Кіріспе

Британдық-американдық инженер-құрылысшы (1815–1892)

Джеймс Бичено Фрэнсис (18 мамыр 1815 – 18 қыркүйек 1892) – британдық-американдық инженер-құрылысшы, ол Фрэнсис турбинасын ойлап тапқан.

Алғашқы жылдар

Джеймс Фрэнсис Англияның Оксфордшир графтығындағы Витни қаласына жақын Саут-Ли қаласында дүниеге келді. Ол инженерлік мансабын жеті жасында бастады, Оңтүстік Уэльстегі Порт-Каул темір жолы және портында әкесінің шәкірті болып жұмыс істеді. 18 жасқа толғанда, 1833 жылы Америка Құрама Штаттарына эмиграциялауға шешім қабылдады. Оның алғашқы жұмысы Коннектикут штатының Стонингтон қаласында теміржол инженері Джордж Вашингтон Уистлердің көмекшісі болып, Нью-Йорк және Нью-Хейвен теміржолында жұмыс істеу болды. Бір жылдан кейін Джеймс пен оның басшысы Уистлер солтүстікке, Массачусетс штатының Лоуэлл қаласына сапарлады. 19 жасында ол Лоуэллдегі құлыптар мен каналдар компаниясында суретші болып жұмысқа орналасты, ал Уистлер бас инженер атанды. Бірнеше жыл өткен соң, 1837 жылы Уистлер жұмыстан кетіп, Ресейдің ірі теміржолдарында жұмыс істеу үшін кетті. Кету алдында ол Фрэнсисті бас инженер етіп тағайындады және оған Вортен көшесіндегі үйін сатты. Сол жылы 12 шілдеде Джеймс Лоуэллде Сара В. Брауннеллге үйленді. Олардың тұңғыш ұлы Джеймс кіші 1840 жылы 30 наурызда дүниеге келді, содан кейін олардың тағы бес баласы болды. 1841 жылы компания үшін оның алғашқы маңызды жобасы іске асырылды. Фрэнсиске компанияның каналдық жүйесінен әрбір фабрика қанша су пайдаланатынын талдау тапсырылды. Оның қабілеттеріне әсерленген компания 1845 жылы оны "Құлыптар мен каналдар менеджері" деп атады. Фрэнсис 1865 жылы Америка философиялық қоғамының мүшесі болып сайланды.

Өрт сөндіру шпринклер жүйесі

1845 жылы Фрэнсис АҚШ-та алғашқы өрт сөндіру жүйесін ойлап тапты. Бірақ, жүйенің кез келген қолданылуы бүкіл ғимаратты және оның ішіндегі заттарды су басатын еді. 1875 жылға дейін Генри С. Пармели бір уақытта тек бір ғана спринклерді іске қосатын өрт сөндіру басын ойлап тапқан жоқ.

Турбиналар

Франсис Урия А. Бойден өзінің Бойден турбинасын Лоуэллде алғаш көрсеткеннен кейін турбина дизайндарына қызығып, оны жетілдірумен айналысты. Екі инженер турбинаны жақсарту үшін бірлесіп жұмыс істеді. 1848 жылы Франсис пен Бойден турбинаны жетілдіріп, қазіргі Франсис турбинасы деп белгілі болған нұсқаны жасады. Франсис турбинасы Бойден турбинасынан 90%-ға артық қуатқа ие болды. 1855 жылы Франсис осы нәтижелерді "Лоуэлл гидравликалық тәжірибелері" еңбегінде жариялады.

Су тасқынын бақылау

1850 жылы Франсис қаладағы диірмендерді зиянды су тасқынынан қорғау үшін Паутукет каналы үстінен Ұлы қақпаның салынуын бұйырды. Бұл жоба тез арада "Франсис ақымақтығы" деп аталды, себебі ешкім оның жұмыс істейтініне, тіпті қажет болатынына да сенбеді. Бірақ екі жылдан кейін, 1852 жылы, қақпалар Лоуэлл қаласын 1852 жылғы зиянды су тасқынынан сақтап қалды, сондай-ақ 1936, 1938, 2006 және 2007 жылдары Мерримак өзенінің канал жүйесіне енуіне тосқауыл қойды. Дегенмен, 1970 жылдары ағаш қақпаға өрт салдарынан зақым келтірілді, ал оны түсірудің қиын тәсілі (ірі тізбекті үзу арқылы) қаланы 2006 жылы оның орнына заманауи болаттық арқалықты қолдануға мәжбүр етті. Қаланы үлкен апаттан құтқаруға салған еңбегі үшін Франсиске Лоуэлл қаласы үлкен күміс құмыра мен табақ сыйлады. 1886 жылы Франсис тағы екі азаматтық инженермен – Элиот К. Кларк пен Клеменс Гершельмен бірігіп, "Стони Брук аңғарындағы су тасқынының алдын алу" деген тақырыпта зерттеулерін жариялады, ол Бостон қаласы үшін су тасқынынан қорғану жүйесін жасады. Егжей-тегжейлі зерттеуде су басу қаупі бар қаланың Forest Hills, Hyde Park, Franklin Park және Roslindale аудандары қарастырылды.

Кейінгі жылдар

Франсис Лоуэлл қаласының өміріне барлық деңгейде белсенді қатысып, 1862 жылдан 1864 жылға дейін қалалық кеңес мүшесі болып қызмет етті. 1865 жылы Фрэнсис құйма темір туралы зерттеулерін және оны құрылымдық бағаналарда қолдануды "Құйма темір бағаналарының күші" атты еңбегінде жариялады. 1874 жылы Фрэнсис Америка Азаматтық Инженерлер Қоғамының Массачусетс штатындағы Милл өзенінің бөгетінің бұзылу себебін зерттеу комиссиясына мүше болды. Комиссия құрамында инженерлер Теодор Эллис және Уильям Вортен де болды. Тергеу жұмысы тез жүргізіліп, апаттан кейін бір ай ішінде есеп жарияланды. Онда жобаға ешқандай инженердің жауапты емес екені және бұл "кәсіби білімі жоқ адамдардың жұмысы" екені айтылды. Бөгеттің қалдықтары жұмыстың өте ауыр кемшіліктеріне нұсқайды. Франсис гидравликалық машиналарды сынаудың ғылыми әдістерін ойлап тапты, Америка Азаматтық Инженерлер Қоғамының негісқалаушы мүшесі болды және 1880 жылы оның президенті қызметін атқарды.