ジョン・マックファーレン・グレー (John McFarlane Gray)

ジョン・マックファーレン・グレー (1831 年 4 月 7 日 - 1908 年 1 月 14 日、 John McFarlane Gray or John Mcfarlane Gray) はスコットランドの技術者で、持ち運び可能な蒸気リベット打ち機を発明し、イザムバード・キングダム・ブルネルの有名な SS グレート・イースタン の蒸気操船装置を発明した。

ジョン・マックファーレン・グレーはスコットランドのキンカーディン (Kincardine) で 1831 年 4 月 7 日に生まれた。彼の父は服地屋であった。マックファーレン・グレーは父親の職業を継ぐつもりがなかった。彼は家を出て、エジンバラに移住し、そこでヘブライ語、ギリシャ語、数学、力学を学ぶ傍らで、見習いとして働いた。次にペイズリーに移住し、そこでブラックウッド (Blackwood) の下で働き、後にブラックウッド・ゴードンの共同経営者となった。彼は次にグリーノック (Greenock) にあるマックナブ (McNab) の造船工場で職を得た。ここで彼は技術者として働き、すばやく昇進した。グレーはブラックウッド・ゴードンに戻った。この会社は今やポート・グラスゴーに移動していた。彼の雇い主はリバプールのジョージ・フォレスター社の技術工場の主任製図工かつ管理者のポストを彼に勧めた。

1855 年頃にマックファーレン・グレーはニューキャッスルの哲学協会でサー・ウィリアム・アームストロングが展示した大きなジャイロスコープを見て、しばらくの間、正確にどのようにして、それが動作するのかを考えた。彼は後にトレード委員会 (Board of Trade) のオフィサーに技術的な原理を説明した。ノーティカル・マガジン (航海雑誌、Nautical Magazine) によると『我々が知りえる限りでは、技術レベルでのジャイロスコープ効果の直接計算の実例は、マックファーレン・グレー氏によるもので、海洋エンジンに付随するはずみ車の軸のローリングとピッチングに由来するひずみとの観点でなされたものである。』

グレーはジョージ・フォレスター社で海洋エンジンや色々な形式の機械をデザインした。 1866 年にはフィードバック機構を組み込んだ蒸気操船エンジンの特許を取った。これは最初は SS グレート・イースタン -- 当時、(世界) 最大で最先端の船 -- に使用された。その当時は全速で動く装甲巡洋艦の操船装置を動かすには 100 もの人間が必要であった。グレーは操船装置に蒸気力を使用することを調べてくれるように依頼されたいた。発明は 1867 年の 3 月に始めてテストされた。テストは成功で、蒸気操船装置は広く採用された。グレーはずっと後になって操船装置のことを次のように述べている：

私がした主なことは、自動制御バルブを作ることで、しかもこれが連続的に作動するものであった。あるものを動かしたい場所に取っ手を置くことが以前であればしたことであった。しかし、操船の場合にはうまくいかないことが分かった。そこで私は反転する谷間の作動動作を考案し、これによりラダー (舵)、あるいは動かしたいものが、制御ホイールあるいはレバーの動きに従うようにした。

グレーの発明ではラダーの角度が差動ネジ (differential screw) に伝達され、差動ネジが今度は蒸気バルブを制御し、これがラダーを回転するための動力を供給する。ラダーが舵輪に支持された角度に近づくと、蒸気バルブが調節されて馬力を失う。もしもラダーが与えられた角度から遠のくと、バルブが開放されて馬力が増大し、ラダーを与えられた位置に復帰させる。グレーはサーボ機構を発明したのであった。「サーボ機構」はフランスの技術者である Joseph Farctot が造った言葉で、同様にこの発想をした人と言うべきで、彼は独自にこれを発展させた。

グレーは 1865 年に機械技術者協会 (Institution of Mechanical Engineers) の会員となった。彼は又、王立造船学会 (Royal Institution of Naval Architects) の会員にもなった。造船技術者協会 (Institute of Marine Engineers) が 1889 年に設立された時以来、協会の副会長であった。マックファーレン・グレーは技術者たちが職の重要性に応じて振舞うことを望んだ。彼は次のように述べた：『技術者が自分自身を統率するように振舞えば「言葉と振舞いにおいて、オフィサー (船長、航海士など) よりも立場が上ということはないにせよ、全く同等」となるように扱われることがないわけではない。もしもそれが、彼ら自身が理論と実践の達人とならしめる職業に関連するものであれば、彼らの蒸気船における重要性が完全に認められるときは遠いわけではない。』

グレーはリバプールのトレード委員会 (Bord of Trade) に採用され、次いでコーク (Cork) のトレード委員会、終にロンドンのトレード委員会に採用された。ロンドンでは造船技術者の主任検査官 (examiner) に任命された。このポストでは彼の影響力は限定されていた。というのはトレード委員会のポリシーでは技術オフィサーの個人的観点を出版することが許されていなかったからである。しかし、彼は技術者の会合で幾つかの理論的な論文を発表することができた。マックファーレン・グレーは蒸気エンジンの問題を解くためのジョサイア・ウィラード・ギブズ (Josiah Willard Gills) 教授によって述べられた温度・エントロピー線図 (entropy-temparature diagram) の使用を導入することの助けになった。彼は 1906 年に引退し、エジンバラに落ち着いた。彼は 1908 年 1 月 14 日に 76 才で亡くなった。

1885 年頃に、マックファーレン・グレーは熱力学第 2 法則に関しての報告を書き、これは少し議論を引き起こした。王立学会の評議会 (Council) は彼が学会で報告を読む許可を与えることを拒否した。学会は最初は彼の調査に関してもっと多くの情報を聞こうとした。しかし、彼は物理学会 (Physical Society) と造船学会 (Institution of Naval Architects) でこの主題に関しての論文を読み、熱力学における彼の研究結果を与える本を出版することを計画した。グレーは蒸気動力に関連した理論的な主題に関しての論文を発表し、これには次が含まれている。