Rušeň

Parná trakcia bola prvou a najdlhšie rozšírenou trakciou na železniciach. Jej počiatky nachádzame v severnom Anglicku na počiatku 19. storočia.

Prvá parná lokomotíva sa pravdepodobne rozbehla po koľajniciach 21. februára 1804. Pochádzala z dielne Richarda Trevithicka. Náklad tvorilo 28 ton uhlia a 70 cestujúcich.

Prvé tri desaťročia 19. storočia súperili parné rušne s konskou trackiou. Posledné slovo mal rušeň Rocket (Raketa) konštruktérov Roberta a Georga Stephensnových, ktorý ukázal, že parné rušne sú dostatočne spoľahlivé i pre diaľkové trasy.

Parné rušne boli hlavnými rušňami na železnici počas celého 19. i v prvej polovici 20. storočia. Počas tejto doby boli neustále vylepšované všetky ich časti, čo viedlo k vyššiemu výkonu, rýchlosti, schopnosti prevádzky na širokom spektru tratí (kľukaté, veľké stúpania), hospodárnejšej prevádzke (vyššia účinnosť, menšie náklady na údržbu). V polovici 20. storočia však narazil lokomotívny parný stroj na svoje hranice v účinnosti i maximálnej rýchlosti. Iné druhy pohonu – elektrický a dieselový – preto na väčšine tratí parné rušne nahradili pre hospodárnejšiu prevádzku a lepšie vlastnosti pri vozbe vlakov.

Hoci prvý model elektrického rušňa postavil už v roku 1837 Robert Davison, trvalo takmer sto rokov, než elektrická trakcia dokázala všeobecne konkurovať parnému stroju.

Prvým prototypovým elektrickým rušňom bol zinkovými článkami poháňaný Galvani z roku 1842, taktiež Davidsonovo dielo. Elektrická trakcia sa však zo začiatku nepresadila z technických i ekonomických dôvodov – elektromotor bol slabý v porovnaní s parným strojom a spotrebovaný zinok 4-krát drahší, než spálené uhlie v parnej lokomotíve.

Siemensov elektrický vlak na Berlínskej živnostenskej výstave 1879 sa pohyboval maximálnou rýchlosťou 13 km/h a za 4 mesiace prepravil 90 tisíc pasažierov

Vďaka vynálezu dynama, ktoré mení pohybovú energiu na elektrickú, bolo možné postaviť rušne a elektrické jednotky bez drahých galvanických článkov – elektrickú energiu bolo možné vyrábať v elektrárni a vedením prenášať do rušňa. Prvý, kto túto schému uplatnil v osobnom vlaku, bol v roku 1879 Werner von Siemens. Jeho rušeň s výkonom 2,2 kW ťahal na Berlínskej živnostenskej výstave (Berliner Gewerbeausstellung 1879) tri vozne s pasažiermi. Pre prenos energie medzi stacionárnym dynamom a vlakom bola zvolená tretia, napájacia koľajnica.

Pretože elektrickú energiu spočiatku vyrábali tepelné elektrárne na uhlie, boli parné lokomotívy, ktoré uhlie spaľovali priamo na mieste, hospodárnejšie a ekonomickejšie, než stratový prenos energie drahým trakčným vedením. Preto sa elektrický pohon najskôr ujal na podzemných mestských železniciach (Londýn, 1890) a zakrátko na povrchových tratiach v mestských aglomeráciách (Lichterfelde, 1891), kde sa parné rušne nehodili kvôli zápachu a znečisteniu, ktoré sa ich prevádzkou koncentrovali. Podmienky pre elektrifikáciu diaľkových tratí vznikli na miestach s obmedzenými zásobami uhlia alebo dostupnými inými zdrojmi energie (najmä hydroenergetickým potenciálom).

Prvou elektrifikovanou hlavnou traťou bola 6,5 km časť spojky medzi hlavnou časťou Baltimorsko-ohijskej železnice (B&O) a novou traťou do New Yorku sprevádzkovaná v roku 1895. Trať viedla v tuneloch okrajom baltimorského centra, kde činil uhoľný dym parných lokomotív vážne problémy. Spočiatku boli v prevádzke tri lokomotívy s usporiadaním Bo+Bo, ktoré sa zoskupili za celým vlakom vrátane parnej lokomotívy a tlačili ho po tomto úseku.

Na prvých elektrických tratiach boli používané jednosmerné napájacie sústavy. Rozvoj trojfázovej elektrickej distribučnej siete znamenal nutnosť budovať meniarne, kde sa striedavý prúd usmerňoval na jednosmerný. Preto vznikla snaha napájať lokomotívy striedavým prúdom. Priekopníkom tohto systému sa v roku 1894 vynálezom trojfázového trakčného motora stal maďarský konštruktér Kálmán Kandó.