Успех Фролова не был единичным. В 1788 году на Александровском чугунолитейном заводе в Петрозаводске строится под руководством А. С. Ярцева чугунная дорога длиной более 160 метров. Рельсы этого пути были уголковые. По одной, горизонтальной, полке катились колеса тележек, а другая вертикальная, не позволяла им соскакивать в сторону.
По ровной поверхности чугунных рельсов колеса катились еще лучше, и теперь уже одна лошадь могла везти несколько телег. Так задолго до изобретения паровоза появился первый железнодорожный поезд.
Развитие рельсового транспорта продолжалось. В1806 году сын Фролова Петр Фролов, которого по праву называют пионером рельсового транспорта, идя по стопам отца, предложил проект постройки чугунных дорог. По его замыслу чугунные дороги должны были дополнить естественные водные пути и каналы. Проект не нашел поддержки, его автор смог лишь добиться разрешения на постройку опытной дороги протяженностью 1867 метров. И в 1810 году первая в России рельсовая дорога с конной тягой вошла в строй. Она отличалась от приспособленных к рельефу местности английских дорог тем, что была строго горизонтальной благодаря постройке моста, виадука и выемки. На дороге были уложены чугунные рельсы с выпуклой поверхностью катания. Чугунные же ободья повозок имели желобчатую поверхность. Рельсы посредством приливов на их концах укреплялись на продольных деревянных брусьях и вместе с ними укладывались на шпалы.
Состав из трех вагонеток тянула одна лошадь, перевозя за день до 65 тонн руды. Путь в оба конца занимал полтора часа. Фролов применил также поворотный круг для перемещения состава на боковые ветки. Транспортировка такого количества руды по грунтовой дороге потребовала бы 25 лошадей. Начальство с удовлетворением отметило, что на Змеиногорской дороге и «Выгода к перевозке руд против обыкновенной столь очевидна, что делает честь основателю оной». Дорога превосходила все подобные сооружения, имевшиеся в то время за рубежом. Лишь спустя 17 лет подобная дорога была построена в Америке. Тем не менее фроловские проекты больших рельсовых дорог так и не были осуществлены.
Рельсовые пути на Змеиногородском руднике и Александровском заводе, конная «чугунка» Петра Фролова были первыми прообразами железных дорог наших дней.
Прошло почти полвека, прежде чем человек поставил паровую машину на колеса и заставил ее перемещать грузы.
Первые прототипы будущего паровоза появляются в начале XIX века. В то время еще плохо были изучены законы сцепления колес с рельсами, и люди думали, что колеса самодвижущейся повозки будут скользить по гладкой поверхности рельса, вращаясь на одном и том же месте. Поэтому человек стал работать над созданием таких приспособлений, которые могли бы помочь повозке передвигаться по гладким рельсам.
Появляется паровоз, с зубчатыми колесами ни при вращении зацеплялись за зубья рейки, уложенной вдоль пути. Но зубья оказались плохими помощниками - часто ломались, и поэтому от них пришлось отказаться.
Вслед за паровозом с зубчатыми колесами появляется паровоз с ногами, похожий на гигантского кузнечика. Но не суждено было этому необычному шагающему паровозу благополучно закончить свой путь. Спустя несколько минут, когда поезд уже преодолел два десятка метров, раздался взрыв - лопнул котел. За свои ноги этот паровоз получил название «шагающей машины».
Весной 1813 года один из владельцев Клингвортских копей лорд Лавенсворт получил письмо, в котором машинный мастер Стефенсон предлагал заменить лошадей «ходячими машинами». Стефансон получил согласие и необходимые деньги. Спустя год паровоз был готов. Он имел четыре колеса диаметром 90 сантиметров и котел длиной 2. 4 метра. Машина состояла из двух цилиндров. Движение поршней передавалось колесам при помощи зубчатой передачи. 25 июля 1815 года паровоз испытали. По словам очевидца, он мог «тащить помимо собственной тяжести, восемь груженых повозок, общим весом около тридцати тонн со скоростью четыре мили в час». В том же году Стефенсон создает второй паровоз, а в 1816 году третий. Он строит не только паровозы, но и дороги. 18 ноября 1822 года при огромном стечении зрителей была открыта Геттонская железная дорога длиной 12,8 километра, построенная по его проекту. В наши дни изобретателем паровоза справедливо считают Стефенсона. Но сам Стефенсон в свое время был несколько другого мнения. «Паровоз, - сказал он, - изобретение не одного человека, а целого поколения инженеров-механиков». И он был прав. Усилиями многих талантливых изобретателей поставленная на колеса паровая машина приобрела дошедшие до наших дней формы паровоза, а примитивные рельсовые дороги копий и заводов превратились в пути сообщения массового пользования.
В середине 90-х годов XIX века в США был построен первый электровоз постоянного тока, получавший энергию от тяговых подстанций, и электрифицирована железнодорожная линия.
Электрическая и тепловозная тяга вытеснила прежнюю паровую тягу со всех многочисленных магистралей нашей страны. На пригородных электрифицированных линиях пассажиры ездят в электропоездах (электричках), состоящих из моторных и прицепных вагонов. Пригородный электропоезд может развивать скорость до 130 км/ч.
Тепловозы появились на советских железных дорогах более 80 лет назад. Тепловоз сложнее электровоза и стоит дороже, зато он не требует контактной сети, тяговых подстанций. Тепловоз можно использовать везде, где только уложены железнодорожные пути. Но он нуждается в нефтяном топливе, запасы которого ограничены. Применяются тепловозы для маневров в пределах железнодорожных станций.
МЕТРОПОЛИТЕН (метро), вид рельсового пассажирского транспорта, перспективный в условиях больших городов с насыщенным уличным движением. Отличается высокой эксплуатационной скоростью (до 45 км/ч) и провозной способностью (до 60 тыс. пассажиров в 1 ч в одном направлении). Линии метрополитена обычно прокладывают под землей (в тоннелях), при необходимости по поверхности и на эстакадах.
Первая линия метрополитена (3, 6 км) построена в Лондоне (1863). С 1868 метрополитен действует в Нью-Йорке. Старейшие метрополитены на Европейском континенте - Будапештский (1896), Венский (1898) и Парижский (1900). Впоследствии метрополитены были построены в Мадриде, Барселоне, Афинах, Стокгольме, Осло, Токио и других городах.
ТРАМВАЙ (англ. tramway, от tram - вагон и way - путь), городская наземная электрическая железная дорога; вагон или несколько вагонов (чаще все моторные). Питание осуществляется постоянным током напряжением 500-700 В обычно через подвесную контактную сеть (обратный провод - рельсы). Трамваи появились в 80-х гг. 19 в.
Какой же будет железнодорожная магистраль завтрашнего дня? Как будут выглядеть рельсовые дороги будущего?
Наше время не зря называют временем высоких технологий. Борьба за скорость ведется во всех областях техники. «Выросли крылья» у речных судов, и их скорость увеличилась в несколько раз, воздушные корабли перешагнули звуковой барьер. Ускорили свой «бег» и поезда, но не очень. В настоящее время (2006 г.) мировой рекорд принадлежит ТЖВ - французскому скоростному поезду, который официально побил собственное мировое достижение семнадцатилетней давности. Поезд достиг скорости 574,7 километра в час. Прошлый рекорд 515,3 километра в час. Испытания прошли на недавно открытой скоростной линии ТЖВ-восток между Мецом и Реймсом.
Неужели нельзя добиться значительного повышения скорости на железных дорогах? Можно. Еще несколько лет назад считали, что такими поездами будут поезда на воздушной подушке.
Есть и другой вариант. Отказаться от двигателя вообще, а выкачать воздух в трубе с одной стороны и накачать с другой - и поезд мчится по трубе.
Идея самого быстрого поезда в мире зародилась уже давно. Существует проект строительства подводного туннеля, который будет соединять Северную Америку с Европой. Его погрузят на глубину 45-90 метров ниже поверхности Атлантического океана. От смещения в воде его будут удерживать стальные тросы, прикрепленные ко дну океана. Из туннеля откачают воздух, образуется вакуум, и силы трения будет минимальная. В туннели установят монорельсы с электромагнитами, таких монорельсов будет 3 (1 запасной и 2 постоянных). Электромагниты по сторонам монорельса быстро изменяя свою полярность могут обеспечивать постоянную тягу состава. На дне состава будут установлены электромагнитные подвески, которые будут обеспечивать равновесие состава и будут являться двигателем находящимся на самом поезде. Таким самым удастся развить поезду скорость около 6400км/ч. Стоимость проекта $88-175 млрд. Поезда на электромагнитном моторе уже применяются в Шанхае (Китай), но они достигают скорости 400-500 км/ч.
Япония намерена вложить 45 миллиардов долларов в постройку самого быстрого в мире поезда. Поезд будет магнитолевитирующим, что означает его способность парить над рельсами под воздействием магнитного поля. Такая система, лишенная силы трения, позволяет развивать скорость до 970 км/ч. Конечно, для осуществления столь амбициозного проекта потребуется немало времени, окончание его планируется в 2025 году.
Воздушный транспорт.
Слово авиация произошло от латинского avis-птица. Мечта людей летать, как птицы, и послужила отправным толчком к зарождению авиации. Первые чертежи «птицелетов» - летательных аппаратов тяжелее воздуха - были обнаружены среди бумаг Леонардо да Винчи. В одной из рукописей есть рисунок вертолета. Приписка гласит: «Если этот аппарат правильно построить, то при быстром вращении винта он поднимется в воздух». Смелая идея была осуществлена лишь в XX в.
В течение сотен лет лишь одна разновидность летательных аппаратов тяжелее воздуха исправно поднималась в воздух - воздушные змеи. Они послужили прототипом планеров, построенных в 1890-х годах немецким изобретателем О. Лильенталем.
Воздушный змей исправно помогал в многочисленных опытах русскому морскому офицеру А. Ф. Можайскому, летательный аппарат которого с паровым двигателем имел все основные узлы современного самолета: фюзеляж, крылья и хвостовое оперение. Самолет Можайского в присутствии военных экспертов продемонстрировал способность отрываться от земли с человеком на борту и двигаться на высоте нескольких метров.