Войти
Башня Геркулеса, римский маяк в Ла-Корунья по образцу Фароса История маяков относится к развитию использования башен, зданий или других типов сооружений в качестве вспомогательных средств навигации для морских лоцманов в море или на внутренних водных путях.
До разработки четко определенных портов, моряки руководствовались кострами на вершинах холмов. Поскольку разведение огня улучшило бы видимость, размещение огня на платформе стало практикой, которая привела к созданию маяка. В древности маяк в отличие от многих современных маяков функционировал скорее как входной указатель в порты, чем как предупреждающий сигнал для рифов и мысов.
Графическая реконструкция Фароса согласно исследованию 2006 г. Согласно гомеровской легенде, Паламед из Нафплион изобрел первый маяк, хотя они, безусловно, засвидетельствованы Александрийским маяком (спроектированным и построенным Состратом Книдским ) и Колосс Родосский. Однако Фемистокл ранее установил маяк в гавани Пирея, связанный с Афинами в V веке до н.э., по сути, небольшую каменную колонну с огненным маяком.
Лешес, греческий поэт (ок. 660 г. до н.э.) упоминает маяк в Сигейоне в Троаде. Судя по всему, это был первый огонь, который регулярно обслуживали для руководства моряков.
Письменные описания и рисунки Фарос в Александрии предоставляют информацию о маяках, но Сама башня обрушилась во время землетрясения спустя много веков после ее строительства в 3 веке до нашей эры греками. Неповрежденная Башня Геркулеса в Ла-Корунья и руины маяка Дувр в Англии дают представление о строительстве; другие свидетельства о маяках существуют в изображениях на монетах и мозаиках, многие из которых представляют собой маяк в Остии. Также существуют монеты из Александрии, Остии и Лаодикии в Сирии.
Хотя свидетельства дают представление о внешней структуре этих структур, есть много пробелов в свидетельствах, касающихся менее видимых аспектов структур. Останки в А-Корунья и Дувр помогают определить, как функционировало каждое сооружение маяка, хотя нужно сделать некоторые предположения, чтобы определить, как были освещены сооружения маяки. Предположительно, местное топливо будет включать в себя древесину и, возможно, уголь, чтобы непрерывно поддерживать огонь в ночное время, и есть большая труба, ведущая в верхнюю комнату в Башне Геркулеса. Пример из Дувра на определенном этапе был преобразован в простую сторожевую башню.
Римский маяк в Дуврском замке Смотрители маяка, возможно, добавляли горючие жидкости, чтобы сократить расходы на топливо и поддерживать постоянный свет. во время штормов, но в литературе того времени существует мало информации. Возможно также, что свет был защищен от ветра стеклянными окнами, а большие зеркала могли помочь в максимально возможном проецировании светового луча. Вероятно, что для транспортировки топлива и поддержания пламени маяки потребовали бы значительных затрат труда. На мысе Хаттерас в 1870-х годах один хранитель и два помощника были заняты тем, что ухаживали за более сложным пламенем от мощных масляных ламп.
Хотя художественные изображения помогают нам воссоздать визуальный образ маяков, они создают множество проблем. Изображения маяков на римских монетах, надписи, резные фигурки и мозаики представляют противоречивое представление о реальном внешнем виде построек. На большинстве изображено двух- или трехэтажное здание, ширина которого уменьшается по мере подъема. Ограниченный размер монет может привести к тому, что производитель монеты изменит изображение, чтобы оно поместилось на поверхности. Сходство изображений маяков является скорее символическим, чем точным изображением конкретных маяков.
Гравировка башни Кордуана завершена в 1611 г. В средние века римские маяки вышли из употребления, но некоторые из них остались функциональными, например, Farum Brigantium, ныне известный как Башня Геркулеса в Ла-Корунья, Испания, и другие в Средиземном море, такие как Lanterna в Генуе. По мере улучшения навигации маяки постепенно распространились на Западную и Северную Европу. Один из старейших действующих маяков в Европе - Маяк Хук, расположенный в Хук-Хед в графстве Уэксфорд, Ирландия. Он был построен в средневековый период и имеет прочную круглую форму.
Век спустя, в позднем средневековье, 12-метровая башня была построена Эдуардом Черным принцем в Кордуане около устья Жиронды. Спустя сто лет, в 1581 году, Анри III попросил архитектора Луи де Фуа построить новый. Строительство маяка заняло двадцать семь лет и было окончательно завершено в 1611 году. Многоярусный Кордуан символизировал французскую морскую мощь и престиж. В интерьере были роскошные королевские покои, украшенные колонны и фрески. Его верхний уровень был перестроен между 1780 и 1790 годами, увеличив высоту с 49 до 60 метров и включив в него лампу Argand и одно из первых параболических зеркал, вращавшихся с помощью часового механизма, разработанного часовщиком Дьеппа. Позже башня стала первой в начале 1820-х годов, в которой использовалась революционная линза Френеля.)
В Британии маяки находились в частной собственности, и право на сбор взносов предоставлялось либо по поручению местная власть или корона. Злоупотребление этими лицензиями привело к тому, что иностранные корабли опасались искать убежища на южном побережье Англии из-за боязни быть захваченными требованиями, и к потере ряда кораблей, в первую очередь голландского торгового судна Vreede в 1800 г. 380 жизней.
С увеличением количества кораблей, потерянных на угольном маршруте Ньюкасл - Лондон, Trinity House основал Lowestoft Lighthouse в 1609 году., пара деревянных башен со свечами. До конца 18 века свечи, уголь или дрова использовались в качестве осветительных приборов для маяков, усовершенствованные в 1782 году масляной лампой с круговым фитилем Argand, первым «катоптрическим» зеркальным отражателем в 1777 году и Система «диоптрических» линз Френеля в 1823 году. Маяк Nore был создан как первый в мире плавающий огонь в 1732 году.
После реформы, в результате которых Trinity House принял полномочия по взиманию сборов с последних частных владельцев маяков и приступил к ремонту и модернизации своего маячного комплекса, владельцам все же удалось собрать большие сборы, самые большие из которых были для Smalls Lighthouse который собрал 23000 фунтов стерлингов в 1852 году, и Trinity House был вынужден потратить более 1 миллиона фунтов стерлингов на выкуп договоров аренды, в том числе 444000 фунтов стерлингов на маяк Скеррис.
Современная эра маяков началась на рубеже XVIII века, когда строительство маяков стремительно росло и росло. f трансатлантическая торговля. Достижения в области структурной инженерии и нового и эффективного осветительного оборудования позволили создать более крупные и мощные маяки, в том числе и те, которые находятся в открытом море. Функция маяков сместилась в сторону обеспечения видимого предупреждения об опасностях, связанных с судоходством, таких как камни или рифы.
Восстановленная версия Джона Смитона маяка Эддистоун, 1759 г. Это стало большим шагом вперед в дизайне маяков. Скалы Эддистоун, обширный риф около Плимутского пролива, Англия и одна из основных опасностей кораблекрушения для моряков, плывущих через Ла-Манш из многих технических и концептуальных достижений в строительстве маяков. Трудность закрепиться на опасных скалах, особенно на преобладающей волне, означала, что прошло много времени, прежде чем кто-либо попытался бы предупредить их.
первая попытка представляла собой восьмиугольную деревянную конструкцию, закрепленную на 12 железных стойках, закрепленных в скале, и была построена Генри Винстенли с 1696 по 1698 год. Башня в конечном итоге оказалось недолговечным, и Великая буря 1703 стерла почти все его следы. После разрушения первого маяка капитан Ловетт получил в аренду скалу и в соответствии с Парламентским законом получил право взимать с проходящих судов пошлину в размере одного пенни за тонну. Он поручил Джону Редьярду (или Рудьерду) спроектировать новый маяк, построенный в виде конической деревянной конструкции вокруг ядра из кирпича и бетона. Временный свет впервые засветился в 1708 году, а работы были завершены в 1709 году. Он оказался более долговечным, дожив до 1755 года, когда он сгорел дотла.
инженер-строитель, Джон Смитон, перестроил маяк с 1756 по 1759 год; его башня ознаменовала собой важный шаг вперед в проектировании маяков и использовалась до 1877 года. Он смоделировал форму своего маяка по форме дуба, используя гранитные блоки. Он первым применил «гидравлическую известь », форму бетона, которая затвердеет под водой, и разработал метод соединения гранитных блоков с помощью соединений типа «ласточкин хвост» и мрамора дюбели. Функция «ласточкин хвост» служила для улучшения структурной устойчивости, хотя Смитону также пришлось уменьшить толщину башни по направлению к вершине, для чего он изогнул башню внутрь под небольшим уклоном. Этот профиль имел дополнительное преимущество, позволяющее рассеивать часть энергии волн при ударе о стены.
Строительство началось на участке в Миллбэй, где Смитон построил пристань и верфь в юго-западном углу гавани для разгрузки и обработки камня. Для четырехколесных грузовиков-платформ были уложены деревянные рельсы шириной 3 фута 6 дюймов, на которых кладка перемещалась по территории. Здесь базировалось десятитонное судно, названное Eddystone Boat, которое выносило обработанные камни на риф. Маяк имел высоту 72 фута (22 м) и диаметр в основании 26 футов (7,9 м) и на вершине 17 футов (5,2 м).
Маяк Белл Рок построенный на опасной скале, затопленной в большинстве случаев прилива Шотландский инженер Роберт Стивенсон был важной фигурой в разработке дизайна и строительства маяков в первой половине 19 века. В 1797 году он был назначен инженером во вновь сформированную Северную дирекцию маяков, маяков в Шотландии и на острове Мэн. Его величайшим достижением было строительство маяка Белл-Рок в 1810 году, одно из самых впечатляющих инженерных достижений того времени. Эта структура была основана на дизайне более раннего маяка Эддистоун Джоном Смитоном, но с несколькими улучшенными функциями, такими как включение вращающихся огней, чередующихся между красным и белым.
Стивенсон работал для Совета Северного маяка в течение почти пятидесяти лет, в течение которых он проектировал и руководил строительством, а затем и улучшением многочисленных маяков. Он вводил новшества в выборе источников света, креплений, конструкции отражателя, использовании линз Френеля, а также в системах вращения и опалубки, снабжающих маяки индивидуальными подписями, позволяющими морякам идентифицировать их. Он также изобрел подвижную стрелу и балансировочный кран как необходимую деталь для строительства маяка.
Стивенсон основал великую династию инженеров, специализирующихся на строительстве маяков - его потомки в течение столетия отвечали за большую часть строительства маяков в Шотландии. Три сына Роберта пошли по его пути: Дэвид, Алан и Томас. Двое из детей Дэвида, Дэвид Алан и Чарльз Александр также стали выдающимися инженерами-маяками.
Александр Митчелл спроектировал первый винтовой маяк - его маяк был построен на сваях, ввинченных в песчаное или илистое морское дно. Строительство по его проекту началось в 1838 году в устье Темзы и было известно как Мэйплин-Сэндс маяк и впервые загорелось в 1841 году. Однако, хотя его строительство началось позже, Уайр Лайт во Флитвуде, Ланкашир, был первым зажженным (в 1840 году).
Первым маяком в Америке был Boston Light, построенный в 1716 году в Бостонской гавани. Вскоре были построены маяки вдоль заболоченных берегов от Делавэра до Северной Каролины, где судоходство было трудным и опасным. Обычно их делали из дерева, так как оно было легко доступно. Из-за опасности возгорания каменные башни возводились все чаще - самой старой каменной башней была Маяк Сэнди-Хук, построенная в 1764 году в Нью-Джерси.
В <171 году использовались винтовые маяки.>Чесапикский залив и вдоль побережья Каролины в Соединенных Штатах. Первым фонарём на винтовых сваях в Соединенных Штатах был Brandywine Shoal в заливе Делавэр. Они стали особенно популярными после Гражданской войны, когда Совет по маякам одобрил политику замены маяков во внутренних помещениях. Около 100 из этих сложных сооружений были построены на береговой линии Атлантического океана от заливов Делавэр и Чесапик до островов Флорида-Кис и Мексиканского залива. Одной из самых известных башен была Thomas Point Shoal Light - ее называли «лучшим образцом коттеджа из винтовых свай в мире».
3 марта 1851 г. США Конгресс принял «Акт об ассигнованиях на маяки, легкие лодки, буи и т. Д.», Что привело к созданию Совета по маякам США вместо Министерства финансов Lighthouse Establishment в качестве государственного агентства, отвечающего за строительство и обслуживание всех маяков и средств навигации в Соединенных Штатах
Лампа Аргана с круглым фитилем и стеклянный дымоход. (Иллюстрация из Les Merveilles de la Science [1867-1869] Луи Фигье ).Источником освещения обычно были дровяные костры или горящий уголь, но это было дорого, некоторые маяки потребляли 400 тонн угля в год. года. Свечи или масляные лампы с вогнутыми зеркалами использовались, часто в крупных банках. Между 1783 и 1788 годами французы провели серию испытаний с разными результатами. До 1810 года в маяке Смитона Эддистоун использовалось 24 свечи.
Лампа Аргана, изобретенная в 1782 году швейцарским ученым Эме Арганом, произвела революцию в освещении маяков своим устойчивым бездымным пламенем. Лампа Аргана имела форму рукава свечной фитиль установлен таким образом, чтобы воздух мог проходить как через центр фитиля, так и вокруг него, прежде чем попасть в цилиндрическую трубу. Это стабилизировало пламя и улучшило поток воздуха. В ранних моделях использовалось матовое стекло, которое иногда окрашивалось вокруг фитиль. Более поздние модели использовали мантию из диоксид тория висит над пламенем, создавая яркий устойчивый свет. В лампе Argand в качестве топлива использовались китовый жир, рапс, оливковое масло или другое растительное масло, которое подавалось под действием силы тяжести . подавать из бака, установленного над горелкой. Лампа была впервые произведена Мэтью Бултоном в сотрудничестве с Argand в 1784 году и более века стала стандартом для маяков.
Джон Ричардсон Вигхэм был первым, кто разработал систему газового освещения маяков. В 1865 году он получил грант от Dublin Ballast Board, и он установил свою новую газовую горелку «крокус» на маяке Бейли в Хоут-Хед, дав мощность в 4 раза больше, чем эквивалентные масляные фары. По словам ученого Джона Тиндалла, советника Соединенного Королевства, улучшенная «составная» конструкция, установленная в фонаре Бейли в 1868 году, была в 13 раз более мощной, чем самый яркий свет из известных на тот момент. Управление маяка, Тринити-Хаус.
В 1870 году свет в Уиклоу-Хед был оборудован механизмом прерывистого мигания патента Уигэма, который измерял время подачи газа. с помощью часового механизма. Когда этот механизм был объединен с вращающейся линзой в Rockabill Lighthouse, был создан первый в мире маяк с характеристикой группового мигания .
Маяк AGA «Блокхусудден», построенный в 1912 году, использовал фонарь Дален, изобретенный в 1906 году. Газовая горелка на испарении была изобретена в 1901 году Артур Китсон и улучшенный Дэвидом Худом в Trinity House. Топливо испарялось при высоком давлении и сжигалось, чтобы нагреть мантию, давая мощность более чем в шесть раз превышающую яркость традиционных масляных фонарей.
Использование газа в качестве источника света стало широко доступным с изобретением светильника Dalén шведским инженером Густавом Даленом. В 1906 году Дален стал главным инженером компании по производству газовых аккумуляторов. Первоначально Дален работал с ацетиленом, чрезвычайно взрывоопасным углеводородным газом. Дален изобрел агамассан (Aga), субстрат, используемый для поглощения газа, обеспечивая безопасное хранение и, следовательно, коммерческое использование. Ацетилен дает ультра-яркий белый свет и сразу же вытесняет более тусклый LPG в качестве топлива для освещения маяков. Дален включил в свой свет еще одно изобретение - «солнечный клапан ». Это устройство позволяло свету работать только ночью, экономя топливо и продлевая срок их службы до более чем года.
Маячное оборудование AGA работало без какого-либо источника электроэнергии и поэтому было чрезвычайно надежным. Для труднопроходимой прибрежной зоны, такой как Скандинавия, его прочные, серийные фонари с минимальным обслуживанием были значительным благом для безопасности и средств к существованию. Маяки AGA покрывали весь Панамский канал. Эта технология была преобладающей формой источника света в маяках с 1900-х по 1960-е годы, когда преобладало электрическое освещение.
Первым маяком с электрическим освещением была башня в Дандженесс, Кент в 1862 году. Он питался от большой угольной дуговой лампы, хотя Позже он был преобразован обратно в масло, поскольку дуговые лампы были трудны в эксплуатации (требовалось вдвое больше обслуживающего персонала) и были не так рентабельны, как масляные лампы. Маяк Южного Форленда была первой башней, которая успешно использовала электрический свет в 1875 году. угольные дуговые лампы маяка питались от парового магнето.
Схема, изображающая сферическую Линза Френеля коллимирует свет. С развитием постоянного освещения лампы Аргана применение оптических линз для увеличения и фокусировки силы света стало практической возможностью. Уильям Хатчинсон разработал первую практическую оптическую систему в 1763 году, известную как катоптрическая система. Он сконструировал параболоидальные отражатели, прикрепив небольшие кусочки отражающего материала к отливке, которая была сформована приблизительно в виде параболоида. Эта элементарная система эффективно коллимировала излучаемый свет в концентрированный луч, тем самым значительно увеличивая видимость света. Его система была установлена в недавно построенном маяке Лисоу, а затем скопирована в другом месте. Способность фокусировать свет привела к появлению первых вращающихся лучей маяка, где свет будет казаться морякам серией прерывистых вспышек. Также появилась возможность передавать сложные сигналы с помощью световых вспышек.
Идею создания более тонких и легких линз путем создания отдельных секций, установленных в оправе, часто приписывают Жоржу-Луи Леклерку, графу де Бюффону. маркиз де Кондорсе (1743–1794) предложил шлифовать такую линзу из цельного тонкого куска стекла.
Однако это был французский физик и инженер Огюстен-Жан Френель., которому приписывают разработку многокомпонентной линзы Френеля для использования в маяках. Его конструкция позволила создать линзы с большой апертурой и коротким фокусным расстоянием, без массы и объема материала, которые потребовались бы линзам обычной конструкции. Линзу Френеля можно сделать намного тоньше, чем сопоставимую обычную линзу, в некоторых случаях принимая форму плоского листа. Линза Френеля также может улавливать больше наклонного света от источника света, что позволяет видеть свет от маяка, оборудованного таким, на больших расстояниях.
Первая линза Френеля была использована в 1823 году на Кордуанском маяке в устье устья Жиронды ; его свет можно было увидеть с расстояния более 20 миль (32 км). Считается, что шотландский физик сэр Дэвид Брюстер убедил британские власти использовать эти линзы в своих маяках. Изобретение Френеля увеличило светимость лампы маяка в 4 раза, и его система до сих пор широко используется.
