На сегодняшний день на территории ведущих стран мира проложено почти миллион километров железнодорожных путей. Придумано множество разработок по усовершенствованию железнодорожного транспорта: от поездов, двигающихся от электричества, до составов, которые двигаются на магнитной подушке, не касаясь рельсов.
Одни изобретения прочно вошли в нашу жизнь, другие же так и остались на уровне планов. Например, разработка локомотивов, которые двигались бы на атомной энергии, но из-за высокой опасности для экологии и больших финансовых затрат их так и не построили.
Сейчас разрабатывается первая в мире железная дорога для гравитационного поезда, который будет двигаться за счет своей инерции и силы тяжести.
У железнодорожного транспорта большой потенциал. Изобретаются все новые и новые способы передвижения по железной дороге, несмотря на то, что, кажется, в этой области все уже давно изобретено.
Зарождение железнодорожного транспорта
Самые первые железные дороги стали появляться в середине 16 века по всей Европе. Это нельзя было назвать железнодорожным транспортом в полной мере. По путям ездили вагонетки, которые тянули лошади.
В основном такие дороги использовались на разработках камня, в рудниках и шахтах. Сделаны они были из дерева, и лошади могли перевезти по ним груз весом намного больше, чем по обычной дороге.
Но у таких рельсовых путей был существенный недостаток: они быстро изнашивались, и повозки сходили с путей. Для того чтобы уменьшить износ дерева, стали применять чугунные или железные полосы для укрепления.
Первые железные дороги, рельсы которых сделаны полностью из чугуна, стали использовать только в 18 веке.
Первая железная дорога общественного пользования
Первая в мире железная дорога для перевозок пассажиров была построена в Англии 27 октября 1825 года. Она соединяла города Стоктон и Дарлингтон, и изначально предполагалось, что по ней будут перевозить уголь из шахт в порт Стокона.
Проектом железной дороги занимался инженер Джорж Стефенсон, который уже имел опыт эксплуатации и управления железными дорогами в Килингуорете. Чтобы начать строительство дороги, пришлось ждать одобрения парламента целых четыре года. У нововведения было много противников. Владельцы лошадей не хотели лишаться своего дохода.
Самый первый состав, который перевозил пассажиров, был переоборудован из вагонеток для угля. А в 1833 году для быстрой перевозки угля дорогу достроили до Мидлсбро.
В 1863 году дорога вошла в состав Северо-Восточной железной дороги, которая и по сей день находится в эксплуатации.
Железная дорога под землей
Первая в мире железная дорога, которая проходила под землей, стала прорывом в сфере общественного транспорта. Первыми построили ее англичане. Необходимость в подземке появилась в тот момент, когда жители Лондона в полной мере познакомились с пробками на дороге.
В первой половине 19 века на центральных улицах города возникали скопления различных повозок. Поэтому решили «разгрузить» транспортные потоки за счет создания тоннеля под землей.
Проект лондонского подземного туннеля был изобретен французом Марком Изамбаром Брюнелем, который проживал в Великобритании.
Строительство тоннеля завершилось в 1843 году. Сначала он использовался лишь как пешеходный переход, но позже родилась идея метрополитена. И 10 января 1893 года состоялось торжественное открытие первой подземной железной дороги.
На ней использовалась паровозная тяга, и длина путей составляла всего лишь 3,6 километров. Среднее количество перевозимых пассажиров составляло 26 тысяч человек.
В 1890 году произошла модификация составов, и они стали двигаться не на паровой тяге, а на электричестве.
Магнитная железная дорога
Первая в мире железная дорога, по которой поезда двигались на воздушной подушке, была запатентована в 1902 году немцем Альфредом Зейденом. Попытки возведения были предприняты во многих странах, но первая была представлена на Международной выставке транспорта в Берлине в 1979 году. Проработала она всего лишь три месяца.
Поезда по магнитной железной дороге передвигаются, не касаясь рельсов, и единственная тормозящая сила для состава – это сила аэродинамического сопротивления.
На сегодняшний день поезда на магнитной подушке не могут конкурировать с железной дорогой и метрополитеном, потому что, несмотря на высокую скорость передвижения и бесшумность (некоторые поезда могут развивать скорость до 500 км/ч), имеют ряд существенных недостатков.
Во-первых, потребуются большие финансовые вливания для создания и обслуживания магнитных дорог. Во-вторых, поезда на магнитной подушке. В-третьих, электромагнитное поле наносит большой вред окружающей среде. И, в-четвертых, у магнитной железной дороги очень сложная путевая инфраструктура.
Во многих странах, в том числе и в Советском Союзе, планировали создание таких дорог, но позже отказывались от этой идеи.
Железные дороги в России
Впервые в России предшественницы полноценных железных дорог были применены на Алтае в 1755 году — это были деревянные рельсы на рудниках.
В 1788 году в Петрозаводске построили первую железную дорогу для заводских нужд. А для пассажирских перевозок в 1837 году появилась железная дорога Санкт-Петербург — Царское Село. По ней ходили составы на паровой тяге.
Позже, в 1909 году, Царскосельская железная дорога вошла в состав Императорской ветки, которая соединила Царское Село со всеми линиями Санкт-Петербургской железной дороги.
Самая первая железная дорога в мире, предназначенная для использования паровых двигателей, соединила угольные шахты, расположенные неподалёку от английского населённого пункта Шилдон, с городами Стоктон-на-Тисе и Дарлингтон. Её официальное открытие состоялось в 1825 году. Экономический смысл этого проекта заключался в оперативной доставке угля из шахт в порт для погрузки на морские корабли. Перевозки по первой железной дороге в мире быстро превратились в весьма прибыльный бизнес. Коммерческая выгода стала причиной постройки дополнительной линии до порта Мидлсбро. На ранних этапах эксплуатации первой в мире железной дороги составы с углём приводились в движение паровыми локомотивами, а пассажирские вагоны тянули лошади.
Предыстория
Подземные шахты в окрестностях Шилдона существовали с давних времён. До появления первой в мире железной дороги уголь вывозили на телегах. В самом начале 19-го столетия возник проект постройки канала, который мог стать решением транспортной проблемы, но воплотить этот замысел не удалось. Основным препятствием стало несогласие Джона Скотта, пэра Англии и второго графа Элдона. В соответствии с составленным инженерами планом, канал предполагалось провести через его земельные владения.
Зарождение идеи
Проект строительства первой железной дороги в мире был представлен британскому парламенту для утверждения в 1821 году. Основным инвестором стал коммерсант Эдвард Пиз, вложивший в это предприятие огромную по тем временам сумму в семь тысяч фунтов стерлингов. Будучи самым крупным акционером, он оказывал существенное влияние на процесс сооружения первой в мире железной дороги. Проект получил одобрение парламента и короля, однако в тексте официального разрешения на строительство отсутствовало упоминание использования паровых локомотивов.
Джордж Стефенсон
Главный инвестор и вдохновитель проекта первой в мире железной дороги стремился найти наиболее компетентного специалиста, способного воплотить в жизнь передовые для начала 19 века технологии. Он остановил свой выбор на Джордже Стефенсоне, талантливом инженере, уже имевшем опыт конструирования паровых двигателей. Для руководства проектом создали особый комитет, члены которого были назначены собранием акционеров. Основные инвесторы предприятия принадлежали к христианскому протестантскому движению квакеров. В их число входил и Эдвард Пиз, которого впоследствии назвали "отцом первой в мире железной дороги". Из-за конфессиональной принадлежности авторов проекта рельсовый путь Стоктон-Дарлингтон также известен как "квакерская линия".
Джорджу Стефенсону помогал в работе над составлением планов его сын Роберт. Инженер внёс ряд предложений, призванных способствовать реализации задачи, довольно сложной по меркам той эпохи. Например, он рекомендовал использовать для изготовления рельс ковкий сорт железа. В 1822 году собрание акционеров официально назначило Стефенсона главным инженером. В соответствии с окончательным вариантом проекта, протяжённость первой в мире железной дороги должна была составить около 40 километров. Расстояние между рельсами — четыре фута и восемь дюймов (1,42 метра). Стефенсон активно выступал за эксплуатацию паровых локомотивов и сумел убедить акционеров в перспективности этой идеи. В 1823 году британский парламент дал специальное разрешение на использование "самоходных машин".
Открытие
Эдвард Пиз и Джордж Стефенсон вместе основали первый в истории завод по строительству локомотивов. Он располагался в городе Ньюкасле. 16 сентября 1825 года первый локомотив с паровым двигателем покинул стены завода. Вскоре он был представлен широкой публике.
Стоимость создания первой железной дороги в мире сильно превысила изначальные расчёты. Компания была вынуждена взять краткосрочный кредит на 60 тысяч фунтов стерлингов. Акционеры надеялись на то, что проект в скором времени начнёт приносить прибыль, которая даст возможность вернуть огромный долг. Первая железная дорога в мире была построена в 1825 году. Её официальное открытие состоялось 27 сентября. Локомотив, тянувший за собой 21 вагон, отправился в путь около 7 часов утра. Впереди поезда скакал всадник с флагом. В оборудованном сиденьями составе находилось от 450 до 600 пассажиров. На некоторых участках пути поезд развивал скорость до 24 километров в час.
Первое испытание не обошлось без технических неполадок. Поезд сделал вынужденную остановку продолжительностью в 20 минут из-за того, что у вагона, в котором ехали представители компании и инженеры, отвалилось колесо. Ещё полчаса пришлось потратить на ремонт парового локомотива. Поезд преодолел расстояние в 14 километров и был встречен восторженной толпой в 10 тысяч человек в Дарлингтоне. Это путешествие в общей сложности заняло два часа. Владельцы предприятия сочли открытие удачным и организовали праздничный банкет.
Эксплуатация на ранних этапах
Когда появилась первая железная дорога в мире, финансовая ситуация компании, которая её построила, оставляла желать лучшего. Предприятие находилось под бременем долгов и не могло привлечь новых кредитов. Начало функционирования дороги стало ключом к решению финансовых проблем. К 1827 году компания выплатила долги. Курс её акций быстро поднялся со 120 до 160 фунтов стерлингов. Компания начала получать прибыль, которую можно было инвестировать в развитие первой в мире железной дороги.
На ранних этапах рельсовый путь использовался исключительно для транспортировки угля. За первые три месяца эксплуатации объём перевозок составил 10 тысяч тонн. Применение паровых двигателей увеличило количество поставляемого угля и спровоцировало значительное падение его рыночной цены. В скором времени объём перевозок достиг 52 тысяч тонн в год.
Рентабельность
Первые локомотивы не отличались надёжностью. Источником проблем часто становились их чугунные колёса. Регулярный ремонт отнимал много времени и требовал дополнительных финансовых расходов. В ранний период паровые локомотивы были менее выгодны в экономическом смысле, чем лошади. Однако по мере решения технических проблем их рентабельность повысилась. В 1828 году собранию акционеров был представлен доклад, в котором утверждалось, что применение паровых двигателей уменьшает расходы на транспортировку в два раза. Однако часть пассажирских поездов по-прежнему использовала конную тягу.
Основание Мидлсбро
Бизнес по перевозке угля, ставший главным источником прибыли железнодорожной компании, нуждался в дальнейшем развитии и расширении. Порт Стоктона не мог вместить достаточное количество кораблей. Один из инженеров компании предложил построить новую ветку до Мидлсбро. Этот план получил одобрение со стороны Джорджа Стефенсона и собрания акционеров. Глубоководный порт Мидлсбро мог значительно ускорить процесс доставки угля. До появления железнодорожной ветки в этой местности находилось только несколько жилых домов. Превращение Мидлсбро в важный транспортный узел стало причиной возникновения города. В настоящее время его население насчитывает 174 тысячи человек.
Усовершенствования
Железная дорога постоянно модернизировалась. В 1832 году были построены вторые пути. Примерно в то же время прекратилось использование конной тяги для пассажирских составов. Паровые локомотивы заменили лошадей. Было введено расписание движения поездов и сигнализация, впоследствии ставшая общепринятой на всех железных дорогах Великобритании. Постепенно возрастала мощность локомотивов. В 1839 году средняя скорость пассажирских поездов составила 35 километров в час. Количество рейсов между Стоктоном и Дарлингтоном достигло шести в сутки. Ежегодно услугами железной дороги в среднем пользовались 200 тысяч пассажиров. Началось разделение вагонов на три класса, в зависимости от которых устанавливалась стоимость проезда. В 1863 году линия Стоктон-Дарлингтон стала частью Северо-восточной железной дороги Великобритании.
11 ноября 1837 года (30 октября по старому стилю) состоялось торжественное открытие первой в России железной дороги от Санкт‑Петербурга до Павловска, положившей начало строительству в России сети железных дорог.
В тот день в газете "Ведомости" появилась заметка: "Была суббота, горожане стекались к старой полковой церкви Введения у Семеновского плаца. Они знали, что открывается необычная железная дорога и "стальной конь, везущий сразу много‑много карет" впервые отправится в путь. Однако не всем удалось увидеть первый поезд. К самой станции, возведенной совсем недавно, простолюдинов не пускали. Ровно в 12 часов 30 минут крохотный локомотив дал пронзительный свисток, и восемь вагонов с благородной публикой отправились по маршруту Петербург ‑ Царское Село".
Это была первая железная дорога общественного пользования в России (до открытия в 1851 году Николаевской железной дороги), единственная в стране и шестая в мире. Она была построена для обеспечения железнодорожного сообщения между Царскосельским вокзалом Санкт‑Петербурга, Царским Селом и Павловском.
1 мая 1836 года началось строительство железной дороги от Павловска. В июле уже была готова платформа под навесом для приезжающих и заложен фундамент здания гостиницы. 10 сентября заложили вокзал и паровозное депо с поворотным кругом в Царском Селе. К 30 сентября рельсы уложили на расстоянии 22 верст от Павловска. В конце сентября провели пробные поездки (несколько вагонов) на конной тяге от платформы в Павловске до Царского Села.
3 ноября 1836 года состоялась первая обкатка паровоза. Его доставили в разобранном виде морем из Англии в Кронштадт, а оттуда по заливу, Обводному каналу и на лошадях в Царское Село, где была проведена его сборка и проверка.
Первый поезд состоял из 8 вагонов и трехосного паровоза, построенного на заводе Стефенсона в Англии. В составе поезда были вагоны четырёх классов. Самыми комфортабельными были кареты, называвшиеся "берлинами": это были вагоны с крытыми кузовами и мягкими сиденьями для восьми человек. Вместимость вагонов остальных классов составляла 10 пассажиров. "Дилижансами" называли мягкие крытые вагоны большей вместимости. Следующие классы были представлены открытыми повозками ("линейками"): повозки с крышами назывались "шарабаны", без крыши ‑ "вагоны". Вагоны не имели отопления и освещения.
По требованию Герстнера, паровозы должны были иметь мощность в 40 лошадиных сил и быть в состоянии везти несколько вагонов с тремястами пассажирами со скоростью 40 вёрст в час.
Чтобы повысить провозную способность дороги, Герстнер решил использовать подвижной состав шириной колеи 1829 мм, а не 1435 мм, которая была принята на железных дорогах в Англии.
В первые полгода эксплуатации на дороге использовалась конная тяга и только по воскресеньям или праздникам — паровая. Полный переход на "пар" произошёл в апреле 1838 года, а в мае движение поездов было открыто на участке Санкт‑Петербург — Павловск.
В первые годы стоимость проезда для пассажиров первого и второго класса составляла 2,5 и 1,8 рубля соответственно, третьего и четвертого ‑ 80 и 40 копеек.
В 1837 году для первой в России железной дороги между Санкт‑Петербургом и Царским Селом был построен вокзал. По плану Герстнера железнодорожный вокзал в Петербурге должен был находиться на набережной реки Фонтанки, однако выделенных на строительство денег хватило только на сооружение самой железной дороги и строительство вокзала в Царском Селе. Тогда было решено построить временную деревянную станцию чуть в стороне от отведенного под вокзал места. Так был построен самый старый вокзал России — Витебский. В 1849‑1852 годах по проекту архитектора Константина Тона построено каменное здание, просуществовавшее до начала XX века.
Современное здание вокзала построено в 1904 году в стиле "модерн" (архитекторы Станислав Бржозовский, Сима Минаш).