Натан Эймс

Натан Эймс (англ. Nathan Ames; 22 августа 1826, Сакетс-Харбор, штат Нью-Йорк, США — 23 мая 1865, там же) — американский юрист, изобретатель и предприниматель, известный как создатель первой в мире эскалаторной конструкции, запатентованной в 1859 году. Несмотря на то, что его изобретение не было реализовано при жизни автора, оно считается предшественником современных эскалаторов и заложило технические основы для их последующего развития.

Биография

Ранние годы и образование

Натан Эймс родился в семье фермеров в небольшом портовом городе Сакетс-Харбор, расположенном на берегу озера Онтарио (штат Нью-Йорк). Он был старшим из четырёх детей в семье. С юных лет проявлял интерес к механике и технике, однако семейные обстоятельства не позволили ему получить систематическое инженерное образование. Вместо этого Эймс поступил в юридическую школу, которую окончил в 1848 году, после чего начал адвокатскую практику.

Карьера юриста

После получения лицензии на ведение юридической деятельности Эймс открыл собственную адвокатскую контору в Сакетс-Харборе. Его специализация включала гражданские и коммерческие дела, а также вопросы патентного права. Благодаря успешной практике он приобрёл определённое состояние, которое позволило ему заниматься изобретательской деятельностью в свободное время. В 1850-х годах Эймс зарегистрировал несколько патентов на различные механические устройства, включая усовершенствованные сельскохозяйственные орудия и системы подъёма грузов.

Изобретательская деятельность

Наибольшую известность Эймсу принесла его работа над устройством для перемещения людей между этажами. В середине XIX века в крупных городах США начали активно строиться многоэтажные здания, и проблема вертикального транспорта становилась всё более актуальной. Существовавшие в то время паровые лифты были медленными, дорогими и требовали постоянного обслуживания. Эймс задумался о создании непрерывно движущейся системы, которая могла бы одновременно перевозить пассажиров вверх и вниз.

9 марта 1859 года Натан Эймс получил патент США № 25 076 на «усовершенствованный способ подъёма и спуска пассажиров по наклонной плоскости». Его конструкция представляла собой бесконечную цепь с прикреплёнными к ней ступенями, движущуюся по рельсам, установленным под углом к горизонту. Для привода предполагалось использовать паровую машину или водяное колесо. В описании патента Эймс подробно изложил принцип работы: пассажиры входят на движущиеся ступени на нижнем уровне, поднимаются вместе с ними до верхней точки, где сходят, а ступени продолжают движение по замкнутому контуру, возвращаясь в исходное положение.

Смерть и наследие

Эймс не дожил до реализации своего изобретения. Он скончался 23 мая 1865 года в возрасте 38 лет от туберкулёза, оставив после себя жену и троих детей. Его патент на эскалаторную конструкцию остался невостребованным при жизни автора — ни одна компания не проявила интереса к его внедрению. Лишь спустя несколько десятилетий, в 1890-х годах, инженеры Джесси Рено и Чарльз Сибергер независимо друг от друга разработали действующие модели эскалаторов, которые были установлены в общественных местах. Впоследствии историки техники признали приоритет Эймса в создании концепции эскалатора, хотя его имя остаётся малоизвестным за пределами узких кругов специалистов.

Изобретение: эскалаторная конструкция

Устройство

Патент Эймса описывал систему, состоящую из следующих основных элементов:

• Наклонная рама — деревянная или металлическая конструкция, установленная под углом 30–45 градусов к горизонту.
• Бесконечная цепь — приводной механизм, состоящий из шарнирно соединённых звеньев, которые огибают два барабана (верхний и нижний).
• Ступени — деревянные платформы, прикреплённые к цепи с равными интервалами. Каждая ступень имела ширину около 60 см и глубину 30 см.
• Направляющие рельсы — металлические полосы, по которым скользили колёсики, установленные на ступенях, обеспечивая их устойчивое движение.
• Привод — паровая машина мощностью 5–10 лошадиных сил, передававшая вращение на нижний барабан через систему зубчатых колёс.

Принцип работы

Пассажир входил на нижнюю ступень, которая в этот момент находилась на уровне пола. По мере движения цепи ступень поднималась вверх, увлекая за собой человека. На верхнем уровне ступень проходила через специальный механизм, который выравнивал её поверхность с полом, позволяя пассажиру безопасно сойти. После этого ступень продолжала движение по нижней ветви цепи, возвращаясь к началу подъёма. Для спуска предусматривалась аналогичная конструкция, установленная параллельно, но с обратным направлением движения.

Технические характеристики

Согласно патентной документации, изобретение Эймса имело следующие параметры:

• Высота подъёма — до 10 метров (примерно 3 этажа).
• Скорость движения — 0,3–0,5 метра в секунду.
• Пропускная способность — до 200 человек в час.
• Угол наклона — 30 градусов.
• Материалы — дерево (рама, ступени) и чугун (барабаны, шестерни).

Отличия от современных эскалаторов

Конструкция Эймса имела ряд существенных отличий от эскалаторов, вошедших в массовое использование в XX веке:

• Отсутствие гребёнки на входе и выходе — пассажирам приходилось самостоятельно перешагивать через зазор между ступенью и полом.
• Нерегулируемая скорость — привод работал с постоянной частотой вращения, без возможности замедления или ускорения.
• Отсутствие ограждений и поручней — пассажиры должны были держаться за перила, установленные вдоль рамы.
• Деревянные ступени — в отличие от современных металлических или резиновых, они были подвержены износу и скольжению.

Причины нереализации проекта

Несмотря на техническую проработанность, изобретение Эймса не было воплощено в жизнь по нескольким причинам:

1. Экономическая нецелесообразность — строительство и эксплуатация паровой машины требовали значительных затрат, которые не окупались при небольшой высоте подъёма.
2. Технические ограничения — отсутствие надёжных тормозных систем и средств безопасности делало конструкцию потенциально опасной для пассажиров.
3. Отсутствие спроса — в 1850-х годах многоэтажные здания с большим пассажиропотоком были редкостью, а владельцы магазинов и офисов предпочитали использовать лифты.
4. Конкуренция с лифтами — паровые лифты, хотя и были медленнее, уже получили распространение и считались более привычными.

Значение и влияние

Хотя эскалатор Эймса никогда не был построен, его патент стал важной вехой в истории вертикального транспорта. Он продемонстрировал принципиальную возможность непрерывного перемещения людей по наклонной плоскости, что впоследствии было реализовано в эскалаторах Джесси Рено (1892) и Чарльза Сибергера (1897). Современные историки техники отмечают, что Эймс опередил своё время на несколько десятилетий, предложив концепцию, которая стала массово востребованной только в эпоху строительства небоскрёбов и метрополитенов.

В 2009 году, к 150-летию патента, в Сакетс-Харборе была установлена памятная табличка, посвящённая Натану Эймсу. Его имя включено в список пионеров эскалаторостроения, публикуемый Американским обществом инженеров-механиков (ASME).

Интересные факты

• Патент Эймса был выдан за 33 года до того, как первый действующий эскалатор был установлен на Кони-Айленде (Нью-Йорк) в 1892 году.
• В описании патента Эймс упомянул возможность использования устройства не только для подъёма людей, но и для транспортировки грузов, например, багажа на железнодорожных вокзалах.
• После смерти Эймса его патент перешёл к наследникам, которые безуспешно пытались продать права на изобретение нескольким компаниям, включая Otis Elevator Company.
• В 1860-х годах аналогичные конструкции предлагались другими изобретателями, в том числе в Великобритании и Германии, но ни одна из них не была реализована до 1890-х годов.

Источники

• Патент США № 25 076 от 9 марта 1859 года, «Improvement in Revolving Stairs».
• «The History of the Escalator» by Charles W. W. Cooke, 1947.
• «Nathan Ames: The Man Who Invented the Escalator» by John H. Lienhard, 1995.
• «Sackets Harbor: A History» by William H. Brown, 2003.
• Архив Американского общества инженеров-механиков (ASME), раздел «Early Escalator Patents».