Джон Смитон - John Smeaton

Джон Смитон
Смитон, с Маяк Эддистоун на заднем фоне
Родился	(1724-06-08)8 июня 1724 г. Осторп, Лидс, Англия
Умер	28 октября 1792 г.(1792-10-28) (68 лет) Осторп, Лидс, Англия
Место отдыха	Церковь Святой Марии, Whitkirk
оккупация	Инженер-строитель
Награды	Медаль Копли (1759)

Джон Смитон ФРС (8 июня 1724 - 28 октября 1792) был англичанином инженер-строитель отвечает за проектирование мостов, каналы, гавани и маяки.^[1] Он также был способным инженером-механиком и выдающимся физик. Смитон был первым самопровозглашенным «инженером-строителем», и его часто считают «отцом гражданское строительство ".^[2] Он был пионером в использовании гидравлическая известь в бетон, используя в качестве заполнителя гальку и порошковый кирпич.^[3] Смитон был связан с Лунное общество.

Закон и физика

Смитон родился в Осторп, Лидс, Англия. После обучения в Грамматическая школа Лидса он присоединился к юридической фирме своего отца, но ушел, чтобы стать производителем математических инструментов (работая с Генри Хиндли ), разрабатывая, среди прочего, пирометр изучать материальное расширение. В 1750 году его помещения находились в Большой турникет в Холборне.^[4]

Он был избран Член Королевского общества в 1753 г. и в 1759 г. выиграл Медаль Копли за исследование механики водяные колеса и ветряные мельницы.^[5] Его статья 1759 года «Экспериментальное исследование природных сил воды и ветра для вращения мельниц и других машин, зависящих от кругового движения»^[6] рассмотрел взаимосвязь между давлением и скоростью движущихся в воздухе объектов (Смитон отметил, что таблица, делающая это, на самом деле была внесена «моим другом мистером Роузом», «гениальным джентльменом из Харборо, Лестершир», и рассчитана на основе экспериментов Роуза), и его концепции были впоследствии развиты, чтобы разработать «коэффициент Смитона».^[7] Смитона водяное колесо Эксперименты проводились на небольшой модели, с которой он тестировал различные конфигурации в течение семи лет.^[8] В результате повышенная эффективность гидроэнергетики способствовала Индустриальная революция.

В период 1759–1782 гг. Он провел серию дальнейших экспериментов и измерений на водяных колесах, которые привели его к поддержке и защите vis viva теория немецкого Готфрид Лейбниц, ранняя формулировка сохранение энергии. Это привело его к конфликту с членами академического истеблишмента, которые отвергли теорию Лейбница, считая ее несовместимой с сэром Исаак Ньютон с сохранение импульса.

Коэффициент Смитона

В своей статье 1759 года «Экспериментальное исследование природных сил воды и ветра для вращения мельниц и других машин, зависящих от кругового движения» Смитон разработал концепции и данные, которые стали основой для Коэффициент Смитона,^[9] уравнение подъемной силы, используемое Братья Райт. Он имеет вид:^[10]

${ Displaystyle L = кв ^ {2} AC_ {l} ,}$

где:

${ displaystyle L}$ лифт

${ displaystyle k}$ коэффициент Смитона (см. примечание ниже)

${ displaystyle V}$ это скорость

${ displaystyle A}$ это площадь в квадратных футах

${ displaystyle C_ {l}}$ это коэффициент подъема (подъемная сила относительно сопротивления пластины той же площади)

Братья Райт решили аэродинамические трубы что значение коэффициента Смитона 0,005^[9] неверно и должно было быть 0,0033.^[11] В современном анализе коэффициент подъемной силы нормируется на динамическое давление вместо коэффициента Смитона.

Гражданское строительство

Смитон играет важную роль в истории, повторном открытии и развитии современного цемент определение требований к составу, необходимых для получения «гидравлической силы» извести; работа, которая в конечном итоге привела к изобретению портландцемент. Портландцемент привел к возрождению бетона как современного строительного материала, во многом благодаря влиянию Смитона.

Смитон, рекомендованный Королевским обществом, разработал третий Маяк Эддистоун (1755–59).^[12] Он был пионером в использовании 'гидравлическая известь '(форма ступка который установится под водой) и разработал технику, включающую ласточкин хвост блоки из гранита в здании маяка. Его маяк оставался в эксплуатации до 1877 года, когда скала, лежащая в основе фундамента, начала разрушаться; он был разобран и частично перестроен на Plymouth Hoe где он известен как Башня Смитона.^[13]

Решив, что он хочет сосредоточиться на прибыльной области гражданского строительства, он начал серию обширных заказов, в том числе:

• то Calder and Hebble Navigation (1758–70)
• Мост Колдстрим над Речной твид (1763–66)
• Улучшения в Ривер Ли Навигация (1765–70)
• Пирс Смитона в Сент-Айвсе, Корнуолл (1767–1770)
• Перт Бридж над Река Тай в Перт (1766–71)
• Рипонский канал (1766–1773)
• Смитона Виадук, который несет A616 дорога (часть первоначальной Великой Северной дороги) над Река Трент между Ньюарк и Южный Маскхэм в Ноттингемшире (1768–70)^[14][15]
• то Forth and Clyde Canal от Grangemouth к Глазго (1768–77)
• Лэнгли-он-Тайн плавильный завод, с Николасом Уолтоном, выступающим приемником Гринвичская больница, Лондон (1768)^[16]
• Банф гавань (1770–75)
• Абердин мост (1775–80)
• Peterhead гавань (1775–1881)
• Уровень силы Nent (1776–77)
• Гавань работает на Рамсгейт (накопительный бассейн 1776–83; пристань 1788–1792)
• Hexham мост (1777–90)
• то Бирмингем и канал Фазели (1782–89)
• St Austell с Чарлстаун гавань в Корнуолл (1792)

Смитон считается первым свидетель-эксперт предстать перед английским судом. Благодаря его инженерному опыту, он был вызван для дачи показаний в суде по делу о заилении гавани в Wells-next-the-Sea в Норфолке в 1782 году.^[17] Он также выступал в качестве консультанта на ужасном 63-летнем Нью-Харборе в Рожь, предназначенный для борьбы с заилением порта Winchelsea. Проект сейчас неофициально известен как «Гавань Смитона», но, несмотря на название, его участие было ограниченным и произошло более чем через 30 лет после начала работ в гавани.^[18] Он закрылся в 1839 году.^[19]

Инженер-механик

Используя свои навыки инженера-механика, он разработал водяной двигатель для Королевский ботанический сад в Кью в 1761 г. и водяная мельница на Alston, Камбрия в 1767 году (некоторые приписывают ему изобретение чугунной полуоси для водяные колеса ). В 1782 году он построил дымоходную мельницу в г. Шпитальные языки в Ньюкасл-апон-Тайн, первые 5-ходовые халатная мельница в Британии. Он также улучшил Томас Ньюкомен с атмосферный двигатель, возводя один на шахте Чейсуотер, Уил занят в Корнуолле в 1775 году.

В 1789 году Смитон применил идею Денис Папин, с помощью нагнетательного насоса для поддержания давления и свежего воздуха внутри водолазный колокол.^[20][21] Этот колокол, построенный для Hexham Bridge проект, не предназначался для подводных работ, но в 1790 году дизайн был обновлен, чтобы позволить использовать его под водой на волнорезе в гавани Рамсгейт.^[21] Смитону также приписывают объяснение фундаментальных различий и преимуществ перерегулирования по сравнению с водяными колесами с недокусом. Смитон экспериментировал с Newcomen паровой двигатель и внес заметные улучшения примерно в то время Джеймс Ватт строил свои первые двигатели (c. конец 1770-х).^[22]

Наследие

Смитон умер после инсульта во время прогулки в саду своего семейного дома в Осторпе и был похоронен в приходская церковь в Уиткирке, Западный Йоркшир. Его оставшиеся в живых дочери установили памятник ему и его жене, который находится на алтарь стена церкви.^[23][24]

Его высоко ценят другие инженеры, поскольку он внес свой вклад в Лунное общество и основал Общество инженеров-строителей в 1771 году. Он ввел термин инженеры-строители отличить их от военных инженеров, окончивших Королевская военная академия в Вулидже.^[2] Общество было предшественником Институт инженеров-строителей, основанный в 1818 году, а в 1830 году переименованный в Смитонское общество инженеров-строителей. Среди его учеников был инженер канала Уильям Джессоп и архитектор и инженер Бенджамин Латроб.

Новаторский константа пропорциональности описание давления, изменяющегося обратно пропорционально квадрату скорости при применении к объектам, движущимся в воздухе, было названо Коэффициент Смитона в его честь.^[9] Исходя из его представлений и данных, его использовали Братья Райт в погоне за первым успешным самолет тяжелее воздуха.

В период с 1860 по 1894 год оформление обратной стороны старая монета пенни показал (позади Британия ) изображение маяка Смитона Эддистон.^[24]

Смитон - один из шести инженеров-строителей, изображенных на Стивенсон витраж, дизайн Уильям Уэйлс и представлен в Вестминстерское аббатство в 1862 г.^[25] Мемориальный камень в честь самого Смитона был открыт в аббатстве 7 ноября 1994 года Ноэлем Ордманом, президентом Смитонское общество инженеров-строителей.^[26][27]

Академия Джона Смитона, средняя школа в пригороде Лидса рядом с Пендас Филдс имение недалеко от Осторпа названо в честь Смитона. Его также поминают на Плимутский университет, где математико-технологический факультет размещается в здании, носящем его имя. Виадук на заключительном этапе Внутренняя кольцевая дорога Лидса, открытая в 2008 году, носит его имя.

В 2003 году Смитон вошел в десятку ведущих технологических новаторов в Достижения человека: стремление к совершенству в искусствах и науках, 800 г. до н. Э. к 1950. Он упоминается в песне "Я предсказываю бунт "(как символ более достойной и мирной эпохи в истории Лидса; и в отношении Дома младших классов в Грамматической школе Лидса, которую посещал вокалист Рики Уилсон) инди-рок-группой Kaiser Chiefs, которые являются уроженцами Лидса.

Смотрите также

• Каналы Соединенного Королевства
• История британской системы каналов

дальнейшее чтение

• Скемптон, А. [Ред.], Джон Смитон, ФРС, ICE Publishing (1991) ЛондонISBN  978-0727700889

использованная литература

внешние ссылки

• Джон Смитон в Structurae
• Детали конструкции: дымоходная мельница
• Профиль Смитона на BBC
• Джон Смитон: Интернет-музей истории авиации
• Модель Джона Смитона для основания маяка Эддистон (блог "Тайная жизнь объектов" музеев и галерей Лидса)
• Джон Смитон Рассказ о здании и описание строительства маяка Эдистон (Издания 1791 и 1793 гг.) - Библиотека Линды Холл
• Харан, Брэди. «Художник-маяк» (видео). YouTube. Брэди Харан. Получено 20 февраля 2018.