2.1. Дороги дореволюционной России
Железные дороги нашей страны имеют богатую историю. Их прообразом явились заводские колейные лежневые пути.
В 1764 г. Кузьма Фролов применил на Колывано-Воскресенских заводах на Алтае механическую канатную тягу по рельсолежневым внутрицеховым путям, имевшим форму желоба: вагонетки, груженные рудой, перемещались по путям с помощью водяного колеса и канатов.
Рис. 2.1. К.Д. Фролов (1726–1800)
В 1788 г. А.С. Ярцовым в Петрозаводске на Александровском пушечном заводе была сооружена рельсовая дорога с чугунными рельсами протяженностью 174 м, а через 21 год горный инженер Петр Фролов (сын Кузьмы Фролова) закончил строительство на Алтае чугунной дороги с конной тягой.
Рис. 2.2. А.С. Ярцов (1737–1819) Рис. 2.3. П.К. Фролов (1775–1839)
Рис. 2.4. Чугунно-конная дорога Рис. 2.5. Чугунные рельсы
В 1809 г. был создан Корпус инженеров путей сообщения для проектирования, строительства и эксплуатации дорог, гражданских и гидротехнических сооружений.
Первая в России железная дорога с паровой тягой построена на Урале в 1834 г. механиком Нижнетагильского завода Е.А. Черепановым и его сыном
М. Е. Черепановым. Дорога протяженностью около 1 км соединяла рудник и завод. Они же создали и первый в России паровоз.
Рис. 2.6. Е.А. Черепанов (1774–1842) Рис. 2.7. М.Е. Черепанов (1803–1849)
Рис. 2.8. Первый паровоз в России
Первая в России железная дорога общего пользования протяженностью 27 км была построена в 1837 г. между Петербургом и Царским Селом (ныне Пушкин) с продолжением до Павловска.
Рис. 2.9. Первая в России железная дорога
Ширина колеи составляла 1829 мм (в 1904 г. было завершено строительство железнодорожной линии Царское Село – Дно с переустройством на колею 1524 мм). Дорога не имела существенного экономического значения, однако показала возможность и целесообразность применения в России нового для того времени вида транспорта – железнодорожного.
Рис. 2.10. Первая в России двухпутная железная дорога
Крупнейшим достижением русского инженерного искусства явилась постройка в 1851 г. Петербург-Московской железной дороги. Двухпутная дорога протяженностью около 650 км строилась 8 лет одновременно с двух сторон. Сооружение этой магистрали послужило отечественной школой формирования талантливых строителей железных дорог. Особая роль в проектировании и сооружении дороги принадлежит инженеру, впоследствии академику П.П. Мельникову – автору первой в России книги о железных дорогах.
Рис. 2.11. П.П. Мельников (1804–1880)
Мосты на магистрали проектировались и сооружались под руководством инженера, в дальнейшем крупного ученого Д. И. Журавского.
Рис. 2.12. Д.И. Журавский (1821–1891)
Подвижной состав для Петербург-Московской дороги был построен на отечественных заводах. Серийный выпуск паровозов начат в 1844 г. на Александровском заводе в Петербурге. Дорога имела большое экономическое значение. Богатый опыт ее постройки впоследствии использовали при сооружении железнодорожных линий; в частности, ширину колеи 5 футов (1524 мм) приняли как нормальную для русских железных дорог. В 1860 г. в России были введены единые обязательные для всех линий габариты приближения строений и подвижного состава, разработанные профессором Н.И. Липиным.
Рис. 2.13. Н.И. Липин (1812–1877)
Развитие капитализма в России после отмены крепостного права и увеличение экспорта хлеба вызвали значительное усиление строительства железных дорог, особенно в конце 1860-х, начале 1870-х и второй половине 1890-х гг. С 1865 по 1875 г. средний годовой прирост железных дорог России составлял 1,5 тыс. километров, а с 1893 по 1897 – около 2,5 тыс. километров. Были построены линии Москва – Курск (1868 г.), Курск – Киев (1870 г.), Москва – Брест (1871 г.), Красноводск – Ташкент (1899 г.) и др. В 1891 г. начато строительство Великого Сибирского пути сразу с двух сторон: от Челябинска и от Владивостока. Великая Сибирская магистраль стала самой протяженной железной дорогой в мире (6503 км).
Рис. 2.14. Великая Сибирская магистраль
В конце 1870-х и начале 1880-х гг. в России возникли первые формирования поездов. Этому способствовали рост грузовых перевозок и подписание соглашений о прямом бесперегрузочном сообщении по дорогам России.
Первой в России сортировочной железнодорожной станцией была железнодорожная станция Петербург-Сортировочный, построенная в 1879 г. Первая сортировочная горка сооружена на железнодорожной станции Ртищево в 1899 г. К 1870–80-м годам относится также начало формирования железнодорожных узлов, объединивших железнодорожные станции, расположенные в крупных городах (Петербургский, Московский, Ростовский узлы).
В связи с развитием железнодорожного строительства возникла необходимость, в целях обеспечения безопасности движения, разработки нормативно-технических документов, устанавливающих жесткий порядок работы железных дорог, организации движения поездов, требования к сооружениям, устройствам, подвижному составу и их содержанию.
Первыми такими документами, едиными для всех железных дорог, построенных акционерами, частными обществами и казной и открытыми для общего пользования, были: Положение о сигналах, введенное в 1873 г.; Правила движения поездов по железным дорогам и Правила охранения, содержания и ремонта железных дорог (с частичным отражением вопросов сигнализации), введенные в 1874 г.; Правила ремонта, содержания и употребления подвижного состава, изданные в 1891 г. Все эти документы (по движению, железнодорожному пути и тяге) были объединены в первых Правилах технической эксплуатации железных дорог общего пользования (ПТЭ), утвержденных в 1898 г. В них были даны основные положения, относящиеся ко всем железным дорогам. Каждая из них издавала дополнения применительно к своим условиям. В 1920 г. был утвержден Общий устав железных дорог РСФСР, а через год – изданы первые после революции ПТЭ. К 1909 г. относится введение для всей сети Общих правил сигнализации железных дорог, действовавших до 1924 г.
Рис. 2.15. Общий устав российских железных дорог
Рис. 2.16. Правила технической эксплуатации
Первая мировая война вызвала необходимость срочной постройки железнодорожных линий. В 1916 г. в основном было закончено строительство Мурманской железной дороги (от Петрозаводска до Мурманска).
Рис. 2.17. Рабочие Мурманской железной дороги
Рис. 2.18. Первый поезд на Мурманской железной дороге
Рис. 2.19. Строительство Мурманской железной дороги
Рис. 2.20. Железнодорожный батальон на строительстве Мурманской железной дороги
Нашей стране принадлежит приоритет и в применении термической обработки рельсов: она была введена в 1864 г. К.П. Поленовым.
Рис. 2.21. К.П. Поленов (1835–1908)
Важное значение для железнодорожного транспорта имел способ расчета прочности рельсов, разработанный выдающимся ученым Н.П. Петровым – автором гидродинамической теории трения.
Рис. 2.22. Н.П. Петров (1836–1920)
Рис. 2.23. Труды по гидродинамической теории трения
На железных дорогах постепенно совершенствовались средства сигнализации и связи. В 1852 г. на Петербург-Московской магистрали была применена телеграфная связь. В конце 1880-х годов стали использовать телефонный способ регулирования движения поездов. Начало применения жезловой системы относится к концу 1870-х годов. Полуавтоматическая блокировка была введена на отдельных двухпутных линиях в конце XIX и начале XX вв. К этому же времени относится начало внедрения централизованного управления стрелками и сигналами из одного или нескольких постов. В 1885 г. по проекту проф. Я.Н. Гордеенко была оборудована устройствами взаимного замыкания стрелок и сигналов железнодорожная станция Саблино Петербург-Московской (Николаевской) железной дороги. Он же разработал систему механической централизации стрелок и сигналов.
Рис. 2.24. Я.Н. Гордиенко (1851–1922)