Locomotive

On dokuzuncu yüzyılın başlarında, Büyük Britanya'nın gelişen endüstrileri zorlu bir sorunla karşı karşıyaydı: kömür ve demir cevheri gibi devasa miktarlarda hammaddenin taşınması. İlkel raylarda bile at arabaları yavaştı, verimsizdi ve fiziksel olarak yorucuydu; bu da endüstriyel büyümeyi sınırlıyor ve ulaşım maliyetlerini artırıyordu. "Bu vagonların saf ağırlığı madenlerimizi felç ediyor!" diye haykırdı maden sahibi Bay Davies, alnındaki teri silerek. "Yorulmayan bir güce, dağlarca malzemeyi çekebilecek bir kuvvete ihtiyacımız var." Vizyoner bir mühendis olan Richard Trevithick, tam da böyle bir çözümü tasarlamaya başlamıştı bile.

Newcomen'in öncülük ettiği ve Watt'ın geliştirdiği geleneksel buhar motorları, sabit yerlere bağlı devasa, düşük basınçlı makinelerdi. Muazzam boyutları ve suya olan düşkünlükleri, onları herhangi bir mobil ulaşım biçimi için tamamen kullanışsız hale getiriyordu. Mühendis Thomson, devasa, sabit bir kirişli motoru gözlemlerken, "Watt'ın motoru çukurlardan su pompalamak için muhteşem," diye belirtti, "ama o gücü tekerleklere bindirmek mi? Sadece kazanı bile her yolu ezerdi!" Meslektaşı Mühendis Miller ekledi, "Kesinlikle; taşımacılıkta gerçek bir devrim yapmak için yüksek basınçlı buhara, kompakt ama son derece güçlü bir şeye ihtiyacımız var."

Richard Trevithick'in Pen-y-darren Demir İşletmeleri için yaptığı çığır açan bin sekiz yüz dört lokomotifi, bir buhar motorunun on ton demiri ve yetmiş adamı gerçekten çekebileceğini gösterdi. Ancak bu zafer, kritik bir zayıflığı ortaya çıkardı: ağır makine, kırılgan dökme demir rayları defalarca kırdı. Demir işletmesinin sahibi Bay Homfray, sahneyi bir heyecan ve hayal kırıklığı karışımıyla izlerken, "'Motor çalışıyor, Bay Trevithick, gerçekten çalışıyor!' diye haykırdı. 'Ama bu raylar... ağırlığı basitçe taşıyamıyorlar!' Alnındaki isi silen Doktor Blackwood, ciddi bir şekilde başını salladı. 'Gerçekten de, ilerlemenin yolu nadiren pürüzsüzdür. Filozof Seneca'nın bir zamanlar yazdığı gibi, 'Her yeni başlangıç, başka bir başlangıcın sonundan gelir.' Görünüşe göre, Bay Trevithick, eski ray tasarımlarımızın sonunu bulduk, ama aynı zamanda çözülmesi gereken birçok yeni sorunun başlangıcını da.'"

Trevithick'in ilk deneylerinin ardından mühendisler temel bir soruyla boğuştular: Düz bir demir tekerlek, özellikle yokuşlarda, sürekli kayma olmadan ağır yükleri çekmek için düz bir demir ray üzerinde nasıl yeterli tutuş sağlayabilirdi? "Thomas, şu düz demir tekerleğe, düz demir ray üzerinde bir bak," diye düşündü George Stephenson, not defterine eskiz yaparken. "Birçok kişi dişlilere, kremayer ve pinyona ihtiyacımız olduğunu söylüyor, ama bu ağırlık ve karmaşıklık katar. Düz tekerleklerin, özellikle bir yokuşta, tutunması için daha basit bir yol yok mu? Bay Trevithick'in de mücadele ettiği bu 'yapışma sorununu' aşmalıyız." Baş tamircisi Thomas, daha yakına eğildi. "Yaygın inanışa göre sürtünme tek başına yetersizdir, Usta Stephenson. Her bir gram güç kaymaya gidebilir."

Düz tekerleklerin her zaman kayacağı yönündeki yaygın inancı bir kenara bırakan George Stephenson, bir dizi pratik deneye girişti. Bin sekiz yüz on dört tarihli 'Blücher' gibi ilk lokomotifleri, çekişi sağlamak için hala dişli tekerlek ve kremayer sistemi kullanıyordu. Stephenson, bir grup maden müdürüne bir planı işaret ederek, "Kremayer ve pinyon kesinlik sunsa da," diye açıkladı, "gözlemlerim, yeterli ağırlık uygulandığında ve hassas mühendislikle, düz tekerleklerin yeterli yapışmayı sağlayabileceğini gösteriyor. Bu, kütleyi etkili bir şekilde dağıtma meselesidir." Maden müdürlerinden Bay Ainsworth çenesini okşadı. "Emin misiniz, Bay Stephenson? Dişli bir ray döşemenin maliyeti oldukça fazladır."

Lokomotifin kalbi, suyun yüksek sıcaklığa ısıtıldığı ve basınçlı buharın üretildiği kazanıdır. Bu buhar daha sonra silindirlere yönlendirilir ve pistonları doğrusal bir hareketle ileri geri iter. "Beyler, dikkat edin," diye işaret etti Stephenson, bir kazanın kesit modelini göstererek. "Ateş kutusu suyu ısıtır ve muazzam bir basınç altında buhar oluşturur. Bu basınç, doğru şekilde yönlendirildiğinde, motorumuzun itici gücü haline gelir." Genç Arthur adında bir çırak yakından baktı. "Yani, buhar o çubuğu mu itiyor efendim?" Stephenson başını salladı. "Kesinlikle, Arthur. Gücü sağlayan, ısıtılmış suyun kontrollü genleşmesidir."

Pistonların doğrusal itme kuvveti, tekerlekleri döndürmek için dönme hareketine dönüştürülmelidir. Bu, lokomotifin ana tahrik tekerleklerine bağlanan sağlam biyel kolları aracılığıyla başarılır ve lokomotifin raylar boyunca hareket etmesini sağlar. Stephenson, çalışan bir modelle göstererek, "'İşin ustaca kısmı burada yatıyor,' dedi. 'Pistonun güçlü ileri geri hareketi, bu biyel koluyla krank miline iletilir ve bu da tahrik tekerleklerini döndürür. Ayrıca, birkaç tekerleği birbirine bağlamak, daha ağır yükler için hayati önem taşıyan maksimum tutuşu ve dağıtılmış kuvveti sağlar.' Artık ikna olan Mühendis Thompson, 'Ham gücü amansız ileri harekete dönüştüren gerçekten zarif bir çözüm,' dedi."

Lokomotif için belirleyici an, yeni Liverpool ve Manchester Demiryolu için en verimli ve güvenilir motoru bulmak amacıyla düzenlenen bir yarışma olan bin sekiz yüz yirmi dokuz Rainhill Denemeleri ile geldi. George Stephenson'ın 'Rocket'i galip gelerek lokomotifin uygulanabilirliğini temelden kanıtladı. "İnanılmaz! Gidişine bakın!" diye bağırdı bir yol kenarı gözlemcisi olan Bay Caldwell, Rocket gürültüyle geçerken. "Stephenson, daha önce bahsettiğimiz 'yapışma sorununu' gerçekten çözmüş! Tasarımı, yeterli ağırlık ve kontrollü güçle, düz tekerleklerin inanılmaz bir tutuş sağlayarak hem hız hem de verimlilik sunabileceğini kanıtlıyor!" Yanında duran Mühendis Thompson şiddetle başını salladı. "Rocket sadece bir makine değil; yeni bir ulaşım çağının müjdecisidir!"

Rainhill'deki 'Rocket'ın başarısı ve ardından Liverpool ve Manchester Demiryolu'nun açılması, 'Demiryolu Çılgınlığı' olarak bilinen eşi benzeri görülmemiş bir yatırım dönemini ateşledi. Britanya genelinde, yeni hatlar çılgın bir hızla önerildi ve inşa edildi, manzarayı dönüştürdü. Sanayici Bay Hawthorne, yeni bir demiryolu haritasına eğilmiş bir şekilde, "'Bu 'demir atlara' olan talep doymak bilmez!' diye haykırdı. 'Kömürün fabrikalarımıza, mamul malların limanlarımıza daha hızlı taşınması... ekonomik fırsatlar sınırsız!' Meslektaşı Bayan Albright da aynı fikirdeydi. 'Sadece mallar değil; insanlar da daha önce hiç hayal edilmediği kadar uzağa ve hızlı seyahat ediyor, kasabaları ve şehirleri sadece mümkün olduğunu hayal ettiğimiz şekillerde birbirine bağlıyor.'"

Lokomotif, sadece Britanya'da değil, tüm dünyada insan toplumunu geri dönülmez bir şekilde değiştirdi. Mesafeleri kısalttı, ticareti hızlandırdı ve endüstriyel uygarlığın dokusunu şekillendirerek, malların nasıl taşındığını, insanların nasıl seyahat ettiğini ve ekonomilerin nasıl geliştiğini sonsuza dek değiştirdi. Mirası, modern ulaşımın her yönünde yankılanmaktadır. Yaşlı George Stephenson, yoğun bir demiryolu sahasına bakarken, "Uzak kıtaları birbirine bağlamaktan sanayinin motorunu çalıştırmaya kadar, lokomotifin etkisi ölçülemez," diye düşündü. "Bize dünyayı yeniden şekillendirme, izole toplulukları birbirine bağlama ve daha önce hayal bile edilemeyen küresel bir fikir ve mal alışverişini teşvik etme araçlarını verdi." Sözleri, demiryolu çağının bitmek bilmeyen çalkantısıyla yankılandı.