ウィリアム・フェアベアン

ウィリアム・フェアベアン卿 BtFRS ​
ベンジャミン・ローリンソン・フォークナー著、手前の「冷風の観察」は、1838年に英国科学振興協会で発表された「熱風と冷風から得られる鋳鉄の強度と特性について」を参照している[1]
生まれる	( 1789-02-19 )1789年2月19日 ケルソー、スコットランド
死亡	1874年8月18日（1874-08-18）（85歳） ムーア パーク、ファーナム、イングランド
国籍	イギリス
知られている	構造鉄工 造船 機関車 ランカシャー ボイラー

サー・ウィリアム・ フェアベアン、初代アードウィック準男爵（1789年2月19日 - 1874年8月18日）は、スコットランドの 土木技師、構造技師、造船技師であった。1854年、ジョージ・スティーブンソンとロバート・スティーブンソンの後を継ぎ、機械技術者協会の第3代会長に就任した。^[2]

フェアバーンはケルソーの地元農家の子として生まれ、幼い頃から機械の才能を発揮し、ニューカッスル・アポン・タインで製粉工の見習い として働き、そこで若きジョージ・スティーブンソンと親しくなった。1813年にマンチェスターに移り、アダム・パーキンソンとトーマス・ヒューズのもとで働いた。1817年にジェームズ・リリーとともに製粉機械事業をフェアバーン・アンド・リリー・エンジン・メーカーズとして立ち上げた。

フェアバーンは生涯学習者であり、 1830年に土木技術者協会に入会した。1820年代から30年代にかけて、彼とイートン・ホジキンソンは鉄骨の最適な断面の研究を行った。彼らは、例えば、 1830年に開通したリバプール・アンド・マンチェスター鉄道のウォーター・ストリートにかかる橋を設計した。1840年代、若き日の友人ジョージの息子ロバート・スティーブンソンがメナイ海峡を渡る方法を開発しようとしていたとき、彼はフェアバーンとホジキンソンの両者をコンサルタントとして雇った。アングルシー島と北ウェールズの間の大きな隔たりを埋めるために長方形のチューブまたは箱桁のアイデアを思いついたのはフェアバーンだった。彼はミルウォール造船所と橋の現場でプロトタイプのテストを何度も行い、そのようなチューブをどのように構築すべきかを示した。この設計は、コンウェイのより短いスパンで最初に使用され、その後、はるかに大きなブリタニア橋が続きました。チューブ橋は、必要な錬鉄の重量とコストのせいで、最終的に広く使用するにはコストがかかりすぎるというコンセプトであることが判明しました。フェアバーン自身は、チューブ橋で開発したアイデアのいくつかを使用して、錬鉄製のトラフ橋を開発しました。

綿花産業が不況に陥ると、フェアバーンは機関車用ボイラーの製造と造船業へと事業を多角化した。彼は船を浮かぶ管状の梁とみなし、ロイズ・オブ・ロンドンが定めた既存の設計基準を批判した。

フェアバーンとリリーは1830年にマンチェスターで鉄製の 外輪船ロード・ダンダスを建造した。マンチェスターのような内陸の町で鉄製の船を建造するのは難しいため、1834年から1835年にかけてこの事業部門はロンドンのミルウォールに移された。ここでフェアバーンはペニンシュラ・アンド・オリエンタル社向けの1,250トンのポッティンジャー号、英国政府向けのHMS メガエラ号やその他の船など80隻以上の船を建造し、テムズ川に鉄製の造船技術を導入した。1848年に彼はこの事業部門から引退した。^[3]

フェアバーンは、ブリタニア橋とコンウィ鉄道橋を設計する際に、鉄船建造の経験を生かしました。

フェアバーンは1839年にマンチェスター・アンド・ボルトン鉄道向けに0-4-0設計の機関車の製造を開始した。1862年までに同社はグレート・ウェスタン鉄道やロンドン・アンド・ノース・ウェスタン鉄道などの会社向けにミルウォールで400台以上の機関車を製造した。しかし、工場には鉄道が通っていなかったため、機関車は陸路で輸送しなければならなかった。^[4]

フェアバーンは1844 年にランカシャー ボイラーを開発しました。1861 年には英国議会の要請により金属疲労に関する初期の研究を行い、錬鉄製のシリンダーに3トンの質量を300 万回上げ下げしてシリンダーが破損するのを実験し、このような効果を得るには 12トンの静荷重が必要であることを示しました。

彼はガラス製の円筒を使って実験し、壁の周方向の応力が縦方向の応力の 2 倍であることを証明しました。円筒形のボイラーが故障すると、通常は壁の周方向の応力が高いために、長さに沿って破損します。

フープの応力が直径とともに増大し、応力がドラムの長さに依存しないというこの知識により、彼はフェアバーン・ビーリーと5 管ボイラーを発明しました。このボイラーでは、直径の大きい単一のシェルが、複数のより小さく、応力の少ないシェルに置き換えられました。最終的に、これにより、高圧用の小さな管を備えた水管ボイラーが、古い火管設計に取って代わり、ほぼ普遍的に採用されるようになりました。

フェアバーンは、繊維工場の倒壊やボイラーの爆発など、構造物の崩壊に関する体系的な調査を行った最初の技術者の一人である。オールダムの工場の倒壊に関する彼の報告書は、例えば重い荷重がかかる床を支えるために鋳鉄製の桁を指定する際に建築家が使用した設計法のまずさを明らかにした。別の報告書では、彼はトラス構造の鋳鉄製桁の使用を非難し、ロバート・スティーブンソンに、1846年にチェスターのディー川に建設中だった橋にはこの概念を使用しないよう助言した。この橋は1847年5月に崩壊し、当時橋の上を通過していたローカル列車の乗客5人が死亡した。ディー橋の惨事は、鉄道網上に既に建設された、または建設予定の多くの他の鉄道橋の健全性に対する懸念を引き起こした。

フェアバーンは、錬鉄および鋳鉄の桁に繰り返し荷重がかかったときの影響について、最初の本格的な研究をいくつか実施し、初期欠陥から亀裂が成長して破損が発生する可能性があることを示しました。これは現在では疲労問題として知られています。彼は研究のために大規模な試験装置を製作し、その資金の一部は商務省から提供されました。

彼はまた、加圧されたガラスシリンダーの実験を行い、壁の最も高い応力が直径の周囲で発生することを証明した。これはフープ応力として知られ、シリンダーの長さに沿って発生する縦応力の2倍の値である。正確な値は壁の厚さと内部圧力のみに依存する。彼の研究は王立協会紀要に掲載され、蒸気ボイラーとパイプの故障を分析するのに大いに役立った。1854年に彼はマンチェスター蒸気ユーザー協会を設立し、この協会はすぐに高圧蒸気ボイラーの国家基準を設定する団体として認知されるようになった。^[5]英国の保険会社の「関連事務所技術委員会」として、MSUAは今でも国家認証機関である。^{[6] [7]}

• 1850年に王立協会会員に選出（1860年に金メダル受賞）
• 1854年から1855年まで機械技術者協会会長を務めた。^{[2] [8]}
• マンチェスター文学哲学協会会長（1855–1859）^[9]
• 1860年2月にスミートン土木技術者協会に選出された^[10]
• 1869年11月2日、アードウィックの準男爵に任命された。^[11] 1861年にナイト爵位を辞退した。^[12]
• マンチェスター市庁舎に銅像が立っている
• 1859年にスコットランドの技術者および造船業者協会の名誉会員に任命された。 [1]
• 1861年英国協会会長^[13]
• アメリカ芸術科学アカデミー外国人名誉会員1862年^[14]
• 2017年にスコットランド工学殿堂入りを果たした。[2]

フェアバーンは、プレストウィッチのセント・メアリー教会の墓地に埋葬された数名の著名なエンジニアの一人である。彼の葬儀に参列した人の数は5万人から7万人と推定されている。^[15]

• 運河航行に関する注釈。ロンドン：Longman、Rees、Orme、Brown & Green。1831年。 2009年6月4日閲覧。
• ブリタニアおよびコンウェイ管状橋建設の記録。ロンドン：ジョン・ウィール。1849年。 2009年6月4日閲覧。
• フェアベアン、ウィリアム (1851)。2 つの講義: ボイラーの構造とボイラーの爆発とその防止方法。
• 管状桁橋について。ロンドン：W.クロウズ・アンド・サンズ。1851年。 2009年6月4日閲覧。
• 建築目的への鋳鉄および錬鉄の応用について（第1版）。ロンドン：ジョン・ウィール。1854年。 2009年6月4日閲覧。
• エンジニアのための有用な情報。ロンドン：ロングマンズ。1856年。
• 鉄、その歴史、特性、製造プロセス。エディンバラ：アダム＆チャールズ・ブラック。1861年。 2009年6月4日閲覧。
• 製粉所と製粉作業に関する論文、第1部。ロンドン：ロングマンズ、グリーン・アンド・カンパニー。1863年。 2009年6月4日閲覧。
• 製粉所と製粉作業に関する論文、第2部。ロンドン：ロングマンズ、グリーン・アンド・カンパニー。1871年。 2009年6月4日閲覧。
• 衝撃、振動作用、および長時間にわたる荷重の変化が錬鉄製の桁に与える影響を調べるための実験、(1864)ロンドン王立協会哲学論文集第 154 巻、p311
• 鉄船建造に関する論文：その歴史と進歩（第1版）。ロンドン：ロングマンズ、グリーン＆カンパニー。1865年。 2009年6月4日閲覧。
• 伝達機構と伝達機械の原理。フィラデルフィア：ヘンリー・ケアリー・ベアード。1871年。 2009年6月4日閲覧。

• ウィリアム・フェアバーン卿の生涯（W. ポール編、1877 年）
• リチャード・バイロム (2017)。『ウィリアム・フェアベアン：実験技術者』。鉄道運河歴史協会。  978-0901461643出版年月日

• ボンベイ紡績織物会社
• マコーネル＆ケネディミルズ

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