Изамбард Кингдом Брюнель - L. T. C. Rolt

увы, он опоздал на пять лет. Империя узкоколейных железных дорог уже стала слишком мощной. Предложение Брунеля о широкой колее было представлено на рассмотрение совета директоров Great Western 29 октября 1835 года и было принято подавляющим большинством голосов.

Не только в вопросе ширины колеи, но и во всем проекте постоянного пути Брюнель отверг прецеденты и, исходя из первых принципов, спроектировал то, что, по его уверенности, должно было стать идеальной железной дорогой. Необычная конструкция постоянного пути и причины, по которым он ее выбрал, часто искажались, хотя в письме к своим директорам он все подробно объяснил. Прежде всего, следует понимать, что на тот момент целью всех инженеров-железнодорожников была абсолютно жесткая и неподатливая дорога. То, что определенная упругость дороги была необходима для плавного высокоскоростного движения, стало уроком, который был усвоен только на практическом опыте. До сих пор Стивенсоны и инженеры их школы укладывали рельсы в кресла, установленные на массивных каменных блоках. Очевидно, что никаких поперечных связей не было, и инженеры полагались на вес блоков, чтобы удержать рельсы на колее. Брюнель утверждал, что при таком типе рельсов, или, если на то пошло, при более позднем ортодоксальном типе с использованием поперечных шпал, неравномерная осадка блоков или шпал под движением неизбежна, в результате чего истинный уровень можно поддерживать только путем постоянной укладки или утрамбовки балласта под ними. Он предложил устранить эту трудность, уложив рельсы на непрерывные продольные балки из древесины. Еще одним фактором, повлиявшим на его решение, стало очень низкое качество первых кованых рельсов из-за плохой прокатки.

В этот период Брюнель вел то, что можно назвать обыденной книгой, в которую он собирал все материалы, которые могли пригодиться ему при строительстве железной дороги. Эта книга сохранилась как пример его тщательности и удивительного владения всеми бесконечными деталями, связанными со строительством железной дороги, включая список видов трав, наиболее подходящих для выращивания на различных почвах с целью укрепления новых земляных сооружений, и таблицы количества осадков и местного времени1 для мест вдоль трассы. Здесь же, среди множества увлекательных сведений самого разнообразного характера, мы находим заметку о том, что если первоначальные чугунные рельсы, уложенные на железной дороге Хеттон Кольери, служили от десяти до двенадцати лет, то рельсы из ковкого железа, уложенные управляющим Люком Данном в ноябре 1831 года между машинным домом Хантерс-Лейн и четвертым подъемом, прослужили всего четыре года. Проблемы с "расслоениями и разделениями" не давали покоя кузнецу. В другой заметке говорится, что: "Мистер Стефенсон, родственник мистера Хью Тейлора, имеющий опыт прокладки железных дорог в течение 10 или 12 лет, утверждает, что он рекомендовал бы чугун в предпочтение ковкому". Далее в записке говорится, что чугунные рельсы оказались более долговечными на 50 % на железной дороге Стоктон и Дарлингтон, где пришлось заменить все ковкие рельсы, в то время как оригинальные чугунные рельсы 1825 года все еще хорошо служили.

Несмотря на эти мрачные отзывы, Брюнелю, как и его коллегам-инженерам, было очевидно, что податливый рельс должен был остаться, но он решил бороться с его несовершенством и продлить срок службы, насколько это возможно, обеспечив ему постоянную поддержку. Еще одним соображением было то, что таким образом он мог безопасно использовать рельсы более легкого сечения и тем самым добиться значительной экономии. Как он сам отмечал, этот метод прокладки железной дороги не был оригинальным, но применялся и раньше, и хотя он не говорит об этом, кажется практически несомненным, что постоянный путь Брюнеля был основан на пути, проложенном его отцом для транспортировки бревен на лесопилку в Чатемской верфи. Правда, его друг Чарльз Виньоль уже разработал тип рельса с плоским дном, который до сих пор носит его имя, и безуспешно выступал за его использование, уложенного на непрерывные бревна, на железной дороге Мидленд-Каундес. Но в то время как рельсы Виньоля были сплошного Т-образного сечения, Брюнель разработал свой мостовой рельс, который был перевернутого U-образного сечения. При этом он, скорее всего, имел в виду производственные проблемы того времени. При прокатке железа возникали большие трудности из-за образования окалины в результате охлаждения во время процесса, и именно она вызывала расслоение и раскол, которые доставляли такие проблемы в Хеттоне. Чем тяжелее профиль, тем выше сложность прокатки и риск возникновения этих проблем, которые Брюнель стремился свести к минимуму, разрабатывая рельсы, которые были легкими в сечении по отношению к прочности, которую они получали от своей пологой арочной формы.

Четыре продольные трубы, несущие оба набора металлов, были соединены через каждые 15 футов 6 дюймов прочными поперечными связями, или "ригелями", как их называл Брюнель, так что все это образовывало прочную деревянную раму. Каждая из этих поперечных связей крепилась к двум 10-дюймовым сваям, забитым на расстоянии 15 футов друг от друга. Таким образом, сваи не располагались непосредственно под продольными балками, поскольку их целью не было, как иногда предполагают, поддерживать постоянный путь. Напротив, цель свай заключалась в том, чтобы удержать каркас, чтобы балласт можно было тщательно утрамбовать под продольными балками, не заставляя их подниматься и тем самым не нарушая их уровень. Брюнель решил, вероятно, в качестве временной меры, что не следует забивать сваи на насыпях, где новое образование может оседать, и что в вырубках внешние сваи должны быть забиты по диагонали, чтобы лучше противостоять тяге боковых сторон вырубки и возможной деформации дорожного полотна.2 Для продольных свай использовалась сосна, а чтобы рельсы не врезались в них, после укладки брёвен к их верхней поверхности прибивалась полоса твёрдой древесины, которая затем строгалась, но слегка клиновидно, чтобы придать рельсам наклон вовнутрь. Наконец, после того, как форма под продольными рельсами была тщательно укреплена набивкой, новую дорогу проверили, пропустив по ней тележку, оснащенную тем, что Брюнель назвал в своем блокноте "нагруженными колесами". По сути, это были катки, каждое колесо которых весило чуть меньше тонны.

Очевидно, что трудозатраты на прокладку этой "балочной дороги", как ее иногда называли, были огромными, но, как отметил через лет сэр Джон Вулф Барри в своей книге "Железнодорожные устройства" (1876), она показала экономию древесины, а также железа. Барри доказал, что при ширине колеи в 7 футов использование поперечных шпал потребовало бы больше древесины, чем продольных. Барри также утверждал, что 62-фунтовый рельс на продольных шпалах эквивалентен 75/85-фунтовому рельсу на поперечных шпалах.3

Таковы были технические и экономические соображения, побудившие Брюнеля разработать необычную форму постоянного пути. Его критикам, как при его жизни, так и впоследствии, она казалась примером извращенного стремления к оригинальности ради оригинальности, желания быть непохожим на других, что