Железные дороги: история и современность

Появление железных дорог в мире было вполне закономернім явлением, вызванным такими причинами как изобретение паровоза, развитие массового промышленного производства и отмена крепостного права в большинстве промышленно развитых стран мира.
В 60-90-х годах XVIII века сначала в Англии, как наиболее развитой стране мира, а затем и в других странах начался промышленный подъём, когда вместо ручного труда началось применение машин для производства более дешёвой и качественной продукции, а также вместо ремесленных мастерских и мануфактур возникли крупные промышленные предприятия, требующие большого количества рабочей силы.

Железные дороги возникли не сразу, до появления этого инженерного сооружения, издавна существовали деревяные рельсовые дороги. Строительство таких дорог было известно еще с VI века до нашей эры, когда в Греции был построен Диолк - дорога по которой суда переправлялись волоком через Коринфский перешеек по вымощенным каменными плитами с глубокими жёлобами, по которой древние греки перетаскивали свои суда от северного порта Коринфа - Лехея (Ле́хеон) до южного - Кенхреи (Кенхреэ́), сокращая многодневное плавание вокруг Пелопоннеса.

Для этого экипаж вытаскивал судно на сушу, снимал с него груз и все его тяжеловесные подвижные части, после чего судно волочили по суше с помощью особых приспособлений в виде тележек и верёвок. При перемещении корабля по волоку взимались дорожные сборы (дио́дия). Диолк использовался в течение 1500 лет, вплоть до IX века. Длина дороги составляла 6.800 метров, а ширина - от 3,5 до 6,5 метров.

После тёмных веков рельсовые дороги стали вновь появляться в Европе, есть упоминанием о такой дороге в витраже Фрайбургского мюнстеря в Германии, относящегося к1350 году.
В 1515 году Маттхеус Ланг описал райсцуг - рельсовую дорогу в Хоэнзальцбург в Австрии. Дорога представляла собой деревянные рельсы, по которым тянули груз на тележке при помощи верёвок и усилий людей или животных.

Линия существует до сих пор, хотя и в усовершенствованной форме, являясь одной из старейших работающих железных дорог.

С 1550 года узкоколейные дороги с деревянными рельсами и деревяными вагонетками часто встречались в шахтах в Европе, а к XVII они повсеместно использовались в Великобритании для транспортировки угля от шахт к причалам на каналах для погрузки на корабли.
Известно, что в1680 году в Англии от рудников Ньюкасла к порту на реке Тайн проложена первая дорога с деревянными направляющими (лежнями). И только мпустя почти сто лет была построена Миддлетонская железная дорога в Лидсе - старейшая в мире железная дорога, существующая с 1758 года.
В 1764 году была построена первая гравитационная железная дорога в США в Льюистоне, штат Нью-Йорк.
В Великобритании в 1767 году на железоделательном заводе в г. Колбрук впервые были отлиты и уложены чугунные рельсы в заводскую колейную дорогу из полос, имевших в сечении профиль уголка, что ограничило сход с них колёс вагонеток.
Первая дорога, сделанная именно из железа, в виде чугунных листов поверх деревянных рельс, была запущена в 1768 год в Англии, что позволило строить колею различной ширины.
Первой постоянной конкой была Лейперская железная дорога с 1810 года.
В России на Змеиногорском руднике на Алтае построена первая лежневая дорога в 1764 году на опорах по проекту К. Д. Фролова.
В 1790-х годах полностью железные рельсы стали массово производиться в Великобритании.
В 1788 году в Петрозаводске был построен "Чугунный колесопровод" - первая в России железная дорога.
В 1803 году Уильям Джексон открыл Железную рельсовую дорогу Сюррея в южном Лондоне, возможно первую в мире общественную железную дорогу на гужевой тяге.
Изобретение Джоном Биркиншоу рельсов из кованного железа в 1820 году позволило увеличить длину коротких, хрупких и часто неодинаковых чугунных рельс до 15 м. В 1857 году их заменили стальные рельсы.

Изобретение парового двигателя во время индустриальной революции в Великобритании породило идею паровоза, способного тянуть вагоны по железным рельсам.
Паровые машины Джеймса Уатта, запатентованные в 1769 году (и затем изменённые в 1782 году) были очень громоздкими и не годились для использования в локомотивах, однако в 1804 году Ричард Тревитик, используя пар под высоким давлением, показал в Великобритании первый поезд на паровой тяге. Два года спустя первая пассажирская железная дорога на гужевой тяге была открыта между Суонси и Мамблз.
В 1811 году Джон Блекинсоп спроектировал первый успешный и практичный железнодорожный локомотив - зубчатую железную дорогу, работавшую на паре между Миддлетонской угольной шахтой и Лидсом на Миддлетонской железной дороге, а паровоз Саламанка был построен в следующем году.
В 1825 году Джордж Стефенсон построил Locomotion № 1 для железной дороги Стоктон — Дарлингтон в северо-восточной Англии - первой в мире общественной паровой железной дороги. В 1829 году он построил Ракету, которая участвовала и победила в Рейнхильских состязаниях.

В состезаниях на лучшую модель паровоза приняли участие 4 претендента, но только паровоз Ракета сумел пройти всю предписанную дистанцию без поломок с назначенной нагрузкой, развивая среднюю скорость 15 миль в час (23 км/ч), а на отдельных участках была достигнута скорость почти вдвое большую, став бесспорным победителем. По окончании официальных соревнований Стефенсон совершил две поездки без нагрузки, развив при этом скорость 35 миль в час (56 км/ч). Это позволило Стефенсону основать собственную компанию по строительству паровозов, использовавшихся в Великобритании, США и большинств стран Европы.

В 1830 году открылась первая междугородная железная дорога, Железная дорога Ливерпуль — Манчестер. Ширина колеи при этом была такой же, как на более ранних гужевых рельсовых дорогах, а также железной дороге Стоктон — Дарлингтон[21]. Ширина колеи 1435 мм стала международным стандартом и используется примерно в 60 % мировых железных дорог. Эта стандартизация подтолкнула активное развитие железнодорожного транспорта за пределами Великобритании.
К началу 1850-х в Британии было более 7 000 миль (11 000 километров) железных дорог, удивительное достижение, учитывая, что прошло лишь 20 лет с открытия железной дороги Ливерпуль - Манчестер.
Наибольшего развития получил железнодорожный транспорт в США и Великобритании, но вскоре бум строительства железных дорог охватил большинство стран Европы.
С 184о по 1870 год длина таких дорог в странах Европы и США росла невиданными темпами - с 8321 в 1840 ггоду до 207875 километров. За 30 лет длина железных дорог возрасла в 25 раз!
За последующие 45 лет до Первой мировой войны сеть железных дорог возросла до более 695 тысяч километров или увеличилась по сравнению с 1870 годом в 3,34 раза.

Беспрецедентный рост железных дорог был в США, который за период с 1870 по 1914 год увеличился в 4,84 раза.
Благодаря железнодорожному транспорту начался процес становлнения современной цивилизации, расстояния между странами преодолевались с невиданной ранее скоростью, сеть дорог связала воедино страны Европы, что дало толчок развитию промышленности, росту городов и населения, внутренней и внешней торговле, мобильности рабочей силы, туризму и другим отраслям экономики стран мира.

В настоящее время мировая железнодорожная сеть насчитывает более 1,4 миллиона километров. В США и Великобритании сеть железных дорог значительно сокращена, но во многих, ранее колониальных странах, она расширяется.
В настоящее время наибольшей сетью железных дорог располагают такие страны, как США - 258 тысяч километров, Китай - 124, Россия - 86, Канада - 46, Германия - 43, Апстралия - 38,
Аргентина - 37, ЮАР - 31, Франция - 30 тысяч.
Наименьшая длина железных дорог в Ватикане - 852 метра, Монако - 2 км, Лесото - 3, Лаос - 4,
Науру - 5 километров.

Железнодорожный вокзал Лаоса
Некоторе сокращение сети железнвых дорог в развитых странах оптимизируется за счёт разумного сочетанич преимуществ разных видов транспорта и сокращения времени перевозок грузов и пассажиров. Железнодорожный транспорт оновляется за счёт скоростных поездов.

Показательным в этом отношении является Китай, построивший за 10 лет самую большую сеть скоростных железных дорог в мире. В конце 2018 года в КНР ввели в эксплуатацию сразу три новых скоростных линии, а общая протяженность таких дорог увеличилась с 0 километров до 29 тыс. км.

В последние годы темпы строительства скоростных железных дорог в Поднебесной уже мало кого удивляют, но все еще поражают масштабами. Так, в сентябре в КНР закончили строительство последнего участка одного из самых протяженных скоростных маршрутов в мире. Теперь расстояние в 2 360 км из Пекина в Гонконг можно преодолеть за 8 часов 56 минут. Для наглядности длину этого маршрута можно сравнить, например, с расстоянием по прямой между Киевом и Барселоной.
Всего в 2018 году Китай инвестировал в развитие железных дорог 117 млрд долларов, увеличив их протяженность на 4 600 км.
К 2025 году общая протяженность скоростных линий должна достичь 38 000 км. Китайская сеть не просто самая большая в мире - она больше всех остальных вместе взятых. Для сравнения: французская сеть, вторая самая большая в мире, насчитывает 3 220 км; японская - 2 700 км.
20 лет назад средняя скорость поездов в стране составляла менее 50 км/ч.
В стране велась дискуссия вокруг двух моделей развития: использования традиционных скоростных путей и применения технологии поездов на магнитной подушке. Выбор был сделан в пользу первого варианта.
В 2007 году на севере Китая открылась первая выделенная скоростная линия - Циньшенская железная дорога, максимальная скорость поездов здесь достигала 250 км/ч. А уже в 2008 к летним Олимпийским играм появилась и настоящая высокоскоростная ветка между Пекином и Тянжином - первая магистраль, рассчитанная на скорость 350 км/ч. Уже через год - первая межрегиональная скоростная магистраль длиной почти 1000 км между Уханем и Гуанчжоу.

Для обеспечения транспортного сообщения на огромной территории Китая активно используются железные дороги. Длина дороги Лхаса-Гуанчжоу составляет 4980 км, она входит в число самых протяжённых в мире, чтобы проехать её от начала до конца, пассажиру потребуется потратить 54 часа, что неприемлемо для быстрорастущей экономики страны.
В Китае создан поезд на магнитном подвесе, который на опытном участке Университета Тунцзи в Шанхае во время испытательной поездки была достигнута его конструкционная скорость 600 км/ч. Впервые такой прототип был представлен в мае 2019 года.

Поезд построен компанией CRCC Qingdao Sifang (входит в состав корпорации CRRC) в рамках одного из проектов программы Advanced Rail Transit, инициированной Министерством науки и технологий Китая. Работы по проекту были начаты в июле 2016 г., в них участвуют специалисты более 30 предприятий, университетов и исследовательских институтов.
В ходе испытания на опытном участке ведётся отладка различных систем и проверка динамических характеристик экипажа в разных условиях. По информации руководителя проекта, при движении со скоростью 600 км/ч поезд продемонстрировал стабильную работу, а все его технические параметры отвечали установленным требованиям.
Работу по изготовление прототипа высокоскоростной транспортной системы на магнитном подвесе планируют завершить в конце 2020 г. Система предназначенпа для безопасных и надёжных массовых перевозок с высокой скоростью и низких расходах на техническое обслуживание. Ожидается, что она будет применяться не только на протяжённых маршрутах, но и в сообщениях малой и средней дальности.
Поезд со скоростью 600 км/ч займёт нишу между современными высокоскоростными железными дорогами и воздушным транспортом.

Железнодорожное сообщение позволяет доставлять большие объёмы грузов в самые труднодоступные точки. Даже после полуторастолетнего начала использования железных дорог для пассажирских и грузовых перевозок этот вид транспорта и до настоящего времени остается основным.

Из самых протяжённых жедезных дорог выделяется Транссибирская магистраль в России.
Это железнодорожное сообщение впервые объединило Европу и Азию, строительство стартовало еще в 1981 году, его протяженность составила 9288 км. Благодаря этой транспортной «артерии» сегодня из Москвы во Владивосток можно добраться всего за 6 дней.

По общей протяженности железнодорожных путей лидером является США (293 тысячи км). В этой стране есть как частные, так и государственные железные дороги разной протяженности. Наиболее длинная среди них –-Трансконтинентальная, которая была построена в 1869 году и сейчас она является составной частью трансконтинентальной сети, общая протяженность которой составляет 107 тысяч километров.

Дорога Торонто-Ванкувер является одной из основных транспортных артерий Канады, которая имеет длину 4466 км. На ней находятся 66 станций, проехать дорогу можно за 86 часов.

Еще одним из американских железнодорожных гигантов является линия Чикаго-Лос-Анджелес, длина которой составляет 4390 км. Путь проходит по территории семи американских штатов, на всем протяжении находятся 40 станций. Для того чтобы проехать дорогу от начала до конца, требуется потратить 67 часов.

Будущее железнодорожного транспорта за скоростными и сверхскоростными поездами, которые изменят мир подобно тому, как поезда прошлых веков изменили экономику и людей к лучшему.