Pirmo tvaika dzinēju 17. gadsimtā izgudroja holandiešu fiziķis Denijs Papens. Tas bija vienkāršākais mehānisms, cilindrs ar virzuli, kas pacēlās tvaika iedarbībā un nokāpa atmosfēras spiedienā. Sākotnēji jaunu tvaika dzinēju izmantošana bija civilā. Ūdens izsūknēšanai no raktuvēm tika izmantoti vakuuma tvaika dzinēji, kurus 1705. gadā uzbūvēja angļu izgudrotāji Tomass Ņūmens un Tomass Sīverijs. Laika gaitā tvaika dzinēji dažādās valstīs ir uzlabojušies, kas ir veicinājis jaunu to izmantošanas iespēju rašanos.
Piemēram, 1769. gadā visu automašīnu priekšteci projektēja franču inženieris un dizainers Nikolass Džozefs Cugno. Tā bija tvaika automašīna, ko šajos gados sauca par Kyunho tvaika ratiņiem. Faktiski tas bija visu nākotnes automašīnu un tvaika lokomotīvju prototips. Pašgājējs transportlīdzeklis pietiekami ātri piesaistīja militārpersonu uzmanību no visas pasaules. Lai gan pirmo reizi masveidā militārajās lietās, tvaika dzinējus sāka izmantot nevis uz sauszemes, bet gan flotē, kur parādījās pirmie karakuģi. Pakāpeniski tika uzlabota arī sauszemes tvaika transportēšana. Jo īpaši 19. gadsimta otrajā pusē uzreiz parādījās vairāki diezgan veiksmīgi tvaika traktoru modeļi, kas tika izmantoti Lielbritānijas un Krievijas impērijas armijās.
Kyunho pašgājējs vagons
Tvaika dzinēja izgudrojums bija pirmais solis ceļā uz jaunas tehnoloģijas rašanos, kas pēc tam mainīja visu pasauli. Pirmkārt, mēs runājam par tvaika lokomotīvēm un tvaikoņiem. Tajā pašā laikā jau 18. gadsimtā parādījās pirmie nākotnes automašīnu prototipi, kaut arī ar tvaika dzinēju. Un vēl vēlāk parādīsies pirmais traktors ar tvaika dzinēju, kas atradīs pielietojumu arī civilajā dzīvē un militārajās lietās. Tajā pašā laikā pirmais, kuram izdevās izveidot pašgājēju vagonu, uz visiem laikiem paliks franču inženieris Nikolass Džozefs Cugno, kurš 1769. gadā projektēja un prezentēja pirmo tvaika automašīnu.
Automašīna bija ļoti nepilnīga un šodien izraisīs tikai smaidu. Jaunumam bija vairāk ratiņu nekā mūsdienu automašīnai, taču tas joprojām bija izrāviens. Pirmais jauno tehnoloģiju piemērs iegāja vēsturē kā "mazais Cuyuno rati". Un jau nākamajā 1770. gadā ieraudzīja "lielā rata Cuyuno" gaismu. Tajā pašā laikā pats inženieris savu ideju nodēvēja tikai par "Ugunīgo ratiņu". Pirmā tvaika dzinēja kopējais garums bija 7,25 metri, platums - līdz 2,3 metriem, riteņu bāze - 3,08 metri.
Cuyunho pašgājēja ratiņu pamats bija masīvs ozola koka rāmis uz trim riteņiem bez atsperēm. Priekšējais ritenis bija ceļvedis. Tieši virs tā tika uzstādīts masīva izmēra tvaika katls. Katla diametrs, pēc dažiem avotiem, sasniedza pusotru metru. Ar kopējo svaru 2, 8 tonnas "lielā Kyunyo ratiņa" kravnesība bija aptuveni 5 tonnas, un maksimālais braukšanas ātrums bija 3-4 km / h, tas ir, tvaika dzinējs pārvietojās ar ātrumu parasts gājējs.
Projekts bija attīstīts savam laikam, taču, ņemot vērā zemo tehnoloģiju attīstības līmeni 18. gadsimta otrajā pusē, tam bija daudz problēmu. Piemēram, tvaika spiediens katlā bija pietiekams tikai 12 minūšu kustībai, pēc tam bija nepieciešams uzpildīt tvaika katlu ar ūdeni un iekurt uguni zem tā. Patiesībā Cuyunho izveidoja, kā tagad teiktu, tehnoloģiju demonstrētāju. Tas bija eksperimentāls prototips, ko nevarēja izmantot reālos ceļa apstākļos.
Ievērības cienīgs ir fakts, ka pirmais tvaika dzinējs jau tika izveidots pēc militārā pasūtījuma un ļoti konkrētam mērķim, kas pēc tam kļūtu par galveno daudziem tvaika traktoriem. Jaunajā automašīnā franču militāristi jau ieraudzīja tvaika traktoru smago artilērijas sistēmu pārvadāšanai. Tādējādi Cuyunho "uguns rati" sākotnēji bija paredzēti artilērijas gabalu vilkšanai.
Boydel un Burell tvaika traktori
Ir pagājuši gandrīz 100 gadi no idejas par tvaika artilērijas traktora radīšanu līdz tās īstenošanai praksē. Lai gan 1822. gadā, pusgadsimtu pēc Cuiño projekta parādīšanās, Deivids Gordons izsniedza patentu tvaika traktora izgudrošanai. Gordona piedāvātais projekts bija pirmais riteņu tvaika traktora projekts, taču praksē tas netika īstenots, paliekot uz visiem laikiem uz papīra, kā tas bieži notiek ar daudziem izgudrojumiem. Tieši šī iemesla dēļ tvaika traktoru pilnā debija armijā notika tikai 1856. gadā Krimas kara laikā.
Kara laikā britu armija Krimā izmantoja Boidela tvaika traktorus. Šī attīstība piesaistīja militāros spēkus ar augsto spēju pārvarēt distanci. Lai uzlabotu caurlaidību, traktora riteņi tika aprīkoti ar īpašām platām plāksnēm, kas to lielās virsmas dēļ samazināja spiedienu uz zemi. Tajā pašā laikā briti nezaudēja interesi par šādiem traktoriem arī pēc konflikta beigām. Eksperimenti ar Boidela traktoriem tika turpināti un skāra preses lapas. Ir zināms, ka Boydel jaunie tvaika vilcēji tika pārbaudīti pat Haidparkā un bija publiski pieejami. Tajā pašā laikā to gadu britu prese uzsvēra, ka automašīna izceļas ar labu mobilitāti, manevrēšanas spēju, pa lauku ceļu var paātrināties līdz 4 jūdzēm stundā un pārvadāt kravu, kas sver no 60 līdz 70 tonnām. Krava tika transportēta piecos lielos ratiņos, kas speciāli būvēti testēšanai.
Pēc korespondenta teiktā, traktors var pārvadāt līdz 160 karavīriem ar pilnu ekipējumu pagaidu vagonos, paātrinot pa parka zālājiem līdz 6 jūdzēm stundā. Veiktie testi apmierināja militārpersonas, kuras uzskatīja, ka šāda tehnika būtu noderīga Indijā un citos attālos Britu impērijas apgabalos. Tvaika traktoru galvenais mērķis armijā bija ieroču un munīcijas pārvadāšana.
Jau 1871. gadā Lielbritānijā tika uzbūvēts vēl viens tvaika traktors. Šoreiz Burels, kurš sākotnēji savu automašīnu veidoja kā tvaika dzinēju, kas paredzēts visaptverošam autobusam. Tās galvenais mērķis bija pasažieru pārvadāšana. Burella traktori tika uzbūvēti pietiekami lielos daudzumos savam laikam un tika aktīvi pārdoti eksportam. Daži uzbūvētie paraugi nonāca Krievijas impērijā un Turcijā. Burell radītais traktors spēja vilkt līdz 37 tonnām smagas kravas uz piekabi ar pašmasu 10,5 tonnas. Pilsētas apstākļos šāds traktors varētu paātrināties līdz 8 jūdzēm stundā (gandrīz 13 km / h). Bet pat tas nebija ātruma rekords. 1871. gada oktobrī radītais un pārbaudītais traktors Ransoma demonstrēja ātrumu 32 km / h nelielos attālumos, kas bija lielisks rezultāts šo gadu pašgājējiem transporta līdzekļiem.
Tvaika traktors Krievijas armijā
Pirmo reizi tvaika vilcēji tika izmantoti Krievijas armijā kara laikā pret Turciju 1877.-1878. Tos izmantoja ieroču pārvadāšanai, kā arī dažādu militāro kravu pārvadāšanai, savukārt prioritāte un galvenā bija tieši transporta uzdevums. Tvaika traktors izrādījās labs zirgu aizstājējs un izdevīgāks transporta līdzeklis. Tajā pašā laikā visi izveidotie tvaika traktori militārajās lietās tika uzskatīti tikai par transportlīdzekļiem. Militārpersonām nebija nekādas vēlmes tos izmantot kaujas apstākļos, lai gan izgudrotāji ierosināja savus projektus tvaika kaujas transportlīdzekļu izveidei. Daudzi no šiem projektiem bija nākotnes tanku prototipi, taču tie netika īstenoti metālā.
Atgriežoties Krievijas impērijas armijā, var atzīmēt, ka karā ar turkiem tika izmantoti galvenokārt britu ražošanas tvaika traktori. Tvaika traktori vai, kā tos arī sauca, ceļu lokomotīves, tāpat kā daudzas augsto tehnoloģiju preces, tika iegādāti Lielbritānijā. 1876.-1877. Gada ziemā Krievija iegādājās 10 dažādu modeļu traktorus, tostarp sešus no Aveling & Porter, trīs no Clayton & Shuttleworth un vienu no Fowler.
Visi šie traktori tika apvienoti "Ceļu tvaika lokomotīvju īpašajā komandā". Faktiski tā bija pirmā motorizētā militārā transporta vienība mūsu armijas vēsturē. Visas militārās kampaņas laikā tika izmantoti tvaika dzinēji, lai apgādātu fronti ar karadarbībai nepieciešamo aprīkojumu, kopumā pārvadājot gandrīz 9 tūkstošus tonnu dažādu kravu. Pēc kara tehnika tika pārvesta uz Turkestānu, kur ceļu lokomotīves kalpoja līdz 1881. gadam, kad pēc resursu izsmelšanas tās beidzot tika slēgtas.
Tajā pašā laikā tvaika traktori armijā nekad nav bijuši plaši izplatīti. 20. gadsimta sākumā tos ātri nomainīja jaunas, efektīvākas konstrukcijas mašīnas, kas aprīkotas ar iekšdedzes dzinējiem, ar kurām tvaika dzinēji nevarēja konkurēt. Visbeidzot, šāda veida tehnoloģijas, kuras daudzās valstīs tomēr tika izmantotas valsts ekonomikā, pabeidza zemās degvielas cenas, kas tika noteiktas pēc Otrā pasaules kara beigām.
