《特里维西克与铁路运输的早期探索：一段充满挑战与创新的历史》 New 2025-01-02 作者 C3P00 一、铁路运输的基础原理与早期实验 在现代铁路系统中，马蹄使了力这一概念被赋予了新的意义。当铁路处于极端条件下时，铁轮和铁轨之间的实际接触面积小得惊人——对于现代铁路车轮而言，大约只有一角钱硬币那么大。这看似微不足道的接触面积，却正是铁路运输高效性的关键所在。 回顾特里维西克所处的时代，在当时人们对于蒸汽机是否能在土路上驱动铁轮都充满了疑问。然而，特里维西克通过一系列巧妙的实验给出了答案。他邀请戴维斯·吉迪帮忙用手推动一辆单马双轮车进行测试。他们将马的牵引绳索松开，亲自用手推着车子。吉迪总结说：“我们发现，没有任何一种斜面会影响车轮的滑动。”🧐 这个发现为后续铁路的发展奠定了基础。 铁路创新者们深知必须向潜在投资者证明铁轮对铁道系统的有效性。这一证明影响了英国后来几十年的铁路建设。例如，英国铁路的斜坡等级比美国的要平缓，转弯曲线也比较大。这是因为在当时的认知和技术水平下，为了确保火车的安全稳定运行，需要更平缓的地形条件。而且即使到了现代，在由柴油电动发动机驱动的铁路上，还会安装漏砂机（用来撒粗砂），以便在需要加强牵引力时使用。这小小的装置，就像是给火车穿上了一双防滑鞋，让它能够更好地应对各种路况。 二、特里维西克的公路蒸汽机车发明之旅 （一）早期尝试 特里维西克被康沃尔当地人亲切地称为“迪克上尉”。1801年圣诞节前夕，他对他的公路蒸汽机车进行了测试。当时的情景非常有趣，很多人跳起来看这个新奇的东西。就像一只小鸟一样，蒸汽机沿着蜿蜒曲折的小山蹦蹦跳跳地开走了。不过，这次试验也遭遇了挫折，车子在绕过一堵墙时撞进沟里翻了车，但幸运的是没有人员伤亡。 车厢被推到某处停放后，大家聚到旅馆里用烤鹅配酒来安慰受惊的心脏，但却忘了照看蒸汽机。结果机器里的水被煮干，铁烧得通红，导致除了一些钢铁部件外，蒸汽机和停放间都被烧了个一干二净。🔥 这次事故虽然令人沮丧，但也让特里维西克和他的伙伴们更加清楚地认识到蒸汽机操作中的安全问题。 （二）专利申请与技术改进 特里维西克和维维安毫不气馁，带着介绍信前往伦敦申请联合专利。他们在伦敦见到了许多知名人士，如化学家汉弗莱·戴维等。并且根据建议制造了一辆蒸汽驱动的车并在伦敦展出。那年夏天，特里维西克设计并制造了一台压力高达每平方英寸145磅的蒸汽机。这种高压蒸汽机的锅炉直径只有4英尺，厚度却达到1.5英寸，汽缸直径仅为7英寸。面对当地工程师的质疑，特里维西克让他们亲眼见证了这个奇迹般的小汽缸能够发挥巨大的作用。工程师们来看过后，“很快就面无表情、一句话不说地走了”，这表明他们被特里维西克的技术所震撼。 到了1803年2月，铸造厂为特里维西克和维维安设想在伦敦作演示的三轮车铸造了一个锻铁缸和锅炉。其汽缸直径缩小到5英寸，采用水平固定的方式，以方便人们乘坐。整个发动机重量仅有600磅，客车制造商威廉·费尔顿建造的舒适的客车可容纳8 – 10人。经过几个月的努力，蒸汽动力无马车组装完成并经过了测试，总成本约为207英镑（相当于今天的1.7万英镑或2.5万美元）。在接下来的6个月里，该车在城市街道上来回行驶，引起了普通伦敦人的兴奋，同时也让路过的马匹受到惊吓。 三、伦敦的首次蒸汽机车展示与社会反响 有关伦敦的第一辆蒸汽机车的故事留存下来的资料很少。但从回忆中我们可以了解到一些情况。费尔顿和他的儿子们有幸成为第一批乘客，在车子开出工厂的第一天就坐在车上。维维安回忆起车子第一次上路的情景，从雷瑟街穿过酒水池街进入格雷旅馆路，经过公爵板球场到帕丁顿和伊斯灵顿，再回到雷瑟街。尽管车辆装了弹簧，但坐在车上仍然很不平稳，因为大驱动轮上无法加装减震措施。而且即使是最佳路况也只是鹅卵石铺的路面。 亨伯尔斯通夫人记得看到“龙车”穿过牛津街的场景，那是一次有组织的公开演示。路边商店关闭，街道上没有其他马车，沿途的人们欢呼并挥舞着手帕。但是，伦敦的拉车伙计和赶马车的人却不高兴了，因为他们意识到这项新技术可能威胁到他们的职业。他们用白菜帮子和臭鸡蛋砸向蒸汽机车子，这是一种原始的抗议方式，反映了新技术与传统产业之间不可避免的冲突。😖 特里维西克在控制方向方面还没有找到可靠的办法。约翰·维维安回忆起一次凌晨驾驶“龙车”的经历，车子差点失控撞到路边花园的围墙。这件事也成为了一个笑话，因为当时的路况根本无法支持他们真正开到康沃尔去。 四、梅瑟铁道上的重要试验 特里维西克面临着资金短缺的问题，这时富有的商人塞缪尔·汉弗莱伸出了援手。汉弗莱看到了高压蒸汽的潜力，而博尔顿和瓦特却没有看到。在潘尼达伦炼铁厂，特里维西克制造了几台固定式的蒸汽机。之后汉弗莱同意支持他开发高压蒸汽机车，用于在新建轨道上带动运输。这条轨道是铁匠作坊主们为了避开运河拥堵而修建的梅瑟铁道。 当时大多数车轨都是用铸铁轨道铺在石块上，还没有像现在这样的枕木连接。车轨带有轮缘，起到引导车轮前行的作用。威尔士的一位铁匠作坊主理查德·克劳肖拥有运河的控股权，他并不看好蒸汽机车。于是，他和汉弗莱打赌，看看蒸汽机能否拖着重物沿着轨道行驶。特里维西克接受了这个挑战，制造了一台带有8英寸大小汽缸、活塞冲程达54英寸的蒸汽机。 在1804年2月初的测试中，蒸汽机表现良好，轻松地在坡上和坡下开动，并且易于管理。特里维西克还成功地拖载了10吨铁、5辆马车和70个人，赢得了这场赌注。这标志着铁路运输技术的一个重大进步，证明了蒸汽机车具有巨大的潜力。 五、事故与反思 然而，特里维西克的事业并非一帆风顺。在格林尼治的泰晤士河边，一台特里维西克的蒸汽机发生爆炸，造成三人当场死亡，一人事后因伤而死。虽然是人为错误导致了事故，但博尔顿和瓦特抓住此事大肆宣传高压蒸汽的危险性。特里维西克对此感到不满，他在给朋友的信中抱怨道，并计划在他的蒸汽机上安装两个安全阀和一个水银蒸汽计，以提高安全性。 直到19世纪后期，锅炉爆炸一直是困扰蒸汽机使用的一个老大难问题。这也促使人们不断改进蒸汽机的设计，寻找更安全、可靠的材料和技术。
一、铁路运输的基础原理与早期实验
在现代铁路系统中，马蹄使了力这一概念被赋予了新的意义。当铁路处于极端条件下时，铁轮和铁轨之间的实际接触面积小得惊人——对于现代铁路车轮而言，大约只有一角钱硬币那么大。这看似微不足道的接触面积，却正是铁路运输高效性的关键所在。
回顾特里维西克所处的时代，在当时人们对于蒸汽机是否能在土路上驱动铁轮都充满了疑问。然而，特里维西克通过一系列巧妙的实验给出了答案。他邀请戴维斯·吉迪帮忙用手推动一辆单马双轮车进行测试。他们将马的牵引绳索松开，亲自用手推着车子。吉迪总结说：“我们发现，没有任何一种斜面会影响车轮的滑动。”🧐 这个发现为后续铁路的发展奠定了基础。
铁路创新者们深知必须向潜在投资者证明铁轮对铁道系统的有效性。这一证明影响了英国后来几十年的铁路建设。例如，英国铁路的斜坡等级比美国的要平缓，转弯曲线也比较大。这是因为在当时的认知和技术水平下，为了确保火车的安全稳定运行，需要更平缓的地形条件。而且即使到了现代，在由柴油电动发动机驱动的铁路上，还会安装漏砂机（用来撒粗砂），以便在需要加强牵引力时使用。这小小的装置，就像是给火车穿上了一双防滑鞋，让它能够更好地应对各种路况。
二、特里维西克的公路蒸汽机车发明之旅
（一）早期尝试
特里维西克被康沃尔当地人亲切地称为“迪克上尉”。1801年圣诞节前夕，他对他的公路蒸汽机车进行了测试。当时的情景非常有趣，很多人跳起来看这个新奇的东西。就像一只小鸟一样，蒸汽机沿着蜿蜒曲折的小山蹦蹦跳跳地开走了。不过，这次试验也遭遇了挫折，车子在绕过一堵墙时撞进沟里翻了车，但幸运的是没有人员伤亡。
车厢被推到某处停放后，大家聚到旅馆里用烤鹅配酒来安慰受惊的心脏，但却忘了照看蒸汽机。结果机器里的水被煮干，铁烧得通红，导致除了一些钢铁部件外，蒸汽机和停放间都被烧了个一干二净。🔥 这次事故虽然令人沮丧，但也让特里维西克和他的伙伴们更加清楚地认识到蒸汽机操作中的安全问题。
（二）专利申请与技术改进
特里维西克和维维安毫不气馁，带着介绍信前往伦敦申请联合专利。他们在伦敦见到了许多知名人士，如化学家汉弗莱·戴维等。并且根据建议制造了一辆蒸汽驱动的车并在伦敦展出。那年夏天，特里维西克设计并制造了一台压力高达每平方英寸145磅的蒸汽机。这种高压蒸汽机的锅炉直径只有4英尺，厚度却达到1.5英寸，汽缸直径仅为7英寸。面对当地工程师的质疑，特里维西克让他们亲眼见证了这个奇迹般的小汽缸能够发挥巨大的作用。工程师们来看过后，“很快就面无表情、一句话不说地走了”，这表明他们被特里维西克的技术所震撼。
到了1803年2月，铸造厂为特里维西克和维维安设想在伦敦作演示的三轮车铸造了一个锻铁缸和锅炉。其汽缸直径缩小到5英寸，采用水平固定的方式，以方便人们乘坐。整个发动机重量仅有600磅，客车制造商威廉·费尔顿建造的舒适的客车可容纳8 – 10人。经过几个月的努力，蒸汽动力无马车组装完成并经过了测试，总成本约为207英镑（相当于今天的1.7万英镑或2.5万美元）。在接下来的6个月里，该车在城市街道上来回行驶，引起了普通伦敦人的兴奋，同时也让路过的马匹受到惊吓。
三、伦敦的首次蒸汽机车展示与社会反响
有关伦敦的第一辆蒸汽机车的故事留存下来的资料很少。但从回忆中我们可以了解到一些情况。费尔顿和他的儿子们有幸成为第一批乘客，在车子开出工厂的第一天就坐在车上。维维安回忆起车子第一次上路的情景，从雷瑟街穿过酒水池街进入格雷旅馆路，经过公爵板球场到帕丁顿和伊斯灵顿，再回到雷瑟街。尽管车辆装了弹簧，但坐在车上仍然很不平稳，因为大驱动轮上无法加装减震措施。而且即使是最佳路况也只是鹅卵石铺的路面。
亨伯尔斯通夫人记得看到“龙车”穿过牛津街的场景，那是一次有组织的公开演示。路边商店关闭，街道上没有其他马车，沿途的人们欢呼并挥舞着手帕。但是，伦敦的拉车伙计和赶马车的人却不高兴了，因为他们意识到这项新技术可能威胁到他们的职业。他们用白菜帮子和臭鸡蛋砸向蒸汽机车子，这是一种原始的抗议方式，反映了新技术与传统产业之间不可避免的冲突。😖
特里维西克在控制方向方面还没有找到可靠的办法。约翰·维维安回忆起一次凌晨驾驶“龙车”的经历，车子差点失控撞到路边花园的围墙。这件事也成为了一个笑话，因为当时的路况根本无法支持他们真正开到康沃尔去。
四、梅瑟铁道上的重要试验
特里维西克面临着资金短缺的问题，这时富有的商人塞缪尔·汉弗莱伸出了援手。汉弗莱看到了高压蒸汽的潜力，而博尔顿和瓦特却没有看到。在潘尼达伦炼铁厂，特里维西克制造了几台固定式的蒸汽机。之后汉弗莱同意支持他开发高压蒸汽机车，用于在新建轨道上带动运输。这条轨道是铁匠作坊主们为了避开运河拥堵而修建的梅瑟铁道。
当时大多数车轨都是用铸铁轨道铺在石块上，还没有像现在这样的枕木连接。车轨带有轮缘，起到引导车轮前行的作用。威尔士的一位铁匠作坊主理查德·克劳肖拥有运河的控股权，他并不看好蒸汽机车。于是，他和汉弗莱打赌，看看蒸汽机能否拖着重物沿着轨道行驶。特里维西克接受了这个挑战，制造了一台带有8英寸大小汽缸、活塞冲程达54英寸的蒸汽机。
在1804年2月初的测试中，蒸汽机表现良好，轻松地在坡上和坡下开动，并且易于管理。特里维西克还成功地拖载了10吨铁、5辆马车和70个人，赢得了这场赌注。这标志着铁路运输技术的一个重大进步，证明了蒸汽机车具有巨大的潜力。
五、事故与反思
然而，特里维西克的事业并非一帆风顺。在格林尼治的泰晤士河边，一台特里维西克的蒸汽机发生爆炸，造成三人当场死亡，一人事后因伤而死。虽然是人为错误导致了事故，但博尔顿和瓦特抓住此事大肆宣传高压蒸汽的危险性。特里维西克对此感到不满，他在给朋友的信中抱怨道，并计划在他的蒸汽机上安装两个安全阀和一个水银蒸汽计，以提高安全性。
直到19世纪后期，锅炉爆炸一直是困扰蒸汽机使用的一个老大难问题。这也促使人们不断改进蒸汽机的设计，寻找更安全、可靠的材料和技术。