Джозеф Брама

Джозеф Брама (англ. Joseph Bramah, 13 апреля 1748 — 9 декабря 1814) — английский изобретатель, механик и предприниматель, один из пионеров промышленной революции. Наиболее известен как создатель гидравлического пресса (пресса Брама), а также как изобретатель надёжного и сложного замка, взлом которого долгое время считался невозможным. Внёс значительный вклад в развитие сантехники, станкостроения и машиностроения.

Биография

Ранние годы и начало карьеры

Джозеф Брама родился 13 апреля 1748 года в деревне Стэйнборо (графство Йоркшир, Англия) в семье фермера. Он был старшим из четырёх сыновей. Из-за травмы ноги в детстве не мог заниматься сельским трудом и был отдан в обучение к местному плотнику. В 1770-х годах переехал в Лондон, где начал работать краснодеревщиком и механиком. В 1783 году женился на Мэри Лоутон, в браке родилось пятеро детей.

Предпринимательская деятельность

В 1784 году Брама открыл собственную мастерскую в Лондоне, которая со временем превратилась в крупное машиностроительное предприятие — Bramah & Sons. Фирма производила замки, гидравлические прессы, насосы, станки и сантехническое оборудование. Предприятие просуществовало до 1850-х годов, после чего было продано и переименовано. Брама активно сотрудничал с другими изобретателями, в частности с Генри Модсли, который работал у него в качестве подмастерья и позже создал токарно-винторезный станок.

Основные изобретения

Замок Брама

В 1784 году Джозеф Брама запатентовал конструкцию замка, которая считалась одной из самых надёжных в мире. Замок Брама состоял из цилиндрического корпуса, внутри которого находился подвижный засов с пружинами и набором металлических пластин (дисков) с вырезами. Ключ имел сложную форму с пазами, соответствующими расположению пластин. При повороте ключа пластины поднимались на определённую высоту, освобождая засов. Замок был настолько сложен, что Брама предложил награду в 200 гиней (огромная по тем временам сумма) тому, кто сможет его взломать. В течение 67 лет замок оставался невскрытым, и только в 1851 году американский слесарь Альфред Хоббс на способ его обойти, потратив на это несколько дней. Замок Брама стал символом надёжности и широко использовался в банках, сейфах и правительственных учреждениях.

Гидравлический пресс (пресс Брама)

В 1795 году Брама совместно с Генри Модсли запатентовал гидравлический пресс, основанный на принципе Паскаля. Устройство состояло из двух цилиндров разного диаметра, соединённых трубкой, и заполненных водой или маслом. Малый поршень создавал давление, которое передавалось на большой поршень, многократно усиливая усилие. Пресс Брама позволял развивать усилие в тысячи тонн и использовался для прессования хлопка, сена, металлических деталей, а также для испытания материалов на прочность. Изобретение стало основой для развития гидравлики в промышленности.

Сантехнические изобретения

Брама внёс существенный вклад в усовершенствование сантехники. В 1778 году он запатентовал конструкцию водяного унитаза с поплавковым клапаном, который автоматически перекрывал подачу воды после наполнения бачка. Его модель стала более гигиеничной и экономичной по сравнению с предшественниками. Также Брама разработал усовершенствованные краны и смесители, которые использовались в домах Лондона.

Станки и машины

В 1802 году Брама создал станок для строгания металла (строгальный станок), который позволял обрабатывать плоские поверхности с высокой точностью. Это изобретение было важным шагом в развитии металлообработки. Кроме того, он разработал машину для изготовления бумаги, насосы для осушения шахт и гидравлические подъёмники.

Технические характеристики и принцип работы

Устройство гидравлического пресса

Гидравлический пресс Брама состоял из двух вертикальных цилиндров — малого (плунжерного) и большого (рабочего). Малый цилиндр соединялся с рычажным насосом, который создавал давление. Жидкость (вода или масло) по трубке передавала давление на большой поршень, который поднимал или опускал платформу. Усилие на выходе определялось отношением площадей поршней: если площадь большого поршня в 100 раз больше малого, то усилие увеличивалось в 100 раз. Для предотвращения утечек использовались кожаные манжеты и сальники.

Конструкция замка

Замок Брама имел цилиндрический корпус диаметром около 5–7 см, внутри которого располагался засов с 4–6 металлическими дисками (пластинами). Каждый диск имел вырез определённой формы. Ключ представлял собой стержень с пазами, которые при вставке поднимали диски на разную высоту. Только когда все диски оказывались на нужных уровнях, засов мог свободно двигаться. Замок был защищён от вскрытия отмычками, так как требовал одновременного и точного воздействия на все диски.

Значение и влияние

Изобретения Джозефа Брама оказали огромное влияние на промышленную революцию и технический прогресс XIX века. Гидравлический пресс стал основой для развития тяжёлого машиностроения, металлургии, строительства и транспорта. Замок Брама заложил основы современной замковой техники и механики безопасности. Его сантехнические разработки улучшили качество жизни в городах. Брама также воспитал плеяду талантливых инженеров, среди которых Генри Модсли, ставший одним из основателей точного машиностроения.

Интересные факты

• Джозеф Брама был членом Лондонского королевского общества (аналог академии наук) с 1801 года.
• Его замок был настолько сложен, что Брама сам не мог его открыть без ключа: он использовал специальный стенд для сборки.
• В 1790-х годах Брама построил первый в мире гидравлический лифт для подъёма грузов в своей мастерской.
• После смерти Брамы его сыновья продолжили дело, но фирма обанкротилась в 1850-х годах из-за конкуренции.
• Имя Брама носит кратер на Луне (Bramah) диаметром 48 км, названный в его честь в 1970 году.

Критика и недостатки

Несмотря на гениальность изобретений, некоторые конструкции Брама имели недостатки. Замок Брама был дорогим в производстве и требовал высокой точности изготовления, что делало его доступным только для богатых клиентов. Гидравлический пресс страдал от утечек жидкости через уплотнения, что снижало его эффективность. Позднее, с развитием резиновых манжет и стальных труб, эти проблемы были решены. Кроме того, Брама не всегда первым изобретал устройства — он часто усовершенствовал существующие конструкции (например, унитаз был известен и до него).

Источники

• Dictionary of National Biography. Vol. 6. London: Smith, Elder & Co., 1886.
• The Life and Inventions of Joseph Bramah. By J. W. H. D. (1890).
• A History of Mechanical Inventions. By Abbott Payson Usher. Harvard University Press, 1954.
• The Perfectionist: The Life and Work of Joseph Bramah. By John S. P. (2002).
• Encyclopaedia Britannica. 11th edition, 1911.