Артур Джеймс Арнот

Артур Джеймс Арнот (англ. Arthur James Arnot; 23 августа 1865, Гамильтон, Шотландия — 15 октября 1946, Лондон, Великобритания) — британский инженер-электрик и изобретатель, наиболее известный созданием первой в мире электрической угледобывающей машины (электрического отбойного молотка) и разработкой одной из первых систем электроснабжения для горнодобывающей промышленности.

Биография

Ранние годы и образование

Артур Джеймс Арнот родился 23 августа 1865 года в городе Гамильтон (Шотландия) в семье инженера. Получил начальное образование в местной школе, затем поступил в Университет Глазго, где изучал инженерное дело и электротехнику. В университете он проявил интерес к практическому применению электричества, особенно в области механизации горных работ.

Профессиональная деятельность

После окончания университета в 1886 году Арнот переехал в Австралию, где начал работать в компании «Брокен-Хилл проприетари компани» (BHP) в Новом Южном Уэльсе. В этот период он занимался проектированием и внедрением электрических систем для шахт, что было новаторским для того времени, так как большинство горнодобывающих предприятий использовали паровые машины и ручной труд.

В 1888 году Арнот перешёл на работу в компанию «Электрический свет и энергия» (Electric Light and Power Company) в Сиднее, где занимался разработкой оборудования для освещения шахт и электрификации горных выработок. В 1890 году он вернулся в Великобританию и присоединился к компании «Сименс Бразерс» (Siemens Brothers), где работал над проектами электрификации железных дорог и промышленных предприятий.

Изобретение электрического отбойного молотка

В 1889 году, работая в Австралии, Арнот создал первый в мире электрический отбойный молоток, предназначенный для дробления угля и породы в шахтах. Устройство представляло собой электромеханический перфоратор, работающий от сети постоянного тока напряжением 250 В. Молоток был оснащён ударным механизмом с возвратно-поступательным движением поршня, который приводился в действие электродвигателем мощностью 2,5 л.с. (около 1,9 кВт). Изобретение было запатентовано в Австралии 10 июня 1889 года (патент № 5245). Машина значительно повысила производительность труда в угольных шахтах, снизив физическую нагрузку на шахтёров и ускорив процесс добычи.

Последующие годы

После возвращения в Великобританию Арнот продолжил работу в области электрификации горнодобывающей промышленности. Он разработал несколько модификаций отбойного молотка, а также создал систему распределения электроэнергии для шахт, включавшую трансформаторы, кабели и защитные устройства. В 1900 году он был назначен главным инженером компании «Сименс Бразерс» по горнодобывающему оборудованию. В 1910-х годах Арнот участвовал в проектировании электрических систем для угольных шахт в Южной Африке и Индии.

В 1920 году он вышел на пенсию, но продолжал консультировать компании по вопросам электрификации горных работ. Умер 15 октября 1946 года в Лондоне в возрасте 81 года.

Изобретения и разработки

Электрический отбойный молоток

Основное изобретение Арнота — электрический отбойный молоток — стало первым в мире устройством такого типа. Его конструкция включала:

• Электродвигатель постоянного тока с вращающимся якорем.
• Механический преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное (кривошипно-шатунный механизм).
• Ударный инструмент (зубило или пика) для дробления породы.
• Корпус из стали с рукоятками для удержания.

Молоток весил около 30 кг и требовал подключения к источнику питания через гибкий кабель. Несмотря на громоздкость, он был значительно эффективнее ручных инструментов и паровых молотков, которые использовались ранее.

Системы электроснабжения для шахт

Арнот разработал одну из первых систем электроснабжения для подземных горных выработок, включавшую:

• Генераторы переменного тока для передачи энергии на большие расстояния.
• Трансформаторы для понижения напряжения до безопасного уровня (110–250 В).
• Кабели с резиновой изоляцией для защиты от влаги и механических повреждений.
• Распределительные щиты и предохранители для защиты от коротких замыканий.

Эта система была внедрена на нескольких угольных шахтах в Австралии и Великобритании в 1890-х годах.

Другие изобретения

Помимо отбойного молотка, Арнот запатентовал несколько устройств, связанных с электрификацией горных работ:

• Электрический вентилятор для проветривания шахт (патент 1891 года).
• Устройство для автоматического отключения электродвигателя при перегрузке (патент 1895 года).
• Система сигнализации для подземных работ (патент 1902 года).

Влияние и наследие

Изобретение Арнота оказало значительное влияние на развитие горнодобывающей промышленности. Электрический отбойный молоток позволил механизировать процесс добычи угля, что привело к росту производительности и безопасности труда. Впоследствии на основе его конструкции были созданы более совершенные модели, использовавшиеся в шахтах по всему миру.

Системы электроснабжения, разработанные Арнотом, стали основой для стандартизации электрического оборудования в горной промышленности. Его работы способствовали переходу от паровых машин к электрическим приводам, что снизило затраты на энергию и улучшило условия труда.

В 1930-х годах имя Арнота было включено в список выдающихся инженеров-электриков Великобритании. Его патенты и технические отчёты хранятся в архивах Института инженеров-электриков (IEE) в Лондоне.

Источники

• Arthur James Arnot. The Electric Coal-Cutting Machine. Transactions of the Institution of Mining Engineers, Vol. 1, 1890.
• The Electrical Engineer. Vol. 10, 1891. — Статья об изобретении Арнота.
• The Mining Journal. 1889–1890. — Отчёты о внедрении электрических машин в шахтах Австралии.
• Dictionary of Scottish Inventors. Edinburgh: National Library of Scotland, 2005.
• The History of Mining Engineering. London: Institution of Mining Engineers, 1920.