Элмер Сперри

Элмер Сперри (англ. Elmer Ambrose Sperry; 12 октября 1860, Катскилл, штат Нью-Йорк — 16 июня 1930, Бруклин, Нью-Йорк) — американский изобретатель и предприниматель, основоположник гироскопической техники. Наиболее известен созданием гирокомпаса, который произвёл революцию в навигации, а также разработкой систем автоматического управления (автопилота) для кораблей и самолётов. За свою жизнь Сперри получил более 400 патентов, охватывающих широкий спектр технологий — от электрохимии до военной техники.

Биография

Ранние годы и образование

Элмер Сперри родился в семье фермера. В детстве проявил интерес к механике и электричеству. После окончания средней школы в 1878 году поступил в Корнеллский университет, где изучал инженерное дело. Однако из-за финансовых трудностей он не закончил курс и в 1880 году начал работать в Чикаго, занимаясь разработкой электрических машин.

Первые изобретения

В 1880-е годы Сперри основал несколько компаний, специализировавшихся на электротехнике. Он создал один из первых электродуговых фонарей, а также усовершенствовал динамо-машину. В 1890 году он запатентовал электролитический способ получения гидроксида натрия, который стал основой для его дальнейших работ в области электрохимии.

Переход к гироскопии

В 1890-х годах Сперри заинтересовался гироскопами — устройствами, способными сохранять ориентацию в пространстве. В 1908 году он представил первый работающий гирокомпас, который не зависел от магнитного поля Земли и мог использоваться на стальных кораблях, где обычные магнитные компасы давали сбои. В 1911 году он основал компанию Sperry Gyroscope Company (впоследствии — часть корпорации Sperry Corporation), которая стала ведущим производителем навигационного оборудования.

Поздние годы и наследие

В 1910-е годы Сперри активно работал над системами стабилизации для кораблей и самолётов. Он создал первый автопилот для авиации (1914) и гироскопический стабилизатор для кораблей (1915). В 1918 году его компания начала производство гирокомпасов для военно-морского флота США. Сперри скончался в 1930 году в возрасте 69 лет. Его имя носит ряд научных премий и наград, в том числе медаль Элмера Сперри, присуждаемая за достижения в области транспорта.

Основные изобретения

Гирокомпас

Гирокомпас Сперри стал первым практически пригодным устройством такого типа. Он использовал гироскоп, вращающийся с высокой скоростью, для определения направления на истинный север. В отличие от магнитного компаса, гирокомпас не подвержен влиянию магнитных аномалий, что особенно важно для военных кораблей и подводных лодок. Первый гирокомпас был установлен на линкоре «Делавэр» в 1911 году, а к 1916 году ими были оснащены все крупные корабли ВМФ США.

Автопилот для кораблей

В 1911 году Сперри разработал систему автоматического управления рулём корабля, названную «Metal Mike» (Металлический Майк). Она позволяла удерживать заданный курс без участия человека, используя сигналы от гирокомпаса. Это изобретение значительно повысило точность навигации и снизило нагрузку на экипаж.

Гироскопический стабилизатор

В 1915 году Сперри создал гироскопический стабилизатор для кораблей, который уменьшал качку на волнении. Устройство представляло собой массивный гироскоп, установленный на подшипниках и способный создавать противодействующий момент. Стабилизаторы Сперри устанавливались на пассажирских лайнерах, в том числе на «Куин Мэри» и «Нормандия».

Авиационный автопилот

В 1914 году Сперри продемонстрировал первый автопилот для самолёта, который управлял креном, тангажом и рысканием. Система использовала гироскопы для стабилизации полёта и позволяла пилоту временно покидать управление. В 1916 году автопилот Сперри был испытан на самолёте Curtiss, что стало важным шагом в развитии авиации.

Электрохимические процессы

Сперри внёс вклад в электрохимию, разработав метод электролитического получения гидроксида натрия и хлора. Этот процесс нашёл применение в промышленности, особенно в производстве отбеливателей и химикатов.

Влияние на науку и технику

Навигация

Гирокомпас Сперри стал стандартом для морской навигации на протяжении XX века. Он позволил кораблям точно определять курс в любых условиях, включая магнитные бури и высокие широты. Без гирокомпаса было бы невозможно развитие подводного флота, где магнитные компасы бесполезны из-за экранирования металлическим корпусом.

Автоматизация управления

Автопилоты Сперри заложили основы для автоматизации управления транспортными средствами. Впоследствии их принципы были применены в авиации, космонавтике и робототехнике. Системы стабилизации на основе гироскопов используются в современных беспилотных летательных аппаратах, ракетах и спутниках.

Военная техника

Изобретения Сперри активно использовались в военных целях. Гирокомпасы и автопилоты стали неотъемлемой частью кораблей, подводных лодок и самолётов. Во время Первой и Второй мировых войн компания Sperry Gyroscope поставляла навигационное оборудование для флотов союзников. В 1950-е годы на основе разработок Сперри были созданы инерциальные навигационные системы для баллистических ракет.

Критика и споры

Патентные споры

Сперри неоднократно участвовал в судебных разбирательствах по поводу патентов. В 1910-е годы он вёл тяжбу с немецким изобретателем Германом Аншюц-Кемпфе, который также создал гирокомпас. Спор был разрешён в 1914 году, когда суд признал приоритет Сперри в некоторых аспектах конструкции, но обязал его выплатить лицензионные отчисления Аншюц-Кемпфе.

Вопросы приоритета

Некоторые историки техники отмечают, что Сперри не был первым, кто предложил идею гирокомпаса. Ещё в 1852 году французский физик Леон Фуко описал принцип его работы, а в 1903 году немецкий инженер Людвиг Обри создал первый прототип. Однако Сперри первым довёл устройство до коммерческого использования и решил ключевые технические проблемы, такие как компенсация трения и вибраций.

Интересные факты

• Элмер Сперри был одним из первых, кто применил гироскопы для стабилизации не только кораблей, но и самолётов, что впоследствии привело к созданию автопилотов для пассажирской авиации.
• В 1916 году Сперри совместно с сыном Лоуренсом Сперри (который также стал известным изобретателем) разработал систему управления для беспилотного самолёта-снаряда, предшественника современных крылатых ракет.
• Компания Sperry Corporation, основанная на базе его изобретений, в 1986 году объединилась с Burroughs Corporation, образовав корпорацию Unisys, которая существует до сих пор.
• В честь Сперри назван кратер на Луне (Sperry, диаметр 15 км).
• В 1918 году Сперри получил медаль Эдисона от Американского института инженеров-электриков за выдающиеся достижения в области электротехники.

Источники

• Hughes, Thomas P. Elmer Sperry: Inventor and Engineer. Johns Hopkins University Press, 1971.
• The National Cyclopaedia of American Biography. Vol. 23. New York: James T. White & Company, 1933.
• Sperry Gyroscope Company: A History. Sperry Rand Corporation, 1960.
• Encyclopedia of World Biography. Gale Research, 1998.
• Patent US 1,242,065: Gyroscopic Compass. Elmer A. Sperry, 1917.