철도운송의 역사
History of rail transport
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철도 운송의 역사는 보통 시대가 시작되기 전에 시작되었습니다.트랙 재료와 사용되는 동력의 주요 수단에 의해 정의되는 몇 가지 이산 기간으로 나눌 수 있습니다.[1]
고대제도
영국 서머셋 레벨스의 브루 강 계곡에 있는 선사시대의 도로인 포스트 트랙은 가장 오래된 건설된 선로 중 하나로 기원전 3838년경으로 거슬러 올라가며,[2] 같은 지역의 스위트 트랙보다 30년 정도 더 오래되었습니다.[3]여러 구역이 예정된 기념물로 지정되었습니다.[4]
증거는 기원전 600년경부터 그리스의 코린토스 지협을 가로질러 배를 운송했던, 6-8.5km 길이의 디올코스 포장 궤도가 있었다는 것을 나타냅니다.[5][6]사람들과 동물들이 끄는 바퀴 달린 차량들이 석회암 안에서 홈을 따라 달렸고, 이 홈은 궤도 요소를 제공하여 마차들이 원래의 경로를 벗어나지 못하게 했습니다.디올코스는 적어도 서기 1세기까지 650년 이상 사용되었습니다.[6]포장된 선로 또한 나중에 로마 이집트에서 지어졌습니다.[7][8]
증기발생 전
원목 레일 도입
1515년, 마태우스 랑 추기경은 오스트리아의 호헨칼츠부르크 요새에 있는 고속철도인 레이스주그에 대한 설명을 썼습니다.이 노선은 원래 나무 레일과 삼베 운반용 밧줄을 사용했고, 사람이나 동물의 힘으로, 발판을 통해 운행되었습니다.[9]라인은 업데이트된 형태이지만 여전히 존재하며 작동 상태를 유지합니다.가장 오래된 운영 철도일 것입니다.[10]
목재 레일과 말이 끄는 교통이 있는 마차 도로(또는 전차 도로)는 1550년대에 광산으로 광석 통을 운반하는 데 사용된 것으로 알려져 있습니다.그것들은 곧 유럽에서 인기를 얻게 되었고 그들의 작동의 예는 그의 1556년 작품 De re metallica에서 Georgius Agricola에 의해 묘사되었습니다.[11]이 노선은 나무 널빤지 위를 달리는 바퀴가 없는 '헌드' 카트를 사용했고, 나무 널빤지 사이의 틈새에 수직 핀을 끼워 올바른 방향으로 유지하도록 했습니다.광부들은 선로에서 나는 소음 때문에 마차를 "훈드"("개")라고 불렀습니다.[12]16세기 중부 유럽의 마차길에 대한 많은 언급이 있습니다.[13]
1560년대에 컴브리아의 칼드벡에서 독일 광부들에 의해 마차길이 영국에 소개되었습니다.[14]마차길은 리버풀 근처의 프레스콧에 지어졌는데, 1600년경, 아마도 1594년경에 지어졌습니다.필립 레이튼(Philip Layton)이 소유한 이 노선은 프레스콧 홀(Prescot Hall) 근처의 구덩이에서 약 반 마일 떨어진 종점까지 석탄을 운반했습니다.[15]1604년 전쯤에 슈롭셔의 브로즐리에서 고속철도가 만들어졌습니다.이것은 제임스 클리포드를 위한 석탄을 그의 광산에서 세번 강으로 운반하여 바지선에 싣고 강변 마을로 운반했습니다.[16]1604년 헌팅던 보몬트에 의해 완성된 울라톤 왜건웨이는 때때로 최초의 영국 철도로 잘못 언급되기도 합니다.그것은 노팅엄 근처의 스트렐리에서 울라톤까지 운행했습니다.[17]
1758년에 지어진 리즈의 미들턴 철도는 지금은 개량된 형태이지만 나중에 세계에서 가장 오래된 운영 철도가 되었습니다.1764년, 미국 최초의 철도가 뉴욕의 루이스톤에 세워졌습니다.[18]
금속 레일 도입
용광로에 송풍 공기를 공급하기 위한 증기 기관의 도입은 1750년대 중반 이후 영국의 철 생산량을 크게 증가시켰습니다.[19]: 123–25
1760년대 후반, 콜브룩데일 회사는 주철판을 나무 레일의 윗면에 고정하기 시작했고, 이것은 주철판의 내구성과 하중을 견디는 능력을 향상시켰습니다.처음에는 마차를 돌리는 데 벌룬 루프만 사용할 수 있었지만, 나중에 통과하는 루프를 만들 수 있는 이동 가능한 지점이 도입되었습니다.[20]
플레인웨이라고 불리는 L자형 금속판 위에 언플러그드 휠이 달리는 시스템이 도입되었습니다.셰필드 탄광 관리자인 존 커는 1787년에 이 플랜지 레일을 발명했지만, 정확한 날짜는 논란의 여지가 있습니다.[who?]그 판 레일은 벤저민 아우트람이 그의 운하를 운행하는 마차를 위해 그의 Butterley 철 공장에서 그것들을 제조했습니다.1803년 윌리엄 제섭은 런던 남부에 복선 철길을 열었는데, 때때로 세계 최초의 공공 철도로 잘못 인용되기도 합니다.[21]
1789년, 윌리엄 제섭은 레스터셔주 러프버러 난판탄에 있는 챈우드 숲 운하를 확장하기 위해 모든 철의 가장자리 레일과 플랜지 바퀴의 형태를 도입했습니다.1790년, Jessop과 그의 파트너 Outram은 가장자리 난간을 제조하기 시작했습니다.제섭은 1790년에 Butterley 회사의 파트너가 되었습니다.최초의 공공 간선도로(따라서 최초의 공공 철도)는 1796년에 건설된 Lake Lock Rail Road였습니다.비록 이 노선의 주된 목적이 석탄을 나르는 것이었지만, 승객들을 나르기도 했습니다.
철 철도를 건설하는 이 두 가지 시스템인 "L" 플레이트 레일과 매끄러운 에지 레일은 19세기 초까지도 나란히 존재했습니다.날개 달린 바퀴와 가장자리 레일은 결국 그것의 우수성을 증명했고 철도의 표준이 되었습니다.
주철은 부서지기 쉽고 무거운 하중에 부서지기 때문에 레일에 만족할 만한 재료가 아니었습니다.1820년 존 버킨쇼에 의해 발명된 연철 레일은 이러한 문제들을 해결했습니다.연철(일반적으로 간단히 "철"이라고 함)은 부서지기 전에 상당한 변형을 겪을 수 있는 연성 재료이므로 철 레일에 더 적합합니다.그러나 연철은 헨리 코트가 1784년에 웅덩이를 만드는 과정에 특허를 내기 전까지는 생산하는 데 돈이 많이 들었습니다.1783년, 콜트는 또한 압연 공정에 대한 특허를 받았는데, 이것은 망치질보다 철을 굳히고 모양을 만드는 데 15배나 빨랐습니다.[22]이러한 공정은 철과 철 레일을 생산하는 비용을 크게 낮췄습니다.철 생산에서 다음으로 중요한 발전은 James Beaumont Neilson (1828년 특허)에 의해 개발된 뜨거운 폭발이었습니다. 이것은 돼지 철을 생산하는 데 필요한 코크스 (연료)나 숯의 양을 상당히 줄였습니다.[23]연철은 슬래그(slag)나 드로스(dross)를 함유한 부드러운 재료였습니다.부드러움과 흐림은 철제 레일을 왜곡하고 박리시키는 경향이 있으며, 일반적으로 사용 기간은 10년 미만이었고, 때로는 교통량이 많은 상황에서 1년 미만으로 유지되기도 했습니다.철 생산의 이러한 모든 발전은 결국 복합 목재/철 레일을 우수한 올-철 레일로 대체하는 결과를 낳았습니다.
베세머 공정의 도입으로 철강을 저렴하게 만들 수 있게 되면서 1860년대 후반부터 철도가 크게 확장되는 시대가 열렸습니다.강철 레일은 철보다 몇 배나 더 오래 지속되었습니다.[24][25][26]강철 레일은 더 무거운 기관차를 가능하게 했고, 더 긴 열차를 운행할 수 있게 했고, 철도의 생산성을 향상시켰습니다.[27]베세머 공정은 강철에 질소를 도입했고, 이것은 강철이 나이가 들면서 부서지기 쉽게 만들었습니다.개방된 화로는 19세기 말경 베세머 공정을 대체하기 시작하여 강철의 품질을 향상시키고 비용을 더욱 절감했습니다.강철은 철로에서 철의 사용을 완전히 대체하여 모든 철도의 표준이 되었습니다.
증기가 유입
스코틀랜드의 발명가이자 기계 공학자인 제임스 와트는 지금까지 광산에서 물을 퍼내는 데 사용되었던 토마스 뉴커먼의 증기 기관을 크게 향상시켰습니다.와트는 바퀴를 작동시킬 수 있는 왕복 엔진을 1769년에 개발했습니다.비록 와트 엔진이 목화 공장들과 다양한 기계들을 작동시켰지만, 그것은 고정된 큰 엔진이었습니다.보일러 기술의 발달로 인해 실린더의 진공에 작용하는 저압 증기가 필요하게 되었고, 이를 위해 별도의 응축기와 공기 펌프가 필요하게 되었습니다.그럼에도 불구하고 보일러의 건설이 개선됨에 따라 Watt는 피스톤에 직접 작용하는 고압 증기의 사용을 조사했습니다.이것은 자동차에 동력을 공급하기 위해 사용될 수 있는 더 작은 엔진의 가능성을 높였고 그는 1784년에 증기 기관차에 대한 디자인을 특허 받았습니다.그의 직원인 윌리엄 머독(William Murdoch)은 그 해에 자주식 증기 기관차의 작동 모델을 생산했습니다.[28]
최초의 완전한 작동중인 철도 증기 기관차는 1804년 콘월에서 태어난 영국의 기술자인 리차드 트레비틱에 의해 영국에서 만들어졌습니다.이것은 고압 증기를 사용하여 엔진을 한 번의 파워 스트로크로 구동시켰습니다.변속기 시스템은 피스톤 로드의 작용을 고르게 하기 위해 대형 플라이휠을 사용했습니다.1804년 2월 21일, 트레비틱의 이름 없는 증기 기관차가 사우스 웨일즈의 머서 티드필 근처 페니다렌 제철소의 전차로를 따라 열차를 끌면서 세계 최초의 증기 동력 철도 여행이 이루어졌습니다.[29][30]트레비틱은 나중에 런던 블룸스버리에 있는 순환 철도 선로에서 작동하는 기관차를 시연했지만, 철도 기관차의 실험 단계를 넘지 못했습니다. 당시 사용 중이던 주철 플레이트웨이 선로에 비해 엔진이 너무 무거웠기 때문입니다.[31]
상업적으로 성공한 최초의 증기 기관차는 1812년 리즈 미들턴 철도를 위해 만들어진 매튜 머레이의 랙 기관차 살라망카였습니다.이 2기통 기관차는 가장자리 레일 트랙이 깨질 정도로 무겁지 않았고 레일 한쪽에 주조된 톱니를 이용한 톱니바퀴에 의한 부착 문제를 해결했습니다.그래서 이것은 최초의 랙 철도이기도 했습니다.
이것은 1813년 크리스토퍼 블랙켓과 윌리엄 헤들리가 와일램 콜리리 철도를 위해 만든 기관차 퍼핑 빌리가 뒤따랐는데, 이것은 접착으로만 운행되는 최초의 성공적인 기관차였습니다.이것은 여러 바퀴 사이의 무게를 분산시킴으로써 이루어졌습니다.퍼핑 빌리는 현재 런던의 과학 박물관에 전시되어 있으며, 현존하는 가장 오래된 기관차입니다.[32]
1814년, 조지 스티븐슨은 트레비틱, 머레이, 헤들리의 초기 기관차에 영감을 받아 킬링워스 탄광의 관리자를 설득하여 증기 동력 기계를 만들 수 있도록 했습니다.Stephenson은 증기 기관차의 개발과 광범위한 채택에 중추적인 역할을 했습니다.그의 디자인은 초기 개척자들의 작업에 비해 상당히 개선되었습니다.그는 또한 성공적인 플랜지 휠 접착 기관차인 기관차 블뤼허를 만들었습니다.1825년, 그는 영국의 북동쪽에 스톡턴 달링턴 철도를 위한 기관차 로코모션을 지었는데, 이것은 비록 말의 힘과 증기의 힘을 각기 다른 운행으로 사용했지만, 세계 최초의 공공 증기 철도가 되었습니다.1829년, 그는 기관차 로켓을 만들었고, 로켓은 레인힐 트라이얼에 들어갔고 우승했습니다.이 성공은 스티븐슨이 영국과 아일랜드, 미국, 그리고 유럽의 많은 지역에서 철도를 위한 증기 기관차의 뛰어난 제작자로서 그의 회사를 설립하게 하는 계기가 되었습니다.[33]: 24–30 [34]항상 증기 기관차만 사용했던 최초의 공공 철도는 1830년에 지어진 리버풀 맨체스터 철도였습니다.
증기 동력은 한 세기 이상 동안 전 세계 철도의 지배적인 전력 시스템이었습니다.
도입전력
최초로 알려진 전기 기관차는 1837년 스코틀랜드 애버딘의 화학자 로버트 데이비슨에 의해 만들어 졌고, 그것은 갈바닉 전지 (배터리)에 의해 구동되었습니다.그래서 그것은 최초의 배터리 전기 기관차이기도 했습니다.데이비드슨은 나중에 1841년 왕립 스코틀랜드 예술 협회 전시회에 전시된 Galvani라는 이름의 더 큰 기관차를 만들었습니다.7톤 차량에는 두 개의 직접 구동 저항 모터가 달려 있었고, 각 차축의 나무 실린더에 부착된 쇠창살에 작용하는 고정 전자석과 간단한 정류기가 있었습니다.시속 4마일(시속 6킬로미터)로 6톤의 짐을 싣고 1.4마일(약 2.4킬로미터)의 거리를 달렸습니다.이듬해 9월에 에든버러와 글래스고 철도에서 시험 운행을 했지만 배터리의 제한된 전력으로 인해 일반적인 사용이 불가능했습니다.철도 노동자들은 이를 고용 안정성을 위협하는 것으로 보고 이를 파괴했습니다.[35][36][37]
철도 전기화의 초기 실험은 우크라이나의 기술자 표도르 피로츠키에 의해 수행되었습니다.1875년, 그는 세스트로레츠크와 벨루스트로프 사이의 밀러 선에서 전기 동력 철도 차량을 운행하게 했습니다.1880년 9월 세인트루이스에서피터스버그, 피로츠키는 2층 말 전차로에서 개조한 전기 전차를 운행했습니다.[38][39][40]피로츠키의 트램 프로젝트는 더 이상 진행되지 않았지만, 그의 실험과 현장에서의 작업은 전세계적으로 전기 트램에 대한 관심을 자극했습니다.칼 폰 지멘스는 피로츠키를 만났고 그의 작품의 전시물들을 주의 깊게 연구했습니다.지멘스 형제 (칼과 베르너)는 그 직후인 1881년에 그들 자신의 전기 트램 디자인의 상업적 생산을 시작했습니다.[41]
베르너 폰 지멘스는 1879년 베를린에서 전기 철도를 시연했습니다.세계 최초의 전기 트램 노선 중 하나인 Gross-Lichterfelde Tramway는 1881년 독일 베를린 근처의 Lichterfelde에서 개통되었습니다.지멘스가 지었습니다.전차는 180 볼트 DC로 운행되었으며, 이는 달리는 레일에 의해 공급되었습니다.1891년에 선로는 오버헤드 와이어가 장착되었고 노선은 베를린-리히터펠데 웨스트 역까지 연장되었습니다.볼크의 전기 철도는 1883년 영국 브라이튼에서 개통되었습니다.이 철도는 여전히 운행 중이므로 세계에서 가장 오래된 운행 전기 철도입니다.또한 1883년에는 오스트리아 빈 근처에 뫼들링과 힌터브룰 트램이 개통되었습니다.그것은 가공선으로 움직이는 세계 최초의 상용 전차선이었습니다.5년 후, 미국의 전동 카트는 1888년에 Frank J. Sprague가 설계한 장비를 사용하여 Richmond Union Passenger Railway에서 개척되었습니다.[42]
1895년 볼티모어 & 오하이오 철도(B&O)의 볼티모어 벨트 선에서 볼티모어 시내의 가장자리를 따라 터널을 통해 B&O의 주요 부분과 새로운 노선을 연결하는 4마일 구간의 전철화가 최초로 사용되었습니다.
전기는 1897년 스프래그가 다단 열차 제어 장치를 발명한 것을 계기로 빠르게 지하철에 선택되는 전력 공급원이 되었습니다.1900년대 초반에는 대부분의 도로 철도가 전기화되었습니다.
최초의 실용적인 AC 전기 기관차는 찰스 브라운이 설계하였고, 그 후 취리히의 외를리콘에서 일했습니다.1891년, 브라운은 라우페남 네카르(Lauffen am Neckar)의 수력 발전소와 280km 거리의 프랑크푸르트 암 메인 웨스트(Frankfurt am Main West) 사이에서 3상 교류를 이용한 장거리 전력 전송을 시연했습니다.브라운은 진 하일만(Jean Heilmann)에서 증기 전기 기관차 설계 작업을 하면서 얻은 경험을 이용하여 3상 모터가 DC 모터보다 출력 대 중량 비율이 더 높고 정류기가 없기 때문에 제조 및 유지보수가 더 간단하다는 것을 확인했습니다.[43]그러나, 그것들은 그 당시의 DC 모터보다 훨씬 더 컸고, 바닥 밑의 대차에는 장착할 수 없었습니다. 그것들은 기관차 내부에서만 운반할 수 있었습니다.[44]
1894년 헝가리의 공학자 칼만 칸도는 전기 기관차를 위한 새로운 3상 비동기식 전기 구동 모터와 발전기를 개발했습니다.칸도의 초기 설계는 1896년에서 1898년 사이에 건설된 에비앙레뱅(Evian-le-Bain)의 짧은 3상 교류 전차로에 처음 적용되었습니다.[45][46][47][48][49]
1896년, 올리콘은 루가노 트램웨이에 이 시스템의 첫 상업적인 예를 설치했습니다.각각의 30톤 기관차는 두 개의 110 kW(150 hp) 모터가 3상 750 V 40 Hz의 이중 오버헤드 라인에서 공급됩니다.3상 전동기는 일정한 속도로 달리며 회생 제동을 제공하며, 급경사 경로에 적합하며, 1899년 브라운(당시 월터 보베리와 협력)에 의해 40km의 버그도프에서 최초의 간선 3상 기관차가 공급되었습니다.툰라인, 스위스.
이탈리아 철도는 짧은 구간이 아닌 본선 전체 길이에 전기 트랙션을 도입한 세계 최초의 철도입니다.페로비아 델라 발텔리나 106km 노선은 1902년 9월 4일 칸도와 간츠 건설 팀이 설계한 것으로 개통되었습니다.[50][51]전기 시스템은 3 kV 15 Hz에서 3상이었습니다.1918년에 칸도는 [52]회전 위상 변환기를 발명하고 개발하여 전기 기관차가 단일 가공 전선을 통해 공급되는 동안 고압 전국 네트워크의 단순한 산업 주파수(50Hz) 단상 교류를 사용할 수 있게 했습니다.[51]
AC 트랙션의 광범위한 채택에 중요한 기여를 한 것은 제2차 세계 대전 이후 프랑스의 SNCF에서 비롯되었습니다.그 회사는 50 Hz로 시험을 진행했고, 그것을 표준으로 제정했습니다.SNCF의 성공적인 시험 이후, 50Hz(현재 산업용 주파수라고도 함)가 전 세계의 주요 라인의 표준으로 채택되었습니다.[53]
디젤 전원 도입
철도용 내연기관의 최초 기록된 예로는 윌리엄 덴트 프리스트먼(William Dent Priestman)이 설계한 프로토타입이 있으며, 이 프로토타입은 1888년 윌리엄 톰슨(William Thomson) 경이 이를 "[Priestmans's petroleum engine]... 석유 엔진의 적응을 보여주기 위해 임시 선로에서 작업되는 트럭에 장착된 것이라고 설명했습니다.기관차용으로[54][55]1894년, 프리스트먼 브라더스사가 만든 20마력(15kW)의 2축 기계가 헐 부두에서 사용되었습니다.[56]
1906년 루돌프 디젤, 아돌프 클로제와 증기 및 디젤 엔진 제조업체 게브뤼더 술저는 디젤 엔진 기관차를 생산하기 위해 디젤-설저-클로제 GmbH를 설립했습니다.설저는 1898년부터 디젤 엔진을 생산해 왔습니다.프로이센 국영 철도회사는 1909년에 디젤 기관차를 회사에 주문했습니다.세계 최초의 디젤 엔진 기관차는 1912년 여름 스위스의 윈터더-로만스호른 철도에서 운행되었으나 상업적인 성공을 거두지는 못했습니다.[57]기관차 중량은 95톤, 동력은 883kW, 최고 속도는 100km/h였습니다.[58]1920년대 중반까지 여러 나라에서 소수의 디젤 기관차가 생산되었습니다.
1914년에 General Electric Engineer인 Hermann Lemp가 신뢰할 수 있는 직류 전기 제어 시스템을 개발하고 특허를 얻으면서 중요한 돌파구가 생겼습니다(이후의 개선 사항도 Lemp에 의해 특허를 받았습니다).[59]Lemp의 디자인은 단일 레버를 사용하여 엔진과 발전기를 조정된 방식으로 제어하였으며, 모든 디젤-전기 기관차 제어 시스템의 원형이었습니다.1914년 세계 최초의 기능성 디젤 전기 레일카가 브라운, 보베리, 시에의 전기 장비와 스위스 술저 AG의 디젤 엔진을 사용하여 왕립 색슨 주립 철도(Royal Saxon State Railways)의 와곤파브릭 라스타트(Waggonfabrik Rastatt)에 의해 생산되었습니다.그들은 DET 1과 DET 2]로 분류되었습니다디젤-전기 기관차의 첫 번째 정기적인 사용은 스위칭(셔터) 응용에 있었습니다.제너럴 일렉트릭은 1930년대에 여러 대의 소형 스위칭 기관차를 생산했습니다(유명한 44톤짜리 스위칭 기관차는 1940년에 도입됨). 웨스팅하우스 일렉트릭과 볼드윈은 1929년부터 스위칭 기관차를 만들기 위해 협력했습니다.
1929년에 캐나다 내셔널 철도는 웨스팅하우스에서 출발한 9000호와 9001호 두 대로 메인 라인 서비스에 디젤을 사용한 최초의 북미 철도가 되었습니다.[60]
고속철도
도카이도 신칸센은 1964년에 도쿄와 오사카 사이에 첫 전동화된 고속철도(시리즈 0)가 도입되었습니다.그 이후로 일본, 스페인, 프랑스, 독일, 이탈리아, 대만, 중화인민공화국, 영국, 대한민국, 스칸디나비아, 벨기에, 네덜란드에서 고속철도가 운행되고 있습니다.이러한 노선들의 건설로 인해 런던-파리-브뤼셀 회랑, 마드리드-바르셀로나, 밀라노-로마-나폴리와 같은 연결된 도시들과 다른 많은 주요 노선들 사이의 단거리 비행과 자동차 통행이 급격하게 감소하는 결과를 가져왔습니다.[citation needed]
고속 열차는 일반적으로 설계에 큰 회전 반경을 포함하는 등급 분리 우회전 레일의 표준 게이지 선로에서 작동합니다.고속철도는 승객의 이동을 위해 설계된 경우가 가장 많지만, 일부 고속 시스템은 화물 서비스도 제공합니다.
수소가 투입됨
알스톰 코라디아 린트 수소 동력 열차는 2018년 독일 로어 작센주에서 운행을 시작했습니다.
국가별 역사
유럽
최근 몇 년 동안 규제 완화는 유럽 전역에서 주요한 주제였습니다.[61][62][63]
벨기에
벨기에는 1820년대부터 시작된 유럽 대륙의 산업혁명에서 주도권을 잡았습니다.그것은 산업 혁명을 가속화하는 철도의 가치를 보여주는 이상적인 모델을 제공했습니다.1830년 네덜란드로부터 분리된 후, 이 새로운 국가는 산업을 활성화시키기로 결정했습니다.주요 도시와 항구, 광산 지역을 연결하고 이웃 국가들과 연결하는 단순한 십자 형태의 시스템을 계획하고 자금을 지원했습니다.특이하게도 벨기에는 초기 철도 개발의 주요 기여자가 되었고, 노선의 중복이 없는 전국적인 네트워크를 만드는 것을 옹호했습니다.따라서 벨기에는 이 지역의 철도 중심지가 되었습니다.
이 시스템은 영국의 노선을 따라 만들어졌으며, 종종 영국의 기술자들이 이 계획을 수행했습니다.수익은 낮았지만 급속한 산업 성장에 필요한 인프라가 갖춰졌습니다.[64]벨기에 최초의 철도는 브뤼셀 북부에서 메헬렌까지 1835년 5월에 완공되었습니다.
브리튼
초기개발
영국에서 가장 초기의 철도는 마차 도로 시스템이었습니다. 말이 끄는 나무 철도 시스템은 아마도 1560년대부터 영국 컴브리아의 Caldbeck에서 독일 광부들에 의해 사용되었습니다.[14]마차길은 리버풀 근처의 프레스콧에 지어졌는데, 1600년경, 아마도 1594년경에 지어졌습니다.필립 레이튼(Philip Layton)이 소유한 이 노선은 프레스콧 홀(Prescot Hall) 근처의 구덩이에서 약 반 마일 떨어진 종점까지 석탄을 운반했습니다.[15]1803년 7월 26일, 제섭은 런던 남쪽에 서리 철 철도를 열었는데, 이 철도는 영국 최초의 철도로 잘못 여겨졌고, 또한 말이 끄는 철도였습니다.턴파이크 도로처럼 기능했기 때문에 현대적 의미의 철도는 아니었습니다.통행료를 내고 누구나 철도에 차량을 가져올 수 있어 공식적인 서비스는 없었습니다.
가장 오래된 철도는 영국 더럼 카운티에 있는 탄필드 철도입니다.이것은 1725년 말의 힘으로 작업하고 민간 석탄 소유자들에 의해 개발된 나무 포장마차로서 삶을 시작했고, 세계에서 가장 오래된 목적으로 지어진 철도 다리인 코시 아치의 건설을 포함했습니다.19세기 중반에는 표준궤적과 증기기관차 동력으로 전환되었습니다.그것은 유산으로 계속 운영되고 있습니다.1758년에 개통된 리즈 미들턴 철도도 유산선으로 사용되고 있으며, 1812년 증기기관차 동력을 사용하기 시작한 후 마력으로 복귀한 후 표준궤로 개량되었습니다.1764년, 아메리카 최초의 철도가 뉴욕의 루이스톤에 세워졌습니다.[18]최초의 승객 호스카 혹은 트램, 스완지 앤 뭄블스 철도는 1807년 웨일스의 스완지와 뭄블스 사이에 개통되었습니다.[65]19세기 말까지 말은 증기 기관이 도착한 후에도 전차 수송을 위해 선호되는 모드로 남아 있었습니다.가장 큰 이유는 도시 거리에서 연기를 유발하는 증기 기관차에 비해 말차가 깨끗했기 때문입니다.
1812년에, 미국의 기술자이자 발명가인 Oliver Evans는 증기 철도가 무엇이 될 수 있는지에 대한 그의 비전을 출판했고, 도시와 마을은 빠른 기관차에 의해 연결된 장거리 철도로 연결되어 개인 여행과 상품 운송을 크게 가속화했습니다.에반스는 서로 다른 방향으로 가는 열차를 위해 별도의 평행 선로 세트가 있어야 한다고 명시했습니다.하지만, 신생아 미국의 상황은 그의 시력을 유지할 수 있게 해주지 못했습니다.이 비전은 훨씬 더 영향력이 있다는 것이 증명된 영국에 그 상대를 두고 있습니다.부유하고 영향력 있는 측량사이자 토지 중개인인 윌리엄 제임스는 전국적인 철도망을 제안하기 위해 증기 기관차의 개발에 영감을 받았습니다.1808년에 제임스는 런던에서 할 수 있는 리처드 트레비틱의 증기 기관차 Catch me who can in London의 시범 운행에 참석한 것으로[66] 보입니다.그는 나중에 결실을 맺게 된 여러 프로젝트를 제안했고 리버풀과 맨체스터 철도의 조사를 수행한 것으로 인정받고 있습니다.불행하게도 그는 파산했고 그의 계획은 조지 스티븐슨과 다른 사람들에게 넘겨졌습니다.하지만, 그는 많은 역사가들에게 "철도의 아버지"라는 칭호로 인정받고 있습니다.[66]
1825년이 되어서야 영국의 더럼 카운티에서 스톡턴 달링턴 철도의 성공이 이루어졌는데, 이 철도는 기관차의 동력, 절단 가능한 철제 레일, 트윈 트랙 그리고 조기 신호 전달과 같은 다른 혁신들을 결합한 세계 최초의 공공 철도였습니다.원역 건물과 기본적인 시간표가 한 곳에 모여 있습니다. 철도가 석탄과 같은 단일 상품뿐만 아니라 승객과 일반 상품을 위해 수익을 낼 수 있다는 것을 국내외 청중들에게 증명해 보였습니다.이 철도는 노섬벌랜드의 베들링턴 제철소에서 생산된 압연 연철로 만든 레일을 사용하여 새로운 영역을 개척했습니다.[67]그런 레일이 더 강했습니다.이 철도는 더럼의 탄전과 달링턴 및 스톡턴온티즈 항구를 연결했으며, 지역 콜리어리(선에 짧은 가지로 연결됨)가 석탄을 부두로 운송할 수 있도록 하기 위한 것입니다.이것이 교통의 대부분을 구성할 것이기 때문에, 회사는 열차의 예정된 또는 시간표화된 서비스를 필요로 하는 기관차 동력에 의해 콜러리 마차 또는 칼드론을 끌고 가는 것을 제공하는 중요한 단계를 밟았습니다.그러나 이 노선은 개인이 끄는 마차를 운반할 수 있는 유료 철도의 역할도 했습니다.이 시스템의 혼합물(한 단계에서 충분한 기관차를 사용할 수 없을 때 말이 끄는 승객 수송도 포함)은 지속될 수 없었고 몇 년 안에 차량은 시간표 열차로 제한되었습니다.(그러나 개인 소유 마차의 전통은 1960년대까지 영국의 철도에서 계속되었습니다.)S&D 수석 엔지니어인 티모시 핵워스(Timothy Hackworth)는 주요 자금 지원자인 에드워드 피스(Edward Pease)의 지도 하에 미국, 프로이센 및 프랑스에서 온 방문 엔지니어들을 초청하고 철도 건설 및 운영 방법에 대한 경험과 학습을 공유하여 1830년까지 영국, 미국 및 유럽 전역의 여러 지역에 철도가 건설되었습니다.S&DR의 숙련된 기술자들과 노동자들은 철도 개발의 다음 단계인 1830년의 리버풀과 맨체스터를 포함한 다른 여러 노선들의 개발을 도왔습니다.
스톡턴과 달링턴의 성공은 급속히 산업화되고 있는 영국 북서부의 부유한 투자자들로 하여금 부유한 면화 제조 도시 맨체스터와 번영하는 리버풀의 항구를 연결하는 프로젝트에 착수하게 만들었습니다.리버풀 맨체스터 철도는 상품과 승객 수송 모두 예정된 열차 또는 시간표에 의해 운행되는 최초의 현대 철도였습니다.그것이 만들어졌을 때, 기관차들이 관련된 거리에 걸쳐 정기적인 운행을 유지할 수 있을지에 대한 심각한 의문이 있었습니다.기차를 끌기에 가장 적합한 증기 기관을 찾기 위해 1829년 레인힐 트라이얼(Rainhill Trials)이라고 불리는 널리 보고된 대회가 열렸습니다.노블리티(Novelity), 퍼서비어런스(Perseverance), 산스 파렐(Sans Parile) 등 많은 기관차가 투입되었습니다.우승자는 (철도 회사 이사인 헨리 부스가 제안한) 다관 보일러 때문에 더 잘 찐 스티븐슨 로켓이었습니다.
발기인들은 주로 화물 운송에 관심이 있었지만, 1830년 9월 15일에 노선이 개통된 후, 그들은 승객 운송이 그만큼 보수적이라는 것을 알고 놀랐습니다.리버풀과 맨체스터 철도의 성공은 영국과 해외의 다른 지역의 철도 개발에 S&DR의 영향력을 더했습니다.이 회사는 다른 철도 프로젝트에서 많은 방문 대리를 유치했고 많은 철도 직원들은 이 노선에서 초기 교육과 경험을 받았습니다.그러나 리버풀과 맨체스터 선은 단지 35마일(56km) 밖에 되지 않았습니다.세계 최초의 간선은 1837년에 개통된 그랜드 정션 철도(Grand Junction Railway)라고 할 수 있으며, 리버풀 맨체스터 철도의 중간 지점과 버밍엄을 연결하여 크루, 스태퍼드, 울버햄튼을 경유합니다.
추가발전
가장 초기의 수익사업용 기관차는 로켓과 유사한 소형 사륜 기관차였습니다.하지만, 기울어진 실린더들은 엔진을 흔들게 했고, 그래서 그것들은 처음에 수평이 되었고, 그의 "행성" 디자인에서, 프레임들 안에 장착되었습니다.이렇게 안정성이 향상되었지만, "크랭크 액슬"은 파손되기 매우 쉬웠습니다.시동 시 휠 슬립의 경향을 고려하여 보다 큰 구동 휠을 통해 보다 빠른 속도를 실현할 수 있었습니다.더 작은 바퀴가 함께 결합됨으로써 더 큰 견인력을 얻었지만 주철 연결봉의 취약성으로 인해 속도가 제한되었습니다.따라서 처음부터 경쾌한 승객용 기관차와 느린 더 강력한 화물 엔진 사이에는 차이가 있었습니다.특히 Edward Bury는 이 디자인을 다듬었고, 소위 "Bury Pattern"이라고 불리는 것이 수년 동안 특히 런던과 버밍엄에서 인기가 있었습니다.
한편, 1840년까지 스티븐슨은 2-2-2 "특허권"과 6커플 제품 엔진의 형태로 더 크고 안정적인 엔진을 생산했습니다.기관차는 더 먼 거리를 이동하고 더 광범위하게 작업되었습니다.노스 미들랜드 철도는 당시 총지배인이었던 로버트 스티븐슨(Robert Stephenson)에게 그들의 화실에 열이 미치는 영향에 대해 우려를 표명했습니다.몇 가지 실험 끝에, 그는 소위 롱보일러(Long Boiler) 디자인에 대한 특허를 받았습니다.이것들은 새로운 표준이 되었고 비슷한 디자인들이 다른 제조사들에 의해 생산되었는데, 특히 샤프 브라더스의 엔진들은 "샤프리스(Sharpies)"라는 애칭으로 알려지게 되었습니다.
보일러의 휠베이스가 길어지면 코너링에 문제가 발생했습니다.6개의 커플 엔진을 위해 Stephenson은 중앙 바퀴 쌍에서 플랜지를 제거했습니다.그의 급행 엔진의 경우, 그는 "Great A"에서와 같이 4-2-0 포메이션에서 후행 바퀴를 앞쪽으로 이동시켰습니다.다른 문제들도 있었습니다: 소방 박스의 크기가 제한되거나 바퀴 뒤에 장착되어야 했고, 안정성을 향상시키기 위해서는 대부분의 엔지니어들이 무게 중심을 낮게 유지해야 한다고 생각했습니다.
이것의 가장 극단적인 결과는 크램튼 기관차로, 화실 뒤에 운전 바퀴를 장착하고 직경이 매우 크게 만들 수 있었습니다.이러한 속도는 110km/h(70mph)의 지금까지 전례가 없었던 속도를 달성했지만 휠 슬립이 발생하기 쉽습니다.그들의 긴 바퀴 기반으로, 그들은 영국