Denne Britiske Familien Endret Løpet Av Engineering

Charles Parsons oppfant den moderne dampturbin, men hans kone og datter bygget noe like varig

Den Anglo-Irske ingeniøren Charles Parsons visste hvordan å lage et sprut. Til ære for Dronning Victorias Diamantjubileum holdt Den Britiske Royal Navy en parade av skip den 26. juni 1897 for Admiralitetens Herrer, utenlandske ambassadører og andre dignitarier. Parsons ble ikke invitert, men han bestemte seg for å bli med i paraden uansett. Tre år tidligere hadde HAN introdusert en kraftig turbingenerator—betraktet SOM den første moderne dampturbinen—og han bygget DERETTER SY Turbinia for å demonstrere motorens kraft.

Da Han Ankom marineparaden, reiste Parsons en rød vimpel og brøt deretter gjennom marinens omkrets av patruljebåter. Med en topphastighet på nesten 34 knop (60 kilometer i timen) Var Turbinia raskere enn noe annet fartøy og kunne ikke bli fanget. Parsons hadde gjort sitt poeng. Royal Navy bestilte sitt første turbindrevne skip året etter.

Ombord På Turbinia den dagen var Parsons 12 år gamle datter, Rachel, hvis brede interesser I vitenskap Og ingeniør Parsons og hans kone oppmuntret. Fra en ung alder, Rachel Parsons Og hennes bror, Algernon, tinkered i sin fars hjem verksted, akkurat Som Charles hadde gjort da Han vokste opp. Faktisk, Parsons slektstre viser generasjon etter generasjon av engineering nysgjerrighet fra både menn og kvinner, hver av dem gjorde sitt preg på feltet.

Charles vokste opp På Birr Castle, I County Offaly, Irland. Hans far, William, som ble 3. Jarl Av Rosse i 1841, var en matematiker med interesse for astronomi. Forskere og oppfinnere, inkludert Charles Babbage, reiste Til Birr Castle for å se Leviathan Of Parsonstown, et 1, 8 meter (72-tommers) reflekterende teleskop Som William bygget på 1840-tallet. Hans kone, Mary, en dyktig smed, smidde jernarbeidet for teleskopets rør.

William dabbled i fotografering, uten å forsøke å fotografere stjernene. Maria var det virkelige fototalentet. Hennes detaljerte bilder av det berømte teleskopet vant Photographic Society Of Irlands første Sølvmedalje.

Charles og hans søsken hatt en tradisjonell utdanning av private veiledere. De hadde også fordelen av en hands-on utdanning, eksperimentere med earls mange dampdrevne maskiner, inkludert en dampdrevet vogn. De jobbet på Leviathan justeringsapparat og i deres mors mørke rom.

etter å ha studert matematikk Ved Trinity College, Dublin, Og St. John ‘ S College, Cambridge, Charles lærling Ved Elswick Works, et stort produksjonskompleks som drives Av ingeniørfirmaet W. G. Armstrong i Newcastle upon Tyne, England. Det var uvanlig for noen av hans sosiale klasse å lærling, og han betalte £500 for muligheten (omtrent us $ 60.000 i dag), i håp om senere å få en lederstilling.

I løpet av sin tid på verkene, raffinerte Charles noen motordesign som Han hadde skissert mens Han var I Cambridge. Stempeldampmaskinen hadde da eksistert i mer enn 100 år, selv en forbedring På Thomas Newcomens tidligere, men ineffektive atmosfæriske dampmaskin. Fra 1760-tallet gjorde James Watt og Matthew Boulton forbedringer som inkluderte å legge til en separat kondensator for å eliminere tap av varme når vann ble injisert i sylinderen. Vannet skapte et vakuum og trakk stempelet i et slag. En senere forbedring var den dobbeltvirkende motoren, hvor stempelet kunne både skyve og trekke. Likevel var stempeldampmotorer høyt, skitne og tilbøyelige til å eksplodere, Og Charles så rom for forbedring.

hans opprinnelige design var for en firesylindret epicykloidal motor, hvor både sylindrene og veivakselen roterte. En fordel med denne uvanlige konfigurasjonen var at den kunne fungere med høy hastighet med begrenset vibrasjon. Charles designet den for å kjøre en dynamo direkte for å unngå tilkoblingsbelter eller remskiver. Han søkte Om Et Britisk patent i 1877 i en alder av 23 år.

Charles tilbød designet til sin arbeidsgiver, som avslo, Men Kitson og Co., en lokomotivprodusent I Leeds, var interessert. Charles bror Richard Clere Parsons var partner I Kitson og overtalte Ham til å bli med i selskapet, som til slutt produserte 40 av motorene. Charles tilbrakte to år der, for det meste jobbet med rakettdrevne torpedoer som viste seg mislykket.

mer vellykket var hans frierføtter Av Katharine Bethell, datter Av en prominent Yorkshire familie. Charles ble sagt å ha imponert Katharine med sin dyktighet i håndarbeid, og de giftet seg i 1883.

I 1884 Ble Charles en junior partner og leder av den elektriske delen På Clarke, Chapman And Co., en produsent av marint utstyr I Newcastle upon Tyne. Han utviklet en ny turbinmotor, som han brukte til å kjøre en elektrisk generator, også av eget design. Turbingeneratoren var 1,73 meter lang, 0,4 meter bred og 0,8 meter høy, og den veide et metrisk tonn.

Charles Parsons motor regnes ofte som den første moderne turbinen. I stedet for å bruke damp til å flytte stempler, brukte den damp til å snu propelllignende kniver, og omdanne termisk energi til rotasjonsenergi. Parsons opprinnelige design var ineffektiv, kjører på 18 000 rpm og produserer 7,5 kilowatt – om kraften i en liten husholdning backup generator i dag. Han gjorde raske trinnvise forbedringer, for eksempel å endre formen på bladene, og han hadde snart en motor med en effekt på 50.000 kW, som ville være nok til å drive opptil 50.000 boliger i dag.

I 1889 etablerte Charles C. A. Parsons and Co., I Heaton, en forstad Til Newcastle, med mål om å produsere sin turbo-generator. Den eneste hindring var At Clarke, Chapman fortsatt holdt patentrettigheter. Mens patentproblemene ble sortert ut, Grunnla Charles Newcastle Og District Electric Lighting Co., som ble det første elektriske selskapet til å stole helt på dampturbiner. Det ville ikke være den siste.

i løpet av sin levetid så han turbingenerert elektrisitet bli rimelig og lett tilgjengelig for en stor befolkning. Selv i dag er de fleste elektrisitetsproduksjon avhengig av dampturbiner.

Da Charles hadde sikret seg patentrettighetene til oppfinnelsen, satte Han i gang med å forbedre dampturbogeneratoren, noe som gjorde den mer effektiv og mer kompakt. Han etablerte Marine Steam Turbine Co. Bygget Turbinia i 1894. Charles tilbrakte flere år raffinering mekanikken før skipet gjorde sin oppsiktsvekkende offentlig opptreden På Diamond Jubilee. I 1905, bare åtte år etter Turbinias offentlige debut, bestemte British admiralty at alle fremtidige Royal Navy-fartøy skulle være turbindrevne. Den private kommersielle skipsfarten fulgte etter.

Charles Parsons sluttet aldri å designe eller innovere, og prøvde sin hånd på mange andre virksomheter. Ikke alle var vinnere. For eksempel brukte han 25 år på å forsøke å lage kunstige diamanter før han endelig innrømmet nederlag. Mer lukrativ var produksjonen av optisk glass for teleskoper og søkelys. Til slutt tjente han over 300 patenter, mottok en ridderskap, og ble tildelt Order Of Merit.

Men Charles var ikke den eneste ingeniøren i hans svært talentfulle husholdning.

Da jeg først begynte å tenke på denne månedens kolonne, ønsket jeg å markere hundreårsdagen for grunnleggelsen Av Women ‘ S Engineering Society (Wes), en av de eldste organisasjonene dedikert til fremme av kvinner i ingeniørfag. Jeg søkte etter et passende museum objekt som hedret kvinnelige ingeniører. Det viste seg vanskeligere enn jeg forventet. SELV OM WES opprettholder omfattende arkiver Ved Institution Of Engineering and Technology, inkludert en komplett digitalisert kjøring av sin journal, The Woman Engineer, har DEN ikke mye i veien for tredimensjonale gjenstander. Det var for eksempel en fancy rose bowl som ble bestilt for samfunnets 50-årsjubileum. Men det virket ikke helt riktig å representere kvinnelige ingeniører med et rent dekorativt objekt.

så vendte jeg min oppmerksomhet mot grunnleggerne AV WES, som inkluderte Charles Parsons kone, Katharine, og datter, Rachel. Selv Om Charles var en produktiv oppfinner, oppfant Verken Katharine Eller Rachel noe, så det var ingen åpenbar museumsobjekt knyttet til dem. Men oppfinnelser er ikke den eneste måten å være en banebrytende ingeniør på.

Etter det som må ha vært en fantastisk barndom med åpen etterforskning og vitenskapelig utforskning, Fulgte Rachel i sin fars fotspor til Cambridge. Hun var en av de første kvinnene som studerte mekanisk vitenskap der. På den tiden, selv om, universitetet utestengt kvinner fra å motta en grad.

da Første Verdenskrig brøt ut og Rachels bror vervet seg, tok hun over hans stilling som direktør i Styret For Heaton Works. Hun ble også med i treningsavdelingen i Ministry Of Munitions og var ansvarlig for å instruere tusenvis av kvinner i mekaniske oppgaver.

Som beskrevet I Henrietta Heald ‘ s kommende bok Magnificent Women and their Revolutionary Machines (Utgitt i februar 2020 av crowdfunding-utgiveren Unbound), førte krigen til betydelige demografiske endringer i Den Britiske arbeidsstyrken. Mer enn 2 millioner kvinner gikk på jobb utenfor hjemmet, som fabrikker trappet opp for å øke krigsforsyninger av alle slag. Av disse kom mer enn 800 000 inn i ingeniørfag.

denne oppgangen i kvinnelig sysselsetting sammenfalt med et skifte i nasjonal følelse mot kvinners stemmerett. Kvinner hadde kjempet for stemmerett i flere tiår, og de oppnådde endelig en delvis suksess i 1918, da kvinner over 30 år som møtte visse eiendoms-og utdanningskrav, fikk lov til å stemme. Det tok et tiår før kvinner hadde samme stemmerett som menn.

men disse politiske og arbeidsplass seire for kvinner ble bygget på vaklende grunn. Gjennomgangen Av Sex Diskvalifisering (Fjerning) Act av 1919 gjorde det ulovlig å diskriminere kvinner på arbeidsplassen. Men Restaureringen Av Førkrigspraksisloven, som ble vedtatt samme år, krevde at kvinner ga opp jobbene sine til å returnere soldater, med mindre de skjedde å jobbe for firmaer som hadde ansatt kvinner i samme rolle før krigen.

disse motstridende lover både stammet fra forhandlinger mellom Statsminister David Lloyd George og Britiske fagforeninger. Fagforeningene hadde kraftig protestert mot å ansette kvinner under krigen, men regjeringen trengte kvinnene til å jobbe. Og så kom Det opp Med Treasury-Avtalen fra 1915, som fastsatte at dyktig arbeid kunne deles og automatiseres, slik at kvinner og ufaglærte menn kunne ta dem på. Under disse betingelsene gikk fagforeningene med på å “utvanne” den dyktige mannlige arbeidsstyrken.

og så, selv om krigens slutt førte til åpninger for kvinner i enkelte yrker, fant titusenvis av kvinner i ingeniørfag plutselig seg ute av arbeid.

Parsons-kvinnene kjempet tilbake, og brukte sin sosiale stilling til å argumentere på vegne av kvinnelige ingeniører. Den 23. juni 1919 grunnla Katharine Og Rachel Parsons, sammen med flere andre fremtredende kvinner, Women ‘ S Engineering Society for å motstå fraskrivelse av krigsjobber til menn og for å fremme ingeniørarbeid som et givende yrke for begge kjønn.

To uker senere holdt Katharine en fengende tale, “Women’ S Work in Engineering and Shipbuilding under The War ” på et møte I North East Coast Institution Of Engineers and Shipbuilders. “Kvinner er i stand til å jobbe med nesten alle kjente operasjoner innen ingeniørfag, fra det mest dyktige presisjonsarbeidet, målt til mikrometer, ned til den grovere typen arbeidende jobber,” proklamerte hun. “Å oppsummere alle varianter av arbeid som går mellom disse to ekstremer, ville være å lage en katalog over hver prosess i ingeniørfag.”Det er viktig At Katharine nevnte ikke bare de fortynnede ferdighetene til fabrikkarbeidere, men også det intellektuelle og designarbeidet til kvinnelige ingeniører.

Like lidenskapelig skrev Rachel en artikkel for National Review flere måneder senere som posisjonerte WES som en stemme for kvinnelige ingeniører:

Kvinner må organisere; Dette er Den eneste kongelige veien til seier i den industrielle verden. Kvinner har vunnet sin politiske uavhengighet; nå er det på tide for dem å oppnå sin økonomiske frihet også. Det nytter ikke å vente tålmodig på at fagforbundenes lukkede dører skal åpne seg. Det er bedre langt å danne en sterk allianse, som væpnet som det vil være med parlamentsvalget, kan være like kraftig innflytelse i å beskytte kvinners ingeniører som menns fagforeninger har vært i å forbedre sine medlemmers mye.

Året etter Var Rachel en av grunnleggerne av et kvinnelig ingeniørfirma, Atalanta, hvor hennes mor var aksjonær. Firmaet spesialiserte seg på små maskinarbeid, tilsvarende Det Arbeidet Rakel hadde hatt tilsyn med i farens firma. Selv om virksomheten frivillig shuttered etter åtte år, navnet levde på som en produsent av små håndverktøy og husholdning inventar.

WES har hatt en mye lengre historie. I sitt første år begynte Det å publisere The Women Engineer, som fortsatt kommer ut kvartalsvis. I 1923 BEGYNTE WES å holde en årlig konferanse, som har blitt kansellert bare to ganger, begge ganger på grunn av krig. I løpet av sine 100 år arbeidet organisasjonen for å sikre kvinners arbeidsrettigheter fra butikkgulvet til ledelsen, garantere tilgang til formell utdanning, og til og med oppfordret til bruk av ny forbrukerteknologi, for eksempel elektriske apparater i hjemmet.

Tidlige medlemmer av WES kom fra mange forskjellige grener av engineering. Dorothé Pullinger drev en fabrikk I Skottland som produserte Galloway, en bil som ble designet og bygget av kvinner for kvinner. Amy Johnson var en verdenskjent pilot som også fikk en ground engineer lisens. Jeanie Dicks, den første kvinnelige medlem Av Electrical Contractors Association, vant kontrakten for elektrifisering Av Winchester Cathedral.

I Dag FORTSETTER WES sitt oppdrag om å støtte kvinner i jakten på ingeniør -, vitenskapelig og teknisk karriere. Nettstedet gir takk og kreditt til tidlige mannlige allierte, inkludert Charles Parsons, som støttet kvinnelige ingeniører. Charles kan ha tjent sin plass i historien på grunn av hans mange oppfinnelser, men hvis du kommer over hans turbin På Science Museum, husk at hans kone og datter tjente sine steder også.

en forkortet versjon av denne artikkelen vises i utskriftsproblemet juni 2019 som ” Som Turbinen Svinger.”

Del av en kontinuerlig serie som ser på fotografier av historiske gjenstander som omfavner det ubegrensede potensialet til teknologi.

denne artikkelen ble korrigert 28. juni 2019 for å klargjøre Charles Parsons arv.

Om Forfatteren

Allison Marsh er førsteamanuensis i historie Ved University Of South Carolina Og codirector av universitetets Ann Johnson Institute For Science, Technology & Samfunn.