(geb. Austhorpe, England, 8. Juni 1724: d, Austhorpe, 28. Oktober 1792)
Bauingenieurwesen, angewandte Mechanik.
Smeaton, einer der führenden britischen Ingenieure des achtzehnten Jahrhunderts, erlangte auch den Ruf eines Mannes der Wissenschaft und zeichnete sich durch experimentelle Forschung auf dem Gebiet der angewandten Hydraulik aus. Er stammte aus einer Familie von Schotten, von denen einer, Thomas Smeton, wandte sich dem Protestantismus spät im sechzehnten Jahrhundert und hielt wichtige Positionen in der Kirche und in der Universität von Glasgow. Zum Zeitpunkt von Smeatons Geburt lebte die Familie in der Nähe von Leeds, wo sein Vater William als Rechtsanwalt praktizierte. Smeaton wurde ermutigt, eine juristische Laufbahn einzuschlagen, und nach einer soliden Grundschulausbildung diente er im Büro seines Vaters und wurde später zur weiteren Beschäftigung und Ausbildung vor Gericht nach London geschickt. Eine frühe Neigung zu den mechanischen Künsten setzte sich bald durch, jedoch: und, mit Zustimmung seines Vaters, Er wurde ein Hersteller von wissenschaftlichen Instrumenten, Eine Verfolgung, die sowohl seinen wissenschaftlichen Interessen als auch seinem mechanischen Einfallsreichtum reichlich Raum ließ.
Anfang der 1750er Jahre begann Smeaton mit den Experimenten, die seinen Hauptbeitrag zur Wissenschaft darstellten; und während dieser Zeit beschäftigte er sich auch mit mehreren technischen Innovationen, darunter einem neuartigen Pyrometer, mit dem er die expansiven Eigenschaften verschiedener Materialien untersuchte. Das Tempo des industriellen und kommerziellen Fortschritts beschleunigte sich in Großbritannien, jedoch, und die Aufmerksamkeit der technischen Männer wurde zunehmend auf großtechnische Arbeiten gelenkt. Von 1756 bis 1759 beschäftigte sich Smeaton mit seiner bekanntesten Errungenschaft, dem Wiederaufbau des Eddystone Lighthouse. Bis zum Ende des Jahrzehnts hatte sich gezeigt, dass Bauingenieurwesen und Fluss- und Hafenarbeiten rentabler waren als die Herstellung wissenschaftlicher Instrumente. Entsprechend, Smeaton etablierte sich als Berater auf diesen Gebieten; tatsächlich, Er war es, der den Begriff „Bauingenieur“ übernahm, um zivile Berater und Designer von der zunehmenden Anzahl von Militäringenieuren zu unterscheiden, die an der Royal Military Academy in Woolwich ihren Abschluss machten. In den letzten fünfunddreißig Jahren seines Lebens war er für viele Ingenieurprojekte verantwortlich, darunter Brücken, Dampfmaschinenanlagen, Wind- oder Wasserkraftwerke, Mühlenstrukturen und Maschinen sowie Verbesserungen an Flüssen und Häfen.
Smeaton wurde Fellow der Royal Society, Mitglied des Royal Society Clubs und gelegentlicher Gast bei Treffen der Lunar Society. Er war auch Gründungsmitglied der ersten professionellen Ingenieurgesellschaft, der Society of Civil Engineers (nicht zu verwechseln mit der späteren Institution of Civil Engineers), die 1771 gegründet wurde; nach seinem Tod wurde es als Smeatonian Society bekannt. Seine Gründung spiegelte das wachsende Gefühl der Professionalisierung unter britischen zivilen Ingenieuren während des achtzehnten Jahrhunderts wider.
1759 wurden Smeatons Ingenieur- und Wissenschaftskarrieren von herausragenden Erfolgen gekrönt. In diesem Jahr vollendete er den Eddystone-Leuchtturm, der seinen Ruf als Ingenieur bestätigte, und veröffentlichte ein Papier über Wasserräder und Windmühlen, für das er die Copley-Medaille der Royal Society erhielt
In seiner Forschung über Wasserräder Smeaton eröffnete die Frage nach der relativen Effizienz von Unterlaufrädern (die durch den Impuls des Wassers gegen die Schaufeln wirken) und Überlaufrädern (wo das Wasser von oben fließt und das Rad durch die Kraft seines Gewichts bewegt). Durch Experimente an einem Modellrad zeigte er, dass überdrehte Räder entgegen der landläufigen Meinung doppelt so effizient sind wie unterdrehte. Über diese empirische Verallgemeinerung hinaus zeigte Smeaton seine wissenschaftliche Neigung, indem er über die Ursache des Energieverlusts („mechanische Kraft“, wie er es nannte) im unterlaufenen Rad spekulierte und zu dem Schluss kam, dass es in Turbulenzen verbraucht wurde — „nichtelastische Körper , wenn sie durch ihre Impulskollision wirken, Kommunizieren Sie nur einen Teil ihrer ursprünglichen Kraft; Der andere Teil wird in Folge des Schlaganfalls für die Veränderung der Figur aufgewendet.“
Nach diesem ersten Erfolg in der Forschung zur angewandten Mechanik trieb Smeatons Interesse in Richtung Naturphilosophie und er widmete zwei weitere experimentelle Untersuchungen dem Vis viva-Streit und den Kollisionsgesetzen. Er behauptete, dass diese scheinbar abstrakten Studien waren von Bedeutung in der Praxis, da die Schlussfolgerungen der Naturphilosophen könnte, wenn falsch, irreführen praktische Männer zu verabschieden unsolide Verfahren Die Ergebnisse, die er erhielt, jedoch, waren konsequenter in der Theorie als in der Praxis, denn sie bestätigten nicht nur den Glauben, dass die mechanische Anstrengung könnte in der Tat „verloren“, sondern auch, dass mv2 (vis viva)war ein Maß für die „mechanische Leistung.“ Smeaton erkannte, dass seine Schlussfolgerungen im Gegensatz zu denen standen, die von den Schülern Newtons bevorzugt wurden, und er gab diplomatisch an, dass sowohl mv als auch mv2 nützliche Werte waren, wenn sie richtig interpretiert wurden.
Smeatons Karriere bietet ein frühes Beispiel für das Zusammenspiel von Ingenieurwesen und angewandter Wissenschaft. Seine technischen Interessen beeinflussten die Richtung seiner wissenschaftlichen Forschung; und er verwendete die Ergebnisse seiner Forschung in seinen eigenen Wasserraddesigns, wobei er konsequent Brusträder und Überschussräder bevorzugte und fast nie das Unterschusssystem verwendete. Es gibt Grund zu der Annahme, dass Smeatons Arbeit andere Designer dazu veranlasste, das seit langem bevorzugte Undershot-Rad vorauszusehen. Darüber hinaus trug die anhaltende wirtschaftliche Bedeutung von Wasserrädern zu einem Gefühl der Dringlichkeit der wiederkehrenden Kontroverse über das Maß der „Kraft“ bei; und in diesen Diskussionen spielten Smeatons Forschung und seine Unterstützung der vis viva School of thought eine herausragende Rolle.
Smeaton führte auch umfangreiche Tests am experimentellen Newcomen-Motor durch, optimierte sein Design und erhöhte seinen Wirkungsgrad erheblich. Diese Studien stiegen jedoch nie über das Niveau des systematischen Empirismus hinaus und wurden darüber hinaus bald von James Watts Erfindung des separaten Kondensators überschattet. Einige kleinere Beiträge zur beobachtenden Astronomie rundeten Smeatons wissenschaftliche Arbeit ab.
BIBLIOGRAPHIE
I. Originalwerke. Viele von Smeatons Papieren wurden posthum gesammelt und veröffentlicht: Berichte des verstorbenen John Smeaton, 4 Bde. (London, 1812-1814). Vol. IV, The Miscellaneous Papers of John Smeaton (1814), enthält die Papiere, die er zu den Philosophical Transactions der Royal Society beigetragen hat, von denen die wichtigsten sein Copley Medal Paper sind, „Eine experimentelle Untersuchung über die natürlichen Kräfte von Wasser und Wind, um Mühlen und andere Maschinen in Abhängigkeit von einer Kreisbewegung zu drehen,“ 51 (1759-1760), 100-174: “ Eine experimentelle Untersuchung der Menge und des Anteils der mechanischen Kraft, die erforderlich sind, um schweren Körpern aus einem Ruhezustand unterschiedliche Geschwindigkeitsgrade zu verleihen „, 66 (1776), 450-475; und „Neue grundlegende Experimente zur Kollision von Körpern“, 72 (1782), 337-354. Diese drei Papiere wurden zusammen als experimentelle Untersuchung über die natürlichen Kräfte von Wind und Wasser (London, 1794) nachgedruckt und sind auch bequem in Thomas Tredgold, Hrsg., Trakte über Hydraulik (London, 1826). P. S. Girard übersetzte sie ins Französische als Recherches expérimentales sur l’eau et le vent (Paris, 1810). Für die Ergebnisse seiner Experimente an der Dampfmaschine siehe John Farey, A Treatise on the Steam Engine (London, 1827), 158 ff.
John Smeaton’s, Tagebuch seiner Reise in die Niederlande 1755. Newcomen Society for the Study of the History of Engineering and Technology, Extra Publication no.4 (London, 1938); und „Beschreibung des statischen Hydraulikmotors, erfunden und hergestellt von dem verstorbenen Herrn William Westgarth aus Colecleugh in der Grafschaft Northumberland“, in Transaktionen der Royal Society of Arts, 5 (1787). 185-210, werfen ein zusätzliches Licht auf die technischen Quellen von Smeatons wissenschaftlichen Interessen.
II. Sekundärliteratur. Die vollste Biographie von Smeaton ist immer noch Samuel Smiles, „Das Leben von John Smeaton,“in Leben der Ingenieure, 3 Bde. (London, 1861-1862). II, 1-89. John Holmes, der Smeaton gut kannte, veröffentlichte eine kurze Erzählung über das Genie, das Leben und die Werke des verstorbenen Bauingenieurs J. Smeaton (London, 1793). Für einen aktuellen biographischen Artikel, siehe Gerald Bowman, „John Smeaton-Beratender Ingenieur,“in Engineering Heritage, 2 vols. (New York, 1966), II. 8-12. Keines davon behandelt Smeatons wissenschaftliche Arbeit angemessen.
D.S.L. Cardwell hat Smeatons Forschung im Kontext der sich entwickelnden Beziehung zwischen Energietechnologie und Thermodynamik interpretiert; siehe „Einige Faktoren in der frühen Entwicklung der Konzepte von Macht, Arbeit und Energie.“ in British Journal for the History of Science, 3 (1966-1967), 209-224; und Von Watt bis Clausius (Ithaca, NY, 1971), siehe Index. Der Einfluss von Smeatons Forschung auf die Kontroverse über die Messung von „Kraft“ kann in Peter Ewart, „Über das Maß der sich bewegenden Kraft“, in Memoiren der Literarischen und philosophischen Gesellschaft von Manchester, 2. ser., 2 (1813), 105–258. Auf seiner Wasserkrafttechnik, siehe Paul N, Wilson. „Die Wasserräder von John Smeaton“, in Transaktionen. Newcomen Gesellschaft für das Studium der Geschichte der Technik und Technologie, 30 (1955-1957), 25-48.
Das wenige, das über die Gesellschaft der Bauingenieure im achtzehnten Jahrhundert bekannt ist, wird vollständig in T. E. Allibone, „The Club of the Royal College of Physicians, the Smeatonian Society of Civil Engineers and Their Relationship to the Royal Society Club“, in Notes and Records of the Royal Society of London, 22 (1967), 186-192; S. B. Donkin, „Die Gesellschaft der Bauingenieure (Smeatonians),“ in Transaktionen. Newcomen Gesellschaft für das Studium der Geschichte der Technik und Technologie, 17 (1936-1937), 51-71; und Esther Clark Wright, „Die frühen Smeatonians,“ ebenda., 18 (1937–1938), 101–110.
Harold Dorn
