Двуногий паровоз: какой была "паровая лошадь" Брантона и зачем создавалась

На заре развития железнодорожного транспорта инженерами было предложено немало интересных решений, но особое место среди них занимает «паровая лошадь» — локомотив с механическими ногами, созданный шотландским инженером Уильямом Брантоном в 1813 году. Этот удивительный механизм не просто передвигался по рельсам, а буквально «шагал» с помощью металлических конечностей, за что получил прозвище «Механический путешественник» (Mechanical Traveller).

Уильям Брантон родился 26 мая 1777 года в небольшом шотландском городе Далкит в семье часовщика Роберта Брантона. Первые навыки в механике он получил в часовой мастерской своего отца, а позже обучался инженерному делу у своего деда, который работал смотрителем угольных шахт. В 1790 году юный Брантон начал работать в механических цехах хлопкопрядильной фабрики New Lanark Mills, где получил первый серьезный опыт работы с промышленным оборудованием.

В 1796 году молодой механик устроился на работу в знаменитую компанию Boulton & Watt, где быстро продвигался по карьерной лестнице. К 1802 году он уже занял должность руководителя машинного двора литейного завода Soho Foundry, одного из наиболее технически «продвинутых» предприятий своего времени. В 1808 году он перешел на работу в компанию Butterley Works в Дербишире, где и создал свое самое известное изобретение.

Идея создания «паровой лошади» возникла из-за серьезной проблемы с локомотивами того времени — их колеса часто проскальзывали на крутых подъемах, особенно на влажных или обледенелых рельсах. Уклон свыше 1% долгое время считался непреодолимым для паровозов, а потому в местах со сложным рельефом использовались конные составы. Их проблемой стал взлет цен на корма в Британии в результате Наполеоновских войн (с 1799 по 1815 гг).

Брантон решил эту проблему неординарным способом — создал паровоз с двумя механическими ногами, которые крепились к задней части машины и поочередно отталкивались от земли, двигая локомотив вперед. Принцип работы был похож на то, как лошадь отталкивается ногами от земли при движении.

Первый прототип, построенный в 1813 году для известняковых карьеров Crich в Дербишире, весил 2.25 тонны и имел один паровой цилиндр диаметром 152 мм с ходом поршня 610 мм. Давление в котле составляло 280 кПа (40 фунтов на квадратный дюйм). Локомотив двигался со скоростью 4.8 км/ч (по другим источникам — 3.6 км/ч) и развивал постоянное тяговое усилие 4-6 кН, что примерно равнялось силе четырех лошадей. Четыре колеса локомотива служили только для поддержки веса машины и не являлись ведущими. Этот первый в своем роде локомотив обошелся в 240 фунтов стерлингов. Согласно Bank of England, с учетом инфляции эта сумма сегодня эквивалента ~ £14.2 тыс.

Воодушевленный первыми успехами, в октябре 1814 года Брантон построил второй, более мощный прототип для угольной шахты Newbottle Colliery в графстве Дарем. Эта двухцилиндровая машина весила уже 5 тонн и обошлась заказчику в 540 фунтов стерлингов (эквивалентно сегодняшним 31.9 тыс. фунтов, или ~ 42.5 тыс. долларов). Паровая лошадь могла двигаться со скоростью 4 км/ч по уклону 1:36 (около 3%) и успешно использовалась для транспортировки вагонеток с углем.

Однако история «паровой лошади» закончилась трагически. 31 июля 1815 года во время демонстрации работы локомотива в Филадельфии (графство Дарем, Англия) машинист, подстрекаемый толпой зрителей, заблокировал предохранительный клапан, чтобы увеличить скорость движения. Избыточное давление привело к мощному взрыву котла, в результате которого погибло не менее 13 человек, а 43 получили ранения. Это происшествие считается первой серьезной железнодорожной катастрофой в истории.

Потрясенный случившимся, Брантон больше не восстанавливал свое изобретение. Он продолжил карьеру инженера, работал в разных компаниях, занимался проектированием железных дорог и промышленным оборудованием вплоть до своей смерти 5 октября 1851 года. Ниже можете увидеть в движении модель паровой лошади в масштабе 1 к 32, выполненную автором Youtube-канала Adrian's stuff.