03 史蒂文森火箭号铁路机车

设计者：

乔治· 史蒂文森

生产商：

罗伯茨·史蒂文森公司

1829

工业
农业
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交通运输
科学
计算机信息处理技术
能源
家用

史蒂文森的火箭号并不是史上第一台铁路机车，但是它无疑是最具代表性的早期蒸汽机车之一。在1829年的雨山铁路机车大赛中，史蒂文森的火箭号大获全胜。通过这项比赛，人们确定了利物浦和曼彻斯特的铁路客运所使用的机车车型。这条铁路1830年在英国开通，比1825年世界上第一条公共铁路——斯托克顿至达林顿铁路——晚了5年，它是世界上第一条客货两用的城际铁路。

史蒂文森的实验和胜利

1829年10月，人们目睹了铁路时代早期最重大的事件之一——雨山铁路机车大赛。比赛的优胜者将赢得一份铁路机车合同，为英国第一条城际铁路——利物浦到曼彻斯特铁路——生产客运和货运机车。放在喷气式客机时代，这就好比让波音747-400和空中客车A380在伦敦到纽约航线上举行一场盛大的比赛。利物浦港是英国第一次工业革命期间形成的一个重要的中心城市，而这次机车大赛的举办地则设在雨山乡附近的一段铁路上。这里位于利物浦港以东，距离港口仅有9.3英里（约15公里）。

大赛于10月7日到14日举行，引发了公众极大的兴趣，各界名流、观光客以及英国传媒界诸多记者纷纷前来观赛。除了500英镑的奖金，获胜者还会在赢得新铁路的机车合同的同时蜚声天下，并且毫无疑问，在接下来的几年中还将不断获得许多利润丰厚的合同。在五个参赛者中，其中一个是已被时代淘汰的以马为动力的独眼巨人号。竞争主要在乔治·史蒂文森（1781—1848）和他儿子罗伯特（1803—1859）设计的火箭号，以及无与伦比号和新奇号之间展开。比赛规则规定了机车的最大重量和设计特点，试验行驶路程为35英里（约56公里），在有负载和无负载的情况下各进行一次，以确认机车的平均运行速度和燃料消耗量。

比赛一开始，无与伦比号因为重量超标而差点被取消比赛资格，不过在比赛中，它的表现与火箭号一直不相上下。但后来它由于出现了汽缸破裂而不得不退出比赛。火箭号真正的对手则是新奇号。在拉着满载车厢的情况下，新奇号的速度达到了前所未有的32英里/小时（约51.5公里/小时），震惊了公众。然而，它也同样因为遭遇技术难题而被迫退出了比赛。火箭号是唯一一台完成比赛的机车。在牵引三倍于自身机车重量的情况下，其平均速度达到了12.5英里/小时（约20公里/小时），而在牵引载客车厢时，它的速度则达到了24英里/小时（约38.6公里/小时）。

火箭号表明，世界上诞生了一种新的动力。它充满了活力和力量，有着广阔的应用领域。这是一种对蒸汽动力的简单但又令人钦佩的发明。结合多管式锅炉，它能在瞬间给机车带来充沛的动力，保证了铁路系统的胜利。

——《乔治·史蒂文森的一生》（1860），塞缪尔·斯迈尔斯著

自学成才的工程师

乔治·史蒂文森被人们誉为“铁路之父”。在他所生活的时代，世界上没有任何技校、专科学校或者大学专门教授人们机械科学与工程知识。史蒂文森出身于一个非常贫困的家庭，父亲是一名矿工，因此他从小就要工作，几乎没有受到任何正规教育。14岁时，他得到一份工作，在电车上当司闸员，后来又在煤矿上当机车司炉工。渐渐地，他开始依靠自学的方式维修自己负责的机车。1803年，史蒂文森结婚，他的独子，也是未来的工作伙伴罗伯特出生。1816年，史蒂文森展示出了自己的技术能力，制造出了第一辆机车，并将它命名为布吕歇尔号。这个名字源于普鲁士将军布吕歇尔，他1815年帮助威灵顿公爵（1769—1852）在滑铁卢打败了拿破仑。这台机车与当时煤矿拉煤的大多数机车非常相似。

从制造机车开始，史蒂文森开始涉足铁路设计的方方面面，并且对包括桥梁以及隧道设计在内的其他领域亦有涉猎。此外，由于先前的木制轨道已无法承受重型机车的重量，他还设计了一种新型铸铁轨道来替代它。通过规划建设长26英里（约42公里）的斯托克顿到达灵顿铁路，史蒂文森变得举国闻名。斯托克顿到达灵顿铁路于1825年开始运行，是世界上第一条客运兼货运收费铁路。史蒂文森为该铁路制造了包括旅行号在内的多台机车。旅行号首次开行时拉了600名乘客，速度为10—12英里每小时（约16—19公里/小时）。尽管在今天看来，这个速度犹如蜗牛前行，但对于当时习惯了步行或乘坐缓慢而又颠簸的马车出行的公众来说却是十分震撼的。火车时代开始了。

第一起火车伤亡事故

史蒂文森的胜利令他声名鹊起，并让他成为世界领先的机车制造商。然而利物浦至曼彻斯特的铁路却差点没能建成。由于儿子罗伯特去了南美，史蒂文森将测量线路的工作交给了一个雇员。1825年，由于发现测量结果有误，整个工程几乎被议会否决。另外，铁路还遭到了私有土地所有者和运河经营者之类竞争对手的激烈反对。前者不希望铁路穿过他们的土地，而运河则一直都是运输重型货物的渠道。史蒂文森因此遭到了解职，不过一年后，他的职务又被恢复。

1830年，利物浦至曼彻斯特的铁路终于完工。这条35英里（约56公里）长的铁路拥有多项世界第一。它有着第一条位于市区地下的隧道，一处70英尺（约21米）深的路堑，还有64座桥梁和高架桥，并有一段4.75英里（约7.6公里）长的铁轨“漂浮”在查特泥沼上。

这条铁路的开通典礼吸引了英国首相以及威灵顿公爵等政要的参加。在活动中场休息期间，国会议员威廉·赫斯基森（1770—1830）下了火车，顺着铁轨与公爵边走边谈。不幸的是，他没有注意到火箭号正快速沿另一条铁轨向他驶来。惊慌失措之下，他摔倒在了铁轨上，被机车撞断了腿。尽管火车将他载去了医院进行抢救，但几个小时后他终因伤势过重而死。这使他同时成为第一个受伤后乘坐火车的人以及首个死于火车事故的人。

解析
史蒂文森火箭号铁路机车

与后世采用6个车轮承载自身重量的机车不同，火箭号的车轮布置为0-2-2型，配有独立的煤水车。火炉对多管式汽锅进行加热，为机车提供蒸汽，二者尺寸分别为2×3英尺（约61×91厘米）和6×3英尺（约183×91厘米）。火箭号有两个呈35度角的汽缸，一对前驱动轮的直径为4英尺8英寸（约141厘米），带有连杆，由活塞驱动。后轮则独立于驱动轮，直径为2英尺6英寸（约76厘米）。早期机车的活塞通常设计为垂直型，机车容易产生摆动。火箭号对于活塞角度的改进提高了机车的稳定性。1830年，火箭号进一步将汽缸改进为水平方向。这很快成为此后机车的标准设计。火箭号设有两个安全阀和一个送风管，以便将汽缸排出的废蒸气送到烟道底部，从而创造出部分真空，使气流穿过火焰。

[A]锅炉

[B]多管式汽锅

[C]烟道

[D]倾斜式汽缸

[E]连杆

[F]安全阀

[G]排汽管

[H]燃料输送车

[I]水箱

主要特征：

多管式汽锅

多管式汽锅是火箭号的一大进步。不同于之前的单管汽锅，多管式汽锅由25根直径3英寸（约7.6厘米）的铜管组成，大幅增加了传热面积，使机车效率更高，有足够动力进行重载运行。在此后的汽锅设计中，管道的数量进一步增加。 kVwEFyQgqhYVn78qD8s8mVTeYD3UQ1EV4kN6apVHcoIZgaoX3trd9/PCnFcCOPn/