Dzelzceļa pirmsākumi

Mūsdienās dzelzceļu pazīst un izmanto visi. Tas cilvēkiem ļauj ātri un ērti nokļūt no vienas pilsētas uz otru, tāpat spēj veikt tālu, ātru un efektīvu liela apjoma kravu transportēšanu. Vietām pasaulē dzelzceļš joprojām kalpo kā vienīgais ikdienā pieejamais pārvietošanās līdzeklis.

Taču par dzelzceļa vēsturi un attīstības gaitu aizdomājas reti kurš. Ja parēķinām, ka dzelzceļa aizmetņi ir radušies vien pirms nedaudz vairāk kā diviem gadsimtiem, bet pirmā īstā dzelzceļa līnija ar tvaika lokomotīvēm tika atklāta tikai 1830. gadā, un salīdzinām to ar mūsdienu dzelzceļa iespējām, tad varam iztēloties, kādā galvu reibinošā ātrumā ir notikusi dzelzceļa attīstība šo divu gadsimtu gaitā.

Dzelzceļa ideja radās viduslaiku raktuvēs

Lūkojoties vēsturē un meklējot līdzības, var pamanīt, ka jau senajā Ēģiptē, Grieķijā un Romā eksistēja speciāli ceļi, kas bija paredzēti smagu kravu pārvadāšanai. To uzbūve bija salīdzinoši vienkārša – ar akmeņiem bruģētā ceļa virsmā tika izveidotas divas paralēlas dziļas rievas, pa kurām ripoja dzīvnieku vilktu ratu riteņi. Šāds risinājums palīdzēja stabilizēt smagi piekrauto ratu gaitu un deva zināmu drošību, ka tie neiebrauks grāvī un neapgāzīsies.
Tomēr īstenā dzelzceļa sēkla parādījās daudzus gadsimtus vēlāk, viduslaikos. Ir dati, ka Vācijā jau 16. gadsimtā tika izveidoti koka sliežu ceļi, pa kuriem zirgi vilkakoka vagonus. Eksistē versija, ka no šejienes radies vēlākais nosaukums „tramvajs” jeb „baļķu ceļš”. Tomēr šādi koka sliežu ceļi bija nepraktiski, jo ļoti ātri nolietojās. Tādēļ viduslaiku kalnraktuvju īpašnieki meklēja citus risinājumus, kā ātrāk un ērtāk nogādāt izrakteņus tālākai pārstrādei.
Apmēram 1738. gadā Anglijā sliežu ceļu izgatavošanai sāka izmantot čugunu. Sākumā tās bija čuguna plātnes ar iestrādātām gropēm riteņiem, taču šāds risinājums izrādījās nepraktisks un dārgs. Tika meklēti citi veidi, kā uzlabot sliežu ceļus – tika izgatavotas čuguna sliedes un riteņi vagonetēm, taču to kustību pa sliedēm joprojām nodrošināja ar cilvēku vai dzīvnieku muskuļu spēka palīdzību. Ar laiku sliežu ceļipamazām izgāja ārpus raktuvēm, tie tika pagarināti līdz kādai upei vai kanālam, kur krava tika iekrauta upju kuģos un tālāk pārvietota pa ūdens ceļiem.
Taču attīstības ceļš nebija viegls, jo nācās atrisināt daudzas problēmas, tostarp atrast labāko sliežu formu. Vienas no pirmajām tērauda sliedēm, kuras 1767. gadā Kolbrukdeilas kalnraktuvju pievadceļos ieklāja Ričards Reinoldss, griezumā pēc formas atgādināja burtu U, to platums bija 11 cm, bet garums – 150 cm, un tās tika piestiprinātas pie koka brusas ar rievu uz augšu. Vēlāk sāka izmantot riteņus ar apmalēm, vienlaicīgi sliedes griezumā veidojot sēnes formā. Tas palīdzēja novērst riteņu noiešanu no sliedēm.

Tvaika mašīnas deva jaunu impulsu dzelzceļa attīstībai

Nopietnāka dzelzceļa tehnoloģiju attīstība sākās pēc tvaika dzinēja izgudrošanas. Taču pirmie mēģinājumi nebija īpaši sekmīgi. Pirmo tvaika lokomotīvi 1804. gadā uzbūvēja angļu konstruktors Ričards Trevitiks. Tomēr tolaik izplatītās čuguna sliedes nespēja noturēt septiņas tonnas smago lokomotīvi, bet tērauds bija pārāk dārgs. Tāpēc tika nolemts nevis nomainīt sliedes pret izturīgākām, bet gan atteikties no pašas lokomotīves.
Arī pēc Trevitika, kad viņa tehniskais risinājums jau bija aizmirsts, tika veikti mēģinājumi uzmeistarot darboties spējīgu tvaika lokomotīvi, taču tie bija neveiksmīgi. Pirmais, kurš spēja apkopot, izanalizēt un likt lietā visas tobrīd uzkrātās zināšanas par tvaika lokomotīvju būvēšanu, bija cits angļu inženieris Džordžs Stīvensons. Viņš izgudroja vairākas veiksmīgas tvaika lokomotīvju konstrukcijas (Stīvensona konstruētā “Raķete” tika atzīta par tā laika labāko lokomotīvi) un pārliecināja kalnraktuvju īpašniekus par dzelzceļa lietderību. Viņš bija pirmais, kas pievērsa uzmanību sliežu ceļam, kā arī tā un lokomotīves mijiedarbībai. Viņš mainīja sliežu savienojumus, mīkstinot grūdienus, kā arī aprīkoja lokomotīves ar piekaramajām atsperēm. Tāpat Stīvensons nonāca pie secinājuma, ka ceļam jābūt maksimāli horizontālam, tādēļ, par spīti dārdzībai, dzelzceļa būves laikā nepieciešams veikt izrakumus un uzbērumus. Pirmo dzelzceļu atklāja Anglijā 1825. gadā starp Dārlingtonu un Stoktonu, tomēr pasažieru vagonu pārvietošanai šajā līnijā sākumā vēl izmantoja zirgus, kamēr stāvākajos posmos sastāvus pārvietoja ar virvju palīdzību. Tika izmantotas gan čuguna, gan tērauda sliedes.
Tvaika lokomotīves ir pirmie pa sliedēm braucošie transportlīdzekļi, pateicoties kuriem, ir izveidojusies dzelzceļu sistēma, veicinot valstu ekonomisko attīstību un starptautiskos pārvadājumus. Tvaika lokomotīves laika gaitā pastāvīgi ir tikušas uzlabotas un pilnveidotas, tāpat tehnoloģiju progress ir attīstījis elektrolokomotīvju un dīzeļlokomotīvju būvi. Tās, pretstatā tvaika lokomotīvēm, ir daudz ekonomiskākas. Bet joprojām daudzās valstīs ikdienas satiksmē tiek izmantotas tieši tvaika lokomotīves.