okl mt 05-2008 pomocnicze.qxd

kolej
nictwo
Lokomotywy parowe pojawiły się z początkiem XIX wieku.
Te pierwsze nie tylko różniły się znacznie od znanych nam
dojrzałych konstrukcji parowozów z XX wieku, ale wobec braku
wcześniejszych doświadczeń i zadowalającego wzorca –
– same przedstawiały wielość form i rozwiązań technicznych.
8 października
Ojciec i syn – Jerzy (1781–1848)
i Robert (1803–1859) Stephensonowie.
Jacek Wardęcki
na deszczowym wzgórzu
26
Za pierwszą lokomotywę
uważa się konstrukcję Richarda
Trevithicka z 1804 roku. Jego pojazd ma wiele cech wspólnych ze
stacjonarnymi maszynami parowymi – duże koło zamachowe, jeden
cylinder, przeniesienie napędu za
pomocą kół zębatych, brak miejsca
dla maszynisty (palacza), który
musiał iść obok toru. Przez kilka
lat pojazd służył do transportu żelaza w południowej Walii i dobitnie udowodnił, że można przewieźć węgiel wagonami z kopalni
do portu taniej i szybciej niż transportem konnym.
W 1808 roku Trevithick zaprezentował w Londynie jeszcze
jeden pojazd nazwany nieco przewrotnie Catch-me-who-can (Złap
mnie, kto potrafi). Lokomotywa
została potraktowana jednak tylko
CZŁOWIEK, KOŃ, CZY...?
W tym okresie prasa od czasu do czasu informowała o kolejnych – mniej lub bardziej udanych
próbach z pojazdami napędzanymi
silnikiem parowym. Jednym z bardziej utalentowanych i zdeterminowanych konstruktorów był George Stephenson. Podczas budowy
linii Stockton – Darlington, rozpoczętej w 1821 roku a mającej służyć do wywozu węgla kamiennego
z kopalni do portu, właściciele ogłosili zapotrzebowanie na siłę pociągową określoną jako „ludzką,
końską lub inną”. Dla Stephensona
było oczywiste, że chodzi o „inną”.
W 1924 roku lokomotywa, którą
nazwał „Locomotion” była w trakcie budowy w jego warsztacie
w Newcastle. 27 września 1925 roku wzięła udział w uroczystym otwarciu linii. I tu nie obyło się bez
sceptycyzmu. Pasażerowie obawiali się eksplozji kotła, bądź innej
awarii technicznej, od której mogliby ucierpieć. Wkrótce przywrócono więc trakcję konną w pociągach pasażerskich. Parowóz pozostał natomiast w ruchu towarowym i faktycznie, jego eksploatacja nie odbywała się bez przeszkód.
Podzespoły niedostatecznie przystosowane do trudnych warunków
i ciągłej pracy, ulegały częstym
awariom, w wyniku czego parowóz sporo czasu spędzał w war-
Parowóz Rocket.
MINI QUIZ MT
WĘDRUJĄCY SILNIK
jako atrakcja, a po wykolejeniu
i uszkodzeniu konstruktorowi zabrakło wytrwałości do naprawy.
CZYTAM, WIĘC WIEM
M
łody wytwór myśli technicznej z trudem torował sobie
drogę do szerszego zastosowania. Zazwyczaj konstruktor musiał przedstawić zalety pojazdu
i obalić najróżniejsze, wręcz kuriozalne obawy, by pokonać opór
sceptyków. Na powstających żelaznych szlakach powszechnie stosowano napęd konny, w najlepszym wypadku stacjonarną maszynę parową wprawiającą w ruch
wagoniki za pomocą lin. Były to
rozwiązania przestarzałe, posiadające liczne ograniczenia, które uniemożliwiały osiągnięcie pożądanej
siły pociągowej oraz prędkości.
Z wyścigu została wycofana:
a) Rakieta
b) Nowość
c) Wytrwałość
Edgehill
el poziom
tun :48
LIVERPOOL 1
Wapping
1 81
5
8
1:1092
5 81
n
isto
Wh lane
P 6
9
1:
1 21
Rainhill
poziom
1 87
Sut
Pla ton
1:9 ne
6
1 21
1:2640
2 21
1:880
6 21
Chat Moss
1:1200
5 21
poziom
MANCHESTER
Liverpool Road
4 21
[mile]
Przebieg linii kolejowej Liverpool – Manchester i jej schematyczny profil podłużny.
sztacie. Sytuacji nie poprawiał mało wytrzymały tor, którego stan
szybko się pogarszał.
Stephenson nie poprzestał
na opracowaniu Lokomocji. Wkrótce został głównym inżynierem zatrudnionym przy projektowaniu
i budowie linii kolejowej w północnej Anglii. Powstająca kolej miała
połączyć dwa szybko rozwijające
się miasta – portowe Liverpool
z przemysłowym Manchesterem
dwutorową linią służącą głównie
przewozom artykułów spożywczych, surowców (bawełna, węgiel) oraz produktów przemysłowych – wyrobów bawełnianych
oraz maszyn. Z rozmachem zaprojektowana „linia główna” wymagała zastosowania nowego rodzaju
siły pociągowej. Jerzy Stephenson,
jako główny inżynier, już podczas
budowy linii zdecydowanie przekonywał do użycia w przyszłości
jakiegoś unowocześnionego parowozu. Jednak paru szefów towa-
rzystwa wciąż miało wątpliwości
wynikające z niezbyt zachęcających doświadczeń z dotychczas
używanymi maszynami (np. Locomotion na linii Stockton – Darlington), wskazując na ich niską
prędkość i moc oraz awaryjność.
Dodatkowo przekonywani przez
ekspertów stali na stanowisku,
że najlepszym rozwiązaniem będzie stacjonarna maszyna parowa
napędzająca liny, do których podłączy się wagony. W 1828 roku
Stephenson był tak zajęty nadzorem nad przebiegiem prac budowlanych, że zlecił synowi Robertowi,
wówczas 24-letniemu, kompleksowe udoskonalenie konstrukcji lokomotywy. Wraz z grupą zdolnych
rzemieślników z fabryki w Newcastle Robert przystąpił do analizowania każdego rozwiązania, które pomogłoby usunąć wady dotychczas stosowanych maszyn
oraz spełnić wymogi linii głównej
– począwszy od wytrzymałości,
Parowóz Novelty.
MANCHESTER
LIVERPOOL
LONDYN
niezawodności i ekonomiki eksploatacji podzespołów, po kształt
i sposoby wytwarzania. Zatrudniony rysownik pomagał zaprojektować wzajemne ułożenie części, tak
aby konstrukcja nie przekroczyła
założonego rozmiaru i ciężaru. Robert zastosował opracowane ulepszenia w szeregu lokomotyw próbnych, dzięki czemu mógł ocenić
ich wartość i zweryfikować kierunek poszukiwań. Trzy kolejne lata
przyniosły imponującą ilość udoskonaleń. Dzięki nim uciążliwa i zawodna kopalniana „maszyna transportowa” przekształciła się
w trwałą, solidną i wydajną lokomotywę. Jednym z najdoskonalszych prototypów okazała się Rakieta.
Chociaż zadanie usprawnienia pojazdu wyglądało na zakończone sukcesem, wciąż nie brak
było oponentów sprzeciwiających
się wyłączności lokomotywy parowej jako siły pociągowej.
Twierdzili oni, iż tak jak na linii
Stockton – Darlington lokomotywa
będzie środkiem zawodnym i kosz-
27
kolej
nictwo
Niezrównana, jednak podczas ósmej jazdy także zawiodła pompa
wodna, co doprowadziło do wytopienia korka bezpieczeństwa. Pospieszna naprawa okazała się nieskuteczna. Stephensonowie mieli
więc powód do satysfakcji. Oprócz
tego, że otrzymali nagrodę, Rakieta, która z nawiązką spełniła oczekiwania sędziów została zakupiona
przez kolej L&M za 550 funtów.
ZWYCIĘSTWO DZIŚ,
A JUTRO?
Pociąg inaugurujący przewozy pasażerskie na linii Liverpool – Manchester.
A.B. Clayton, 1830 r.
townym w eksploatacji. Ale Stephenson senior, znając osiągnięcia
syna, na tyle rzeczowo przekonywał sceptyków, że wiosną 1829 roku zarząd kolei L&M podjął decyzję o przeprowadzeniu próby – swoistego konkursu na lokomotywę,
która najlepiej spełni postawione
wymagania. 25 kwietnia publicz-
Parowóz Sans-Pareil.
nie ogłoszono konkurs „otwarty
dla wszystkich przybyłych”. Jako
nagrodę wyznaczono 500 funtów.
Czas i miejsce zaplanowano na
1 PAŹDZIERNIKA,
W RAINHILL
28
Tego dnia na starcie pojawiło się czterech poważnych konkurentów. Ponieważ niektóre lokomotywy nie były jeszcze w pełni gotowe a warunki udziału okazały
się nieprecyzyjne, rozpoczęcie konkursu przełożono na 8 października. Do jazd wybrano poziomo położony prosty odcinek linii o długości 1,5 mili w Rainhill niedaleko Liverpoolu. Linia do Manchesteru
była wciąż w budowie i tu był jedyny odcinek nadający się do zawodów. Krótkie, również poziome
i proste fragmenty linii poza obydwoma końcami odcinka służyły
rozpędzaniu, wytracaniu prędkości
i zmianie kierunku jazdy. Każda
z lokomotyw miała pokonać odcinek dziesięciokrotnie tam i z powrotem, uzupełnić paliwo i wodę
i ponownie dziesięciokrotnie przejechać 1,5 mili w obie strony. Stanowiło to w zamierzeniu odpowiednik przejazdu na trasie Liverpool – Manchester i z powrotem.
Dodatkowe warunki dotyczyły ciężaru pojazdów oraz ciągniętego
ładunku. Do konkursu przystapiły:
Novelty (Nowość), Sans-Pareil
(Niezrównana), Rocket (Rakieta)
i Perseverance (Wytrwałość).
Oprócz sędziów i licznych inżynierów, na zawody przybyło 15 000
osób ciekawych niecodziennej
atrakcji technicznej.
Jako pierwsza w pełni gotowa ruszyła Rakieta. Ciągnąc trzynaście ton pokonała 35-milową trasę, łącznie z zatrzymaniami i zmianami kierunku jazdy, w godzinę
i 48 minut. Powtórka zajęła 2 godziny i 3 minuty. Osiągnęła maksymalną prędkość około 29 mil/godzinę. Pozostałe lokomotywy miały
wyraźnie mniej szczęścia. Wytrwałość, której po uszkodzeniu podczas transportu do Rainhill, nie
udało się dostatecznie przygotować do jazdy, została wycofana
z konkursu. Nowość, zbudowana
w Londynie, w którym nie było
jeszcze kolei, nie została wystarczająco sprawdzona przed zawodami. Przypadkowe odcięcie dopływu wody do kotła wkrótce po starcie spowodowało pęknięcie pompy
i eliminację lokomotywy będącej
faworytką publiczności. Zagrożeniem dla Rakiety wydawała się
Cóż spowodowało tak zdecydowaną przewagę Rakiety nad
rywalami? W trakcie budowy Stephensonowie zastosowali szereg
nowatorskich i udanych rozwiązań. Przede wszystkim wyposażono kocioł w 25 płomienic, co dzięki
dużej powierzchni grzewczej zapewniło wysoką wydajność wytwarzania pary. Zastosowano
trwalszą od żelaznej – miedzianą
skrzynię ogniową. Użyto resorów
piórowych zapewniających spokojniejszy bieg maszyny i lepszą
współpracę z torem. Pozwoliło
to jednocześnie na uproszczenie
układu przeniesienia napędu (krzyżulca i korbowodu). Sprawdził się
też, działający w oparciu o mimośrody umieszczone na osi napędnej,
system rozrządu pary (zwany później rozrządem Stephensona). Parowóz był dwuosiowy, miał dwa
cylindry ułożone pod kątem ok. 45°
do poziomu. Zapas węgla i wody
w beczce mieścił się na doczepionym tendrze.
Choć konstrukcja miała wiele istotnych innowacji w stosunku
do poprzednich egzemplarzy, proces ewolucji parowozu bynajmniej
się nie zakończył. Już wkrótce kolejne lokomotywy z warsztatu
w Newcastle, choć też zaliczone
przez producenta do typu Rakiet,
otrzymają nowe rozwiązania, które
pozwolą zaryzykować twierdzenie,
że między Rakietą z Rainhill a Rakietą zbudowaną rok później jest
więcej różnic niż między tą ostatnią a parowozami współczesnymi.
Po otwarciu kolei Liverpool – Manchester zakupiono dla niej jeszcze
osiem ulepszonych parowozów
Stephensona. Wkrótce linii kolejowych zaczęło szybko przybywać,
nie tylko w Anglii. Wyścigi w Rainhill przeszły do historii. Wyścig na
nowych szlakach właśnie się rozpoczął.