Введение

Шотландский изобретатель и инженер

Александр Бэйн (12 октября 1810 – 2 января 1877) – шотландский изобретатель и инженер, первым изобретший и запатентовавший электрические часы. Он проложил железнодорожные линии телеграфа между Эдинбургом и Глазго.

Ранние годы

Бэйн родился в Линморе, недалеко от Уоттена, в Кейтнессе, Шотландия. Он был крещен в местной церкви 22 ноября 1810 года. Его отец был крестьянином-арендатором. У него была сестра-близнец, Маргарет, и всего у него было шесть сестер и шесть братьев. Бэйн не отличался успехами в школе и был отдан в ученики к часовщику в Уике.

Карьера

Обучившись искусству часового дела, он отправился в Эдинбург, а в 1837 году в Лондон, где устроился на работу подмастерьем в Клеркенвелле. Бэйн посещал лекции в Политехническом институте и Галерее Аделаиды и позже построил собственную мастерскую на Ганновер-стрит.

Оставшиеся примеры

Сохранившиеся электрические часы Бэйна относятся к двум этапам развития в период с 1840-х по 1860-е годы. Примеры можно увидеть в Зале деревни Уоттен, Национальном музее Шотландии, Национальном морском музее Лондона, Лондонском музее науки и Deutsches Uhrenmuseum. Самые редкие и интересные настольные часы находятся в частных коллекциях. Один из них был представлен на выставке "Электрическое время" в 1977 году в Лондонском музее науки. Бэйн порой находил сложные и изящные решения относительно простых, хотя и нелегких задач. Самые сложные – его настольные часы – работали по принципу электромагнитного отталкивания и притяжения для каждого полного периода колебания маятника, использующего противоположные магнитные поля. Практически одновременно Маттеус Хипп создал более простую и надежную систему, использующую простой переключатель для периодического придания импульса маятнику. Один из телеграфных аппаратов Бэйна экспонируется в Национальном музее Шотландии, предположительно, со железной дороги Эдинбург – Глазго. Два аппарата, использовавшиеся железными дорогами Стоктон и Дарлингтон в тоннеле Шилдон, хранятся в коллекции Национального железнодорожного музея. Один из печатных телеграфов Бэйна 1843 года находится в коллекции Музея коммуникаций Франкфурта. Аппараты в Шилдоне также были оснащены одноударными колоколами, чьи молотки удерживались "спусковым механизмом", который освобождался первым электрическим импульсом для отклонения стрелки; после завершения обмена сообщениями молоток необходимо было снова поднимать вручную. Если оператор не слышал одиночного звонка, не было возможности его повторить – можно было наблюдать только движение стрелки.

Факсимильная машина

Бэйн работал над экспериментальным факсимильным аппаратом с 1843 по 1846 год. Он использовал часы для синхронизации движения двух маятников для построчного сканирования сообщения. Для передачи Бэйн применял металлические штифты, расположенные на цилиндре из изоляционного материала. Электрический зонд, передававший включение/выключение импульсов, затем сканировал эти штифты. Сообщение воспроизводилось на принимающей станции на электрохимически чувствительной бумаге, пропитанной химическим раствором, аналогичным разработанному для его химического телеграфа. В своем описании патента от 27 мая 1843 года, касающегося "усовершенствований в производстве и регулировании электрических токов, а также в часовых механизмах, электрической печати и сигнальных телеграфах", он утверждал, что "копию любой другой поверхности, состоящей из проводящих и непроводящих материалов, можно получить таким образом". Передатчик и приемник были соединены пятью проводами. В 1850 году он подал заявку на улучшенную версию, но было слишком поздно, поскольку Фредерик Бейкуэлл получил патент на свой превосходящий "телеграф изображений" двумя годами ранее, в 1848 году. Лабораторные механизмы Бэйна и Бейкуэлла воспроизводили изображения низкого качества и не представляли собой жизнеспособные системы, поскольку передатчик и приемник никогда не были полностью синхронизированы. В 1861 году итальянский физик Джованни Казелли изобрел первую практически работающую электромеханическую коммерчески эксплуатируемую факсимильную машину – пантелеграф. Он внедрил первую коммерческую факсимильную связь между Парижем и Лионом, по крайней мере, за 11 лет до изобретения работоспособных телефонов.

Химический телеграф

12 декабря 1846 года Бэйн, проживавший в то время в Эдинбурге, запатентовал химический телеграф. Он заметил, что телеграфы Морзе и другие, использовавшиеся тогда, были относительно медленными из-за механической инерции их движущихся частей, и пришел к выводу, что сигнал тока можно использовать для нанесения читаемой отметки на движущуюся бумажную ленту, пропитанную смесью нитрата аммония и ферроцианида калия, которая при прохождении тока давала синюю отметку. Скорость нанесения отметок на бумагу была настолько высокой, что ручная передача сигналов не могла с ней справиться, поэтому Бэйн разработал метод автоматической сигнализации с использованием перфорированной бумажной ленты. Эта концепция позже была использована Уитстоном в его автоматическом передатчике. Химический телеграф Бэйна был испытан на линии между Парижем и Лиллем и достиг скорости 282 слова за 52 секунды, что значительно превосходило скорость телеграфа Морзе, который выдавал около 40 слов в минуту. В Англии телеграф Бэйна в ограниченном объеме использовался на линиях компании Electric Telegraph Company, а в 1850 году его применил в Америке Генри О’Рейли. Однако это вызвало неприязнь Сэмюэля Морзе, который добился судебного запрета на его использование, утверждая, что используемая бумажная лента и алфавит подпадали под действие его патента. В результате к 1859 году телеграф Бэйна использовался только на одной линии и так и не получил широкого распространения.

Поздние годы

Первоначально Бэйн заработал значительную сумму на своих изобретениях, но потерял свое состояние из-за неудачных инвестиций. В 1873 году сэр Уильям Томсон, сэр Уильям Сименс, Латимер Кларк и другие добились от премьер-министра Уильяма Эварта Гладстона назначения Бэйну пенсии по Гражданскому списку в размере 80 фунтов стерлингов в год.

Смерть и наследие

Бэйн был похоронен на кладбище Олд-Айл в Киркинтиллохе. Оно было восстановлено в 1959 году. Изначально на надгробном камне был указан неверный год смерти (1876), который впоследствии был исправлен на 1877 год. Паб JD Wetherspoons в Уике, расположенный недалеко от места, где Александр Бэйн проходил обучение, теперь носит название «Александр Бэйн» в честь изобретателя. Кроме того, в знак признания его изобретений главное здание BT в Глазго названо домом Александра Бейна. Один из самых ранних образцов электрических маятниковых часов с импульсным заводом экспонируется в Немецком музее часового дела. В 2016 году он посмертно получил премию Technology & Engineering Emmy Award «за новаторский вклад в передачу изображений». Статуэтка выставлена в здании ратуши Киркинтиллоха.