Дорога, соединявшая Хеттонские угольные копи с пунктом погрузки угля на реке вблизи Сендерленда, протянулась по холмистой местности на 12 км. В распоряжении Стефенсона не было достаточных средств, чтобы построить соответствующую его взглядам совершенно горизонтальную дорогу. Изобретателю пришлось идти на компромисс: на горизонтальных участках линии он применил паровозную тягу, на два крутых подъема вагоны втягивались неподвижными паровыми машинами – точно так же, как на построенной позже линии Стоктон – Дарлингтон. Стефенсон включил также в систему пять наклонных плоскостей, по которым спускавшиеся вниз груженые вагоны своей тяжестью поднимали идущие наверх порожние вагоны.
Новая дорога начала функционировать 18 ноября 1822 г. На ней работало пять паровозов, каждый из которых со скоростью 6 км/час вез 17 вагонов. О перевозке людей пока еще не думали, так что и дорогу эту все еще нельзя рассматривать как железную дорогу в современном смысле этого слова.
Следующим этапом в развитии железных дорог стала линия Стоктон – Дарлингтон. Ее также построил Стефенсон. Однако дорога эта в известном смысле представляет собой шаг назад, потому что владелец ее, вопреки совету Стефенсона, лишь в редких случаях пользовался паровозной тягой: как правило, перевозки совершались при помощи двух стационарных паровых машин и большого количества лошадей. Но зато на этой дороге впервые, помимо грузов, регулярно – два раза в день – перевозились и пассажиры. Это было нечто совершенно новое, так что история «настоящих» железных дорог начинается с линии Стоктон – Дарлингтон.
23 мая 1822 г. состоялась торжественная закладка дороги, а в 1823 г., после того, как от парламента последовало разрешение на пользование паровозной тягой и для пассажирского движения, Стефенсон переехал в Дарлингтон в качестве главного инженера. Одновременно он вместе с Эдуардом Пизом, владельцем Дарлингтонской дороги основал первый в мире паровозостроительный завод. Создание такого завода вытекало из назревшей необходимости: Стефенсон очень скоро пришел к заключению, что простые кузнецы из рудничных мастерских никогда не смогут построить машину высокого качества. Постройка такого сложного механизма, как паровоз, требовала толковых и опытных мастеров, умеющих выполнять точные и сложные работы. Поэтому одной из главных задач владельцев нового предприятия стал поиск высококвалифицированной рабочей силы.
27 сентября 1825 г. состоялось торжественное открытие линии Стоктон – Дарлингтон. На это торжество собралось все окрестное население. В толпе собравшихся было много скрытых и явных недоброжелателей: они явились в надежде поглазеть, как «грохочущий дьявол» – паровоз – разлетится на куски, не выдержав давления пара. Новый вид транспорта, увы, не нравился очень многим: грохочет, чадит, гудит, пугает скотину…
У подножия холма вагоны ожидал специально построенный для этой линии паровоз «Локомошен» («Самоход»), которым управлял сам Стефенсон. Паровоз развивал скорость от 18 до 25 км/час. Он был снабжен лишь одной дымогарной трубой, но благодаря конусу развивал такую высокую температуру, что во время движения труба накалялась докрасна. Однако тепло это тратилось впустую, так как в машине все еще отсутствовал многотрубный котел, значительно увеличивающий поверхность нагрева.
К «Локомошену» был прицеплен поезд, состоявший из 38 вагонов. Часть из них была нагружена углем и пшеницей, другая, снабженная временными сиденьями, предназначалась для участников торжества – приглашенных насчитывалось до 600 душ. Поезд с непривычно длинным рядом вагонов произвел глубокое впечатление на собравшихся зрителей. Спустя несколько дней по линии начал регулярно курсировать запряженный лошадью пассажирский вагон, названный Стефенсоном «Эксперимент». Этот вагон стал отправной точкой для развития всего железнодорожного пассажирского сообщения.
Открытие линии Стоктон – Дарлингтон ясно обрисовало перспективы, вырисовывающиеся перед железными дорогами. Все более широкие общественные круги в Англии стали понимать значение нового вида сообщений. И следующим важным этапом на пути развития железных дорог стала постройка линии между двумя крупными промышленными городами – Ливерпулем и Манчестером.
Вопрос о предпочтительности паровозной или лошадиной тяги пока оставался открытым. Стефенсон, разумеется, употребил всю свою энергию, доказывая, что скорость движения при паровозной тяге легко можно довести до 30 км/час. Но большинство его современников полагали, что это совершенно недостижимо. «Нет ничего более смешного и глупого, чем обещание построить паровоз, который двигался бы в два раза скорее почтовой кареты», – писал весьма популярный в то время журнал «Куортерли Ревью». «Так же мало вероятно, что жители Вулвича доверят свою жизнь такой машине, как и то, что они дадут взорвать себя на ракете». Но все это не смущало Стефенсона. После ожесточенной борьбы он все же добился своего: построил дорогу, решив при этом целый ряд крайне трудных технических задач.
Одной из таких задач стала прокладка железнодорожного пути через «Кошачье болото» – огромную илистую трясину, грозящую засосать всякого, кто ступит на нее. Чтобы пересечь болото, Стефенсон построил большую насыпь. Всего же при постройке линии, общей длиной в 50 км, пришлось возвести 63 моста и путепровода, соорудить тоннель длиной в 2 км и устроить довольно длинную выемку в скалистом грунте. Дорогу Ливерпуль – Манчестер можно уподобить волшебному яйцу, в котором до поры до времени таилась вся Вселенная – в данном случае железнодорожная вселенная. Практически со всеми задачами, стоявшими на пути ее строителей, впоследствии столкнулись строители железных дорог во всем мире. Так что те, кто строил Ливерпуль-Манчестерскую дорогу, поистине прокладывал путь своим потомкам!
Новая победа Стефенсона придала еще больший вес его авторитету. Но железнодорожная компания все еще продолжала колебаться в выборе между паровозной и лошадиной тягой. И тогда Стефенсон предложил организовать соревнование паровозов. Условия конкурса были следующие: паровоз весом не более 6 т должен был со скоростью не менее 16 км/час пройти 60 км, ведя поезд общим весом в 20 т. Стоимость машины не должна превышать 550 фунтов стерлингов. Давление пара не должно было подниматься выше 3,5 атмосфер, и наконец машина должна была «сжигать свой собственный дым». Победителя ждал приз в 500 фунтов стерлингов.
В гонках участвовали все ведущие паровозостроители Англии, включая, разумеется, Стефенсона. Он вывел на старт свою новую машину «Ракета». Она весила всего 4,5 т и с грузом в 16 т могла развивать скорость в 21 км/час, а с одним вагоном с 36 пассажирами достигала скорости в 48 км/час.
Соперниками «Ракеты» стали паровозы «Прочность», «Несравненный» и «Новинка». Первые два вышли из строя уже в самом начале пробных пробегов. «Новинка» же оказалась серьезным противником для «Ракеты». Она была построена шведским инженером Эриксоном и выгодно отличалась от невзрачной «Ракеты» красивым внешним видом и легкостью, позволявшей ей развивать скорость в 45 км/час. Однако в отношении выносливости и работоспособности «Ракета» далеко превзошла свою соперницу. При максимальной скорости 48 км/ч «Ракета» могла тянуть поезд весом 14 т!
Своему успеху «Ракета» была обязана впервые примененному в ее конструкции многотрубному котлу. Идея многотрубного котла принадлежит не Стефенсону, а одному из его друзей. Незадолго до состязания Стефенсон, строя два паровоза, предназначавшихся для железнодорожной линии во Франции, пытался увеличить поверхность нагрева тем, что снабдил котлы паровозов большим количеством труб с водой. Однако несостоятельность нового приспособления обнаружилась очень быстро – паровозы с ним работали хуже прежнего. Как быть? Стефенсон случайно завел разговор на эту тему в присутствии Генри Бута, секретаря правления дороги Манчестер – Ливерпуль. Выслушав изобретателя, Бут предложил Стефенсону «перевернуть» систему – оставить в котле трубы, но пропускать через них не воду, а отходящие газы, а котел с проведенными в нем трубами наполнить водой. Вначале Стефенсон никак не хотел согласиться с правильностью предложения Бута, но тот так настойчиво его убеждал, что, только опасаясь испортить отношения с влиятельным человеком, Стефенсон согласился осуществить его идею. При постройке «Ракеты» он снабдил ее котел 25 медными дымогарными трубами диаметром 7,5 см. Когда новый паровоз совершил свой первый пробег по Келлингвортской дороге, Стефенсон, по его собственному признанию, оцепенел от изумления: новая конструкция паровоза по быстроте и работоспособности превзошла все его ожидания! С этого момента изобретатель более не сомневался в том, что победа на соревнованиях будет принадлежать «Ракете». Свою признательность Буту Стефенсон выразил тем, что отдал ему половину полученной премии.
Результаты соревнования окончательно решили спор о выборе тяги на линии Ливерпуль – Манчестер в пользу паровоза. Стефенсон получил заказ на 8 машин. Они походили по своей конструкции на «Ракету», но цилиндры в них расположены были горизонтально. 15 сентября 1830 г. линия Ливерпуль – Манчестер была торжественно открыта в присутствии премьер-министра, членов правительства и при огромном стечении народа. Это было настоящее празднество! «Никогда в Ливерпуле не наблюдалось такого множества приезжего народа, собравшегося со всех концов трех королевств, – писал очевидец. – Через один только Честер, лежащий в стороне от главных дорог, ведущих к Ливерпулю, проехало в прошлый вторник 400 почтовых карет. Все постоялые дворы были переполнены, и даже на улицах оставались кареты, для которых не хватало места на дворах. В среду с самого утра народ стал собираться вблизи железной дороги. Стояла прекрасная погода. Находящаяся за городом станция железнодорожного общества служила местом для встречи гостей, приглашенных для участия в торжественной поездке из Ливерпуля в Манчестер. Еще задолго до 9 часов утра вся Кроунская улица была запружена экипажами, в которых приезжали приглашенные. Вскоре помещение, где находились повозки железной дороги, наполнилось веселыми группами гостей, спешно разыскивавших предоставленные им места, номера которых были проставлены на пригласительных билетах… Почти непрерывно раздавались звуки одного из трех специально приглашенных оркестров».