Przewodnik praktyczny dla użytku maszynistów/Wstęp
| <<< Dane tekstu >>> | |
| Autor | |
| Tytuł | Przewodnik praktyczny dla użytku maszynistów i ich pomocników na drogach żelaznych |
| Wydawca | Towarzystwo Dróg Żelaznych Warszawsko-Wiedeńskiéj i Warszawsko-Bydgoskiéj |
| Data wyd. | 1873 |
| Druk | J. Berger |
| Miejsce wyd. | Warszawa |
| Źródło | Skany na Commons |
| Inne | Cały tekst |
| Indeks stron | |
Wiadomość o parze, zdaje się sięgać bardzo odległéj starożytności, a nawet powiedziéć można, że jéj początek sięga pierwszych czasów ludzkości, gdyż koniecznie musiała być dostrzeżoną przez człowieka, który piérwszy swój garnek z wodą na ogniu postawił i takową zagotował. Para więc nie potrzebowała mieć osobnego wynalazcy. Pomimo to, znajomość pary mogła tylko mieć bardzo mały udział w wynalazku maszyny parowéj, której początków zupełnie gdzieindziéj szukać należy, jak to niżéj obaczymy.
Najdawniejszym uczonym, któremu przypisują choć tylko idealne zastosowanie siły pary wodnéj był Archimedes, na 287 lat przed Chrystusem żyjący. Wynalazek jego, była to armata parowa, jak o tém Leonardo da Vinci w swoich pismach nadmienia. Miała ona przeznaczenie wyrzucać kule, przez wpuszczanie do niéj pary, w inném naczyniu na ten cel przygotowanéj. Zdaje się jednak że ten wynalazek, ani za czasów Archimedesa, ani za czasów Leonarda da Vinci, nie miał żadnego praktycznego zastósowania. W owych bowiem wiekach, silono się na rozmaite idealne wynalazki i przypisywano im wielką wartość, chociaż żadnego istotnego i pożytecznego nie posiadały znaczenia. W każdym jednak razie widzimy, że wiadomość o sile pary nie była obcą starożytnym ludom. Phylon powiada, że Ktesobius już na dwa wieki przed Chrystusem, używał ściśnionego powietrza do wyrzucania kul z armat, a przyrząd swój nazywał grzmotnikiem powietrznym. Z trzech ksiąg Herona z Alexandryi (na 120 lat przed Chrystusem) dowiadujemy się o rozmaitych aparatach, które służyły do poruszania różnych przedmiotów za pomocą pary. Ale wszystkie te przyrządy przez Herona cytowane, mają jedynie charakter zabawki, bez żadnego praktycznego użytku, co zdaje się przekonywać, że starożytni natury pary nie znali, uważali bowiem takową za rodzaj powietrza, wytworzonego z wody za pomocą ognia. Uwikłani takim fałszywym poglądem, gorliwie zresztą rozwijanym przez ówczesną filozofię, nie mogli téż starożytni pod względem użyteczności pary, przekroczyć za granicę jéj najpierwszych początków.
Kula Herona zwana także kulą Eola lub Eolipilą, była to kula metalowa wewnątrz pusta, opatrzona małym otworkiem, którym po rozgrzaniu jéj nad ogniem wskutek rozcieńczonego powietrza, woda do niéj wchodziła, a zamieniwszy się w parę, znowu tym otworkiem z wielkim hałasem napowrót wypływała. Kulà Eola przechowała się aż do średnich wieków i była zawsze ulubioną zabawką uczonych. Cardanus (1557) starał się ją zastosować do wciągania i wypychania płynów; Philibert Delorme (1567) proponował ją jako środek do usuwania dymu z kominów. Dopiero Jakób Besson (1569) i Jan Chrzciciel Porta (1601), podają w swoich pismach metody oznaczania objętości pary.
Salomon de Caus, urodzony w Diéppe w Normandyi około roku 1576, był architektą i posiadał według ówczesnego zwyczaju, znajomość wszelkich sztuk wyzwolonych. W podróży swéj po Anglii, przybył na dwór księcia Walii, gdzie pomieszczony został jako nauczyciel rysunku młodéj księżniczki Elżbiéty. Gdy ta w r. 1615 wyszła za kurfirsta Fryderyka V, przybył także z nią i de Caus do Heidelberga, gdzie mu poruczono ogród zamkowy powiększyć i podług nowego gustu przerobić. Ze zlecenia tego wywiązał się jaknajświetniéj, ogród bowiem nietylko powiększył, lecz i wspaniale ozdobił; zbudował oprócz tego taras, będący dla podróżnych do dnia dzisiejszego przedmiotem podziwienia.
De Caus w r. 1615 wydał w Heidelbergu broszurkę pod tytułem: Przyczyny sil ruchu, a w r. 1619, to jest w roku rozpoczęcia się trzydziesto-letniéj wojny wrócił do Francyi, gdzie przez kardynała Richelieu’go osadzony został w Bicetre w domu obłąkanych, za dziwaczne swoje teorye o maszynie parowéj (!)
i gdzie zmarł w r. 1626, jak świadczą Bailles i Arago.
Arago i Bailles przypisują mu wynalazek maszyny parowéj, choć można powiedziéć, że jego książka żadnego nowego poglądu, nowego odkrycia, lub nowego światła ze względu na parę wodną w sobie nie zawiera, gdyż podaje tylko znane zkądinąd urządzenie Eolipilów i kul Herona. Oprócz tego opisuje jeszcze de Cans w swéj książce aparat, mający służyć do podnoszenia wody nad swój poziom, za pomocą cieplika, to jest ogrzanego powietrza.
Jan Branca, budowniczy kościoła Loretańskiego, w książce swojéj pod tytułem: Maszyny, 1629 r. wydanéj, opisuje znowu Eolipile do poruszania stęp zastósowane. Całéj jego teoryi służy za podstawę idea, zamiany wody w powietrze; w inném miejscu opisuje kółko poruszane ciągiem komina, co daje najlepszy dowód, że i Branca urządzał tylko małe modele, tak samo jak Heron.
Jezuita Kircher (1641), opisuje także w jednéj z swoich licznych książek, aparat bardzo podobny do aparatu Salomona de Caus, jak również i ksiądz Dobrzański (1657); lecz oba przyrządy podobne są z formy do studni Herona.
W końcu należy tutaj wymienić margrabiego Worcester, któremu, ziomkowie Anglicy, długi czas przypisywali wynalazek maszyny parowéj. W książce jego pod tytułem: Sto wynalazków, wydanéj w r. 1663, znajduje się opis maszyny parowéj, do podnoszenia wody służyć mającéj. Ale aparat ten, dotąd przez
nikogo nie był zrozumianym, z wyjątkiem chyba samego szanownego margrabiego.
Worcester pokazuje się w rzeczach naukowych lekkomyślnym tylko fanfaronem i fantastą (coś nakształt naszego Sędziwoja, który nietylko siebie ale i drugich łudził sztuką robienia złota i innemi szalbierstwami) tak, że nakoniec sami Anglicy, mimo wielkiéj swojéj dumy narodowéj, tytułu wynalazcy maszyny parowéj, zmuszeni byli margrabiemu odmówić.
Oglądając się bacznie na ubiegłe czasy, daremnie szukalibyśmy tam postępu w ideach, odnoszących się do użyteczności pary. Przez dwadzieścia wieków ciągnie się jednostajnie ta sama myśl nierozwikłana, bez żadnego praktycznego użytku. Z powolnością starożytnym uczonym właściwą, wypadek niemający żadnego znaczenia, sukcessyjnie z wytrwałością rozważany, zaczyna się i kończy zawsze na Eolipilach i na studniach Herona, a czczony jak relikwia, przechowuje się nienaruszony aż do
XVII-tego stulecia. Przyczyną tego zastoju idei, jest zupełny brak znajomości nauk przyrodzonych, czém głównie odznaczyły się nauki scholastyczne.
Ponieważ zaś nauki przyrodzone, oparte dziś na doświadczeniu i na pewnikach matematycznych, nie mogły się wydobyć przed wiekiem XVII-tym ze swéj kolebki, było więc podówczas zupełném niepodobieństwem wynaleźć maszynę parową,
której główną podstawą jest poznanie sił, przyjmujących udział w zjawiskach przyrody. Właściwa zatém era maszyny parowéj, liczy się dopiero od chwili, kiedy powstała dzisiejsza nauka. Widzimy, jak jéj rozwój postępuje krok za krokiem z rozwojem nauk fizycznych, a najnowsze odkrycia poczynione w nauce o cieple, nadadzą korzystniejsze warunki maszynie parowéj i na nowe ją jeszcze koleje wprowadzą.
Nauki przyrodzone datują się dopiero od schyłku XVI i początku XVII stulecia, gdzie tacy mężowie jak: Deskartes, Galileusz i Kepler z nowemi poglądami wystąpili, które w początkach zostawały tylko w sprzeczności z nauką Arystotelesa, ale które wkrótce wyrodziły się w prawdziwą walkę, obalającą
zupełnie jego naukę.
Najwybitniejszém odkryciem owego czasu, jest ciężkość atmosferycznego powietrza, które zawdzięczamy Toricellemu (1630). Toricelli kształcił się w naukach matematycznych w Rzymie, a poznawszy całą naukę Galileusza, za pomocą przyjaciela swego Castelli ucznia Galileusza, znalazł się przypadkiem w potrzebie urządzenia pompy (około r. 1639) we Florencyi w ogrodzie Wielko-książęcym, która miała ciągnąć wodę z głębokości stóp 50, a woda wzniosła się w rurze ssącej tylko do wysokości stóp 32. Ta okoliczność poprowadziła go do bardzo ważnego odkrycia. Dawna teorya: natura nie cierpi próżni, nie mogła tu już wystarczyć, a Toricelli przez rozumowanie doszedł, że przyczyną wznoszenia się wody w górę, musi być ciężkość powietrza, i że ta wysokość wzniesienia, nie może być większą jak tylko taką, na jaką ciśnienie powietrza pozwala. Wyprowadził także wniosek, że rtęć jako 14 razy od wody cięższa, zajmie tylko ⅟14 część wysokości kolumny wody. Doświadczenie zrobione na rurce szklanéj, potwierdziło jego przypuszczenie, które my dzisiaj na barometrze widzimy. Gdyby dziś miało miejsce podobne odkrycie, to w kilku dniach lub tygodniach rozeszłaby się o niém wiadomość po całym świecie, i wszyscy przyjęliby ją skwapliwie. Ale wtedy inne były okoliczności: ówcześni uczeni, odkrycie to przyjęli albo obojętnie lub z niedowierzeniem. „Ty tylko jeden” pisze Galileusz do Keplera, o ówczesnych uczonych, „który moje odkrycie zupełnie podzielasz. Kiedy chciałem professorom florenckim za pomocą mego teleskopu pokazać czterech trabantów Jowisza, nie chcieli widzieć ani trabantów ani teleskopu. Ci ludzie, którzy oczy przed światłem prawdy zamknęli, mniemają, że prawdy nie należy szukać w naturze, lecz w porównywaniu tekstów.” Przez długie też lata odkrycie Toricellego było albo niepoznaném, lub nie zwracano na nie uwagi.
Dopiéro Mersenne w podróży swojéj naukowej w r. 1646, zaczerpnął o tém wielkiém odkryciu wiadomość we Włoszech i przywiózł ją ziomkom swoim do Francyi, a próba powtórzona w Rouen przez Pascala na winie czerwoném, przekonała, iż to wino w rurze 46 stóp wysokiéj wzniosło się tylko do 32 stóp wysokości. Mimo matematycznéj gruntowności swojéj, jaką się Pascal zalecał, przypisał jednakże owo zjawisko zupełnie innéj przyczynie niż Toricelli, mianowicie zaś téj „iż wstręt natury do próżni jest ograniczony.”
Prześladowany jednak przez scholastyków za takie podejrzywanie natury, począł rzecz dokładniéj badać i w końcu z Toricellim prawie zupełnie się pogodził. Odkrył on także, iż na wysokich miejscach, ciśnienie atmosferyczne, a zatém i kolumna płynu, musi być mniejszą jak na dolinach. Na żądanie Pascala powtórzono doświadczenie Toricellego na Puy de Dome pod Clermont, a wskutek próby, rozumowanie jego zupełnie się potwierdziło. Działo się to właśnie dnia 20 września 1648 r. t. j. w tym czasie, w którym zakończyła się 30-letnia wojna, zapewniając wolność rozumowania.
Doświadczenie w Puy de Dome było także dziełem pokoju między uczonymi, prowadzącymi aż dotąd zaciętą pomiędzy sobą walkę i usunęło ostatnią wątpliwość Pascala, który od téj pory stał się gorącym zwolennikiem nowéj teoryi.
Po tych doświadczeniach Pascala, starano się robić próżnię na inny sposób niż Toricelli. Guericke, burmistrz magdeburgski, robił doświadczenia z pompą powietrzną. Odbywał także doświadczenia na dwóch półkulach, z których wypompował powietrze, a których dwa razy po 8 koni, nie mogło od siebie oderwać. Powierzchnia kuli wynosiła 2827½ cali kw., zatém ciśnienie powietrza na zewnętrzną, powierzchnię kuli, wynosiło 424 centnarów i 12½ funtów, licząc po 15 funtów na cal kwadratowy. Pomiędzy wieloma innémi doświadczeniami, zrobił on jedno bardzo ważne na sejmie w Regensburgu, w obec cesarza Ferdynanda III, z cylindrym opatrzonym tłokiem, z którego wypompował powietrze, a przyczepiwszy do tłoka linę, podniósł na niéj jednocześnie 20 ludzi do góry. Z podziwem i ze zdumieniem, ujrzano te osobliwsze skutki ciśnienia powietrza, i odtąd skierowały się usiłowania uczonych do tego jednego zadania, aby urządzić próżnię, w sposób prostszy jak Guericke, gdyż jego metoda nie mogła być zastosowaną w przemyśle, z tego powodu, iż potrzebowała tyle a nawet i więcéj siły do zrobienia próżni, ile jéj potém próżnia mogła dostarczyć. Napotykamy w literaturze na rozmaite próby, mające zadanie rozwiązać, wszystkie jednakże pozostały bez żadnego rezultatu, dopóki Papin nie wynalazł klucza do rozwiązania téj wielkiéj zagadki, którą my dzisiaj kondensacyą lub zgęszczeniem pary zowiemy.
Dyonizy Papin urodzony w r. 1647 w Blois we Francyi, wykształcił się na lekarza; popychany jednak wielkiém upodobaniem do rzeczy matematycznych i zachęcony jeszcze przez Huyghensa, który podówczas robił swoje sławne doświadczenia z pendułem w Paryżu, a przy którym Papin jako asystent pracował, przerzucił się zupełnie do nauk fizycznych. Lecz w roku 1665 opuścił Francyę i udał się do Anglii, gdzie zaznajomił się z Robertem Boyle założycielem Królewskiego Towarzystwa nauk i sztuk (Royal Institution). W skutek rozmaitych znakomitych prac fizycznych jakie w Anglii dokonał, mianowany został w r. 1680 członkiem towarzystwa i w tymże samym czasie ogłosił swój sławny wynalazek gotowania w garnku ściśnioną parą, zwanym do dnia dzisiejszego garnkiem Papina.
Ale tym znakomitym uczonym kierował widocznie jakiś duch niestałości, gdyż pod wpływem téj saméj chęci wędrowania, która go rozłączyła z Huyghensem i zawiodła do Anglii, widzimy go znowu opuszczającego w r. 1681 swoje chlubne stanowisko w Londynie i na wezwanie Sarroti'ego, nie wiele przedstawiającego widoków, spieszącego do Wenecyi, dla założenia tam Akademii nauk. Lecz tu odwróciło się od niego widocznie szczęście. Już po dwóch latach pobytu swego w Wenecyi, rozczarowany i zubożały, powrócił znowu do Londynu, gdzie przez Towarzystwo Królewskie bardzo ozięble przyjęty został, a lubo dano mu posadę, ale ta była źle płaconą i używano go odtąd tylko do podrzędnych czynności. Teraz począł się znowu zajmować wynalazkiem Guerickiego, ale nieszczęście nie chciało
się z nim rozłączyć. Bardzo wiele doświadczeń Towarzystwu okazanych, zupełnie się nie powiodło. Niepowodzeniami temi dotknięty i poprzedniemi nieszczęściami skołatany, umysł Papina już począł w melancholię zapadać, kiedy Karol landgraf
heski, wielki zwolennik nauk, poznał go w r. 1687 i powołał na opróżnioną katedrę matematyki w uniwersytecie Marburgskim, a którą Papin z największą ochotą przyjął.
Po niejakim czasie pobytu swego w Marburgu, wziął się znów Papin do porzuconych przez siebie chwilowo robót, gdzie także zajmował się zupełnie nową ideą, właśnie podówczas na porządku będącą — robienia próżni w cylindrze, przez palenie prochu strzelniczego. Ale maszyna prochowa jako łącząca w sobie wiele niebezpieczeństw, wkrótce przezeń porzuconą została, a Papin rozmyślał znowu nad robieniem próżni za pomocą kondensacyi pary, przez oziębianie cylindra i rezultaty swoich poszukiwań w r. 1690, w Rozprawach uczonych
(Verhandlungen der Gebildeten) publicznie ogłosił. Prace jego dały myśl do zbudowania maszyny atmosferycznéj, którą usiłowano zużytkować w przemyśle.
Papin więc uchodzić musi jako prawdziwy wynalazca maszyn nizkiego ciśnienia, i bardzo sprawiedliwie, wdzięczni rodacy wystawili mu pomnik w r. 1859 w Blois, miejscu jego urodzenia.
Tymczasem i zwolennicy scholastycznego zapatrywania się na parę wodną, zwrócili uwagę na jéj spożytkowanie, to jest, aby jéj siłę prężenia, pożytecznie użyć było można. Znaleźli oni ku temu sposobność w maszynie Savery’ego. Ponieważ Savery wskutek zarzutów fizyka Roberta Hooke, przekonany był o nieudolności maszyny Papina, nie starał się jéj przeto poprawić, ale zbudował inny rodzaj maszyny parowéj, która w r. 1698 patentowaną a w następnym, w obec Królewskiego Towarzystwa wypróbowaną została. Savery jednak najważniejszą część wynalazku Papina do swéj maszyny użył a mianowicie jego kondensacyą; ale użył dwóch cylindrów, przez co ruch jego maszyny stał się regularniejszym, skutek jéj jednak był bardzo mały, a maszyna jego tylko do wodotrysków używaną być mogła.
W r. 1705, za pośrednictwem Leibnitza (Lubienieckiego), otrzymał Papin bliższą wiadomość o maszynie Savery’ego, a zwątpiwszy jak się zdaje, o skutku swoich usiłowań, wziął jego maszynę za przedmiot swych badań, którą podług swego pomysłu przerobił, i nową jéj formę nadał. Maszynę tak poprawioną do ruchu statku zastósował, z którym robił dość udatne próby w r. 1707, na rzece Fuldzie.
Lecz znowu opanowała Papina podróżomania. Aby swój wynalazek lepiéj spieniężyć, postanowił jeszcze raz szukać przyjęcia w gościnnéj zawsze dla niego Anglii. Popłynął więc swoim statkiem w r. 1707 rzeką Fuldą, aby go przeprowadzić do Anglii; dopłynąwszy jednak do Münden, wzbroniono mu wstępu na Wezerę. Wszczęła się z tego powodu bójka, a rubaszni majtkowie, nie pojmując wielkości swéj zbrodni, rozbili jego parostatek. Przywiedziony tym sposobem do zupełnéj nędzy i moralnemi nieszczęściami będąc zgnieciony, przybył jeszcze wprawdzie po raz trzeci Papin do Anglii ze swoją rodziną, ale r. 1714, ubolewając nad niespełnioną nadzieją, życia w prawdziwej nędzy dokonał.
Ale za to inni ludzie praktyczni i energiczni, jego genialną myśl podjęli i do skutku doprowadzili. Ślusarz Newcomen i szklarz Cowley w Darmouth, zastanawiając się nad wadami i niedokładnościami „pompy ogniowéj” Savery’ego, napisali o tém do matematyka Hooke, który im udzielił książkę Papina w r. 1690 wydaną, ale zarazem dołączył i swoje uwagi o nieużyteczności maszyny jego. Pomimo to próbowali oni na modelu maszynę Papina poprawić, przez użycie szybszéj kondensacyi pary, oblewając cylinder parowy od zewnątrz. Skutek okazał się jaknajlepszy, a Newcomen i Cowley wraz z Savery’m otrzymali w Anglii patent, i maszyna powietrzna w użycie wprowadzoną została. W r. 1712 była jeszcze ulepszoną przez wtryskiwanie zimnej wody do cylindra parowego.
Chłopiec Henryk Potter, przy téj maszynie do otwierania i zamykania kurków parowych, wprowadzających parę do cylindra, znudzony taką monotonną pracą, wpadł na myśl szczęśliwą i wynalazł sposób, z pomocą którego same już teraz kurki otwierały się i zamykały, powiązawszy ję bardzo dowcipnie sznurkami z częściami ruchomemi maszyny parowéj, a tym sposobem stał się wynalazcą szybrów czyli stawideł samo-działających. Wynalazek ten w r. 1718 poprawił Brighton.
W tymże samym czasie Desaguiliers francuz, w Anglii żyjący, zrobił praktyczny użytek z klapy bezpieczeństwa Papina, skutkiem więc takich poprawek, maszyna Newcomen’a stała się teraz bardzo pożyteczną i od tego czasu zaczęto jéj używać w Anglii w kopalniach węgla, do pompowania wody. I w takim stanie utrzymała się maszyna parowa aż do r. 1770, t. j. blizko przez lat 60.
Przyczyna tego zastoju ducha wynalazczego, spoczywała w braku naukowych pojęć o ciepliku i nieumiejętności zastósowania onego. Ówcześni fizycy zajęci byli elektrycznością, przez co badania nad naturą cieplika i jego użytecznością, zostały zaniedbanemu Nie było nawet żadnego przyrządu do mierzenia cieplika. Dopiero w r. 1714 Gdańszczanin Fahrenheit użył po pierwszy raz rtęci do mierzenia ciepła; zanim w r. 1730 poszedł Réaumur, przyjąwszy inną 80-stopniową podziałkę, a na koniec Celsyusz w r. 1741 wprowadził termometr stustopniowy, używany dziś we wszystkich pracach naukowych. Około r. 1760 Józef Black professor w uniwersytecie Glasgowskim, był pierwszym, który dał poznać teoryę ukrytego czyli utajonego, oraz widzialnego cieplika, tudzież cieplik gatunkowy, i który swą nową naukę w r. 1736, licznym słuchaczom uniwersytetu wykładał. Pomiędzy jego najgorliwszymi uczniami znajdował się także młodzieniec, który późniéj teoryę swego nauczyciela w życie wprowadził, a tym był Jakób Watt.
Pochodząc z kupieckiéj rodziny, zruinowanéj handlowemi spekulacyami, zmuszony był Jakób Watt, 1736 r. urodzony w Greenock, już w 16-ym roku życia, publiczne nauki opuścić i wejść do małego warsztatu mechanicznego, dla wyuczenia się rzemiosła. W cztery lata późniéj, dostał się w Londynie do podobnego warsztatu, w skutek jednakże choroby powrócił do rodzinnego miasta. Kiedy potém w Glasgowie zamierzył na swoją rękę mały mechaniczny warsztacik urządzić, stowarzyszenie cechowe nie chciało na to zezwolić; dopiéro uniwersytet wziął go pod swoją wyłączną opiekę, powierzając mu reparacyę instrumentów fizycznych (1756) i pozwolił mu zarazem obok warsztatu w uniwersyteckim gmachu, mały sklepik do sprzedaży swoich, wyrobów otworzyć. Przekonano się jednakże wkrótce, że w tym zręcznym poprawiaczu instrumentów szkolnych, poparto wielki geniusz, a w niedługim czasie, ów skromny sklepik w uniwersyteckim gmachu, stał się ogniskiem zebrań najznakomitszych uczonych w Glasgowie.
W r. 1763, powierzony sobie model maszyny Newcomena do reparacyi, podał mu sposobność studyowania maszyny parowéj, co najlepszym skutkiem uwieńczone zostało. Poprawiał on w téj maszynie jednę część po drugiéj, tak, że widział się wkrótce uwikłanym rozmaitemi problematami maszyny parowéj. W r. 1764 opuścił posadę przy uniwersytecie i pracował odtąd prywatnie jako inżynier cywilny, aby się mógł z większą swobodą swoim wynalazkom oddawać. W r. 1765 zrobił on najznakomitsze odkrycie, oddzielając kondensator z pompą powietrzną od cylindrów parowych; i zamiast kondensować parę wprost w cylindrach, wpuszczał ją pod tłok i nad tłok, a wychodzącą parę z cylindrów w zgęszczalniku kondensował. Po długich usiłowaniach, na małą skalę, udało mu się nakoniec swój pomysł na wielką skalę w kopalni Kineil (1769) urzeczywistnić. W r. 1774 połączył się z kapitalistą Boultonem, w celu założenia fabryki machin w Soho, skutkiem czego, mógł już coraz więcéj swoje maszyny ulepszać. W r. 1784 wynalazł parallelogram (równoległobok) i ruch tłoka prostolinijny zamienił na ruch obrotowy, za pomocą korby. Teraz więc, przed maszyną parową otworzyło się szerokie pole, gdyż oprócz w górnictwie, zaczęto maszyny parowéj używać i do innych celów przemysłowych. Głównym pomysłem przy maszynach Watta, jest użycie pary do tworzenia próżni; jest to ta sama myśl, która nam przypomina słup merkuryuszu Toricellego, podniesiona doświadczeniami Guericke’go, a ustalona wynalazkami Papina. Nie jest więc maszyna parowa, jak widzimy, szczęśliwym wynalazkiem jednego człowieka, ale wypadkiem ciągłych naukowych badań, wielu wieków i wielu uczonych.
Dziś porzucono już maszyny Watta, które wymagają wielkich cylindrów i nie dozwalają w zupełności zużytkować cieplika. Jeżeli dziś chcemy wielkie korzyści osiągnąć, to używamy do tego pary wysokiego prężenia, którą późniéj rozszerzamy
w cylindrze, a w końcu jeszcze zagęszczamy na wodę. To przekształcenie maszyny parowéj, poczyna się już przy końcu zeszłego wieku. Kiedy Watt zaczął dopiero korzystać z ekspansyi pary, Hornblower zbudował maszynę ekspansyjną, dwucylindrową, nie mógł jéj jednak w użycie wprowadzić, gdyż Watt i Boulton mieli przywiléj na kondensator. W r. 1799 ulepszył maszynę Murray przez zaprowadzenie stawideł (szybrów) muszlowych, które zastąpiły aż dotąd używane kurki i wentyle. Od r. 1802 zaczęła się upowszechniać maszyna wysokiego ciśnienia. W r. 1804 Artur Woolf po ekspiracyi patentu Watta i Hornblowera, urządził maszynę dwucylindrową wysokiego i nizkiego ciśnienia, t. j. działającą jednocześnie z ekspansyą i kondensacyą. Odtąd to można powiedzieć, maszyna nie uległa żadnym zmianom, z wyłączeniem saméj konstrukcyi. Pierwszą maszynę z cylindrami oscyllującemi, jedni przypisują Manby'emu (1817) a drudzy Cave'mu (1824).
W r. 1807 maszyna parowa znalazła jeszcze obszerniejsze zastósowanie w żegludze parowéj, kiedy Foulton swój pierwszy statek parowy w Nowym-Yorku zbudował. Odtąd żegluga parowa upowszechniła się szybko. W Anglii datuje się od r. 1811; we Francyi 1816; na jeziorze Bodeńskiem 1822; na Renie 1825; na Wiśle 1846; na Dnieprze 1855 i t. d. Żegluga parowa zaatlantycka datuje swój początek od roku 1838, kiedy Great-Western (Wielki Zachód) zbudowany przez Brunela, odbył pierwszą podróż z Anglii do Ameryki.
Wróćmy jeszcze do Jakóba Watta i obaczmy jego zasługi, jakie dla przemysłu położył. Zajmował się on oprócz maszyn parowych i innemi wynalazkami a mianowicie: chemicznym składem wody (z kwasorodu i wodorodu), wynalazł blichowanie za pomocą chloru; zawdzięczamy mu ogrzewanie za pomocą pary, tak wysoko cenione w teoryi i praktyce, maszynę do kopiowania listów (1780) i t. p. Życie Watta upłynęło spokojnie i szczęśliwie aż do śmierci, która w r. 1819 d. 25 sierpnia nastąpiła. Życie więc jego stanowi kontrast z życiem nieszczęśliwego Papina. Obaj byli genialnymi mężami, obaj w swoich wynalazkach pozostawili światu drogocenną puściznę; kiedy jednak Papin nie stanowczy, bez pewności celu, chwiejnego i słabego charakteru, tracił grunt tak w życiu jak i w swoich pracach pod swemi stopami, wtedy Jakób Watt z jasnym umysłem, nieugiętą wolą i spokojem, zdążał do raz wytkniętego celu i przez swoje energiczne i genialne czyny, posiadł zyskowne i chlubne stanowisko w świecie. We wszystkich wprawdzie przedsięwzięciach, wspierały go: rozum, moc charakteru i dobroć serca Boultona. któremu anglicy bardzo sprawiedliwie, w historyi maszyny parowéj, również ważne zapewnili stanowisko; — Boulton więc był przyjacielem i bodźcem dla Watta, a na takim właśnie przyjacielu francuzkiemu doktorowi zbywało; ale właśnie znalezienie i utrzymanie aż do śmierci takiéj przyjaźni, leżało w charakterze Watta, co może u Papina byłoby niemożliwém. Anglicy téż oceniając te przymioty serca i rozumu swojego rodaka, wystawili mu pomnik w opactwie West-minster, który długo następcom przypominać będzie, iż James Walt zwiększył ich bogactwo, rozszerzył źródła pomocnicze, spotęgował siłę człowieka, wzniósł się na wybitne stanowisko pomiędzy najznakomitszymi mężami wiedzy i stał się prawdziwym dobroczyńcą ludzkości.
Jeszcze w początkach naszego stulecia, przedstawiano sobie każdą odleglejszą podróż, jako ważny w życiu wypadek, narażający na trudy i niebezpieczeństwa, albowiem złe i niebezpieczne drogi, a do tego niemiłosiernie trzęsące wozy, trwogą każdego przejmowały podróżnego; nie można się zatém dziwić, iż po rozmaitych starożytnych grodach, napotykamy kroniki, z których się dowiadujemy, iż dawniéj nieszczęśliwy podróżny, przed swoim wyjazdem, sporządzenie testamentu za świętą powinność uważał; że po jego wyjeździe dom cały, w głębokim był pogrążony niepokoju.
Jakkolwiek z czasem przez zaprowadzenie wygodnych dróg lądowych i wodnych, dla podniesienia handlu, bardzo wiele uczyniono, wszelako ułożenie drogi z szyn żelaznych, czyli zaprowadzenie tak zwanych kolei żelaznych, należy dopiero uważać za węgielny kamień, rozwiniętego dzisiaj olbrzymiego ruchu handlowego. Koleje żelazne stworzyła potrzeba; tam, gdzie wskutek wielkiego ruchu, na drogach wązkich i miękkich, kołami powyżłabiane zostały koleje i takowe stały się nieużywalnemi, starano się złemu zapobiedz, wypełniając wyjeżdżone ślady jakim
twardym i trwałym materyałem. Spotykamy więc najpierwéj koleje drewniane w zakładach górniczych, po których taczki z rudą, psami zwane, kursowały. Takie drewniane koleje były w użyciu w dawnych bardzo czasach, w zakładach górniczych angielskich, a Anglicy pierwsi, gdyż już w r. 1650, takie drewniane drogi, w miejscach, gdzie się najwięcéj zużywały, kawałkami żelaza kutego obijali. Odtąd rozwijały się powoli koleje żelazne, na które używano szyn z lanego żelaza.
Koleje żelazne zawdzięczają swój byt tym samym usiłowaniom i potrzebom, które nauczyły budowania wszelkich dróg w ogólności, a mianowicie handlowi, który wymagał zbliżenia miast i ludzi do siebie. Stan dróg i ich liczba w jakimkolwiek kraju, jest najpewniejszą wskazówką jego dobrobytu i oświaty.
W pierwszych początkach, konstrukcya szyn i wagonów była tak niedostateczną, że ludzi nie przewożono kolejami żelaznemi, ale używano ich tylko do przewozu rudy w kopalniach, przy pomocy siły ludzkiéj lub zwierzęcéj. Na wielkie wyniosłości wyciągano wozy za pomocą lin i wind ustawionych na górze, i tu spostrzegamy najpierwszą maszynę parową stałą, zamiast siły ludzkiéj i zwierzęcéj, do poruszania wind zastósowaną. Do dnia dzisiejszego jeszcze w Walii i Szkocyi w dystryktach węglowych, wozy naładowane węglem, wyciągają się na strome pochyłości, za pomocą maszyn parowych stałych.
W r. 1814 Jerzy Stephenson, ojciec kolei żelaznych, wykonywał pierwsze próby ze swoją maszyną parową, na kolei kopalnianéj niedaleko miasta Newcastle upon Tyne, z kołami gładkiemi; a ponieważ powiodły się takowe, zbudował więc w swojéj fabryce bardzo wiele parowozów, które od r. 1815 czynnemi były w dystryktach kopalnianych Newcastlu.
Jakkolwiek jego maszyny, bardzo wolny ruch miały, wziął jednakże na nie patent w r. 1817. Wolny ruch jego maszyn był powodem, że nikt nie przypuszczał, aby kiedykolwiek wozić niemi było można pasażerów, gdyż ruch na ówczesnych gościńcach angielskich, odbywał się daleko spieszniéj pocztowemi karetami, Stage-koaches zwanemi.
Najpierwsza droga żelazna, łącząca dwa wielkie miasta ze sobą, była pomiędzy Stockton i Darlington, którą w r. 1825 otwarto i na której pasażerów przewożono; jednakże wagony ciągniono końmi, a szybkość 2¼ mili geograficznéj na jedną godzinę, z jaką ową drogę przebiegano, uważano podwówczas za niesłychanie wielką. Prędkie jednak zużywanie się koni przy owych pociągach i potrzeba powiększenia jeszcze szybkości jazdy, podały w końcu myśl, zastósowania w miejsce koni, maszyn parowych. Początkowo próbowano w krótkich odstępach ustawiać maszyny parowe, a wagony ciągnąć linami. Pierwszym dopiéro, który zarządowi téj kolei zwrócił uwagę na powolność takiéj jazdy i na użycie parowozu, był niejaki Booth, sekretarz tegoż towarzystwa. W r. 1829 pomienione towarzystwo wyznaczyło nagrodę 500 funtów szterlingów (3000 rub. sr.) za lokomotywę wagi 6 tonnów, czyli około 150 centnarów, któraby pociągnęła ciężar 18 tonnów czyli trzy razy wziętą swoją własną wagę, z chyżością 10 mil angielskich, w przeciągu jednéj godziny, któraby spoczywała na resorach, nie dymiła i nie kosztowała więcéj nad 550 funtów szterlingów, czyli 3,300 rub. sr.
Cztery parowozy, w październiku 1829 r. stanęły do próby, jednak Rakieta Jerzego Stephensona, któréj zasada we wszystkich główniejszych częściach, utrzymała się do dnia dzisiejszego, nietylko zyskała nagrodę, ale znakomicie przewyższyła żądane warunki, gdyż ciągnęła pięć razy wzięty swój własny ciężar, z chyżością 14 do 20 mil angielskich w godzinę. Tak niespodziewany rezultat osiągnięty został przez znaczne zwiększenie powierzchni ogrzewalnéj kotła, za pomocą rur płomiennych i podniesienia ciągu powietrza utrzymującego palenie, przez wpuszczenie zużytej pary z cylindrów parowych do komina.
Na lądzie stałym, pierwszą 8-mio milową kolej, wprawdzie tylko konną, otwarto i do użytku publicznego oddano od Pragi Czeskiej do Lahna 1830 r. i 18-milową konną drogę z Lintz do Budweis w r. 1832. Pierwszą jednak na stałym lądzie była Belgia, która pary na drodze żelaznéj użyła, a mianowicie od Bruxelli do Mecheln w r. 1835.
W Austryi, w sam dzień Trzech Króli w r. 1838, dał się słyszeć po raz pierwszy odgłos świstawki parowéj, pomiędzy Wiedniem a Wagram, a w miesiącu październiku tegoż roku, pomiędzy Berlinem i Poczdamem. We Francyi dopiero w r. 1826 otrzymał p. Bannier pozwolenie i to z niemałą trudnością, na zbudowanie kolei konnéj, pomiędzy St. Etienne a Andrezieux; a dopiero w r. 1837 otwarto pierwszą koléj parową, z Paryża do St. Germain.
Nie od rzeczy będzie, wymienić tutaj imiona przedsiębiorców i techników, którzy w budowie dróg żelaznych, wielkie położyli zasługi.
W Anglii, przed wszystkimi innymi występuje Booth, genialny dyrektor drogi żelaznéj od Liwerpool do Manchester, a z pomiędzy inżynierów odznaczyli się najwięcéj: oba Stephensonowie, ojciec i syn, — Brunnęl, Wood, Locke, Walker, Green, Clegg i Vignoles.
We Francyi, należy się największa zasługa następującym przedsiębiorcom: pp. Pereira, Rothschild, Barthelemy i innym, oraz inżynierom: Jakóbowi Blumm i Cordier, którzy wielkie drogi budując, pisali także w tym przedmiocie znakomite dzieła, tudzież p. Bineau, który z inżyniera kolei z Paryża do Rouen, został późniéj ministrem finansów. Dzięki działaniom owych znakomitych mężów, administracya i ekonomia francuzkich kolei, uchodzi za najlepszą w świecie. Pomiędzy technikami kolei żelaznych francuzkich, występują następujące imiona: Seguin, Mony, Poussin, Fiachat, Tabalot, Clapeyron, Pambour, Perdonnet, Julien etc., których imiona związane są z największemi kolejami francuzkiemi, ze znakomitemi dziełami jakie o kolejach pisali i z ulepszeniami jakie na nich wprowadzili.
W Niemczech, rzadko spotykamy się z nazwiskami na polu techniczném, gdyż tu przy budowie dróg żelaznych, prawie wszędzie występują same władze. Tej to okoliczności, jako téż zanadto scholastycznemu technicznemu wychowaniu, jak powiada inżynier Weber w swéj książce: „Die Schule des Eisenbahnwesens“, należy przypisać, że Niemcy mają mało samodzielnych myślicieli, w zakresie praktycznéj techniki, skutkiem czego, po większéj części cudzoziemskiemi ideami karmić się muszą. Dla tego téż zasługa daleko trudniejszą jest tu do wykrycia, aniżeli w Anglii.
Historya rozwoju parowozu, daje się na 4 okresy podzielić, z których:
Pierwszy poczyna się od niedostatecznych usiłowań w budowie parowozu, aż do wynalazku kotła rurowego t. j. od roku 1800 do 1829.
Drugi okres: od wydoskonalenia kotłów rurowych, do wynalezienia kierownika, z czterema stałymi mimośrodami (excentrykami) — od roku 1830 do 1837.
Trzeci okres: od wynalazku tego kierownika, aż do urządzenia przez Stephensona kierownika kulisowego i długich kotłów rurowych, t. j. od r. 1837 do 1842.
Czwarty nakoniec okres, od zaprowadzenia maszyn z kierownikami z expansyą zmienną, aż do najnowszych czasów, t. j. od r. 1843 do 1870.
Wynalazcy stałych maszyn parowych: Dyonizy Papin, Jakób Watt i wielu innych, próbowali już zastosować siłę pary do ciągnienia wozów, a nawet Jakób Watt w r. 1784 wziął patent na przyrząd parowy, mający służyć do ciągnienia wagonów po kolei żelaznéj. Ale dopiero Olivier Ewans w Ameryce, zbudował taki wóz parowy, który chodził po kolei żelaznéj. Pierwsza lokomotywa nazwana przezeń Orucler Amphibolos, ukończoną wprawdzie była w r. 1801, jednakże dopiero zimą r. 180¾ o tyle uzupełnioną została, że w obec 20-tu tysięcy osób, po ułożonych żelaznych szynach, ulice Filadelfii przebiegać mogła. Szczupłe jednak środki pieniężne, jakiemi Ewans rozporządzał, nie dozwoliły mu dłuższéj drogi z szyn ułożyć i o prawdziwéj użyteczności téj maszyny, swoich ziomków przekonać; a nawet późniéj zmuszonym się widział, użyć jéj do poruszania statku wodnego. Pomimo tak obojętnie przyjętéj próby, Ewans przepowiedział i przepowiednię swoją małém pisemkiem ogłosił, w którém się wyraża: „teraźniejsza generacya zadawalnia się kanałami, następna przełoży nad nie koleje żelazne konne,— ale ich więcéj oświeceni potomkowie, mój wóz parowy, jako najdogodniejszy do transportów uznają.
Spojrzawszy obecnie po całéj ziemi widzimy, w jak olbrzymi sposób spełniło się to genialne proroctwo wielkiego męża; z tego téż powodu wdzięczna potomność, nie powinna imieniowi Ewansa, odmawiać należnéj czci i podziwu. Prawie jednocześnie z Ewansem w Ameryce, zajmowali się Trevithik i Vivian w Anglii, budową lokomotywy. Pierwotnie, chcieli oni użyć swojéj lokomotywy na zwyczajnych drogach, jako siły pociągowéj, co im się jednakże nie udawało; pierwsze dobre wypadki osiągnęli dopiero swoim parowozem, na kolei żelaznéj Merthyr-Tydvil w południowéj Walii (1804 r.)
Parowóz Trevithika i Viviana miał tylko jeden poziomy cylinder; przenoszenie ruchu tłoka na koła, dokonywało się trzonem korbowym i korbą oraz dwoma zębatemi kołami. Pierwsza lokomotywa wykonana w Europie, miała pociąg 10 tonn ciężaru, prowadzić z szybkością jednej mili geograficznej w ciągu godziny. Praktycznemu Wszakże rozwojowi lokomotywy, stało podówczas na zawadzie to mylne mniemanie, że samo tarcie kół o szyny, nie wystarcza do ciągnienia nią większych ciężarów. Ztąd poszło, że to tarcie starano się różnemi sztucznemi środkami otrzymywać i powiększać. Blenkin-sop użył (1811) belki zębatéj, którą do jednej z szyn przymocował, po której toczyły się koła zębate przez maszynę w ruch wprawiane. Wilhelm i Edward Chapmannowie używali łańcucha, w środku szyn umieszczonego, z pomocą którego, posuwali maszynę. Brunton w r. 1813 próbował prowadzić lokomotywę bez pomocy tarcia kół o szyny; aby maszynę poruszyć, użył on dwóch ramion, które jakby końskie nogi, po drodze stąpały. Po wielu bezowocnych usiłowaniach, udało się w końcu Blakettowi te mylne wyobrażenia, co do niedostateczności tarcia kół o szyny, zupełnie obalić i niewierzących przekonać, że właśnie samo tarcie kół o szyny, dostatecznem, jest do ciągnienia taboru za pomocą lokomotywy, nietylko po poziomych drogach, ale i po wyniosłościach dość przykrych.
Pierwsza maszyna którą Blakett podług tego poglądu zbudował, miała tylko jeden cylinder parowy i opatrzona była kołem zamachowém, dla wyrównania nieregularnego działania korby. Miała ona jednak taką niedogodność, że kiedy korba w czasie spoczynku przypadkiem na martwym punkcie stanęła, maszyna tylko za pomocą drąga (przez obrócenie koła zamachowego na skok), znowu w ruch wprawioną być mogła. Jednostronne działanie tłoka parowego miało i tę niedogodność, że bieg lokomotywy był szarpiący i nieregularny, przez co maszyna i szyny niezmiernie cierpiały.
W r. 1814 Stephenson zbudował lokomotywę z dwoma cylindrami, z kotłem cylindrowym i wielką rurą ogniową przez środek kotła idącą. Ta lokomotywa ciągnęła 8 obładowanych wagonów, razem około 30 tonn ważących, z szybkością prawie jednej mili polskiej na godzinę. Bieg téj maszyny przez zastósowanie dwóch cylindrów, był już o wiele regularniejszym. Stephenson i Wood pierwsi w roku 1815 zbudowali maszynę, w któréj przeniesienie siły tłoka na koła zachwytowe albo pociągowe bezpośrednio, bez pomocy kół zębatych, dokonaném zostało. Dla zapobieżenia niszczeniu się szyn ciężarem maszyny, podówczas jeszcze zbyt słabo robionych, ciężar ten na sześć a późniéj, na ośm par kół rozdzielono (1820 r.)
Do zapasowéj wody zużywanej przez maszynę, użyto małego cztero-kołowego wózka transportowego, na którym leżała beczka, a z téj za pomocą pompy i rękawa skórzanego, wodę do kotła doprowadzano. Cylindry stały pionowo i częścią w kocioł wchodziły, a korby względem siebie były pod kątem prostym. Ta lokomotywa wraz z tendrem ważyła 10 tonn i mogła już 40 tonn ciężaru, w ciągu jednéj godziny, półtory mili polskiéj pociągnąć. Hackwoorth w 1825 r. urządził stojące cylindry po obydwóch stronach kotła, i działanie tłoków przeprowadził na jednę i tęż samą oś pociągową.
Dla ochronienia zbytniego niszczenia się obwodów kół żelaznych lanych, Mikołaj Wood opatrzył takowe obręczami z kutego żelaza, które się bardzo praktycznemi okazały i dały początek, pierwszéj walcowni żelaznéj w Bedlington 1827 r. Robert Stephenson syn znakomitego Jerzego, opatrzył lokomotywę długimi kotłami cylindrowymi, przez które przechodziły rury płomienne po 20 cali średnicy mające. Trzony tłokowe obydwóch cylindrów każdy z osobna, były z krzyżulcami połączone, które suwały się w przewodnikach i w których trzony od korb, zaczepione były ruchomo, działając każdy na jedną korbę osi pociągowéj, kół przodkowych. Korby stały wzajemnie do siebie pod kątem prostym, a oś kół przodkowych związaną, była z osią korbową kół tylnych, za pomocą trzonów wiążących. Kierownik odbywał działanie za pomocą dwóch mimośrodów, opatrzonych drążkami, a zużyta para, rurą miedzianą zwaną dmuchawką uchodziła do komina.
Seguin, na drodze żelaznéj z Etienne do Lionu r. 1827, używając lokomotyw angielskich, dla powiększenia powierzchni ogrzewalnéj kotła parowego i ułatwienia produkcyi pary, zastósował do kotła wielką ilość cienkich rur płomiennych.
Największy jednak popęd do udoskonalenia lokomotyw, dało współubieganie się o nagrodę wyznaczoną przez Towarzystwo Liverpoolsko-Manczesterskiéj drogi żelaznéj, za zbudowanie najlepszéj lokomotywy z insynuacyi swego sekretarza Booth'a, w kwocie rsr. 3000. Cztery maszyny konkurowały o tę nagrodę, ale otrzymała ją tylko Rakieta (the Roket) przez Roberta Stephensona przedstawiona. Urządzenie téj lokomotywy dało niejako podstawę formie, do dnia dzisiejszego budowanych lokomotyw. Kocioł długi opatrzony był 25-ma miedzianémi rurami płomiennemi i łączył się jednym końcem z ogniskiem i jego płaszczem. Zużyta para odchodziła przez dmuchawkę do komina i sprawiała ciąg powietrza. Cylindry umieszczone były po bokach dymnicy, a każdy wywierał działanie na jedno koło.
W skutek osiągnięcia tak niespodziewanych wypadków lokomotywą Rakieta, powierzono Stephensonowi budowę wszystkich lokomotyw dla drogi Liverpoolsko-Manczesterskiej. Stephenson, swym twórczym duchem robił jedno ulepszenie za drugiem, tak, że prawie wszystkie części mechanizmu które dzisiaj u lokomotywy widzimy, on stworzył i wykształcił. Przy jednej ze swoich maszyn „Northumbrian”, Stephenson próbował odchodzącą parę pod ruszt ogniska wprowadzić, aby spalenie się materyału, dokładniejszém uczynić. W r. 1830 W. Losh wynalazł jeszcze dziś używane koła z płaskiemi szprychami z kutego żelaza. W tym samym roku Ch. B. Vignoles i J. Erikson w Anglii, zbudowali lokomotywę do jazdy po spadkach, na których pomiędzy zwykłemi szynami drogi, w środku umieszczona była trzecia szyna, po któréj płaskim i równym grzbiecie, trzeć się miało koło obracane przez maszynę, stósownie do potrzeby, a to za pomocą drążka, którym maszynista mniéj lub więcéj napiérając, zwiększał tym sposobem tarcie i ułatwiał wyjście maszyny pod górę.
W roku 1833 R. Stephenson ulepszył lokomotywy w ten sposób, iż cztero-kołowym dodał jeszcze trzecią parę kół, przezco osiągnął dogodniejsze rozłożenie ciężaru na szyny, a tém samém i ich zużywanie się zmniejszył. Jednocześnie przy pociągowych kołach, odrzucił pierścienie śladowe czyli śladokręgi (Spurkranz), aby ułatwić ruch na krzywiznach. Zastósował także hamulec parowy, składający się z osobnego cylindra, parowego, do którego w razie hamowania wpuszczano parę, a tłok tego cylindra działając za pomocą drążków, na dwa pomiędzy kołami pociągowemi i biegowemi umieszczone kloce hamulcowe, takowe do obwodu tychże kół przyciskał.
Balduin w Filadelfii (1834) tym sposobem ulepszył dotychczasowy kierownik lokomotywy, że przyrząd do zmiany kierunku ruchu u angielskich maszyn, (gdzie z pomocą rękojeści excentryk ze szponów do ruchu przedniego, przekładał się do szponów ruchu tylnego) uprościł;—zamiast bowiem takiego przyrządu, opatrzył trzony mimośrodów podwójnemi naprzeciw siebie ustawionemi widełkami, które w miarę potrzeby zakładały się w dolny albo górny drążek wału kierowniczego. On téż pierwszy próbował do wszystkich rur i spojeń parowych, nie dawać kitu i pakunku, lecz szczelność otrzymywać przez dokładne szlifowanie płaszczyzn.
W roku 1834 hrabia P. M. G. de Pambour na zasadzie licznych doświadczeń, nad siłą rozprężliwości pary, szybkością i obciążeniem lokomotyw na drodze Liverpoolsko-Manczesterskiéj, swoją dotąd w niczém nie zmienioną teoryę lokomotyw napisał. Jan Melling mechanik drogi Liverpoolskiéj, wynalazł w r. 1835 wentyle kuliste do pomp zasilających, przez co ich działanie stało się pewniejszém. William Norris, przez Amerykanów jako wynalazca tak zwanego amerykańskiego systemu lokomotyw uznawany, pierwszy zastósował (1836) ruchomą przednią podstawę lokomotywy. Wynalazek niezmiernie ważny, przy przejeżdżaniu krzywizn.
Norris i Stephenson byli również pierwszymi, którzy prawie jednocześnie (Stephenson już w r. 1835) cylindry parowe umieścili na zewnątrz dymnicy.
Dla powiększenia szybkości jazdy, inżynier Brunnel, który drogę Great-Western zbudował, przez zastósowanie kół pociągowych o wielkiej średnicy (7' do 8') zwiększył szybkość maszyn na 7 do 9 mil angielskich, w ciągu jednej godziny. Dla zmniejszenia jednak niedogodności przy takich wysokich kołach, Harrison zbudował maszynę, któréj szybkość przy nizkich kołach pociągowych powiększył, przez pomieszczenie między nieimi kół zębatych; przyczém kocioł stał na jednym wozie czyli podstawie, cylindry zaś i mechanizm roboczy lokomotywy na drugim, a każdy z nich spoczywał na 4-ch kołach.
Aby lokomotywę uczynić zdatną do wszelkiego rodzaju transportów, musiano się przedewszystkiém starać powiększyć jéj siłę parowania, przez zwiększenie powierzchni ogrzewalnéj. Niektórzy inżynierowie powiększyli kocioł, a dla równowagi dawali szersze koleje; kiedy inni, pozostawszy przy zwykłéj szerokości drogi, innemi środkami starali się powiększyć siłę parowania.
R. i W. Hawthorn zbudowali kocioł, w którym płomień przechodził raz przez całą długość kotła, a potém innemi rurami napowrót wracał, aby siłę ogrzewalną paliwa dokładniéj zużyć.
Aby zaś do cylindrów można było jak najsuchszą parę wprowadzać, urządzili w dymnicy osobną komorę, w któréj się para przed wejściem do cylindrów przegrzewała; byli oni również pierwszymi, którzy prowadząc parę osobną rurą, przez górną część parnika, starali się ją uchronić od zabierania ze sobą wody do cylindrów. Clapeyron w r. 1839 na drodze żelaznéj z Paryża do St. Germain, pierwszy zastósował do lokomotyw stałą expansyę, przyczém przez właściwe ustawienie mimośrodu i przyśpieszenie, oraz rozszérzenie płaszczyzny nakrywającéj upusty parowe, rozszerzanie pary (expansyą) do 5⁄12 skoku tłoka podwyższył i tym sposobem znakomitą oszczędność w paliwie otrzymał.
Inżynier belgijski de Ridder zbudował w r. 1840 na wązkiéj kolei z Antwerpii do Gandawy, najpierwszą maszynę tendrową (tender i maszyna na jednym wozie) i pierwszym był także, który parę klapami bezpieczeństwa uchodzącą albo zbywającą, w czasie przystanku maszyny zużytkowywał do ogrzewania wody znajdującéj się w tendrze; które to urządzenie, do dnia dzisiejszego na lokomotywach widzimy.
D. Gooch w Anglii w r. 1840 wprowadził stalowe obręcze na koła. John Condie wynalazł różne metody obciążania kół pociągowych i biegowych, za pomocą dwóch resorów i drążka dwuramiennego, różnéj długości. Dla zapobieżenia wyrzucaniu z komina iskier, inżynier Ludwik Klein w Wiedniu, urządził w wylocie komina, koło komórkowe, którém iskry wrzucane bywają napowrót do konicznego płaszcza kominowego.
Dla zwiększenia powierzchni ogrzewalnéj kotła na wązkich kolejach, w r. 1842, R. Stephenson wprowadził długie cylindrowe kotły. W tymże samym roku on pierwszy zaprowadził zmienną expansyę z kierownikiem kulisowym, nad którymto wynalazkiem, jednocześnie z nim i Howe pracował.
Na ten przeciąg czasu przypadają istotne poprawki kierownika (Steuerung) Stephensona przez Meyera, Gonzenbacha, Gooch’a, Borsig’a, Crampton’a i innych.
Kierownik Gooch’a jest znakomitém uproszczeniem kierownika Stephensona, który z powodu swojéj prostoty, przez wielu mechaników został przyjęty, a przez Wöhlerta w Berlinie, do maszyn pośpiesznych zastósowany. Przy tym kierowniku, który tylko działa jedném stawidłem, kulisa nie podnosi się ani nie opuszcza jak u Stephensona, ale utwierdzona będąc w punkcie stałym, na drążku wiszącym kołysze się czyli oscyluje około tego punktu.
Na francuzkich kolejach żelaznych, największe wzięcie zjednał sobie system lokomotyw inżyniera F. R. Cramptona (1846). Jego ulepszenia w układzie części maszyny i znakomite powiększenie powierzchni ogrzewalnéj, największy wpływ wywarły na bezpieczeństwo ruchu pociągów pośpiesznych, szczególniej na wązkich drogach. Maszyny jego, odznaczające się olbrzymią budową, posiadają także niezmierną siłę pociągową. Lokomotywa Crampton’a „Liwerpool“ była w możności prowadzić pociąg kuryerski z 40-tu wagonów złożony; co odpowiadało sile pociągowéj 3-ch zwyczajnych lokomotyw przy odpowiedniej chyżości. Jednakże tak olbrzymich lokomotyw nie używa się dla tego, ponieważ zbyteczny ich ciężar, niweczy wierzchnią budowę drogi.
Istotny wpływ na dalszy rozwój lokomotyw, stanowi urządzenie drogi żelaznéj Semmeringskiéj w r. 1851, któréj wielkie spadki dały powód do osobliwszych konstrukcyj. Jako genialny wynalazek tego rodzaju, uważane są lokomotywy tendrowe systemu Engertha, przy których zwiększenie tarcia na szynach pod górę idących, tym sposobem dokonane zostało, że tender i maszynę na jednéj i téj saméj ramie umieszczono, przez co powiększono skuteczny ciężar lokomotywy, a następnie że zastósowano 4 do 5 osi pociągowych z sobą związanych czyli skuplowanych, a to dla skutecznego rozdzielenia ciężaru. Szczególną jednak trudność przedstawiało tutaj skuplowanie z sobą osi, na kilku ramach woza osadzonych, które to zadanie przez Piusa Fink inżyniera Towarzystwa drogi żelaznéj Glognickiéj, szczęśliwie rozwiązanym zostało. Jednocześnie z wynalazkiem górskich lokomotyw Engertha, schodzi się wynalazek podwójnych maszyn Stephensona, służących do przejeżdżania po wielkich spadkach. Maszyny Stephensona w tém mają wyższość nad pierwszemi, że wiązanie kół zębatych Engertha, szczęśliwie pominięte zostało, a przecież pewność jazdy z wszelkiemi korzyściami tendrowej maszyny połączono.
Najnowsze usiłowania w budownictwie parowozów, skierowane zostały na uproszczenie i ukształtowanie ich pojedynczych części tak, aby największą pewność przedstawiały; jest bowiem główném zadaniem każdej administracyi drogi żelaznéj, aby koszta utrzymania maszyn przez wybór materyałów i za pomocą uproszczonéj konstrukcyi, o ile się da, do minimum sprowadzić.
Ostatniemi czasy przy lokomotywach wprowadzone zostały następujące wynalazki:
1) Inżektor czyli smoczek inżyniera Giffard’a z Paryża, którego użycie z powodu porobionych ulepszeń w jego konstrukcyi przez pp. Schau dyrektora fabryki lokomotyw w Wiener-Neustadt i inżynierów Friedmana i Kraussa, upowszechnia się coraz to więcéj, albowiem jego prostota i pewność działania, stawiają go wyżéj nad wszelkie pompy tłoczące z wentylami kulistemi.
2) Wprowadzenie przyrządu do hamowania przez użycie pary wstecznéj, podług Le Chatelier, któryto przyrząd przez drogę żelaznę Glognicką, przy zjeżdżaniu z wielkich spadków, przyjęty został.
3) Aparaty do niszczenia dymu, czyli dymochłony pp. Chobrzyńskiego i Thierry, które na drogach francuzkich w użycie wchodzą.
4) Antiexplodicator Stiehr’a i termometr Scheffler’a dla wskazywania i zabezpieczenia się od przekroczenia punktu wrzenia wody.
Oprócz tu wyszczególnionych ulepszeń, jak na ostatniéj Wystawie Paryzkiéj (w r. 1867) widzieć było można, bardzo wiele pojedynczych części maszyn parowozowych znacznie uproszczono, przez co koszta ich budowy i utrzymania w dobrym stanie, znakomicie zmniejszono, a przytém bezpieczeństwo większe zapewniono.
