Tại Leeds – thành phố lớn nhất vùng Tây Yorkside ở miền Bắc nước Anh, có một tuyến đường ray đã hoạt động bền bỉ suốt 260 năm qua, lâu hơn bất cứ nơi nào khác trên thế giới.
Đây là công trình được xây dựng sau một đạo luật (31 Geo.2, c.xxii) do Nghị viện ban hành (Act of Parliament) ngày 09/06/1758, nhằm tạo thuận lợi cho hoạt động vận chuyển than khai thác từ Middleton (vùng ngoại ô của Leeds) đến các nhà xưởng công nghiệp trong thành phố.
Trước đó, The Brandlings – công ty sở hữu và khai thác khu mỏ Middleton Colliery – đã gặp nhiều bất lợi trước các đối thủ cạnh tranh do không thể chở than bằng đường sông, như Fentons ở Rothwell (cũng ở Tây Yorkside) vẫn làm. Vì thế, Richard Humble – trợ lý và đại diện của Charles Brandling (chủ sở hữu The Brandlings) – đã đề xuất xây dựng một đường ray (wagonway) để có thể kéo những toa xe chở đầy than bằng sức ngựa.
Đoạn đầu tiên được thi công vào năm 1755, đi qua khu mỏ của the Brandlings và cộng đồng dân cư thân thiện xung quanh tới cầu tàu bên sông Thwaite Gate. Tuyến đường lại tiếp tục được mở rộng đến tận Leeds vào năm 1757. Nhằm đảm bảo công trình có thể hoạt động lâu dài, Brandling đã tìm cách vận động để Nghị viện phê chuẩn thông qua đạo luật, khiến nó trở thành tuyến đường sắt đầu tiên trên thế giới được xây dựng nhờ những nỗ lực lập pháp. Vì Brandling không sở hữu tất cả các khu đất, đạo luật đã cho phép ông giành được quyền đi lại trên đó, nếu không sẽ phải trả phí cho tư nhân. Nhờ khả năng vận chuyển than chi phí rẻ, nhiều ngành công nghiệp đang lên ở Leeds cần sử dụng than làm nguồn phát nhiệt và điện, chẳng hạn gốm, gạch, thủy tinh, luyện kim, sản xuất bia, … đã có thêm động lực tăng trưởng mạnh mẽ.
Thời đó, đường ray mới chỉ được làm bằng gỗ, và mặc dù động cơ hơi nước đã được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp để dẫn động lò cao và bơm nước vào mỏ, nhưng vẫn chưa ai tích hợp nó lên trên các hệ thống bánh xe. Sang đầu thế kỷ XIX, công nghệ hơi nước đã đạt được nhiều tiến bộ. Kỹ sư Richard Trevithick là người đi tiên phong trong việc chế tạo một động cơ hơi nước áp lực cao đầu tiên trên thế giới, mở đường cho sự ra đời của đầu máy [hơi nước] đầu tiên cũng do ông chế tạo theo nhu cầu đặt hàng của các xưởng sắt ở Coalbrookdale (Anh) và Pen-y-darren (xứ Wales).
Đến năm 1812, Middleton Colliery nhận được đầu máy hơi nước đầu tiên mang tên Salamanca do Matthew Murray – nhà sản xuất máy công cụ người Anh – chế tạo. Murray đã vay mượn thiết kế của Trevithick và cải tiến nó bằng cách sử dụng hai xi-lanh thay vì một, mang lại cơ cấu truyền động êm ái hơn.
Salamanca cũng chính là thiết kế đầu máy đầu tiên sử dụng bánh răng (nằm ở phía bên trái thân) và giá đỡ chạy bên ngoài đường ray khổ hẹp. Bánh răng được dẫn động bởi các xi-lanh đôi liên kết với đỉnh của một lò hơi trung tâm.
Sau những thành công ban đầu, Middleton Colliery đã đặt hàng thêm ba đầu máy xe lửa cùng thiết kế và vận hành chúng trong suốt 20 năm. Nhưng không may là đầu máy thứ nhất đã phát nổ chỉ sau sáu năm và giết chết người điều khiển tàu. Sau một vụ nổ lò hơi khác nữa cũng gây thiệt hại về nhân mạng (James Hewitt, người lái đầu máy xe lửa chuyên nghiệp đầu tiên trên thế giới), ban quản lý công ty đã quyết định ngưng sử dụng động cơ hơi nước và quay trở lại với loại hình vận chuyển than bằng sức ngựa, ngoại trừ một quãng dài khoảng 1 dặm (1,6 km) gần vỉa than chính. Sang năm 1866, công ty lại đưa đầu máy hơi nước trở lại, và đến năm 1881, đường ray được cải tạo sang khổ tiêu chuẩn (1.435 mm) và kết nối với tuyến Midland. Nó đã hoạt động liên tục từ đó cho đến những năm 1960, khi mỏ than đóng cửa, và công việc vận hành được bàn giao cho những tình nguyện viên của công ty The Middleton Railway Trust Ltd.
Ngày nay, tuyến đường sắt Middleton thi thoảng vẫn hoạt động với một vài đầu máy hơi nước và diesel cũ. Người Anh luôn rất coi trọng và gìn giữ nó như một di sản tiêu biểu của thời công nghiệp hóa.
| Nguyên lý hoạt động của đầu máy xe lửa hơi nước là đốt cháy các vật liệu như than đá/than cốc, gỗ, dầu, … để tạo ra hơi nước trong nồi hơi. Hơi nước sau đó sẽ làm piston di chuyển lên xuống, piston lại gắn liền với trục quay chính của đầu máy. Đầu máy hơi nước đầu tiên trên thế giới được Richard Trevithick chế tạo và ra mắt ngày 21/02/1804. Chúng đã rất phổ biến ở Anh trong suốt thế kỷ 19 và sang đầu thế kỷ 20, trước khi dần bị thay thế bởi đầu máy chạy điện và dầu diesel. Phần lớn các đầu máy hơi nước đã ngưng phục vụ từ những năm 1980, mặc dù một số vẫn đang còn chạy trên những tuyến đường sắt du lịch và di sản văn hóa. |