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12要想富,修铁路
在英国,内河和沿海水运是最方便的运输方式。自15世纪来,英格兰政府就授权一些公司改善内河航运。到18 世纪初,内河可航行的总长度接近1400 英里,除山区外,英国绝大部分地区距离这些通航内河不过15 英里。 随着国内物流的日益增大,18 世纪中期,英国掀起了开挖运河的热潮,桑基运河(1757 年)和布里奇沃特运河(1761 年)相继完工。这些运河的开凿得到议会的支持,1758 年—1820 年,议会通过 165 项“运河法”,推动各地开凿运河。 至1830年,英格兰和威尔士约有运河 300 英里,苏格兰有183 英里。至此,英国已大体形成了一个沟通各大内河、连接内地...全部
12要想富,修铁路
在英国,内河和沿海水运是最方便的运输方式。自15世纪来,英格兰政府就授权一些公司改善内河航运。到18 世纪初,内河可航行的总长度接近1400 英里,除山区外,英国绝大部分地区距离这些通航内河不过15 英里。
随着国内物流的日益增大,18 世纪中期,英国掀起了开挖运河的热潮,桑基运河(1757 年)和布里奇沃特运河(1761 年)相继完工。这些运河的开凿得到议会的支持,1758 年—1820 年,议会通过 165 项“运河法”,推动各地开凿运河。
至1830年,英格兰和威尔士约有运河 300 英里,苏格兰有183 英里。至此,英国已大体形成了一个沟通各大内河、连接内地各大经济区并由四大港口通向海外市场的国内水运网。
不过英国陆地上的道路却很恶劣,在18世纪以前英国的道路一般不能行驶有轮子的车,商人们只能使用驮马把他们的货物从一个地方运到另外一个地方。
为了改善陆地交通,自18世纪初,一些税道公司相继成立,负责维修公路。至19世纪30年代,仅英格兰和威尔士就建立了税道公司1000余家,修筑税道2。2万余英里,形成了以伦敦为中心向全国各地辐射的巨大公路运输体系。
由于采用了新技术,税道黑夜雨天皆可通行,既加快了运输速度,也降低了运费。
然而,税道所行驶的一直是木制马车,而在一些边远山区则仍然是畜力驮运,堆积如山的棉花、布匹、煤炭,使古老的马车不堪重负。
对于这些大宗货物的搬运,四、五公里陆路运输的花费,比从纽卡斯尔到伦敦在海上航行480公里的运费还要多。
因此,对于如何把煤从山区的产地运到需要它的地方,人们逐渐把目光放在寻找较好的运输工具上!
其实早在17世纪初人们就发现:在轨道上行驶比在公路上行驶能明显减小摩擦力,为了快捷的运输,1630 年,纽卡斯尔附近的煤矿首先使用木制的矿车轨道。
不久,尝到甜头的矿主们以板轨代提容易磨损的木料,有的在木轨外面包一层铁皮,让马车在这些“铁路”上行驶更加省力。18世纪60年代以后,随着英国炼铁产量的提高,铸铁轨开始取代木轨和板轨。到18 世纪末,纽卡斯尔附近的煤矿使用熟铁轨后,消耗同样动力的车辆可以载运比公路多25倍的货物。
在铁轨上,一个童工能拉着一吨重的货车前进,过去用20匹马才能拉动的东西,现在只要一匹马就能胜任。
在瓦特的“万能”蒸汽机问世时,有人就觉得让蒸汽车在铁轨上行驶较有发展前途:一方面可以利用铁轨减少摩擦,另外,蒸汽车辆可以挂几节车厢,使车辆的空间扩大。
1800年,英国工程师理查德•特里维西克研制出利用高压蒸汽工作的蒸汽机后,1802年他和他的堂兄维维安一起,提出了一项包括固定式和道路机车两用蒸汽机机械构造的专利,还在伦敦的一段环形铁路上展出了他们的机车。
不过,波尔顿和瓦特熟知后竭力阻止,控告特里维西克和维维安侵犯了瓦特蒸汽机的专利权。他们的指控被英国法院驳回后,波尔顿和瓦特又游说国会,说:凭他们多年的经验,高压锅炉很容易爆炸,为防止灾难发生,必须禁止高压蒸汽机的生产。
而英国上议院的一些议员,早就认为波尔顿—瓦特工厂的垄断,损害了自己的商业利益,把瓦特蒸汽机的专利权看作眼中钉,所以,国会再次拒绝了波尔顿和瓦特的要求。
1803年,突破了波尔顿和瓦特阻碍后,特里维西克在康沃尔承建了一台蒸汽机车。
这台自重5吨多的机车,可以拉10吨重的货物,以每小时5英里的速度行驶。不过,负载运行于彭达伦铁厂到运河对岸格拉摩根的铁路很脆弱,在机车沉重的负载冲击下,这条9。75英里长的铸铁铁轨经常断裂。于是,特里维西克又设计了一辆轻型的机车,在大幅减轻了自身的重量后,机车甚至能在木轨道行驶。
但它却牺牲了效率,能拉的东西也不比它本身重多少。特里维西克和维维安在失望之下,放弃了继续研究。
不过他们的发明引起了其他工程师的浓厚兴趣。
乔治•斯蒂芬森出生于一个煤矿工人家庭。
由于家境贫困,小斯蒂芬森八岁就要给别人放牛。在度过了6年的放牧生活后,十四岁的斯蒂芬森跟随父亲到一家煤矿上,给一个蒸汽机烧锅炉的工人当助手。从此,他白天忙于做工,擦洗机器,晚上则刻苦学习文化。
为了掌握蒸汽机的工作原理与操作技术,他上了煤矿的工人夜校。在夜校学到一些技术知识后,又开始对研究其他机械产生了兴趣。兴趣是最好的老师,这个放牛娃出生的小青工,经过多年的勤奋学习和实践,使他获得了作为一名机械技师所需的知识。
1809年,斯蒂芬森二十八岁那年,他修好了一辆别人不能修好的运煤车,于是被矿山任命为工程师。
当时,伦敦常常举办各种工业展览会,当上了工程师的斯蒂芬森终于有机会前往伦敦参观这种高层次的会展。
1812年,斯蒂芬森在工业展览会上看到了当年特里维西克和维维安展出的蒸汽机车模型。兴趣、也是斯蒂芬森在矿山天天遇到煤的运输问题,又激发了他研制蒸汽机车的愿望。
所以回到矿山后,他就向矿山建议设计一台蒸汽机车来代替马拉煤车,这一合理化建议,立即得到同样被卖煤难问题困扰的老板批准。
依仗斯蒂芬森对蒸汽机和一般机器的基础知识了解比较透彻,加上运气使然,经过两年的努力,斯蒂芬森领导的攻关小组在1814年成功造出了第一台蒸汽机车。这台蒸汽机车在斯托克顿——达林顿的矿山铁路上试车时,在运载了30吨煤后,能以每小时6。
4公里的速度行驶。
当这台丑陋的庞然大物突然在山野间喷着浓烟,颠簸着发出隆隆巨响,呼啸而过的时候,周围的飞禽走兽吓得落荒而逃,还把参加试车的一位议员和一位董事长摔伤。为此,一些信奉神学的教徒认为火车的隆隆声会惊扰上帝的安宁,指责火车惊动了铁路两旁的生灵:如牛羊会因此受惊而不敢吃草,人类将因此失去乳汁;鸡鸭会因此受惊而不敢进食,人类将因此失去禽蛋。
更惊呼锅炉会爆炸,车厢会颠覆,乘客会因此遇难。有些人则认为火车太笨太慢,不如马车好,他们乘坐马车与火车赛跑,以此讥笑火车还没有马车跑得快。
在一片反对声中,不过放牛娃出生的斯蒂芬森全然不顾这份“民意”,在唯利是图的老板支持下,继续我行我素地对蒸汽机车与铁路轨道做各种研究。
在1814年到1825年的十余年间,斯蒂芬森相继对机车和轨道进行了一些重要的改进。
首先,他采用把蒸汽机的出气管道用小管引入烟囱的工艺,一方面减小了蒸汽机本身的噪音;另一方面大大加快了烟囱出烟的速度,加速了炉中的空气循环,使煤燃烧得更加充分。
在锅炉内蒸发量大大增加后,蒸汽机的动力显著增大,机车的载重量与车速也明显提高。
随后,他在机车底部加装了减震弹簧等部件,使机车的抗震性能显著提高,行驶中的稳定性得到改善,避免议员和董事长再次在车上打滚。
1822年,羽翼丰满的斯蒂芬森自己建立了一家机车公司,加紧制造新的机车与车厢。同时他还出任总工程师,开始在英格兰北部的斯托克顿和达林顿之间规划修建一条商用铁路。
这条连接英国东海岸和产煤区的线路,全长37 英里,是英国有史以来最长途的铁轨道路。
为此,铁路公司征求新的轨道设计方案,并设置数万英磅重奖。一时间,英国、法国、比利时的应征者,蜂拥而来。图纸、模型堆积似小山。最后经过专家们评选出最优方案:改用熟铁做铁路轨道,把铁轨钉在枕本上,枕木铺在用小石子堆成的道床上。
这样一来,火车的重量分散到枕木上,再由枕木分散到“道床”上,道床所受的力再均匀地分散到路基上。经过这样的传递过程,接触面积逐渐增大,单位面积的压力就相应降低,铁轨和路基不再因为火车的震动太大而被压坏。
同时道床上的小石子可以调整铁轨顶面的高低不平,防止枕木移动,利于排水,保护路基的安全。
1825年9月27日,历时四年的长途铁路全线竣工,举行通车典礼。试车的蒸汽机车是由斯蒂芬森设计的“旅行号”,拖带12节车厢,分别装载煤和乘客,运载重量达90吨。
这天上午,斯蒂芬森亲自驾驶机车,从达林顿的伊库拉因车站出发,以每小时20公里的速度驶向斯托克顿。在试车的过程中,成千上万的英国人赶来看这台“踩着轮子的混世魔王”。铁道的两旁人山人海,人们有的步行,有的骑上快马与机车赛跑,簇拥着这长蛇般的庞大怪物一路行驶。
蒸汽机车在斯托克顿-达林顿铁路大显身手,吸引了其他工业区和港口城市的兴趣。
利物浦是英国西海岸主要的棉花海港,曼彻斯特则是中部重要的纺织工业中心,两地间的运输主要靠运河水道,货运量非常大。
因为效率低下的帆船显得运力不足,两地码头上待运的货物总是堆积如上,货主们为赶时间常常要拉关系,抬高运费。投资一条利物浦至曼彻斯特的铁路,显然有利可图。
于是,在斯托克顿-达林顿铁路成功运营后,一些人很快募集了巨额资金,建立铁路公司,请斯蒂芬森为他们主持修建利曼铁路。
利物浦到曼彻斯特的距离有50公里,道路崎岖不平,还要穿过沼泽地带。为了提高货运的效益,铁路公司在成立后立刻向社会公开招标性能优异的铁路机车。结果消息传出后,举国哗然,舆论抨击,国会诘问,到处有人兴师问罪。
古老交通工具的业主们感受到,铁路和蒸汽机车是 “对(他们)私有财产的巨大而不名誉的侵害”,发起了一场反对铁路的宣传战。一时谣言四起:旅客会因高速丧生,奶牛会因受惊而不产奶,草原和森林会被机车喷出的烟火烧尽。
不少人信以为真,保守的公众指责这些铁路先驱们“背离了英国民族的传统”,教徒们视火车为“恐怖物”和“祸害”。 曼彻斯特的工厂主们虽然期待铁路的建成,但他们不敢得罪那些掌控他们水道运输的运河航运公司的股东们,瑟瑟不敢发声。
在国会的听证会上,就是否应该修建利物浦-曼彻斯特铁路,正方、反方进行了百折不挠的辩论。僵持中,铁路公司收买了运河航运公司的主要股东,让他们入股参与新铁路的建设,这股巨大的阻力顿时变成助力,在金钱攻势面前,一切道德和信仰的阻碍都被踩到脚下。
1826年,建设从曼彻斯特到利物浦的铁路提案终于在英国国会获得通过。铁路的建设者们开始在一股股阻力声中,把铁轨一米、一米地向前延伸。害怕被火车抢走生意的马车主强烈反对铁路修建在驿道傍,他们就改变铁路线远离驿道;铁路沿线的居民不愿感受噪音和浓烟,他们就绕道在无人的沼泽地上通过;到利物浦市,反对修建铁路的人更多,铁路不能在市内修建,他们不得不开挖1800米的地下隧道供火车行驶,开创“地下铁路”的新河……
1829年10月,随着铁路修建接近尾声。
一场别开生面的“机车竞赛会”在莱因希尔附近的铁轨上展开,争夺利曼铁路机车的中标资格。来自四家火车头制造商的5台机车和几千名观众来到赛场。莱因希尔一时鼓声喧天,货摊毗连。在“赛跑者”预展时不少好奇的观众发现,其中有一台机车“烧”的是燕麦,机车内藏着一匹马,锅炉和气缸都是摆摆样子;还有三台机车老是出现毛病,尽管推迟了赛期也没有解决,只剩下斯蒂芬森和他儿子设计制造的“火箭号”能及时参赛。
结果斯蒂芬森驾驶着没有竞争对手的“火箭号”进行了表演赛,在初试时平均速度达到每小时22公里;后来的几天,在车厢坐满旅客的情况下,达到时速40公里;最后决赛,跑出了56公里的时速,以超过奔马的速度顺利中标。
1830年9月,利物浦-曼彻斯特铁路正式通车,有大约上千人要求乘第一班次火车旅行,许多第一次乘火车的旅客,乘坐在以每小时25英里的速度行进的火车上与从反方向驶来的另一辆时速相同的火车会车时,面对从来没有经历的事情,他们只是傻笑,以笑这种唯一方式来表达自己进入仙境的感受。
还有些乘客透露:和以往的乘具相比,火车的速度太快了,如果坐在火车上,外面除了自己的情妇,即使是他的父母就在火车轨道边上站着,他也辨认不出来。榜样的力量迅速引导着追新一族在段铁路上旅行,体会着高速行驶的快感。
曼彻斯特的工业家们则成了商务旅行的常客,他们能在早晨离开办公室,乘火车到利物浦订购完棉花,然后再坐火车回到曼彻斯特,坐回办公室前,在一天内做完这么多事在以前是根本不可能的事,一时好评如潮。
铁路和蒸汽机车的的货运,也为沿途工厂带来了降低运输成本,缩短运输时间的好处。
随着利物浦至曼彻斯特的铁路线开通,美国南方生产的原棉在利物浦上岸后,开始经铁路运到曼彻斯特的纺织厂区。比已往水运速度更快,运价更低廉,导致生意火爆。铁路公司顺势投入8辆机车在这条新干线运营,高额利润滚滚而来。
看见了经济效益的英国人迅速抛弃了他们的“民族传统”,在各地掀起“铁路热”。在以后短短的十几年里,英国出现了两次大规模投资铁路的狂潮,1840年,英国运营的铁路增加到1350公里,正在建设的线路达几千公里;至1848年,遍布英国的主要干线和支线铁路宣告竣工,铁路线全长接近1万公里。
铁路建设和营运消耗大量煤和钢铁,直接推动了采煤、冶铁和金属制造业的发展。同时铁路取代河道成为英国国内主要的运输方式,降低了运费,保证了各种物资和商品的畅通。
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