La storia dei veicoli stradali a vapore riguarda lo sviluppo di mezzi di trasporto alimentati da motori a vapore impiegati su strada e indipendenti da rotaie.
Mezzi di questo tipo vennero impiegati sia per il trasporto convenzionale di persone o merci, come nel caso delle automobili a vapore e dei carri a vapore, sia nell'agricoltura e nel trasporti di carichi pesanti, come nel caso dei trattori a vapore
I primi prototipi vennero costruiti nei secoli XVIII e XIX, tuttavia fu solo grazie all'apporto di Richard Trevithick nello sviluppo di motori ad alta pressione che questi mezzi divennero una realtà concreta. La prima metà del XIX secolo vide importanti progressi nello sviluppo di veicoli a vapore, e attorno alla metà del secolo fu possibile la produzione su base commerciale. Questi progressi vennero smorzati dalle normative legali, che limitavano, e in alcuni casi proibivano, l'utilizzo di mezzi a vapore su strada. Nonostante ciò, tra gli anni '80 dell'800 e gli anni 20 del '900, sia le tecniche di produzione che i veicoli stessi videro continui miglioramenti, e questi ultimi vennero impiegati per un numero sempre maggiore di applicazioni. Il rapido sviluppo dei motori a combustione interna, avvenuto nel XX secolo, mise fine all'utilizzo dei motori a vapore all'interno dei veicoli; alcuni mezzi a vapore rimasero in uso fino a dopo la seconda guerra mondiale.
Molti veicoli di questo tipo vennero acquistati da appassionati, e ad oggi ne esistono ancora numerosi esemplari. Negli anni '60, i problemi dovuti all'inquinamento in California, portarono, per un breve periodo, allo studio di veicoli a vapore come alternativa atta a ridurre lo smog. Fatta eccezione per veicoli posseduti da appassionati, riproduzioni e prototipi sperimentali, ad oggi non vengono prodotti veicoli a vapore.
I primi veicoli a vapore, che ai tempi erano inconsueti ma non rari, presentano notevoli svantaggi per gli standard del XXI secolo. Essi richiedevano molto tempo per essere avviati, poiché occorreva che l'acqua raggiungesse il punto di ebollizione, in modo tale da generare vapore. I veicoli di questo tipo inoltre utilizzavano carbone come combustibile, ingombrante, e che doveva essere caricato (di solito utilizzando una pala) dapprima sul veicolo e in seguito all'interno della caldaia. Le ceneri prodotte in seguito alla combustione dovevano in seguito essere rimosse. Il motore inoltre aveva bisogno di essere rifornito di acqua oltre che di combustibile. La maggior parte dei veicoli montava ruote metalliche, che non garantivano una buona trazione. Essendo inoltre molto pesanti, questi veicoli non garantivano accelerazione e velocità elevate, raggiungendo al massimo i 32 km/h. Infine, questi veicoli producevano fumi di scarico come farebbe un camino, e la manutenzione era lasciata al possessore del mezzo.
Con l'evolvere della tecnologia, i veicoli iniziarono ad utilizzare carburanti liquidi come il kerosene, ruote in gomma, e condensatori per recuperare acqua dal vapore, inoltre furono resi più leggeri. Queste migliorie tuttavia non resero i veicoli a vapore in grado di competere con quelli a combustione interna, che rimasero la tecnologia principe nel corso del XX secolo.
Primi pionieri
Le prime ricerche nell'ambito dei motori a vapore prima del 1700 miravano alla costruzione di veicoli e navi semoventi. La prima applicazione pratica fu tuttavia all'interno di fabbriche, che utilizzavano ingombranti motori a bassa pressione. Ridurne la grandezza per adattarli al trasporto su strada avrebbe comportato un aumento della pressione del vapore, con i rischi relativi dati dalla limitata tecnologia del tempo. Un fervente oppositore del vapore ad alta pressione fu James Watt, che, assieme a Matthew Boulton, fece tutto ciò che fu in suo potere per dissuadere William Murdoch dal costruire e brevettare una carrozza a vapore, partendo dal suo modello in scala funzionante del 1784.
Verso la fine del XVIII secolo, numerosi furono i tentativi di costruire veicoli semoventi in grado di sterzare (tra cui uno di Murdoch nel 1791, che lasciò incompiuto); molti di questi rimasero tuttavia solamente dei modelli in scala. Il progresso era ostacolato da diversi problemi riguardati il trasporto su strada nella sua accezione più generale, come ad esempio: inadeguatezza di manti stradali, ruote, freni, ammortizzatori e mancanza di motori in grado di garantire regimi di rotazione costanti, carrozzerie resistenti alle vibrazioni e sistemi di sterzo.
La carrozza a vapore di Verbiest
Ferdinand Verbiest è indicato come il primo ad aver costruito quella che possiamo chiamare una carrozza a vapore, attorno al 1665, tuttavia le informazioni a riguardo sono scarse. Sembra inoltre che l'italiano Grimaldi e il francese Nolet si ispirarono al veicolo di Verbiest per lo sviluppo delle loro carrozze rispettivamente nel 1671 e nel 1748.
"Fardier à vapeur", il carro di Cugnot
A Joseph Nicolas Cugnot si deve l'invenzione di quella che può considerarsi la prima automobile, di fatto un carro a vapore a tre ruote in grado di sterzare tramite un timone. Al primo modello, creato nel 1769, ne seguì un secondo con impianto frenante migliorato nel 1771, che avrebbe dovuto essere utilizzato dall'esercito francese. Il fardier di Cugnot venne concepito per trasportare fino a 4 tonnellate di peso e viaggiare ad una velocità di 4 km/h. Esistono evidenze che dimostrano l'effettivo funzionamento del veicolo, il quale rimase comunque un esperimento di breve durata per via dell'intrinseca instabilità e delle performance non all'altezza dell'esercito.
Carrozza a vapore di Symington Nel 1786 William Symington costruì una carrozza a vapore.
Auto a vapore di Fourness e Ashworth Robert Fourness e James Ashworth ottennero il brevetto numero 1674 del dicembre 1788 per un'auto a vapore.
Carrozza a vapore di Trevithick
Nel 1801 Richard Trevithick costruì un veicolo a vapore sperimentale, chiamato Puffing Devil (diavolo che sbuffa), equipaggiato di una camera di combustione interna alla caldaia, un solo cilindro verticale il cui movimento veniva trasmesso direttamente alle ruote tramite bielle. Il veicolo aveva un peso di 1520 kg a pieno, e poteva raggiungere una velocità di 14.5 km/h in piano. Il primo test venne eseguito senza conducente, il che causò la distruzione del veicolo.
Poco tempo dopo Trevithick costruì la London Steam Carriage (carrozza a vapore londinese) che venne operata con successo a Londra nel 1803, tuttavia il progetto non attirò l'interesse del pubblico.
Riferendosi al veicolo creato da Trevithick, uno scrittore inglese di nome Mickleham coniò il termine motore a vapore, 1822:
Veicolo anfibio a vapore di Evans
Nel 1805 Oliver Evans costruì il Oruktor amphibolos (scavatore anfibio), una draga a fondo piatto che egli stesso modificò in modo tale da permetterne l'utilizzo sia in acqua che sulla terraferma, ed alimentata da un motore a vapore. Questo veicolo sarebbe il primo mezzo anfibio oltre che il primo veicolo a vapore da strada ad essere operato negli Stati Uniti. I progetti di questa macchina tuttavia non sono arrivati fino a noi, e le uniche notizie dei traguardi da essa raggiunti sono riportati dallo stesso Evans. Analisi successive delle descrizioni di Evans suggeriscono che il motore da 5 cavalli difficilmente avrebbe potuto spingere il veicolo sia su terra che in acqua, e che il percorso scelto per la prova di funzionamento avrebbe permesso alla forza di gravità di influire positivamente sul movimento del veicolo. Per quanto riguarda il movimento in acqua, anche in questo caso, sarebbero state le correnti a permettere lo spostamento del mezzo. Il Oruktor amphibolos non ebbe successo, e dopo alcuni anni di inattività, venne smantellato.
Carrozza a vapore di Summers e Ogle Attorno al 1831 William Alltoft Summers e Nathaniel Ogle costruirono due carrozze a vapore a tre ruote. Nello stesso anno il funzionamento della macchina venne dimostrato ad una commissione della Camera dei Deputati.
Nel 1932 una delle loro carrozze, intraprese diversi viaggi partendo da Southampton, giungendo a Birmingham, Londra, Liverpool e Oxford.
Un articolo di giornale del giugno del 1833 descrive una dimostrazione a Londra:
I primi servizi di trasporto a vapore
Negli anni '30 dell'800, si svilupparono servizi si trasporto pubblico a vapore di successo. Tra i più famosi si annoverano quelli gestiti da Sir Goldsworthy Gurney e Walter Hancock in Inghilterra e da John Scott Russel in Scozia. Tuttavia, il costo elevato dei pedaggi stradali imposto dai Turnpike Acts scoraggiò l'utilizzo dei mezzi a vapore a favore del trasporto tramite carrozze tradizionali. Questa situazione si protrasse fino a che il trasporto su binari non si diffuse negli anni '40 e '50.
Sir James C. Anderson e il suo collega ingegnere Jasper Wheeler Rogers introdussero i veicoli a vapore in Irlanda. I due crearono i loro mezzi negli anni '30 e '40 dell'800, dove promossero una rete di trasporto estesa su tutta l'isola, che sfruttasse le strade utilizzate dal servizio postale irlandese. Un articolo del 1838 sul Cork Southern Report riguardante la "diligenza a vapore" di Anderson, riporta il modo in cui Anderson e suo padre spesero "una fortuna nella costruzione di ventinove carrozze fallimentari, per poi avere successo con la trentesima". Jasper Rogers costruì le sue auto in un'ex fabbrica di vetro flint, Fort Chrystal, situata in quella che oggi è la zona di East Wall di Dublino.
All'interesse verso il miglioramento del trasporto di merci e persone, Rogers e Anderson affiancarono il sostegno alla diffusione di mezzi di trasporto individuali poiché gli operatori, personale della rete stradale, e le squadre di lavoro necessarie a alla manutenzione del sistema erano di gran lunga maggiori in numero rispetto a quelle impiegate nel solo settore ferroviario, in un momento in cui Rogers e Anderson stavano cercando di massimizzare il numero di occupati in Irlanda.
Essi videro nelle ferrovie un diretto concorrente che avrebbe ridotto la necessità di manodopera nell'ambito dei trasporti irlandesi. Parallelamente, una rete ferroviaria nazionale avrebbe ridotto il numero di destinazioni disponibili, anziché espanderlo.
Il sistema di trasporti proposto da Rogers e Anderson invece avrebbe avuto bisogno di una grande quantità di stazioni di servizio per i rifornimenti di acqua e carburante, le quali avrebbero potuto ospitare una forza di polizia stradale e depositi per telegrammi. Sostanzialmente ogni villaggio irlandese, per quanto isolato, avrebbe potuto rappresentare un nodo della rete dei trasporti. Le popolazioni locali avrebbero potuto guadagnare denaro extra trasportando rocce alle stazioni di rifornimento; queste rocce sarebbero in seguito servite per ampliare, riparare e mantenere la rete stradale. Infine, ogni villaggio avrebbe avuto bisogno di una equipe dedita alla manutenzione delle strade locali.
Applicazioni militari dei veicoli stradali a vapore Durante la guerra di Crimea un trattore a vapore venne impiegato per trainare diversi rimorchi.
Negli anni '70 dell'800 diversi eserciti sperimentarono l'utilizzo di trattori a vapore per trainare treni stradali di approvvigionamenti.
Nel 1898 treni stradali con trattore a vapore e fino a quattro semirimorchi, vennero impiegati per effettuare manovre militari in Inghilterra.
Nel 1900 la John Fowler & Co. fornì treni stradali corazzati destinati all'utilizzo nella seconda guerra boera da parte delle forze armate britanniche.
L'età vittoriana del vapore Sebbene gli ingegneri avessero sviluppato sofisticati veicoli stradali a vapore, questi ultimi non conobbero lo stesso successo raggiunto dalle imbarcazioni e dai mezzi ferroviari a vapore nel corso dell'800, la cosiddetta età del vapore.