Уильям Фэйрбэрн

Уильям Фэйрбэрн
Автор: Бенджамин Роулинсон Фолкнер , на переднем плане « Наблюдения за холодным взрывом» , относящиеся к статье « О прочности и свойствах чугуна, полученного горячим и холодным дутьем» , представленной Британской ассоциацией развития науки в 1838 г. [1]
Родившийся	( 1789-02-19 )19 февраля 1789 г. Келсо , Шотландия
Умер	18 августа 1874 г. (1874-08-18)(85 лет) Мур Парк, Фарнем , Англия
Национальность	Британский
Известен	Металлоконструкции Судостроение Локомотивы Ланкаширский котел

Сэр Уильям Фэйрбэрн, 1-й баронет Ардвика (19 февраля 1789 - 18 августа 1874) был шотландским инженером-строителем , инженером-строителем и кораблестроителем. В 1854 году он сменил Джорджа Стефенсона и Роберта Стефенсона и стал третьим президентом Института инженеров-механиков . ^[2]

Ранняя карьера [ править ]

Фэйрберн родился в Келсо в семье местного фермера. Он рано проявил способности к механике и служил учеником слесаря в Ньюкасл-апон-Тайн, где подружился с молодым Джорджем Стивенсоном . Он переехал в Манчестер в 1813 году, чтобы работать на Адама Паркинсона и Томаса Хьюза . В 1817 году он начал свой бизнес по производству мельничного оборудования вместе с Джеймсом Лилли в роли Fairbairn и Lillie Engine Makers .

Структурные исследования [ править ]

Западный конец железнодорожного моста Конуи рядом с замком

Фэйрбэрн учился всю жизнь и присоединился к Институту инженеров-строителей в 1830 году. В 1820-х и 30-х годах он и Итон Ходжкинсон провели поиск оптимального поперечного сечения для железных балок . Они спроектировали, например, мост через Уотер-стрит для Ливерпульско-Манчестерской железной дороги , которая открылась в 1830 году. В 1840-х годах, когда Роберт Стефенсон , сын своего юного друга Джорджа, пытался разработать способ пересечения пролива Менай. , он нанял Фэйрберна и Ходжкинсона в качестве консультантов. Именно Фэйрбэрн придумал идею прямоугольной трубы или коробчатой ​​балки, чтобы заполнить большой зазор междуАнглси и Северный Уэльс . Он провел множество испытаний прототипов на своей верфи в Миллуолле и на месте строительства моста, показав, как должна быть построена такая труба. Дизайн был сначала использован в более коротком пролете в Конвей , а затем последовал гораздо больший мост Британия . Трубчатый мост в конечном итоге оказался слишком дорогостоящим для широкого использования из-за огромной массы и стоимости необходимого кованого железа . Сам Фэйрбэрн разработал мосты из кованого железа, в которых были использованы некоторые идеи, которые он разработал при создании трубчатого моста.

Судостроение [ править ]

Когда хлопковая промышленность впала в рецессию , Fairbairn занялась производством котлов для локомотивов и судостроением . Воспринимая корабль как парящую трубчатую балку, он критиковал существующие стандарты проектирования, продиктованные лондонским Ллойдом .

Фэйрбэрн и Лилли построили железный гребной пароход Lord Dundas в Манчестере в 1830 году. Трудности, возникшие при строительстве железных кораблей во внутреннем городе, таком как Манчестер, привели к тому, что в 1834 году это подразделение бизнеса было перенесено в Миллуолл , Лондон. 35. Здесь Fairbairn построил более восьмидесяти судов, в том числе Pottinger водоизмещением 1250 тонн для компании Peninsular and Oriental ; HMS  Megaera и другие суда для британского правительства и многие другие, внедряющие железное судостроение на Темзе . В 1848 году он ушел из этой отрасли своего дела. ^[3]

Фэйрбэрн опирался на свой опыт строительства судов с железным корпусом при проектировании моста Британия и железнодорожных мостов Конви .

Железнодорожные локомотивы [ править ]

Fairbairn начал строить железнодорожные локомотивы в 1839 году с дизайном 0-4-0 для Манчестерско-Болтонской железной дороги . К 1862 году компания была построена более 400 в Миллуолл для таких компаний, как Great Western Railway и Лондоне и Северо - Западной железной дороги . Однако, поскольку на заводе не было железнодорожного доступа, любые локомотивы приходилось доставлять автомобильным транспортом. ^[4]

Котлы [ править ]

Фэйрбэрн разработал ланкаширский котел в 1844 году. В 1861 году по запросу парламента Великобритании он провел раннее исследование усталости металла , подняв и опустив 3- тонную массу на кованый железный цилиндр 3000000 раз, прежде чем он сломался, и показал, что статическая нагрузка для такого эффекта потребовалось 12 тонн .

Он экспериментировал со стеклянными цилиндрами и смог показать, что кольцевое напряжение в стене вдвое превышает продольное напряжение . Когда цилиндрический котел выходил из строя, он обычно ломался по всей длине из-за высокого кольцевого напряжения в стене.

Это знание о том, как кольцевое напряжение увеличивается с увеличением диаметра и как напряжения не зависят от длины барабана, привело к его изобретению Fairbairn-Beeley и его пятитрубным котлам , в которых одна оболочка большого диаметра была заменена несколькими меньшими и менее напряженными, снаряды. В конечном итоге это привело бы к почти повсеместному применению водотрубных котлов с небольшими трубками для высокого давления, заменив старые конструкции с дымогарными трубами.

Расследования [ править ]

Фэйрбэрн был одним из первых инженеров, проводивших систематические исследования отказов конструкций, включая обрушение текстильных фабрик и взрывы котлов . Его отчет об обрушении мельницы в Олдхэме показал плохие методы проектирования, используемые архитекторами при выборе, например, чугунных балок для поддержки сильно нагруженных полов. В другом отчете он осудил использование стропильных чугунных балок и посоветовал Роберту Стефенсону не использовать эту концепцию в мосте, который тогда строился через реку Ди в Честере в 1846 году. Мост рухнул в мае 1847 года, в результате чего погибли 5 человек. пассажиры пригородного поезда проезжают мимо строения в это время. Катастрофа на мосту Ди выразил озабоченность по поводу целостности многих других железнодорожных мостов, уже построенных или планируемых к строительству на железнодорожной сети.

Fairbairn провел некоторые из первых серьезных исследований эффектов повторяющейся нагрузки на кованые и чугунные балки, показав, что разрушение может происходить из-за роста трещин из зарождающихся дефектов, проблемы, теперь известной как усталость . Он построил крупномасштабный испытательный аппарат для исследований и частично финансировался Советом по торговле .

Он также провел эксперименты на стеклянных цилиндрах под давлением и смог показать, что наибольшее напряжение в стенке возникает вокруг диаметра. Оно известно как кольцевое напряжение и в два раза больше продольного напряжения, возникающего по длине цилиндра. Точное значение зависит только от толщины стенки и внутреннего давления. Его работа была опубликована в Proceedings of the Royal Society и оказала большую помощь при анализе отказов паровых котлов и труб. В 1854 году он основал Манчестерскую ассоциацию потребителей пара , которая быстро получила признание как устанавливающая национальные стандарты для паровых котлов высокого давления. ^[5]Как «Технический комитет ассоциированных офисов» британских страховщиков MSUA остается национальным сертификационным органом. ^{[6] [7]}

Почести [ править ]

• Член Королевского общества избран в 1850 г. (Золотая медаль 1860 г.)
• Президент Института инженеров-механиков 1854–1855 гг. ^{[2] [8]}
• Президент Манчестерского литературно-философского общества (1855–1859) ^[9]
• Избран в феврале 1860 года в Смитонское общество инженеров-строителей ^[10]
• Назначен баронетом ( Ардвик ) 2 ноября 1869 г .; ^[11] он отказался от рыцарского звания в 1861 году ^[12]
• Статуя стоит в ратуше Манчестера
• Присвоено с почетным членом Института инженеров и судостроителей в Шотландии в 1859 году [1]
• Президент Британской ассоциации 1861 г. ^[13]
• Иностранный почетный член Американской академии искусств и наук 1862 г. ^[14]
• Введен в Зал славы инженеров Шотландии в 2017 г. [2]

Фэйрбэрн - один из нескольких известных инженеров, похороненных на кладбище церкви Святой Марии в Прествиче . Количество людей, присутствовавших на его похоронах, оценивалось от 50 000 до 70 000 человек. ^[15]

Работает [ править ]

• Замечания по навигации по каналам . Лондон: Лонгман, Рис, Орм, Браун и Грин. 1831 . Проверено 4 июня 2009 года .
• Отчет о строительстве трубчатых мостов Британия и Конвей . Лондон: Джон Уил. 1849 . Проверено 4 июня 2009 года .
• Fairbairn, Уильям (1851). Две лекции: «Строительство котлов» и «Взрывы котлов» со средствами предотвращения .
• На трубчатых балочных мостах . Лондон: W. Clowes and Sons. 1851 . Проверено 4 июня 2009 года .
• О применении чугуна и кованого железа в строительных целях (1-е изд.). Лондон: Джон Уил. 1854 . Проверено 4 июня 2009 года .
• Полезная информация для инженеров . Лондон: Лонгманс. 1856 г.
• Железо, его история, свойства и способы производства . Эдинбург: Адам и Чарльз Блэк. +1861 . Проверено 4 июня 2009 года .
• Трактат о Миллс и Millwork, часть I . Лондон: Longmans, Green and Company. 1863 . Проверено 4 июня 2009 года .
• Трактат о мельницах и столярных изделиях, часть II . Лондон: Longmans, Green and Company. 1871 . Проверено 4 июня 2009 года .
• Эксперименты по определению эффекта удара, вибрации и продолжительных изменений нагрузки на балки из кованого железа, (1864) Philosophical Transactions of the Royal Society, London vol. 154, стр. 311
• Трактат о железном кораблестроении: его история и прогресс (1-е изд.). Лондон: Longmans, Green and Co. 1865 . Проверено 4 июня 2009 года .
• Принципы механизма и механизмов трансмиссии . Филадельфия: Генри Кэри Бэрд. 1871 . Проверено 4 июня 2009 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

• Жизнь сэра Уильяма Фэйрберна, Барт. , (изд. W. Pole, 1877)
• Ричард Байром (2017). Уильям Фэйрбэрн: инженер-экспериментатор . Историческое общество железных дорог и каналов . ISBN  978-0901461643

См. Также [ править ]

• Бомбейская прядильно-ткацкая компания
• МакКоннел и Кеннеди Миллс

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• СМИ, связанные с Уильямом Фэйрберном, на Викискладе?

Викискладе есть медиафайлы по теме Уильяма Фэйрберна .