火车的发明火车和所有其他发明一样，都是为了满足社会需要而问世的18世纪初，随着社会生 产力的发展，人们急需一种比马车装得多、跑得快的新型车辆在这种情况下，英国人瓦特 发明了蒸汽机这种机器比马的力气可大多了，它一问世就引起了人们的注意有些人就想 将“大力士”蒸汽机装在车上，代替人力或者畜力来使车辆前进说来有趣，这种大胆设想首先在军事上得到实现当时，欧洲各国的军队为了满足作战 需要，纷纷采用口径和射程越来越大的大炮由于炮的重量不断增加，用人推马拉的办法很 难保证大炮能及时跟随部队作战法国一位名叫居尼奥的炮兵军官，针对这一问题就研制成 用蒸汽机推动的“蒸汽汽车”来牵拉，从而开辟了以机器为动力的现代车辆蓬勃发展的道路， 也为火车的诞生打下了基础这种将蒸汽机装在车子上的机械车是怎样推动车辆行驶的呢？我们从它的外形上可以 看到，蒸汽机有一个大锅炉，装在车架的前端在锅炉下面烧着煤火,用来将锅炉里面的水 加热成蒸汽由锅炉上的一根管子将蒸汽引入车子前轮上方的汽缸里，蒸汽的力气很大，便 推着汽缸里的活塞向前移动，而活塞通过连杆和曲轴与前轮连在一起，于是随着曲轴的转动， 车轮就跟着转起来，从而使车子前进了此后不久，这种冒着黑烟、喘着粗气的车子先后在英国和德国出现了，如英国1804年 制成的蒸汽机车。
不过，它的模样和先前不大一样了：有的将锅炉移到车子的中间，并罩上 罩子，两头还装上几排座位；有的把锅炉移到车后部，而在前面坐人的地方装了一个车厢， 等等蒸汽车有点近代车的气派了与大多数新事物出现所受的遭遇一样，在当时马车占主要地位的欧洲各国，蒸汽车处处 受到非难和排挤就说英国吧，那时各城市的邮政厅都使用大量的马车来运送邮件为了维护自身的利益， 邮政厅便和大大小小的马车主联合起来共同对付新出世的蒸汽车，并要求政府对蒸汽车加以 种种限制后来，英国政府也站在马车主一边来反对蒸汽车，并规定了许多条条框框例如，对蒸 汽车下了这样的命令：蒸汽车在行驶时，必须有手持小红旗的人在车前55米处跑步前进， 以招呼行人避让；在有马的地方，不许蒸汽车的锅炉放气；不许蒸汽车在街上鸣汽笛;蒸汽 车在农村路上行驶，车的时速不得超过6千米，在城市不得超过3千米 这简直比老牛车 还慢呢！现在看起来确实令人发笑后来，尽管人们对蒸汽车进行了改进，但是由于它有着先天不足的弱点，例如车上装的 那又大又重的蒸汽机，既要经常停下来添煤加水，操作很不方便，又大量排出浓烟和蒸汽， 而且还占了车上很大地方，装运不了多少货物，所以人们逐渐对它失望起来。
就在人们为蒸汽车的前途担心的时候，有人就想到了 16世纪中期在矿山上用木头做轨 道，以人力和畜力拉动的车子，提出也给蒸汽车铺上轨道，让它拖带几节车厢在铁轨上行 驶的设想这可是个好主意，不仅使车厢里可装很多的货物和人员，而且可发挥蒸汽机力气 大的特长，使车子跑得快1825年9月27日，从英国斯多克顿到达林顿的世界上第一条铁路正式通车了由蒸汽 汽车改制成的蒸汽机车开始大显身手了，蒸汽机从此派上了大用场这同时也宣告了世界 上第一列火车正式问世那天上午，由斯蒂芬逊制造并驾驶的“运动号”蒸汽机车拖带着33 节车厢，从斯多克顿出发了车厢里装载煤和乘客，而看热闹的人站满了铁道的两旁人们 有的步行，有的骑马，追追跑跑，簇拥着这长蛇般的庞大怪物在缓缓行驶1828年，期蒂芬逊和他的儿子共同制造了“火箭号”蒸汽机车，并参加了一次比赛当 时有3台机车参加比赛，其中一台在比赛开始不久，锅炉接缝的地方便破裂了；另一台走了 40多千米因汽缸破损而停驶；只有“火箭号”机车以每小时22千米的平均速度，牵引着10 多吨的货物，跑完了千米的路程，顺利地到达终点，获得了冠军此后，火车便受到人们的 重视，在世界各国相继发展起来。
火车刚出世不久，跑得比较慢，本来就对火车冷眼相待的一些马车主，更加傲气起来， 经常要跟火车比个高低，以显示他的马车跑得快然而，马车有时的确会扬扬得意地跑在火 车的前头，这就进一步促使人们对火车进行不断改进早期的蒸汽机车，外形各种各样：有的像个压路机，有的与四轮马车相似，有的和原 始的汽车类同……这些机车的运载能力都还不大，跑得比马车快不了多少由于它们都是用 煤炭或木材做燃料，行驶时锅炉里的火焰熊熊，烟气冲天，所以人们习惯上把它称做“火车” 它虽然“吃”的是“粗粮”——煤，但力气很大，而且煤1/8 12345678下一页尾页的成本又较低，来源丰富，因而蒸汽机一直延用了很长时间作为工业生产发展产物的蒸汽机车，自然就要受到一些工业发达国家的重视它们纷纷 修铁路，造火车，很快便使蒸汽机车风靡全世界到19世纪中叶，这股筑路造车风掀起了 热潮，英、美、日、德等国除了自己制造蒸汽机车外，感到修筑铁路有利可图，便向世界各 地宣传推销，承揽修路造车工程，从而使火车得到日益广泛的应用火车与铁路火车和铁路在今天是一对分不开的“兄弟”火车头，即蒸汽机车是英国发明家斯蒂芬逊于1825年发明的有了火车头，才有火车。
可是你知道吗，说起铁路的发明，比火车还要早半个多世纪哩！早在16世纪中叶，英国的钢铁工业兴起，到处都搞采矿可是，当时矿山的运输还很 落后铁矿石全靠马拉、人背，劳动效率很低有个公司的老板，为了多运铁矿石，想了一 个法子：从山上向坡下平放两股圆木，让中间的距离相同，一根接一根地摆到山下当装满 矿石的斗车，顺着两股圆木下滑的时候，山上的人大声喊叫着：“注意，车下来啦山下的 人也大声回答道：“车到啦，好！ ”这就是初期的木头轨道木头轨道制作简单，由上向下运送重物也很省力，一时受到欢迎不过，如果在平地上 使用木头轨道效果不大，省力不多而且，这种木头轨道不耐用，磨损大到了 1767年，有人试着拿生铁来做轨道，以取代木头轨道人们便称呼为铁路了铁 轨比木头轨道的体积小许多，它直接放在地面上，斗车的轮子也是铁制的，推起来当当直响， 运煤、送货也省劲但是，斗车内装的东西不能过重有一回，一辆车子装货多了，把铁轨 压到了地面里，结果车翻货出，差点压伤了人怎么办？看来，必须解决地面的承受力问题，同时还要考虑铁轨的长度问题就是在解 决这些问题的过程中，逐渐产生了后来的铁路火车很重，有人说如果把这个重量分散到枕木上，再由枕木分散到'道床”上，道床所受 的力再均匀地分散到路基上，这个力量就变得小了许多。
经过这样的传递过程，接触面积逐 渐增大，单位面积的压力就相应降低，路基就不会被压坏了这个设计的思路是很科学的，可以说，今天的铁路仍然是根据这个道理建成的可是具 体地说，道床应该用什么材料？造成什么样子？枕木多大最好？ 一系列问题需要解决19 世纪初，英国铁路公司征求新的轨道设计方案，并设置数万英磅重奖一时间，英国、法国、 比利时的应征者，蜂拥而来图纸、模型堆积似小山经过专家们评选，形成最优方案；把 铁轨钉在枕本上，枕木铺在用小石子堆成的道床上这样一来，道床上的小石子可以调整铁 轨顶面的咼低不平，防止枕木移动，利于排水，保护路基1830年，这一年有两项重要的发明：斯蒂芬逊新设计成功的蒸汽机车和火车行走的铁 路一一首次结合成功了事实说明：从英国伦敦到爱丁堡的旅行时间，由原来的10〜12天， 缩短到只需要2天多人类可以创造比马跑得更快的旅行速度！火车头牵引的车厢越多，载重越大原来制作的生铁轨承受力量不足有人轧制熟铁轨 来代替这种新铁轨比较旧的好，它不发脆，在重压下不致断裂因此，铁轨的制作又有新 的改进，虽然形状未改，可强度大为提高火车行驶的路很长，铁轨不可能无限长一般是12〜25米最早的铁轨是一根紧接一 根，没有一点空隙。
谁知夏天酷热，铁轨受热膨胀，把笔直的铁路顶”得弯成个凸肚子，火 车怎么行驶？冬天寒冷，铁轨又收缩，发生断裂了这样的事故教育了铁路建筑者，他们想： 如果在铁轨的接头之间留点“缝隙”，还怕它热胀冷缩吗！旧的矛盾解决了，又出现新的矛盾：铁轨的缝隙接头越多，火车运行中的震动越多，发 出的噪声也越大而且铁轨的裂损有60%是产生在接头处人们开动脑子设法改进缝隙， 于是无缝钢轨诞生了铁路，不知道花去了多少人的心血，集中了多少人的智慧，总结了多少次经验和教训， 才成为今天这个样子，千万不要小看它地下火车现在，世界上很多国家都有了地下铁路我国也在北京、上海、天津等城市建设了地 铁，还有一些城市正准备承建这说明，建造地铁是城市现代交通发展的趋向之一地铁列车不仅缓和了城市交通日益拥挤的情况，而且乘坐舒适，载客量大，运行准时， 不受其他车辆干扰，可以高速行驶等，因而受到了广大乘客的青睐虽然乘坐地铁的人很多， 但是真正知道地铁是怎样问世的却不多地铁的发祥地是英国1832/8首页0年以后，铁路在欧洲和美国得到了迅速的发展那时使用的机车是烧煤炭的蒸汽机车 这种机车行驶时，浓烟滚滚，灰渣飞舞，污染了城市环境另一方面，由于大城市里各种交 通工具相互混杂，道路拥挤，火车也无法高速行驶。
解决这一难题的办法有两种，一是建高架铁路；二是建设地铁但是，建设高架铁路投 资大，而且还要占据地面相当大的空间因此，人们还是对建造地铁感兴趣英国在世界上首先建设了地铁那是在1860年正式开工建造地下铁路的但是，英国 最早的地铁实际上应属于1822年建成的千米地下隧道1822年，英国人斯蒂芬逊决定在利物浦和曼彻斯特之间敷设铁路，供“火箭号”机车行 驶但是，铁路沿线居民和害怕被火车抢走生意的马车主强烈反对修建这条铁路因此，铁 路不得不改变线路，绕远在沼泽地上通过尤其是在利物浦市，反对修建铁路的人更多由 于不能在市内修建，不得不开挖千米的地下隧道供火车行驶这一段供火车通过的地下隧道，虽然算不上真正的地铁，但是在地铁的发展史上还是占 有一定位置的正是由于这件事，才使发明地铁的英国人认识到，火车在地下行驶完全是行 得通的，它为火车开辟了新的通路那时，英国也为地铁施工创造了条件当时有个叫布鲁纳的英国人，在伦敦的泰晤士河 下面开挖了隧道，采用的是一种“盾构法”施工的，即通过在地下深处安装圆管不断掘进的办 法这条隧道是1825年竣工的1860年伦敦地下铁路开工时，人们也准备用盾构法修建地 下铁路1863年，英国的地铁工程首先完成了从伦敦的福灵斯顿站到毕晓普站的6千米区段。
那时，还没有发明电力机车，所以地铁也用的是烧煤的蒸汽机车这种蒸汽机车在行驶时，搞得地铁隧道里烟雾弥漫，不仅熏黑了车站和车厢，乘客们也 满身烟尘尽管如此，伦敦市民还是愿意乘地铁他们认为，地铁方便，速度快因此，伦 敦的地铁利用率很高，并促使地铁线路不断扩展到1883年，伦敦已建成了 32千米的环形 线地铁到了 1890年，德国和美国先后制成了性能优良的电力机车随后，电力机车很快用于 地铁法国巴黎由于也为城市交通问题所困扰，便立即投入修建使用电力机车的地铁当时， 为了迎接1900年万国博览会在巴黎举办，便加速施工结果，在博览会举办时，巴黎地铁 如期通车这是世界上最早使用电力机车的地铁与巴黎几乎同时，德国也在柏林开挖地铁， 并于1900年竣工美国在制成电力机车后，于1898年开始在波士顿修建地铁，并于1904年通车，从而代 替了喧闹的高架铁道和不合时宜的铁道马车纽约和巴黎在地铁施工中，由于地下都是坚硬的岩石的地质构造，所以不能使用英国的 盾构施工法，而采用先在岩石上开小洞，再进行扩大的施工办法而德国柏林却是松软的砂 土地质构造，因此先开挖路面，再采用沉箱法施工到了 20世纪初期，世界上已有19个城市开通了地下铁路。
此后，有许多国家都在筹建 地铁例如，前苏联的地铁建设虽然起步较晚，但有利之处是，可吸收各国经验，研究各种 不同的地铁施工技术，采用适合自己的方法进行施工于1932。