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斯蒂芬森发明了什么,史蒂芬森发明的蒸汽火车(改变世界的十大科学发明)

04-03 互联网 未知 投稿

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1、斯蒂芬森发明了什么:改变世界的十大科学发明

1、医用X光片

  1895年,物理学家威廉·伦琴发现了“X”射线,字母“X”代表了这种射线在当时未知的来源。后来,研究发现这种射线通过使用照相底片可以直接穿透肉体,并形成骨骼影像图。伦琴夫人摄于1985年12月的手部X光片,是现存最古老的X射线人体局部影像图。

  英国皇家医学院放射科主任安迪亚当说:“放射学是现代医学中发展最快、最激动人心的一门学问,这项伟大的发明使无数的患者受益。

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  2、青霉素

  1928年,一个玻璃器皿上的真菌孢子促使亚历山大·弗莱明发现了抗生素。

  到19世纪40年代中期,英美科学家们首次对病人使用了青霉素。

  青霉素的出现使得当时掀起一股新型药物的浪潮,这些新药物的问世向人们证明:细菌感染不再是可怕危险的疾病。

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  3、DNA双螺旋结构

  DNA分子第一个模型的重建包含了弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森在1953年的独创研究,后者的突破性研究使人们对生物体如何传递基因、监控细胞等方面有了更深入的了解。随着基因组测序越来越便宜,我们普通人对它的了解也将日益增加。

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  4、阿波罗10号太空舱

  40年前,3名宇航员乘坐着阿波罗10号环绕了月球一周,为两个月后的登月任务做视察准备。

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  5、V2火箭引擎

  V2火箭没让德国成为二战的最终胜利者,但这个1942年的发明,在几十年后终于对世界产生了重大影响。其发明者沃纳·冯·布劳恩,在战后移居到了美国,并且参与了初期洲际弹道导弹计划的研究项目。后来,他加入了美国航天局NASA,主持了土星V型火箭的研发,而阿波罗10号正是在这种V型火箭引擎的推动下飞上月球的。

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  6、”斯蒂芬森的火箭“

  1829年,罗伯特·斯蒂芬森公司设计的火车机车”火箭“在英国兰开夏郡的行驶竞赛中,以破纪录的速度取得了胜利。这项发明取代了靠绳索牵引的固定引擎,并为交通工具的动力研究指明了方向。

  在此后的一个世纪里,它为蒸汽机车制定了标准。

  历史本来是可以被改写的,另一家公司制造了名为”幸运“的火车轮机,并在竞赛中取得非常优异的成绩,甚至被研究证实其速度超过了”火箭“。遗憾的是,它的稳定性却不过关。

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  7、Pilot ACE计算机

  作为最早的通用性电子计算机之一,1950年10月,Pilot ACE计算机运行了它的第一个程序,这是由计算机的先驱者阿兰·图灵所设计的一个小型版本。在当时,它的运算速度世界第一。

  Pilot ACE计算机在世界上有着非常重要的地位,是计算机的祖师爷。

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  8、蒸汽发动机

  蒸汽发动机始于1712年,由托马斯·纽科门研究制造。该模型参考了弗朗西斯·汤普森在1791年的英国德比郡煤矿设计。迄今为止,它是最古老并且保存得最好的纽科门式发动机。

  蒸汽发动机的面世解决了当时的能源危机问题,也宣告了当时工业革命的开始。它能抽出地下深层的水,并开采到煤矿资源。这一工程学上的发明突破是工业时代开始的一个重要标志,现今我们仍然处于这阶段之中并且开始依赖于使用矿物燃料。

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  9、福特T型车

  福特汽车是一个大规模生产概念的先驱者,并带领汽车行业进入一个巨大的新型市场,现今,”福特主义“成为了我们熟悉的大规模生产象征,也成为当今的商业哲学。

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  10、电报机

  1837年,查尔斯·惠特斯通和威廉·库克为世界上第一个电子通讯设备申请了专利,并首次把它投入远距离的通讯使用,从此制造了第一个公共通讯网络。

  从那时开始,网络型通讯工具不断发展并强大起来,在我们的生活中变得越来越重要

2、斯蒂芬森发明了什么,史蒂芬森发明的蒸汽火车

史蒂芬森发明的蒸汽火车?史蒂芬森和他的蒸汽机车,下面我们就来聊聊关于史蒂芬森发明的蒸汽火车?接下来我们就一起去了解一下吧!

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史蒂芬森发明的蒸汽火车

史蒂芬森和他的蒸汽机车

2011-12-10 李灏

1800年,詹姆斯·瓦特的蒸汽机专利保护期到期。这意味着人们可以制造任何使用蒸汽机作为动力的机械装置,而不必为此支付高昂的专利使用费。此后,许多人都开始积极发明使用蒸汽机作为基础的机械装置。当然,大部分人都不具备伟大发明家的潜质,大多数人的发明和创意仅仅停留在图纸上。

瓦特曾经在1769年申请的专利中,提到过高压蒸汽机的概念。但他并没有真正尝试制造过高压蒸汽机,申请专利是为了确保这种设计概念能为自己所专有,不会被别人使用。瓦特当时认为,制造高压蒸汽机最大的困难在于,无法制造出高压条件下确保蒸汽密封的气缸和活塞,甚至会出现锅炉爆炸的恶果。

詹姆斯·瓦特

詹姆斯·瓦特发明的改良蒸汽机为用于铁路运输奠定了基础。

另一位著名发明家里查特·特莱维西克也想到了高压蒸汽机,但许多批评人士却都不相信高压蒸汽机能从事任何工作。当时英国许多煤矿都铺设有木制或铸铁轨道,但这些轨道上行驶的运煤车却是用骡马牵引的。特莱维西克后来在南威尔士遇到了一名煤矿矿主,他同样拒绝相信特莱维西克所说的蒸汽机机车能牵引10吨的重物走完16公里的路程。特莱维西克决定和他打赌,随后他在1804年制造了世界上第一台蒸汽机车,并成功赢得了这次赌博。

但是特莱维西克的这台鼻祖蒸汽机车却不够成功。1808年,他试图让自己的发明能引起公众的兴趣,他租下了一大片场地,建造了一圈环形轨道。观众们买了门票就能进去看奇妙的蒸汽机车,还能坐上机车跑几圈。但是这样的玩具式运作并未引起广大公众的兴趣。特莱维西克也逐渐失去了信心,转向了其他发明领域,把蒸汽机车的事情丢在了一边。

特莱维西克

特莱维西克发明的“鼻祖”蒸汽机车

下一位登场的发明大师就是后来被誉为“蒸汽机车之父”的乔治·史蒂芬森。史蒂芬森出生于1781年,他的父母都是文盲,既不识字更不会写字。他的父亲是一名消防队员,收入微薄,根本没有能力支付学费,好让史蒂芬森念书。17岁时史蒂芬森开始工作,他知道读书的重要,便自己挣钱到夜校读书,学习读书写字和算术。1801年时史蒂芬森在一座矿山当上了一名机械操作员,为了弥补家用,史蒂芬森凭借出色的动手能力自己做鞋子,还为别人修理钟表。

1815年时,史蒂芬森注意到不少矿山因为井下瓦斯遇到明火发生爆炸的惨剧,于是他反复试验,发明了一种矿山安全照明灯。但也就在同时,另一位著名科学家戴维也发明了类似的照明灯,由于史蒂芬森没有良好的教育背景,大多数人都认为史蒂芬森剽窃了戴维的成果,但实际上史蒂芬森研究安全灯的时间,比戴维还早。无论如何,安全灯的事件让史蒂芬森背上了坏名声,但他自己却没有气馁,继续从事自己喜爱的发明事业。

在蒸汽机车的历史上,史蒂芬森的发明意义巨大。有趣的是,史蒂芬森最开始的尝试并没有取得他所期望的成功。最需要运输动力的矿主们当时并不认为原始的蒸汽机车在运煤方面,能比马匹干得更好。特莱维西克1804年设计出世界上第一台真正的蒸汽机车之后,曾为泰恩赛德的一位矿主制造了一台蒸汽机车,用于运输矿石。在他的影响下,泰恩赛德当地有好几个人都设计出自己的蒸汽机车。因为对矿山的工作较为熟悉,史蒂芬森很早就开始关注蒸汽机车的设计。

1814年,史蒂芬森设计出自己的第一台蒸汽机车,这种机车可以在基林沃斯矿区的车道上运煤,被命名为布吕歇尔。这台蒸汽机车能牵引30吨重的煤炭拖车以每小时6.4公里的速度上坡,是第一台成功使用凸缘车轮的蒸汽机车。史蒂芬森在基林沃斯总共制造了16台机车,其中大多数用作当地煤矿的运煤机车。1817年,斯蒂芬森为基尔马诺克到特鲁恩的铁路建造了一台6轮蒸汽机车,但使用不久后发现车辆对铸铁制造的铁轨损坏十分严重,被迫停止使用。当时许多地方的“铁轨”是木头或铸铁制成的,史蒂芬森的机车重量太重,木制轨道无法承受,而当时的铸铁轨道脆性过大,也难以长期使用。于是史蒂芬森着手改进铸铁轨道的设计,以减少轨道损坏。为了减少机车对轨道的压力,他增加了车轮数量。

1821年,英国决定在斯托克顿和达灵顿之间修建一条铁道,这条铁道长40公里,将把一些煤矿出产的煤炭运往码头。原本当地政府计划依旧使用马匹牵引煤车在铁轨上运煤,但史蒂芬森成功说服了决策者,将计划改为使用蒸汽机车。1821年史蒂芬森详细考察了铁轨线路,同年铁道开始修建。

史蒂芬森必须为新铁道提供性能可靠的蒸汽机车,1825年,史蒂芬森完成了第一辆实用型机车,同年9月27日,铁道正式开始运营。史蒂芬森亲自驾驶机车拖着80吨重的煤车在两小时内行驶了15公里,某些路段时速达到了39公里。在开通仪式上,机车还挂上了一节客车车厢,里面乘坐着好奇的达官贵人们。这是有史以来首次以蒸汽为动力的铁路旅客运输。新铁道使用的是锻造铁轨,这种铁轨更结实耐用,能够承受沉重的蒸汽机车。史蒂芬森为新铁道选定的轨距是4英尺8.5英寸(1435毫米)的铁道轨距,被称为“史蒂芬森轨距”,今天已经成为世界铁道的标准轨距。在试运行中,史蒂芬森发现,很小的上坡路也会让蒸汽机车耗费极大的功率。即使存在1/260的坡度,蒸汽机车也要浪费一半的功率。据此他得出结论,铁轨必须尽可能水平铺设。

1829年,英国政府修建了从利物浦到曼彻斯特的铁道。在铁路接近建成时,英国政府却仍然拿不定主意在铁路上采用何种运输工具。许多技术人士给政府提出了许多稀奇古怪的方案,但大多数都无法实现。这些建议中,最可行的就是在铁路两端建造固定式蒸汽机,利用蒸汽动力带动绞车通过绳索拉动铁道车。但在史蒂芬森看来,这样的方案仍然无法发挥蒸汽机的效率,他积极建议政府直接采取蒸汽机车作为动力,为了打消政府的顾虑,他建议政府举行蒸汽机车的竞赛,通过竞赛来选择可靠实用的蒸汽机车投入铁路运营。当局采纳了史蒂芬森的建议,决定举行一次蒸汽机车竞赛,根据竞赛的结果来决定由谁来负责制造这条铁道上运营的蒸汽机车。竞赛定于10月举行,所有参赛者派出的蒸汽机车重量不能超过6吨,而且要能在铁道上完成总长97公里的赛程。

当时有4台蒸汽机车参与比赛。其中一辆车在运输前往比赛场地的途中损坏,且重量超出了比赛的规定。另有两台蒸汽机车由于存在机械问题被取消了比赛资格。结果只有史蒂芬森的“火箭号”蒸汽机车留了下来。史蒂芬森蒸汽机车最大的优势是采用了管式锅炉——那是铁道公司叫作布斯的一位管理者帮助设计的,这种锅炉极大地改善了热交换效率,让蒸汽机如虎添翼。蒸汽驱动气缸里的活塞运动,将动力直接传递给前轴。在进行了改进之后,史蒂芬森蒸汽机车能够拖动装载30多人的车厢以每小时45公里的速度行驶。这是巨大的成功!这次竞赛获得的奖金,被平均分给了史蒂芬森和布斯,管式锅炉的发明者。由于成功赢得了比赛,史蒂芬森一下子名声大噪。

乔治·史蒂芬森

史蒂芬森“火箭号”蒸汽机车

1839年9月15日,利物浦-曼彻斯特铁路举行竣工仪式,政府和工业界的名流纷纷出席,连英国首相威灵顿公爵也出现在典礼现场。仪式上,史蒂芬森主持制造的8台蒸汽机车隆隆开动,从利物浦出发,成为当时最为著名的盛况。也是在这一天,利物浦议会议员威廉·姆哈斯基森因为距离铁轨太近,不幸被“火箭号”机车撞到受了重伤,史蒂芬森立即用火车将他运往附近的医院,但后者还是伤重身亡,成了最早的蒸汽机车事故的受害者。无论如何,史蒂芬森的蒸汽机车大获成功,颠覆了先前人们对蒸汽机车的怀疑和排斥,此后史蒂芬森被任命为其他多条铁路工程的总工程师。蒸汽机车作为铁道运输动力霸主的时代,从此开启。

1837年的伦敦-伯明翰铁路车站站台内景,当时的客车车厢尚为敞篷设计。

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