Razvoj lokomotiv 1812 - 1829

[Planet 1830]

Razvoj lokomotiv 1812 do 1829 - od Richarda Trevithicka do tekmovanja v Rainhillu (1)

GOSPODARSKO UTEMELJENA POTREBA

V času napoleonskih vojn (nekako med leti 1805 in 1815) so se cene hrane zelo povišale. Še posebej draga so bila žita. S tem je vzdrževanje čred konj, potrebnih za vleko na progah, postalo zelo drago. V tistem času je tudi splošni tehnični razvoj naredil velike korake. Tako je več lastnikov rudnikov v iskanju načina, kako zmanjšati stroške, začelo resno razmišljati o možnosti uporabe lokomotiv.

Middletonska železnica v Leedsu je bila prva, ki ji je uspelo uvesti komercialno vleko s parnimi lokomotivami.

Takrat je bilo zelo malo znanega o oprijemu železnega kolesa na železno tirnico. Mnogi salonski strokovnjaki so razlagali, da bi se gladka kolesa morebitne lokomotive vsekakor vrtela v prazno. Strokovnjaki praktiki so vedeli, da vedno obstaja nekaj adhezije. Vendar nihče ni vedel, ali dovolj tudi za vleko vlakov. V tistem času so dobro poznali nezanesljivost zaviranja vagonov na gladkih progah in ob deževnem vremenu.

blenkinsopov tip lokomotive:


John Blenkinsop je bil upravitelj Middletoskih premogovnikov in tudi Middletonske železnice. Kot mnogi takrat je verjel, da adhezija lokomotive za vleko vlakov ne bo vedno zadoščala. Zaradi omejene nosilnosti tirov je bila zaželjena kar najlažja lokomotiva, ki naj bi vlekla razmeroma veliko breme, pa čeprav počasi. Zato je Blenkinsop progo, ki so jo obnovili v letih 1811 in 1812 ter je bila zgrajena za uporabo koles s sledilnim vencem (po angleško se takšni progi reče tudi "edge railway"), opremil z zobatimi tračnicami z zobmi, obrnjenimi navzven. Sicer je predvidel zobato tračnico na obeh straneh tira, vendar mu tega zaradi stroškov niso odobrili. Centralna zobata tračnica tudi ni bila izvedljiva, ker je med tračnicama moral ostati neoviran prostor za konje.

zobato pogonsko kolo in zobate tirnice:


Gradnjo lokomotiv za zobato železnico so zaupali Matthewu Murrayu. Sprva so naročili dve lokomotivi, kar kaže, da ni šlo več le za eksperiment, temveč za komercialno odločitev. Te vrste lokomotiv so zaradi zobate proge znane kot Blenkinsopov tip lokomotive. V marsičem so bile podobne Trevithickovi Catch me who can, za kar so tudi plačali patentne pravice. Vendar so Murrayeve lokomotive imele nekaj pomembnih novosti. Imele so namreč dva cilindra, še vedno navpično postavljena v kotel. Kolesa sta poganjala mnogo enakomerneje kot pri lokomotivi z le enim cilindrom. Navpično pogonsko drogovje je poganjalo dve pogonski ročici, vsako na svoji slepi osi, postavljeni pod kotom 90°. Pogonski ročici sta bili preko zobatega kolesja povezani s centralno gredjo, ki je bila na eni strani opremljena s pogonskim zobatim kolesom.

v sredini nad cilindroma je lepo viden glušnik in izpuh pare:


Izdelava lokomotiv je bila dovolj dobra, da je omogočila njihovo uspešno uporabo. Prvi dve lokomotivi, Prince Regent in Salamanca, sta 12. avgusta 1812 pričeli z rednim obratovanjem. Leto dni kasneje sta se jima pridružili še dve podobni lokomotivi. Vse štiri so obratovale naslednjih trideset let.

Pri lastni teži pet ton so lahko lokomotive s hitrostjo pribl. 5 km/h (3 1/4 milje na uro) vlekle breme pribl. 90 ton. Blenkinsop je trdil, da vsaka lokomotiva lahko opravi delo šestnajstih konj.

Nekatere rešitve pri Murrayevih lokomotivah pa so v primerjavi s Trevithickovimi pomenile tudi nazadovanje. Imele so ravno, cenejšo za izdelavo, enovlečno kurilno cev, ki je imela veliko manjšo ogrevalno površino, kot kurilna cev s povratnim vlekom pri Trevithickovih lokomotivah. Izpuh iz cilindrov ni bil speljan v dimnik, temveč v nekakšen glušnik postavljen na vrh kotla med cilindroma, kar pomeni, da lokomotive niso imele pihala. Zato je bilo parjenje lokomotive slabše. Lokomotive so večkrat obstale na progi in nabirale paro. Na kratki, 5,6 km dolgi progi, to k sreči vseeno ni bila prehuda pomanjkljivost.

Zobato progo so na Middletonski železnici gotovo uporabljali najmanj do leta 1835, verjetno pa še precej dlje.

Pogled na middletonski premogovnik in vlak, ki ga vleče
Murrayeva lokomotiva blenkinsopovega tipa. Lepo se vidi mesto strojevodje in kurjača:

[Griffith]

Zanimivo. Že takrat zobata železnica, res si nisem mislil. Verjetno tudi niso imeli problemov pri vsponih.

[kamerad]

Zanimivo!Brihten možakar je bil tale Murray. LP

[Planet 1830]

Razvoj lokomotiv 1812 do 1829 - od Richarda Trevithicka do tekmovanja v Rainhillu (2)

NENAVADNE REŠITVE

Blenkinsopova rešitev zobatega pogona je, poleg prepričanja, da adhezija gladkih koles lokomotive ni nujno zadostna za vleko vlakov tudi na ravnem, imela tudi zelo racionalen pomen. Blenkinsop je namreč poročal, da je njegov tip lokomotive na preizkusu uspešno vlekel težo 15 ton na vzponu 66,6‰ (1 : 15).

Med tistimi, ki so verjeli, da adhezija za vleko vlakov ne zadošča, je bil tudi William Brunton iz butterleyske železarne blizu Derbyja. Leta 1813 je patentiral zelo nenavadno lokomotivo, jo zgradil in leta 1815 tudi preizkusil. Lokomotiva je imela parni kotel z enovlečno kurilno cevjo. Imela je en vodoravno postavljen cilinder, vgrajen v kotel nad kurilnimi vratci, podobno kot prva Trevithickova lokomotiva. Cilinder ni poganjal nobenih koles, temveč je preko zapletenega mehanizma poganjal dve nogi opremljeni s stopali, s katerimi se je lokomotiva odrivala od tal. Lokomotiva je tehtala 2,5 tone. Na preizkusih naj bi dosegla hitrost 4 km/h. Enako nenavadno, tragično, so se preizkusi tudi končali. Po nekaterih podatkih je namreč lokomotiva eksplodirala in pri tem ubila svojo posadko in nekaj opazovalcev.

Bruntonov "mecanical traveller":



(iz skice ne znam razbrati mehanike gibanja ):hmm

[SandiP]

(iz skice ne znam razbrati mehanike gibanja ):hmm

Bat je najbrž imel delovni gib v obe smeri. Zobata letev je preko zobnika
na sredini zvrha pomikala drugo zobato letev v kontra smer.
Na ta način so "noge" korakale. Gibanje cilindra se je preko osi
prenašalo na "koleno ene noge", na drugo nogo pa preko zobatih letev
in zobnika.

[Planet 1830]

Razvoj lokomotiv 1812 do 1829 - od Richarda Trevithicka do tekmovanja v Rainhillu (3)


PRVE USPEŠNE ADHEZIJSKE LOKOMOTIVE


Cristopher Blackett, lastnik Wylamskih premogovnikov blizu Leedsa in njegov upravitelj William Hedley, sta bila zaslužna za drugo skupino uspešnih lokomotiv.

Wylamska železnica je bila dolga osem kilometrov. Progo so leta 1808 rekonstruirali. Lesene tirnice so zamenjali z litoželeznimi. Modernizirana proga je bila izvedena kot "plateway", to je za uporabo koles brez sledilnega venca. Kljub manjšemu trenju na litoželeznih tirnicah je bila proga za vleko še vedno precej zahtevna, saj je bilo na njej nekaj odsekov, kjer je bilo potrebno tovor voziti po klancu navzgor. To so bile za konjsko vleko tako neugodne razmere, da je bila lokomotivska vleka nujna alternativa.


lokomotiva tipa Puffing Billy na wylamski železnici, lepo se vidi kurišče zraven dimnika:



Hedley ni bil prepričan, da je za uspešno vleko potrebna zobata proga kot na Middletonski železnici ali kaj podobnega. Odločil se je za eksperiment. Okrog leta 1811 je zgradil vozilo z gladkimi kolesi, ki so jih poganjali ljudje. Vozilo je bilo mogoče kontrolirano obremenjevati z utežmi. S tem preizkusom je pridobil praktične podatke o vplivu adhezijske teže na sposobnost za vleko. Podatki so ga prepričali, da adhezija gladkih koles zadostuje, da se kolesa ne bodo vrtela v prazno. Zato so njegove lokomotive imele gladka pogonska kolesa, bile so adhezijske lokomotive.

Prva Hedleyeva lokomotiva, ki so jo preizkusili februarja 1813, je bila sicer sposobna vleči vlak, vendar ni bila primerna za učinkovito službo. Druga, ki je prvič vozila maja meseca istega leta, pa je bila popoln uspeh.


lokomotiva tipa Puffing Billy z dvema osema, verjetno po letu 1830, na risbi Davida Westona:



Po vzorcu slednje so bile zgrajene skupaj tri lokomotive. To so bile Puffing Billy, Wylam Dilly in Lady Mary. Prvi dve sta ohranjeni in sta razstavljeni v muzejih.

Hedleyeve lokomotive so imele parni kotel izdelan iz kovanega jekla. Opremljen je bil s kurilno cevjo s povratnim vlekom. Torej je bil dimnik na isti strani kot kurilna vratca.


pogled v notranjost kotla Puffing Billy, vidi se kurilna cev s povratnim vlekom:



Cilindra sta bila postavljena pokončno, prvič izven kotla, na vsaki strani kotla po en. Povezana sta bila vsak s svojo pogonsko ročico, ki sta bili pritrjeni na isti slepi gredi. Gred s pogonskima ročicama, postavljenima pod kotom 90°, je preko zobatih koles poganjala štiri lokomotivska kolesa na dveh oseh. Sprva je bil izpuh pare speljan v glušnik. Ker je bil izpuh še vedno preglasen, je Hedley v naslednjem poizkusu speljal izpuh iz glušnika še v dimnik. Seveda je opazil pozitiven učinek na ogenj. Kasneje je glušnik opustil.


lokomotiva tipa Puffing Billy s štirimi gnanimi osmi v dveh podstavnih vozičkih ter enoosnim tendrom:



Originalne lokomotive na dveh oseh, tehtale so približno pet ton, in zmogle hitrost 6,4 do 8 km/h, so bile za progo, ki je bila v slabem stanju, pretežke. Prvo so predelali, drugi dve pa spremenili že v času gradnje tako, da so lokomotive postavili na dva podstavka s po dvema osema. Osi podstavnih vozičkov so preko dodatnih zobatih koles povezali z originalnimi zobniškimi prenosi. Sistem je bil zapleten, vendar kaže, da je deloval. Nastala je štiriosna lokomotiva s štirimi gnanimi osmi. Lokomotive so v takšni obliki obratovale do leta 1830, ko so progo obnovili.

Obnovljena proga v obliki t.i. edge railway in tirne širine 1524 mm (5 čevljev), je zahtevala uporabo koles s sledilnimi venci in je dopuščala večje osne obremenitve. V času prenove proge so vse tri lokomotive predelali nazaj v dvoosne lokomotive. Z razmeroma malo modifikacijami so obratovale do leta 1862, to je celih 49 let. Tako dolgo življenjsko dobo gre delno pripisati tudi dejstvu, da so vozile počasi, s hitrostjo pešca in razmeroma lahke, približno 50 tonske vlake. Z Blenkinsopovim tipom lokomotiv so namreč vozili skoraj dvakrat težje vlake.


Puffing Billy leta 1859 še vedno v rednem obratovanju:
(Železocestnik je na našem forumu objavil lepe slike replike te lokomotive)



Zanimiva je zgodba lokomotive Wylam Dilly. Leta 1822, v času stavke na reki Tyne, jo je Hedley postavil na manjšo ladjo. Pogonsko os lokomotive je povezal z lopatastimi kolesi, ki so poganjala ladjo. Nastal je neke vrste rečni vlačilec, ki je vlačil čolne s tovorom. V tej službi je lokomotiva ostale še šest mesecev po končani stavki.


Wylam Dilly:

[Planet 1830]

Razvoj lokomotiv 1812 do 1829 - od Richarda Trevithicka do tekmovanja v Rainhillu (4)


GEORGE STEPHENSON PREVZAME POBUDO


'Grand Allies' je bila najmočnejša partnerska družba v Northumberlandu in je nadzorovala večino tamkajšnjih premogovnikov. Seveda je vedela, kaj so počeli njihovi tekmeci. Tako je leta 1813 z namenom, de ne bi zaostajala pri tehničnem napredku, pooblastila svojega uslužbenca Georga Stephensona, da za njihovo killingworthsko železnico severno od Newcastla prične graditi lokomotive.

Stephensonovo prvo lokomotivo, My Lord, so preizkusili 27. julija 1814, druga, Blucher se ji je pridružila konec istega leta. Izdelani sta bili po vzoru middletonske (blenkinsopov tip) lokomotive s to razliko, da nista imeli pogona s pomočjo zobatega kolesa in zobate tirnice, temveč je bil pogon preko številnih prenosnih zobnikov speljan na kolesa lokomotive. Kotel je bil opremljen z enovlečno kurilno cevjo. Izpuh pare iz cilindrov je bil speljan naravnost v zrak. Bili sta prvi adhezijski lokomotivi, ki sta imeli kolesa s sledilnim vencem. Lokomotivi sta bili manj uspešni.

Če pustimo ob strani razmišljanje o Stephensonovi naravni nadarjenosti, pa nedvomno drži, da je užival prednosti močnega delodajalca z velikimi potenciali. V naslednjih dvanajstih letih je zgradil šestnajst lokomotiv. Pri tem je imel enkratno priložnost, da je v tem času realiziral precej izboljšav pri gradnji lokomotiv. Ves ta čas pa je ostal zvest parnim kotlom z enovlečno kurilno cevjo, čeprav so bili tovrstni kotli pravi požiralci premoga. Takrat je bil premog izjemno poceni. Pomembno pa je bilo, da je bila izdelava lokomotive kar najcenejša. Zadostno količino pare za takratne kratke vožnje je lahko dosegel preprosto s povečanjem premera kurilnih cevi.

Prva leta njegovega delovanja pri gradnji lokomotiv sta zaznamovali dve pomembnejši izboljšavi:

Prvo izboljšavo je uporabil leta 1815 pri Wellingtonu, svoji tretji lokomotivi. Vse dotedanje lokomotive, z izjemo Trevithickove Catch me who can in Bruntonove Mechanical wanderer, so pri prenosih uporabljale zobata kolesa. Ta pa so pri tedanji izdelavi povzročala precej hrupa in še več tresljajev. Zato je Stephenson cilindre preko drogovja povezal neposredno s kolesi lokomotive. S tem so odpadla prenosna zobata kolesa. Ker je bil en cilinder nad prednjimi kolesi, drug pa nad zadnjimi, se je pojavil problem, kako zagotoviti pravi kot (90 stopinj) med pogonskima ročicama. Pojavila se je potreba po povezavi obeh lokomotivskih osi. Povezavo je rešil s pogonsko verigo, podobne konstrukcije, kot jo danes poznamo na biciklih. Ta rešitev je dala zadovoljive rezultate. Spojni drog med kolesoma obeh osi se je pojavil šele nekaj let kasneje.

killingwortski tp lokomotive:




Drugo rešitev, vzmetenje, je Stephenson uporabil leta 1816 pri svoji četrti killingvorthski lokomotivi. Vse dotedanje lokomotive so bile nevzmetene. Iz tega izvirajoče velike nevzmetene mase so povzročale lome tirnic. Takrat ni bilo mogoče narediti dovolj močnih vzmeti, ki bi vzdržale sile, ki so jih povzročali navpično postavljeni cilindri. Prav v teh silah je namreč velika pomanjkljivost navpično postavljenih cilindrov. Zato je Stephenson izdelal t.i. parno vzmetenje. Preprosto povedano, lokomotiva je ležala na parnih blazinah. Tekalne lastnosti lokomotiv so se dramatično izboljšale. Pojavil pa se je problem vzdrževanja takšnih naprav in še posebej problem stalnega spreminjanja t.i. škodljivega (mrtvega) prostora v cilindrih, kar je zelo negativno delovalo na učinkovitost parnega stroja. Parno vzmetenje je Stephenson uporabljal od leta 1816, do zgodnjih dvajsetih let, ko so iznašli ustrezne ploščate vzmeti.

Z obema izboljšavama je bila ustvarjena lokomotiva, mehansko sposobna vožnje hitrejše od hitre hoje, ne da bi se pri tem poškodovala in prekomerno lomila tirnice.

lokomotiva za železnico med Kilmarnockom in Troonom, imela je tri z verigo vezane osi in parno vzmetenje:



Stephenson je tudi eksperimentiral s pihali v dimniku. Doseženo je bilo intenzivnejše gorenje, povečana poraba premoga, plamen je sikal skozi dimnik, večjega učinka na proizvodnjo pare pa ni bilo. Ogrevalna površina enovlečne kurilne cevi je bila pač premajhna.

killingworthski tip lokomotive, kot ga je modificiral Wood;
lokomotiva je opremljena s spojnim drogovjem med obema osema
in ploščatimi vzmetmi:





Med leti 1814 in 1826 je bil George Stephenson (s sinom Robertom od 1823 dalje) edini, ki je v Veliki Britaniji gradil lokomotive. V tem času so lokomotive ves čas uporabljali na middletonski, wylamski, killingworthski in hettonski železnici ter na nekaterih manjših. Na teh kratkih specializiranih železnicah, kjer hitrost ni bila pomembna, so lokomotive dokazovale svojo tehnično sposobnost. S časom pa so bolj in bolj dokazovale tudi ekonomsko upravičenost.

[Planet 1830]

Razvoj lokomotiv 1812 do 1829 - od Richarda Trevithicka do tekmovanja v Rainhillu (5)

STOCKTON & DARLINGTON RAILWAY

Pretežno za prevoz premoga iz premogovnikov Bishop Auckland, mimo Darlingtona do Stocktona ob morju, je bila planirana nova železnica, dolga 40 km. Za gradnjo je bila ustanovljena delniška družba S&D Railway. Gradnjo proge so zaupali Georgu Stephensonu. Proga je bila zamišljena kot javna proga s pretežno lokomotivsko vleko in velikim prometom od samega začetka naprej. Lokomotive so naročili pri leta 1823 ustanovljeni firmi Robert Stephenson & Co. Proga in lokomotive so bile zgrajene skoraj istočasno. Tako so prvo javno progo slavnostno odprli 27. septembra 1825. Tega dne je bila znamenita vožnja otvoritvenega vlaka.

otvoritvena vožnja na sliki Johna Dobbina:


Konjska vleka na progi se je kljub lokomotivam ohranila še nekaj časa, kajti vodstvo ni hotelo tvegati. Po letu 1833 so vlake s premogom praviloma vlekle lokomotive. Potniški promet pa je vse do leta 1856, nazadnje le ob sobotah in nedeljah, potekal s konjsko vleko.
Firma Robert Stephenson & Co. je za S&D zgradila štiri lokomotive killingworthskega tipa. To so bile: št.1 Locomotion, št.2 Hope, št.3 Black Diamond in št.4 Diligence.

risba lokomotive Locomotion:


Te lokomotive so imele nekaj težav. Verjetno ne največja težava je bilo slabo, za dolžino odsekov po katerih so vozile, komaj zadostno parjenje. Drugi dve težavi pa sta bili resnejši.

Prva težava so bile eksplozije parnega kotla. V letu 1828 sta eksplodirali Locomotion in Hope, pri čemer sta bila ubita njuna voznika (strojevodji). Verjetno je prišlo le do porušitve kurilnih cevi, saj so obe lokomotivi popravili in sta po tem obratovali še mnogo let, Locomotion do leta 1841.

Druga težava, manj nevarna za življenja, nevarna pa za obstoj in uspeh lokomotiv, pa je bilo pomanjkljivo vzmetenje in uporaba litoželeznih koles. Nekateri podatki kažejo na to, da so bile S&D lokomotive nevzmetene, celo na to, da niso imele niti tritočkovnega vpetja koles. Pri teži lokomotiv osem ton in dejstvu, da je bilo vseh osem ton nevzmetenih, kolesa in tirnice pač niso mogle vzdržati prehudih obremenitev.

delujoča replika lokomotive Locomotion
položaj strojevodje na lokomotivi ni bil le neudoben,
temveč tudi nevaren:


V prvem obdobju lokomotivske vleke so bili tovorni vlaki na stocktonsko darlingtonski železnici težki približno 75 ton. Vsem težavam navkljub pa je praksa dokazala upravičenost lokomotivske vleke. V letu 1827 je skupščina firme S&D svojim delničarjem sporočila, da lokomotivska vleka pomeni 30% prihranek glede na konjsko vleko. Takrat so se odločili, da bodo kupili še več lokomotiv.

Vendar, kdo naj bi jih zgradil? Robert Stephenson je leta 1824 odpotoval na važna dela v Ameriko in se je vrnil šele leta 1827. Takoj po vrnitvi je bil z deli v svoji firmi zelo zaseden. Trevithick je tudi bil v Columbiji, za povrhu pa je bil še zlomljen mož. Drugi, ki so tudi že imeli izkušnje pri gradnji lokomotiv, Fenton, Murray in Wood, so se odločili, da bodo z lokomotivami nadaljevali, ko bodo lokomotive postale tržno blago.

[Planet 1830]

Razvoj lokomotiv 1812 do 1829 - od Richarda Trevithicka do tekmovanja v Rainhillu (6)

STOCKTONSKO DARLINGTONSKI VPLIV

S&D je izrazila namero za nakup novih lokomotiv. Kot ponudnik za gradnjo lokomotive je nastopil Robert Wilson. Njegovo lokomotivo so preizkusili leta 1826. Lokomotiva ni bila uspešna. S&D jo je sicer prevzela, vendar jo je takoj odstavila. O tej lokomotivi žal ni ohranjene nobene risbe. Kaže pa, da je bila konstrukcija dovolj zanimiva, da zasluži kratek opis. Lokomotiva je bila dvoosna. Imela pa je štiri cilindre! Bili so postavljeni navpično izven parnega kotla. Vsak par cilindrov je poganjal svojo os lokomotive. To je bil prvi primer, da dva cilindra poganjata pogonski ročici, postavljeni pod pravim kotom na isti osi kot kolesa lokomotive, kar je kasneje postalo pravilo. Obe pogonski osi med seboj nista bili povezani. Omenjena lokomotiva je dobila vzdevek Chittaparat.

V letu 1827 sta bili za S&D zgrajeni še dve lokomotivi. Prva je bila Experiment, ki jo je zgradila firma Robert Stephenson & Co. Dobavljena je bila šele januarja 1828. Pred dobavo so jo verjetno preizkušali na killingworthski progi. Pri gradnji lokomotive je starejši Stephenson opustil idejo o navpičnih cilindrih. Experiment je imela dva cilindra vgrajena vodoravno v parni kotel. Preko prenosnega drogovja sta poganjala slepo os postavljeno nad kotlom. Ta je bila s spojnim drogom povezana s kolesi lokomotive. Kotel lokomotive je bil še vedno opremljen z enovlečno kurilno cevjo. Zanimiva je bila izvedba rešetke iz vodnih cevi, ki so tvorile termični sifon, kar je znatno izboljšalo parjenje. Izpušna para je bila uporabljena tudi za predgrevanje napajalne vode za parni kotel.

V originalni izvedbi je bila Experiment dvoosna lokomotiva. Vendar je bila za progo pretežka. Zato je dobila nov okvir s tremi osmi. Prav takrat so iznašli ustrezne ploščate vzmeti, s katerimi so opremili novo triosno izvedbo lokomotive. Lokomotiva je uspešno vozila kar precej let in je predstavljala napredek v primerjavi s prejšnjimi lokomotivami.

Druga lokomotiva je bila Hackworthova rekonstrukcija Wilsonove Chittaparat iz leta 1827, ki je dobila ime Royal George.

Royal George, najzmoglivejša lokomotiva svojega časa:


V tej modificirani obliki je nastala zagotovo najmočnejša in najuspešnejša lokomotiva svojega časa. Lokomotiva je imela parni kotel z dvovlečno kurulno cevjo, ki je več kot podvojila ogrevalno površino v primerjavi z Locomotion. Podobno kot Experiment je imela predogrevanje napajalne vode. Cilindri so bili postavljeni navpično izven kotla, podobno kot pri Chittaparat, le da sta bila le dva. Direktno sta poganjala kolesa na zunanji pogonski osi, ki ni bila vzmetena. Kolesa vseh treh osi so bila povezana z veznim drogovjem. Preostali dve vezani osi sta bili vzmeteni z velikimi ploščatimi vzmetmi. Lokomotiva je na S&D obratovala do leta 1840, ko so jo prodali.

V letu 1828 je bil ugotovljen prihranek pri stroških za vleko z Royal George, v primerjavi s stroški za konjsko vleko, v višini 53%. Pri lokomotivah vrste Locomotion je bil prihranek (od leta 1825) 30%.

[Planet 1830]

Razvoj lokomotiv 1812 do 1829 - od Richarda Trevithicka do tekmovanja v Rainhillu (7)

HACKWORTHOV TIP PARNE LOKOMOTIVE

Royal George je bila vzorec za t.i. Hackworthov tip parne lokomotive. Pomembni lastnosti tega tipa sta bili parni kotel z dvovlečno kurilno cevjo in navpično postavljeni cilindri zunaj kotla nasproti dimnika. Takšna razporeditev je zahtevala dva tendra. Na enem, pri dimniku, je bil kurjač s premogom, na drugem, pri cilindrih, pa strojevodja in zaloga vode.

Hackworthova Samson zgrajena 1838 za S&D:


Leta 1829 je po vzoru Royal George sledila še Victory. Zadostna učinkovitost parnega kotla, mehanska zanesljivost in enostavnost, so kljub slabostim posameznih uporabljenih rešitev, opravičili nadaljnji razvoj in uporabo takšnega tipa lokomotiv.

Največja pomanjkljivost tega tipa lokomotive je bila nevzmetena pogonska os. Da bi ob vseh vzmetenih oseh dosegel kar najmanjši potreben škodljivi (mrtvi) prostor v cilindrih, je Hackworth postavil še vedno pokončne cilindre na skrajni konec lokomotive tako, da so poganjali slepo pogonsko os brez koles, postavljeno v isti liniji (višini) kot ostale osi lokomotive, ki so imele kolesa. Slepa pogonska os je bila z veznim drogovjem povezana z vezanimi osmi. Uporabljeni so bili kotli z modificiranimi eno ali dvovlečnimi kurilnimi cevmi, ki so zagotavljale boljše parjenje in večjo ekonomičnost parnih kotlov.

Po takšnih vzorcih je bila zgrajena cela vrsta lokomotiv, največ za S&D in bližnje manjše železnice. Še v letu 1838 so tri takšne lokomotive prodali v Kanado. Lokomotive Hackworthovega tipa so dobro služile kot tovorne lokomotive pri majhnih hitrostih. Na S&D je bila še leta 1840 hitrost vlakov strogo omejena na 9,6 km/h (6 milj na uro).

Derwent, zgrajena 1845 za S&D:


Zadnja izvedba Hackworthovega tipa lokomotive iz leta 1842 je imela cilindre postavljene pod kotom 30° in so preko ojnice direktno poganjali kolesa lokomotive. Ena od lokomotiv te zadnje vrste je bila Derwent iz leta 1845 in je ohranjena še danes. Po Hackworthovi upokojitvi se je tudi S&D pridružila splošnemu toku razvoja lokomotiv.

[Planet 1830]

Razvoj lokomotiv 1812 do 1829 - od Richarda Trevithicka do tekmovanja v Rainhillu (VIII)

ROBERT STEPHENSON SE VRNE IZ AMERIKE

Kmalu za tem, ko se je leta 1827 Robert Stephenson vrnil iz Amerike in ko so zgradili Experiment, sta oče in sin ugotavljala, da navpično postavljeni cilindri niso primerna rešitev predvsem zato, ker onemogočajo polno vzmetenje lokomotiv. Rešitev sta videla v postavitvi cilindrov ob strani kotla, ali pa pod njim. Prva lokomotiva zgrajena po novi filozofiji je bila Lancashire Witch, ki je bila zgrajena leta 1828. Bila je dvoosna lokomotiva s cilindroma nagnjenima pod kotom 40°. Cilindra sta preko ojnice poganjala kolesa lokomotive. Obe osi lokomotive sta bili povezani s spojnim drogom in sta bili vzmeteni.

Da bi povečali kapaciteto parjenja, ne da bi uporabili za izdelavo in vzdrževanje zahtevno povratno kurilno cev, so uporabili dve ločeni enovlečni kurilni cevi s skupnim dimnikom. Lokomotiva je bila uspešna, saj so po njenem vzoru zgradili celo vrsto podobnih dvo in tri osnih lokomotiv.

America, dvojčica Lancashire Witch, s poševno ležečimi cilindri:


Na tej stopnji razvoja so bile Stephensonove lokomotive mehansko boljše predvsem zaradi poševne postavitve cilindrov, ki je omogočala polno vzmetenje. Vendar je bil Hackworthov parni kotel učinkovitejši. Zato tedaj, ob koncu dvajsetih let devetnajstega stoletja, ko so bile hitrosti nizke, še ni bilo jasno, katera šola gradnje lokomotiv, Stephensonova ali Hackworthova, bo imela bodočnost.

[Planet 1830]

Razvoj lokomotiv 1812 do 1829 - od Richarda Trevithicka do tekmovanja v Rainhillu (9)

CESTNINA

Liverpool je bilo oceansko pristanišče za Manchester z zelo razvito manufakturo (prvotno obliko - predvsem tekstilne - industrije). Vsekakor je bilo trgovanje z bombažem in izdelki (tkanine) iz bombaža med najpomembnejšimi za razcvet Manchestra. Med mestoma je bilo slabih štirideset milj (pribl. 60 km). Kot po vsej Angliji v poznem osemnajstem in v začetku devetnajstega stoletja, so bile tudi ceste med Liverpoolom in Manchestrom zelo slabe. Angleške ceste so bile na slabem glasu že od Julija Cezarja naprej.

Da bi se stanje cest izboljšalo, so se takratne oblasti odločile, da so za vzdrževanje cest pooblastile posebne družbe. Slednje so lahko za pokrivanje stroškov za vzdrževanje cest pobirale cestnino. Za vzdrževanje samo pa so najemale privatne družbe kot podizvajalce.Danes bi temu rekli javno zasebno partnerstvo. Običajno je lahko lokalno prebivalstvo ceste uporabljalo brez plačila cestnine, vsi drugi pa so cestnine morali plačati. S časom so družbe za vzdrževanje cest začele svoj položaj zlorabljati tako, da so začeli zaračunavati nerazumno visoke cestnine, ki so se začele prelivati k privatnim podizvajalcem. (Ne morem si kaj, da me to ne bi spominjalo na DARS in na čas, ko bodo pri nas prenehale veljati vinjete in bo uvedeno cestninjenje v prostem toku tudi za osebna vozila).

Surov bombaž je preko Liverpoola v Manchester prihajal iz Indije, Združenih držav, Egipta, končni izdelki (tekstil) pa iz Manchestra v Liverpool in naprej po celem svetu. In pozor: cestnine med Liverpoolom in Manchestrom (tja in nazaj) so dosegle nevzdržni dve tretjini cene končnega izdelka!

L&MR (Liverpool & Manchester Railway), železnica med Liverpoolom in Manchestrom, je bila zgrajena kot prva javna železnica predvsem, da bi se izognili plačevanju nerazumno visokih cestnin. Na trasi te železnice, pri Rainhillu, je bil tudi odsek proge brez vzponov in padcev, na katerem je bilo zgodovinsko tekmovanje lokomotiv.

[Planet 1830]

Razvoj lokomotiv 1812 do 1829 - od Richarda Trevithicka do tekmovanja v Rainhillu (10)

RAINHILL

V poznih dvajsetih letih devetnajstega stoletja, ko so že začeli graditi prvo pomembno medmestno glavno progo med gospodarsko močnima Manchestrom in Liverpoolom, so bile velike razprave, ali naj železnica uporablja vleko s pomočjo stacionarnih parnih strojev in vrvi, ali pa naj uporablja lokomotivsko vleko. Razprav je bilo veliko, bile so bolj ali manj strokovno podprte in obarvane, bile so odločne, žolčne in brezkončne.

navijalni bobni za vlečno vrv, ki jih poganja stacionarni parni stroj:


Zbor direktorjev L&MR (Liverpool & Manchester Railway), bilo naj bi jih kar trideset, je bil končno postavljen pred izbiro: Za izvedbo vleke na celi dolžini 48 km bi potrebovali 54 stacionarnih strojev, ki bi skupaj stali okrog 80.000 funtov, kar je bil praktično ves razpoložljiv denar. Vleka bi bila možna le, če bi jih postavili vseh štiriinpetdeset. V primeru, da bi se izbira pokazala za napačno, bi bili vsi stroji za odpis, vložek pa v celoti izgubljen. Za vleko enake količine blaga bi potrebovali 48 lokomotiv za skupno ceno okrog 30.000 funtov. Preizkus lokomotiv bi lahko izvedli le z nekaj lokomotivami. Če bi se odločitev pokazala za napačno, bi še vedno lahko postavili stacionarne stroje. Odločitev je bila logična in lokomotivam v prid.

20. aprila 1829 so se direktorji odločili razpisati natečaj z nagrado 500 funtov za lokomotivo, ki bi najbolje ustrezala razpisanim zahtevam. Zmagovalca bo odločilo tekmovanje, ki bo oktobra istega leta na dokončanem odseku proge v Rainhillu. S to odločitvijo je bila dana na preizkušnjo usoda lokomotiv.

tekmovanje v Rainhillu
v ospredju je Rocket, v drugi vrsti je Sans Pareil, v tretji vrsti je Novelty:


Nagrada, bodoči ugled in možnost bodočega imenitnega posla, so pritegnili veliko pozornost javnosti in potencialnih udeležencev.

Razpisani pogoji so bili zelo zahtevni. Lokomotiva mora biti popolnoma vzmetena. Triosna ne sme biti težja od šestih ton, dvoosna pa ne težja od štirih ton in pol. Tlak pare v kotlu ne sme biti večji od 3,5 bar, kotel pa mora biti preizkušen na trikrat tolikšen tlak hladne vode. Lokomotiva mora biti v rednem obratovanju sposobna vleči vlak najmanj trikrat težji od nje same in to s hitrostjo najmanj 10 milj na uro (16 km/h). Določeno je bilo tudi, da mora požirati lasten dim. Slednje je povzročilo prehod na kurjenje s koksom, ki je bil dražji od premoga, vendar je izgoreval bolj čisto. Ker so bili razpisani pogoji zelo zahtevni je prav, da nekoliko podrobneje pogledamo ozadje zahtev iz razpisanih pogojev.

Tehnična stroka nam pove, da so nevzmetene mase tiste, ki pri vožnji, to je pri dinamičnih obremenitvah, povzročajo nekajkrat večje obremenitve kot so prisotne v mirovanju. Dinamične obremenitve s hitrostjo strmo naraščajo. Izkušnja z lomi koles in tirnic na S&D, kljub strogim omejitvam hitrosti pove, da je polno vzmetenje lokomotiv edina alternativa.

Razumljiva je tudi stroga omejitev teže lokomotiv. Težje lokomotive pač pomenijo znatno dražjo izvedbo tirov. Locomotion iz S&D je na le dveh oseh tehtala kar osem ton. Torej je bila v razpisu zahtevana skoraj razpolovitev teže lokomotive. Takšna zahteva resnično pomeni skoraj podvojitev zmogljivosti lokomotive na enoto teže. Iz tega sledi potreba po izdelavi zelo učinkovitega parnega kotla.

Še bolj razumljiva je omejitev parnega tlaka in zahteva za trikratno varnost pri tlačnih preizkusih kotla. Spomnimo se, da sta pred kratkim na S&D eksplodirali kar dve lokomotivi. Naj omenim, da tedaj niso poznali niti kazala nivoja vode (vodokaza ali t.i. glaža) v parnem kotlu.

Trajna hitrost 10 milj (16 km/h) je bila za lokomotive z navpičnimi cilindri brez prehudih posledic praktično nedosegljiva. Pri majhnih hitrostih so dotedanje lokomotive vlekle precej večja bremena, kot so bila navedena v razpisanih pogojih. Middletonske lokomotive so vlekle dvajsetkratno svojo težo. Wylamske lokomotive so vlekle desetkratno lastno težo. Stocktonsko darlingtonske lokomotive prav tako. Vendar, kako bo s sposobnostjo vleke pri večjih hitrostih, ni bilo izkušenj.

Zahteva po požiranju lastnega dima pa je bila kompromis s prepričanimi nasprotniki lokomotiv.

Na samem tekmovanju so se pojavili trije tekmeci. Braithwaite in Ericsson s svojo Novelty, Hackworth s svojo Sans Pareil in Robert Stephenson s svojo Rocket. Kot vemo, je Rocket premočno zmagala. Ne le, da je edina zadostila razpisanim pogojem, temveč jih je celo precej prekašala.

[železocestnik]

Sem našel eno animacijo Rakete /Rocket/ na BBC spletni strani.

Link: http://www.bbc.co.uk/history/interactiv ... ndex.shtml

Animacija omogoča ogled delovanja lokomotive, parnega stroja in "samogradnjo"

[železocestnik]

Holdsworth Associate v Angliji izdaja tudi raznorazno izobraževalno literaturo, med njo je vključil tudi film BBC-ja; "Rocket and Its Rivals"

Link: http://www.holdsworth-associates.co.uk/ ... ductid=101


...še klip iz tega filma:

http://www.holdsworth-associates.co.uk/ ... Rocket.mpg


MMG, ali je film kdo že videl?

@Planet 1830: kaj pa poročilo s tekmovanja...to bi bila cela telenovela