Фрэнк Спрейг

Фрэнк Спрейг (англ. Frank Sprague; 25 июля 1857, Милфорд, Коннектикут, США — 25 октября 1934, Нью-Йорк, США) — американский инженер-электрик, изобретатель и предприниматель, известный как «отец электрического трамвая» и «отец электрической железной дороги». Внёс фундаментальный вклад в развитие электрического транспорта, систем управления электродвигателями и лифтового оборудования.

Ранние годы и образование

Фрэнк Джулиан Спрейг родился в семье школьного учителя. После смерти отца в 1865 году воспитывался матерью. В 1874 году поступил в Военно-морскую академию США в Аннаполисе, которую окончил в 1878 году. Во время учёбы проявил интерес к электротехнике, изучая работы Томаса Эдисона и других пионеров электричества.

После окончания академии Спрейг служил на флоте, но в 1883 году уволился в запас в звании младшего лейтенанта, чтобы полностью посвятить себя инженерной деятельности.

Карьера и изобретения

Работа с Томасом Эдисоном

В 1883 году Спрейг начал работать в компании Эдисона (Edison Machine Works). Он занимался проектированием и установкой систем электрического освещения, а также участвовал в разработке первых электродвигателей постоянного тока. В 1884 году он основал собственную компанию Sprague Electric Railway & Motor Company, сосредоточившись на совершенствовании электродвигателей.

Электрический трамвай

Основным достижением Спрейга стало создание практичной и надёжной системы электрического трамвая. В 1887 году он разработал первый в мире успешный электрический трамвай с токосъёмом через воздушный контактный провод (пантограф). Ключевыми элементами системы стали:

• Электродвигатель с последовательным возбуждением — обеспечивал высокий крутящий момент при трогании с места.
• Реостатное управление — позволяло плавно регулировать скорость.
• Торможение с рекуперацией — возвращало часть энергии обратно в сеть.

В 1888 году в Ричмонде (штат Виргиния) была запущена первая коммерческая линия электрического трамвая, спроектированная и построенная компанией Спрейга. Линия протяжённостью 19 км успешно работала, доказав надёжность и экономическую эффективность системы. К 1890 году электрические трамваи Спрейга эксплуатировались в 110 городах США.

Системы управления электродвигателями

Спрейг разработал несколько важных систем управления:

• Множественное управление (multiple-unit control) — позволяло управлять несколькими вагонами из одной кабины, что стало основой для современных электропоездов. В 1897 году система была впервые применена на Чикагской надземной железной дороге.
• Автоматический выключатель — защищал двигатели от перегрузок.
• Регулятор скорости — обеспечивал стабильную работу двигателя при изменении нагрузки.

Лифтовое оборудование

В 1890-е годы Спрейг занялся усовершенствованием лифтов. В 1892 году он основал компанию Sprague Elevator Company, которая разработала:

• Электрический лифт с автоматическим управлением — первый в мире лифт, работающий без оператора.
• Систему безопасности — предотвращала падение кабины при обрыве троса.
• Регулируемый привод — позволял плавно останавливать кабину на нужном этаже.

Эти изобретения сделали высотное строительство более безопасным и экономичным.

Коммерческая деятельность

Спрейг основал несколько компаний, которые сыграли ключевую роль в электрификации транспорта:

• Sprague Electric Railway & Motor Company (1884) — занималась производством электродвигателей и трамвайного оборудования.
• Sprague Elevator Company (1892) — специализировалась на электрических лифтах.
• Sprague Electric Company (1900) — разрабатывала системы управления для промышленности.

В 1902 году компания Sprague Electric Company была продана корпорации General Electric, где Спрейг оставался консультантом до 1911 года.

Наследие и признание

Фрэнк Спрейг получил множество наград и признаний:

• Медаль Эдисона (1904) — за вклад в развитие электрического транспорта.
• Медаль Джона Фрица (1925) — за достижения в области электротехники.
• Золотая медаль Парижской выставки (1889) — за электрический трамвай.

В 1934 году, незадолго до смерти, Спрейг был удостоен звания почётного доктора наук Колумбийского университета.

Критика и споры

Некоторые изобретения Спрейга оспаривались другими инженерами. В частности, приоритет в создании электрического трамвая оспаривался Вернером фон Сименсом, который в 1881 году построил первую электрическую железную дорогу в Берлине. Однако система Спрейга была более надёжной и масштабируемой, что обеспечило её широкое распространение.

Также велись споры о приоритете в разработке множественного управления. Спрейг подал патент на эту систему в 1897 году, но аналогичные разработки существовали у других инженеров, в частности у Уильяма Брауна.

Интересные факты

• Спрейг был одним из первых, кто применил рекуперативное торможение на электрическом транспорте.
• Его система управления лифтами использовалась при строительстве небоскрёбов в Нью-Йорке, включая Вулворт-билдинг.
• В 1895 году Спрейг разработал проект электрической железной дороги в Бостоне, которая стала первой в США полностью электрифицированной магистралью.
• Имя Спрейга носит кратер на Луне (Sprague, диаметр 75 км).

Источники

• Frank Sprague: The Father of Electric Traction // IEEE History Center, 2003.
• Sprague, Frank Julian // National Cyclopaedia of American Biography, Vol. 25, 1936.
• The Electric Railway: Its Development and Progress // Scientific American Supplement, No. 789, 1890.
• Multiple-Unit Control: The Sprague System // Railway Age Gazette, Vol. 44, 1908.
• Патент США № 527,892 (система множественного управления, 1897).