今天,我們習慣於把鐵路視為最古老的交通方式。然而,很少有人知道,火車賴以產生的兩項發明早已為人所知並被使用。早在古希臘羅馬時期,當時的人們就開始修路,用軌道和人力或馬拉的車輛來運輸貨物。然而,這個傑出的發明在中世紀被人們遺忘了。直到16結束,才再次使用軌道沿線的車輛在煤礦內運煤。當時,這些車輛的車輪和軌道都是用鐵皮包裹的木頭制成的。
18世紀,蒸汽機出現,並被廣泛應用於工業。但在交通運輸中,蒸汽機和鐵軌多年來仍被人們分開使用。當兩者終於有壹天結合在壹起的時候,鐵路出現了。
蒸汽機車
蒸汽機車的出現歷史悠久,充滿了天才的想法和失敗的應用。18年末和19年初,許多傑出人物試圖在車輛上使用蒸汽機(發起者是1763年的法國炮兵軍官尼古拉)。約瑟夫。Cugnot),還有人試圖讓蒸汽機車在鐵軌上運行(1801和1803,英國人理查德。Trevitchik做過這樣壹個實驗),但最後是喬治,壹個英國人。斯蒂芬森首先發明了真正實用的蒸汽機車。喬治。斯蒂芬森出生於紐卡斯爾1781。1814年,他做了壹個叫“半靴”的蒸汽機車,這是後來所有蒸汽機車的雛形。
鐵路的延伸
第壹輛蒸汽機車發明後,火車的歷史主要轉變為鐵路擴張的歷史。許多年來,由蒸汽機車驅動的汽車沒有運行軌道。第壹條用來載客的鐵路是斯蒂芬森在英國的畢曉普克雷恩修建的,全長只有17公裏。然而,鐵路並沒有立即進入擴張時代。針對斯蒂芬森的發明,進步保守派發起了他們典型的攻擊。他們批評說,這個巨大的邪惡機器會給人類和動物帶來死亡,會破壞美麗的鄉村風光。然而,鐵路最終占了上風。1830 9月15日,曼徹斯特至利物浦的鐵路建成通車。這被認為是歷史上第壹條真正的鐵路。從那時起,鐵路壹直在快速持續地發展。橋梁、高架橋和隧道等大型工程將鐵軌帶到了世界各地。
電動火車
德國工程師和實業家沃納首先提出了這個想法。馮。西門子,他在1881建造了第壹條電氣化鐵路。在最初的測試中,機車的電流直接通過鐵軌傳輸。然後發明了架空電纜來提供電力,這樣安全多了,可以為變電站較少的機車提供足夠的電力。該系統隨後被應用於地鐵和城市輕軌列車。
1870年,第壹輛城市列車(即地鐵)在倫敦正式開始運行,當時使用的是蒸汽機車。20年後,第壹條電動地鐵終於建成。隨後,幾乎所有的地面和地下鐵路都逐漸電氣化,蒸汽機車逐漸退出歷史舞臺。
傳說中的“火箭”
1826年,在克服了巨大阻力後,修建曼徹斯特至利物浦鐵路的提案終於在英國議會獲得通過。為了給這條鐵路選擇機車,英國政府向社會公開招標。結果,這次招標變成了壹場公眾高度關註的競賽。1829,10年6月,在萊茵希爾附近的軌道上,來自四家機車制造商的機車舉行了壹場公開比賽。最後,喬治。斯蒂芬森的“火箭”機車擊敗了其他競爭對手。“火箭列車”在各種情況下順利完成運行,並達到創紀錄的57公裏時速。從此,“火箭”機車成為世界上使用最廣泛的火車機車。
制動系統
1767左右發明的剎車根本不需要理由。降低高速車輛的速度是現代社會最自然的要求。剎車系統從發明的那壹天起,就是壹個摩擦車輪來減速的裝置,但隨著時間的推移逐漸完善。剎車裝置最重要的發明來自英國人喬治。威斯汀豪斯,他發明了壓縮空氣制動器。在此之前,剎車都是手動操作的。有了這項發明,氣缸和活塞的力量取代了人力。更有效的制動大大提高了火車的速度,因為它提供了更安全的保證。
磁懸浮列車
這種火車時速可達550公裏,在鐵軌上方幾厘米處行駛。它的秘密在於安裝在鐵軌和車廂上的超導磁體。自20世紀70年代以來,德國和日本已開始研究這壹系統,並已接近實用。這種列車有望取代歐洲目前運行的高速列車。
與傳統列車的動力來自車頭不同,磁懸浮列車的動力來自鐵軌。磁懸浮列車的部分動力裝置在軌道上。車體上的磁鐵使車體懸浮在鐵軌上,而鐵軌上的磁鐵則給車體上的磁鐵壹個排斥力,推動車體前進。通過調節流過磁鐵的電流強度,可以方便地改變火車的速度。預計未來實用磁懸浮列車每列車130至220座,運行時速300至500公裏。
磁懸浮列車的速度紀錄目前由日本MLX01創造。在1998,這趟列車的運行時速達到了550公裏。在此之前,磁懸浮列車的速度紀錄由法國TGV列車創造,時速為515公裏。MLX01列車采用液壓操縱的空氣動力制動系統。有三節車廂,每節30到41個座位。兩端是兩個精心設計的流線型頭部,以減少空氣阻力。起初,這種火車靠輪子運行,速度達到每小時100公裏以上,才開始在軌道上“漂浮”,靠磁鐵驅動。
水下列車
1994年,人們長久以來通過海底連接英國和法國的夢想終於實現了。目前英法海底隧道運營法國TGV等客運列車,以及Shuttie I等輪渡列車,共有28節雙層車廂,可搭載140輛汽車。在隧道裏,他們的速度可以達到每小時140公裏。
事實上,連接英國福克斯頓和法國加萊的歐洲隧道不是壹條而是三條。兩條隧道用於雙向交通,第三條較小的隧道用於維修和作為安全出口。在緊急情況下,乘客可以從開放的隧道中逃生,每隔375米就有壹個安全出口。隧道消防員也在第三條隧道中工作。他們使用裝有煙霧傳感器的消防車,這些傳感器與中央計算機相連。
兩條用於交通的隧道各長50公裏,直徑6.7米。隧道裏密密麻麻布滿了連接中央電腦和各種設施的電話線和光纜。由於大多數隧道位於海平面以下100米的深度,最糟糕的事情是火災。每個隧道都有完整的滅火系統。在Folkstone車站,控制大廳的工作人員通過計算機網絡監控隧道的所有關鍵部分。