故事从蒸汽机的出现开始

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  故事从蒸汽机的出现开始

机械动力耕作的兴起

18世纪中叶,世界上出现了第一次“工业革命”(这个术语最早是由恩格斯提出来的),它发源于欧洲英格兰中部地区,其重要特征之一,就是蒸汽机的应用。英国人瓦特改良蒸汽机之后,引起从手工劳动向动力机器生产转变的重大飞跃,把人类推向了崭新的蒸汽机时代。

1801年,英国人特雷威蒂克制造了英国最早的四轮蒸汽汽车。1807年,美国人富尔顿发明蒸汽汽船在哈得逊河航行。1814年,英国人史蒂芬森研制出世界上第一台蒸汽机车,1825年,英国建成世界上第一条铁路。顺理成章,在农业耕作上用蒸汽机替代人力和畜力的理想就自然而然地提上了日程。

1830—1850年,描述蒸汽机耕作机械的专利是很多的,但是多数史学家们认为,能在田间实际工作的蒸汽机耕作机械是从19世纪50年代开始的。这类机械常常沿两条思路向前推进:一条路是研发能下田拉犁,能驱动脱粒机等农业机械的蒸汽拖拉机;另一条路是由地头的蒸汽机牵引能拉犁的绳索耕作。

在19世纪后半叶的西欧,特别是在英国,机械耕作主要使用蒸汽绳索牵引犁。而蒸汽拖拉机在英国通常多用于道路拖运,特别是木材贸易。和英国不同,绳索牵引犁在北美推广的并不顺利。

1870年,有约3000套蒸汽绳索牵引犁在英国运作,而同一年在美国这种绳索牵引犁仅有4套。这主要是因为北美的新农田,特别是在要求机械耕作最迫切的美国中西部,地形起伏因素和田块的巨大面积对绳索牵引犁不利。所以美国初期的机械耕作多直接使用蒸汽拖拉机。大体可以说,蒸汽拖拉机在英国诞生,而在美国得到发展。英国加勒特公司和美国尼科斯谢巴德公司都是蒸汽拖拉机的先驱。

19世纪中叶,在开拓机械动力耕作的先行者中,他们的出身在西欧和北美也有些差别。在西欧,很多农业机械化的先驱者都受过良好的教育,是工程师、侯爵甚至诗人等;而在北美,很多农业机械化的先驱者是普通劳动者,这可能是由于美国的拖拉机发轫于中西部,而那里正是富有冒险精神的“牛仔”们施展才干的舞台。

福勒和他的蒸汽绳索牵引犁

在19世纪后半叶的西欧,特别是在英国,就在农田耕作的实际应用和影响而言,蒸汽绳索牵引犁比蒸汽拖拉机更引人注目。其间,英国工程师约翰?福勒(John Fowler)是把蒸汽机用于耕作和挖掘排水渠的先驱,在他短暂的一生里对这种“蒸汽绳索牵引犁”做出了里程碑式的贡献。

约翰?福勒于1826年诞生在英国威尔特郡。

他的父亲,老约翰?福勒是一个富有的商人,小约翰?福勒是5兄弟中的老三,父亲为他安排了一条经商的人生道路。还在他学生时期,按照父亲的意愿,福勒就开始为一个玉米贸易商工作。

但他成年后,1847年决定放弃玉米生意,加入在英格兰东北部的吉克斯和威尔逊公司。该工程技术公司除其他业务外,主要致力于制造蒸汽机车和煤矿卷扬机,这些知识对他后来研制蒸汽绳索牵引犁发挥了重要作用。

勤奋的福勒本来也可能在该公司获得成就,但1849年一次到爱尔兰的出差,改变了他的事业方向。由于第一次目击了19世纪40年代爱尔兰马铃薯饥荒的恐怖,作为基督教中教友派教徒的他,下决心贡献他的时间和资源来使粮食生产廉价化,而当时大量土地因缺乏排水不能开垦为农田。

农田排水的常规方法是使用“鼠道犁”挖一个地下排水通道,其中可放置多孔排水管,但这需要很大的牵引力,用马匹直接拉犁,犁的尺寸受马群力量的限制,而且这种地不适合马匹的反复践踏。福勒返回英格兰后,立即开始这方面的研究。

1850年,福勒在英国皇家农业协会(RASE)的会议上,演示了他的“驴推磨”式的第一台绳索牵引犁,在重质粘土上的76cm深处铺设了一条排水沟。

1851年,他在一个大型展览会上又演示了改进的第2台绳索牵引犁,这一设计比原来有很大改进,能把渠道打到107cm深。以上两台绳索牵引犁都是由围绕绞盘转圈的马群拉动的。

由于他早期的工作经历与蒸汽机有关,因此他的第3台绳索牵引犁是用蒸汽机代替马群来驱动的。1852年他设计了一台带绞盘的蒸汽机,绞盘卷绕绳索。这一试验因蒸汽机太重不易在软土上移动而失败。

福勒又设计了第2台蒸汽机驱动绳索牵引犁,新设计驱动绞盘的蒸汽机放在田角,绞盘上的绳索,通过田地两端随渠道位置一次次锚定的滑轮,牵引犁开沟。该蒸汽绳索牵引犁在1854年的英国皇家农业协会会议上演示。

19世纪50—70年代是英国自由贸易资本主义发展的鼎盛时期,史称“维多利亚时代”。

1854年,英国皇家农业协会出价500英镑悬赏“以最有效的方式耕翻土壤和经济地替代犁和铁锹的蒸汽耕田机”。

1855、1856和1857年,皇家农业协会在英国的3个城市进行了3场竞赛,约翰?福勒在这些竞赛中表现突出。在1856年的竞赛中,他耕作的成本和马耕差不多但是略高些,因此评委决定不给奖金。福勒深感失望,他认为评委会未考虑他的系统比马犁耕快得多。

在1857年的竞赛中,评委们认为犁尖的入土没有完全满足条件,并且该届奖金停发。最后评委们无可奈何地给约翰?福勒一个奖章,并加上“和最好的马耕地相比,蒸汽耕作同样优秀”的评语,作为对他尽心竭力的奖赏。令福勒略感安慰的是,同年他在苏格兰斯特灵郡试验后,仍然收到苏格兰皇家高地和农业协会的200英镑奖金。

再次改进后,福勒于1858年在英国切斯特市举行的英国皇家农业协会对比试验中,和众多的对手竞争。1858年秋天,评委宣布福勒取胜,并加上评语:“无可争辩,福勒的机械能耕翻土地,和不要马匹相比是种有效的方式,同时在所有情况下比较好地适合所有的管理用途。我们无异议地相信他完全有资格获得500英镑的奖金。”

福勒并不是为钱才这样拼命的,他把这笔奖金投入到下一轮的改进中。他利用兰塞姆斯制造的7.35 kW(10 hp)轻便蒸汽机、斯蒂芬森有专利权的双毂绞盘和海德设计的锚定台车制造了单蒸汽机绳索牵引犁。随后双蒸汽机和相应的农具也很快研制成功。

福勒于1863年在英国皇家农业协会的试验里,展览了他的双发动机犁耕系统。1864年他和强劲对手设计的一种犁耕系统在英国纽卡斯尔进行逐项对比,最终夺得了每项奖金。

19世纪60年代中期带自行的双蒸汽机系统被推广。1858年左右,福勒已有40套犁耕系统在使用,1861年有100套在工作。

从1860年起,福勒犁耕机械由在英格兰北部利兹市的一个公司制造。1862年福勒和上述公司的所有人之一——黑维特森成了合伙关系,建立了黑维特森和福勒公司。一年后,黑维特森去世,公司变成约翰?福勒公司(John Fowler and Company)。福勒的犁耕系统销往全世界,主要用于开垦处女地。

1850—1864年,福勒以自己的名字和其他合伙人在犁、犁耕设备、收割机、播种机、牵引机动车、蒸汽机滑阀、电缆铺设以及制砖瓦上,取得32项专利。福勒在他创新的道路上如此辛劳,以致透支了他的健康,必须离开工作岗位休养生息。

在人们的劝告下,他回到了居住的镇上,从事打猎来休养恢复。不幸的是,他在一次打猎中臂部骨折,又感染上破伤风。31岁才结婚的福勒在纽卡斯尔犁耕试验取得巨大成功仅几个月后,丢下年仅31岁的妻子和3个子女,于1864年12月,在他的家里撒手人寰,英年早逝,时年38岁。

但是,机械耕作杰出的先驱——约翰?福勒的事业并没有因他的不幸离去而终止。他的3个兄弟加入了他奠定的事业,在他去世后继续经营约翰?福勒公司。

福勒公司在以后的数十年里,生产牵引机动车、犁耕农具和设备,生产过马歇尔(Marshall)履带拖拉机,也生产铁路火车头。

1886年,约翰?福勒(利兹)有限公司(John Fowler & Co., (Leeds) Ltd.)成立,1947年和马歇尔父子有限公司合并组成马歇尔-福勒有限公司(Marshall-Fowler Ltd.),直到1974年初期停止生产。

标签:英国   蒸汽机

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