Джордж Стефенсон

Всемирную известность приобрёл благодаря изобретённому им паровозу. Считается одним из «отцов» железных дорог. Выбранная им ширина колеи рельсового пути, равная 1435 мм (4 фута 8? дюймов, так называемая «Стефенсоновская» или «нормальная колея»), стала самой распространённой в Западной Европе и до сих пор является стандартом на железных дорогах многих стран мира.

Биография

Начало карьеры

Джордж Стефенсон родился в Уилэме (англ. Wylam, графство Нортамберленд), в 15 километрах от Ньюкасл-апон-Тайн в семье шахтёра.

С 8 лет работал по найму. Всё детство Стефенсона прошло у построенной в 1748 году от Уилэма до реки Тайн деревянной колейной дороги длиной несколько миль. Она использовалась для вывоза угля с шахты на вагонетках с конной тягой и фактически была прародительницей современных железных дорог. В 18 лет научился читать и писать и путём упорного самообразования приобрёл специальность механика по паровым машинам. В 1802 году Стефенсон устроился на работу машинистом угольной шахты. В 1803 году его жена Фэнни родила сына, которого назвали Робертом. В течение следующих десяти лет Джордж занимался изучением паровых двигателей. В 1812 году перестал заниматься только обслуживанием паровых машин и приступил к самостоятельному их проектированию. В возрасте 31 года его назначили главным механиком угольных копей. Здесь Стефенсон в 1815 году разработал рудничную лампу оригинальной конструкции, получившую название «Лампа Джорди». (Она была изобретена практически одновременно с «Лампой Дэви», предложенной английским учёным Гемфри Дэви. До сих пор не известно, какая из конструкций была первой..)

Чтобы облегчить вывоз угля на поверхность, он сначала построил паровую машину, которая с помощью каната тянула вагонетки. А в 1814 году Стефенсон спроектировал свой первый локомотив, предназначенный для буксировки вагонеток с углём для рудничной рельсовой дороги. Это был первый в мире удачный опыт постройки локомотива, использующего для создания тягового усилия силу трения между гладкими колёсами с ребордами и гладкими металлическими рельсам. Он мог вести состав общим весом до 30 тонн. Машина получила название «Блюхер» (нем. Bl?cher) в честь прусского генерала Гебхарда Леберехта фон Блюхера (нем. Gebhard Leberecht von Bl?cher), прославившегося своей победой в битве с Наполеоном при Ватерлоо.

С этих пор строительство паровозов стало главным делом его жизни. В следующие пять лет Стефенсон построил ещё 16 машин.

Опыты Стефенсона получили признание и в 1820 году его привлекли к проектированию и строительству 13-километровой (8 миль) железнодорожной линии от угольной шахты Хэттон (англ. Hetton) до Сандерлэнда (англ. Sunderland). На ней использовалась комбинированная тяга: в одном направлении (вниз) состав двигался под действием сил гравитации, а обратно (наверх) затягивался с помощью парового локомотива. Эта дорога стала первой, на которой удалось полностью отказаться от мускульной силы животных в пользу механической тяги.

В 1821 году началось проектирование железной дороги Стоктон—Дарлингтон (англ. Stockton and Darlington Railway — S&DR). Первоначальным проектом предусматривалось использование конной тяги для передвижения телег с углём по металлическим рельсам. После консультации со Стефенсоном директор компании Эдвард Пис (англ. Edward Pease) согласился изменить планы и перейти на паровую тягу. В 1822 году Стефенсон приступил к работе. В 1823 году он основал в Ньюкасле первый в мире паровозостроительный завод, на котором уже в сентябре 1825 года был готов новый локомотив, получивший название «Эктив» (англ. Active), а впоследствии переименованный в «Локомоушн № 1» (англ. Locomotion No 1). Открытие линии состоялось 27 сентября 1825 года. «Локомоушн», управляемый самим Стефенсоном, провёл состав, нагруженный 80 тоннами угля и муки. 15 километров (9 миль) поезд преодолел примерно за два часа, показав среднюю скорость порядка 7,5 км/ч, но на некоторых участках он разгонялся до 39 км/ч (24 мили в час). Помимо груза в составе поезда был открытый пассажирский вагон «Эксперимент» (англ. Experiment), в котором ехали члены приёмочной комиссии. Это был первый в мировой практике случай использования железной дороги с паровой тягой для перевозки пассажиров.

Расцвет карьеры

Уже при строительстве железной дороги Стоктон—Дарлингтон Стефенсон убедился в том, что малейшие подъёмы существенно снижают скорость движения локомотива, а на уклонах примитивные тормоза становятся неэффективны. Исходя из этих наблюдений, Стефенсон пришёл к выводу, что в будущем на новых железных дорогах следует избегать больших неровностей рельефа. При проектировании линий Болтон—Лей (англ. ) и Ливерпуль—Манчестер (англ. Liverpool and Manchester Railway — L&MR) Стефенсоном были решены сложные задачи железнодорожной техники: заложены несколько сложных выемок, насыпей, мостов и виадуков, призванных сгладить продольный профиль пути, применены железные рельсы на каменных опорах, способствующие увеличению скорости движения паровоза. Проект L&MR вызвал серьёзное недовольство землевладельцев, интересы которых он затрагивал, и в ходе парламентских слушаний был отклонён. На следующей сессии существенно переработанный проект был принят к исполнению. Сложность его состояла в том, что изменение маршрута привело к необходимости прокладки линии через торфяные болота Чет Мосс (англ. Chat Moss).

В 1829 году, когда строительство L&MR уже близилось к завершению, решено было провести сравнительные испытания нескольких локомотивов от разных поставщиков, с тем чтобы выбрать наилучший. Стефенсон выставил на конкурс свой паровоз «Ракета» (англ. Rocket). Его соперниками были:

• «Cайклопед» (англ. Cycloped) Томаса Шоу Брэндрета (англ. Thomas Shaw Brandreth)
• «Новелти» (англ. Novelty — Новинка) Джона Эрикссона (англ. John Ericsson) и Джона Брэйтвэйта (англ. John Braithwaite)
• «Персёверэнс» (англ. Perseverance — Настойчивость) Тимоти Бёрстола (англ. Timothy Burstall)
• «Сан Парэй» (англ. Sans Pareil — Несравненный) Тимоти Хэкворта (англ. Timothy Hackworth)

6 октября 1829 при большом стечении народа состоялись гонки, вошедшие в историю, как «Рэйнхильские испытания» (англ. Rainhill Trials).

Паровоз Стефенсона оказался единственным, успешно завершившим все испытания. Он показал среднюю скорость 12 миль в час (~19 км/ч) с грузом 13 тонн. При этом максимальная скорость достигала 30 миль в час (~48 км/ч). Блистательная победа стефенсоновской «Ракеты» сделала её, пожалуй, самым знаменитым механизмом в истории техники.

Состоявшаяся 15 сентября 1830 года церемония открытия железной дороги Ливерпуль—Манчестер стала очень важным событием государственного масштаба. На ней присутствовали многие члены правительства, включая премьер-министра герцога Веллингтона. Праздник был омрачён трагической гибелью члена Парламента от Ливерпуля Уильяма Хаскиссона. Желая переговорить со стоящим по другую сторону пути Веллингтоном, Хаскиссон попытался перебежать пути, не обращая внимания на приближение поезда, был сбит стефенсоновской «Ракетой» и скончался по дороге в больницу, став первым в мире человеком, попавшим под паровоз. Тем не менее, новая железная дорога, в целом, была воспринята общественностью положительно.

Закат карьеры

В 1836 году Стефенсон организовал в Лондоне проектную контору, ставшую научно-техническим центром железнодорожного строительства. Будучи человеком консервативным, он был склонен предлагать проверенные временем и потому более надёжные варианты. Но зачастую выбранные им маршруты или проекты сооружений оказывались более дорогими, чем предлагали оппоненты. Так, при проектировании железнодорожной линии West Coast Main Line Джозеф Лок (англ. Joseph Locke) предлагал построить по прямой между Ланкастером и Карлайлом. При этом наивысшая точка линии находилась на высоте 914 футов (~279 м) над уровнем моря. Предложенный Стефенсоном вариант предполагал прокладку существенно более длинной линии через Алверстон (англ. Ulverston) и Уайтхэвен (англ. Whitehaven). После сравнения обоих вариантов был выбран проект Лока.

В 1847 году Стефенсон стал первым президентом Института инженеров-механиков (англ. Institution of Mechanical Engineers — IMechE). К этому времени он практически отошёл от дел, курируя лишь строительство тоннелей железной дороги North Midland Railway и горную промышленность в Дербишире. Открыв неразработанные угольные пласты, Стефенсон вложил большую часть своих средств в их освоение.

По проектам Стефенсона стали строиться паровозы и в других странах. Он принадлежал к тем счастливым изобретателям, кому довелось при жизни увидеть воплощёнными свои замыслы.

Стефенсон умер 12 августа 1848 в Тэптон-хаусе (англ. Tapton House) в Честерфилде (графство Дербишир).

Ученики Стефенсона

Сын Джорджа Стефенсона — Роберт (1803—1859) — принимал активное участие в проектах отца, начиная с создания «Локомоушн № 1». Впоследствии стал видным инженером-паровозостроителем.

Ученик Стефенсона Джозеф Лок (англ. Joseph Locke) стал главным инженером многих железных дорог Англии, включая Grand Junction Railway — GJR; позже — членом Парламента.

Интересные факты

• Построенный в 1825 году паровоз Стефенсона «Локомоушн № 1» уцелел до настоящего времени. Он использовался по назначению до 1857 года, а сейчас экспонируется в Дарлингтонском железнодорожном музее.
• В 1979 году, в честь 150-летия создания паровоза «Ракета», в Англии была построена его действующая копия. Она немного отличается от оригинала укороченной дымовой трубой. Это вызвано тем, что за прошедшие полтора столетия высота насыпи в Рэйнхилле (англ. Rainhill) заметно увеличилась, оставив меньший просвет под мостом.
• Портрет Джорджа Стефенсона был помещён на банкнотах серии Е Государственного банка Великобритании достоинством ?5. В обращении эти купюры находились с 7 июня 1990 года по 21 ноября 2003 года.

Стефенсон и Россия:

• Существует утверждение, что Николай I в молодости посетил Англию, где в 1816 году встретился со Стефенсоном, попробовал себя в роли кочегара и прокатился на паровозе.
• 15 сентября 1830 года на церемонии открытия железнодорожной линии Ливерпуль—Манчестер присутствовал специально командированный французский математик, физик и инженер Г. Ламе. Во время командировки он познакомился со Стефенсоном. Вернувшись в Россию прочитал в рамках публичных чтений, организованных М. С. Волковым в Институте Корпуса инженеров путей сообщения цикл из двух лекций на тему «Построение железных дорог в Англии».