В определенном смысле железнодорожный тормоз старше самого железнодорожного транспорта, хотя, конечно, намного моложе безрельсовых колесных экипажей. Дело в том, что необходимость специальных устройств для торможения любого подвижного состава возникает только при таких скоростях движения, когда естественное сопротивление вращению колес становится недостаточным для остановки в нужный момент. Например, английские почтовые дилижансы достигли этого уровня в конце XVIII века, и сразу появился целый ряд тормозных устройств для них. Как известно, тормоз создает искусственное сопротивление движению для остановки или регулирования скорости и тем самым обеспечивает безопасность движения подвижного состава.
Первые тормоза рельсового транспорта в XVIII веке (еще до того, как он стал железнодорожным) были ручными. В действие они приводились тормозилыциками. Грузовые вагончики с деревянными колесами были тогда малы, двигались с использованием конной тяги, и для их эффективного торможения достаточно было прижать к полотну дороги сбоку от рельсового пути заостренный железный брус, укрепленный на вагонной раме. Другой вариант тормозного устройства тех времен - рычаг, вручную прижимаемый к колесу вагона; в отпущенном состоянии он подвешивался на цепи к кузову.
По такому же принципу приводились в действие и первые тормоза пассажирских поездов с паровой тягой. Однако именно применение силы пара дало толчок к быстрому развитию тормозной техники в XIX веке. Новые условия работы (поезд, а не отдельные вагоны) потребовали прежде всего, чтобы при разрыве или другом случайном разъединении поезда его тормоза автоматически срабатывали и вызывали остановку разъединившихся частей. Это важнейшее свойство, получившее название автоматичности действия, не могли обеспечить ручные тормоза. Кроме того, каждый ручной тормоз требовал отдельного управ - ления, в единую (непрерывную) систему они не связывались. Поэтому значительным шагом вперед явилось создание в середине XIX века нескольких систем тормозов, которые были уже и автоматическими и непрерывными. Один из таких тормозов приводился в действие энергией больших спиральных пружин на торцовых стенках вагонов. Специальные тормозильщики заводили эти пружины на станции отправления, а для торможения машинист тянул за веревку, привязанную к каждой пружине вдоль всего поезда. Тормоза срабатывали быстро и через систему рычагов - тормозную рычажную передачу - прижимали колодки к обода м колес.
Имелись и другие конструкции механических тормозов, наряду с ними совершенствовались ручные. Но они были громоздки, требовали большой численности обслуживающего персонала, да к тому же длина поезда ограничивалась физическими возможностями машиниста и прочностью веревки.
К середине XIX века появились новые тормозные системы, приспособленные к работе в более длинных поездах. Появляется сначала паровой тормоз Стефенсона, передающий давление пара от небольшого парового цилиндра через рычажную передачу на тормозные колодки и колеса (1833 г). Затем почти одновременно были созданы тормоза, использующие действие разреженного (вакуумные) или сжатого (пневматические) воздуха. Последние в XX веке получили наибольшее распространение.
Пневматический тормоз, предложенный в 1869 г. известным английским изобретателем и промышленником Дж. Вестингау-зом, не обладал вначале столь важным и уже заложенным ранее в механических тормозных системах свойством автоматичности действия. Тем не менее он был настолько удачен принципиально и конструктивно, что к началу XX века нашел широкое применение на многих железных дорогах. Представим себе небольшой воздушный насос, установленный сбоку паровоза и приводимый в действие паром. Насос качает воздух в находящийся там же резервуар, а из этого резервуара по всему поезду проходит труба воздухораспределителя с гибкими соединительными рукавами на концах каждого вагона. Получается непрерывная тормозная система, в которую входят на вагонах чугунные цилиндры с уплотненными поршнями, а на паровозе - трехходовой кран. Машинист, управляя этим краном, пропускает сжатый воздух из резервуара через воздухопровод в тормозные цилиндры. При перемещении их поршней штоки через рычажную передачу прижимают к колесам тормозные колодки. Тем же краном воздух из тормозного цилиндра и воздухопровода выпускается в атмосферу, и тормоза отпущены. Отсоединяя воздухопровод как от резервуара, так и от атмосферы (положение перекрыши), машинист регулирует количество сжатого воздуха, а следовательно, и соответствующее тормозное усилие.
Для отдельно взятого вагона или паровоза такой тормоз подходил как нельзя лучше, но в поездах он грозил полным отказом в самые опасные моменты - при разрыве поезда, разъединении тормозных рукавов, поломке тормоза и т.п. Поэтому его заменил автоматический пневматический тормоз Вестингауза. Следует, однако, сказать, что и сегодня тормоза, работающие по такой схеме, широко используются на локомотивах и другом самоходном подвижном составе железных дорог - это так называемый прямодействующий, или вспомогательный, тормоз.