1.火車簡介
那疾馳在廣闊原野上的火車，從遠處看，猶如一條鐵蛇在大地上匍匐前行，又如一條長龍在曠野裏躲閃騰挪。隨著現代科學技術的突飛猛進，火車的速度也逐年得到提高，真正實現了夕發朝至，與時俱進。火車在人們的日常生活和生產中，起的作用也越來越重要，成為工業生產的生命補給線，也日益成為人們日常出行的必不可少的交通工具。在我們周圍，乘坐過火車出行的人是太多了，但你對火車又有多少了解呢，能道出一二來的恐怕就更少了吧。那麼，我們一起來認識一下火車，走進火車的世界去遊覽一番吧！
在人類曆史上，火車是最重要的機械交通工具之一，而且還有獨立的行駛軌道。早期被人們稱作蒸汽機車，也有人稱其為列車。如果將鐵路列車按載荷物來進行劃分，大致可分為兩種：運貨的貨車和載客的客車。同時，也有把二者集於一身的客貨車。
1781年，被稱為“火車之父”的喬治·斯蒂芬森，出生於英國一個礦工家庭。當他長到18歲的時候，仍然是一個文盲。為了學習知識，他不顧別人的冷嘲熱諷與七八歲的孩子坐在同一個班級學習。1810年，他開始製造蒸汽機車，並認為蒸汽機車前景光明。1817年，斯蒂芬森做出一個決定：主持修築從利物浦到曼徹斯特的鐵路線完全用蒸汽機車承載運輸任務。然而，卻遭到了保守的鐵路擁有者的反對，他們認為蒸汽機車難以勝任。於是，他們提出在鐵路邊上設置固定的牽引機，以便於牽引火車。然而斯蒂芬森並沒有知難而退，而是製造出了性能優良的“火箭號”機車。這一機車表現卓越，使懷疑者在事實麵前不得不改變態度。與此同時，利物浦—曼徹斯特鐵路，便成為世界上第一條完全靠蒸汽機車運輸的鐵路線。
最早使用燃煤蒸汽動力的燃煤蒸汽機車，雖然有很多值得認同的地方，但卻有一個不容忽視的缺點：鐵路沿線必須設有加煤、加水的設施。不僅如此，還得在運營中浪費很長時間為機車添煤加水，因此經濟成本相對較大。許多科學家看到了這一問題，便在19世紀末，將研究轉向電力和燃煤蒸汽機車上了。
康瓦耳的工程師查理·特裏維西克，設計了世界上第一列真正在軌上行駛的蒸汽火車，該火車共有四個動力輪。1840年2月22日，第一次試車。空車時，每小時行駛20千米。載有重物時，每小時行駛8千米，這與人快步行走的速度幾乎是相等的。然而不幸的是，由於火車太過笨重，鐵軌被壓垮了。
1879年，第一台電力機車問世，是由德國西門子電氣公司研製的，重約954千克。然而，僅在一次柏林貿易展覽會上，做過一次表演。直到1903年10月27日，西門子與通用電氣公司研製的首台實用電力機車正式使用，時速大約為200千米。
第一台汽油內燃機車，是德國於1894年研製成功的。並將它應用於鐵路運輸，由此開創了內燃機車的新紀元。但是這種機車缺點是燒汽油，耗資多，故而不易推廣。
1924年，德、美、法等幾個國家，共同研製了柴油內燃機車，而且在全球範圍內很快得到了推廣。
新型的燃油汽輪機車，是瑞士於1941年研製成功的，燃料為柴油，結構較簡單，震動也得到了改良，運行性能較好。正因為此，這一新型燃油輪機車，得到了工業國家的普遍認可。
時間進入1960年代，世界各國開始大力發展高速列車，如法國巴黎至裏昂的高速列車，時速高達260千米；日本東京至 大阪的高速列車，時速也超過200千米。
由於科技日趨發展，即使如此之快的高速列車，仍不能滿足人們的需求。為此，法國、日本等國家首先研製了磁懸浮列車。我國也不甘落後，在上海修建了世界上第一條國產磁懸浮列車線，此列車時速高達400～500千米。
對於火車人們應該再熟悉不過了，然而對於其組成部分，以及車輛的基本結構，了解的人就少之又少了。下麵對列車組成部分進行一下簡單介紹。
事實上，鐵道車輛有很多類型，而且構造各不相同。一般情況下，車輛是由車體及車底架、走行部、車鉤緩衝裝置、製動裝置和車內設備所組成的。車體及車底架是一個整體，是用來容納旅客以及貨物的；由兩台轉向架共同組成一個走行部，主要用來承受車輛的重量，並行駛在軌道上；安裝在車底架兩側的中梁上的車鉤緩衝裝置，將機車與車輛、車輛與車輛相互聯結起來，從而形成所謂的列車；而製動裝置，使得列車按需要實現減速或在規定距離內停車，能夠更好地保證列車運行的安全；而那些車內的設備，是為旅客以及貨運人員提供的。
2.世界火車發展史
人們遠程旅行時，通常會選擇火車，車上各種設施較為齊全，例如座位、床鋪、餐廳、洗手間等應有盡有，怪不得有人將其稱為“流動的旅館”呢！坐在車廂裏，不僅平穩，而且還可以觀賞車外的景色。除了這些用途之外，火車還能夠為世界各地運送貨物。來吧，讓我們來重溫一下火車的發展史吧！
最早的蒸汽機車
1804年，英國的德裏維斯克，通過對瓦特蒸汽機的改造，研製出一台用來運貨的蒸汽機車。鍋爐被他製成管狀，這樣一來，就會大大增加蒸汽壓力，而且不易出現故障。沒過多久，他將此蒸汽機安裝在鐵路馬車上，最早的蒸汽機車也就從此誕生了。
不僅如此，德裏斯維克又發明了最早的載客火車。1808年，他在倫敦建造了一條圓形的軌道，用蒸汽機車牽引，專門用來運送客人。這是第一輛真正的載客火車，但當時人們並沒有太多人認識到它的重要意義。
1810年，英國的斯蒂芬森在此基礎上，自己動手研製蒸汽機車。1814年，他的“布魯克”號機車便問世了。此機車共有兩個汽缸、一個長為2.5米的鍋爐，還有一個凸緣的車輪，能夠承載8節礦車，載重為30噸，時速為6.4千米。此後的10年中，斯蒂芬森相繼造了12輛與“布魯克”號非常接近的火車頭。這次的設計雖然沒有重大的突破，但是他認為火車時代在不久的將來必然會到來。
18世紀早期，由於生產力不斷發展，生產效率也隨之提高，工廠迫切地需要大量原材料的運進，與此同時也需要將產品輸送到世界各地，馬車已經遠遠滿足不了人們的需求了。那時的蒸汽機車正好能夠滿足人們的需求，不僅有相當大的運載力，且能夠進行長距離運輸。於是，蒸汽機車一躍而成為運輸業的冠軍。
1829年4月，利物浦—曼徹斯特鐵路委員會宣布，即將舉行一次競賽。比賽要求是：每輛機車牽引一列載滿石子的車輛，在3千米長的路上往返運行20次，獲勝的機車設計者可以贏得500英鎊。
在10月份的比賽中，斯蒂芬森親身駕駛“火箭”號機車，牽引著12噸重的貨車，時速達22.5千米。直到第10次行駛時，時速提高到33.7千米，而最後更是出人意料，時速竟高達47千米，因此力挫群雄，成為冠軍。當他抵達終點時，全場觀眾無不歡呼驚叫。自此以後，斯蒂芬森的才能和蒸汽機車發明人的身份，便得到了世人的普遍認可，沒有人再懷疑他的才能了。
1817年，有一位英國商人，名為批司，他想修築一條達靈頓—斯托克頓的鐵路，任命斯蒂芬森為修築鐵路的總工程師。由於當時處於工業革命時期，鋼鐵工業與機器製造業發展水平較高，這就為鋪設鐵路提供了必要的條件。在這項工程之中，斯蒂芬森采用了4.57米長的鍛鐵鐵軌，兩根軌道之間的距離統一為1.435米。鐵路1825年竣工，並開始通車。在世界上，這是首條采用機車牽引，並同時辦理客運和貨運業務的鐵路。
斯蒂芬森於1825年9月27日，親自駕駛自己設計製造出來的“動力”1號機車，一共載著550名乘客，自達靈頓出發，以24千米的時速，向斯托克頓行駛。這一旅程之後，被人們稱之為人類曆史上第一列用蒸汽機車牽引，行駛在鐵路上的載人列車。當列車抵達斯托克頓時，現場4萬餘人為之歡呼，為人類曆史這一非同凡響的旅行祝賀。
1830年後，隨著生產力不斷提高，蒸汽機車的動輪也從兩對（有時三對）發展成為四、五、六對；與此同時，熱效率、牽引力和功率，也在不斷得到提高。
1830年的最後一個季度，利物浦—曼徹斯特鐵路乘客運載多達7萬人；1831年，其運輸總收入為50萬英鎊；1832年，英國共建有24條商業鐵路，其中有一條最為興旺，年運載量達35萬人次，而且還可載70萬噸貨物。1832年，美國僅建造新鐵路就多達17條。到1936年，美國已有2649千米長的鐵路了。而且在這一年，鐵路運載旅客10餘萬人次，譜寫了交通史上新的篇章。
19世紀早期，年年都會發生交通事故，大量鐵路工人，在火車運行過程中死亡或受傷。其中有三分之一的人，是由於在兩車之間掛車鉤時，不幸受傷或死亡。約翰遜發現兩手的手指可以互相鉤住，於是發明了一種鉸接自動掛鉤。這一發明可以避免事故的發生，為此，約翰遜申請了一項專利。然而在當時員工受傷，鐵路不需要賠償，因此那些鐵路負責人對這一發明不屑一顧。這樣一來，此項發明隻好被擱置起來。
早期，司機為了火車能夠停下來，不得不關掉機器，將車上的錫製號笛拉響。男性旅客聽到號笛，便相繼從車上跳下，共同讓火車停下來。後來，喬治·威斯汀豪斯由於看了一篇關於風鑽的文章，從中找到靈感，研製出一台空氣製動閥。將其安裝在一列火車上，試驗成功了。這一設備的發明，使得火車僅在短暫的時間內，就可以停下來了。
河北開灤煤礦於1878年開工，為了解決煤炭的運輸問題，清政府計劃修建一條唐胥鐵路。1880年開始施工，1881年開始通車，鐵路長為10千米。後來，由於中國人手裏握著英國的幾份火車設計圖紙，再加上礦廠可以提供起重機鍋爐、長井架等各種設備。沒過多久，中國第一台蒸汽機車——“龍”號機車便問世了。1952年，中國又研製出了真正意義上第一台國產蒸汽機車。隨後，又研製出了許多型號的機車，例如解放型、建設型、勝利型、人民型、FD型、前進型等，共計6種型號蒸汽機車。
京張鐵路（北京—張家口），是中國人自行設計、修建的第一條鐵路。詹天佑是此項工程的總工程師，於1905年5月開工。這一工程地形相當複雜，外國人曾揚言“中國造此路之工程師尚未出生”，可是事實並非如此。詹天佑為了穿越燕山山脈以及軍都山的都山大溝，在路段為22千米內，采用了30%的坡道以及“人”字型路軌。不僅如此，當列車抵達青龍橋車站時，換個方向由推機車轉換為牽引機車，不再受到地形的限製。這一鐵路的建成，開創了中國人自行設計、修建鐵路的先河。
隨著時間的推移，蒸汽機車應用越來越廣泛，但也存在著很多不容忽視的缺點，例如運送的煤四分之一卻被火車“吃掉”了，隨著行駛路程的增長，需要加水、加煤，還需要洗爐。不僅如此，在行駛之中還要放出大量黑煙，對環境造成汙染，特別是在火車駛入山洞時，由於濃煙散不出去，對旅客和車上工作人員的健康，造成嚴重影響。正是如此多的不利因素，曾經風靡一時的蒸汽機車，便被曆史淘汰了，取而代之的是新一代的電力機車和內燃機車。