 |
 |
 |
|
| Nicolas Cugnot
1769 |
W.
Symington
|
Trevithick
1804
|
Tàu nhanh Nhật |
|
1/ Các nhà
phát minh đầu tiên.
Vào cuối thế kỷ 18, máy hơi nước đã
tiến triển tới giai đoạn được dùng
vào nhiều mục đích khác hơn là chỉ dùng trong
việc bơm nước từ các mỏ than. Nhưng máy
hơi nước vẫn còn là một bộ máy nặng
nề, cồng kềnh, chưa thích hợp với các xe
chạy trên đường lộ mà chỉ tiện
dụng đối với các loại tầu thủy
bởi vì trên đó trọng lượng và khuôn khổ
của máy không là yếu tố trở ngại.
Những áp dụng đầu tiên của máy hơi nước
vào việc chuyển vận trên đường lộ là
loại xe kỳ dị, không phải là xe lửa mà cũng
chẳng phải xe hơi, đó là loại xe được
cải tiến dần dần để chạy trên các con
đường sắt.
Vào năm 1769, Nicolas Cugnot, một kỹ sư trong quân
đội Pháp, là người đầu tiên đã hoàn
thành được một chiếc xe tự động.
Đó là một thứ xe kéo có 3 bánh và dùng hơi nước.
Tại phía trước chiếc bánh xe đơn độc
và cũng là bánh xe lái, có đặt một nồi tròn
bằng đồng và hơi nước bốc ra từ
đây. Rồi hơi nước được dẫn vào
hai xy lanh và hai pít tông tác dụng vào hai bên bánh xe lái.
Trong chuyến chạy thử, xe Cugnot đã chở
được 4 hành khách và chạy với vận tốc
6 dậm một giờ.
Một người tiền phong nữa trong ngành xe tự
động có tên là William Symington, thợ máy gốc Tô Cách
Lan. Symington đã chế tạo được một xe 4
bánh chạy bằng hơi nước. Chiếc xe này trông
giống như một đầu xe lửa chạy giật
lùi vì nó gồm có phần hành khách ngồi tại phía trước
tài xế và phía sau là nồi nước với ống khói.
Hơi nước được truyền vào hai xy lanh
đặt nằm ngang tại hai bên nồi nước và
cần pít tông được liên hợp với các răng
của bánh xe đằng sau.
Năm 1786, một nhà phát minh khác người Tô Cách Lan tên
là William Murdock, nhờ sửa chữa các máy hơi nước
mà có nhiều kinh nghiệm về loại máy móc này.
Murdock đã chế ra một xe 3 bánh chạy bằng hơi
nước. Nhưng sự tiến bộ về xe tự
động thực ra là nhờ các công lao của Richard
Trevithick, một người thợ chuyên về máy hơi
nước tại mỏ Cornwall. Sau khi đã thử
nhiều loại máy hơi nước và thay vì lắp
chiếc máy vào loại xe ngựa thông thường,
Trevithick lại đóng riêng một sườn xe thích
hợp với chiếc máy hơi nước này. Trevithick
đã chế tạo được một chiếc xe
lửa, cho xe chạy thử vào đêm hôm trước
Lễ Giáng Sinh năm 1801. Trevithick là người đầu
tiên làm ra xe lửa dùng máy hơi nước chạy trên
quốc lộ tại nước Anh. Trong các năm kế
tiếp, Trevithick đã đóng nhiều loại xe và vào năm
1804, một xe lửa của Trevithick gồm 5 toa, chở
được 9 tấn sắt, 70 người và chạy
được 15 cây số (9.5 dậm). Như vậy đây
là thành công đầu tiên về đầu máy xe lửa
trên thế giới.
Tại Hoa Kỳ vào cuối thế kỷ 18, nhiều nhà
phát minh đã nghĩ về loại xe dùng sức của hơi
nước. Nathan Read đã lấy bằng phát minh vào năm
1788 về một nồi đun hình trụ và loại
nồi nước này đã được nhiều người
lấy mẫu. Read cũng chế tạo được
một xe chạy hơi nước và đã cầu
chứng.
Một nhà phát minh người Mỹ khác cũng quan tâm
tới năng lực của hơi nước là Oliver
Evans, người sửa chữa bánh xe tại Philadelphia.
Evans đã nhìn thấy khả năng của loại xe dùng
sức mạnh của hơi nước. Vào năm 1787,
Evans xin tiểu bang Maryland cho độc quyền chế
tạo và khai thác xe chạy bằng hơi nước. 13 năm
sau, Evans chế tạo được một bộ máy hơi
nước và đã dự định đem áp dụng vào
loại xe chạy trên đường lộ nhưng Evans
bị quần chúng phản đối nên đã bỏ qua
ý tưởng này. Khi bênh vực kế hoạch của mình,
Evans đã tiên đoán như sau: "Sẽ đến
một ngày, dân chúng từ tỉnh nọ sang tỉnh kia
bằng các toa tầu chuyển vận do hơi nước
mà cũng nhanh như chim bay, tức là từ 15 tới 20
dậm một giờ. Trên loại xe này khởi hành
từ Washington vào ban sáng, hành khách sẽ dùng điểm
tâm tại Baltimore, ăn cơm trưa tại Philadelphia và
trong cùng một ngày, dùng cơm chiều tại New
York". Vào năm 1804, khi mọi người tưởng
rằng Evans đã quên các giấc mộng "điên khùng"
thì nhà phát minh bướng bỉnh này lại sản
xuất ra được một thứ sà lan (scow) bên dưới
có các bánh xe và dùng một máy hơi nước đẩy
xe.
Tới khi nhiều loại xe cộ dùng năng lực hơi
nước đã chuyển vận được thì
nhiều nhà phát minh quay về cải tiến dần
dần loại xe chuyển chở mới này. Các xe đầu
tiên không có gì khác hơn là các xe ngựa được
lắp máy hơi nước, chúng trở thành những
"xe lửa" đầu tiên, vừa to lớn, vừa
thô kệch và nguy hiểm, khiến cho dư luận dân chúng
không muốn loại xe cộ này chạy trên quốc
lộ. Các nhà chế tạo xe dùng hơi nước
liền nghĩ tới việc thiết lập những con
đường riêng, như vậy họ tránh được
sự phản đối của các người dùng
đường lộ và lại được tự do hoàn
toàn. Sự tiến triển này khiến cho đường
rầy xe lửa ra đời.
2/ Hệ thống xe lửa.
Người đầu tiên thành công trong việc chế
tạo một đầu tầu xe lửa chở hành khách
là George Stephenson, một người thợ làm trong hầm
mỏ tại nước Anh. Khi trước làm việc dưới
hầm mỏ, Stephenson đã từng quen thuộc với các
loại máy hơi nước của James Watt, rồi theo các
ý tưởng của Murdock và Trevithick, Stephenson chế
tạo một đầu tầu kéo được 90
tấn trên quãng đường 85 dậm. Stephenson chế
tạo tiếp chiếc xe thứ hai rồi chiếc
thứ ba, nặng 4 tấn rưỡi, bánh xe có đường
kính 1.42 mét. Chiếc thứ ba này có tên là Rocket và
được cho chạy vào năm 1830, mở đầu
ngành hỏa xa. Trong những lần thử ban đầu,
chiếc Rocket chở được 36 hành khách và chạy
với tốc độ 30 dậm một giờ.
Đường rầy xe lửa đầu tiên cũng
được George Stephenson xây dựng, dài 32 cây số
(20 dậm), bắt đầu nối hai thị xã Stockton và
Darlington vào năm 1825 và trên tuyến đường này,
các xe lửa dùng hơi nước đã chạy theo
một lịch trình đều đặn. Một tuyến
đường xe lửa thứ hai được Stephenson
thiết lập vào năm 1830, dài 48 cây số (32 dậm)
nối thành phố Liverpool với thành phố Manchester
với các đoàn xe lửa dùng hơi nước chở
hành khách chạy đều đặn. Stephenson còn đề
nghị tất cả đường rầy của
quốc gia phải theo cùng một tiêu chuẩn và kích
tấc này là 4 feet 8.5 inches (1.44 mét) tương
đương với chiều dài của trục xe
ngựa thời đó. Về sau các nước thuộc châu
Âu và Hoa Kỳ đều dùng tiêu chuẩn này.
Nhờ tư tưởng của các nhà phát minh người
Anh và cũng nhờ những đầu tầu chế
tạo tại nước Anh mà Hoa Kỳ là nước
thực hiện có kết quả ngành hỏa xa. Đại
Tá John Stevens xin được đặc quyền tại
New Jersey về khai thác đường xe lửa. Vào năm
1825, Stevens chế tạo một đầu tầu và cho
tầu chạy một vòng nhỏ tại Hoboken, New Jersey.
Stevens đã nghĩ ra nguyên tắc dùng bánh xe có răng
của đầu tầu ăn khớp vào các đường
răng đặt giữa đường tầu chạy.
Hai năm sau, công ty Delaware and Hudson Canal của tiểu bang
Pennsylvania quyết định thiết lập một
tuyến xe lửa và công ty đã nhập cảng hai đầu
tầu do Stephenson chế tạo. Một trong hai đầu
tầu này có tên là Stourbridge Lion, đây là chiếc xe
lửa đầu tiên được dùng có tính cách thương
mại tại Hoa Kỳ.
Năm 1831, chiếc đầu tầu John Bull được
đem vào Hoa Kỳ để chạy tuyến đường
xe lửa Camden và Amboy rồi sự nhập cảng các
đầu tầu của nước Anh bị chấm
dứt vì loại xe này quá nặng nề đối
với những con đường xe lửa mỏng manh
của Hoa Kỳ. Vì thế nhiều loại đầu
tầu mới được chế tạo tại chỗ
để thích hợp hơn. Từ năm 1830, Peter Cooper
chế tạo chiếc đầu tầu Tom Thumb dùng cho
đường xe lửa Baltimore - Ohio và xưởng đúc
West Point cho ra đời chiếc xe Best Friend để
xử dụng vào năm 1831 tại tiểu bang South Carolina,
trên tuyến đường giữa Charleston và Hamburg.
Các nồi súp-de khi thì được đặt thẳng
đứng, lúc được sửa đổi thành
nằm ngang. Chiếc đầu tầu xe lửa lịch
sử De Witt Clinton của công ty hỏa xa Mohawk and Hudson do xưởng
đúc West Point chế tạo có nồi súp-de nằm ngang.
Vào tháng 8 năm 1831, chiếc đầu tầu lịch
sử kể trên đã kéo một đoàn tầu không mui
chạy quãng đường dài 17 dậm từ Albany
tới Schenectady trong 1 giờ 45 phút và đã đạt
được vận tốc tối đa là 30 dậm
một giờ. Lúc trở về đoàn tầu đã
chạy trong khoảng một giờ. Xe lửa De Witt Clinton
đã được dùng trong 14 năm rồi mới
chịu nhường chỗ cho các con tầu tân tiến hơn.
Nhờ khả năng chở nặng, xe lửa được
phổ thông hóa và được nhiều người dùng
tới. Hoa Kỳ là nước giàu về nguyên liệu
lại rộng rãi về đất đai, nên đã là
một nơi rất thích hợp cho các nhà tiền phong
về ngành hỏa xa. Nhờ xe lửa, người ta đã
có thể chở nhiều nguyên liệu ra khỏi các vùng
khai khẩn về những cơ xưởng. Vì thế người
Mỹ đã bỏ hàng triệu bạc vào việc
thiết lập ngành chuyên chở này. Sự phát triển
xe lửa vào những năm giữa thế kỷ 19 đã
là một mốc đánh dấu sự tiến bộ
của một ngành kỹ nghệ mới. Các nhà phát minh
Hoa Kỳ nhờ thiên khiếu về máy móc, đã thêm vào
các kiểu đầu tầu xe lửa của châu Âu
nhiều cải cách đáng kể. Chỉ trong vài chục
năm, đường xe lửa đã chạy dọc theo
các vùng đất hoang vu thuộc miền thung lũng sông
Mississippi, qua các cánh đồng tới rặng núi Rockies và
tới tận miền bờ biển Thái Bình Dương.
Để có thể cung cấp đủ các đầu
tầu theo nhu cầu đòi hỏi, các xưởng đúc
thép đặc biệt ra đời. Trong những ngày
đầu, xưởng của Mathew Baldwin đã đóng
một vai trò quan trọng. Baldwin trước kia là một
người thợ kim hoàn nhưng đã bỏ nghề
đó mà quay sang nghề mới. Baldwin bắt đầu
chế tạo chiếc đầu tầu xe lửa có tên là
Old Ironsides vào năm 1832 theo kiểu chiếc John Bull. Đây
là một đầu tầu nặng 8 tấn, có thể kéo
được 80 tấn hàng. Vì các con đường
tại Hoa Kỳ thường dốc hơn và các khúc quanh
nhọn hơn tại nước Anh nên các nhà chế
tạo phải suy tính sao cho đầu tầu có đủ
sức mạnh, lại dễ lái theo các đường
cong. Tính chất sau này đã được cải cách do
kỹ sư Jervis của công ty hỏa xa Mohawk and Hudson.
Jervis cũng tăng số bánh xe của đầu tầu
từ 4 lên tới 8 bánh.
Tại cơ xưởng Rogers Locomotive ở Paterson, New
Jersey, các đầu tầu được chế tạo
với các xy lanh nằm bên ngoài khung tầu. Chiếc đầu
tầu chế tạo cho đường xe lửa New York,
New Haven và Harford đã trở nên mẫu mực trong
nửa thế kỷ cho các đầu tầu khác tại
Hoa Kỳ. Chiếc đầu tầu này có 8 bánh, 11 xylanh dài
45 cm. Vì năng lực của đầu tầu ngày
một gia tăng, người ta phải nghĩ tới cách
làm sao cho bánh xe không trượt đi khi tầu chạy.
Sự trượt này có thể tránh được
nếu cho sức mạnh dồn vào các bánh bẻ lái, vì
thế các đầu tầu kéo toa chở hàng được
tăng số bánh bẻ lái. Về sau người ta tìm
kiếm các phương pháp làm tăng thêm sức mạnh
của đầu tầu mà vẫn chỉ dùng cùng một
số lượng than, một thí dụ là chiếc đầu
tầu khổng lồ Virginian có chiều dài 32.6 mét
nặng 450 tấn đủ sức kéo được
17,000 tấn.
3/ Xe lửa chở hành khách.
Tới năm 1850, phần lớn các tuyền đường
xe lửa được xây dựng tại các tiểu bang
nằm về phía đông của giòng sông Mississippi. Đã
có các mạng lưới đường xe lửa tỏa
ra từ các thành phố lớn như Boston, New York và
Philadelphia, nối với các thành phố miền trung tây và
miền đông nam. Tại vùng hồ Erie, công ty xe lửa
đã mở tuyến nối từ Piermont tới Dunkirk vào
năm 1851 rồi trong thập niên 1880, xe lửa đã
chạy trên các con đường nối từ Chicago
tới vùng thung lũng sông Mississippi. Vào năm 1857, cả
hai thành phố Chicago và Saint Louis đều là các trung tâm
vận chuyển.
Năm 1850 Hạ Viện Hoa Kỳ bắt đầu dùng các
vùng đất liên bang cấp cho các công ty xây dựng
đường xe lửa vì Hạ Viện cho rằng các
con đường này sẽ hấp dẫn các người
định cư về cư ngụ tại những
miền đất Trung Tây và Miền Nam chưa được
phát triển. Nhờ sự giúp đỡ về đất
đai này, một tuyến đường xe lửa đã
nối thành phố Chicago với thành phố Mobile, gần
Vịnh Mexico thuộc tiểu bang Alabama. Trong thập niên
1860, xe lửa vẫn tiếp tục phát triển và đã
đóng một vai trò quan trọng trong Cuộc Nội
Chiến Nam Bắc Mỹ (1861/65) bằng cách di chuyển
binh sĩ và đồ tiếp liệu ra mặt trận.
Vào đầu thập niên 1860, chính quyền Hoa Kỳ
quyết định phát triển hệ thống đường
xe lửa băng qua lãnh thổ. Con đường sắt
được đề nghị chạy dọc theo vĩ
tuyến 42, từ thành phố Omaha thuộc tiểu bang
Nebraska, tới thành phố Sacramento thuộc tiểu bang
California. Trong khi đó đường xe lửa từ
Chicago sẽ được xây dựng để nối
tới thành phố Omaha. Vào năm 1862, Quốc Hội Hoa
Kỳ thông qua Đạo Luật Đường Xe Lửa
Thái Bình Dương (the Pacific Railroad Act) trao trách nhiệm xây
dựng cho 2 công ty: Công Ty Central Pacific Railroad đặt
đường sắt từ thành phố Sacramento hướng
về phía đông, còn Công Ty Union Pacific bắt đầu
từ thành phố Omaha hướng về phía tây. Chính
quyền Hoa Kỳ đã cung cấp cho các công ty này các
dải đất rộng và cho vay hàng triệu mỹ kim.
Tuyến đường xe lửa từ Sacramento bắt
đầu vào năm 1863 và công trình này đã gặp
nhiều khó khăn khi băng qua các rặng núi Rockies và
Sierra Nevada. Để có đủ công nhân làm đường
xe lửa, Công Ty Central Pacific đã thuê mướn hàng ngàn
di dân Trung Hoa trong khi đó hàng ngàn di dân khác từ châu Âu
làm việc cho Công Ty Union Pacific. Tới ngày 10/5/1869, hai
tuyến đường xe lửa đông và tây này
được nối lại với nhau tại thành
phố Promontory thuộc tiểu bang Utah và như vậy,
Hoa Kỳ là quốc gia đầu tiên có đường
xe lửa xuyên lục địa nối hai bờ biển
phía đông và phía tây. Tới cuối thế kỷ 19, Hoa
Kỳ đã có 5 tuyến đường xe lửa xuyên
lục địa trong khi đó Công Ty Xe Lửa Pacific Canada
(the Canadian Pacific Railway), bây giờ là Công Ty Đường
Sắt CP (CP Rail) cũng hoàn thành tuyến đường
xe lửa xuyên lục địa Canada vào năm 1885 và các
tuyến phụ nối với các thành phố lớn như
Montreal, Quebec và Vancouver. Đường xe lửa đã
mở ra các miền đất mới về định cư
và thương mại.
Về phương diện kỹ thuật, sau khi đã
giải quyết được sức mạnh của
đầu tầu, các nhà phát minh mới nghĩ tới cách
làm cho việc đi du lịch bằng xe lửa trở nên
an toàn và đầy đủ tiện nghi. Muốn cho xe
lửa tránh khỏi các tai nạn, các nhà kỹ thuật
phải tìm ra một thứ thắng có hiệu lực. Vào
năm 1869, George Westinghouse tại Schenectady, New York, đã
lấy bằng phát minh về một thứ thắng hơi
và nhờ loại thắng này, các con tầu có thể
ngừng lại nhanh hơn là dùng loại thắng tay và
số tai nạn giao thông giảm bớt đi. Sự an toàn
của xe lửa cũng tùy thuộc vào đèn hiệu và
sự hiểu biết về vị trí của các
chuyến tầu khác nhau. Đầu tiên, đèn hiệu
bằng tay được xử dụng nhưng rồi các
tai nạn vẫn tiếp tục xẩy ra khiến cho người
ta nghĩ tới việc dùng các đèn hiệu tự
động. Loại đèn tự động thấy
xuất hiện tại nước Anh vào năm 1858, sau
đó được dùng trên toàn thế giới.
Vào năm 1873, nhà phát minh tài tử người Mỹ tên
là Eli Janney đã lấy bằng phát minh về bộ
phận ráp toa tự động (automatic car coupler) rồi vào
năm 1893, Quốc Hội Hoa Kỳ thông qua Đạo
Luật An Toàn Xe Lửa (the Railroad Safety Appliance Act) bắt
buộc mọi con tầu phải có thắng hơi và
bộ phận ráp toa tự động.
4/ Các toa xe lửa Pullman.
Ngành hỏa xa càng phát triển, càng chở được
thêm nhiều hàng hóa và hành khách. Các nhà phát minh vì
vậy phải nghĩ tới việc cải tiến các
toa tầu chở người. Khởi đầu toa hành khách
không có mui, nên người đi xe bị phơi bày trước
nắng gió, chịu cảnh bụi bậm và khói đen
của đầu tầu. Muốn tránh những bất
tiện này, người ta đã chế ra các loại toa bít
bùng nhưng rồi các cải tiến được thêm
mãi tới khi toa tầu được lắp máy điều
hòa không khí, các đèn đọc sách và ghế điều
chỉnh được.
Vì xe lửa chạy cả ngày lẫn đêm nên hành khách
cần có chỗ nghỉ ngơi. Vào năm 1836, công ty xe
lửa Cumberland Valley đã chế tạo ra các toa xe có giường
nằm nhưng vào thời bấy giờ, những toa đặc
biệt này chỉ là những toa thường được
ngăn làm hai để đặt các giường
thiếu êm ái. Khi dùng các toa này, hành khách không có chỗ
thay quần áo và vấn đề vệ sinh còn là một
trở ngại. Về sau, giường đệm
được cung cấp nhưng hành khách phải tự
làm lấy giường nằm. Chính trong tình trạng này
mà George Pullman xuất hiện.
Sau khi suy nghĩ nhiều về toa hành khách, Pullman làm
được một toa có giường ngủ theo đúng
nghĩa của nó vào năm 1858. Pullman sửa chữa
lại hai toa tầu cũ, thiết lập phòng ngủ và
phòng rửa mặt, sơn bên trong bằng màu đỏ
nhạt, bọc ghế bằng vải dạ, thắp sáng
toa tầu bằng đèn dầu và thêm vào các lò sưởi.
Giường đu đưa (swinging upper berth) và ghế
biến cải (convertible chairs) là các phần đóng góp
lớn lao của Pullman.
Muốn làm cho toa tầu ngủ sang trọng hơn, người
ta cần tới các toa tầu rộng rãi hơn các toa xe
thường, điều này là một trở ngại cho các
công ty hỏa xa. Dù thế, Pullman vẫn đóng được
một toa tầu ngủ có tên là Pioneer, trị giá 20,000
mỹ kim. Đây là một món tiền lớn lao bỏ vào
một toa xe đơn độc. Toa Pioneer đã được
dùng để chở Thi Hài Tổng Thống Lincoln từ
Chicago về Springfield. Vào năm 1867, George Pullman tổ
chức công ty chuyên đóng toa xe lửa có giường
nằm gọi tên là The Pullman Palace Car Company.
Pullman vẫn tiếp tục vẽ kiểu và chế
tạo các toa tầu ngủ, dùng các toa có 6 bánh thay cho 4 bánh
và sửa sang bên trong bằng cách cho thêm những thảm
dệt, trần vẽ, các đèn có đế và thêm
tất cả đồ đạc phụ thuộc của
một khách sạn sang trọng. Vào năm 1867, George Pullman
có 47 toa xe ngủ và rất bận rộn nên không thể
làm thêm các toa xe khác được. Trong vài năm,
một số toa có giường ngủ lại được
xuất cảng sang nước Anh và khiến cho loại xe
này trở nên phổ thông tại Anh Quốc. Tới năm
1875 đã có 700 toa xe Pullman chạy trên nhiều tuyến
đường xe lửa. Ngày nay danh từ Pullman đồng
nghĩa với các tiện nghi dùng trên xe lửa.
Vào năm 1917, khi Hoa Kỳ tham dự Thế Chiến
Thứ Nhất thì vào tháng 12 năm đó, chính quyền
Hoa Kỳ đã kiểm soát toàn thể hệ thống
hỏa xa chạy trên lãnh thổ Hoa Kỳ và chỉ
trả hệ thống này về cho các công ty tư nhân vào
tháng 3 năm 1920.
Trong một thế kỷ, hơi nước được
dùng cho các loại xe chạy trên đường sắt. Các
tiến bộ kỹ thuật đã giúp ích vào việc làm
gia tăng sức mạnh và vận tốc của các đầu
tầu xe lửa dùng hơi nước. Tới cuối
thế kỷ 19, nhiều con tầu đã đạt
được tốc độ tối đa 50
dậm/giờ hay 80 cây số/giờ. Sau đó các kỹ sư
còn tìm cách áp dụng giòng điện vào đầu
tầu xe lửa và vào năm 1895, công ty xe lửa Baltimore -
Ohio đã thử nghiệm con tầu điện chạy trên
quãng đường dài 3.5 dậm hay 5.6 cây số trong
đường hầm dưới thành phố Baltimore.
Dần dần, điện lực đã thay thế hơi
nước và đã được áp dụng vào các
hệ thống hỏa xa của nhiều quốc gia.
Việc xử dụng điện lực khiến cho xe
lửa loại bỏ được khói và tiếng động
là hai thứ bất tiện cho vùng đông dân cư. Điện
lực còn cung cấp nhiều sức mạnh rất
cần thiết khi xe lửa phải leo các dốc cao,
lại cho xe một gia tốc lớn.
Đối với hệ thống hỏa xa dùng điện
lực, việc chính là làm sao có nguồn điện năng
liên tục. Tại vùng ngoại ô, điện năng
được cung cấp bằng một đường
sắt thứ ba. Trên các quãng đường dài, dòng
điện hai chiều được chuyển qua các
sợi dây mắc cao. Một trong các công trình về điện
lực hóa đường xe lửa là 440 dậm đường
sắt mới, thực hiện vào năm 1915 từ
rặng núi Rockies qua Chicago, Milwakee và Saint Paul. Vài năm sau,
42 đầu tầu vĩ đại được xử
dụng trên các quãng đường này, mỗi đầu
tầu nặng 284 tấn và được chuyển
vận bằng 8 động cơ mạnh 420 mã lực,
khiến cho tồng số động lực lên tới
3,440 mã lực. Đồng thời với các cải
tiến về đầu máy xe lửa, đường xe
lửa chế tạo bằng sắt đã được
thay thế bằng đường rầy thép và vật
liệu mới này bền chắc hơn 20 lần trong khi
đó các toa tầu bằng gỗ cũng được
thay bằng toa bọc thép vào năm 1907.
Sau khi động cơ diesel được phát minh,
loại động cơ này được áp dụng vào
đầu máy xe lửa và con tầu dùng điện và
động cơ diesel đầu tiên có tên là Burlington
Zephyr bắt đầu chuyên chở hành khách đều
đặn vào năm 1934. Ngoài ra còn có nhiều đầu
tầu danh tiếng, chạy trên các tuyến đường
khác nhau, chẳng hạn như đầu tầu City of
Salina của Công Ty Union Pacific, Super Chief của Santa Fe và
Comet của các thành phố New York, New Haven và Hartford.
Trong khi các kỹ thuật mới được dùng vào xe
lửa, các tuyến đường được mở
rộng và nối dài tới nhiều miền đất xa
xôi, thì chính xe lửa cũng bị cạnh tranh bởi xe
hơi, xe buýt, xe vận tải và máy bay. Trong thập niên
1940 và 1950, việc thay thế các bộ phận hư mòn
của xe lửa đã làm tốn kém hàng tỉ mỹ kim
và làm cho một số công ty bị phá sản. Tới
thập niên 1960, các công ty hỏa xa vẫn còn bị thua
lỗ, còn cần tới tiền trợ giúp của chính
quyền.
Vào năm 1970, chính quyền Hoa Kỳ thiết lập
hệ thống xe lửa Amtrak để chạy trên các
tuyến đường nối giữa nhiều thành
phố và Đạo Luật Tái Tổ Chức Xe Lửa
(the Railroad Reorganization Act) trong năm 1973 đã giúp đỡ
các công ty hỏa xa duy trì công việc phục vụ
bằng con đường sắt.
5/ Hệ thống xe lửa tại vài nước
khác.
Đường xe lửa khi được xây dựng nên,
đã mở ra các triển vọng mới về định
cư và thương mại. Vào cuối thế kỷ 19, các
xứ Argentina và Brazil đã phát triển rất nhanh sau khi
đặt xong các tuyến đường xe lửa. Băng
qua rặng núi Andes của miền Nam Mỹ cũng có
đường xe lửa và đường xe lửa trung
tâm của xứ Peru được bắt đầu vào
năm 1870.
Cũng vào cuối thế kỷ 19, các nước Anh, Pháp
và Đức đã lắp đặt các tuyến
đường xe lửa trên các miền đất
thuộc địa tại châu Phi và châu Á, chẳng
hạn như nước Anh đã giúp cho xứ Ấn
Độ 25,000 dậm đường rầy, tương
đương với 40,200 cây số. Nước Nga
bắt đầu đặt tuyến đường xe
lửa xuyên Tây Bá Lợi Á (the Trans-Siberian) dài 5,600 dậm
(9,910 cây số) vào năm 1891 và hoàn thành vào năm 1916. Nước
Úc khởi công về đường xe lửa dài 1,108
dậm (1,783 cây số) vào năm 1912 và hoàn thành vào năm
1917, nối hải cảng Pirie với thành phố
Kalgoordie. Tại Trung Hoa vào năm 1949 đã có 29,000 cây
số đường sắt và hệ thống này gia tăng
tới 54,000 cây số vào năm 1980 rồi mỗi năm,
1,000 cây số đường mới được tăng
thêm.
Nước Nhật Bản cũng phát triển rất nhanh
về hệ thống xe lửa vào cuối thế kỷ
19. Từ năm 1964, Nhật Bản đã thực hiện
loại xe lửa cao tốc nối hai thành phố Tokyo và
Osaka rồi về sau, hệ thống xe lửa Shinkansen
đã là một biểu tượng của nền kỹ
thuật và giao thông của nước Nhật Bản tân
tiến.
Hệ thống xe lửa bắt đầu từ nước
Anh, đã phát triển qua khắp châu Âu. Vào năm 1870,
phần lớn các quốc gia của châu Âu đều có
các tuyến xe lửa chính và các kỹ sư đã đục
các con đường hầm xuyên qua rặng núi Alps để
nối nước Pháp với hai nước Ý và Thụy
Sĩ bằng các tuyến xe lửa. Vào cuối thế
kỷ 19, xe lửa chở hành khách danh tiếng nhất châu
Âu có tên là Chuyến Xe Tốc Hành Phương Đông
(the Orient Express) bắt đầu hoạt động vào năm
1883 giữa thành phố Paris của nước Pháp nối
với thành phố Istanbul của nước Thổ Nhĩ
Kỳ.
Nước Pháp vào giữa thế kỷ 19 đã có 6 công
ty xe lửa loại lớn được thành lập :
miền Bắc, miền Đông, miền Tây, miền Trung,
P.L.M (Paris-Lyon-Méditerrannée) và P.O (Paris-Orléans). Sau này, chính
phủ Pháp quốc hữu hóa các công ty xe lửa vào năm
1938 để thành lập Công Ty Đường Sắt
Quốc Gia S.N.C.F. (La société nationale des chemins de fer). Vào đầu
năm 1976, nước Pháp bắt đầu thực
hiện hệ thống xe lửa cao tốc TGV (train à grande
vitesse) trên tuyến đường Paris - Lyon dài 425 cây
số nhờ đó thời gian ngồi xe giảm từ 3
giờ 50 phút xuống còn dưới 2 giờ. Tới năm
1987, loại xe lửa cao tốc TGV được nới
rộng tới các thành phố Lille, Rouen, Marseille, Grenoble,
Lausanne, Genève và Berne của nước Thụy Sĩ,
rồi về sau hệ thống này được phát
triển sang các miền Bắc, miền Nam và miền Đại
Tây Dương của nước Pháp.
Hệ thống xe lửa là một phương tiện
vận chuyển rất nhanh chóng, không gây ô nhiễm cho môi
trường sống, rất an toàn, không những dùng cho hành
khách mà còn dùng cho các vật liệu nguy hiểm như các
chất nổ, các loại khí nén hay các nguyên liệu phóng
xạ.
|
