Сэр Уильям Фэйрберн, 1-й баронет Ардвикского батальона FRS (19 февраля 1789 — 18 августа 1874) был шотландским инженером-строителем , инженером-строителем и судостроителем. В 1854 году он сменил Джорджа Стивенсона и Роберта Стивенсона и стал третьим президентом Института инженеров-механиков . [2]
Фэйрберн родился в Келсо в семье местного фермера . Он рано проявил способности к механике и служил учеником столяра в Ньюкасл-апон-Тайн, где подружился с молодым Джорджем Стефенсоном . 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 как Fairbairn and Lillie Engine Makers .
Фэйрберн всю жизнь учился и поступил в Институт инженеров-строителей в 1830 году . В 1820-х и 30-х годах он и Итон Ходжкинсон проводили поиск оптимального поперечного сечения железных балок . Они спроектировали, например, мост через Уотер-стрит для Ливерпульско-Манчестерской железной дороги , открывшейся в 1830 году. В 1840-х годах, когда Роберт Стивенсон , сын своего юного друга Джорджа, пытался разработать способ пересечения Менайского пролива , он нанял Фэйрберна и Ходжкинсона в качестве консультантов. Именно Фэйрберну пришла в голову идея прямоугольной трубы или коробчатой балки , чтобы преодолеть большой разрыв между Англси и Северным Уэльсом . Он провел множество испытаний прототипов на своей верфи в Миллуолле и на месте строительства моста, показывая, как следует сконструировать такую трубу. Впервые эта конструкция была использована в более коротком пролете в Конвее , а затем на гораздо более крупном мосту Британия . Трубчатый мост в конечном итоге оказался слишком дорогостоящим для широкого использования из-за огромной массы и стоимости необходимого кованого железа . Сам Фэйрберн разработал желобчатые мосты из кованого железа, в которых использовались некоторые идеи, которые он разработал при создании трубчатого моста.
Когда хлопковая промышленность пришла в упадок , Fairbairn занялся производством котлов для локомотивов и судостроением . Воспринимая корабль как плавучую трубчатую балку, он критиковал существующие стандарты проектирования, продиктованные лондонским Ллойдом .
Фэйрберн и Лилли построили железный колесный пароход «Лорд Дандас» в Манчестере в 1830 году. Трудности, с которыми столкнулись при строительстве железных кораблей в таком внутреннем городе, как Манчестер, привели к переносу этого филиала бизнеса в Миллуолл , Лондон, в 1834 году. 35. Здесь Фэйрберн построил более восьмидесяти судов, в том числе Pottinger водоизмещением 1250 тонн, для полуостровной и восточной компании ; 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 бизнеса. [3]
Фэйрберн использовал свой опыт строительства кораблей с железным корпусом при проектировании моста Британия и железнодорожных мостов Конви .
Фэйрберн начал строить железнодорожные локомотивы в 1839 году с конструкцией 0-4-0 для Манчестерско-Болтонской железной дороги . К 1862 году компания построила более 400 машин в Миллуолле для таких компаний, как Great Western Railway и London and North Western Railway . Однако, поскольку завод не имел железнодорожного сообщения, все локомотивы приходилось доставлять автомобильным транспортом. [4]
Фэйрберн разработал ланкаширский котел в 1844 году. В 1861 году по запросу парламента Великобритании он провел раннее исследование усталости металла , поднимая и опуская 3- тонную массу на цилиндр из кованого железа 3 000 000 раз, прежде чем он сломался , и показав, что статическая нагрузка Для такого эффекта понадобилось 12 тонн .
Он экспериментировал со стеклянными цилиндрами и смог показать, что окружное напряжение в стене вдвое превышало продольное напряжение . Когда цилиндрический котел выходил из строя, он обычно ломался по всей длине из-за высокого кольцевого напряжения в стенке.
Это знание того, как кольцевое напряжение увеличивается с диаметром и как напряжения не зависят от длины барабана, привело к изобретению им котла Фэйрберна-Били и его пятитрубных котлов , в которых один корпус большого диаметра был заменен множеством меньших и менее напряженных котлов. ракушки. В конечном итоге это привело бы к почти повсеместному внедрению водотрубных котлов с небольшими трубками для высокого давления, заменив старые конструкции с жаротрубными трубами.
Фэйрберн был одним из первых инженеров, проводивших систематические расследования отказов конструкций, в том числе обрушений текстильных фабрик и взрывов котлов . Его отчет об обрушении мельницы в Олдеме показал, например, плохие методы проектирования, используемые архитекторами при выборе чугунных балок для поддержки сильно нагруженных полов. В другом отчете он осудил использование ферменных чугунных балок и посоветовал Роберту Стивенсону не использовать эту концепцию в мосту, который тогда строился через реку Ди в Честере в 1846 году. Мост обрушился в мае 1847 года, в результате чего погибли 5 человек, которые были ранены. пассажиры пригородного поезда проезжали в это время над сооружением. Катастрофа на мосту Ди вызвала обеспокоенность по поводу целостности многих других железнодорожных мостов, которые уже построены или собираются построить на железнодорожной сети.
Фэйрберн провел некоторые из первых серьезных исследований последствий многократного нагружения кованых и чугунных балок, показав, что разрушение может произойти в результате роста трещин из-за зарождающихся дефектов - проблема, теперь известная как усталость . Он построил крупномасштабное испытательное оборудование для исследований и частично финансировался Министерством торговли .
Он также проводил эксперименты на стеклянных цилиндрах под давлением и смог показать, что наибольшее напряжение в стенке возникает вокруг диаметра. Оно известно как окружное напряжение и в два раза превышает значение продольного напряжения, возникающего по длине цилиндра. Точное значение зависит только от толщины стенки и внутреннего давления. Его работа была опубликована в «Трудах Королевского общества» и оказала большую помощь при анализе неисправностей паровых котлов и труб. В 1854 году он основал Манчестерскую ассоциацию пользователей пара , которая быстро стала признанной организацией, устанавливающей национальные стандарты для паровых котлов высокого давления. [5] Будучи «Техническим комитетом ассоциированных офисов» британских страховщиков, MSUA остается национальным сертификационным органом. [6] [7]
Фэйрберн — один из нескольких известных инженеров, похороненных на кладбище церкви Святой Марии в Прествиче . Число людей, присутствовавших на его похоронах, оценивалось от 50 000 до 70 000 человек. [15]
СМИ, связанные с Уильямом Фэйрберном, на Викискладе?
