Введение

Франк Джулиан Спраг (25 июля 1857 – 25 октября 1934) – американский изобретатель и пионер в области электротехники. Он внес значительный вклад в разработку электродвигателей, электрических железных дорог и электрических лифтов. Его достижения особенно способствовали развитию городов, позволяя им расти в размерах благодаря улучшенному транспорту, а также обеспечивая большую концентрацию бизнеса в деловых районах за счет использования электрических лифтов в небоскребах.

Ранние годы и образование

Спраг родился в Милфорде, штат Коннектикут, в 1857 году в семье Дэвида Каммингса Спрага и Фрэнсис Джулии Кинг Спраг, работавшей школьным учителем. Когда ему было десять лет, умерла его мать, и отец отправил его жить к тёте в Нью-Йорк. Он учился в средней школе Дрюри в Норт-Адамсе, штат Массачусетс, и преуспел в математике. После окончания школы Спраг поехал в Спрингфилд, штат Массачусетс, чтобы сдать вступительный экзамен в Вест-Пойнт, но неожиданно оказался на четырехдневном вступительном экзамене в Военно-морскую академию США в Аннаполисе, штат Мэриленд. Он набрал самый высокий балл (экзамен сдавали ещё двенадцать человек), и для поступления в академию ему потребовалось занять денег. Местный подрядчик и банк дали ему в долг четыре тысячи долларов, и он отправился в Мэриленд.

ВМС США, изобретатель

Он был произведен в энсины Военно-морского флота Соединенных Штатов. В ходе дальнейшей службы на флоте он сначала служил на USS Richmond, затем на USS Minnesota. Находясь в Азии, Спраг писал статьи для "Бостон Геральд". Он усовершенствовал конструкцию пружинного токосъемника, разработанного в 1885 году Чарльзом Ван Депоэлем, создал значительно улучшенное крепление для трамвайных двигателей и более совершенные конструкции зубчатых передач. К январю 1889 года в Бостоне появились первые электрические трамваи – первые в Америке, которые впоследствии, примерно через восемь лет, перешли под землю, став Тремонт-стритским метрополитеном. Они стали настолько популярными и значимыми, что поэт Оливер Венделл Холмс посвятил новой технологии токосъемника и искрящемуся контактному башмаку на его вершине стихотворный отрывок:

Система электроснабжения Спрага представляла собой значительное преимущество по сравнению с первыми двуполярными контактными линиями типа U, которые с 1883 года использовались на трамвае Mödling и Hinterbrühl.

Электрические лифты

При электрификации трамваев Ричмонда, возросшая провозная способность и скорость подтолкнули Спрага к мысли, что аналогичных результатов можно добиться и в вертикальном транспорте – электрических лифтах. Он понял, что увеличение пропускной способности лифтовых шахт позволит не только экономить время пассажиров, но и повысит доходность высотных зданий, высота которых была ограничена общей площадью, занимаемой в шахтах медленными гидравлическими лифтами. В 1892 году Спраг основал компанию Sprague Electric Elevator Company. Работая вместе с Чарльзом Р. Праттом, он разработал электрический лифт Sprague Pratt, первый из которых был установлен в здании Почтового телеграфа в 1894 году. Компания разработала систему управления этажами, автоматические лифты, систему контроля ускорения и безопасности кабины, а также ряд грузовых лифтов. Лифт Sprague Pratt работал быстрее и перевозил более тяжелые грузы, чем гидравлические или паровые лифты, и во всем мире было установлено 584 таких лифта. В 1895 году Спраг продал свою компанию компании Otis Elevator Company.

Управление поездом с несколькими блоками

Опыт Спрага в области электрических лифтов подтолкнул его к разработке системы сцепных электрических поездов, что ускорило развитие электрической тяги. В системе сцепных поездов каждый вагон поезда оснащен электрическими тяговыми двигателями. С помощью реле, запитываемых от контактной сети, машинист управляет всеми тяговыми двигателями поезда, заставляя их работать согласованно. Для легких поездов нет необходимости в локомотивах, поэтому каждый вагон может приносить доход. Если используются локомотивы, один машинист может управлять всеми ими. Первым заказом Спрага на систему сцепных поездов стала поставка для Южной надземной железной дороги (первой из нескольких надземных железных дорог, известных в местном обиходе как "L") в Чикаго, штат Иллинойс. Этот успех быстро сопровождался крупными контрактами на поставку сцепных поездов в Бруклин, Нью-Йорк, и Бостон, Массачусетс.

Нью-Йорк: Гранд-Сентрал, лифты в небоскребах

С 1896 по 1900 год Спраг работал в Комиссии по электрификации терминалов Нью-Йоркской центральной железной дороги, включая Гранд-Центральный вокзал в Нью-Йорке, где он спроектировал систему автоматического управления поездом для обеспечения соответствия показаниям сигналов на путях. Он основал Sprague Safety Control & Signal Corporation для разработки и строительства этой системы. Совместно с Уильямом Вильгусом он разработал систему третьего рельса Wilgus Sprague, используемую железными дорогами, ведущими к Гранд-Центральному терминалу. Во время Первой мировой войны Спраг служил в Консультативном совете военно-морского флота. Затем, в 1920-х годах, он разработал способ безопасной эксплуатации двух независимых лифтов – местных и экспресс – в одном шахте, для экономии площади. Он продал эту систему, а также системы активации систем безопасности лифтовых кабин при превышении ускорения или скорости, компании Westinghouse.

Наследие

Разработки Спрага в области электрической тяги способствовали росту городов, а его усовершенствование лифта позволило увеличить концентрацию в их деловых районах и повысить прибыльность коммерческих зданий. Изобретения Спрага сделали возможными современные системы легкорельсового и скоростного транспорта, которые и сегодня функционируют по тем же принципам. Знаменитые вагоны Sprague Thomson Парижского метро, эксплуатировавшиеся с 1908 по 1983 год, и по сей день называют "поездами Sprague" – les rames Sprague. Двигатели Спрага использовались даже в таких отдаленных местах, как Сиднейская гавань в Австралии. Пятилосильный электродвигатель Lundell, применявшийся на верфи Кокату-Айленд с 1900 по 1980 год, теперь находится в коллекции Национального музея Австралии в Канберре.

Личная жизнь

Спраг был дважды женат, сначала на Мэри Китинге, а затем на Гарриет Чепмен Джонс. У Фрэнка и Гарриет было два сына и дочь: Роберт С. Спраг (также изобретатель), Джулиан К. и Фрэнсис А. В 1935 году Роберт писал о своем отце:

Спраг умер 25 октября 1934 года. Другие материалы, включая шесть томов поздравительных писем и фотографий, врученных Спрагу по случаю его 75-летия, хранятся в библиотеке Чапина при колледже Уильямса. В 1959 году Гарриет Спраг пожертвовала средства на строительство здания Спрага в Музее пригородных трамваев на береговой линии в Ист-Хейвене, штат Коннектикут, недалеко от дома, где прошло детство Спрага в Милфорде. Музей является старейшим действующим музеем трамваев в Соединенных Штатах и обладает одной из крупнейших коллекций артефактов, связанных с трамваями, в Соединенных Штатах. Сын Фрэнка, Роберт С. Спраг, основал и возглавил Электрическую компанию Sprague в качестве президента (1926–1953) и генерального директора (1953–1987). На пике своего развития Sprague Electric насчитывала 12 000 сотрудников по всему миру, с заводами в Шотландии, Франции, Италии и Японии, а также в нескольких городах Соединенных Штатов, и стала ведущим производителем конденсаторов и других электронных компонентов. В конечном итоге Sprague Electric была приобретена компанией General Cable в 1979 году, а затем компанией Vishay Intertechnology в 1992 году. Внук Фрэнка и Гарриет, Питер Спраг, предприниматель, стал генеральным директором National Semiconductor (1965–1995).

Дань уважения

В 1999 году внуки, Джон Л. Спраг и Питер Спраг, перерезали ленточку и запустили двигатель Спрага 1884 года на новой экспозиции в Музее пригородных трамваев береговой линии, где постоянная экспозиция "Фрэнк Дж. Спраг: изобретатель, ученый, инженер" рассказывает об истории роли "отца электрической тяги" и роли электричества в развитии городов. В 2012 году Пенсильванский музей трамваев приютил бездомного кота, назвав его в честь Спрага: Фрэнк, трамвайный кот.

В популярной культуре

В 2017 году Спраг стал героем эпизода 29-го сезона документального сериала "Американский опыт", который транслировался на телеканалах PBS. Эпизод под названием "Гонка под землей" частично рассказывал об истоках трамвайной сети MBTA в районе Бостона и представлял Спрага как "Забытого героя американской подземки".