Что объединяет римские колесницы, британские железные дороги и исследование космоса
Немецкий поэт Генрих Гейне считал, что строительство железных дорог — начало нового периода всемирной истории: «поколебались даже основные понятия о времени и пространстве. Железные дороги убили пространство…»
Сказано очень точно. Сооружение сети железных дорог ускорило прогресс и стало основой промышленного развития любого государства. Мир опоясан сетью железных дорог, которые сшивают государства, объединяют людей. А начиналось все с Англии.
Причем здесь шахты?
В годы Промышленной революции (XVIII–XIX вв.) добыча угля составляла значительную долю экономики страны. Одна из главных проблем в шахтах — необходимость постоянно откачивать подземные воды, которые могут затопить забой. Именно для облегчения этого трудоемкого процесса была изобретена первая паровая машина Джеймса Уатта.
Принципы работы механизма были развиты в начале ХІХ века, когда Ричард Тревитик построил первый паровоз, предназначенный для езды по рельсам.
Откуда взялись рельсы?
И опять мы возвращаемся в шахты. Первые рельсы проложили для транспортировки угля на поверхность. Однако были они деревянными. Сделать рельсы чугунными додумались в 1738 году в городе Уайтхейвен в Камбрии. А спустя три десятилетия такие рельсы появились и в других шахтах, например, в Колбрукдейле, Шропшире и др.
Со временем по рельсам начали доставлять уголь не только на поверхность, но и дальше, на все большие расстояния от шахты — обычно до ближайшего канала или реки, где его перегружали на суда. Кроме угля, по рельсам начали перевозить и другие грузы.
Однако тут же возникла проблема — без согласия владельцев земли проложить путь было невозможно. Для строительства линии требовался парламентский акт, который бы обязывал продавать земли под строительство рельсовых дорог.
Одна лошадиная сила
В 1758 году дорога Middleton Railway в Лидсе первая получила такой акт. На линии использовались деревянные рельсы, но в 1799 году их заменили чугунными. Однако тягловой силой для тележек служили обычные лошади и мулы. Одна лошадка по рельсам перевозила груз, который на обычной дороге был бы ей не под силу. Ширина колеи на этой дороге — 1 245 мм, то есть она более узкая, чем современная.
Первая общественная пассажирская «чугунка» Swansea and Mumbles Railway, открытая в 1807-м, тоже была гужевой. «Мамблзский поезд» тянули за собой выносливые животные. Даже после того, как на других дорогах появились паровозы, эта дорога оставалась конкой.
В 1870-х перевозками по этой линии занимались две компании. Одна из них уже использовала паровозы, а вот вторая работала по старинке. Поезда отходили от станции с небольшим интервалом.
За пыхтящим и дымящим паровозом с прицепными вагонами следовала конка. Лошади нередко обжигали ноги о горячие угли, которые разбрасывали машинисты с первого состава. Говорят, что делали они это специально, чтобы покалечить животных — так происходила конкурентная борьба между компаниями.
Только в 1898 году, когда дорогу достроили и ее длина составила пять с половиной миль, на ней окончательно распрощались с лошадьми. Ширина колеи на этой дороге первоначально составляла 1 219 мм, значит, она была еще меньше вышеупомянутой.
А вот ширина рельсов на еще одной дороге Surrey Iron Railway, функционировавшей первую половину ХІХ века, была значительно больше — 1 427 мм. Ее проложили через нынешние лондонские районы Уондсворт и Кройдон, частично по современному маршруту трамвая Croydon Tramlink. Это была первая грузовая ж/д для всех. Интересно, что частные перевозчики имели свои вагоны и лошадей, а компания владела лишь самой дорогой и взимала плату за ее использование.
Дерево, чугун, сталь
Чугунные рельсы имели ряд преимуществ перед деревянными: они позволяли увеличить длину составов и облегчить доставку груза. Однако, когда появились паровозы и возрос вес перевозимых грузов, стало понятно, что хрупкий чугун не годится для прокладки путей. Долго не деформироваться и не рассыпаться под колесами локомотивов могла лишь сталь. До сих пор это наиболее подходящий материал для строительства дорог. Первоначальное народное название «чугунка» использовалось какое-то время, но затем было заслуженно забыто.
Уже по стальным рельсам помчались поезда по железным дорогам Стоктон — Дарлингтон и Ливерпуль — Манчестер — прообразам всех современных магистралей со станциями, билетами, расписанием поездов, локомотивами и… шириной колеи 1 435 мм (четыре фута 8,5 дюйма). Джордж Стивенсон, проектировщик обеих дорог, остановился на этой ширине неслучайно.
Почему четыре и восемь с половиной?
За это надо поблагодарить римлян. Длина оси их боевых колесниц была именно такой. В колесницу запрягались две лошади, и ширина колесницы как раз идеально была подогнана под ширину крупов тягловой силы. Так колесница была наиболее устойчива в сражении.
В дальнейшем ситуация несильно менялась — в гужевой транспорт часто запрягали именно пару лошадей. И длина оси у почтовых карет, дилижансов, фургонов для перевозки грузов была такой же. Одни и те же мастерские по производству этих видов транспорта перепрофилировались на выпуск сначала тележек для конки, а потом железнодорожных вагонов.
Дороги, мосты проектировались и строились под такой стандарт. На дорогах образовывалась колея, по которой было удобно ехать, если колеса располагались на расстоянии четырех футов восьми с половиной дюймов друг от друга. Они меньше изнашивались и ломались. Соответствующий размер оси был наиболее экономичен.
Непокорный инженер
Однако эксперименты с шириной пути продолжались вплоть до середины столетия. С запада Лондона до Бристоля в 1838 году была протянута Great Western Railway под руководством Изамбарда Кингдома Брюнеля. Он выбрал для путей GWR ширину в 2 140 мм. Инженер подошел к вопросу с научной точки зрения и экспериментально доказывал, что такой размер колеи оптимален для развития максимальной скорости движения поездов. Брюнель поставил цель построить самую скоростную на то время линию.
В 1840-х гг. разразилась настоящая «война колей». Инженер яростно отстаивал свою позицию и продолжал строить ширококолейки. К 1866 году их длина составила 959 км! Остальные компании предпочитали стандарт 1 435 мм.
Дело дошло до парламента: была создана специальная комиссия по «вопросу о колее», которая пришла к заключению, «что преимуществ в скорости и безопасности передвижения широкая колея не дает, а расходы на ее сооружение значительно выше». Был принят Акт о регулировании ширины колеи на железных дорогах. С тех пор все компании должны были придерживаться стандарта «четыре фута восемь с половиной дюймов», в противном случае их штрафовали на десять фунтов стерлингов за каждые десять миль в день.
«Космические корабли, бороздящие просторы Вселенной…»
Но какое отношение железные дороги имеют к освоению космоса? Оказывается, непосредственное. Части космических кораблей до места сборки транспортируются по железной дороге. Так, космический корабль «Кеннеди» имеет два двигателя шириной пять футов. И их размер продиктован… шириной горного тоннеля, который находится по маршруту транспортировки. Если двигатели сделать больше, они не пройдут по узкому тоннелю, ширина которого зависит от стандартной колеи — размера, зависящего от ширины крупов двух лошадей римской колесницы.
Подготовил Дмитрий Лысенко