Εφαρμογές της ατμοκίνησης

Οι πρώτες ατμομηχανές χρησιμοποιήθηκαν, όπως αναφέρθηκε στα προηγούμενα, για την κίνηση αντλιών σε ορυχεία, αλλά και σε διάφορες μονάδες παραγωγής με κλωστοϋφαντουργικές μηχανές, εργαλειομηχανές κ.ά..  η ιδέα να χρησιμοποιηθούν αυτές οι μηχανές για τη μεταφορά προσωπικού και αγαθών δεν ήταν μακριά. Οι πρώτες ατμομηχανές απετέλεσαν λοιπόν κίνητρο για την κατασκευή αυτοκινούμενων οχημάτων.

Ατμοκινούμενα χερσαία οχήματα

Το όραμα όλων των τεχνικών και ερευνητών για κατασκευή αυτοκινούμενου «μικρού» οχήματος ήταν ισχυρό, τα διαθέσιμα τεχνικά μέσα ήταν όμως ανεπαρκή. Ήδη κατά το Μεσαίωνα παρουσιάστηκαν οχήματα, των οποίων τους τροχούς κινούσε ένας ανεμόμυλος, άλλοι σκέφτηκαν να «αξιοποιήσουν» τη μυϊκή δύναμη των ανθρώπων, δηλαδή των δούλων. Ο Leonardo da Vinci σχεδίασε επίσης ένα όχημα, το ποίο θα κινούσε με μοχλούς ο οδηγός του, ίσως και κάποιος βοηθός. Ο άνθρωπος μπορεί να διαθέσει όμως με το σώμα του μια σταθερή ισχύ της τάξης των 70 W, η οποία είναι ανεπαρκής για να διατηρηθεί σε κίνηση για μακρύ χρονικό διάστημα και με αξιόλογη ταχύτητα ένα τετράτροχο όχημα με επιβάτη. Δεν ήταν λοιπόν δυνατή η κατασκευή αυτοκινούμενου οχήματος, αν δεν υπήρχε κατάλληλη κινητήρια μηχανή! Ο Νεύτων είχε σχεδιάσει επίσης ένα ατμοκινούμενο βαγόνι (steam carriage), του οποίου η λειτουργία θα στηριζόταν στην αρχή της ατμοώθησης. Στις σημειώσεις που βρέθηκαν μετά το θάνατό του υπήρχαν όμως μόνο σκίτσα και πουθενά περιγραφές και υπολογισμοί. Σίγουρα δεν έγινε ποτέ κάποια σχετική κατασκευή!  Πρώτη κατασκευή τέτοιου είδους που λειτούργησε, ήταν ένας αυτοκινούμενος κιλλίβαντας πυροβόλου που ανέθεσε το έτος 1764 ο γαλλικός στρατός στον Nicolas Joseph Cugnot (Κουνιό, 1725-1804). Ο Κουνιό προσπάθησε να περιορίσει το μέγεθος της ατμομηχανής που χρησιμοποιείτο ήδη σε βιομηχανίες και ορυχεία και πέτυχε να κατασκευάσει ένα αυτοκινούμενο «τέρας», το οποίο ανέπτυσσε μέγιστη ταχύτητα περί τα 4,5 km/h και απαιτούσε να ανεφοδιάζεται με νερό περίπου ανά δωδεκάλεπτο! Ο θόρυβος και η καπνιά που εξέπεμπε αυτή η μηχανική χελώνα πρέπει να διασκέδαζε πολύ τους κατοίκους του Παρισιού, οι οποίοι έβλεπαν όμως το πρώτο αυτοκινούμενο όχημα στην ιστορία!  Τον Απρίλιο του 1770 οδήγησε ο Κουνιό το όχημά του από το Παρίσι στο Βενσέν, με μέση ταχύτητα 4 km/h.    Αυτοκινούμενος κιλλίβαντας με ατμομηχανή Κουνιό και σχηματική παράσταση λειτουργίας. Τα οικονομικά προβλήματα και οι πολιτικές ανακατατάξεις της εποχής εμπόδισαν όμως τη χρηματοδότηση για βελτίωση αυτού του οχήματος, το οποίο ήταν πολύ δυσκίνητο και έτσι η κατασκευή του Κουνιό ξεχάστηκε. Πρέπει να επισημάνουμε βέβαια ότι εκείνη την εποχή έπρεπε να επινοηθούν από την αρχή όλα τα τεχνικά συστήματα ενός αυτοκινούμενου οχήματος, σύστημα οδήγησης, πέδησης κλπ. Σε διάφορα ευρωπαϊκά μουσεία υπάρχουν σύγχρονες ανακατασκευές του οχήματος του Κουνιό.  Το έτος 1784 παρουσίασε ο 'Αγγλος τεχνικός Murdoch ή Murdock (1754-1839) ένα «ατμοκίνητο βαγόνι» (steam carriage), το οποίο όμως δεν φαίνεται να κυκλοφόρησε ποτέ. Ο Μέρντοχ είχε όμως από άλλη πλευρά σημαντική συμμετοχή στην υλοποίηση του στόχου της ατμοκίνησης: Ήταν δάσκαλος του Richard Trevithick (Τρέβιθικ, 1771-1883), ο οποίος και είναι ο πραγματικός εφευρέτης των χερσαίων αυτοκινούμενων οχημάτων, τόσο σε ελεύθερο δρόμο, όσο και σε τροχιά. Ο Τρέβιθικ, μετά από νεανικά χρόνια ως παλαιστής, εργάστηκε με τον πατέρα του σε ορυχεία κι εκεί έβαλε ως στόχο του να βελτιώσει την ατμομηχανή του Νιουκόμμεν, κάτι που έκανε παράλληλα και ο Βατ. Πράγματι κατασκεύασε ο Τρέβιθικ μια ατμομηχανή υψηλής πίεσης σε συνεργασία με τον Edward Bull, η οποία μηχανή αξιοοποιήθηκε στο ορυχείο.  Με τον καιρό ωρίμασε στο μυαλό του Τρέβιθικ η ιδέα να κατασκευάσει ένα αυτοκινούμενο όχημα, αφού είχε δουλέψει ως μαθητευόμενος δίπλα στον Μέρντοχ. Από το έτος  1796 και μετά κατασκεύασε λοιπόν ο Τρέβιθικ μία μικρή σε όγκο ατμομηχανή υψηλής πίεσης (2,8 bar), γιατί η μηχανή χαμηλής πίεσης του Βατ ήταν ογκώδης. Το 1800 κατακυρώθηκε η ευρεσιτεχνία γι' αυτή τη μηχανή στον Τρέβιθικ και το 1801 παρουσίασε ο εφευρέτης το πρώτο όχημά του, το οποίο είναι και το πρώτο αυτοκινούμενο όχημα που μπορούσε να αντιμετωπίζει ανωφέρειες στους δρόμους. Βέβαια, το όχημα αυτό πήρε το όνομα Puffing Devil, δλδ. «διάβολος» που ξεφυσσάει, γιατί ο θόρυβο και η καπνιά του γίνονταν αντιληπτά ήδη από πολλές εκατοντάδες μέτρα.  Χαρακτηριστικό αυτού του οχήματος είναι ότι δεν είχε προβλεφτεί θέση για τον οδηγό.  οι κατασκευαστές είχαν στο μυαλό τους τη σταθερή ατμομηχανή, στην οποία απλώς τοποθέτησαν ρόδες. Αποτέλεσμα ήταν να τρέχει ο οδηγός πίσω από το όχημα και να το χειρίζεται. Έτσι κι αλλιώς η μέση ταχύτητά του δεν ήταν σημαντική, αν και η μέγιστη λέγεται ότι έφτανε τα 8 km/h! Ακόμα και στις σημερινές ανακατασκευές του οχήματος που βρίσκονται σε μουσεία και κυκλοφορούν δοκιμαστικά σε διάφορες επαιτίους, οι επιβαίνοντες στηρίζονται σε μικρές προεξοχές που δεν υπήρχαν στο αρχικό όχημα.  Λέγεται ότι αυτό το όχημα του Τρέβιθικ καταστράφηκε, όταν ο εφευρέτης το άφησε ανεπίβλεπτο και δεν πρόσεξε ότι είχε εξαντληθεί το απόθεμα νερού στο λέβητα. Στην Αγγλία κυκλοφορούν πολλές ιστορίες για τα έργα και τις επιτυχίες ή αποτυχίες του Τρέβιθικ. Ο εφευρέτης κατασκεύασε και ατμομηχανή πάνω σε τροχιές, για την οποία θα γίνει αναφορά στα επόμενα. Γεγονός είναι ότι ο ίδιος, μάλλον από έλλειψη εμπορικού πνεύματος, απέτυχε οικονομικά και, όταν πέθανε, κηδεύτηκε με έρανο των φίλων.

Σύγχρονη ανακατασκευή του οχήματος του Trevithick.

Μέσα στα επόμενα 80 χρόνια, μέχρι το 1886 που παρουσίασε ο Carl Friedrich Benz το πρώτο αυτοκινούμενο όχημα με μηχανή εσωτερικής καύσης, κατασκευάστηκαν πάνω από Χ ατμοκίνητα οχήματα, το ένα καλύτερο από το άλλο, αλλά όλα με το μειονέκτημα του μεγάλου βάρους, του θορύβου και της καπνιάς. Θα παραθέσουμε εδώ συνοπτικά τα κυριότερα από αυτά τα οχήματα:  Το έτος 1805 παρουσίασε ο Αμερικάνος Oliver Evans ένα αμφίβιο όχημα. Ο Έβανς ασχολήθηκε από νεαρής ηλικίας με ατμομηχανές και κατασκεύασε ένα όχημα για τους δρόμους της πολιτείας Delaware ήδη το 1786. Δεν φαίνεται να εντυπωσίασε τις αρχές με το κατασκεύασμά του, πιθανόν λόγω του θορύβου και της καπνιάς που εξέπεμπε το όχημά του. Αργότερα, το έτος 1805 πρόσθεσε ο Έβανς μια προπέλα στο 20 τόνων όχημά του και το μετέτρεψε σε αμφίβιο, το οποίο έτσι εκτελούσε μεταφορές για λογαριασμό του Υπουργείου Υγείας. Θεωρείται το πρώτο όχημα που κυκλοφόρησε στις ΗΠΑ. Ο Τρέβιθικ είχε δείξει ότι οι μεταλλικοί τροχοί είχαν επαρκή τριβή στο χωμάτινο έδαφος για να κυλήσει ένα όχημα. Ο 'Αγγλος David Gordon σκέφτηκε όμως μια άλλη λύση, να μιμηθεί τα πόδια του αλόγου κατά την κίνηση του αυτοκινήτου του. Το εντυπωσιακό κατασκεύσμα δεν διατηρήθηκε όμως για πολύ στην κυκλοφορία, αφενός επειδή, λόγω του πολύπλοκου μηχανισμού του, είχε συχνά βλάβες, αφετέρου επειδή προκαλούσε ζημιές στους δρόμους! Ένας άλλος 'Αγγλος, ο Sir Goldsworthy Gurney (Γκάρνι, 1793-1875) ήταν γνωστός τεχνικός της εποχής και εγκατέστησε συστήματα θέρμανσης και φωτισμού στη Βουλή των Κοινοτήτων. Το έτος 1825 κατασκεύασε το πρώτο ατμοκίνητο όχημά του, το οποίο χρησιμοποιούσε στις ανωφέρειες βοηθητικά πόδια, όπως προηγουμένως το όχημα του Γκόρντον. Με το όχημα αυτό πραγματοποίησε ο Γκάρνι πολλά ταξίδια από το Λονδίνο στο Bath. Τόσο όμως το γεγονός ότι κάθε 7 χιλιόμετρα περίπου απαιτείτο ανατροφοδότηση του οχήματος με κάρβουνο και νερό, όσο και επειδή σε ένα ταξίδι υπέστη ο μηχανισμός σημαντική βλάβη και επέστρεψε στο Λονδίνο συρόμενο από άλογα, εγκαταλήφθηκε αυτή η κατασκευή οριστικά  Ένα επόμενο όχημα του Γκάρνι δοκιμάστηκε, τόσο σε δρόμο, όσο και σε σιδηροτροχιές. Στην πραγματικότητα επρόκειτο για μηχανή έλξης μιας παραδοσιακής άμαξας, το όχημα αυτό τοποθετείτο δηλαδή στη θέση του αλόγου. Λέγεται ότι στη συρόμενη άμαξα ήταν δυνατόν να επιβαίνουν 18 άτομα, τα οποία θα δέχονταν κατά πρόσωπο όλη την καπνιά της ατμομηχανής! Η μηχανή του Γκάρνι εξερράγη το 1831, κατά μερικές πληροφορίες λόγω σαμποτάζ, κατ' άλλες όταν προσπάθησαν να το λειτουργήσουν ανεκπαίδευτοι στα μυστικά των ατμομηχανών και έκτοτε δεν ανακατασκευάστηκε. Μέχρι την καταστροφή του, το όχημα αυτό είχε κάνει σχεδόν 400 ταξίδια και είχε καλύψει κάπου 6.000 χιλιόμετρα. Το πρώτο όχημα του Walter Hancock ήταν τρίκυκλο, τέθηκε σε κυκλοφορία το 1827 και ονομάστηκε «Infant» (νήπιο). Η κίνηση μεταφερόταν από την ατμομηχανή στις ρόδες με αλυσίδα, περίπου όπως σήμερα στα ποδήλατα. To 1831 εξερράγη ο λέβητας και σκοτώθηκε ο οδηγός, όταν αυτός έκλεισε μια βαλβίδα ασφαλείας για να αυξήσει την πίεση.  Μετά από αυτό το ατύχημα ο Χάνκοκ κατασκεύασε το 1833 ένα νέο όχημα, το οποίο ονόμασε «Enterprise» (εγχείρημα), ενισχυμένο και προστατευμένο σε σχέση με το προηγούμενο. Στα δρομολόγια που πραγματοποιούσε, έπαιρναν μέρος επιφανείς εκπρόσωποι της επιστήμης και του τύπου, για να ξεπεράσει ο κόσμος τη φοβία του από αυτά τα «ατμοκίνητα άλογα», όπως τα ονόμαζε.  Το έτος 1833 αποφάσισε ο Dr. Church να δρομολογήσει ένα αυτοκίνητο όχημά του που ονόμασε «Leviathan», στη διαδρομή Οξφόρδη - Μπέρμιγχαμ Ήταν τρίτροχο, με ελαστικά καλύμματα στους μεταλλικούς τροχούς και έπαιρνε 50 επιβάτες.Είχε δε μοντέρνα για την εποχή διακόσμηση ροκοκό για να προσελκύσει το κοινό, το ποίο δεν έβλεπε με καλό μάτι όλα αυτά τα «διαβολικά κατασκευάσματα»!  Το όχημα του Τσέρτς πραγματοποίησε μόνο δύο ταξίδια, τα οποία κατέληξαν με βλάβη του οχήματος και επιστροφή του συρόμενο από άλογα. Επίσης το έτος 1833 παρουσίασαν o συνταγματάρχης Francis Macerone και ο John Squire ένα δικής τους εμπνεύσεως ατμοκίνητο όχημα, το οποίο δρομολογήθηκε στα περίπου 35 χιλιόμετρα μεταξύ Λονδίνου και Windsor και μετέφερε 11 επιβάτες σε 2 ώρες. Στη συνέχεια προέκυψαν αντιδικίες μεταξύ των συνεταίρων και η προσπάθεια για δημιουργία μεγάλης κατασκευαστικής εταιρίας έληξε άδοξα. Το έτος 1840 κατασκεύασε ο F. Hill από το Κεντ ένα όχημα, το πρώτο με διαφορικό στον πίσω άξονα. Επιχειρηματικός στόχος του ήταν να επιβληθεί στις συγκοινωνίες και μεταφορές του σιδηροδρόμου που αναπτυσσόταν όλο και περισσότερο - εγχείρημα που απέτυχε σε μικρό χρονικό διάστημα. Πέρασαν περί τα 15 χρόνια χωρίς αξιόλογη μεταβολή στο χώρο των ατμοκίνητων οχημάτων, μέχρι που ο Thomas Rickett ολοκλήρωσε μια σειρά από τρίκυκλα οχήματα. Με τις πρώτες δοκιμές το όχημα αυτό έφτανε μια ταχύτητα 18 km/h, με αξιόλογη σταθερότητα κινήσεως για την εποχή.  Το έτος 1862 κατασκεύασε ο T. Cowan από το Greenwich ένα όχημα με σχέδια των Yarrow και Hilditches, το οποίο ονομάστηκε «Greenwich ψαρ» και έφθανε μια ταχύστητα 48 km/h, ανεβαίνοντας σε ανωφέρειες 7% με ταχύτητα 8 km/h. Αυτό ακριβώς το όχημα κίνησε σε μια έκθεση αυτοκινήτων την προσοχή ενός νεαρού γερμανού τεχνικού, του Gottlieb Daimler, ο οποίος 2 δεκαετίες αργότερα παρουσίασε το πρώτο αυτοκίνητο με μηχανή εσωτερικής καύσης. Η μόνη αξιόλογη νέα κατασκευή ατμοκίνητου οχήματος στη δεκαετία του 1870 ήταν αυτή του Γάλλου μηχανικού Amedee Bollee. Ο πατέρας του είχε ιδρύσει ένα εργοστάσιο στην πόλη Mans το έτος 1842, δύο χρόνια πριν γεννηθεί ο Amadee. Τα οχήματα που παρουσίασε ο Bollee στις αρχές της δεκαετίας του 1870  είχαν διάφορες καινοτομίες στον έλεγχο κατεύθυνσης και στη μεταφορά της κίνησης. Το έτος 1875 ταξίδεψε ο κατασκευαστής σε απόσταση 200 km μέχρι το Παρίσι, έχοντας μαζί του και επιβάτες. Στην πρωτεύουσα προκάλεσε το όχημά του σημαντική εντύπωση, δεν έφερε όμως παραγγελίες.

Όλες αυτές οι κατασκευές δείχνουν ότι το πρόβλημα του δυσκίνητου, θορυβώδους και ρυπογόνου ατμοκίνητου οχήματος δεν είχε ξεπεραστεί. Ενώ την ίδια εποχή κυκλοφορούσαν τα τραίνα και τα πλοία μακριά από πυκνοκατοικημένες περιοχές και δεν ενοχλούσαν σημαντικά, τα ατμοκίνητα αυτοκίνητα έπρεπε εκ προδιαγραφής να κυκλοφορήσουν μέσα στις πόλεις και αυτό ακριβώς δημιουργούσε προβλήματα. Ο κινητήρας Stirling που ήταν διαθέσιμος ήδη από το έτος 1816, δεν παρείχε την απαραίτητη σταθερή ισχύ για να κινηθεί ένα ογκώδες όχημα. Έτσι, όταν μετά τη δεκαετία του 1880 παρουσιάστηκαν τα πρώτα αυτοκίνητα με κινητήρα εσωτερικής καύσης, τα ατμοκίνητα οχήματα που είχαν όλα αυτά τα χρόνια ως ανταγωνιστή μόνο τα ιππήλατα αμάξια και τα ποδήλατα, άρχισαν να υποχωρούν στην Ευρώπη, με εξαίρεση κάποιους ελκυστήρες (τρακτέρ) για αγροτικές και δομικές εργασίες. Στην Αμερική κρατήθηκαν μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα, αλλά με τη σταδιακή βελτίωση του βενζινοκινητήρα εγκαταλείφθηκαν κι εδώ οριστικά.     Ατμοκινούμενα πλοία   Το έτος 1736 λέγεται ότι κατασκεύσασε ο 'Αγγλος Jonathan Hull από το Gloucestershire, μια ατμοκίνητη μαούνα. Αν και δεν υπάρχουν άλλα στοιχεία, πέρα από ένα σχέδιο του πλοίου, αυτή η κατασκευή θα έπρεπε να θεωρείται το πρώτο ατμοκίνητο πλεούμενο στην ιστορία. Είναι όμως πολύ πιθανόν να μην κατασκευάστηκε ποτέ αυτό το πλοίο, παρότι ο Hull είχε πάρει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.  Το έτος 1783 δοκίμασε ο μαρκήσιος Jouffroy d'Abbens στη Λυών ένα ατμόπλοιο με όνομα «Pyroscaphe» (πυροσκάφος), δηλαδή ένα πλοίο (για την ακρίβεια ποταμόπλοιο), με κινητήρια ατμομηχανή. Το δοκιμαστικό ταξίδι του κράτησε μόνο 15 λεπτά, γιατί η ατμομηχανή άρχισε να προκαλεί κραδασμούς, με αποτέλεσμα να υποστεί το σκάφος ρωγμές και να βυθιστεί.   Το ατμόπλοιο του Φούλτον Το έτος 1787 κατασκευάστηκε ένα ποταμόπλοιο με ατμομηχανή από τον Αμερικανό εφευρέτη John Fitch (Φιτς, 1743-1798). Ο Φιτς είχε χρησιμοποιήσει σχέδια και ιδέες ενός άλλους εφευρέτη, του William Henry (Χένρυ, 1729-1786), του οποίου όμως τα πλοία δεν είχαν καλή τύχη. Το πρώτο από αυτά βυθίστηκε και το δεύτερο δεν έφτασε καν μέχρι το νερό, γιατί ο εφευρέτης πέθανε! Το πλοίο του Φιτς που ήταν ίσως το πλοίο του Χένρυ σε ολοκληρωμένη μορφή, δρομολογήθηκε στον ποταμό Delaware μεταξύ των πόλεων Φιλαδέλφεια και Τρέντον. Επειδή όμως δεν υπήρξε ικανοποιητική προσέλευση επιβατών, το πλοίο αποσύρθηκε από την κυκλοφορία και ξεχάστηκε.  Το έτος 1807, είκοσι χρόνια μετά τον Φιτς, κατασκεύασε ο επίσης Αμερικανός Robert Fulton (Φούλτον, 1765-1815) ένα νέο ατμόπλοιο, του οποίου η μηχανή είχε καλύτερη απόδοση από εκείνη του Φιτς. Το δρομολόγιο του πλοίου ήταν στον ποταμό Χάτσον, μεταξύ Νέας Υόρκης και Όλμπανυ (Albany), με ταχύτητα περί τα 8 km/h. Όλα τα ατμόπλοια εκείνης της εποχής είχαν ταυτόχρονα και πανιά, για την περίπτωση που η ατμομηχανή πάθαινε βλάβη, πράγμα σύνηθες. Το πρώτο αμιγώς ατμοκίνητο πλοίο ήταν το καναδικό «Royal William» που κατασκευάστηκε το έτος 1831. Η λειτουργία της γραμμής που εξυπηρετούσε το πλοίο του Φούλτον, αποδείχθηκε επικερδής και ο εφευρέτης δρομολόγησε κι άλλα ποταμόπλοια στην ίδια διαδρομή. Η εμπορική επιτυχία του μέσου οδήγησε στη διάδοση του ονόματος του Φούλτον, με αποτέλεσμα να θεωρείται αυτός, ανακριβώς, ως πρώτος κατασκευαστής ατμόπλοιου στην Ιστορία της Τεχνικής.  Λέγεται ότι ο Φούλτον είχε προσπαθήσει να κερδίσει το ενδιαφέρον του Ναπολέοντα στη Γαλλία, ήδη το 1801, για την κατασκευή ενός πολεμικού ατμόπλοιου. Ο εφευρέτης παρουσίασε, μαζί με Γάλλους τεχνικούς, τα πλεονεκτήματα ενός ατμοκινούμενου πλοίου, τα οποία ο Ναπολέων δεν φαίνεται να καταλάβαινε. Αρχικά αναρωτήθηκε ο στρατηγός, αν είναι ποτέ δυνατόν να κινηθεί ένα πλοίο χωρίς πανιά! Στο τέλος, μετά από πολλές συζητήσεις, συνόψισε ο Ναπολέων τα συμπεράσματα λέγοντας περίπου ότι αποκλείεται να κρύβεται στον καπνό η ίδια δύναμη που έχει μέσα του ο αέρας! Έβλεπε τον καπνό που θα έβγαζε το υπό κατασκευή πολεμικό πλοίο, αλλά δεν αντιλαμβανόταν ότι αυτός ήταν ένα παραπροϊόν της λειτουργίας της ατμομηχανής. Έπρεπε εκείνη την εποχή να είναι κάποιος εξαιρετικά διορατικός για να κατανοήσει ότι, μετά από μερικές χιλιάδες χρόνια, τελείωνε η εποχή των ιστιοφόρων και άρχιζε μια νέα εποχή για τη ναυσιπλοΐα και την τεχνική γενικότερα.  Είναι ενδιαφέρον ότι όλες οι αρχικές προσπάθειες για τη λειτουργία ατμοπλοϊκών συγκοινωνιών έγιναν σε ποταμούς και λίμνες, ενώ από τη σημερινή σκοπιά θα θεωρούσαμε αυτονόητο να επιδιωχθούν από την αρχή υπερωκεάνιες συγκοινωνίες και μεταφορές. Η κατάσταση στις αρχές του 19ου αιώνα ήταν όμως τελείως διαφορετική. Η λειτουργία ατμομηχανών προϋπέθετε την παρουσία εξειδικευμένου τεχνικού προσωπικού και την ύπαρξη εξοπλισμένων συνεργείων. Η ιδέα να ταξιδεύει με το πλοίο ένας εκπαιδευμένος μηχανικός είναι μεταγενέστερη και η σημασία της δημιουργίας μηχανουργείων σε κάθε μεγαλύτερο λιμάνι αναγνωρίστηκε επίσης αργότερα. Αυτός είναι και ο λόγος που σχεδόν όλα τα ατμόπλοια είχαν μέχρι το τέλος του 19ου αιώνα, ταυτόχρονα και ιστία για την ανάρτηση πανιών, όταν παρουσιάζονταν μεσοπέλαγα βλάβες στη μηχανή. Το έτος 1833 πραγματοποίησε το ατμοκίνητο ιστιοφόρο «Royal William» ένα υπερατλαντικό ταξίδι 25 ημερών από το λιμάνι Pictou στον Καναδά, μέχρι το Λονδίνο. Το πλοίο αυτό που είχε κατασκευαστεί στον Καναδά το 1831 κινήθηκε σε όλο το ταξίδι με την ισχύ των μηχανών και μόνο κατά τη διάρκεια τηα αφαλάτωσης των λεβήτων που ήταν απαρίτητη ανά τετραήμερο, χρησιμοποιήθηκαν τα πανιά. Το Royal William είχε μήκος 54m, πλάτος 8,5m, ισχύ 300 ίππων και ταχύτητα 5 κόμβων. Πρώτο υπερωκεάνειο αρμόπλοιο που κατασκευάστηκε το 1837 στο Bristol και εκτελούσε τακτικά ταξίδια στον Ατλαντικό από το έτος 1838, ήταν το «Great Western», με μήκος 72m, βάρους 1.340 τόνων, μια μηχανή δύο κυλίνδρων συνολικής ισχύος 750 ίππων και ταχύτητα 8,5 κόμβων. Ο Isambard Kingdom Brunel (1806-1859) που κατασκεύασε το ατμόπλοιο Great Western, σχεδίασε και κατασκεύασε στα ναυπηγεία Millwall μαζί με τον John Scott Russell (1808-1882) ένα νεότερο υπερωκεάνειο με όνομα «Great Esatern», το οποίο ήταν έξι φορές μεγαλύτερο από κάθε άλλο πλοίο της εποχής, με μήκος 210m, πλάτος 26m, βύθισμα 9m, βάρος 18.915 τόνους, ταχύτητα 13,5 κόμβους και ισχύ μηχανών 8.300 ίππους σε μία έλικα και δύο τροχούς, ένας σε κάθε πλευρά του πλοίου. Το Great Esatern συνοδεύτηκε όμως από σειρά ατυχημάτων: Ήδη κατά την καθέλκυση σφηνώθηκε η πλώρη του στα ναυπηγεία, κατά το πρώτο δοκιμαστικό ταξίδι του εξερράγη ένας λέβητας και σκοτώθηκαν 6 ναύτες και, λόγω δεισιδαιμονίας του κόσμου, στο πρώτο υπερατλαντικό ταξίδι του βρίσκονταν στο κατάστρωμα μόνο 43 τολμηροί επιβάτες, ενώ το πλοίο είχε θέσεις για 3.000 άτομα. Όταν έφτασε δε στην Αμερική διαπιστώθηκε ότι δεν βρισκόταν επαρκής χώρος να μανουβράρει σε κανένα λιμάνι. Τελικά πουλήθηκε αυτό το πλοίο σε εταιρία πόντισης υποβρύχιων τηλεγραφικών καλωδίων και αξιοποιήθηκε μέχρι το έτος 1888. Σημαντικό είναι επίσης να σημειωθεί ότι αρχικά είχαν όλα τα ατμόπλοια ως κινητήριο μηχανισμό ένα πλευρικό και σε μερικές περιπτώσεις οπίσθιο τροχό, ο οποίος και προωθούσε το πλοίο. Σταδιακά άρχισε να χρησιμοποιούνται έλικες και από τη δεκαετία του 1840 πολλά πλοία είχαν μόνο έλικα. Αυτή ακριβώς τη δεκαετία κατασκευάζονταν πολεμικά πλοία με έλικα, σε μερικές περιπτώσεις μάλιστα με διπλή έλικα στον ίδιο άξονα (John Ericson), επειδή αυτή βρισκόταν κάτω από την επιφάνεια του νερού και ήταν προστατευμένη από τα εχθρικά πυρά. Το έτος 1860 είχαν καθιερωθεί στα υπερωκεάνια πλοία αποκλειστικά οι έλικες και μόνο ποταμόπλοια κατασκευάζονταν πλέον με τροχό. Η ελληνική ναυτιλία εισήλθε καθυστερημένα στην ατμοπλοΐα, κυρίως λόγω έλλειψης κεφαλαίων και απουσίας καταρτισμένων τεχνικών. Σταδιακά βελτιώθηκε όμως αυτή η κατάσταση και το έτος 1856 έγιναν οι πρώτες νηολογήσεις ατμοπλοίων με ελληνική σημαία. Στο τέλος του 19ου αιώνα κυκλοφορούσαν 84 ελληνικά ατμόπλοια και το έτος 1915 περί τα 475, πολλά από τα οποία (κάπου 270) καταστράφηκαν στη διάρκεια του α' παγκόσμιου πολέμου. Η δυσκολία προσαρμογής στη νέα τεχνολογία οδήγησε από νωρίς πολλούς νησιώτες ναυτικούς να αναζητήσουν την τύχη τους στα ξένα ως μετανάστες. Tο πιο χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν οι ναυτικοί από το Kαστελόριζο, οι οποίοι ίδρυσαν το 1912 στο Perth της Αυστραλίας την πρώτη οργανωμένη ελληνική κοινότητα, την «Kαστελοριζιακή Aδελφότητα».   Ατμοκινούμενοι συρμοί   Ο Στέφενσον σε ουγγαρέζικο γραμματόσημο. Η ιδέα χερσαίας αυτοκίνησης με χρήση ατμομηχανής απασχολούσε πολλούς τεχνικούς εκείνα τα χρόνια, μόνο που οι δρόμοι δεν προσφέρονταν για ομαλή κίνηση. Όταν αναφερόμαστε σε «δρόμο» στις αρχές του 19ου αιώνα, εννοούμε αυτό που ονομάζουμε σήμερα μονοπάτι.  μία φαρδιά λωρίδα εδάφους χωρίς χόρτα. Ο Βρετανός εφευρέτης Τρέβιθικ, στον οποίο αναφερθήκαμε στα προηγούμενα, επινόησε τότε την κατασκευή σιδηρο-δρόμου, δηλαδή τις σιδηροτροχιές που γνωρίζουμε και σήμερα. Πάνω σ’ αυτές τις τροχιές, απεριόριστου μήκους, θα εκινείτο το αυτοκινούμενο όχημα με ατμομηχανή. Η ιδέα της κίνησης σε σιδηροτροχιές προερχόταν από τα γερμανικά ορυχεία, στα οποία χρησιμοποιείτο το λεγόμενο dog.  Το έτος 1801 έκανε ο Τρέβιθικ τις πρώτες επιδείξεις λειτουργίας του «σιδηροδρόμου» του και το 1804 μπορούσε η ατμομηχανή του να σύρει 5 βαγόνια σε απόσταση 15 χιλιομέτρων με μέση ταχύτητα 8 km/h. Αυτή ήταν και πρώτη χερσαία μεταφορά προσωπικού και αγαθών με ατμοκίνηση. Όπως συμβαίνει όμως συχνά στην Ιστορία, η κοινωνία και η οικονομία δεν ήταν ακόμα έτοιμες να δεχτούν αυτό το μεταφορικό μέσον. Λόγω απουσίας χρηματοδοτών έμεινε λοιπόν ο πρώτος σιδηρόδρομος αναξιοποίητος. Πάντως, ο Τρέβιθικ είναι στην πραγματικότητα ο πρώτος κατασκευαστής σιδηροδρόμου με ικανοποιητική λειτουργία.  Για ένα διάστημα μετά το 1816 εγκαταστάθηκε ο Τρέβιθικ στη νότια Αμερική όπου κατασκεύασε ατμομηχανές για τα ορυχεία και ξεκίνησε τον πρώτο σιδηρόδρομο του Περού. Είχε σημαντικές τεχνικές και οικονομικές επιτυχίες, αλλά το 1826, όταν ξέσπασε ο πόλεμος ανεξαρτησίας του Περού ενάντια στους Ισπανούς, αναγκάστηκε ο εφευρέτης να εγκαταλείψει τα πάντα και να φτάσει με ποδαρόδρομο σε ασφαλές λιμάνι της Κολομβίας. Οι ατμομηχανές που κατασκευάζονταν και λειτουργούσαν τις πρώτες δύο δεκαετίες του 19ου αιώνα είχαν ακόμα βαθμό αποδόσεως περί το 7%, όπως τον βελτίωσε ο Βατ. Διάφορες προσπάθειες για περαιτέρω βελτίωση αυτής της αποδόσεως δεν είχαν επιτυχία. Το έτος 1824 προέκυψε όμως μία βελτίωση σε θεωρητικό επίπεδο, όταν ο Γάλλος Φυσικός Nicolas Leonard Carnot (Καρνό, 1796-1832) δημοσίευσε σε ηλικία 28 ετών ένα βιβλίο με τον περίεργο για τη σημερινή αντίληψη τίτλο «Reflexions sur la puissance motrice du feu» (=Σκέψεις σχετικά με την κινητήρια δύναμη της φωτιάς). Την εποχή εκείνη δεν είχαν καθοριστεί ακόμα στην επιστήμη οι έννοιες θερμότητα, θερμοκρασία, ισχύς, ενέργεια και έργο και γι’ αυτό η ορολογία σχετιζόταν με την άμεση αντίληψη των φαινομένων που αποκτούσαν οι επιστήμονες μέσω των αισθήσεων.  Ο Καρνό απέδειξε ότι η μέγιστη απόδοση μιας ατμομηχανής δεν εξαρτάται από οποιεσδήποτε ενδιάμεσες λειτουργίες και από τη διάρκεια των θερμικών διεργασιών, αλλά μόνο από τη διαφορά μεταξύ της μέγιστης θερμοκρασίας του ατμού και της ελάχιστης θερμοκρασίας του νερού που χρησιμοποιείται για την ατμοποίηση. Με αυτή τη μελέτη του θεμελίωσε ο Καρνό, ο οποίος πέθανε σε ηλικία 36 ετών σε ψυχιατρείο, την επιστήμη της Θερμοδυναμικής. Το 1825 παρουσιάζει ο 'Αγγλος τεχνικός και επιχειρηματίας George Stephenson (Στέφενσον, 1781-1848) ένα βελτιωμένο σιδηρόδρομο, του οποίου η ατμομηχανή «Locomotion» έσυρε 39 βαγόνια με ταχύτητα 20-25 km/h. Αυτό ήταν και το ταχύτερο αυτοκινούμενο όχημα που είχε κατασκευαστεί ποτέ στην Ιστορία. Από την εποχή των Ρωμαίων μέχρι τους ναπολεόντιους πολέμους, οι μετακινήσεις γίνονταν σχεδόν στους ίδιους δρόμους, με περίπου την ίδια (μικρή) ταχύτητα. Στα μέσα της δεκαετίας του 1820 ξεκίνησε όμως η νέα εποχή των χερσαίων μεταφορών και μετακινήσεων, στις οποίες έχουν επιτευχθεί στη δική μας εποχή, όσον αφορά τους σιδηροδρόμους, σταθερές ταχύτητες άνω των 200 km/h.   Καλλιτεχνική απόδοση του σιδηροδρόμου του Στέφενσον. Η σημασία της ατμομηχανής για την παραγωγή και τις μεταφορές και, γενικότερα, για την εξέλιξη της παγκόσμιας ιστορίας είναι θεμελιώδης! Σταδιακά επηρεάστηκαν όλοι οι τομείς οικονομικών και κοινωνικών δραστηριοτήτων. Όσοι έμειναν στις παλιές τεχνικές με υδρόμυλους, ανεμόμυλους, ιστιοφόρα κλπ., εξαφανίστηκαν από την παραγωγή και το εμπόριο! Από το 1825 αρχίζει η ταχύτατη εγκατάσταση σιδηροτροχιών, καταρχήν στην Αγγλία, στη γραμμή Stockton-Darlington, όπου γινόταν μεταφορά μεταλλεύματος. Το έτος 1830 εγκαινιάστηκε η γραμμή για μεταφορά επιβατών, Liverpool-Manchester. Η πυρετώδης ανάπτυξη του σιδηροδρομικού δικτύου στη Μ. Βρετανία οδήγησε το έτος 1870 σε ένα μήκος γραμμών σχεδόν 22.000 km και το έτος 1914 στα 32.000 km. Όμως, με τη διάδοση του αυτοκινήτου μετά το β' παγκόσμιο πόλεμο και την προσαρμογή του σιδηροδρομικού δικτύου στις μεταφορικές ανάγκες προϊόντων και προσωπικού που είχαν διαμορφωθεί στις ενδιάμεσες δεκαετίες, συρρικνώθηκε αυτό το σιδηροδρομικό δίκτυο στα τέλη του 20ου αιώνα στα 16.000 km. Οι υπόλοιπες χώρες τις Ευρώπης, κυρίως Γαλλία και Γερμανία, και οι ΗΠΑ ακολούθησαν το παράδειγμα της Αγγλίας και ανέπτυξαν ήδη το 19ο αιώνα επίσης εκτεταμένα σιδηροδρομικά δίκτυα, ανάλογα με τις ανάγκες εμπορικών και επιβατικών μεταφορών που είχαν διαμορφωθεί. Στην Ελλάδα εγκαταστάθηκε ο πρώτος σιδηρόδρομος στα τέλη του 19ου αιώνα από την κυβέρνηση του Χαρίλαου Τρικούπη. Το σημαντικότερο στην Ιστορία της Τεχνολογίας ενιαίο σιδηροδρομικό έργο είναι ο «υπερσιβηρικός σιδηρόδρομος» (Transsib), ο οποίος κατασκευάστηκε στο πέρασμα από το 19ο στον 20ο αιώνα και έχει συνολικό μήκος πάνω από 9.000 km. Τα τελευταία ατμοκίνητα τραίνα με κάρβουνο κυκλοφόρησαν μέχρι τον Οκτώβριο του 2005 στην επαρχία της Εσωτερικής Μογγολίας της Κίνας. Πρόκειται για τη γραμμή του Τζιτόνγκ, μήκους 905 km. Το δίκτυο της Κίνας είχε κατά το έτος 2005 μήκος 68.000 km και επεκτείνεται με σταθερούς ρυθμούς. Αξιοσημείωτο γεγονός σε σχέση με τη δημιουργία σιδηροδρομικών δικτύων σε όλες τις ευρωπαϊκές χώρες είναι ότι προέκυψε μία αναντιστρεπτή επέμβαση στο περιβάλλον, η πρώτη τέτοιας κλίμακας στην παγκόσμια ιστορία. Μέχρι σήμερα, ιδίως με την εισαγωγή της ηλεκτροκίνησης μετά το β' παγκόσμιο πόλεμο, η παρουσία των σιδηροδρόμων έχει σφραγίσει την εικόνα σε ορισμένες περιοχές μεγαλουπόλεων! Έκτοτε ακολούθησαν ακόμα τρεις δραστικές επεμβάσεις στην εικόνα του φυσικού τοπίου: Οι γραμμές τηλεγράφου ήδη από το τέλος του 19ου αιώνα, οι γραμμές μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας κατά τον 20ο αιώνα και τα εκτεταμένα οδικά δίκτυα, ιδιαίτερα μετά το β' παγκόσμιο πόλεμο.   Σύγχρονο σιδηροδρομικό τοπίο σε ευρωπαϊκές πόλεις.