Историко-географическое развитие различных видов транспорта

В 1764 году гениальный русский гидротехник Козьма Дмитриевич Фролов построил на Алтае на берегах двух рек Змеевки и Корбалихи, где раскинулся Змеиногорский рудник, первое в мире полностью механизированное предприятие по добыче и обработке руды. На этом предприятии вагонетки, груженные рудой, перемещались, по первым в мире металлическим рельсам. На этом же руднике Фролов сделал первую попытку использовать для передвижения вагонеток механическую силу. Они двигались с помощью вращаемых водой колес, лебедок и канатов.

Рельсовый путь Фролова намного опередил подобные изобретения за пределами России, в частности и «первый рельсовый путь «англичан, который появился на металлургических заводах Дерби в графстве Йоркшиль лишь спустя четыре года.

Успех Фролова не был единичным. В 1788 году на Александровском чугунолитейном заводе в Петрозаводске строится под руководством А. С. Ярцева чугунная дорога длиной более 160 метров. Рельсы этого пути были уголковые. По одной, горизонтальной, полке катились колеса тележек, а другая вертикальная, не позволяла им соскакивать в сторону.

Можно предполагать, что подобные «чугунки» - так называли в то время первые рельсовые пути - существовали в те годы и на других металлургических заводах.

По ровной поверхности чугунных рельсов катились еще лучше, и теперь уже одна лошадь могла везти несколько телег. Так задолго до изобретения паровоза появился первый железнодорожный поезд.

Развитие рельсового транспорта в России продолжалось. В1806 году сын Фролова Петр Фролов, которого по праву называют пионером рельсового транспорта, идя по стопам отца, предложил проект пост ройки чугунных дорог. По его замыслу чугунные дороги должны были дополнить естественные водные пути и каналы. Проект не нашел поддержки, его автор смог лишь добиться разрешения на постройку опытной дороги протяженностью 1867 метров. И в 1810 году первая в России рельсовая дорога с конной тягой вошла в строй. Она отличалась от приспособленных к рельефу местности английских дорог тем, что была строго горизонтальной благодаря постройке моста, виадука и выемки. На дороге были уложены чугунные рельсы с выпуклой поверхностью катания. Чугунные же ободья повозок имели желобчатую поверхность. Рельсы посредством приливов на их концах укреплялись на продольных деревянных брусьях и вместе с ними укладывались на шпалы.

Состав из трех вагонеток тянула одна лошадь, перевозя за день до 65 тонн руды. Путь в оба конца занимал полтора часа. Фролов применил также поворотный круг для перемещения состава на боковые ветки. Транспортировка такого количества руды по грунтовой дороге потребовала бы 25 лошадей. Начальство с удовлетворением отметило, что на Змеиногорской дороге и «Выгода к перевозке руд против обыкновенной столь очевидна, что делает честь основателю». Дорога превосходила все подобные сооружения, имевшиеся в то время за рубежом. Лишь спустя 17 лет подобная дорога была построена в Америке. Тем не менее фроловские проекты больших рельсовых дорог так и не были осуществлены.

Рельсовые пути на Змеиногородском руднике и Александровском заводе, конная «чугунка» Петра Фролова были первыми прообразами железных дорог наших дней.

В то время промышленность бурно развивалась: строились фабрики открывались новые рудники и шахты, крепло сталелитейное производство. Развивающейся промышленности уже не хватало энергии, которую давали сила падающей воды, ветер и мускулы лошади. Жизнь настоятельно требовала созданию новых, более сильных двигателей, не зависящих от стихии.

Такой двигатель дал нам наш соотечественник, горный мастер Иван Ползунов. Сын солдата, Ползунов родился в Екатеринбурге в 1728 году. Закончив заводскую школу работал «механическим учеником».

В 1745 году семнадцатилетний Ползунов попадает на Алтай, на Колываново - Воскресенские заводы. Здесь в центре алтайской горнорудной промышленности он остро почувствовал требования производства, запросы которого вода как источник энергии уже не могла удовлетворить. И Ползунов решил «пресечь водяное руководство». Чтобы осуществить свой замысел, он задумал построить «огненную машину», которая бы «способной по воле нашей, что будет потребно справлять».

Прошло почти полвека, прежде чем человек поставил паровую машину на колеса и заставил ее перемещать грузы.

Первые прототипы будущего паровоза появляются в начале XIX века. В то время еще плохо были изучены законы сцепления колес с рельсами, и люди думали, что колеса самодвижущейся повозки будут скользить по гладкой поверхности рельса, вращаясь на одном и том же месте. Поэтому человек стал работать над созданием таких приспособлений, которые могли бы помочь повозке передвигаться по гладким рельсам.

Появляется паровоз с зубчатыми колесами, которые при вращении зацеплялись за зубья рейки, уложенной вдоль пути. Но зубья оказались плохими помощниками - часто ломались и поэтому от них пришлось отказаться.

Вслед за паровозом с зубчатыми колесами появляется паровоз с ногами, похожий на гигантского кузнечика. Но этому необычному шагающему паровозу не суждено было благополучно закончить свой путь. Спустя несколько минут, когда поезд уже преодолел два десятка метров, раздался взрыв - лопнул котел. За свои ноги этот паровоз получил название «шагающей машины».

Весной 1813 года один из владельцев Клингвортских копей лорд Лавенсворт получил письмо, в котором машинный мастер Стефенсон предлагал заменить лошадей» ходячими машинами. «Автор письма сам брался построить их и просил лишь средств на покрытие расходов. Стефансон получил согласие, а вместе с ним и необходимые деньги.

Спустя год паровоз был готов. Он имел четыре колеса диаметром 90 сантиметров и котел длиной 2,4 метра. Машина состояла из двух цилиндров. Движение поршней передавалось колесам при помощи зубчатой передачи. 25 июля 1815 года паровоз испытали. По словам очевидца, он мог «тащить помимо собственной тяжести, восемь груженых повозок, общим весом около тридцати тонн со скоростью четыре мили в час». В том же году Стефенсон создает второй паровоз, а в 1816 году третий. Он строит не только паровозы, но и дороги. 18 ноября 1822 года при огромном стечении зрителей была открыта Геттонская железная дорога длиной 12, 8 километра, построенная по его проекту. В наши дни изобретателем паровоза справедливо считают Стефенсона. Но сам Стефенсон в свое время был несколько другого мнения. «Паровоз, - сказал он, - изобретение не одного человека, а целого поколения инженеров-механиков». И он был прав. Усилиями многих талантливых изобретателей поставленная на колеса паровая машина приобрела дошедшие до наших дней формы паровоза, а примитивные рельсовые дороги копий и заводов превратились в пути сообщения массового пользования.

В России представителями этого замечательного поколения были уральские крепостные механики Ефим Алексеевич и его сын Мирон Ефимович Черепановы. В своем письме известному уральскому заводчику Демидову 27 марта 1828 года Ефим Алексеевич писал: «Сколько позволяют силы ума моего, стараюсь неослабно заводить машины для пользы заводов, для облегчения сил трудящихся». Эти слова вместе с сыном он подкреплял делами.

Испытания первого паровоза дали хорошие результаты, и уральские механики, несмотря на консерватизм царских чиновников, продолжали трудиться над его усовершенствованием. В 1835 году они построили второй паровоз, который был намного сильнее первого: он мог везти до 17 тонн груза.

Однако, несмотря на высокие по тому времени качества русского паровоза создатели были незаслуженно забыты. Правящие круги царской России похоронили гениальное творение замечательных русских изобретателей - уральских механиков.

2.1.2.     Электровозы, тепловозы

В середине 90-х годов XIX века в США был построен первый электровоз постоянного тока, получавший энергию от тяговых подстанций, и электрифицирована железнодорожная линия.

В СССР первая электрифицированная железнодорожная линия с мотор вагонными электропоездами появилась в 1926 году первые электровозы в 1933 году.

Первый магистральный тепловоз был построен в СССР в 1924 году по проекту Я. М. Гаккеля.

Электрическая и тепловозная тяга вытеснила прежнюю паровую тягу со всех многочисленных магистралей нашей страны.

На пригородных электрифицированных линиях пассажиры ездят в электропоездах (электричках), состоящих из моторных и прицепных вагонов. Пригородный электропоезд может развивать скорость до 130 км/ч.

Тепловозы появились на советских железных дорогах более полувека назад по инициативе В. И. Ленина. Тепловоз сложнее электровоза и стоит дороже, зато он не требует контактной сети, тяговых подстанций. Тепловоз можно использовать везде, где только уложены железнодорожные пути. Но он нуждается в нефтяном топливе, запасы которого ограничены.

2.1.3.     Метрополитен[2]

В 1863 г. в Лондоне построена первая линия метрополитена (3, 6 км). С 1868 метрополитен действует в Нью-Йорке. Старейшие метрополитены на Европейском континенте - Будапештский (1896), Венский (1898) и Парижский (1900). В последствие метрополитены были построены в Мадриде, Барселоне, Афинах, Стокгольме, Осло, Токио и других городах.

В Российской Федерации первая линия метрополитена была введена в Москве (1935); действуют метрополитены в Санкт-Петербурге (с 1955), Нижнем Новгороде (с 1985), Новосибирске (с 1985), Волгограде (с 1985), Самаре (с 1987), Казани (с 2005 года), в Екатеринбурге (1991), ведутся подготовительные работы по строительству метрополитена в Челябинске, Красноярске, Ростове-на-Дону, Омске, в других городах, предусматривается также сооружение метрополитена в Перми. В 20 в. многие станции метрополитена - монументальные сооружения с индивидуальным архитектурно-художественным обликом.

2.2. Автомобильный транспорт

Автомобильный транспорт возник в конце XIX века. Но до конца первой мировой войны 1914-1918 годов он оставался главным образом местным видом транспорта, дополнявшим и постепенно заменявшим гужевой транспорт во всех областях его применения: в городских (уличных) сообщениях, в доставке пассажиров и грузов железнодорожным станциям и пристаням (и от них к месту назначения), а кое где и в самостоятельных перевозках в районах, лишенных железных дорог и речных путей. Начиная с 20-х годов ХХ века автомобильный транспорт начал конкурировать с железнодорожными дорогами и внутренним водным транспортом.

В целом в эпоху общего кризиса капитализма и особенно в период после второй мировой войны удельный вес железных дорог в транспортной системе наиболее развитых капиталистических стран снижается. В США на железные дороги приходится уже менее половины всей работы внутреннего транспорта по перевозке грузов и пассажиров. Техническое развитие железнодорожного транспорта идет по пути внедрения новых видов тяги: тепловозной тяги в США, где нефтетопливо дешево, и электрической тяги в европейских странах и в Японии, особенно там, где мало угля и имеется дешевая гидроэнергия. Быстро развивается в капиталистических странах автомобильный транспорт. В США, при наличии 1, 8 млн. километров дорог с твердым покрытием, около 15-16% всего грузооборота и 32% пассажирооборота совершается автомобилями (автобусами, а легковыми машинами во много раз больше).

Развитие транспорта во всех странах оказало большое влияние и на развитие промышленности, так как транспорт предъявляет значительный спрос на топливо, металл, лес и др. В 19 веке крупнейшим потребителем продукции тяжелой промышленности был ж\д транспорт. В настоящее время одним из наиболее крупных потребителей промышленной продукции (металл, горючее и др.) является автомобильный транспорт.

Слово» автомобиль» означает «самодвижущийся». В наше время автомобиль - самое распространенное средство механического транспорта. Во всем мире насчитывается более 300 млн. автомобилей. Первые попытки создать самодвижущуюся повозку были сделаны еще два века назад. Так, в России в 80-е гг. ХVIII в. над ее проектом работал известный русский изобретатель И. П. Кулибин. В 1769-1770гг. французский изобретатель Ж. Кюньо построил трех колесный тягач для передвижения артиллерийских орудий. «Тележку Кюньо» считать предшественницей не только автомобиля, но и паровоза, поскольку она приводилась в действие силой пара. Паровые тележки для обычных дорог строились также в Англии, и в России, однако были они тяжелыми, неудобными для пользования и потому широкого распространения не получили.

Появление легкого, компактного и достаточно мощного двигателя внутреннего сгорания открыло широкие возможности для развития автомобиля. В 1885 году немецкий изобретатель Карл Бенц построил четырехтактный бензиновый одноцилиндровый двигатель с искровым зажиганием. На стенде он развил 300 оборотов в минуту и показал мощность около 2/3 лошадиной силы. В 1886 году Карл Бенц получил патент на свое самоходное детище. Но понадобилось еще около десяти лет, чтобы сделать его практически пригодным и коммерчески рентабельным.

Имя Бенца широко известно и сегодня по названию западногерманской фирмы «Даймлер-Бенц». Она выпускает пользующиеся заслуженной популярностью автомобили марки «Мерседес-Бенц» первая часть названия фирмы связана с именем еще одного выдающегося изобретателя - инженера Готлиба Даймлера.

Даймлер сконструировал собственный легкий четырехтактный бензиновый двигатель. Штургартский инженер сделал его быстроходным, развивавшим около 700 оборотов в минуту. Это позволило получить более высокий КПД и вдвое большую удельную мощность.

Подход Даймлера к проблеме был более масштабным, чем у Бенца, в большей степени коммерческим и экономически выверенным. Если инженер из Мангейма шел к своей самоходной трех колеске классическим путем изобретателя-одиночки, хотя и был совладельцем фирмы, то степенный Даймлер создал свой безлошадный экипаж, исходя из общественных и экономических потребностей, подобно тому, как такие задачи решают сегодня солидные исследовательско-конструкторские организации.

Даймлер занялся постройкой аппаратов, на которых его двигатели мог ли использоваться. Первым из них стала моторная лодка с двигателем «Даймлер», затем «повозка для верховой езды с керосиновым двигателем» - прообраз нынешнего мотоцикла с двумя деревянными колесами и деревянной же рамой. А самый новый свой двигатель объемом 462 кубических сантиметра (вдвое меньше чем у Бенца) и мощностью 1,1 лошадиной силы (на 40% больше, чем у Бенца) изобретатель-коммерсант поставил на обычный конный экипаж.

История техники объединила импульсивного Карла Бенца и рассуди тельного Готлиба Даймлера в звании независимых друг от друга изобретателей автомобиля. Как ни странно выглядят их экипажи с современной точки зрения, но в каждом из них есть немало общего с автомобилями сегодняшнего дня.

Почти одновременно с Бенцем и Даймлером сотни энтузиастов в разных странах пытались создать автомобиль. История сохранила имена французов Э. Делямар-Дебутвиля и Л. Маландена, оформивших патент в 1884 году, создавших действующую конструкцию, но не сумевших внедрить ее в производство. А американец Д. Селден получил патент еще раньше, в 1879 году, но еще долго не мог построить машину. Австриец З. Маркус воплотивший идею автомобиля в дереве и металле, забыл оформить на него должным образом авторское свидетельство, а потом потерял интерес к своему изобретению. Нечто подобное произошло с конструкцией датчан А. Хамеля и Х. Юхансона. Всего было зарегистрировано 416 заявок. Тем не менее Генри Форда все считают одним из первооткрывателей автомобильной эры.

Есть сведения, что первый русский автомобиль был построен в 1882 году Путиловым и Хлобовым в небольшом городке на Волге. Достаточных документальных подтверждений этого факта, однако, пока не получено. О машине Е. А. Яковлева и П. А. Фрезе известно гораздо больше. Она демонстрировалась в действии на всероссийской художественной выставке в Нижнем Новгороде в 1896 году.