Bevezetés a vasút történetébe
KGB 2005.12.04. 13:30
Dolgozatomban a vasút kifejlődésének első és legfontosabb stációit kívánom kifejteni. Kihangsúlyozom, hogy nem minden elemet veszek bele, elsősorban a kevésbé vasútkedvelő olvasó számára is érthető módon kívánom tálalni a fejlődés szakaszait, annak legérdekesebb ötleteit, elemeit. Az általam ajánlott irodalmak könnyen hozzáférhetőek, de a felhasznált elemek között megtalálhatóak egyes speciális könyvek, melyeket csak hosszas kutatómunka után lehet megtalálni. Ezek elolvasásától az érdeklődő nyugodt lélekkel eltekinthet, de sok összefüggést átláthatóbbá tesznek.
Nagyon nehéz meghatározni a vasút kezdetét, hiszen sok kezdőpontot találhatunk ki. Mit számítsunk vasútnak? Nyílván a mai értelemben vett vasút lenne a leghelyesebb értelmezés, de funkcióját tekintve roppant sok jogelődje van. Először nézzük az elv kialakulását.
A klasszikus történet szerint már a görögök és a rómaiak is használtak állandó, rögzített, fával megerősített nyomvályút az utak járhatóságának biztosítására. Az ötlet alapja, hogy eleinte a szekerek kerekének a nyoma egy mély árkot járt ki az úton, s ez megvezette a kereket. Ezt a gödröt erősítették meg deszkákkal, vagy kővel ilyen úton biztosítva a kerekek simább futását és nagyobb járhatóságát. Esős időben, mikor nagy sár volt, ezek az utak még mindig jól alkalmazhatóak voltak. Két kocsi találkozásánál az egyiket kiszedték a nyomvályúból és mikor elhaladt a másik visszatették és folytathatta útját. A megoldás de facto egy negatív sínrendszer. Ennek az egyik legfontosabb érdekessége, hogy a keréknyomok távolsága pontosan 1435 millimétert tett ki, ami megegyezik a ma is használt normál nyomtávval. Ettől eltér a spanyolok által használt 1676, a metrikus 1067 (pl. Auszrália) vagy az oroszok 1520 mm-es nyomtávja. Emellett van keskenynyomközű vasút is, amely általában 600 ill. 760 mm-t használ. Tehát főszabályként elmondható, hogy a világon legnépszerűbb normál nyomtáv a görög kocsik nyomtávolságából ered. Ebből az időből eredeztetnek még egy rendszert is, mégpedig a fékkar használatának jellegét, tehát: ha magam felé húzom, akkor fékez, ha tolom, akkor old. Ennek különlegessége, hogy több országban (Anglia, Svédország, Norvégia…) a rendszer fordítottan üzemel. Az alapelv a következő volt: a ló is így üzemel: ha húzom a kantárt lassul. Tegyünk a kerék megvezetésének történetében egy nagy ugrást! A XV.-XVI. században már több területen alkalmazták a fából készült nyompályát. A kontinens első ilyen vonala a Harz- hegység bányáiban és Britanniában pedig 1630 körül készült el a Newcastle upon Tyne-hoz közel lévő kőszénbánya mellett. A következő vonal a Tanfield Waggonway Duham megyében épült meg, ahol már 1727-ben átadásra került az első viadukt is. A fapályák megerősítését 1767-től vaslemezekkel végezték, így tartósabbakká váltak. Az ötlet Reynoldstól származik, aki először a Colebrook-Dale vonalon alkalmazta eme rendszert. Ezek természetesen öntöttvas rendszerek voltak. A felszínre először ilyen pálya 1788-ban került ki Ketley Incline-ban. A leglényegesebb eleme ennek a vontatási módnak, hogy így egy ember akár 400-500 kg. terhet is képes volt elhúzni. Az országúton egy ló vonóereje 800 kg. terhelést biztosított, a fa-vasúton már egészen két tonnára is elegendőnek bizonyult. A vaslemezekkel való burkolás még jobb eredményt okozott. Jessop 1789-ben vezette be a gombafejes rendszert, amely már jó rugalmasságot és stabilitást biztosított. Az utolsó nagy paradigmaváltás Nixon (nem az elnök) nevéhez fűződik, aki 1803-tól kovácsolt vasból gyártott síneket használt, s 1820-tól pedig Berkinshaw hengerelt sínpárját alkalmazták a vasút területén. Az első közforgalmú pálya- Surrey Iron Railway Company által indított- Dél-Londonban indult meg a Temze partjától 1804-ben. Manapság már nagy fejlődésen ment át a pálya, hegesztett sínek vannak és nagy tömegű alapanyagot használnak fel. Egy fontos fogalmat jegyezzünk meg: folyómétersúly. Ez a sínek leglényegesebb jellemzője. Napjainkban 50-60 kb/fm tömegű sínt szoktak alkalmazni, tehát egy méter sín tömege 50-60 kilót tesz ki. Természetesen a gyengébb igénybevételű szakaszokon, s különösen a keskenyomközű vasutakon jellemző még a 20-40 kg/fm-es sín is. Jellemző vonás még a keresztaljak száma és minősége. 1000 és 2500 db/km között szokott lenni ez az érték. Az építési engedély minden esetben tartalmazni szokta részletesen ezeket az adatokat.
Többet ebben a dolgozatban a pályával foglalkozni nem kívánok, mert a sínrendszerek fejlődése önmagában szakdolgozatnyi terjedelmet ölelne fel. A bevezetőből egyértelműen kitűnik, hogy vasút alatt nem csak a mai értelemben vett vasutat érthetjük. Egy fontos kérdés még csak marginálisan került elő, most erre térek ki. Mivel vontassunk és mit? A görögök kocsija is tekinthető vonatnak- definíció és szabvány szerint nem-, hiszen a kötöttpályás közlekedés elődjei voltak. A faút, az is lehet „vasút”, de az első vasút számomra mégis a gőzvontatású vasút. A ló és humán erőket felhasználó vontatás technikai értelemben előd, de mégis a módszert és bizonyos követelmények tekintetében James Watt gőzgépének (1782-84) a vaspályára való adaptálása tekinthető a mai, modern vasút kezdetének. Ennek stációi a következők voltak. Cugnot (a képen az ő gépe látható) és Oliver Evans első próbálkozásai még nem jártak óriási sikerrel. Őket különcnek tartották. Nem is gondoltak a vasúti alkalmazásra, kizárólag közútra terveztek gépeket. 1800. végén jelent meg az első közforgalmú gőzautó, kocsi Philadelphia utcáin. Az ötletet Richard Trevithick (a képen ő látható) és Vivian fejlesztették tovább, akik fogaskerék-áttétel alkalmazásával kormányozható járművet hoztak létre. Nagy kár, hogy ezek a gépek könnyen tönkrementek, mivel az akkori igen gyenge útviszonyok rongálták a gépeket, s gyakran tönkrementek. Ezek a kudarcok további fejlesztésre sarkallták őt. A gépét 1804-ben kijavította, s a tapasztalatai alapján úgy döntött, hogy egy 14 kilométeres vaspályán járjon. Ehhez már nagynyomású gőzt alkalmazott. A próbaút február 22-én volt. Ekkor elindult a jármű a helyiek legnagyobb megdöbbenésére. Az akkori tudósítás így szólt: „Általános meglepetésre a próba felülmúlta a gép leglelkesebb híveinek várakozását is… a gép 10 tonna szalagvasat 9 mérföldnél nagyobb távolságra szállított…” Ezzel létrejött az első mozdony a világtörténetben, de sajnos a sínek állandóan eltörtek, így a vállalkozók nem láttak jövőt a találmányban. A fejlődés következő állomása, mikor Blenkinsop megalkotta első fogaskerekű mozdonyát 1811-ben. Ezt a gépet tekinthetjük a mai fogaskerekű vasút ősének. Teljesítménye szerint is jónak minősül, mivel 5 km/h sebességgel tudott hegymenetben (60 ‰) vontatni egy 15 tonnás vonatot. Eredetileg sík terepre szánta, ott már 100 tonnát is el bírt húzni ez a jármű. Ennél a pontnál álljunk meg egy pillanatra! Mi volt az oka a fogaskeréknek? Ehhez egy fogalmat kell tisztáznunk. Adhézió ill. adhéziós vontatás. Adhézió: „különböző testek molekulái között fellépő vonzás neve a fizikában.” Ebből következően az adhéziós vasút fogalma: Az a vasút, „amelynél a mozdony kerekei súrlódásukkal kapaszkodnak a síneken. Legtöbb vasutunk ilyen. Olyan pályán, amely kilométerenként 140 métert emelkedik, a mozdony már csak önmagát tudja továbbítani. Itt megszűnik az adhéziós vontatás lehetősége és fogaskerekű vagy drótkötélpálya [d. f. sikló] válik szükségessé.” Ezt a fogalmat még a XIX. sz. elején nem ismerték ebben a formában. Ezért alkalmazta Blenkinsop a gépén a fogaskereket, hiszen a szigorú logika azt diktálta a kor tudósa, mérnöke számára, hogy a sima sínen a sima kerék tapadás nélkül elforogna, s a gép egyhelyben pörögne. (Szakzsargonban: „elkapar, elpörög”) Ez az elképzelés évekre előre visszavetette a vasút fejlődését, de egyben hozzásegítette több értékes és érdekes jármű létrejöttéhez.
Blenkinsop és Trevithick gépeivel létrejöttek az első klasszikus értelemben véve érthető gőzmozdonyok. Érdekes viszont pár pillantást vetni a „mellékvágányokra”, hiszen sok jó és később is alkalmazott ötlethez vezettek.
Ilyen volt Chapman drótköteles mozdonya, aminek az elve hasonló volt, mint a mai siklóké. A kötelet egy forgódobra csörlőzte fel a gépezet. Talán a legbizarrabb ötlet Brunton 1813-as járműve volt, amelyet egy gőzzel működtetett csuklós gólyaláb hajtott mankó segítségével. Ez a talajban megtámaszkodott és előretolta a mozdonyt. A jármű mindössze négy kilométert tudott megtenni óránként, de hogy működőképes volt, az már önmagában egy nagy csoda és technikai bravúr. A franciák kételkedtek az angol sikerekben, ezért ők nem fejlesztettek vasútvonalat. Az utasokat életveszéllyel riogatta az akkori közmunkaügyi miniszter. Az idő elteltével természetesen ők is elkezdtek építkezni. Számomra a franciák egyik nagy ötlete a Saint-Germain környékén megépített „vákuumos vasút”, melynek hajtásmechanizmusa a következő: A vontató vagonnak volt egy dugattyúja, amely egy- 63 cm átmérőjű, végig felhasított, a pálya teljes hosszában a sínek közé lefektetett- csőbe illeszkedett bele. A résen át tudott a dugattyút és a kocsit összekötő függőleges csoroszlya elmozdulni. A rést egy impregnált bőr szalaggal fedték be, ezzel biztosítva a szigetelést. A Saint-Germainben lévő végállomásra óriási szivattyúkat telepítettek, amelyek biztosították a szívóhatást. Ez a vákuum hozta mozgásba a szerelvényt. A rendszer költséges és igen őrültnek tűnik, de csodás módon egy kis szakaszon meg is valósították, s működött egy ideig!!! Egyébként hasonló elven működő vasút volt London környékén is Sydenhom-ban, de ott az egész kocsit használták dugattyúként.
***
Most rátérek arra a részre, amely talán a legismertebb a nagyközönség számára. Trevithick Incita nevű mozdonya után egyre többen kísérleteztek mozdonytervezéssel. Az összes vállalkozó közül a legsikeresebbnek George Stephensont tekinthetjük. (1791-1848) Eredetileg egy angol szénvasút gépkezelője volt, de később gyár és bányatulajdonos lett belőle. A gőzmozdony feltalálását az ő nevéhez szokás kötni. Első gépét 1814-ben készítette el, s egy szénbányában állították szolgálatba. (A jármű neve Blücher volt.) Ezzel a géppel csak a tárnáktól az átrakóig folyt a vontatás. A jármű kitűnő futásteljesítményének köszönhetően elhatározták a Stockon- Darlington vonal megépítését, s ennek létrehozásával Stephensont bízták meg. Itt alkalmazta először a szigeten az 1435 mm-es nyomtávot, melyről már korábban a pályánál szóltam. A megnyitó 1825. szeptember 27-én történt. Az első szerelvényt az új mozdonya a Locomotion No. I. vontatta. Eleinte a gőzöst csak teherszállításra alkalmazták, s a személyvonatok még lófogattal közlekedtek. Erről az eseményről még a Magyar Kurír is beszámolt: „Valami Stephenson nevű anglius olyan masinát fundált ki, melyet füsttel és forró vízzel hajtanak. Higgye, aki akarja…”Pedig a hír igaz volt. A 18 km. hosszú pályán 24 km/h sebességet is elért, s ezzel megnyílt az út előtte a további fejlesztésekhez. Az áttörés: a Rakéta, The Rocket. Ez a mindenki által ismert mozdony. Ezzel nyerte meg Stephenson a híres mozdonyversenyt. Mi is volt ez? Pár szóban összefoglalva: a Stockon- Darlington vonal sikerén felbuzdulva létre kívántak hozni egy csak gőzvontatású vasútvonalat Liverpool és Manchester között. Az ehhez szükséges járművek „tenderét” egy versennyel kívánták eldönteni. A pályázati feltételek a következők voltak: max. 6 tonna önsúly mellett, legalább 20 tonnát tudjon vontatni 18 km/h sebességgel. A versenyt 1829. okt. 6-án rendezték Rainhill mellett. A pályadíj 500 fontot tett ki, ami akkoriban óriási összegnek számított egy vállalkozó számára. Négy érdeklődő gyűlt össze, s ezen Stephenson Rocket nevű mozdonya győzött. Igaz, hogy a követelményeknek csak ez a gép tudott megfelelni, így kizárólagosan ő nyerhetett. (A fedőlapon ennek a járműnek a képe található.) A teljesítménye és technikai adatai a következők voltak: 4,25 t önsúly, 17,3 t vontatmány 21/5 km/h átlag és 35 km/h maximális sebességgel. A nyomtáv 1435 mm, 2 gőzhengerrel rendelkezett (200x430 mm) és 3,5 bar a kazánnyomás. A verseny során a 2,3 km hosszú pályán húszszor kellett végigmennie meghibásodás nélkül. A végén a sikernek megörülve Stephenson az ünneplő tömeg legnagyobb örömére egy ráadás futást is megtett, ahol 53,4 km/h-ás sebességgel robogott végig a pályán. A verseny pályadíja mellett azonnal megrendelést kapott nyolc ilyen gépre, s ezekkel a mozdonyokkal indult meg a közlekedés 1830. szeptember 15-én a vasúti közlekedés az 51 kilométeres Liverpool- Manchester vonalon. Ezt a dátumot szokta a vasúttörténeti hagyomány a vasúttörténet kezdetének tekinteni. Ez a vonalat még Széchenyi István is bejárta 1832-ben, s ezt nyilatkozta róla: „Megrendítő látvány, ha szorosan mellettünk halad el egy vonat, ördögi erővel ragad mindent magával. Meg vagyok győződve, egy-két év alatt tökélyre viszik.”
|