Фрэнк Джулиан Спраг (25 июля 1857 г. в Милфорде, Коннектикут - 25 октября 1934 г.) был американским военно-морским офицером и изобретателем , внесшим свой вклад в разработку электродвигателя , электрических железных дорог и электрических лифтов . Его вклад был особенно важен в продвижении городского развития за счет увеличения размеров городов, которые могли быть разумно достигнуты (за счет улучшения транспорта) и за счет большей концентрации бизнеса в коммерческих секторах (за счет использования электрических лифтов в небоскребах ). [1]Он стал известен как «отец электрической тяги». Он продемонстрировал способности к естественным наукам и математике. Спраг получил назначение в Военно-морскую академию США в 1874 году. После ее окончания в 1878 году и двух лет плавания в море он неуклонно продолжал изучать электротехнику. [2]
Фрэнк Джулиан Спраг | |
---|---|
Родившийся | |
Умер | 25 октября 1934 г. [1] | (77 лет)
Национальность | Американец |
Альма-матер | Военно-морская академия США |
Известен | Электродвигатель |
Награды | Медаль Эллиота Крессона (1903 г.) Медаль IEEE Эдисона (1910 г.) Медаль Франклина (1921 г.) Медаль Джона Фрица (посмертно, 1935 г.) |
Научная карьера | |
Поля | Электротехника |
ранняя жизнь и образование
Спраг родился в Милфорде, штат Коннектикут , в 1857 году в семье Дэвида Каммингса Спрэга и Фрэнсис Джулии Кинг Спраг, школьной учительницы [3] : 79 Его мать умерла, когда ему было десять лет, и его отец отправил жить к тете в Нью-Йорк. . Он учился в средней школе Друри в Норт-Адамсе, штат Массачусетс , и преуспел в математике. После окончания средней школы Спраг отправился в Спрингфилд, штат Массачусетс , чтобы сдать вступительный экзамен в Вест-Пойнт , но почему-то неожиданно сдал четырехдневный вступительный экзамен в Военно-морскую академию США в Аннаполисе, штат Мэриленд . [4] Он набрал наивысший балл (еще двенадцать сдали экзамен), и чтобы пойти в школу, ему нужно было занять деньги. Местный подрядчик и банк ссудили ему четыре тысячи долларов, и он поехал в Мэриленд. [3] [ необходима страница ] Там он закончил седьмым (из тридцати шести) классов 1878 года. [5]
Карьера
Он был принят в качестве прапорщика в ВМС США . Во время его последующего военно - морской службы, он первым служил на USS Richmond , то USS Миннесота . [6] : 95 Находясь в Азии, Спрэг писал рассказы, которые подавал в « Бостон геральд» . [3] [ необходима страница ] Когда его корабль находился в Ньюпорте, штат Род-Айленд , в 1881 году, Спраг изобрел перевернутую динамо-машину . После того, как его перевели на USS Lancaster , флагман европейской эскадрильи, он установил первую электрическую систему звонка на корабле ВМС США. Спраг взял отпуск, чтобы посетить Международную выставку электричества 1881 года в Париже и выставку Хрустального дворца в Сиденхэме , Англия, в 1882 году, где он был в жюри наград за газовые двигатели, динамо- машины и лампы.
Инженер для Эдисона
В 1883 году Эдвард Х. Джонсон , деловой партнер Томаса Эдисона , убедил Спрэга оставить военно-морскую комиссию, чтобы работать на Эдисона. [3] : 81 Спраг, начавший с зарплаты в 2500 долларов, не был доволен ни своей зарплатой, ни своими назначениями. Спраг хотел сосредоточиться на двигателях, в то время как двигатели надоедали Эдисону, который был поглощен работой своих ламп накаливания. Эдисон отправил Спрага руководить строительными отделами, где Эдисон построил центральные электростанции для своих систем освещения в Санбери, штат Пенсильвания , и Броктоне, штат Массачусетс . [3] : 85
Одним из значительных вкладов Спрага в лабораторию Эдисона в Менло-Парке, штат Нью-Джерси , было введение математических методов. До своего приезда Эдисон провел множество дорогостоящих экспериментов методом проб и ошибок. Подход Спрэга заключался в математическом вычислении оптимальных параметров и, таким образом, избавлении от лишних усилий. Он выполнил важную работу для Эдисона, в том числе исправил систему Эдисона электросетей и фидеров для распределения на центральных станциях .
В 1884 году он решил, что его интересы в эксплуатации электричества лежат в другом месте, и он оставил Эдисона, чтобы основать Sprague Electric Railway & Motor Company. [6] : 96
Пионер в области электротехники
К 1886 году, компания SPRAGUE в ввел два важных изобретения: константа скорости, неискрящим двигатель с неподвижными щетками и рекуперативного торможения , [6] : 96 способ торможения , который использует привод двигателя для возврата мощности к основной системе питания . Его двигатель был первым, кто поддерживал постоянную скорость при переменной нагрузке. Он сразу же стал популярным и был одобрен Эдисоном как единственный доступный практичный электродвигатель. Его система рекуперативного торможения сыграла важную роль в разработке электропоезда и электрического лифта.
Электрические трамваи
Изобретения Спрага включали несколько улучшений в конструкции систем электрических трамваев, собирающих электроэнергию от воздушных линий . [7] Он усовершенствовал конструкцию подпружиненной опоры тележки, которая была разработана в 1885 году Чарльзом Ван Депоэлем , разработал значительно улучшенное крепление для двигателей трамвая и улучшенные конструкции шестерен [7] и доказал, что рекуперативное торможение было практичным. После тестирования его системы троллейбуса в конце 1887 г. и начале 1888 г., Спрэг установил первую успешную большой электрическую улицу железнодорожной системы - Richmond Union Passenger Железнодорожной в Ричмонде, штат Вирджиния , который начал свою работу пассажирской 2 февраля 1888. [4] Длинные перевозки препятствий холмы Ричмонда включали оценки более 10% и были отличным полигоном для принятия его новой технологии в других городах, в отличие от канатных дорог, которые поднимались по самым крутым склонам Ноб-Хилл в Сан-Франциско в то время.
К лету 1888 года Генри М. Уитни с железной дороги Вест-Энд-стрит в Бостоне стал свидетелем одновременного запуска нескольких трамваев на одном источнике энергии и подписался на переоборудование. [8] : 10 К январю 1889 года в Бостоне появились первые электрические трамваи - которые были первыми в Америке, которые ушли в подполье примерно восемь лет спустя [9] - и которые стали настолько популярными и заслуживающими внимания, что поэт Оливер Уэнделл Холмс сочинил Стих о новой технологии опор троллейбуса и искробезопасном контактном башмаке на его вершине: [8] : 10
- С тех пор на многих машинах ты увидишь
- Метла настолько проста, насколько это возможно;
- На каждой палке сидит ведьма -
- Веревка, которую вы видите к ее ноге, привязана.
В течение года электричество начало заменять более дорогие конки во многих городах. К 1889 году на нескольких континентах было начато или запланировано 110 электрических железных дорог с оборудованием Sprague. В 1890 году Эдисон, производивший большую часть оборудования Спрага, выкупил его , и Спраг обратил свое внимание на электрические лифты. Тем не менее, он продолжал интересоваться использованием электричества для городского транспорта и в 1901 году предложил крупное расширение лондонского метрополитена [10].
Система электроснабжения Sprague была большим преимуществом по сравнению с первыми двухполюсными воздушными линиями с U-образными трубками, которые ежедневно использовались с 1883 года на трамваях Mödling и Hinterbrühl .
Электрические лифты
Во время электрификации трамваев Ричмонда увеличившаяся пассажировместимость и скорость дали Спрэгу представление о том, что аналогичные результаты могут быть достигнуты в вертикальном транспорте - электрических лифтах . Он видел, что увеличение пропускной способности шахт лифтов не только сэкономит время пассажиров, но и увеличит доход от высоких зданий, высота которых ограничена общей площадью пола, занимаемой в шахтах медленными лифтами с гидравлическим приводом.
В 1892 году Спраг основал компанию Sprague Electric Elevator Company. [11] Работая с Чарльзом Р. Праттом, он разработал электрический лифт Sprague-Pratt, первый из которых был установлен в здании почтового телеграфа в 1894 году. [12] Компания разработала систему управления этажами, автоматические лифты, систему контроля ускорения безопасности автомобилей, и ряд грузовых лифтов. Лифт Sprague-Pratt работал быстрее и с большей нагрузкой, чем гидравлический или паровой лифт, и во всем мире было установлено 584 лифта. Затем Спраг продал свою компанию Otis Elevator Company в 1895 году.
.
Управление несколькими единицами поезда
Опыт Спрэга с лифтами позволил ему разработать многоэлементную систему работы электрической железной дороги, которая ускорила развитие электрической тяги . В многоблочной системе каждый вагон поезда оснащен тяговыми электродвигателями. С помощью реле, запитываемых по проводам поездов, инженер (или машинист ) дает команду всем тяговым двигателям в поезде действовать сообща. Для легких поездов нет необходимости в локомотивах , поэтому каждый вагон в поезде может приносить доход. Там, где используются локомотивы, все они могут контролироваться одним человеком.
Первый заказ на несколько единиц Спрэга поступил от надземной железной дороги с южной стороны (первой из нескольких надземных железных дорог, известной как «L» ) в Чикаго, штат Иллинойс . За этим успехом вскоре последовали существенные контракты с несколькими подразделениями в Бруклине, Нью-Йорке и Бостоне, Массачусетс .
Нью-Йорк: Центральный вокзал, лифты в небоскребах.
С 1896 по 1900 Спрэг служил в Комиссии для терминала электрификации Нью - Йорк Центральной железной дороги , в том числе Центрального вокзала в Нью - Йорке , где он разработал систему автоматического управления движением поездов с целью обеспечение соблюдения Trackside сигналов. Он основал Sprague Safety Control & Signal Corporation для разработки и создания этой системы. Вместе с Уильямом Дж. Вилгусом он спроектировал третью систему нижнего контакта Вилгуса-Спрага, используемую железными дорогами, ведущими к Центральному вокзалу. [13]
Во время Первой мировой войны Спраг работал в Консультационном совете военно-морского флота. Затем, в 1920-х годах, он разработал метод безопасного управления двумя независимыми лифтами, локальным и скоростным, в одной шахте, чтобы сэкономить место на полу. Он продал эту систему вместе с системами для активации систем безопасности кабины лифта, когда ускорение или скорость стали слишком большими, компании Westinghouse .
Наследие
Разработки Спрэга в области электрической тяги позволили городам расти в размерах, в то время как его разработка лифта позволила сосредоточиться на их коммерческих секциях и повысила прибыльность коммерческих зданий. Изобретения Спрага более 100 лет назад сделали возможным создание современных систем легкорельсового транспорта и скоростного транспорта , которые работают по тем же принципам и сегодня.
Культовый Спрэг-Томсона подвижного состава в парижском метро , в эксплуатации с 1908 по 1983 год , до сих пор называют ле РАМЭС Sprague ( «Sprague поездные ») сегодня.
Двигатели Sprague использовались даже в Сиднейской гавани в Австралии. Электродвигатель Lundell мощностью пять лошадиных сил, который использовался на верфи острова Какаду в период с 1900 по 1980 год, сейчас находится в коллекции Национального музея Австралии в Канберре . [14]
Награды и признание
Спрэг был награжден золотой медалью в Париже на Международной выставке электричества в 1889 году [15] главный приз на Луизианы выставке в 1904 году, [15] Elliott Cresson медаль в 1904 году, [15] и Edison Medal из Американский институт инженеров-электриков (ныне Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике ) за «выдающиеся достижения в области электротехники, инженерии и искусства, о чем свидетельствует его вклад в них» в 1910 году [1].
Кроме того, он получил медаль Франклина в 1921 году и был посмертно награжден золотой медалью Джона Фрица в 1935 году [15].
Личная жизнь
Спрэг был дважды женат, сначала на Мэри Китиндж [ требуется разъяснение ], а затем на Гарриет Чепмен Джонс. [1] У Фрэнка и Мэри был один сын, Фрэнк Десмонд. [ кто? ] [16] У Фрэнка и Харриет было два сына и дочь: Роберт С. Спраг (также изобретатель), Джулиан К. и Фрэнсис А. [17] [ необходима цитата ] Вспоминая своего отца, Роберт писал в 1935 году:
На протяжении всей своей жизни и до своего последнего дня Фрэнк Спраг обладал потрясающей работоспособностью ... И однажды, решившись на новое изобретение или новое направление работы, он был неутомим и всегда стремился к совершенствованию. У него был блестящий бдительный ум, и он не терпел любых компромиссов на полпути. Его интерес к своей работе никогда не прекращался; всего за несколько часов до конца он попросил принести к его постели недавно созданную модель его последнего изобретения. [ Эта цитата требует цитирования ]
Спраг умер 25 октября 1934 года. [1] Он был похоронен со всеми почестями ВМС США на Арлингтонском национальном кладбище в Вирджинии. [1] [18] Его жена Харриет была похоронена вместе с ним после ее смерти в 1969 году. [19] После смерти Спрэга Харриет передала значительный объем материалов из своей коллекции Нью-Йоркской публичной библиотеке , где они и сегодня доступны для посетителей. публике через отдел редких книг. [20] Другие документы, в том числе шесть томов поздравительных писем и фотографий, подаренных Спрэгу по случаю его 75-летия, хранятся в библиотеке Чапина в колледже Уильямс . [21]
В 1959 году Харриет Спрэг пожертвовала средства на строительство здания Спрэга в Музее трамвая на береговой линии в Ист-Хейвене, штат Коннектикут , недалеко от дома его детства в Милфорде. Музей является старейшим действующим музеем тележек в Соединенных Штатах и имеет одну из крупнейших коллекций артефактов тележек в Соединенных Штатах.
Роберт С. Спраг впоследствии основал и возглавил Sprague Electric Company в качестве ее президента (1926–1953) и генерального директора (1953–1987). Купленная Vishay Intertechnology в 1992 году [22] [ нужен лучший источник ], она стала ведущим производителем конденсаторов и других электронных компонентов. Внук Фрэнка и Харриет Питер Спрэг, предприниматель, станет генеральным директором National Semiconductor (1965–1995).
В память и популярная культура
В 1999 году внуки, Джон Л. Спрэг и Питер Спрэг перерезали ленту и запустили двигатель Sprague 1884 года на новой выставке в Музее трамвая на береговой линии , где постоянно действовала выставка «Фрэнк Дж. Спрэг: изобретатель, ученый, инженер», рассказывает о роли «отца электрической тяги» и о роли электричества в росте городов.
В 2012 году Музей тележек Пенсильвании принял бездомную кошку, назвав ее в честь Спрэга: Троллейбус Фрэнк. [23]
В 2017 году Спраг стал героем документального эпизода под названием «Подземная гонка» 29 сезона сериала « Американский опыт », премьера которого состоялась на телеканалах PBS . В нем частично рассказывается о зарождении сети трамвая MBTA в районе Бостона , в которой он описывается как «Забытый герой американского метро». [24]
Рекомендации
- ^ a b c d e f Волонтеры ETHW (25 января 2016 г.). «Фрэнк Дж. Спраг» . Вики по истории инженерии и технологий . Хобокен, штат Нью-Джерси: Исторический центр Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике [IEEE] . Проверено 31 января 2017 года .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
- ^ «Пяти-сильный электродвигатель Lundell с пластинами Sprague Electric» .
- ^ а б в г д Большинство, Дуг (2014). Подполье гонки: Бостон, Нью-Йорк и невероятное соперничество, построившее первое метро в Америке . Нью-Йорк, Нью-Йорк : Гриффин Святого Мартина . ISBN 978-0-312-59132-8.
- ^ а б Деморо, Харре В. (1986). Электрические железные дороги Калифорнии . Глендейл, Калифорния : Interurban Press . п. 11. ISBN 0-916374-74-2.
- ^ Кирби, Эд. «Изобретатель Фрэнк Спраг» (PDF) . Редко рассказываемые сказки о Шарон (книга 3) . Шарон, Коннектикут: Историческое общество Шарона. Архивировано из оригинального (PDF) 19 декабря 2013 года . Проверено 8 мая 2014 .
- ^ а б в Роббинс, Майкл (26 октября 2012 г.). «Первые годы электрической тяги». Журнал истории транспорта . 21 (1): 92–101. DOI : 10,7227 / TJTH.21.1.6 . S2CID 109210400 .
- ^ а б Миддлтон, Уильям Д. (1966). Время троллейбуса , стр. 63–73. Милуоки: Издательство Kalmbach . ISBN 0-89024-013-2 .
- ^ а б Cudahy, Брайан Дж. (1972). Смена на Park Street Under; История метро Бостона . Брэттлборо, Вт .: Пресса С. Грина. ISBN 0-8289-0173-2.
- ^ "Вехи: Энергетическая система быстрого транзита Бостона, 1889 год" . ethw.org . Бостонская секция IEEE. 10 ноября 2004 . Проверено 17 марта 2017 года .
Инженеры-электрики по всей стране знали о том, что происходит в Бостоне, включая членов AlEE. В «Справочнике AlEE» от 1900 года сообщается, что на Общем собрании 1890 года, проведенном в Бостоне, была проведена экскурсия по объектам Вест-Энда. Секретарь в то время писал: «Это была самая обширная из предложенных на тот момент систем работ по электрическим железным дорогам, и каждый объект был предоставлен для ее тщательной проверки, случай оказался одним из величайших интересов». Удивительно, но проект продвигался очень быстро, без колебаний и фальстартов. Каждая линия компании была перестроена, электрифицирована, а затем введена в эксплуатацию. Последняя лошадь была окончательно выведена на пенсию где-то в 1897 году.
- ^ Спраг, Фрэнк Дж. (Октябрь 1901 г.). «Проблема быстрого транзита в Лондоне». Инженерный журнал . XXIII (1).В то время статья была переиздана в виде буклета, которого сейчас мало.
- ^ Греллер (2014) , стр. 5.
- ^ Брайс, Роберт (2020-03-10). «Как электрические лифты изменили современный город» . Время . Проверено 23 августа 2020 .
- ^ Cudahy, Брайан Дж. (2003). Век метро: празднование 100-летия подземных железных дорог Нью-Йорка . Нью-Йорк: Издательство Фордхэмского университета . п. 202. ISBN. 0-8232-2292-6.
- ^ «Пяти-сильный электродвигатель Lundell с пластинами Sprague Electric» . www.nma.gov.au . Национальный музей Австралии . Проверено 14 августа 2015 года . Электродвигатель Lundell мощностью 5 лошадиных сил с двигателем «Sprague Electric Co. USA Lundell», даты выпуска: 30 августа 1892 г., 26 сентября 1893 г., 3 августа 1897 г. № 180 96 H Edge and Edge Sydney на бронзовых пластинах
- ^ a b c d Электрический мир , некролог , 10 ноября 1934 г.
- ^ https://familysearch.org/ark:/61903/1:1:2W3Z-GJ5
- ^ https://familysearch.org/ark:/61903/1:1:M5ZN-B38
- ^ Греллер (2014) , стр. 7.
- ↑ Find-a-Grave, Фрэнк Джулиан Спраг , проверено 3 февраля 2017 г.
- ↑ Нью-Йоркская публичная библиотека, документы Фрэнка Дж. Спрэга , по состоянию на 3 февраля 2017 г.
- ^ "Фрэнк Дж. Спрэг, альбомы семьдесят пятого дня рождения Фрэнка Дж. Спрэга, (Фрэнк Джулиан), 1857-1934" . Проверено 2 мая 2018 года .
- ^ http://www.vishay.com/company/about/
- ^ Миллер, Барбара С. (24 сентября 2012 г.). "Кошачий топ-кот Фрэнк в музее тележек" . Наблюдатель-Репортер . Архивировано из оригинального 26 сентября 2012 года . Проверено 25 сентября 2012 года .
- ↑ Дуг Мост, Забытый герой американского метро , PBS
дальнейшее чтение
- Далзелл, Фредерик (2009). Техническое изобретение: Фрэнк Дж. Спрэг и электрическая промышленность США, 1880-1900 гг . MIT Press . ISBN 978-0-262-04256-7.
- Греллер, Джеймс Клиффорд (2014). Люди, которые первыми изобрели электротранспорт . Вест-Ориндж, Нью-Джерси: ISBN Xplorer Press Inc. 978-0-9853551-0-4. OCLC 918986909 .
- Миддлтон, Уильям Д .; Миддлтон III, Уильям Д. (2009). Фрэнк Джулиан Спраг: изобретатель и инженер-электрик . Издательство Индианского университета. ISBN 978-0-253-35383-2.
- Большинство, Дуг (2014). Подполье гонки: Бостон, Нью-Йорк и невероятное соперничество, построившее первое метро в Америке . Грифон Святого Мартина. ISBN 978-0-312-59132-8.
- Прохожий, Гарольд Кларенс (1952). Фрэнк Джулиан Спраг, отец электрической тяги, 1857-1934 гг . Издательство Гарвардского университета. ASIN B0007E04CS .
- Спраг, Гарриет Чепмен Джонс (1947). Фрэнк Дж. Спраг и миф об Эдисоне . Нью-Йорк: Уильям-Фредерик Пресс. ASIN B0006ARGTC .
- Бриттен, Дж. Э. (1997). «Фрэнк Дж. Спраг и электрификация городского транспорта». Труды IEEE . 85 (7, июль): 1183–1184. DOI : 10,1109 / jproc.1997.611124 . S2CID 44994978 .
Внешние ссылки
- Арлингтонское национальное кладбище
- Документы Фрэнка Дж. Спрэга (№ 628) , Коллекция рукописей Восточной Каролины, Библиотека Дж. Я. Джойнера, Университет Восточной Каролины, Гринвилл, Северная Каролина, США.
- Еще одна страница о Фрэнке Дж. Спраге
- Музей троллейбусов «Береговая линия» - новая постоянная экспозиция: «Фрэнк Дж. Спраг: изобретатель, ученый, инженер»
- IEEE Биография Спрага
- История компании Vishay Electronics
- Достижения и жизнь Ф.Дж. Спрага