故事從蒸汽機的出現(xiàn)開始
故事從蒸汽機的出現(xiàn)開始
機械動力耕作的興起
18世紀(jì)中葉,世界上出現(xiàn)了第一次“工業(yè)革命”(這個術(shù)語最早是由恩格斯提出來的),它發(fā)源于歐洲英格蘭中部地區(qū),其重要特征之一,就是蒸汽機的應(yīng)用。英國人瓦特改良蒸汽機之后,引起從手工勞動向動力機器生產(chǎn)轉(zhuǎn)變的重大飛躍,把人類推向了嶄新的蒸汽機時代。
1801年,英國人特雷威蒂克制造了英國最早的四輪蒸汽汽車。1807年,美國人富爾頓發(fā)明蒸汽汽船在哈得遜河航行。1814年,英國人史蒂芬森研制出世界上第一臺蒸汽機車,1825年,英國建成世界上第一條鐵路。順理成章,在農(nóng)業(yè)耕作上用蒸汽機替代人力和畜力的理想就自然而然地提上了日程。
1830—1850年,描述蒸汽機耕作機械的專利是很多的,但是多數(shù)史學(xué)家們認為,能在田間實際工作的蒸汽機耕作機械是從19世紀(jì)50年代開始的。這類機械常常沿兩條思路向前推進:一條路是研發(fā)能下田拉犁,能驅(qū)動脫粒機等農(nóng)業(yè)機械的蒸汽拖拉機;另一條路是由地頭的蒸汽機牽引能拉犁的繩索耕作。
在19世紀(jì)后半葉的西歐,特別是在英國,機械耕作主要使用蒸汽繩索牽引犁。而蒸汽拖拉機在英國通常多用于道路拖運,特別是木材貿(mào)易。和英國不同,繩索牽引犁在北美推廣的并不順利。
1870年,有約3000套蒸汽繩索牽引犁在英國運作,而同一年在美國這種繩索牽引犁僅有4套。這主要是因為北美的新農(nóng)田,特別是在要求機械耕作最迫切的美國中西部,地形起伏因素和田塊的巨大面積對繩索牽引犁不利。所以美國初期的機械耕作多直接使用蒸汽拖拉機。大體可以說,蒸汽拖拉機在英國誕生,而在美國得到發(fā)展。英國加勒特公司和美國尼科斯謝巴德公司都是蒸汽拖拉機的先驅(qū)。
19世紀(jì)中葉,在開拓機械動力耕作的先行者中,他們的出身在西歐和北美也有些差別。在西歐,很多農(nóng)業(yè)機械化的先驅(qū)者都受過良好的教育,是工程師、侯爵甚至詩人等;而在北美,很多農(nóng)業(yè)機械化的先驅(qū)者是普通勞動者,這可能是由于美國的拖拉機發(fā)軔于中西部,而那里正是富有冒險精神的“牛仔”們施展才干的舞臺。
福勒和他的蒸汽繩索牽引犁
在19世紀(jì)后半葉的西歐,特別是在英國,就在農(nóng)田耕作的實際應(yīng)用和影響而言,蒸汽繩索牽引犁比蒸汽拖拉機更引人注目。其間,英國工程師約翰?福勒(John Fowler)是把蒸汽機用于耕作和挖掘排水渠的先驅(qū),在他短暫的一生里對這種“蒸汽繩索牽引犁”做出了里程碑式的貢獻。
約翰?福勒于1826年誕生在英國威爾特郡。
他的父親,老約翰?福勒是一個富有的商人,小約翰?福勒是5兄弟中的老三,父親為他安排了一條經(jīng)商的人生道路。還在他學(xué)生時期,按照父親的意愿,福勒就開始為一個玉米貿(mào)易商工作。
但他成年后,1847年決定放棄玉米生意,加入在英格蘭東北部的吉克斯和威爾遜公司。該工程技術(shù)公司除其他業(yè)務(wù)外,主要致力于制造蒸汽機車和煤礦卷揚機,這些知識對他后來研制蒸汽繩索牽引犁發(fā)揮了重要作用。
勤奮的福勒本來也可能在該公司獲得成就,但1849年一次到愛爾蘭的出差,改變了他的事業(yè)方向。由于第一次目擊了19世紀(jì)40年代愛爾蘭馬鈴薯饑荒的恐怖,作為基督教中教友派教徒的他,下決心貢獻他的時間和資源來使糧食生產(chǎn)廉價化,而當(dāng)時大量土地因缺乏排水不能開墾為農(nóng)田。
農(nóng)田排水的常規(guī)方法是使用“鼠道犁”挖一個地下排水通道,其中可放置多孔排水管,但這需要很大的牽引力,用馬匹直接拉犁,犁的尺寸受馬群力量的限制,而且這種地不適合馬匹的反復(fù)踐踏。福勒返回英格蘭后,立即開始這方面的研究。
1850年,福勒在英國皇家農(nóng)業(yè)協(xié)會(RASE)的會議上,演示了他的“驢推磨”式的第一臺繩索牽引犁,在重質(zhì)粘土上的76cm深處鋪設(shè)了一條排水溝。
1851年,他在一個大型展覽會上又演示了改進的第2臺繩索牽引犁,這一設(shè)計比原來有很大改進,能把渠道打到107cm深。以上兩臺繩索牽引犁都是由圍繞絞盤轉(zhuǎn)圈的馬群拉動的。
由于他早期的工作經(jīng)歷與蒸汽機有關(guān),因此他的第3臺繩索牽引犁是用蒸汽機代替馬群來驅(qū)動的。1852年他設(shè)計了一臺帶絞盤的蒸汽機,絞盤卷繞繩索。這一試驗因蒸汽機太重不易在軟土上移動而失敗。
福勒又設(shè)計了第2臺蒸汽機驅(qū)動繩索牽引犁,新設(shè)計驅(qū)動絞盤的蒸汽機放在田角,絞盤上的繩索,通過田地兩端隨渠道位置一次次錨定的滑輪,牽引犁開溝。該蒸汽繩索牽引犁在1854年的英國皇家農(nóng)業(yè)協(xié)會會議上演示。
19世紀(jì)50—70年代是英國自由貿(mào)易資本主義發(fā)展的鼎盛時期,史稱“維多利亞時代”。
1854年,英國皇家農(nóng)業(yè)協(xié)會出價500英鎊懸賞“以最有效的方式耕翻土壤和經(jīng)濟地替代犁和鐵鍬的蒸汽耕田機”。
1855、1856和1857年,皇家農(nóng)業(yè)協(xié)會在英國的3個城市進行了3場競賽,約翰?福勒在這些競賽中表現(xiàn)突出。在1856年的競賽中,他耕作的成本和馬耕差不多但是略高些,因此評委決定不給獎金。福勒深感失望,他認為評委會未考慮他的系統(tǒng)比馬犁耕快得多。
在1857年的競賽中,評委們認為犁尖的入土沒有完全滿足條件,并且該屆獎金停發(fā)。最后評委們無可奈何地給約翰?福勒一個獎?wù)?,并加上“和最好的馬耕地相比,蒸汽耕作同樣優(yōu)秀”的評語,作為對他盡心竭力的獎賞。令福勒略感安慰的是,同年他在蘇格蘭斯特靈郡試驗后,仍然收到蘇格蘭皇家高地和農(nóng)業(yè)協(xié)會的200英鎊獎金。
再次改進后,福勒于1858年在英國切斯特市舉行的英國皇家農(nóng)業(yè)協(xié)會對比試驗中,和眾多的對手競爭。1858年秋天,評委宣布福勒取勝,并加上評語:“無可爭辯,福勒的機械能耕翻土地,和不要馬匹相比是種有效的方式,同時在所有情況下比較好地適合所有的管理用途。我們無異議地相信他完全有資格獲得500英鎊的獎金?!?/p>
福勒并不是為錢才這樣拼命的,他把這筆獎金投入到下一輪的改進中。他利用蘭塞姆斯制造的7.35 kW(10 hp)輕便蒸汽機、斯蒂芬森有專利權(quán)的雙轂絞盤和海德設(shè)計的錨定臺車制造了單蒸汽機繩索牽引犁。隨后雙蒸汽機和相應(yīng)的農(nóng)具也很快研制成功。
福勒于1863年在英國皇家農(nóng)業(yè)協(xié)會的試驗里,展覽了他的雙發(fā)動機犁耕系統(tǒng)。1864年他和強勁對手設(shè)計的一種犁耕系統(tǒng)在英國紐卡斯?fàn)栠M行逐項對比,最終奪得了每項獎金。
19世紀(jì)60年代中期帶自行的雙蒸汽機系統(tǒng)被推廣。1858年左右,福勒已有40套犁耕系統(tǒng)在使用,1861年有100套在工作。
從1860年起,福勒犁耕機械由在英格蘭北部利茲市的一個公司制造。1862年福勒和上述公司的所有人之一——黑維特森成了合伙關(guān)系,建立了黑維特森和福勒公司。一年后,黑維特森去世,公司變成約翰?福勒公司(John Fowler and Company)。福勒的犁耕系統(tǒng)銷往全世界,主要用于開墾處女地。
1850—1864年,福勒以自己的名字和其他合伙人在犁、犁耕設(shè)備、收割機、播種機、牽引機動車、蒸汽機滑閥、電纜鋪設(shè)以及制磚瓦上,取得32項專利。福勒在他創(chuàng)新的道路上如此辛勞,以致透支了他的健康,必須離開工作崗位休養(yǎng)生息。
在人們的勸告下,他回到了居住的鎮(zhèn)上,從事打獵來休養(yǎng)恢復(fù)。不幸的是,他在一次打獵中臂部骨折,又感染上破傷風(fēng)。31歲才結(jié)婚的福勒在紐卡斯?fàn)柪绺囼炄〉镁薮蟪晒H幾個月后,丟下年僅31歲的妻子和3個子女,于1864年12月,在他的家里撒手人寰,英年早逝,時年38歲。
但是,機械耕作杰出的先驅(qū)——約翰?福勒的事業(yè)并沒有因他的不幸離去而終止。他的3個兄弟加入了他奠定的事業(yè),在他去世后繼續(xù)經(jīng)營約翰?福勒公司。
福勒公司在以后的數(shù)十年里,生產(chǎn)牽引機動車、犁耕農(nóng)具和設(shè)備,生產(chǎn)過馬歇爾(Marshall)履帶拖拉機,也生產(chǎn)鐵路火車頭。
1886年,約翰?福勒(利茲)有限公司(John Fowler & Co., (Leeds) Ltd.)成立,1947年和馬歇爾父子有限公司合并組成馬歇爾-福勒有限公司(Marshall-Fowler Ltd.),直到1974年初期停止生產(chǎn)。
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