أول قاطرة بخارية ذاتية الدفع تنطلق في محطة Pen-y-Darren Ironworks في ويلز.
كانت Penydarren Ironworks هي الرابعة من أكبر مصانع الحديد التي تم إنشاؤها في Merthyr Tydfil في جنوب ويلز.
بني في عام 1784 من قبل الأخوين صموئيل هومفراي ، وإيريميا هومفراي ، وتوماس هومفراي ، وجميعهم أبناء فرانسيس هومفراي من ستوربريدج. أدار والدهم فرانسيس لفترة من الوقت مستودعًا للأظافر هناك لأمبروز كرولي. شارك معظم أفراد الأسرة في التجارة كصناع حديد أو تجار حديد (في هذا السياق يعني مصنع للسلع الحديدية). قام صموئيل ببناء Penydarren House على الضفة المقابلة لنهر Taf ، كمنزل للعائلة محليًا.
نظرًا لأن مالكي Cyfarthfa Ironworks سيطروا على إدارة قناة Glamorganshire ، قامت مصانع Merthyr Tydfil للحديد الأخرى ببناء طريق ترام إلى Abercynon ، متجاوزًا الأقسام العليا للقناة. تم استخدام "Penydarren Tramroad" (بشكل صحيح ، Merthyr Tramroad) لتجربة أول قاطرة بخارية للسكك الحديدية ، بناها ريتشارد تريفيثيك. نجح هذا في سحب العربات بنجاح لكنه كان ثقيلًا لدرجة أنه حطم العديد من القضبان. ثم تم استخدام المحرك لأغراض أخرى كمحرك ثابت.
تم تمويل العمل من قبل ويليام فورمان من برج لندن ، الذي قدم رأس المال بالكامل ، جزئيًا على أساس الرهن العقاري ولكنه حصل على نصيب فيه. ترك صمويل هومفراي الشركة في عام 1813. وفي عام 1819 ، كان الشركاء ويليام فورمان وويليام تومسون من لندن. عرض ويليام فورمان الأعمال للبيع في عام 1859 ، واشترت شركة Dowlais Iron الأرض المعدنية. تم استخدام الأعمال بشكل متقطع من قبل العديد من الآخرين حتى عام 1883. لا يزال من الممكن رؤية بعض بقايا الأعمال.
القاطرة البخارية عبارة عن عربة سكة حديد توفر القوة لتحريك نفسها والمركبات الأخرى عن طريق تمدد البخار: 80 يتم تغذيتها عن طريق حرق مادة قابلة للاحتراق (عادةً الفحم أو الزيت أو نادرًا الخشب) لتسخين المياه في غلاية القاطرة لدرجة أنها تصبح غازية ويزداد حجمها 1700 مرة. وظيفيًا ، إنه محرك بخاري على عجلات.
في معظم القاطرات ، يتم إدخال البخار بالتناوب إلى كل طرف من طرفي أسطواناته ، حيث يتم توصيل المكابس ميكانيكيًا بالعجلات الرئيسية للقاطرة. عادة ما يتم نقل إمدادات الوقود والمياه مع القاطرة ، إما على القاطرة نفسها أو في عطاء مقترن بها. تشمل الاختلافات في هذا التصميم العام الغلايات التي تعمل بالكهرباء ، والتوربينات بدلاً من المكابس ، واستخدام البخار المتولد خارجيًا.
تم تطوير القاطرات البخارية لأول مرة في المملكة المتحدة خلال أوائل القرن التاسع عشر واستخدمت في النقل بالسكك الحديدية حتى منتصف القرن العشرين. بنى ريتشارد تريفيثيك أول قاطرة بخارية معروفة بأنها نقلت حمولة عبر مسافة في Pen-y-darren في عام 1804 ، على الرغم من أنه أنتج قاطرة سابقة للتجربة في Coalbrookdale عام 1802. سالامانكا ، التي بناها ماثيو موراي في عام 1812 لسكة حديد ميدلتون ، كانت أول قاطرة بخارية ناجحة تجاريًا. كان Locomotion رقم 1 ، الذي بناه جورج ستيفنسون وشركة ابنه روبرت روبرت ستيفنسون وشركاه ، أول قاطرة بخارية لنقل الركاب على خط سكة حديد عام ، سكة حديد ستوكتون ودارلينجتون ، في عام 1825. تبع ذلك تطور سريع ؛ في عام 1830 افتتح جورج ستيفنسون أول سكة حديد عامة بين المدن ، سكة حديد ليفربول ومانشستر ، بعد نجاح صاروخ Rocket في 1829 Rainhill Trials التي أثبتت أن القاطرات البخارية يمكنها أداء مثل هذه المهام. كان روبرت ستيفنسون وشركاه صانعًا بارزًا للقاطرات البخارية في العقود الأولى من استخدام البخار للسكك الحديدية في المملكة المتحدة والولايات المتحدة ومعظم أوروبا ، وبحلول نهاية عصر البخار ، بلغ التركيز البريطاني منذ فترة طويلة على السرعة ذروته في رقم قياسي ، لا يزال غير مكسور ، يبلغ 126 ميلاً في الساعة (203 كيلومترات في الساعة) بواسطة LNER Class A4 4468 Mallard. في الولايات المتحدة ، سمحت مقاييس التحميل الأكبر بتطوير قاطرات كبيرة جدًا وثقيلة مثل Union Pacific Big Boy ، التي تزن 540 طنًا طويلًا (550 طنًا ؛ 600 طن قصير) وكان لها جهد جر قدره 135375 رطلاً (602،180) نيوتن) منذ أوائل القرن العشرين ، حلت القاطرات البخارية محل القاطرات الكهربائية والديزل تدريجياً ، حيث تحولت السكك الحديدية بالكامل إلى طاقة كهربائية وديزل ابتداءً من أواخر الثلاثينيات. تقاعدت غالبية القاطرات البخارية من الخدمة العادية بحلول الثمانينيات ، على الرغم من استمرار العديد منها في العمل على الخطوط السياحية والتراثية.