Ostatnio oglądane
Zaloguj się aby zobaczyć listę pozycji
Ulubione
Zaloguj się aby zobaczyć listę pozycji
VII. Przemysł żelazny i maszyny parowe
Z początkiem zeszłego stulecia przemysł fabryczny nie mógł rozwijać się należycie z powodu nieudoskonalonych jeszcze sposobów otrzymywania żelaza kutego; pociągało to za sobą brak narzędzi pomocniczych, niezbędnych w każdym warsztacie mechanicznym. Oddzielne części maszyn wykończano ręcznie, a zatem niezbyt dokładnie i ze znacznym nakładem pracy. Tymczasem potrzeby wzrastały z dniem każdym i musiał nastąpić przewrót, dążący do zerwania z przeszłością, oraz wyszukania nowych dróg, któremi możnaby było kroczyć pewniej i szybciej do zamierzonego celu. Nowe maszyny, używane w przemyśle wełnianym i bawełnianym, wymagały o wiele doskonalszego wykonania, aniżeli mógł dać przemysł ręczny. Trudności przy wyrobie żelaza do potrzeb przemysłowych były największe w ciągu pierwszych trzech dziesiątków lat zeszłego stulecia. Nie mając ulepszonych sposobów, z trudem otrzymano większe kawałki żelaza lanego, przytem nie najlepszego gatunku. Otrzymanie sztaby dobrej stali było niemal dziełem przypadku, a zdarzało się, że unikano części żelaznych, zastępując je drzewem; nawet słynna lokomotywa Stefensona „The Rocket” posiadała drewniane szprychy u kół oraz drewniane obręcze. Trudność w wyrobie blachy z żelaza kutego, służącej do budowy kotłów parowych, była tak wielką, że w r. 1804 używano w tym celu żelaza lanego, zamiast kutego, przez co zwiększano w znacznym stopniu ciężar maszyn. Z tego również powodu do r. 1816 nie znano jeszcze maszyn do heblowania i wiercenia, co przysparzało wiele pracy ówczesnym mechanikom; bywały przykłady, że najzdolniejsi wynalazcy nie mogli puścić w ruch maszyn własnego pomysłu, gdyż brakowało narzędzi do wyrobu części składowych.
Pomimo niskiej ceny surowca, oraz olbrzymiego wzrostu zapotrzebowań żelaza, do wyrobu maszyn używano prawie wyłącznie żelaza lanego, gdyż kute, otrzymywane z wielkim trudem, wystarczało jedynie do wyrobu przedmiotów drobniejszych. Wytężano też siły na sposoby otrzymywania żelaza, co udało się uskutecznić z chwilą wprowadzenia do wyrobu stali węgla kamiennego. Konieczność takiego połączenia sprawdziła się, gdyż największy rozwój przemysłu przypadł w udziale tym krajom, w których znajdowały się kopalnie węgla i rudy żelaznej.
Największą ilość żelaza kutego otrzymywano na początku stulecia zapomocą procesu Frischa, którego modyfikacyą jest znany powszechnie proces Bessemera. Otrzymane tą drogą żelazo kute wymagało jeszcze mechanicznego obrobienia, do czego niezbędnym okazał się młot parowy. Pomimo, że pierwsza myśl zbudowania podobnego młota była podana przez Watta w r.1784, został on udoskonalony dopiero w r. 1838; ulepszenie polegało na tern, że młot spadał pionowo, gdy poprzednio posuwał się po łuku koła, przytem można było regulować dowolnie uderzenia młota od najsłabszych do najsilniejszych.
Szybka i tania produkcya żelaza kutego wpłynęła na dokładne wykończenie maszyn, gdyż odpowiednio zbudowana tokarnia automatyczna pozwalała na wyrób oddzielnych części, nadając im żądane kształty o wiele łatwiej i dokładniej, aniżeli przy robocie ręcznej. Odtąd nie przedstawiało wielkich trudności toczenie walców, wiercenie, heblowanie; tokarnia mechaniczna wykonywała to z wyszukaną dokładnością. Powstawać też zaczęły fabryki do wyrobu gwoździ (1809 r.), szpilek, śrub (1818), stalówek (1823), przyczem zakres pracy ludzkiej został zredukowany jedynie do doglądania oraz dostarczania surowego materyału. Wkrótce zaczęto wyrabiać różnorodne maszyny, mające wielkie zastosowanie w szewstwie, krawiecczyźnie, kapelusznictwie, rękawicznictwie i innych rzemiosłach, lecz powszechne użycie tych maszyn datuje się dopiero od połowy stulecia.
Największym wszakże tryumfem wynalazczości ludzkiej były lokomotywy i maszyny parowe, które wpłynęły znakomicie na rozwój wszelkich przejawów życia społecznego.
Z początkiem wieku spotykamy znaczny ruch przemysłowy, pociągający za sobą konstrukcyę maszyn wciąż ulepszanych. Gdy Watt przestał już pracować, a potrzeby wzmagały się, wystąpił na widownię nowy wynalazca, niedoceniony ani przez współczesnych, ani przez późniejsze pokolenia. w r.1804 była czynną w Walii południowej lokomotywa Trewethika, która ciągnęła 10 tonn żelaza, 5 wozów i 70 ludzi na przestrzeni 9 mil angielskich (14,400 metrów). Zasługa Trewethika polega na tem głównie, że on pierwszy zaniechał kół zębatych, dowodząc, że przyleganie kół do relsów jest zupełnie dostateczne, złączył razem koła, skierował parę przez komin i przewoził pasażerów w wozach, ciągnionych przez lokomotywę. W tymże czasie Evans zbudował maszynę, będącą jednocześnie statkiem parowym oraz lokomotywą. Pomimo pomyślnych prób, dokonanych ze swą maszyną, nie znalazł u współczesnych żadnego poparcia, skutkiem czego był zmuszony zaniechać dalszych prób. Odmienną budowę posiadała lokomotywa Blenkinsopa, służąca do wydobywania węgla z kopalni; kolejka, używana do tej maszyny, posiadała środkową szynę zębatą, o którą zaczepiało się kółko zębate. Pociągi te kursowały między miastami Middleton i Lieds na przestrzeni 6 kilometrów począwszy od roku 1812. W rok później inny znów wynalazca, Hedley, wybudował kolej odmiennej konstrukcyi w Wyłam.
Maszyny parowe były używane najpierw do podróży morskich. Pomijając pierwsze próby w tym kierunku, dokonywane w ciągu XVIII stulecia, zaznaczyć należy, że w r. 1802 Symington zbudował statek „Karolinę Dundas w, zaopatrzony w podwójnie działającą maszynę Watta.
Statki posiadały warunki bardziej sprzyjające, aniżeli lokomotywy, gdyż nie były krępowane przestrzenią; do statku parowego mogła być przystosowaną jakakolwiek maszyna o niskiem ciśnieniu, lokomotywy zaś wymagały motorów znacznie silniejszych. Kolebką nowożytnej żeglugi parowej jest Ameryka. Robert Fulton (1765 † 1815), poświęciwszy się studyom nad mechaniką, udał się do Ameryki i tam w r. 1806 zaczął budować Pierwsze statek parowy, do którego motor był wykonany w fabryce Watta. parowce. parowjec nClermontu mieścił 3,200 centnarów ładunku i odbywał większe podróże w celach handlowych. Odtąd nie ulegała żadnej wątpliwości doniosłość nowego środka komunikacyi.
W Europie Henryk Bell zbudował w r.1811 pierwszy parowiec, który kursował z pasażerami między Greenock i Glasgowem. W dziewięć lat później w Anglii kursowało około 40 małych parowców osobowych i towarowych. Komunikacya wodna silnie rozwinęła się w Niemczech, gdyż kursowały parowce na Elbie, Odrze i Sprewie (między Berlinem a Poczdamem). Maszyny, używane do okrętów, posiadały siłę nieznaczną, 3-5 koni parowych; sprowadzano je przeważnie z Ameryki. W r. 1825 parowce były już zaopatrzone w maszyny o sile 60 koni; większych motorów nie używano, gdyż nikomu jeszcze przez myśl nie przeszło, aby można było przepłynąć ocean, tembardziej, że w większych parowcach trudność przedstawiało zabieranie znacznej ilości węgla.
Maszyna Watta, wytwarzająca pracę jednego konia parowego, zużywała w ciągu godziny około 5 kilogramów węgla kamiennego; gdy zauważymy, że obecnie ilość ta redukuje się niespełna do 1 kilograma, łatwo będzie zrozumieć, że znaczne zapasy węgla, w jakie należało zaopatrywać się, odstraszały od dalekich podróży.
Ameryka wyprzedziła również Anglię w budowie wielkich parowców, które mogłyby przepłynąć ocean. w r.1819 wypłynął z Nowego Jorku parowiec „SavannahŁ‘, który bez zatrzymywania się dotarł do Liverpoolu, ztamtąd odpłynął do Kopenhagi, Petersburga i powrócił do Ameryki.
Pomimo, że kwestya żeglugi parowej została już rozwiązaną, liczba okrętów parowych, przepływających ocean, nie zwiększyła się. Przyczyną tego była pierwotna konstrukcya okrętów. Pomimo że teoretycy tej miary, jak Daniel Bernoulli, Paneton, Watt wykazywali wyższość śrubowców nad kołowcami, a mechanik Rossel skonstruował śrubę, mającą zastosowanie i teraz, wszakże ówczesne maszyny parowe nie mogły nadawać śrubom dostatecznie szybkiego ruchu. Dopiero inżynier Ericson, Szwed, dzięki dokonanym ulepszeniom w budowie maszyn parowych, zastosował je po raz pierwszy z nadzwyczajnem powodzeniem (w r.1837) do komunikacyi morskiej. Stany Zjednoczone zrozumiały doniosłość wynalazku Ericsona i powierzyły mu zbudowanie okrętu wojennego, mającego 164 stopy długości, 30 szerokości; śruba była zrobiona z armatniego bronzu, miała 6 skrzydeł o średnicy 14 stóp. Wkrótce i państwa europejskie wprowadziły u siebie śrubowce.
Pomimo niezaprzeczonej doniosłości, jaką posiadały nowe statki parowe, epokę w dziejach kultury stanowiło dopiero zastosowanie maszyn parowych, jako środka lokomocyi lądowej. Zarówno ideę zbudowania ulepszonej lokomotywy, jak i wprowadzenia tej idei w czyn zawdzięcza świat Jerzemu Stephensonowi. Pierwsze lokomotywy Stephensona były zbudowane w latach 1814 i 1817 i służyły wyłącznie do przewożenia węgla z kopalni; pierwsza przewoziła w ciągu godziny 30 tonu węgla na odległość 4 mil angielskich, druga zaś, działająca z większą sprawnością, była w użyciu do r. 1848. Próby powyższe przekonały o wyższości siły pary i wpłynęły na przeprowadzenie pierwszej drogi żelaznej między miastami Stockton i Darlington. Główni akcyonaryusze drogi wyasygnowali Stephensonowi 1000 funtów sterlingów na założenie fabryki lokomotyw w Newcastle. Pierwsza lokomotywa, wykonana w tej fabryce, różniła się znacznie od poprzednich, używanych wyłącznie do wożenia węgla, nie była jednak podobną do typu teraźniejszego. W dzień otwarcia pierwszej drogi żelaznej (d. 27 września 1825 r.) lokomotywa N。1, ważąca 7 tonn, ciągnęła wagony o 90 tonnach z szybkością 15 mil angielskich na godzinę. Do typu obecnych dróg żelaznych bardziej zbliżała się droga między Manchester i Liverpool. Wspomnieć należy o trudnościach, jakie zewsząd napotykał Stephenson. Parlament, wyznaczył dla rozpatrzenia jego projektu specyalną komisyę, która uznała najprzód projekt za niemożliwy do wykonania, i trzeba było wielu starań, aby uzyskać pozwolenie na przeprowadzenie linii kolejowej.
W parze z niechęci ze strony parlamentu dawała się we znaki Stephensonowi niechęć ze strony ogółu; zdarzało się niejednokrotnie, że geometrzy, wyznaczający kierunek drogi żelaznej, bywali zarzucani gradem kamieni przez właścicieli karetek i omnibusów. Pomimo tych trudności, budowa kolei doszła do skutku w r. 1828, aw celu zastosowania lokomotyw ulepszonych, ogłoszono konkurs z nagrodą 500 funtów sterlingów. Warunki tego konkursu są niezmiernie ciekawe, gdyż przedstawiają w jasnem świetle ówczesne poglądy na budowę lokomotyw oraz ich przeznaczenie. Z tego względu przytaczamy ważniejsze punkty:
1) Dym powinien spalać się całkowicie.
2) Przy wadze, nie przenoszącej 6 tonn, lokomotywa powinna ciągnąć wagony 20 tonn wagi z szybkością 10 mil ang. na godzinę, przyczem ciśnienie pary nie powinno przenosić 3 i pół atmosfer.
3) Maszyna ma być montowaną na 6 kołach, wysokość jej wraz z kominem nie może przenosić 15 stóp.
4) Termin ostateczny wykończenia 1 października 1829 r.; cena nie może przenosić 550 fantów sterlingów.
Mimo trudne warunki oraz brak doświadczenia w budowie lokomotyw, na oznaczony termin stanęły do konkursu w Liverpoolu 4 maszyny. Na jednę z nich zwrócono szczególniejszą uwagę, gdyż poruszała się z szybkością 28 mil ang. na godzinę; wszakże po krótkim czasie zaczęła działać z gorszym już rezultatem, i nagrodę przyznano lokomotywie „Rakieta^ Stephensona, ciągnącej wagon z 30 pasażerami z szybkością 25 do 30 mil angielskich na godzinę. Ten pomyślny rezultat zadecydował o przyszłości dróg żelaznych, i w dniu 15 września r. 1830 została otwarta linia Manchester-Liverpool. Lokomotywy Stephensona były ulepszone przez jego syna Roberta i posiadały wszystkie prawie części, znajdujące się przy dzisiejszych maszynach, a więc: kocioł rurkowy, umożliwiający szybką przemianę wody w parę, świstawkę, regulującą ciśnienie pary, oraz mechanizm, pozwalający na poruszanie lokomotywy naprzód i w tył. Od r. 1830 do 1845 długość dróg żelaznych zwiększyła się 50 razy i żaden kraj, nawet najbardziej konserwatywny, nie mógł oprzeć się wprowadzeniu nowego środka lokomocyi. Następująca tablica wskazuje, kiedy zostały po raz pierwszy puszczone w ruch lokomotywy wróżnych krajach:
w Anglii 27 września 1825
w Austryi 30 września 1828
we Francyi 1 października 1828
w Stanach Zjednoczonych 28 grudnia 1829
w Belgii 3 maja 1835
w Niemczech 7 grudnia 1835
na wyspie Kubie 7 grudnia 1837
w Rosyi 4 kwietnia 1838
we Włoszech 4 września 1839,
w Szwajcaryi 15 lipca 1844
na Jamajce 2 listopada 1845
w Hiszpanii 24 października 1848
w Kanadzie, Meksyku i Peru 24 maja 1850
w Szwecyi 24 maja 1851
w Chili 24 stycznia 1852
w Indyach 18 kwietnia 1853
w Norwegii 18 lipca 1853
w Brazylii 21 kwietnia 1854
w Australii 14 września 1854
w Kolumbii 28 stycznia 1854
w Nowej Walii 27 września 1855
w Egipcie 27 stycznia 1856
w Natalu 2 czerwca 1860
w Turcyi 4 października 1860
W Królestwie Polskiem koleje żelazne istnieją od roku 1844. Otwarto w tym roku dla użytku publicznego drogę Warszawsko-Wiedeńską, 307 wiorst długości, z odnogą bydgoską, idącą przez Kutno i Włocławek do Aleksandrowa, i 17 wiorstową odnogą z Ząbkowic do Sosnowca. Drogę tę zbudowało towarzystwo akcyjne z koncesyą na lat 75 i warunkiem, że w ciągu lat 20 nie będzie zbudowana ze stacyi leżących nad tą drogą i pomiędzy Katowicami a Bydgoszczą żadna nowa linia kolejowa – o ile zakładanie ich nie będzie uznane za potrzebne ze względów politycznych, strategicznych lub handlowych. Daleko później dopiero w Królestwie powstała druga wielka linia kolejowa, łącząca Warszawę z Petersburgiem.