【铁路小知识】世界铁路机车的起源及速度的发展

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【铁路小知识】世界铁路机车的起源及速度的发展

2024-05-08 13:11| 来源: 网络整理| 查看: 265

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    众所周知,铁路是交通运输的重头。在铁路机车数百年的发展历史中,无数位发明家以及工程师为其付出了毕生精力。

    我们向这些伟大的发明家或工程师致敬。

    现如今,高铁飞驰,我们乘坐轨道交通出行再不会是以两百年前“跑步就能追上”的速度了。

    在此我列出了一个铁路机车起源的时间表以及铁路运输速度纪录的时间表。

    公元1世纪,古希腊数学家Hero(希罗)(1)发明了世界上第一台蒸汽机,他制成了一台汽转球,成为了蒸汽机的雏形。

希罗与他的汽转球(图片来源:网络)

    1698年,Savery(萨弗里)制成了世界上第一台实用的蒸汽提水器。

    1705年,Newcomen(纽科门)及其助手Cali(卡利)发明了大气式蒸汽机。

    1765年,James Watt(詹姆斯·瓦特)发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机。

世界蒸汽机之父——瓦特(图片来源:网络)

    从18世纪60年代至18世纪末,Watt不断改进蒸汽机,极大地提高了蒸汽机的效率,他所改进的蒸汽机技术后来被广泛应用于工业生产和交通运输上。

   1801年,世界上第一台实用性轮轨蒸汽机车从Richard Trevithick(理查德·特里维希克)手中诞生。他将这辆车命名为Puffing Devil“喷气魔鬼”。对于火车的发展史来说,这是历史性的一刻。

    1814年,George Stephenson(乔治·斯蒂芬森)研制的第一辆蒸汽机车诞生,名为Leather Boots“皮靴号”。

    1823年,Stephenson与他人合作在纽卡斯尔成立了铁路机车制造公司。

斯蒂芬森与他的蒸汽机车(图片来源:网络)

    世界上公认的第一条公共运营铁路是Stockton-Darlington Railway(斯托克顿—达林顿铁路),于1825年9月27日在英国通车,由George Stephenson(乔治·斯蒂芬森)主持修建。轨距采用的是1435mm,这个轨距被称为Stephenson  track gauge(斯蒂芬森轨距),后来被用作国际标准轨距,因此他也被称为“世界铁路之父”。当天,Stephenson设计的Sport“运动号”蒸汽机车牵引列车搭载450名旅客以最高24km/h的速度行驶在该铁路线上。

    1829年10月6日,Stephenson和Robert(罗伯特)共同研制的机车Rocket“火箭号”,在Liverpool-Manchester Railway(利物浦-曼彻斯特铁路)最高跑出了38.4km/h的速度。

    1830年9月,George父子研制出Northumberland“诺森伯兰人号”继续打破纪录,创下57.6km/h的最高速度。

    1837年,苏格兰人Robert Davidson(罗伯特·戴维森)发明出世界上第一台小型的电力机车。

    1842年,Davidson研制出了自己的第二辆电力机车,名为Galvanni“伽尔伐尼号”。Galvanni是在第一辆电力机车的基础上改进而来,该机车载重6吨,它以6.4km/h的速度,前进了2.4km。

   1845年,英国境内的大西铁路开通了提速的London-Exeter(伦敦-埃克塞特)的铁路,列车运行速度达到了70km/h。

    1855年,在英国境内Paddington-Didcot(帕丁顿—迪德科特)的铁路上,Flying Dutchman“飞翔的荷兰人号”蒸汽机车跑出了90km/h的速度。同年,法国的Pranton“普兰顿”号蒸汽机车打破纪录,创造了平均行驶速度100km/h的新纪录。

    1860年,法国的Lenoire(勒努瓦)模仿蒸汽机结构,采用弹力活塞环,经过多次试验,发明出一种无压缩、电点火、使用照明煤气的内燃机。

    1866年,Werner von Siemens(维尔纳·冯·西门子)研发出了直流发电机。

    1876年5月,德国的Otto(奥托)制造了第一台四部冲程内燃机,使用煤气作为主要燃料。

    1879年,Siemens研发出世界上第一辆具有实用性质的电力机车,并在柏林商业博览会上铺设了一条300米长的环形电气化铁路。

发明天才西门子(图片来源:网络)

    1881年,Siemens公司发明了第一台有轨电车。

    1882年,大发明家Edison(爱迪生)在Menlo Park(门洛帕克)修建了一条4.8km的电气化铁路,同时还修建配套的侧线用来临时停车,配置转盘用来给机车转向,建造货物站台以方便装卸货物,建造车库用来停放和保养维修车辆。

    1893年,被誉为“柴油机之父”的Rudolf Diesel(鲁道夫·狄赛尔)研发出第一台实用的柴油动力压燃式发动机,即世界首台柴油机,其热效率达到26%。

柴油机之父狄赛尔(图片来源:网络)

    1894年,匈牙利工程师Kálmán Kandó(卡尔曼·坎多)发明了高压三相交流电动机和发电机。

    1896年,英国工程师Charles Brown(查尔斯·布朗)研发出世界上第一台三相交流电力机车,

    1912年,瑞士Sulzer公司(苏尔寿)利用Diesel的技术制造出第一台内燃机车。机车功率达883W,最高速度可达100km/h。

    1923年,英国London and North East Railway Company(伦敦和东北铁路公司)旗下的Flying Scotsman“飞翔的苏格兰人号”列车,时速已达160km/h。

飞翔的苏格兰人号(图片来源:网络)

    1937年,意大利AnsaldoBreda S.p.A公司(安萨尔多百瑞达)生产制造的ETR200型电力快车投入商业运营,改良后的ETR200最高速度可达201km/h。

    1938年,LNER旗下的Mallard“野鸭号”蒸汽机车创造了蒸汽机车最高速度记录202.58km/h。

    1954年,法国CC7212型电力机车面世,并创造了243km/h的速度纪录。

    1955年3月28日,法国ALSTOM公司(阿尔斯通)设计制造的CC7107号机车再次刷新了世界电力机车的速度纪录,达到了326km/h。

7107号机车上的铭牌(图片来源:宁柳跨越)

    1955年3月29日,法国Richmond Schneider公司(日蒙-施耐德)研制的BB9004号电力机车再一次打破了电力机车速度的世界纪录,达到了331km/h的最高试验速度。

    1964年,日本开通了从东京到新大阪的Shinkansen“新干线”。这是世界上第一条客运专线高铁,全程515公里,平均速度为210km/h,最高速度达到了270km/h。

新干线0系列车于1999年最后一次运行(图片来源:网络)

    1972年,法国研制的第三代TGV001型燃气轮动车组,平均速度超过了300km/h,最高试验速度为318km/h,是非电力牵引火车的最高时速保持者。

    1973年6月11日,英国的HST样车进行行车试验,以230.5km/h的高速创下内燃机车的世界纪录。

    1981年9月27日,法国TGV正式开通。高铁线路全长417公里,最高速度达到了380.4km/h,打破了世界纪录。与此同时,法国成为除日本之外全世界第二个掌握高速铁路技术的国家。

    1985年3月19日,德国的DB Class 410型试验动车组投入使用,在Bielefeld-Ham(比勒菲尔德-哈姆)试验线上跑出了300km/h的高速度。

    1988年5月1日,德国ICE V试验列车在Hanover-Vilzburg(汉诺威—维尔茨堡)测试铁路上,创下速度达406.9km/h的世界纪录。

ICE V高速列车(图片来源:网络)

    1989年,法国TGV Atlantique列车投入运行,并在1990年5月18日,创造出了515.3km/h的世界纪录。

TGV Atlantique高速列车(图片来源:网络)

    1996年,日本Shinkansen试验列车300X创下了443km/h的速度纪录。

    1999年4月,日本的超导磁悬浮列车在实验线上达到550km/h的速度。

    2003年12月2日,日本MLX01-2磁悬浮列车创造了581km/h的世界列车最高速度纪录。

    2006年,德国Siemens公司EuroSprinter“欧洲短跑手”系列的ES64U4型电力机车以357km/h的速度所打破了世界电力机车速度纪录

    2007年4月3日,法国TGV POS列车达到了574.8 km/h的速度,创下了新的有轨铁路行驶速度的世界纪录。

法国TGV列车更名为inoui(图片来源:网络)

    2015年4月21日,日本东海旅客铁路公司运营的L0 (A07)系列磁悬浮列车刷新了磁悬浮列车的速度记录,达到603km/h。

从几公里每小时的慢行到数百公里每小时的飞驰,

几次技术的更迭,

都少不了铁路人的努力。

而我国的铁路事业又何尝不是这样,

正如之前笔者和赵彦灵(2)教授交谈时,教授所说的:

“上世纪50年代到70年代的那批铁路人很伟大,奠定了中国铁路发展的基础”。

“伟大”二字不是空说,

没技术就远赴苏联学习,没工艺就全国范围内的找工厂生产......

总而言之

尊敬,继承,是我们后辈的责任。

注释:

(1)由于英文音译过来存在不同,所以本文均打出了英文原文

(2)赵彦灵,1985年毕业于兰州大学无线电计算机系。先后考取兰州大学、电子科技大学、西南交通大学的本科学士、硕士研究生、博士研究生。1988年在西南交通大学参加工作,历任铁道电气自动化研究所室主任、装备及实验室管理处科长、处长助理、副处长、网络教育学院常务副院长兼书记、现代教育技术中心主任。主要从事远程教育、计算机软件开发、系统集成等。主持国家省部项目5项,发表论文20余篇。

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