ページの最終校正年月日 :

以下の文書は次のページの翻訳です。

John Smeaton - Wikipedia
ジョン・スミートン (John Smeaton)

ジョン・スミートン (FRS, 王立学会フェロー、 1724 年 6 月 8 日 - 1792 年 10 月 28 日) はイングランドの土木技術者で、橋、運河、港、そして灯台のデザインに責任を負った。 彼はまた有能な機械技術者で、著名な物理学者でもあった。 スミートンは自分自身を 「土木技術者」 (civil engineer) と宣言した最初の人であり、 しばしば 「土木技術の父」 と見なされている。

ジョン・スミートンの肖像画
背景にエディストーン灯台
ジョージ・ロムニーによる肖像画
1779 年 (詳細画)
国立肖像画ギャラリー
  1. 法則と物理
  2. 土木技術
  3. 機械技術者
  4. 思い起こすもの (レガシー、legacy)
法則と物理

スミートンはイングランド、リーズのオースソープ (Austhorpe) で生まれた。 彼はリーズ・グラマー・スクールで学んでから、 父親の法律事務所に加わったが、 この職を去り、数学的装置製造家となり、(ヘンリー・ヒンドリー (Henry Hindley) と一緒に働き、) 開発した装置には次のようなものがあった: 材質の膨張を測定するための高温計 (パイロメーター、pyrometer), ぐるぐる反射鏡 (whirling speculum) あるいは水平トップ (horizontal top) と呼ばれるもの。 【訳注:海洋航行で使用される人工水平線】

彼は 1753 年に王立学会フェローに選ばれ、1759 年には水車・風車の力学に関しての研究から コプリー・メダル (Copley Medal) を受賞した。 彼の 1759 年の論文 「水車・風車や円形運動する他の機械を回転させる水力・風力の実験的研究」 (An Experimental Enquiry Concerning the Natural Powers of Water and Wind to Turn Mills and Other Machines Depending on Circular Motion) は空中を動く物体の圧力と速度の間の関係に取り組み、 (スミートンは次のように注意している: 「研究で使用した表は実際は私の友人のラウズ氏 (Mr. Rouse) の貢献によるもので、彼は 「レスターシャー州ハーボロー (Harborough) の独創的な紳士」で、彼の実験を基礎にして計算をした。) 彼の発想はまもなく 「スミートン係数」 を考案することに発展した。 スミートンの水車の実験は小さな水車で実施し、これを使用して 7 年間にわたって色々な条件でテストをした。 この結果、水力の効率が増大し、産業革命に貢献した。

1759 年 - 1782 年の間に水車の更なる一連の実験と計測を実施し、これにより、 ドイツ人のゴッドフリート・ライプニッツの vis viva 理論 -- エネルギー保存法則の初期の型式 -- を支持し、擁護することになった。 これにより、既成学会のメンバーと論争になった。 彼らはライプニッツの理論がサー・アイザック・ニュートンの 運動量保存の法則と矛盾すると考え、 ライプニッツの理論を否定していたからである。

訳注
vis viva (生きた力) では運動エネルギーに相当するものは mv2 を考え、この総量が不変と考えた。 今日の運動エネルギーの 2 倍になっている。
土木技術

王立学会の推薦により、スミートンは 3 台目のエディストーン灯台 (Eddystone Lighthouse) のデザインをした (1755 年 - 1759 年)。 彼は 「水硬性石灰」 (hydraulic lime) -- これは漆喰の一種で水で固まる -- の使用を開拓し、灯台の建築で花崗岩ブロックの 「ありつぎ」 を含む技術を開発した。 彼の灯台は 1877 年に至るまで使用されたが、この時構造基礎の下にある岩が侵食し始めた: 灯台は分解されて、プリマス・ホー (Plymouth Hoe、【訳注:プリマスの公園】) で部分的に再建され、そこでは 「スミートンの塔」 と呼ばれている。 彼は現代のセメントの歴史、再発見、発展に重要である。 というのは石灰で水硬性 【訳注:水で硬くなる性質】を得るための組成上の要件を割り出したからである。 この仕事は究極的には ポートランド・セメントの発明につながり、 ポートランド・セメントは現代の建築資材としてのコンクリートの再出現を導くからである。 これは主にスミートンの影響によるものである。

訳注
産業革命以前にコンクリートを使用したのは古代ローマのみです。 ローマのコンクリートを参照。
スミートンの灯台 エディストーン灯台の断面
ありつぎの方法が見える

彼は利益が出る土木技術に焦点を合わせることを決意し、大量の仕事を開始した。 これには次がある。

工学における専門的知識から、 スミートンはノーフォーク州ウェルス=ネクスト=ザ=シー (Wells-next-the-Sea) の港のシルト (沈泥) に関連した事件で、 法廷で証言するように呼ばれた。 彼はイングランドの法廷に登場した最初の専門家の証人であると思われている。 彼はライ (Rye) における破滅的な 63 年に及ぶニュー・ハーバー (新港) (の建設) のコンサルタントにもなり、 ウィンチェルシー (Winchelsea) の港のシルトと戦うためのデザインをした。 この計画は現在では非公式に 「スミートンの港」 と呼ばれている。 しかし、その名称にもかかわらず、彼の関与は限定的で、港の工事が開始してから 30 年以上も後に起きたことである。

機械技術者

機械技術者としての技能を駆使して、 彼は 1761 年に キューの王立植物園の揚水エンジンを考案し、 1767 年にカンブリア州オールストンの水車工場を考案した。 (人によっては、彼が水車の鋳鉄製の軸を発明した人としている。) 1782 年に彼はニューキャッスル=アポン=タインのスピタル・タズ (Spital Tongue) のチムニー工場 (Chimney Mill) を建設した。 これは英国で最初の 5 枚羽根の風車 (smock mill、スモック・ミルは風車の上部が回転するもの) であった。


ニューキャッスル=アポン=タインのチムニー・ミル
現在はクラブハウスに転換 【訳注:羽根を取り除いて塔だけた残っている】

1789 年にスミートンはドニ・パピンのアイデアを応用して、 フォース・ポンプ 【訳注:ピストン・ポンプを参照】 を使って、潜水鐘 (diving bell) の中の圧力と新鮮な空気を維持した。 この鐘はヘキサム橋の計画のために建造されたが、水面下の工事を目的としたものではなかった。 しかし 1790 年にデザインが更新され、 ラムズゲート港の防波堤の水面下 (の工事) で使用することができた。 スミートンは上射式水車と下射式水車の基本的な違いと利点を説明した、ともされている。

スミートンはニューコメン・エンジンで実験をし、著しい改良をした。 これはジェームス・ワットが彼の最初の蒸気エンジンを建設している頃であった (1770 年代末)。

思い起こすもの (レガシー、legacy)

彼は他の技術者に高く評価され、 ルナー・ソサイエティーに貢献し、 1771 年には土木技術者協会 (Society of Civil Engineering) を設立した。 彼は土木技術者 (civil engineer, 直訳は民間技術者) という言葉を使い、 ウーリッジの王立陸軍士官学校 (Royal Military Academy) から卒業してくる軍事技術者と区別した。 土木技術者協会は、 1818 年に設立された土木技術者学会 (Institute of Civil Engineer) の先駆であり、 1830 年にスミートン土木技術協会に名称を変えた (【訳注:学会の方が協会から分離した】)。

彼の教え子には技術者のウィリアム・ジェソップと 建築家且つ技術者のベンジャミン・ラトローブ (Benjamin Latrobe) がいる。

彼はオースソープ (Austhorpe) の家族の家の庭を歩いている時に卒中に襲われて亡くなり、 ウェスト・ヨークシャーのホウィットカーク (Whitkirk) の教区教会に埋葬された。

スミートンはスチーブンソン (の墓) のステンド・グラス窓に描かれている 6 人の技術者の 1 人で、 これは William Wailes によってデザインされ、1862 年にウェストミンスター寺院で除幕した。 スミートン自身を記念する記念碑が 1994 年 11 月 7 日にウェストミンスター寺院でノエル・オードマン (Noel Ordman) -- スミートン土木技術協会の会長 -- により除幕された。

ジョン・スミートン・アカデミーはリーズの郊外にあるセカンダリー・スクールであり、 オースソープの近くのペンダス・フィールド (Pendas Field) 地所に隣接し、 スミートンにちなんで命名されている。 彼はプリマス大学 (University of Plymouth) でも祝福され、数学・技術学科を収容する建物は彼にちなんで命名されている。 リーズの中環状道路の最後の区間にある高架橋は 2008 年に開通し、彼にちなんで命名されている。


ジョン・スミートン高架橋の標識

彼は、 インディー・ロック・バンドのカイザー・チーフスによる歌 "I Predict a Riot" (暴動が起きそうだ) で (名前が) 言及されているが、 これはリーズの歴史でもっと偉大で平和な時代のシンボルとして言及され、 更にはリード・シンガーのリッキー・ウィルソンの出席したリーズ・グラマー・スクールの若年校舎 (Junior School House) への参照で言及されている。 カイザー・チーフスのメンバーはすべてリーズ生まれである。

スミートン係数

ライト兄弟により使用された揚力等式 (lift equation) はジョン・スミートンによるものである。 これは次の形をしている。

ここで

揚力
スミートン係数 - 0.005 (1 平方フィート (0.093m2) あたり、時速 1 マイルの抵抗 (ポンド)) はスミートンにより決定されたもので、後にライト兄弟により 0.0033 に修正された
揚力係数 (同じ面積を持つプレートの抵抗に相対的な揚力)
面積 (平方フィート)

ライト兄弟が風洞で決定したことは、スミートン係数の値が正しくなく、0.0033 となることであった。 現代の分析では揚力係数はスミートン係数の代わりに動的圧力で正規化されている。