史蒂芬孫是怎麼發明出蒸汽機車的?靈感來自於哪裏?
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眾所周知蒸汽機是瓦特發明的,那麼蒸汽機車是誰發明的呢?事實上,蒸汽機車是由於喬治·史蒂芬孫發明的,他被稱作鐵路之父,蒸汽機車的鼻祖,可謂是他一手開創了鐵路新紀元。
我們知道,蒸汽機利用的是蒸汽的能量,將其轉化為機械功(就是往復式運動)。18世紀的工業革命因其而起,十九世紀最早出現的機車也是以蒸汽推動的,蒸汽機車的稱霸機車界的現象一直持續到二次世界大戰的結束。
蒸汽機車是利用蒸汽機,把燃料(一般是煤)的化學能轉化為熱能,在把熱能轉化為機械能,從而使得機車運行的一種火車機車。它主要是由鍋爐、蒸汽機、車架走行部和煤水車四部分組成。
作為陸地主要的交通工具之一的鐵路最早起源於英國。鐵路初創時期,蒸汽機是作為唯一的牽引動力的。蒸汽機車的發展歷史很漫長,期間不乏天才的設想估計不少人會猜測,這麼複雜的機器,肯定是位才華橫溢的科學家發明的,然而,事實並非如此,因為家庭貧困,斯蒂芬孫從小被剝奪了上學的權力,8歲便開始替人放牛,賺錢補貼家用。後來還因為補習文化知識,以18歲的年齡跟一羣七八歲的孩子讀小學,而被人譏笑為“爸爸學生”。
那麼,史蒂芬孫是怎麼克服困難,製作出蒸汽機車的呢?
1781年,斯蒂芬孫生於英國北部產煤區諾森伯蘭附近的華勒姆村,爸爸是個煤礦工人,在蒸汽機房裏燒鍋爐,微薄的工資養活全家八口,從這點也能看出這個貧困的家庭是負擔不起他的學費的。
14歲的時候,斯蒂芬孫跟着父親來到了煤礦當燒鍋爐的學徒,可以天天和蒸汽機打交道。為了探究清楚蒸汽機的原理,史蒂芬孫還不辭辛苦地跑到1500多裏外瓦特的故鄉蘇格蘭打工,一年多的學習不僅讓他更熟悉蒸汽機,還讓它掌握了煤礦裏各種機器的性能,收穫頗豐。
之後,史蒂芬孫就開始研究其火車,之前的這些奠基派上了用場,史蒂芬孫成功研製出了蒸汽機車:
1814年,第一輛蒸汽機車“布拉策號”試運行成功。
1825年9月27日,史蒂芬孫親自駕駛他和別人一起設計製造的“旅行者號”蒸汽機車在新鋪設的鐵路上試車,並獲得成功。
不過,史蒂芬遜也是站在前人的肩膀才發明出蒸汽機車的。如若沒有瓦特發明的設有與汽缸壁分開的凝汽器的蒸汽機,不會有蒸汽機車的出現;更值得他感謝的是英國的特里維西克,早在1801年,他就提出了可移動的蒸汽機的概念,並設計出蒸汽動力車,於次年獲得了專利,這輛蒸汽車被稱為“噴氣的傢伙”,燒煤是它的動力,可以承載6-8個人。1803年,這種利用軌道的可移動蒸汽機首先在煤礦區出現,這就是機車的原型。
前人的經驗和教訓讓斯蒂芬森有了方向,機車不斷地被改進,終於,1829年創造了時速高達46公里/時的“火箭”號蒸汽機車,機車拖着一節承載着30位乘客的車廂。
蒸汽機在交通運輸業中的應用,宣告了“火車時代”的到來,人類的活動範圍被迅速地擴大了。按着工作性質,蒸汽機車可以分為客運機車、貨運機車、調車機車三種。後來,蒸汽機車就被內燃機車和汽輪機車等取代,到了二十世紀六十年代末,世界上使用蒸汽機車的國家就所剩無幾了。
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