火车是现代人生活中不可或缺的交通工具,给我们的出行带来了方便。火车的出现并不是偶然的,以机器大生产代替手工生产的工业革命在欧洲兴起,生产速度加快,但是机械力取代人力之后也有让人始料未及的方面,机械生产需要的原料和燃料的数量是庞大的,传统的交通工具是马车、牛车,不但速度慢,而且装载量有限,已难以适应正常生产,这时机械化生产呼唤着运输速度更快、载重量更大的新式交通工具诞生。
英国和德国的矿山和采石场早在16世纪就把木材铺在作业场地,铺成一条长长的轨道,便于把开采出的矿物和木材省时省力地运送出来,谁也没有想到,这种轨道就成为日后新式交通工具——火车的轨道雏形,但是当时在矿山和采石场,拉动车子在轨道上行驶的不是机车,而是人或者牲畜。我们今天看到运行中的火车离不开铁轨,却不知道铁轨的出现其实要早于火车,那是在1767年,英国的金属价格大跌,很多金属厂家的生铁货满为患,一家铁厂的老板没有办法,就把卖不出去的铁熔掉,铺在自家厂区之内,本是想等到价格上涨的时候再挖出来卖掉,真是无心插柳柳成荫,没想到车辆走在这样一条铁轨上又平稳又省力,就这样,没有火车的铁轨诞生了。在火车出现以前,铁轨居然成了供畜力运输的辅助交通工具。人们为了使走在这样的铁条上的畜力车更加平稳,把轨道加以改进,做成凹槽的形状,又在凹槽里填上石子防止铁条受损。
人们看到行驶在铁轨上的畜力车辆还是难以达到理想中的速度,有心造出摆脱畜力和人力,纯粹靠机械力量行驶的交通工具来,但是过程并不像人们想象的那么简单。那时候蒸汽机已经发明,为蒸汽机车的发明提供了条件。默多克曾经运用瓦特的蒸汽机原理制造出一台机车,但把它放到铁轨上,行驶起来后速度并不比马拉的车子快。后来,又有人利用蒸汽机发明机车,但是效果都不理想,而且好多人没有想到把这样的车子跟铁轨相结合。
在真正的火车走上轨道之前,不得不提到一个人,那就是英国工程师特里维雪克,他在1804年制造了一台单缸蒸汽机车,机车牵引着5节车厢,速度达到每小时8千米,当特里维雪克把他发明的庞然大物搬到铁轨上时,人们有些目瞪口呆,不知道这个笨重的家伙是否真比身形轻便的马车更加快速。特里维雪克的试验失败了,原因是车子在中途的时候出轨了,而且震动厉害,声音刺耳,简直要穿透人的耳膜。在第二次试车时,剧烈的震动使车轮下的铁轨逐渐松动,车子行驶不远,又一次停在那里。就这样,火车的研发又一次陷入了让人难堪的境地。
就在这时,一个聪明人出现了,他就是英国人史蒂芬森。史蒂芬森之所以能成功发明火车,跟他自幼的生活经历有关。史蒂芬森的父亲是一名蒸汽机司炉工,所以他从小就对蒸汽机的工作原理了如指掌。由于家庭贫困,史蒂芬森14岁就开始在煤矿谋生,成为父亲的同行。他认真研究蒸汽机的工作原理,在以前认识的基础上,又有了新发现。当特里维雪克的试验失败之后,特里维雪克一气之下放弃了对机车的改进,而史蒂芬森却对这项发明产生了兴趣。他总结特里维雪克失败的教训,制造了一台卧式锅炉,取代原来的立式锅炉,在车轮边上安上轮缘,使车子在行驶的时候扣在铁轨上,防止出轨。为防止车轮打滑,史蒂芬森又在两条路轨间装上了一道带齿的轨道,与之相应,在车体上装上棘轮,使机车在轨道上行驶起来更加平稳。史蒂芬森的这些努力使车子脱胎换骨,具备了平稳行驶的特性。
史蒂芬森在1814年制造出了第一台蒸汽机的火车头,因为蒸汽机要燃烧燃料获取能量,所以人们把这样的车子称为火车。光火车头就有5吨重,史蒂芬森把它称为“布鲁克”,它可以带动8个车厢,总重在30吨左右,火车的时速达到10千米,虽然速度并没有比马车快多少,但是载重量却相当于马车载重量的30倍,还是令史蒂芬森威名远扬了一把。(www.xing528.com)
之后,史蒂芬森不断对火车进行改进,他发明了新式锅炉,提高了效能,还给火车装上了烟囱。
1825年,在斯托克顿的街头,人们好像迎接盛大的节日一样涌向街头,管乐队分立铁轨两侧,整装齐奏,在人们的期待之中,史蒂芬森驾驶他改进的火车,在一阵汽笛的轰鸣中出现在人们的视野里。这是一列由12节煤车和20节客车车厢组成的火车,450名乘客从车窗里伸出手臂,朝铁路两旁的人们欢呼致意。火车的速度达到每小时24千米,已经不是马车所能相比的了。认为马车是世界上最好的交通工具的保守派,这时也不得不摘下帽子,躬身向远去的庞大身影致以敬意。
1829年,英国政府出面组织了一场非常有意思的比赛,目的是比出在铁轨之上到底是火车快还是马拉车快,结果史蒂芬森的儿子改进的“火箭”号火车夺冠,这列火车的平均时速达到22千米,比当时的四套马车快两倍以上。马车的时代终于被火车的时代取代了,火车成了铁轨名副其实的主人。当火车轰鸣着跑遍世界上的国家和地区时,他的发明者史蒂芬森的名字也家喻户晓。史蒂芬森发明了火车,火车也成就了史蒂芬森的美名。
火车经过不断改进,具有了舒适、平稳、高速的特点,人们开始修建更多的铁路来迎接这个身形庞大的新式交通工具。铁路事业的发展,也成为一个国家或者地区现代化发展程度的重要标志。然而蒸汽机车还是有它自身的弱点,因为要不断燃烧煤炭,火车必须自带燃料,这样就加大了火车的负荷。蒸汽机车在后来被更加先进的内燃机车取代了,而内燃机车又被电力机车取代,人类在进步,科技在发展,到了现在,更加先进的磁悬浮列车出现在我们的生活中。在不远的将来,我们或许能够发明出速度更快的时光旅行机,那时候我们脚下就不再是铁条搭成的轨道,而是过去或者未来的任意时空。
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