鐵軌“標(biāo)準(zhǔn)化”的深遠(yuǎn)意義
英國(guó)技術(shù)開(kāi)發(fā)的初步閉環(huán)有一個(gè)優(yōu)勢(shì),即在開(kāi)始向美國(guó)和歐洲大陸出口時(shí),特別是在英國(guó)以外的鐵路行業(yè)運(yùn)用時(shí),“鐵路系統(tǒng)”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 一定程度的發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)化,它的影響至今仍存在。天津鐵路配件
它開(kāi)啟了軌距標(biāo)準(zhǔn)。迄今為止,除了一些主要為地方服務(wù)的窄軌外,歐洲從比利牛斯山脈直到俄羅斯西部邊界,甚至北美和中國(guó),都將軌距統(tǒng)一為1435毫米。這種計(jì)量單位,既非來(lái)自腳長(zhǎng)和英寸,也非來(lái)自米制長(zhǎng)度系統(tǒng),而是來(lái)自郵政馬車(chē),這一點(diǎn)已經(jīng)在古羅馬人那里得到證明。根據(jù)英國(guó)模式統(tǒng)一使用軌距,成為技術(shù)上并不復(fù)雜的國(guó)際交通的基礎(chǔ)。
軌道導(dǎo)向系統(tǒng)并不僅限于避免帶輪緣的滾輪狀車(chē)輪橫向滑出。在很早的時(shí)候,車(chē)輪被設(shè)計(jì)成圓錐形,軌道稍微向內(nèi)傾斜。在良好的軌道條件下,列車(chē)僅出現(xiàn)輕微的橫向擺動(dòng),幾乎不必受輪緣硬性沖擊限制,而是由(今天會(huì)非常地計(jì)算的)踏面和輪緣之間的圓形引導(dǎo)著前進(jìn)。在鐵路曲線(xiàn)上,離心力將車(chē)輛進(jìn)一步往外推,外側(cè)輪的直徑稍大,從而將整個(gè)輪對(duì)控制在曲線(xiàn)內(nèi)。這種軌道運(yùn)行系統(tǒng)的工作原理是車(chē)輪和鋼軌之間的接觸面很少,從而使裝載車(chē)輛的摩擦阻力最小化。一個(gè)人的力量足以在軌道上拉動(dòng)一輛不太重的車(chē)。一組運(yùn)行中的車(chē)輛可以由一個(gè)人拉著繼續(xù)行駛。你可以試試去拖相同重量的橡膠輪卡車(chē)掛車(chē)。只有船在水中的 阻力才比較小。
移動(dòng)的鋼鐵和靜止的鋼鐵之間狹窄的接觸區(qū)域最初讓人懷疑,機(jī)車(chē)在軌道上啟動(dòng)和前進(jìn)時(shí)能否有足夠的阻力,轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子是否會(huì)在這個(gè)位置打滑而發(fā)生故障。因此,最初人們用齒輪和齒軌驅(qū)動(dòng)來(lái)試驗(yàn),認(rèn)為在斜坡上有必要用固定蒸汽機(jī)提供繩索牽引驅(qū)動(dòng)來(lái)取代移動(dòng)蒸汽機(jī)車(chē)驅(qū)動(dòng)。早在其他地方提出這個(gè)問(wèn)題之前,英國(guó)人就已經(jīng)解決了這個(gè)問(wèn)題(考慮到特有的山區(qū)鐵路,歐洲大陸關(guān)于這方面的討論一直持續(xù)到1850 年)。一方面,人們認(rèn)識(shí)到機(jī)車(chē)驅(qū)動(dòng)輪的摩擦力原則上是足夠的,并發(fā)現(xiàn)使用多個(gè)從動(dòng)輪對(duì)能增加摩擦力;另一方面,人們發(fā)明了一種技術(shù),通過(guò)人為延長(zhǎng)線(xiàn)路來(lái)限制山區(qū)鐵路的坡度。英國(guó)的鐵路系統(tǒng)在獲得出口機(jī)會(huì)時(shí), 已經(jīng)具備在平原地區(qū)和丘陵地區(qū)采用統(tǒng)一牽引技術(shù)優(yōu)勢(shì),無(wú)須在爬坡前費(fèi)事地更換牽引技術(shù)。
有側(cè)面護(hù)欄或中央導(dǎo)向桿的窄軌,車(chē)輛在上面運(yùn)行時(shí)可以由水平輔助輪支撐(最初這種想法得到了很好的闡釋?zhuān)?,修建道岔和道口因此變得方便,軌道網(wǎng)絡(luò)的無(wú)限分支從而能延伸到任意中途站的整備線(xiàn)上,并從那里再延伸到工廠、山谷和港口碼頭。
每一個(gè)擁有鐵路模型的人都知道,以4臺(tái)機(jī)車(chē)和29節(jié)車(chē)廂為例,就已經(jīng)有數(shù)百萬(wàn)種列車(chē)編組可能。有了標(biāo)準(zhǔn)化的聯(lián)軸器和緩沖裝置系統(tǒng),就能組成不同的列車(chē),并能根據(jù)不同要求重新組合。貨運(yùn)列車(chē)的五節(jié)牲畜車(chē)廂后,可以安排兩節(jié)瀝青或石油“罐車(chē)”,然后是三節(jié)裝著切割好防腐電線(xiàn)桿的車(chē)廂,最后是啤酒冷藏車(chē)廂。在下一站,它可以卸下兩節(jié)牲畜車(chē)廂,再裝上四節(jié)裝著磚塊的車(chē)廂。在幾十年、幾百年的時(shí)間里,蜂蜜、頭盔、腌肉或 油氈等貨物已經(jīng)過(guò)時(shí),取而代 之的是汽車(chē)、香蕉、用于多層房屋的燃油鍋爐和鋼管。客運(yùn)方面鋼制四軸取代了木制三軸,蒸汽機(jī)也逐漸被它的后繼產(chǎn)品電動(dòng)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)所取代。不管是過(guò)去還是現(xiàn)在,所有這些變化都是在沒(méi)有變更系統(tǒng)的情況下一步步發(fā)生的。
為了介紹經(jīng)久不衰的蒸汽機(jī)車(chē)另一個(gè)真正巧妙的原理,我們需要探討一下它的技術(shù)。根據(jù)加速或常速運(yùn)行的要求,機(jī)車(chē)司機(jī)使用調(diào)節(jié)器,通過(guò)控制器的機(jī)械裝置在活塞兩側(cè)交替工作,在平原、上坡或者下坡時(shí)讓更多或更少的蒸汽從鍋爐流向汽缸。工作完成后,蒸汽通過(guò)廢汽口進(jìn)入煙箱,然后從上面的煙囪出去。煙箱中的蒸汽通過(guò)氣流流動(dòng)產(chǎn)生負(fù)壓,讓更多的燃燒空氣通過(guò)鍋爐后端的灰箱風(fēng)戶(hù)被吸入火箱中,在那里煽動(dòng)火苗,讓更多的熱氣流過(guò)鍋爐眾多水循環(huán)管道。因此,蒸汽消耗量的增加會(huì)自動(dòng)通過(guò)更高的吸力產(chǎn)生更多的蒸汽。斯蒂芬森的蒸汽機(jī)車(chē)已經(jīng)運(yùn)用了這一技術(shù),其基本操作模式從未改變,盡管現(xiàn)在被放大了許多倍,并在細(xì)節(jié)上完善到了令人吃驚的程度。
一開(kāi)始人們還以為鐵路會(huì)和公路及運(yùn)河一樣可以免費(fèi)提供給任何使用者,但英國(guó)人很早就意識(shí)到,出于安全考慮,非常有必要將鐵路建設(shè)、鐵路交通管理和監(jiān)控、機(jī)車(chē)車(chē)輛的運(yùn)營(yíng)和交通市場(chǎng)的準(zhǔn)入牢牢掌握在一只手里。養(yǎng)路工和巡道工、信號(hào)員和扳道員、機(jī)車(chē)司機(jī)、司爐工和制動(dòng)員以及負(fù)責(zé)售票和辦理運(yùn)單的工作人員,都必須遵守統(tǒng)一的等級(jí)制度和紀(jì)律。這項(xiàng)原則(以及蒸汽機(jī)車(chē)在歷史上有趣的影響模式),在最近幾十年里發(fā)生了很大的偏離。
啟程一刻
在中世紀(jì),有軌車(chē)輛在木制軌道上被拉著或推著穿過(guò)礦井。巴伐利亞更高礦務(wù)局的約瑟夫·馮·巴德?tīng)枺↗oseph von Baader,1765—1841)1814年提出修建一條從紐倫堡到菲爾特的有軌馬車(chē)線(xiàn)路。他隨后詳細(xì)設(shè)計(jì)的“人造鐵路上的連續(xù)機(jī)械系統(tǒng)”并不實(shí)用,那是一種同時(shí)適用于道路和鐵路的車(chē)輛并且繼續(xù)使用馬力牽引。但至少他在1825年,在慕尼黑郊區(qū)的寧芬堡皇家公園向巴伐利亞國(guó)王路德維希一世(K?nig Ludwig I)展示了他的“測(cè)試線(xiàn)”。
當(dāng)時(shí)臺(tái)德國(guó)“蒸汽車(chē)”幾乎又被遺忘了。柏林鑄鐵廠的檢查員克里格1816年制造了一臺(tái)只有2.5米高1.5米長(zhǎng)的小型機(jī)車(chē),它參考了更老的英國(guó)模型,裝在四個(gè)輪子上,沿著齒軌運(yùn)行。該機(jī)車(chē)在柏林示范運(yùn)行后引起了轟動(dòng),它在市政廳拆卸后被運(yùn)到了上西西里。重新組裝后,卻發(fā)現(xiàn)它的軌距不適合那里的軌道。于是,德國(guó)臺(tái)機(jī)車(chē)的生涯再次結(jié)束。一臺(tái)1817年造的類(lèi)似機(jī)器在薩爾河畔的礦井里至少還能服役 幾年。
1835年12月7日又是一個(gè)特殊的日子。當(dāng)天的《斯圖加特晨報(bào)》這樣寫(xiě)道:
上午9:00,紐倫堡-菲爾特路德維希鐵路開(kāi)通。為了準(zhǔn)時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng),早上7點(diǎn),紐倫堡人就步行、騎馬或者乘坐馬車(chē)出發(fā)了……人們長(zhǎng)時(shí)間地注視著這條牢固的鐵路以及在一定程度上稱(chēng)得上雅致的車(chē)廂,它共有9節(jié);不過(guò),最讓人欣喜和關(guān)注的還是蒸汽機(jī)車(chē),它身上有那么多非同尋常的謎團(tuán),但僅從外觀上看,就連行家也無(wú)法說(shuō)清楚它的特殊結(jié)構(gòu)。
它像其他車(chē)一樣固定在前后輪的車(chē)軸上,在兩個(gè)更大的輪子之間,而這些輪子實(shí)際上是由機(jī)器驅(qū)動(dòng)的。怎樣驅(qū)動(dòng)?你可以猜,但卻看不到。在前輪之間,如同從一個(gè)封閉的煙囪里,升起一個(gè)大約15英尺(約 4.5米)高的管子,里面排出蒸汽。一個(gè)巨大的汽缸從前輪和中輪之間一直延伸到后輪,蒸汽鍋爐就在這里,由第二節(jié)四輪懸掛式車(chē)供水。后面這節(jié)存放燃料的車(chē)還有一個(gè)儲(chǔ)水罐,通過(guò)軟管將水從儲(chǔ)水罐引入蒸汽機(jī)車(chē)的水槽。此外,人們注意到有許多管子、水龍頭、螺絲、閥門(mén)、彈 簧,要搞清楚這些我們還需要更長(zhǎng)的時(shí)間。
那位安靜、謹(jǐn)慎且值得信賴(lài)的英國(guó)機(jī)車(chē)司機(jī)也同樣吸引了我們。他每放一鏟煤,都會(huì)考慮量是否合適、時(shí)間是否合適、爐子分配是否合適。一刻也不能閑著,什么都要注意,計(jì)算到每一分鐘,因?yàn)槭撬屃熊?chē)運(yùn)行起來(lái),所以他就像是機(jī)器的大腦,把巨大的力量統(tǒng)一起來(lái)……機(jī)車(chē)司機(jī)讓蒸汽的力量緩緩發(fā)揮作用。大量蒸汽云從煙囪里冒了出來(lái)。車(chē)廂被緊緊地鎖在一起,開(kāi)始慢慢地移動(dòng);然而,很快煙囪越來(lái)越快地噴出煙霧,列車(chē)向前行駛,不一會(huì)兒就消失在圍觀者的視線(xiàn)里……
紐倫堡市長(zhǎng)約翰內(nèi)斯·沙雷爾(Johannes?Scharrer)、鐵路的重要投 資人喬治·扎查里亞斯·普拉特納(Georg?Zacharias?Platner)、接受委托建造鐵路的當(dāng)?shù)毓こ處煴A_·丹尼斯(Paul?Denis)以及不應(yīng)被忘記的位德國(guó)機(jī)車(chē)司機(jī)威廉·威爾遜(William?Wilson)毫無(wú)疑問(wèn)共同譜寫(xiě)了歷史。
除了德國(guó)首條用于公共交通的蒸汽鐵路這一歷史地位之外,路德維希鐵路并未在開(kāi)拓時(shí)代為鐵路標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)任何創(chuàng)新性。路德維希鐵路也并非全國(guó)鐵路網(wǎng)的段。它一直是私營(yíng)的,沒(méi)有與后來(lái)的巴伐利亞邦有鐵路相連,于1922年停運(yùn),線(xiàn)路用于有軌電車(chē)。
技術(shù)推動(dòng)洗牌?
后來(lái)的德國(guó)人對(duì)紐倫堡 - 菲爾特鐵路的高度(甚至是過(guò)高的)評(píng)價(jià)原因在于,有關(guān)它的圖片和文字記載很好地滿(mǎn)足了人們對(duì)于畢德麥耶爾時(shí)期田園詩(shī)的向往。在斯皮茨韋格(Spitzweg)描繪的一座中世紀(jì)帝國(guó)城市里,謹(jǐn)慎的議員們和穩(wěn)重的企業(yè)家們修建了一條新的道路,通往散步便能到達(dá)的鄰城。他們很有革命性,買(mǎi)了一臺(tái)蒸汽車(chē),但同時(shí)也很保守,還配置了11匹牽引馬。他們有足夠的資產(chǎn)階級(jí)勇氣,建了一個(gè)與路德維希一世給予特權(quán)的線(xiàn)路相抗衡的項(xiàng)目;但他們對(duì)國(guó)王又足夠忠誠(chéng),謙卑地請(qǐng)求國(guó)王陛下給公司起名。
就這樣,鐵路似乎為一幅早期資產(chǎn)階級(jí)全景圖畫(huà)上一個(gè)圓滿(mǎn)的句號(hào),這幅全景圖還沒(méi)有被現(xiàn)代的喧囂打亂。阿德勒火車(chē)不會(huì)激怒市民,歌德的《浮士德》中曾記錄了市民們?cè)趶?fù)活節(jié)游行期間的愿望:“希望一切都變亂;只有家還保持原狀?!?/p>
事實(shí)上,鐵路在許多方面打破了舊的社會(huì)結(jié)構(gòu)、賺錢(qián)機(jī)會(huì)和壟斷地位。巴伐利亞高等醫(yī)學(xué)院的一份備忘錄表明,在他們看來(lái)這將不可避免地導(dǎo)致嚴(yán)重的精神疾病,這就是為什么鐵路需要用很高的圍墻圍起來(lái)。然而,這篇文章在1835年也和今天一樣,被認(rèn)為是一種諷刺。
在開(kāi)通了一條與馬路平行的鐵路后,馬車(chē)夫們和馬路旁的店主們?cè)僖残Σ怀鰜?lái)了;農(nóng)民們變得赤貧,他們種植的小麥或土豆,不像競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手從匈牙利或加利西亞通過(guò)鐵路運(yùn)來(lái)的那么便宜。每一個(gè)土地所有者和古老的貴族都感受到了新時(shí)代的力量,盡管他們討厭經(jīng)濟(jì)損失,但由于各邦國(guó)很快都通過(guò)了有利于鐵路的征用法,他們不得不放棄所繼承的森林和田野的部分權(quán)利。
哈科特已經(jīng)宣布,這些“革命”將在鐵路問(wèn)題上取得全國(guó)性的突破,但紐倫堡和菲爾特的城市新貴們尚未預(yù)見(jiàn)這一點(diǎn)。不過(guò)他們給德國(guó)所有鐵路規(guī)劃者帶來(lái)了兩個(gè)令人高興的信息:個(gè),一臺(tái)由看不見(jiàn)的蒸汽驅(qū)動(dòng)的機(jī)器在狹窄的鐵軌上運(yùn)行,帶著可以坐下半個(gè)小鎮(zhèn)居民的移動(dòng)房子,這一奇跡居然成真了,而且沒(méi)有發(fā)生世界末日般的脫軌和爆炸;第二個(gè),這一切都是值得的,路德維希鐵路1841年向股東支付了16%的股息。