真空ブレーキ
初期の鉄道では、機関車や緩急車に備えられた手ブレーキにより列車のブレーキを掛けており、後には機関車に装備された蒸気ブレーキが用いられるようになった。これは明らかに不十分なものであったが、その当時の技術では容易には解決できなかった。列車全長に渡って鎖をつないでブレーキを掛けるチェーンブレーキシステムが開発されたが、列車全体に均等にブレーキを掛けることができなかった。
こうした問題は、柔軟なパイプで車両間をつなぎ、各車両のブレーキを機関車から制御できるようにした真空ブレーキシステムの採用で大きく解決へ向けて前進した。最初に考案されたものは単純な構造の直通真空ブレーキで、1874年にイギリスのノース・イースタン鉄道(英語版)の技術者、J・R・スミスによって開発された。機関車から列車全体にブレーキ管が引き通されており、機関車に備えられた弁を操作することで真空が作られ、この真空がブレーキ管を通じて各車両のブレーキピストンを動かし、機関士によりブレーキの程度を加減することができるようになっていた。圧縮空気ではなく真空を用いることは、蒸気機関車においては簡単なエゼクターを用いることで可動部品を使わずに真空を作り出せるという点で好ましかった。
しかしながらこの直通真空ブレーキには大きな欠陥があり、走行中に列車が分離してしまったり不注意にブレーキ管が連結されていたりといった、何らかの理由で車両間のブレーキ管の連結が外れてしまうと、列車全体にわたりブレーキが効かなくなる。また配管が破損したりブレーキシリンダーに欠陥があったりしてもブレーキは効かなかった。
これに対処するためにまず最初に二重系にすることが考えられた。これを開発したのはハーディで、真空を作り出すエゼクターを2台にし、1台は列車全体用、もう1台は機関車用にした。