Кіріспе

Джон Скотт Рассел ФРС ФРС ФРСА (9 мамыр 1808, Паркхед, Глазго – 8 маусым 1882, Вентор, Уайт аралы) – шотланд азаматтық инженеры, кеме жасаушы және кеме құрылысшысы, Исамбард Кингдом Брунельмен бірлесіп «Great Eastern» кемесін салған. Ол солитонның қазіргі заманғы зерттеулеріне бастау берген толқынның аудармасын ашты және кеме құрылысындағы толқындық сызық жүйесін әзірледі. Рассел 1851 жылғы Ұлы көрмені насияттаушы болды.

Ерте өмір

Джон Расселл 1808 жылдың 9 мамырында Глазго қаласындағы Паркхедте, пастор Дэвид Расселл мен Агнес Кларк Скотттың ұлы болып дүниеге келді. Глазго университетіне ауысудан бұрын ол бір жыл Сент-Эндрюс университетінде оқыды. Глазго университетінде оқып жүргенде анасының бойжеткен кезіндегі тегі Скоттты өзінің атына қосып, Джон Скотт Расселл атанды. Ол 1825 жылы 17 жасында Глазго университетін бітіріп, Эдинбургке көшіп, онда Лейт механика институтында математика және ғылым пәндерін оқытты, қаладағы ең көп қатысушыны жинады. 1832 жылы Эдинбург университетінің табиғаттану профессоры сэр Джон Лесли қайтыс болғаннан кейін, Скотт Расселл, бар болғаны 24 жасқа толса да, табиғи ғылымдардағы шеберлігі мен лекция берудегі танымалдылығының арқасында, тұрақты профессор сайланарша бос орынды уақытша толтыруға тағайындалды. Алайда, тұрақты лауазымға үміткер болуға шақырылса да, ол өзіне сыйлы басқа үміткермен бәсекелесуден бас тартып, одан кейін инженерлік салаға және ірі ауқымды тәжірибелік зерттеулерге ден қойды.

Отбасылық өмір

Ол 1839 жылы Дублинде ирланд баронеті сэр Дэниел Толер Осборнның қызы Харриетт Осборнға және Кланкарти графының қызы Харриетт Тренчке үйленді. Олардың екі ұлы (Норман тірі қалды) және үш қызы болды: Луиза (1841–1878), Рейчел (1845–1882) және Элис. Лондонда олар бес жыл бойы Өнер қоғамының хатшысына берілген үйде тұрды, содан кейін Сиденхэм төбесіне көшіп барды. Бұл жер әсіресе Расселл мен оның достары Пакстонның Ұлы көрме үшін салған шыны үйін жақын орналасқан Кристалл сарайына көшіргеннен кейін көпшіліктің назарына ілікті. Артур Салливан мен оның досы Фредерик Клей 1860 жылдардың ортасында Скотт Расселлдің үйіне жиі келіп тұратын. Клей Элиспен никелесіп, ал Салливан Рейчелге құштар болды. Клей бай отбасынан болса, Салливан кедей отбасынан шыққан жас композитор еді. Скотт Расселлдер Алистің Клеймен никесін қуана қарсы алды, бірақ Клей одан бас тартты. Сонымен қатар, Салливан мен Рейчелдің қарым-қатынасына тыйым салды, бірақ олар жасырын түрде кездесуді жалғастырды. 1868 жылы Салливан Луизамен (1841–1878) бір уақытта (және құпия) махаббат өнерін бастады. Алайда, 1869 жылдың басына таман екі қарым-қатынас та аяқталды. Америка инженері Александр Лайман Холли Ұлы Шығыс салынып жатқан кезде Лондонға келген сапарларында Скотт Расселлмен және оның отбасымен дос болып кетті. Холли Скотт Расселлдің Сиденхемдегі үйіне де барып тұрды. Осының нәтижесінде Холли мен оның әріптесі Зерах Колберн 1860 жылдың маусымында Саутгемптоннан Нью-Йоркке дейін Ұлы Шығыстың алғашқы сапарына қатысты. Скотт Расселлдің ұлы Норман Холлидің Бруклиндегі үйінде болды. Норман да алғашқы сапарға шықты, бірақ Джон Скотт Рассел бұл сапарға қатыспады. Оның ұлы Норман әкесінің жолын жалғап, теңіз сәулетшісі болды және әкесі құрған Теңіз сәулетшілері институтына үлес қосты.

Бу тасымалдау

Эдинбургте ол бу машиналарымен тәжірибе жасады, төртбұрышты қазандықты пайдаланды және қазандықтың бетін бекіту әдісін ойлап тапты, ол әлемдік стандартқа айналды. «Шотландиялық бу көлігі компаниясы» құрылып, екі цилиндрлі, әрқайсысы 12 ат күшіне ие бу көлігін жасады. 1834 жылы алты дана салынды, олар жақсы серіппелі және жоғары сапалы жабдықтармен жабдықталған. 1834 жылдың наурыз айынан бастап, олар Глазго қаласындағы Джордж алаңы мен Пейслидегі Тонтин қонақ үйі арасында сағат сайын 15 миль/сағат жылдамдықпен қатынай бастады. Жолдарды күтіп ұстаушылар жолдың тозуына қарсылық білдіріп, жолға түрлі ағаш кесінділері мен тастарды қойды, бұл атпен жүретін көліктерге одан да көп қолайсыздық туғызды. Бірақ 1834 жылдың шілдесінде бір көлік аударылып, қазандығы жарылды, нәтижесінде бірнеше жолаушы қаза тапты. Екі көлік Лондонға жіберілді, онда олар Лондон мен Гринвич арасында қысқа мерзімге іске қосылды.

Толқын сызық жүйесі

Расселл өзінің аударма толқынының алдында кемелерді бұрын-соңды болмаған жылдамдықпен бақылау мүмкіндігіне ие болғаннан кейін, кеме құрылысының ең негізгі мәселесі – ең аз кедергі тудыратын корпус пішінін табуға кірісті. Оның ойынша, бұл кеме корпусының жолынан су массасын тиімді түрде ығыстыру және одан кейін бос қалған жерді толтыру үшін суды қайтарумен байланысты. Динамиметрлермен жасаған мұқият өлшемдер арқылы ол өз теориясын растады: версине синусоидалық толқын идеалды пішін береді. Алғашқыда ол корманың (соқпақтың) сабаққа (алдыңғы бөлікке) айнасы болуы мүмкін деп ойлады, бірақ судың ығыстырылуы оның жеке толқындарынан гөрі, дәстүрлі толқындарға ұқсас екенін жақын уақытта түсінді. Нәтижесінде, кормасы катенария пішіндес дөңгелек болды. Оның зерттеулері сауда және әскери кемелердің корпустарын жобалауда революция жасады. Көптеген кемелердің қабығы жүкті тасымалдау сыйымдылығын арттыру үшін дөңгелек болған, бірақ 1840 жылдардан бастап «экстремалды клиперлік кемелер» және одан кейін бу кемелері, соның ішінде Great Eastern, қуыс қабықтарды көрсетуге басталды. Командир Фишборн оның көзқарастарын жариялағаннан кейін, американдық кеме құрылысшысы Джон В. Гриффитс 1850 жылғы «Теңіз және әскери-теңіз архитектурасы» атты еңбегінде Расселдің жұмысының маңыздылығын мойындады, бірақ Расселге алғыс айтуға асыққан жоқ.

Венаның ротондасы

Джозеф Пакстонның дизайны Ұлы көрменің дизайнынан басымдық алғанмен, Скотт Рассел 1873 жылғы Вена көрмесі үшін Ротунданы жобалады. 64 метрлік диаметрімен ол шамамен бір ғасыр бойы әлемдегі ең үлкен күмбез болды, көрістің алдында ешқандай тіреулер болмады. Кейбір мамандар оны оның ең маңызды құрылыс-инженерлік жетістігі деп есептейді.

Жарияланымдар

Оның 1844 жылғы мақаласы классикалық туындыға айналып, жарық толқындарына (солитон) қатысты зерттемелер мен кітаптарда бір жарым ғасырдан астам уақыт өткен соң да жиі сілтеме жасалады.