История создания зарубежных железных дорог (Вариант 3) шифр 5005. Создание зарубежных железных дорог 3 Краткая характеристика современных железных дорог мира 18
 Скачать 376.68 Kb.
|
ОглавлениеВведение 2 Создание зарубежных железных дорог 3 Краткая характеристика современных железных дорог мира 18 Заключение 21 Библиографический список 22 ВведениеЖелезная дорога, в том виде, в каком она существует теперь, изобретена не сразу. Три элемента, ее составляющие, — рельсовый путь, перевозочные средства и двигательная сила — прошли каждый отдельную стадию развития, пока, наконец, не были скомбинированы вместе. Рельсовый путь применялся еще в XV и XVI вв. в шахтах и рудниках, в виде деревянных брусьев или колей, по которым перевозились тачки, нагруженные рудой. В середине 18 века деревянные колеи стали заменяться в английских каменноугольных копях железными рельсами, которые постепенно совершенствовались техникой. Одновременно с этим устраивались в тачках и вагонах колеса для движения по рельсам, так что в начале 19 века возможно было уже введение конной железной дороги (трамвай). Первая концессия на конную железную дорогу была выдана в Англии в 1801 г. на устройство линии для перевозки товаров и угля от Темзы до южных частей Лондона. Предприятие в финансовом отношении не удалось, вследствие чего капиталисты неохотно брались за сооружение новых линий. Тем не менее, до 1825г. было выдано в Англии 29 концессий на устройство конных железных линий; большей частью линии эти или проводились в рудниках, или соединяли каналы в гавани с местными центрами сбыта. Между тем быстро стало развиваться применение пара как двигательной силы. Необходимо было только скомбинировать этот третий элемент с первыми двумя — рельсовым путем и перевозочными средствами, — чтобы появилась железная дорога в ее современном виде. Задачу эту исполнил знаменитый Стефенсон. Окончательное торжество его идея подучила во время сооружения Ливерпуль-Манчестерской железной дороги, назначившей премию за устройство лучшего локомотива; 27 октября 1829 г. премия была присуждена Стефенсону, и с этого момента начинается эра паровой железной дороги. Создание зарубежных железных дорогПути сообщения были всегда и везде. Наземный транспорт зародился в глубокой древности. История наземного транспорта, выделившего из себя новый вид—железнодорожный, уходит вглубь веков. Эта история, как нам кажется, представляет собой интереснейшее и увлекательное повествование о развитии человеческого общества, начиная с древнейших цивилизаций. Известный писатель, потомственный железнодорожник Владимир Чивилихин считал, что «история—давняя состоявшаяся реальность жизни, а все героическое в истории нужно человечеству для будущего». В древних странах строили сухопутные дороги, по которым, используя животных, перевозили грузы и людей. Сохранившиеся дороги Древнего Рима, Великого шелкового пути из Китая в Среднюю Азию и др. вызывают удивление по качеству строительства и протяженности сообщений. По таким дорогам лошади и волы везли повозки, скакали всадники, передвигались караваны верблюдов, шли пешие люди, перемещались воины.  Рис. 1. Дорога построенная в Италии в 312г. До н.э. Развитие путей сообщения проходило в зависимости от культурных преобразований и изменений в обществе. Средневековый период вплоть до XV века характерен ведением войн. Затем наступило бурное изменение в жизни европейских народов. Быстро росло число мануфактур, появились горные и металлургические предприятия, требующие перемещения большого количества грузов, создания новых видов транспорта. Большое количество существующих в то время дорог были совершенно непроходимыми, а скорости движения и количество перевозимого груза зависели от силы и выносливости лошадей. Первые попытки создания более совершенных колейных дорог были предприняты в древние времена. Так, в Древнем Египте, Греции и Римской империи существовали колейные дороги, предназначенные для транспортировки тяжелых грузов. Они имели две параллельные углубленные борозды, по которым катились колеса повозок. В средневековых рудниках появились дороги, по деревянным рельсам которых передвигались деревянные вагоны с деревянными колесами. В XV—XVI вв. в копях и рудниках Западной Европы прокладывались деревянные лежни для вагонеток (рис.2).  Рис. 2. Рудничная дорога с деревянными рельсами На заводских дворах России использовались лежневые пути, по которым перемещались вагонетки, называемые «собаками» за громкий лязгающий звук, издаваемый ими при движении. В XVI веке на рудниках использовались гладкие деревянные рельсы, зарытые в землю. Телега или вагонетка по таким рельсам, по сравнению с обычной дорогой, катилась легче, и лошадь могла везти значительно больше груза. В 1680 г. в Англии от рудников Ньюкасла к порту на реке Тайн была проложена первая дорога с деревянными направляющими (лежнями). Груженные углем вагоны (челдроны) сами катились под уклон к порту. Кондуктор регулировал скорость, сидя на рукоятке рычажного тормоза, а лошадь трусила сзади на поводке (рис.3). Лошадь затем тянула в гору пустую повозку.  Рис. 3. Доставка угля к порту вагонами (челдронами) с рычажным тормозом Однако поверхность деревянных брусьев, очень быстро изнашивающаяся, становилась неровной, поэтому люди стали применять металл для изготовления рельсов, а затем искать замену мускульной энергии машинами. В России начало строительства рельсовых дорог относится к XVII веку, когда первые лежневые пути были использованы в горно-металлургическом производстве. В Великобритании в 1767 г. на железоделательном заводе в городе Колбрук были отлиты чугунные рельсы и уложены в заводскую колейную дорогу, а на одном из заводов — первые рельсы из железных полос, имевших в сечении профиль уголка, что ограничивало сход с рельсов колес вагонеток. В 1776 г. английский изобретатель Джессон предложил делать колеса вагонеток с ребордой, которая предотвращала соскальзывание колес с гладкой поверхности рельсов. В 1789 г. в Великобритании вместо плоских железных рельсов стали отливать рельсы с круглой головкой под углубление в ободе колес длиной 1 м с утолщением посередине в виде «рыбьего брюха». В 1794 г. там же была построена первая конно-железная дорога (конка), а в 1803 г. в графстве Суррей близ Лондона началось движение пассажирских экипажей с конной тягой по первой в мире железной дороге общественного пользования. Английский изобретатель Ричард Тревитик в 1803 г. построил и испытал повозку с паровым двигателем — первый паровоз, приспособленный для движения по рельсовому пути. Он развивал скорость до 7 км/ч и мог везти состав весом в 7 т. В Лондоне в 1804 г. была построена небольшая рельсовая дорога — первое «испытательное кольцо», на котором Р. Тревитик показывал свой паровоз, названный очевидцами «Лови меня, кто сможет». Идея паровой машины зародилась и у англичанина Джеймса Уатта, когда он наблюдал за прыгающей крышкой кипящего горшка. Это наблюдение привело его к изобретению паровой машины, которая имела удивительную по тем временам мощность — 40 лошадиных сил. В ней были использованы новшества: применен конденсатор, сила давления пара осуществляла возвратное движение поршня, что увеличивало мощность двигателя (рис.4.).  Рис.4. Паровая машина Джеймса Уатта (1776г.) Изобретение парового двигателя дало мощный толчок развитию транспорта. Так в 1769 г. французский артиллерийский офицер Жозеф Кюньо изобрел первую паровую повозку для передвижения тяжелых орудий, а Ульям Мердок решил поставить на колеса двигатель Уатта и изготовил модель паровой повозки (рис. 5).  Рис.5. Паровая повозка Жозефа Кюньо (1769г.)  Рис.6. Паровая повозка Уильяма Мердока В 1802 г. английский конструктор Ричард Тревитик сделал паровой автомобиль (рис. 7), скорость которого при движении с грохотом и чадом достигала 10 км/ч, что пугало пешеходов. Особенность автомобиля Тревитика заключалась в том, что он сделал огромные ведущие колеса, что позволило обеспечить скорость и плавность движения по плохим дорогам.  Рис.7. Паровой автомобиль Ричарда Тревитика (1802г.) Первые предшественники будущего паровоза появились в начале XIX века. В 1803 г. Р. Тревитик изменил конструкцию своего автомобиля и сделал паровоз, паровой котел которого с трубой располагался на двухосной раме на четырех колесах. Движение поршня горизонтального цилиндра передавалось колесам при помощи кривошипа и системы шестерен. Имелось и маховое колесо, обеспечивающее плавность работы механизма (рис. 8). Этот паровоз недолго работал на одной из рудничных дорог, так как чугунные рельсы быстро выходили из строя под тяжестью конструкции. От своей идеи Р. Тревитик не отказался и устроил аттракцион (рис. 9). Многие, забыв об изобретении Р. Тревитика, пытались создать паровоз.  Рис. 8. Паровоз Ричарда Тревитика  Рис. 9. Аттракцион Ричарда Тревитика В 1811 г. по чертежам изобретателя Д. Бленкинсона механиком Мурреем был построен паровоз с зубчатыми ведущими колесами, которые, вращаясь, зацеплялись своими зубьями за зубья рейки, уложенной посередине колеи вдоль пути (рис. 10).  Рис. 10. Паровоз с зубчатыми колесами В 1812 г. появился шагающий паровоз инженера Брентона с ногами, похожий на гигантского кузнечика. К днищу котла паровоза были пристроены две механические ноги, упирающиеся в полотно рельсового пути и толкающие состав поезда, обеспечивая его движение. В 1813 г. У. Хедли установил на повозке сдвоенную паровую машину, назвав паровоз «Пыхтящий Билли». Однако не суждено было паровозу с зубчатым зацеплением колес и шагающему паровозу благополучно пройти испытания и быть использованными в качестве движущей силы на железных дорогах, так как зубья часто ломались. Такие конструкции появились потому, что мало были изучены законы сцепления колес с рельсами и люди думали, что колеса самодвижущейся повозки будут скользить по гладкой поверхности рельсов, вращаясь на одном и том же месте. Идея построить паровоз заинтересовала англичанина Блаккера, но его попытки применить паровую тягу на шахтах оказались неудачными. В те времена на копях работал Джордж Стефенсон, который был любопытным и отзывчивым на технические новшества. Он присутствовал при испытаниях паровозов, изучал их устройство, а его опытный и проницательный глаз практика укрепил уверенность в том, что смог бы сделать такую машину, которая будет безотказно работать вместо лошади. Весной 1813 г. один из владельцев Клингвортских копей лорд Лавенсворт дал согласие на предложение вагонного мастера Дж. Стефенсона и выделил средства на покрытие расходов по созданию «ходячих машин», заменяющих лошадей. Спустя год первый паровоз, названный им «Блюхер», был готов. Он имел четыре колеса диаметром 900 мм и котел длиной 2,4 м. Машина включала в себя два цилиндра, поршни которых передавали вращение колесам посредством зубчатой передачи. 25 июля 1815 г. паровоз был испытан, по словам очевидца, он мог «тащить, помимо собственной тяжести, восемь груженых повозок общим весом около 30 т со скоростью четыре мили в час» (английская миля равна 1609 м). В том же году Дж. Стефенсон создал второй — «Эксперимент», а в 1816 г.— третий паровоз. Он строил также дороги. 18 ноября 1822 г. при огромном стечении зрителей была открыта, построенная по его проекту, Геттонская железная дорога длиной 12,8 км. Веря в будущее железных дорог, Дж. Стефенсон добился сооружения первого в мире паровозостроительного завода, на котором были построены три паровоза (рис. 11) для первой в мире железной дороги общественного пользования между английскими городами Стоктоном и Дарлингтоном.  Рис. 11. Паровоз «Ракета» Стефенсона Утром в день открытия этой дороги 27 сентября 1825 г. многочисленная толпа наблюдала историческое событие: по условному сигналу поезд из 33 вагонов с паровозом «Локомоушен» № 1 впереди, управляемый Дж. Стефенсоном, тронулся с места. Впереди паровоза следовал верховой с флагом. Многие зрители бежали за поездом, другие верхом на лошадях следовали за ним по обеим сторонам пути. Когда поезд подошел к небольшому уклону перед Дарлингтоном, Стефенсон, дав сигнал, увеличил скорость до 15 миль в час (24 км). В вагонах этого поезда находилось 450 пассажиров, а вес поезда составлял 90 т. Регулярная эксплуатация дороги началась на следующий же день. Люди съезжались отовсюду, чтобы посмотреть на новое чудо, а если удастся, то и прокатиться на нем. Символом железной дороги стал паровоз. В США первый участок железной дороги общего пользования Балтимор-Огайо протяжением 24 км был открыт в 1830 г. Предприимчивые американцы быстро поняли громадную выгоду паровых железных дорог и уже к 1869 г. построили частными компаниями 85 тыс. км путей (в среднем 2180 км в год) (рис. 12). Первый паровоз в США показан на (рис.13)  Рис. 12. Пассажирский поезд 1830-х годов
Рис. 13. Первый паровоз в США Первым тепловозом можно считать вагон-газоход, курсировавший на Дрезденской городской железной дороге в 1892 г. Мощность его двигателя составляла 10 л. с. (7,35 кВт) (рис. 14). Немецкий инженер Рудольф Дизель продемонстрировал в 1893 г. образец двигателя внутреннего сгорания, на который им в 1892 г. был получен патент. В 1897 г. Р. Дизель создал первый надежный двигатель этого типа, который был назван именем инженера. Первый дизель имел мощность 20 л. с. (14,7 кВт), его коэффициент полезного действия был выше, чем у паровых машин, и не зависел от размеров двигателя (рис. 15). Технико-экономические преимущества дизеля нашли широкое применение на транспорте, в частности, в тепловозах.
Первая железная дорога с электрической тягой появилась в 1879 г. Построил ее Вернер Сименс. Длина этой дороги, демонстрация которой состоялась на промышленной выстав¬ке в Берлине, составляла 300 м. Электрический локомотив приводился в движение электродвигателем мощностью 9,6 кВт (13 л.с.) (рис. 1.22). В том же 1879 г. в городе Брейль во Франции на текстильной фабрике Дюшен-Фурье была пущена внутризаводская линия электрической железной дороги протяженностью около 2 км. В США электровоз построил Томас Алва Эдисон (рис. 16 и 17).
В 1895 г. в США были электрифицированы тоннель в Балтиморе и тоннельные подходы к Нью-Йорку. Первая уличная рельсовая дорога появилась в Англии. Название трамвай связано с именем английского изобретателя О Трама: «Трам уэй» — дорога Трама является первоначальным названием железной дороги в Лондоне, позже — электрическая железная дорога в других городах. В 1879 г. на Берлинской выставке Э. Сименс демонстрировал электрический вагон для перевозки пассажиров. В 1881 г. в Германии была пущена первая трамвайная линия Берлин—Лихтерфельде протяженностью 2,5 км. В последующие годы трамвайное сообщение получило распространение в странах Европы и в США благодаря его очевидным технико-экономическим преимуществам и экологической чистоте по сравнению с паровой тягой. После серии испытаний в сентябре 1880 г. в Петербурге на Болотной улице была впервые проверена возможность движения электрифицированного вагона с пассажирами. Развитие трамвая в России происходило медленно из-за конкуренции с ним конно-железных дорог. Только в начале 60-х годов трамвай уступил лидерство автобусу, а с 70-х — троллейбусу, опережая метрополитен. Разновидность трамвая — скоростной, движущийся в 1,5—2 раза быстрее обычного, оснащается малошумными вагонами повышенной вместимости и комфортабельности. При этом используется опыт проектирования и эксплуатации вагонов скоростных железных дорог. Скоростной трамвай признан целесообразным видом транспорта. Строительство скоростного трамвая обходится дешевле строительства метрополитена и его эксплуатация является удобным для пассажиров дополнением метрополитена.Городская внеуличная железная дорога-метрополитен предназначена для массовых скоростных перевозок пассажиров. Название «Метрополитен» происходит от французского слова metropolitain — столичный, в России и во многих других странах — «подземка» от английского underground, американского — subway, немецкого -- Untergrundbahn. Метро отличается большой пропускной способностью, скоростью движения поездов. Впервые в мире внеуличная подземная железнодорожная линия длиной 3,6 км для поездов с паровой тягой была построена в Лондоне в тоннелях мелкого заложения и введена в эксплуатацию в 1863 г. Эта подземная дорога, соединяющая два железнодорожных вокзала, предназначалась в основном для грузовых перевозок с незначительным объемом пассажирских сообщений. Несмотря на дым от паровозов, метрополитен был необычайно популярен среди жителей Лондона. В 1890 г. в Лондоне была открыта первая в мире электрифицированная линия метро, применение которой ускорило развитие строительства подземных железнодорожных линий, так как позволило освободить тоннели от дыма и копоти, улучшить условия их эксплуатации. Первая линия городской железной дороги в США была открыта в Нью-Йорке в 1868 г. Эта дорога была уложена на металлических эстакадах, а для движения вагонов применялась канатная тяга. Такое решение позволило ускорить и удешевить строительство линии метро, отпала необходимость в устройствах вентиляции. В 1871 г. канатную тягу заменили паровой, а в 1890 г. — электрической. Однако наземный метрополитен мешал городской застройке, создавал шум. На Европейском континенте первый метрополитен был построен в Будапеште в 1896 г. В 1900 г. построены подземные линии железных дорог в Париже, позже в Мадриде, Барселоне, Токио, Стокгольме и в других городах мира В комплекс метрополитена входят: станции с пассажирской посадочной платформой и вестибюлями; пристанционные объекты энергетического и вентиляционного хозяйства; перегонные тоннели с устройствами вентиляции и водоотлива; тупики с путевым развитием для оборота и отстоя подвижного состава; мосты и путепроводы на наземных участках линии; наземные здания для диспетчерского управления движением поездов, системой электроснабжения и электромеханическими устройствами; здания для эксплуатационного персонала; электродепо. Краткая характеристика современных железных дорог мираОбщая эксплуатационная длина всех ж.д. в мире – 1,3млн. км. По назначению в мире магистральные ж.д. общего пользования составляют большую часть эксплуатационной длины всех ж.д., значительную часть этой длины составляют пути промышленного ж.д. транспорта, остальные – пути военного назначения и городской рельсовый транспорт (метрополитены.ю трамваи, монорельсовые дороги). В основном ж.д. принадлежат государственным монопольным структурам и частично – другим формам собственности и компаниям. Ширина колеи ж.д. (расстояние между внутренними поверхностями головок рельсов): 1676мм – в Индии, 1668 – в Испании и Португалии, 1600 – в Австралии, 1524 – в Финляндии и Монголии, 1520 мм – все страны СНГ (12 и Балтии (3), или все республики (до 1992г.) в СССР. 1435 мм – практически все страны Европы, Азии, Америки, Австралии, многие страны Африки. 1067мм – в Японии, Австралии (часть дорог этих стран – 1435мм) и на острове Сахалин (РФ). 1000мм – 750мм и менее (дороги узкой колеи) имеют практически все страны мира наряду с дорогами широкой колеи. Многие страны (особенно в Африке и Южной Америке) имеют дороги различной ширины колеи. Наибольшая длина ж.д. в США, России, Канаде, Индии, Китае, Украине. В Европе ж.д. являются наиболее развитым видом транспорта, а во многих странах (в России, Украине и др.) – основным по объемам перевозок пассажиров и грузов. Ж.д. сеть распределена неравномерно (от 20 до 100 км на 1 тыс.км2 территории). Наиболее густая сеть ж.д. в Чехии, Словакии, Венгрии, Польше, Украйне. Встранах Западной Европы (Англия, Франция, Германия, Италия, Швеция) широко применяется скоростной ж.д. электротранспорт, на многих линиях средние скорости составляют свыше 300к в час, объем пассажирских перевозок в основном превышают объем грузовых, но составляет всего 6-8% от их общего объема, т.к. основные виды транспорта здесь автомобильный и морской (в странах Восточной Европы – России, Украине, Белоруссии, Польше, странах Балтии и др. – наоборот). Электрифицированные линии составляют значительную часть общей длины ж.д. в некоторых странах превышают ½ и достигают ¾ длины с тенденцией их дальнейшего развития. В Швейцарии наивысший в мире уровень электрофикации (98%). Действуют ряд морских паромных и ж.д. переправ, подземные тоннели между Францией и Италией (под Альпами) и между Францией и Англией (под проливом Ла-Манш) и д. Строятся многокилометровые мосты через морские проливы между Данией и Швецией, между азиатской и европейской частями Турции и др. Развиты контейнерные интермодальные перевозки по международным и ж.д. направлениям (коридорам), широко применяются современные информационные технологии и достижения (подвижной состав на магнитном подвешивании и т.д.) Существует общеевропейская сеть ж.д., Общий парк грузовых вагонов превышает 300 тыс. единиц 25 стран имеют мощности локомотиво – и вагоностроения и др. технических средств, обеспечивают собственные потребности в подвижном составе и производят его на экспорт, в основном в Азию и Африку. В Азии развитый ж.д. транспорт имеют только 8 стран ( Россия, Грузия, Индия, Китай, Южная и Северная Кореи, Япония, Казахстан). Они же имеют собственное локомотиво – и вагоностроение (в т.ч. паровозов в Индии и Китае) и наибольшее количество подвижного состава. Еще в нескольких странах континента имеется вагоностроение и производство технических средств ж.д.. транспорта. Наиболее развитым в техническом отношении являются ж.д. Японии. Новейшее достижения обеспечивают высокую надежность и значительные объемы перевозок (особенно грузовых) основным видом транспорта в Индии и Китае они также занимают их значительную часть, хотя уровень электрификации в этих двух и в ряде других странах невысокий. Действует международный ж.д. коридор Европа – Азия, выполняя в основном контейнерные перевозки между морскими портами двух континентов. Меньшее значение и технический уровень имеют ж.д. в остальных странах Азии, а в целом ряде стран их нет. В Индии, Китае и в др. странах используется паровая тяга, часть ж.д. в ряде стран имеют разную ширину колеи или не соединены в единую сеть, не имеют средств интервального движения и централизации, не электрифицированы. ЗаключениеСтремление к быстрейшему преодолению расстояний – одна из естественных потребностей человека. Поэтому борьба за скорость на железных дорогах ведется с момента их возникновения. Все более широкую популярность в мире получает принципиально новое направление в развитии традиционных железных дорог - высокоскоростной железнодорожный транспорт. Это направление предусматривает строительство новых железнодорожных линий и создание высокоскоростного подвижного состава по специальным техническим условиям. Благодаря созданию высокоскоростных сообщений железные дороги многих стран получили второе дыхание, и после некоторого спада железнодорожный транспорт вновь переживает бурный подъем. Библиографический список
|
