Фрэнк Джулиан Спрэг (25 июля 1857 — 25 октября 1934) — американский изобретатель, внесший вклад в разработку электродвигателя , электрических железных дорог и электрических лифтов . Его вклад был особенно важен в содействии городскому развитию за счет увеличения размеров городов, которых они могли разумно достичь (за счет улучшения транспорта), и за счет обеспечения большей концентрации бизнеса в коммерческих секторах (за счет использования электрических лифтов в небоскребах ). [1] Он стал известен как «отец электрической тяги». Продемонстрировав способности к естественным наукам и математике, Спрэг добился назначения в Военно-морскую академию США в 1874 году и после окончания учебы в 1878 году и двух лет службы в море подал в отставку, чтобы продолжить карьеру в области электротехники. [2]
Спрэг родился в Милфорде, штат Коннектикут , в 1857 году в семье Дэвида Каммингса Спрэга и Фрэнсис Джулии Кинг Спрэг, школьной учительницы [3] : 79. Его мать умерла, когда ему было десять лет, и отец отправил его 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 Спрэг поехал в Спрингфилд, штат Массачусетс , чтобы сдать вступительный экзамен в Вест-Пойнт , но как-то неожиданно сдавал четырехдневный вступительный экзамен в Военно-морскую академию США в Аннаполисе, штат Мэриленд . [4] Он получил высший балл (экзамен сдавали еще двенадцать человек), и чтобы пойти в школу, ему нужно было занять денег. Местный подрядчик и банк одолжили ему четыре тысячи долларов, и он поехал в Мэриленд. [3] [ нужна страница ] Там он окончил седьмой (из тридцати шести) выпуск 1878 года. [5]
Он был назначен прапорщиком ВМС США . Во время последующей военно-морской службы он сначала служил на авианосце « Ричмонд » , затем на авианосце « Миннесота » . [6] : 95 Находясь в Азии, Спрэг писал рассказы, которые он подал для Boston Herald . [3] [ нужна страница ] Пока его корабль находился в Ньюпорте, штат Род-Айленд , в 1881 году Спрэг изобрел динамо-машину перевернутого типа . После того, как его перевели на военный корабль США « Ланкастер» , флагман Европейской эскадры, он установил первую систему электрического звонка на корабле ВМС США. Спрэг взял отпуск, чтобы посетить Международную выставку электричества 1881 года в Париже и выставку Хрустального дворца в Сиденхеме , Англия, в 1882 году, где он входил в состав жюри наград за газовые двигатели, динамо-машины и лампы.
В 1883 году Эдвард Х. Джонсон , деловой партнер Томаса Эдисона , убедил Спрэга уйти в отставку из военно-морской комиссии и перейти на работу на Эдисона. [3] : 81 Спрэг, начавший с зарплаты в 2500 долларов, не был доволен ни своей зарплатой, ни своими заданиями. Спрэг хотел сосредоточиться на двигателях, в то время как двигатели утомляли Эдисона, который был поглощен работой своих ламп накаливания. Эдисон послал Спрага руководить строительными отделами, где Эдисон построил центральные электростанции для своих систем освещения в Санбери, штат Пенсильвания , и Броктоне, штат Массачусетс . [3] : 85
Спрэг проделал важную работу для Эдисона, в том числе исправил систему сетей и фидеров Эдисона для распределения электроэнергии на центральной станции.
В 1884 году он решил, что его интересы в эксплуатации электричества лежат в другом месте, и покинул Эдисона, чтобы основать Sprague Electric Railway & Motor Company. [6] : 96
К 1886 году компания Спрэга представила два важных изобретения: искробезопасный двигатель с постоянной скоростью и фиксированными щетками и рекуперативное торможение , [6] : 96 метод торможения, который использует приводной двигатель для возврата мощности в основную систему электропитания. . Его двигатель был первым, кто поддерживал постоянную скорость при изменяющейся 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.
Изобретения Спрэга включали несколько усовершенствований в конструкции систем электрических трамваев , собирающих электричество от воздушных линий электропередачи . [7] Он усовершенствовал конструкцию подпружиненной опоры для троллейбуса , которая была разработана в 1885 году Чарльзом Ван Депоэлем , разработал значительно улучшенное крепление для двигателей трамвая и лучшую конструкцию зубчатой передачи, [7] и доказал, что рекуперативное торможение практично. После испытаний своей троллейбусной системы в конце 1887 и начале 1888 года Спрэг установил первую успешную крупную систему уличной электрической железной дороги — Пассажирскую железную дорогу Ричмонд-Юнион в Ричмонде, штат Вирджиния , которая начала пассажирские перевозки 2 февраля 1888 года. [4] Долгое время являлось транспортным препятствием. Холмы Ричмонда имели уклон более 10% и были отличным испытательным полигоном для принятия его новой технологии в других городах, в отличие от канатных дорог , которые в то время поднимались на самые крутые уклоны Ноб-Хилла в Сан-Франциско .
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 стали первыми в Америке, ушедшими под землю, примерно восемь лет спустя, как метро на Тремонт-стрит [9] – и которые стали настолько популярными и заслуживающими внимания. поэт Оливер Венделл Холмс сочинил стих о новой технологии троллейбусных опор и искрящемся контактном башмаке на ее вершине: [8] : 10
- С тех пор на многих машинах вы увидите
- Метла настолько простая, насколько это возможно;
- На каждой палке верхом ведьма —
- Веревка, которую вы видите, привязана к ее ноге.
В течение года электроэнергия начала заменять более дорогие конки во многих городах. К 1889 году на нескольких континентах было начато или запланировано строительство 110 электрических железных дорог с использованием оборудования Спрага. В 1890 году Эдисон, производивший большую часть оборудования Спрэга, выкупил его , и Спрэг обратил свое внимание на электрические лифты. Однако он продолжал интересоваться использованием электричества для городского транспорта и в 1901 году предложил существенно расширить лондонское метро. [10]
Система электроснабжения Спрага была большим преимуществом по сравнению с первыми биполярными воздушными линиями U-образной формы, которые использовались в повседневной жизни с 1883 года на трамваях Мёдлинг и Хинтербрюль .
При электрификации трамваев Ричмонда возросшая пассажировместимость и скорость натолкнули Спрага на мысль, что аналогичных результатов можно достичь и в вертикальном транспорте — электрических лифтах . Он увидел, что увеличение пропускной способности шахт лифтов не только сэкономит время пассажиров, но и увеличит доходы высотных зданий, высота которых ограничена общей площадью, 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. и несколько грузовых лифтов. Лифт Sprague-Pratt работал быстрее и с большей нагрузкой, чем гидравлические или паровые лифты, и по всему миру было установлено 584 лифта. Спрэг продал свою компанию компании Otis Elevator в 1895 году.
Опыт Спрэга с электрическими лифтами привел его к разработке многоблочной системы эксплуатации электрических железных дорог, которая ускорила развитие электрической тяги . При моторвагонной системе в каждом вагоне поезда установлены электротяговые двигатели. С помощью реле, питаемых от железнодорожных проводов, машинист (или машинист ) дает команду всем тяговым двигателям поезда действовать одновременно. Для более легких поездов нет необходимости в локомотивах , поэтому каждый вагон в поезде может приносить доход. При использовании локомотивов всеми ими может управлять один человек.
Первый заказ Спрага на несколько единиц был получен от South Side Elevated Railroad (первой из нескольких надземных железных дорог, известных как «L» ) в Чикаго, штат Иллинойс . За этим успехом быстро последовали крупные контракты на строительство нескольких объектов в Бруклине, Нью-Йорк , и Бостоне, Массачусетс .
С 1896 по 1900 год Спрэг работал в Комиссии по конечной электрификации Центральной железной дороги Нью-Йорка , включая Центральный вокзал Нью -Йорка , где он разработал систему автоматического управления поездами для обеспечения соответствия путевым сигналам. Он основал Sprague Safety Control & Signal Corporation для разработки и создания этой системы. Вместе с Уильямом Дж. Вилгусом он спроектировал третью железнодорожную систему с нижним контактом Вилгус-Спраг, используемую железными дорогами, ведущими к Центральному вокзалу. [13]
Во время Первой мировой войны Спрэг работал в Консультативном совете военно-морских сил. Затем, в 1920-х годах, он разработал метод безопасной эксплуатации двух независимых лифтов, местного и скоростного, в одной шахте для экономии площади. Он продал эту систему вместе с системами для активации систем безопасности кабины лифта, когда ускорение или скорость стали слишком большими, компании Westinghouse .
Разработки Спрага в области электрической тяги позволили городам вырасти больше, в то время как его разработка лифта позволила повысить концентрацию в их коммерческих секторах и увеличила прибыльность коммерческих зданий. Изобретения Спрага сделали возможными современные системы легкорельсового транспорта и скоростного транспорта , которые сегодня до сих пор функционируют на тех же принципах.
Знаменитый подвижной состав парижского метро Sprague-Thomson , находившийся в эксплуатации с 1908 по 1983 год, до сих пор называется les rames Sprague (« поезда Sprague »).
Двигатели Sprague использовались даже в гавани Сиднея в Австралии. Пятисильный электродвигатель Лунделла, использовавшийся на верфи Какаду-Айленд в период с 1900 по 1980 год, сейчас находится в коллекции Национального музея Австралии в Канберре . [14]
,_D.R.B._Owens,_J_(2287c3af58e542258439dd02790c0303).jpg/1280px-thumbnail.jpg)
Спрэг был награжден золотой медалью в Париже на Международной выставке электричества в 1889 году, [15] главным призом на выставке закупок в Луизиане в 1904 году, [15] медалью Эллиота Крессона в 1904 году, [15] и медалью Эдисона Американский институт инженеров-электриков (ныне Институт инженеров по электротехнике и электронике ) за «выдающиеся достижения в области электротехники, техники и искусства, подтвержденные его вкладом 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 .
Спрэг был дважды женат: сначала на Мэри Китинг ( нужны разъяснения ) , а затем на Гарриет Чепмен Джонс. [1] У Фрэнка и Мэри был сын, Фрэнк Десмонд. [ ВОЗ? ] [16] У Фрэнка и Харриет было два сына и дочь: Роберт К. Спрэг (также изобретатель), Джулиан К. и Фрэнсис А. [17] [ нужна цитата ] Вспоминая своего отца, Роберт писал в 1935 году:
Всю свою жизнь и до последнего дня Фрэнк Спрэг обладал потрясающей работоспособностью... И однажды приняв решение о новом изобретении или новом направлении работы, он был неутомим и всегда стремился к совершенствованию. У него был блестящий ум, и он не терпел никаких компромиссов на полпути. Его интерес к работе никогда не угасал; Всего за несколько часов до окончания он попросил принести к его постели новую модель его последнего изобретения. [ Эта цитата нуждается в цитировании ]
Спрэг 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. После смерти Спрага Гарриет передала значительное количество материалов из своей коллекции Нью-Йоркской публичной библиотеке , где они и сегодня доступны для публики через отдел редких книг. [19] Другие документы, в том числе шесть томов поздравительных писем и фотографий, подаренных Спрэгу по случаю его 75-летия, хранятся в библиотеке Чапина Уильямс-колледжа . [20]
В 1959 году Гарриет Спрэг пожертвовала средства на строительство здания Спрэга в Музее троллейбусов Береговой линии в Ист-Хейвене, штат Коннектикут , недалеко от дома детства Спрэга в Милфорде. Музей является старейшим действующим музеем троллейбусов в Соединенных Штатах и имеет одну из крупнейших коллекций артефактов троллейбусов в Соединенных Штатах.
Сын Фрэнка Роберт К. Спрэг впоследствии основал и возглавил компанию Sprague Electric Company в качестве ее президента (1926–1953) и генерального директора (1953–1987). На пике своего развития в Sprague Electric работало 12 000 человек по всему миру на заводах в Шотландии, Франции, Италии и Японии, а также в нескольких местах в США, чтобы стать ведущим производителем конденсаторов и других электронных компонентов. В конечном итоге Sprague Electric была приобретена General Cable в 1979 году, а затем Vishay Intertechnology в 1992 году. [21]
Внук Фрэнка и Харриет Питер Спрэг, предприниматель, станет генеральным директором National Semiconductor (1965–1995).
В 1999 году внуки Джон Л. Спрэг и Питер Спрэг перерезали ленточку и запустили двигатель Sprague 1884 года на новой выставке в Музее троллейбусов Береговой линии , где находится постоянная выставка «Фрэнк Дж. Спрэг: изобретатель, ученый, инженер». рассказывает историю о роли «отца электрической тяги» и роли электричества в росте городов.
В 2012 году Пенсильванский музей троллейбусов принял бездомного кота, назвав его в честь Спрэга: Кот-троллей Фрэнк. [22]
В 2017 году Спрэг стал героем эпизода 29-го сезона документального сериала «Американский опыт» , который транслировался на телеканалах PBS . Названный «Race Underground» , он частично описывает начало развития трамвайной сети MBTA в районе Бостона и описывает Спрэга как «забытого героя американского метрополитена». [23]
Инженеры-электрики по всей стране были в курсе того, что происходит в Бостоне, включая членов AlEE. В Справочнике AlEE 1900 года сообщалось, что Общее собрание 1890 года, состоявшееся в Бостоне, включало экскурсию по объектам Вест-Энда. Госсекретарь тогда писал: «Это была самая обширная система работ по электрическим железным дорогам, предложенная на тот момент, и каждый объект, предоставленный для ее тщательной проверки, оказался одним из самых интересных». На удивление, проект продвигался очень быстро, без колебаний и фальстартов. Каждая линия роты была перестроена, электрифицирована, а затем введена в эксплуатацию. Последняя лошадь была наконец отправлена на пенсию где-то в 1897 году.
