kol. Kola byly jen dva páry a nesly parní stroj o celkové hmotnosti 4,5 tuny (včetně vody v kotli). Konstrukce tendru byla nejjednodušší - jednalo se o čtyřkolový vozík, vpředu bylo palivo a vzadu nádoba s vodou [5] .

Dokončená „raketa“ byla testována na Killingworthské železnici a ve všech ohledech překonala předchozí modely. Nejenže dosahovala rychlosti až 20 mil za hodinu, což byl dvojnásobek zdánlivě tvrdých podmínek soutěže, ale také spotřebovala méně paliva než předchozí lokomotivy Stephenson a méně často vyžadovala doplňování vody [6] .

Rainhill Contest

Do soutěže parních lokomotiv byly přijaty čtyři návrhy, mezi jejichž autory byl bývalý zaměstnanec Stephensona, hlavní inženýr železnice Stockton-Darlington Timothy Hackworth [6] (motor „Incomparable“ – francouzsky  Sans pareil ). Hackworthův model se příliš nelišil od stávajících parních lokomotiv – jedinou novinkou bylo zúžení průměru potrubí, které se podílelo i na Stephensonově nové konstrukci. Dalším kandidátem na vítězství byla na svou dobu nezvykle ekonomická Novinka , jejímž  konstruktéry byli Angličan John Braithwaite a budoucí tvůrce Monitoru John Ericsson . V Novince se do pece vháněl vzduch ventilátory a spotřeba paliva byla tak nízká, že nebylo potřeba výběrové řízení. Lokomotiva Braithwaite a Eriksson, vážící pouze tři tuny s palivem, byla nejlehčí z účastníků soutěže [7] .

• Parní lokomotivy účastnící se soutěže Rainhill

• " nový "

• " Vytrvalost "

• "Nesrovnatelný"

Všechny modely soutěžící s „raketou“ však měly konstrukční nedostatky, kvůli kterým byl termín soutěže několikrát posunut. Ve dnech předcházejících soutěži Stephenson opakovaně prováděl demonstrační závody rakety, včetně trolejbusu, ve kterém sedělo 30 cestujících [6] . Čtvrtý soutěžní model „Perseverance“ ( angl.  Perseverance ) v předběžných testech nedokázal dosáhnout rychlosti vyšší než 6 mil za hodinu, nesplňoval tak základní podmínky soutěže a byl ze soutěže vyřazen. Zbývající dvě lokomotivy měly úspěšné závody, ale časté poruchy jim nedovolily bojovat o celkové vítězství. Nesrovnatelné se navíc ukázalo jako nadměrně nehospodárné, když se spotřebuje 314 kg koksu za hodinu jízdy v naloženém stavu. Obecně platí, že pouze „Raketa“ dokázala překonat celou předepsanou vzdálenost bez poruch s přiděleným nákladem, vyvinula průměrnou rychlost 15 mil za hodinu (23 km/h) a v některých oblastech zrychlila téměř dvakrát rychleji a stala se tak nesporným vítězem soutěže. Na konci oficiální soutěže udělal Stephenson dva výlety bez nákladu, přičemž vyvinul rychlost 35 mil za hodinu (56 km/h) [8] .

Další osud

Úspěšné konstrukční prvky „rakety“ byly okamžitě přijaty. Již v roce 1830 bylo sedm lokomotiv, které otevřely spojení na silnici Manchester-Liverpool, jeho přímými potomky, s drobnými úpravami určenými k dalšímu zvýšení účinnosti (např. na 12tunovém Northumbrianu byly válce namontované šikmo na Rocket již téměř zcela vodorovně). V den zahájení silnice byla Rocket mezi parními lokomotivami, které projely trasu poprvé, a zúčastnila se první nehody na nové silnici: Liverpoolský poslanec William Huskisson , jdoucí po železniční trati, neměl čas opustit vozovku uhánějící parní lokomotivy a vážně se zranil. Huskisson byl dodán rekordní rychlostí do nejbližšího města a večer téhož dne zemřel, ale samotná rychlost dodání se stala pouze doplňkovým zdrojem reklamy pro nové lokomotivy [6] .

Konstrukce „rakety“ také tvořila základ parní lokomotivy „Invicta“, která sloužila na trati Whitstable-Canterbury, která byla otevřena v roce 1830 [9] . Principy konstrukce „rakety“ se nadále používaly v parních lokomotivách až do 60. let [3] . Rozvoj železniční komunikace v Anglii však od té chvíle šel takovým tempem, že malá „raketa“ brzy zastarala, a to i přes výrazné změny v konstrukci provedené v prvních letech pravidelného provozu [10] . Na silnici Liverpool-Manchester se používal pouze do roku 1837 , poté byl prodán. Dalších pět nebo šest let vozila slavná lokomotiva uhlí do Carlisle z nedalekých dolů podél Midgeholme Road. Poté, co nějakou dobu stál v depu v Kirkhouse, byl znovu koupen Stephensonem a vystaven veřejnosti v Newcastlu [11] (pravděpodobně poté, co se mu vrátil vzhled, který měl během závodu Rainhill [10] ).

Raketa měla být součástí světové výstavy v Londýně v roce 1851 , ale to se nakonec nestalo a parní lokomotiva zůstala v Newcastlu až do roku 1862. Již v roce 1857 se na Stephensona obrátili zástupci nedávno otevřeného Muzea patentového úřadu (dnes London's Science Museum ) s žádostí o pronájem Rocket, o tři roky později nabídli koupi parní lokomotivy do úplného vlastnictví muzea. Nakonec byla raketa darována muzeu 14. července 1862 poté, co byla uzavřena dohoda mezi rodinami Stephensonových a Thompsonových, kteří lokomotivu vlastnili od roku 1837 [12] . „Raketa“ zůstává součástí Muzea vědy do současnosti [3] . Přesné kopie Rakety jsou vystaveny v řadě muzeí po celém světě. Od roku 1990 je obraz „Rocket“ spolu se Stephensonovým portrétem umístěn na britské pětilibrové bankovke [13] .

V kultuře

V animovaném seriálu Thomas & Friends je motor Rocket představen jako postava jménem Stephen, přítel sira Roberta Norrumbyho, hraběte Sodora. Steven se poprvé objevil ve filmu "King of the Railroad". Přestože jeho design vychází z modifikace po Rainhillu, Stephen se označoval jako původní „Rocket“, popisující soutěž Rainhill a jeho následující pracovní roky.

Poznámky

1. ↑ Úsměvy, 1859 , str. 247-248.
2. ↑ Úsměvy, 1859 , str. 248-250.
3. ↑ 1 2 3 Stephensonova „raketová“ lokomotiva, 1829 Archivováno 18. září 2007. na webu London Science Museum  
4. ↑ Úsměvy, 1859 , str. 251-252.
5. ↑ Úsměvy, 1859 , str. 252-253.
6. ↑ 1 2 3 4 Zabarinsky P. Kapitola VII // Stephenson. - M . : Asociace časopisů a novin, 1937. - (Život úžasných lidí).
7. ↑ Úsměvy, 1859 , str. 255-256.
8. ↑ Úsměvy, 1859 , str. 256-258.
9. ↑ Zabarinský P. Kapitola VIII // Stephenson. - M . : Asociace časopisů a novin, 1937. - (Život úžasných lidí).
10. ↑ 1 2 Odkazy v historii lokomotivy  // ​​Scientific American Supplement . - 1884. - Sv. 18, č. 460 .
11. ↑ Úsměvy, 1859 , str. 259-260.
12. ↑ Bailey & Glithero, 2000 , str. 41-43.
13. ↑ A. Renkel. Lezení na bankovku  // Duševní vlastnictví. Průmyslové vlastnictví. - 2007. - č. 11 . - S. 40-50 . Archivováno z originálu 31. ledna 2016.

Literatura

• Zabarinský P. Stephenson (série "Život pozoruhodných lidí") . - Moskva: Asociace časopisů a novin, 1937.
• Samuel se usmívá. The Rocket // Život George Stephensona, železničního inženýra . - Boston, MS: Ticknor & Fields, 1859. - S. 243-253.
• Michael Reeves Bailey a John P. Glithero. Inženýrství a historie rakety: Zpráva o průzkumu . - London: The Board of Trustees of Science Museum, 2000. - S. 243-253. — ISBN 1-900747-18-9 .