Această familie britanică a schimbat cursul ingineriei

Charles Parsons a inventat turbina modernă cu abur, dar soția și fiica sa au construit ceva la fel de durabil

inginerul Anglo-irlandez Charles Parsons știa cum să facă o stropire. În cinstea jubileului de diamant al reginei Victoria, Marina Regală Britanică a organizat o paradă de nave la 26 iunie 1897 pentru domnii Amiralității, ambasadorii străini și alți demnitari. Parsons nu a fost invitat, dar a decis să se alăture paradei oricum. Cu trei ani mai devreme, el a introdus un generator puternic de turbine—considerat prima turbină modernă cu abur—și apoi a construit Sy Turbinia pentru a demonstra puterea motorului.

sosind la parada navală, Parsons a ridicat un fanion roșu și apoi a străpuns perimetrul bărcilor de patrulare ale Marinei. Cu o viteză maximă de aproape 34 de noduri (60 de kilometri pe oră), Turbinia era mai rapidă decât orice altă navă și nu putea fi prinsă. Parsons și-a exprimat punctul de vedere. Marina Regală a plasat o comandă pentru prima sa navă cu turbină în anul următor.

la bordul Turbiniei în acea zi se afla fiica de 12 ani a lui Parsons, Rachel, ale cărei interese largi în știință și inginerie Parsons și soția sa au încurajat. De la o vârstă fragedă, Rachel Parsons și fratele ei, Algernon, au jucat în atelierul de acasă al tatălui lor, la fel cum făcuse Charles când creștea. Într-adevăr, arborele genealogic Parsons arată generație după generație de curiozitate inginerească atât din partea bărbaților, cât și a femeilor, fiecare dintre ei și-a pus amprenta pe teren.

Charles a crescut la Castelul Birr, în județul Offaly, Irlanda. Tatăl său, William, care a devenit al 3-lea conte de Rosse în 1841, a fost un matematician interesat de astronomie. Oameni de știință și Inventatori, inclusiv Charles Babbage, a călătorit la Castelul Birr pentru a vedea Leviatanul din Parsonstown, un telescop reflectant de 1,8 metri (72 inci) pe care William l-a construit în anii 1840. Soția sa, Mary, un fierar priceput, a falsificat lucrarea de fier pentru tubul telescopului.

William s-a implicat în fotografie, încercând fără succes să fotografieze stelele. Maria a fost talentul fotografie reală. Fotografiile sale detaliate ale celebrului telescop au câștigat prima medalie de argint a societății fotografice din Irlanda.

Charles și frații săi s-au bucurat de o educație tradițională de către tutori privați. De asemenea, au beneficiat de o educație practică, experimentând cu numeroasele mașini cu abur ale contelui, inclusiv o trăsură cu abur. Au lucrat la aparatul de reglare al Leviatanului și în camera întunecată a mamei lor.

după ce a studiat matematica la Trinity College, Dublin și St. John ‘ s College, Cambridge, Charles ucenic la Elswick Works, un mare complex de producție operat de firma de inginerie W. G. Armstrong în Newcastle upon Tyne, Anglia. Era neobișnuit ca cineva din clasa sa socială să fie ucenic și a plătit 500 de dolari pentru oportunitate (aproximativ 60.000 USD astăzi), în speranța de a obține ulterior o poziție de conducere.

în timpul petrecut la lucrări, Charles a rafinat câteva modele de motoare pe care le schițase în timp ce se afla la Cambridge. Motorul cu aburi alternativ sau cu piston exista până atunci de mai bine de 100 de ani, el însuși o îmbunătățire a Thomas Newcomenmotorul cu aburi atmosferic anterior, dar ineficient. Începând cu anii 1760, James Watt și Matthew Boulton au făcut îmbunătățiri care au inclus adăugarea unui condensator separat pentru a elimina pierderea de căldură atunci când apa a fost injectată în cilindru. Apa a creat un vid și a tras pistonul într-o cursă. O îmbunătățire ulterioară a fost motorul cu acțiune dublă, unde pistonul putea împinge și trage. Totuși, motoarele cu aburi cu piston erau puternice, murdare și predispuse la explozie, iar Charles a văzut loc pentru îmbunătățiri.

designul său inițial a fost pentru un motor epicicloid cu patru cilindri, în care cilindrii, precum și arborele cotit se roteau. Un avantaj al acestei configurații neobișnuite a fost că ar putea funcționa la viteză mare cu vibrații limitate. Charles a proiectat-o pentru a conduce direct un dinam, astfel încât să evite orice curele de legătură sau scripeți. El a solicitat un brevet britanic în 1877 la vârsta de 23 de ani.

Charles a oferit designul angajatorului său, care a refuzat, dar Kitson și Co., un producător de locomotive din Leeds, a fost interesat. Fratele lui Charles, Richard Clere Parsons, a fost partener la Kitson și l-a convins să se alăture companiei, care a produs în cele din urmă 40 de motoare. Charles a petrecut doi ani acolo, lucrând mai ales la torpile cu rachete care s-au dovedit nereușite.

mai mult succes a fost Curtarea lui Katharine Bethell, fiica unei familii proeminente din Yorkshire. Se spune că Charles a impresionat-o pe Katharine cu priceperea sa la lucrul cu ace și s-au căsătorit în 1883.

în 1884, Charles a devenit partener junior și șeful secției electrice la Clarke, Chapman and Co., un producător de echipamente marine în Newcastle upon Tyne. El a dezvoltat un nou motor cu turbină, pe care l-a folosit pentru a conduce un generator electric, de asemenea, de design propriu. Generatorul de turbină avea 1,73 metri lungime, 0,4 metri lățime și 0,8 metri înălțime și cântărea o tonă metrică.

motorul lui Charles Parsons este adesea considerat prima turbină modernă. În loc să folosească abur pentru a muta pistoanele, a folosit abur pentru a transforma lamele asemănătoare elicei, transformând energia termică în energie de rotație. Designul original al lui Parsons a fost ineficient, funcționând la 18.000 rpm și producând 7,5 kilowați—aproximativ puterea unui mic generator de rezervă de uz casnic astăzi. El a făcut îmbunătățiri incrementale rapide, cum ar fi schimbarea formei lamelor și a avut în curând un motor cu o putere de 50.000 kW, care ar fi suficient pentru a alimenta până la 50.000 de case astăzi.

în 1889 Charles a înființat C. A. Parsons și Co., în Heaton, o suburbie din Newcastle, cu scopul de a-și produce turbogeneratorul. Singura problemă a fost că Clarke, Chapman încă deținea drepturile de brevet. În timp ce problemele legate de brevete au fost rezolvate, Charles a fondat Newcastle și District Electric Lighting Co., care a devenit prima companie electrică care s-a bazat în întregime pe turbine cu abur. Nu ar fi ultimul.

în timpul vieții sale, el a văzut electricitatea generată de turbină devenind accesibilă și ușor disponibilă pentru o populație numeroasă. Chiar și astăzi, cea mai mare parte a producției de energie electrică se bazează pe turbine cu abur.

odată ce Charles și-a asigurat drepturile de brevet pentru invenția sa, a început să îmbunătățească turbogeneratorul cu abur, făcându-l mai eficient și mai compact. El a înființat Marine Steam Turbine Co., care a construit Turbinia în 1894. Charles a petrecut câțiva ani perfecționând mecanica înainte ca nava să-și facă apariția publică senzațională la Jubileul de diamant. În 1905, la doar opt ani de la debutul public al Turbiniei, Amiralitatea Britanică a decis că toate navele viitoare ale Royal Navy ar trebui să fie alimentate cu turbină. Industria comercială privată de transport maritim a urmat exemplul.

Charles Parsons nu a încetat niciodată să proiecteze sau să inoveze, încercându-și mâna la multe alte proiecte. Nu toți au fost câștigători. De exemplu, el a petrecut 25 de ani încercând să creeze Diamante Artificiale înainte de a admite în cele din urmă înfrângerea. Mai profitabilă a fost fabricarea sticlei optice pentru telescoape și proiectoare. În cele din urmă, a câștigat peste 300 de brevete, a primit un cavaler și a primit Ordinul de Merit.

dar Charles nu a fost singurul inginer din casa sa foarte talentată.

când am început să mă gândesc la rubrica din această lună, am vrut să marchez centenarul fondării Societății de Inginerie a femeilor (Wes), una dintre cele mai vechi organizații dedicate avansării femeilor în inginerie. Am căutat un obiect de muzeu potrivit care să onoreze inginerii de sex feminin. S-a dovedit mai dificil decât am anticipat. Deși Wes menține arhive extinse la instituția de inginerie și tehnologie, inclusiv o versiune completă digitalizată a jurnalului său, femeia inginer, nu are prea multe în calea artefactelor tridimensionale. A existat, de exemplu, un Rose bowl fantezist care a fost comandat pentru a 50-a aniversare a societății. Dar nu părea corect să reprezinte femeile ingineri cu un obiect pur decorativ.

mi-am îndreptat apoi atenția către fondatorii lui WES, printre care se numărau soția lui Charles Parsons, Katharine, și fiica sa, Rachel. Deși Charles a fost un inventator prolific, nici Katharine, nici Rachel nu au inventat nimic, așa că nu a existat niciun obiect muzeu evident legat de ele. Dar invențiile nu sunt singura modalitate de a fi un inginer de pionierat.

după ceea ce trebuie să fi fost o copilărie minunată de cercetare deschisă și explorare științifică, Rachel a urmat pe urmele tatălui ei la Cambridge. A fost una dintre primele femei care a studiat științele mecanice acolo. La acea vreme, însă, universitatea a interzis femeilor să primească o diplomă.

când a izbucnit Primul Război Mondial și fratele lui Rachel s-a înrolat, ea i-a preluat funcția de director în Consiliul de Administrație al Heaton Works. De asemenea, s-a alăturat Diviziei de instruire a Ministerului munițiilor și a fost responsabilă pentru instruirea a mii de femei în sarcini mecanice.

așa cum este descris în viitoarea carte a lui Henrietta Heald Femeile magnifice și mașinile lor revoluționare (care va fi publicat în februarie 2020 de către editorul de crowdfunding nelegat), războiul a adus schimbări demografice semnificative în forța de muncă Britanică. Peste 2 milioane de femei s-au dus să lucreze în afara casei, în timp ce fabricile s-au intensificat pentru a crește livrările de război de tot felul. Dintre acestea, peste 800.000 au intrat în meserii de inginerie.

această creștere a ocupării femeilor a coincis cu o schimbare a sentimentului național față de votul femeilor. Femeile luptau pentru dreptul la vot de zeci de ani și au obținut în cele din urmă un succes parțial în 1918, când femeilor cu vârsta peste 30 de ani care îndeplineau anumite cerințe de proprietate și educație Li s-a permis să voteze. A durat încă un deceniu înainte ca femeile să aibă aceleași drepturi de vot ca și bărbații.

dar aceste victorii Politice și la locul de muncă pentru femei au fost construite pe un teren nesigur. Adoptarea Legii privind descalificarea sexuală (îndepărtarea) din 1919 a făcut ilegală discriminarea femeilor la locul de muncă. Dar Legea privind restaurarea practicilor dinainte de război, adoptată în același an, cerea ca femeile să renunțe la locurile de muncă pentru militarii care se întorceau, cu excepția cazului în care s-au întâmplat să lucreze pentru firme care angajaseră femei în același rol înainte de război.

aceste legi contradictorii au rezultat din negocierile dintre premierul David Lloyd George și sindicatele Britanice. Sindicatele s-au opus energic angajării femeilor în timpul războiului, dar guvernul avea nevoie de femei pentru a lucra. Și astfel a venit cu acordul Trezoreriei din 1915, care stipula că munca calificată ar putea fi subdivizată și automatizată, permițând femeilor și bărbaților necalificați să le preia. În aceste condiții, sindicatele au acceptat “diluarea” forței de muncă calificate masculine.

și astfel, deși sfârșitul războiului a adus deschideri pentru femei în unele profesii, zeci de mii de femei din inginerie s-au trezit brusc fără muncă.

femeile Parsons au luptat înapoi, folosindu-și poziția socială pentru a pleda în numele inginerilor de sex feminin. La 23 iunie 1919, Katharine și Rachel Parsons, împreună cu alte câteva femei proeminente, au fondat Societatea de Inginerie a femeilor pentru a rezista renunțării la locurile de muncă din timpul războiului bărbaților și pentru a promova ingineria ca profesie plină de satisfacții pentru ambele sexe.

două săptămâni mai târziu, Katharine a ținut un discurs emoționant, “munca femeilor în inginerie și construcții navale în timpul Războiului” la o întâlnire a instituției inginerilor și constructorilor de nave de pe coasta de Nord-Est. “Femeile sunt capabile să lucreze la aproape fiecare operațiune cunoscută în inginerie, de la cea mai înaltă calificare de precizie, măsurată la micrometru, până la cele mai grele locuri de muncă”, a declarat ea. “A enumera toate varietățile de muncă care intervin între aceste două extreme ar însemna să facem un catalog al fiecărui proces din inginerie.”Foarte important, Katharine a menționat nu doar abilitățile diluate ale lucrătorilor din fabrică, ci și munca intelectuală și de proiectare a inginerilor de sex feminin.

la fel de pasionată, Rachel a scris un articol pentru National Review câteva luni mai târziu, care a poziționat WES ca o voce pentru femeile ingineri:

femeile trebuie să se organizeze; acesta este singurul drum regal spre victorie în lumea industrială. Femeile și-au câștigat independența politică; acum este momentul să-și atingă și libertatea economică. Este inutil să aștepți cu răbdare ca ușile închise ale sindicatelor calificate să se deschidă. Este mai bine să formăm o alianță puternică, care, înarmată așa cum va fi cu votul parlamentar, poate fi o influență la fel de puternică în protejarea intereselor femeilor-ingineri ca și sindicatele bărbaților în îmbunătățirea lotului membrilor lor.

în anul următor, Rachel a fost unul dintre membrii fondatori ai unei firme de inginerie exclusiv feminină, Atalanta, la care mama ei era acționar. Firma s-a specializat în lucrări de mașini mici, similar cu munca pe care Rachel o supraveghea la firma tatălui ei. Deși afacerea s-a închis voluntar după opt ani, numele a trăit ca producător de unelte manuale mici și corpuri de uz casnic.

WES a avut o istorie mult mai lungă. În primul său an, a început să publice the Women Engineer, care încă iese trimestrial. În 1923, WES a început să organizeze o conferință anuală, care a fost anulată doar de două ori, de ambele ori din cauza războiului. De-a lungul celor 100 de ani, organizația a lucrat pentru a asigura drepturile de muncă pentru femei de la magazin până la conducere, pentru a garanta accesul la educația formală și chiar a încurajat utilizarea noilor tehnologii de consum, cum ar fi aparatele electrice din casă.

primii membri ai WES au venit din multe ramuri diferite ale ingineriei. Doroth unixte Pullinger a condus o fabrică în Scoția care a produs Galloway, un automobil care a fost proiectat și construit în întregime de femei pentru femei. Amy Johnson a fost un pilot de renume mondial care a obținut și o licență de inginer la sol. Jeanie Dicks, prima femeie membră a Asociației contractorilor electrici, a câștigat contractul pentru electrificarea Catedralei Winchester.

astăzi WES își continuă misiunea de a sprijini femeile în căutarea carierelor inginerești, științifice și tehnice. Site-ul său oferă mulțumiri și credit aliaților bărbați timpurii, inclusiv Charles Parsons, care a sprijinit inginerii de sex feminin. Charles poate că și-a câștigat locul în istorie datorită numeroaselor sale invenții, dar dacă întâlniți turbina sa la Muzeul științei, amintiți-vă că soția și fiica sa și-au câștigat locurile.

o versiune prescurtată a acestui articol apare în numărul tipărit din iunie 2019 ca “pe măsură ce turbina se întoarce.”

face parte dintr-o serie continuă care analizează fotografii ale artefactelor istorice care îmbrățișează potențialul nemărginit al tehnologiei.

acest articol a fost corectat la 28 iunie 2019 pentru a clarifica moștenirea lui Charles Parsons.

despre autor

Allison Marsh este profesor asociat de istorie la Universitatea din Carolina de Sud și codirector al Universității Ann Johnson Institute for Science, Technology & Society.