鐵路自從1804年誕生以來,已經走過了兩百多年歷史。伴隨著科技的日新月異,鐵路早已跨入高速時代,一列列風馳電掣的高速列車,成為各大工業國展示自身技術實力的“國家名片”。現在,就讓我們沿著歷史的軌道,了解一下鐵路和火車的前世今生吧。
從馬拉礦車到蒸汽機車
16世紀,歐洲的采礦業逐漸興起,大量的煤炭通過馬拉礦車來運輸。為了讓車輪能夠通過泥濘的路面,德國人在土路上鋪設了兩行石板。1660年,英國人用木制軌道代替石頭軌道,使得馬車跑得更加省力。不過,木軌容易磨損,人們便將一層鐵皮包裹在木軌上,這便是世界上最早的“鐵軌”。
由于鐵皮木軌的承載力有限,英國人干脆用兩根L型角鐵鋪在地上,卡住馬車的車輪,讓馬車沿著固定線路行駛,大大提高了運輸效率。
1769年,大家都知道的一位英國人,格拉斯哥大學的技師詹姆斯·瓦特,制造出世界上第一臺具有實用價值的蒸汽機。這個發明實在太偉大了,不僅為火車的誕生提供了動力基礎,而且還成了歐洲工業革命的開端。不久以后,英國土木工程師威廉·杰索普發明了鑄鐵車輪和鐵路道岔,奠定了現代鐵路輪軌的雛形。
1804年2月21日,英國煤礦工程師理查·特里維西克駕駛著自己制造的火車“新城堡號”,開始了世界上第一次火車運行。這臺以蒸汽機為動力的火車有5節車廂,滿載著10噸貨物和70名乘客,用了4個小時跑完了16公里長的軌道。由于時速僅3.9公里,比馬車慢得多,特里維西克的發明在商業上一敗涂地。15年后,當蒸汽火車在英國興起時,他只能眼睜睜地看著英國人將“火車之父”的桂冠,戴到喬治·斯蒂芬遜的頭上。
第一條公共鐵路的誕生
斯蒂芬遜出生在礦工家庭,14歲時就成了見習司爐工。勤奮好學的他為煤礦制造了一臺蒸汽機車,居然能夠牽引8節礦車以時速6.4公里前進,從而一炮打響。從1821年起,斯蒂芬遜與助手們開始著手設計和建造從達林頓到斯托克頓的鐵路,這是世界第一條公共鐵路,全長27公里,并于1825年9月27日竣工,在當時引起了不小的轟動。
英國議會也興奮異常,決定聘請斯蒂芬遜為總工程師,在利物浦與曼徹斯特之間建造一條總長達56公里的鐵路。1830年9月15日,這條耗資40萬英鎊的鐵路舉行盛大的通車儀式,首相威靈頓公爵親自出席。斯蒂芬遜親自駕駛“火箭號”蒸汽機車,牽引著30節車廂和700多名政要顯貴,以時速46公里駛達終點,數萬名觀眾一片歡騰。
到1836年,英國已擁有總長度達724公里的鐵路,將主要工業區連為一體。鐵路極大地推動了英國商業貿易和鋼鐵、機械、建筑工程、地產等行業的發展,并降低了物流成本,成為真正的“經濟大動脈”。
蒸汽列車緩慢進化
今天的人們已經很難想象早期鐵路運行的場景。在歐洲寒冷的冬季,火車上沒有取暖設備,只能用火磚取暖。所謂火磚就是把磚塊燒熱,然后裝進鐵盒塞到列車的座位下面,每三四個小時更換一次。由于火磚散發的熱量小,起不到多大的防寒作用,到1870年后才逐漸改為火爐取暖。
早期火車上的照明設施為蠟燭,1850年后改為油燈,1875年左右改為瓦斯燈。因為蠟燭、油燈和瓦斯燈光線不足,使用不便。一直到1886年,火車上才出現了比較完整的照明裝置。
早期的火車車廂非常簡陋,就是個四輪敞口板車,裝上幾排木椅,甚至連頂篷都沒有。后來才出現了帶頂篷的客車車廂和封閉式的貨運車廂。1853年,在美國哈德遜—利巴鐵路上,出現了帶有走廊的客車車廂,分為五個包廂和一個廁所。1863年,美國出現了最早的鐵路餐車,餐車分為餐廚區和兩間吸煙包廂,乘客只能站著吃,或者坐到吸煙包廂去。
1864年,美國人喬治·普爾曼研制出鐵路臥鋪車廂。這是當時最奢侈的旅行工具——舒適的臥鋪、絨布沙發和枝形吊燈;冬天有管道蒸汽送熱,夏天有最原始的空調為車廂降溫,甚至還有熱水淋浴。當然,只有富豪才能享受這些服務。喬治·普爾曼也因此發了大財。
高速鐵路的發端
蒸汽機車雖然得到了廣泛應用,但是自身的缺陷也日益突出:每行駛80~100公里就要加水,行駛200~300公里就要加煤,行駛5000~7000公里還要清洗鍋爐。它在行駛中排放黑煙,污染環境,尤其是在過隧道時,濃煙難以散去,影響旅客和鐵路工人的健康。
電力機車由于速度快、爬坡能力強、牽引力大、不污染空氣,由此得到了快速發展。善于另辟蹊徑的德國人,甚至試圖將飛機與火車結合為一體,以實現高速鐵路的夢想。
1929年,德國飛機工程師弗蘭茨·克魯肯巴赫,設計出一種采用螺旋槳推進的新型列車。該車采用流線型飛機外形,圓錐形車頭,鋁合金輕量化車身,可以乘載40名乘客;尾部安裝一臺航空發動機,輸出功率600馬力,驅動車尾的四葉木質螺旋槳。該車由于與當時享譽世界的齊柏林飛艇比較相似,因此被稱為“鐵路齊柏林號”。1931年6月21日的試驗中,“鐵路齊柏林號”創造出最高時速230.2公里的世界新紀錄。
與此同時,意大利政府提出了一個雄心勃勃的計劃,要修建一條貫通全國南北交通的電氣化鐵路,將米蘭、佛羅倫薩、羅馬等主要城市連接起來,全程700余公里。意大利人希望這條鐵路能成為其尖端工業的象征。1937年,新型ETR200型電力機車投入博洛尼亞—那不勒斯段運行。這是當時歐洲最為豪華舒適、速度最快的列車,只配備頭等艙,裝備自動調溫器、全景天窗和躺椅。其改進型號ETR212在1939年7月20日,創造了時速203公里的紀錄,被認為是最早意義上的高速鐵路。
為了炫耀這一成就,當時的墨索里尼政府還將其送到美國紐約參加世界博覽會。但是隨著第二次世界大戰爆發,歐洲人的高鐵夢就此戛然而止。
新干線——首條投入商業運營的高鐵
二戰結束后,高鐵建設重新提上日程。戰后的日本借著承辦東京奧運會的機會,開始興建世界第一條高速鐵路——“新干線”。
1964年10月1日清晨,也就是東京奧運會開幕前9天,東海道新干線舉行通車剪彩儀式。首發列車最高時速達210公里,東京至大阪的運行時間由6個半小時縮短了一半。
在新干線的建設過程中,日本鐵道省派出大量技術人員到西方國家學習,目的是“拿來”歐洲的先進技術。新干線上使用的車輛、鐵軌、信號控制等技術,均來源于美、德、意、英等國,幾乎全部是歐美首創。可以說,如果沒有這些引進或改進的關鍵技術,也就沒有日本的新干線。
新干線的開通不僅解決了日本東海道運輸能力不足的問題,而且引發了歐洲國家建設高速鐵路的熱潮。
速度大PK
1965年6月,國際運輸博覽會在原聯邦德國慕尼黑召開,德國在歐洲率先開通了最高時速200公里的客運高速列車。采用流線型的E03(BR103型)電力機車,每天在慕尼黑—奧古斯堡線運輸參會客人。東西德統一后,德國鐵路得以迅速發展。德國鐵路公司研制出第二代高速列車ICE-2,平均時速可達254公里。
法國人也不甘落后,1983年9月,法國的第一條高鐵巴黎—里昂線建成通車,TGV列車最高運行時速270公里,比日本新干線要快50公里。隨后,法國又有三條高鐵線路建成通車,將全國主要城市連接了起來。1994年11月,“歐洲之星”高速列車由巴黎經海底隧道抵達倫敦,完成了200年前拿破侖一世的夢想。
當歐洲人在高速鐵路領域狂飆突進時,日本人卻被甩到了身后。為了挽回被法、德等國全面超越的尷尬處境,日本于1997年推出全新的500系列車,以平均時速261.8公里擊敗了法、德高速列車,時隔16年后重新奪回最快旅行列車的桂冠。
但是法國人很快又卷土重來。2007年4月3日這一天,法國國鐵與阿爾斯通公司聯合推出的新款TVG列車,在行駛了73公里后,時速達到574.8公里,一舉創造了世界輪軌列車試驗速度最新紀錄。
風水輪流轉。當發達國家在高鐵領域內展開激烈競爭時,他們沒有想到,世界東方的另一個國家正在悄悄崛起。中國高鐵在新世紀閃亮登上了舞臺,讓全世界為之驚嘆。
中國高鐵后來居上
中國第一條鐵路建立于1876年6月30日,這條連接上海河南路橋到吳凇口的鐵路全長14.5公里,由英商怡和洋行擅自修建,運行一年后由清政府贖回拆除。在此后大半個世紀內,我國陸續修建過多條鐵路,基本上采用的都是西方技術。1949年新中國剛成立時,全國機車共計4069輛,分別進口自9個國家的30多家工廠,型號多達198種,被戲稱為“萬國機車博物館”。
為了學會造火車,我國付出了幾代人的努力。1958年,我國科技人員成功制造出第一臺電力機車——韶山1型,最高時速高達100公里。不過,由于產量有限,在相當長的一段時間內,我國鐵路線上還有不少老式的蒸汽機車在運營。
新舊世紀交替之際,我國鐵路建設開始走上快車道。2001年,由株洲電力機車廠、大同電力機車廠等單位強強聯手,在借鑒了歐洲和日本的高鐵技術后,研制出中國第一代高速列車——“中華之星”電力動車組,設計時速270公里,曾在第二年跑出了時速321.5公里的紀錄。
2003年10月12日,秦皇島到沈陽的客運專線建成通車,這條全長404公里、設計時速200公里的鐵路,是中國自主研究、設計、施工的第一條鐵路客專。它的建設和投入運營,大幅度提高了中國鐵路技術水平,在中國鐵路發展史上具有里程碑意義。
2004年1月,國務院常務會議討論通過《中長期鐵路網規劃》,以大氣魄繪就了超過1.2萬公里“四縱四橫”快速客運專線網,標志著中國大規模建設高鐵時代的到來。隨后,中國鐵路不斷進行大規模提速。2007年4月18日的全國第六次大提速,一些繁忙的干線提速達到每小時200~250公里,這是世界鐵路既有線提速最高值。
2008年8月1日,京津城際高鐵開通,這是中國第一條具有完全自主知識產權、世界一流水平的高速鐵路,“和諧號”動車組從此駛入了百姓的生活。
彈指一揮間。短短六十多年,我國鐵路實現了從“內燃時代”“普速時代”向“電氣化時代”和“高鐵時代”的大跨越。中國老百姓的生活也發生了巨大變化——“早餐熱干面,午餐白切雞”“才飲珠江水,又食武昌魚”,這是人們對武廣高鐵的評價;“南京人下班后去上海聽一場音樂會,無錫人到南京秦淮河賞夜景……”這是長三角地區人們真真切切的生活。
目前,我國已經成為世界上高速鐵路系統技術最全、集成能力最強、運營里程最長、運行速度最高、在建規模最大的國家。
中國高鐵,承載著中國人對美好生活的向往,一路奔向未來。
TIPS:中國高鐵七宗“最”
世界運營里程最長
全世界共有16個國家擁有高鐵。預計到2015年底,我國鐵路營業里程達12萬公里,其中高鐵運營里程達到1.7萬公里,超過世界高鐵營業里程的一半,是當之無愧的“世界第一”。
建設速度最快
2004年,中國高鐵踏上引進消化吸收再創新之路,正式開始“加速跑”。短短10年間,“四縱四橫”的高速鐵路網骨架已基本成形。
運營時速最高
時速486.1公里——這是噴氣飛機低速巡航的速度!2010年12月3日,在京滬高鐵棗莊至蚌埠段,CRH380AL新一代高速動車組創造了時速486.1公里的世界鐵路運營第一速。
輪軌試驗時速最高
2011年12月,由中國南車研制的高速度試驗列車,創造了605公里的世界最高輪軌試驗速度,夠快了吧!
最賺錢高鐵——京滬線
2011年6月,京滬高鐵正式通車,這是世界上標準最高的高速鐵路。它貫穿北京、天津、河北、山東、安徽、江蘇、上海7省市,全長1318公里。2014年7月1日,京滬高鐵對外宣布正式盈利,全年有望實現利潤12億元左右。
世界首條耐寒高鐵——哈大線
2012年12月1日,全長921公里的哈爾濱到大連高鐵投入運營,這是中國首條也是世界第一條新建高寒地區高速鐵路。根據最近30年的氣象記錄,東北三省全年溫差達到80℃,是中國最為寒冷、也是溫差最大的地區。中國高鐵在這樣冷的地方經受住了考驗,贊!
運營里程最長高鐵——京廣線
2012年12月26日,全球運營里程最長的高速鐵路——京廣高鐵全線開通運營。全長2298公里的京廣高鐵,是我國中長期鐵路網規劃中“四縱四橫”高速鐵路的重要“一縱”。